横山FIRST活動サマリ
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低電圧動作CMOSバックエンドデバイスナノカーボン材料の開発と応用30グラフェンのLSI応用の有効性を実証トランジスタのチャネル材料および配線材料として、グラフェンが注目されている。グラフェンが持つ高移動度や強靭さなどの優れた特性を利用して、大規模集積回路(LSI)の低電圧動作や微細配線の限界の打破が可能と期待されているからだ。佐藤信太郎グループは、グラフェンの合成やトランジスタ・配線構造の作製・特性評価を通じて、グラフェンの可能性を実証した。 佐藤信太郎研究分担者の研究グループでは、ナノカーボン、その中でも炭素原子1層分の厚みでできたシート状の物質、グラフェンのトランジスタ応用と配線応用につなげる基礎的な研究に取り組んだ。グラフェンは、実験的に電子の移動度が100,000cm2/Vsと、シリコン(Si)の約100倍に達する特性を持っている。また、正孔の移動度も電子と同様であるため、p型トランジスタにおいて化合物半導体をはるかにしのぐ性能を発揮するポテンシャルを持っていることが特徴だ(図1)。したがって、多くのエレクトロニクス研究者が大規模集積回路(LSI)の次世代材料として注目している。 「実際にグラフェンがLSIの新材料として使える可能性があるのか、世界初の試みをいくつか実施しました。その結果グラフェンはそのポテンシャルがあることを実証しました」と佐藤氏は説明する。 成果の一つは、直径300mmのシリコンウエハ上にグラフェンを合成し、ナノカーボンの合成とトランジスタ・配線応用300mmシリコンウエハ上に単層グラフェンを合成した。触媒の銅薄膜がグラフェンによって保護さているため、酸化されていないSynthesis of nano-carbon and application to transistor/interconnects

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