- Address
- 305-0044 茨城県つくば市並木1-1 [アクセス]
研究内容
- Keywords
パイ電子系、ナノエレクトロニクス、電流注入
出版物2004年以降のNIMS所属における研究成果や出版物を表示しています。
論文
- Yong-Lie Sun, Toshihide Nabatame, Jong Won Chung, Tomomi Sawada, Hiromi Miura, Manami Miyamoto, Kazuhito Tsukagoshi. Compositional changes between metastable SnO and stable SnO2 in a sputtered film for p-type thin-film transistors. Thin Solid Films. 807 (2024) 140548 10.1016/j.tsf.2024.140548 Open Access
- Dorra Mahdaoui, Chika Hirata, Kahori Nagaoka, Kun’ichi Miyazawa, Kazuko Fujii, Toshihiro Ando, Manef Abderrabba, Osamu Ito, Shinjiro Yagyu, Yubin Liu, Yoshiyuki Nakajima, Kazuhito Tsukagoshi, Takatsugu Wakahara. Ambipolar to Unipolar Conversion in C70/Ferrocene Nanosheet Field-Effect Transistors. Nanomaterials. 13 [17] (2023) 2469 10.3390/nano13172469 Open Access
- Shuji Kobayashi, Satoshi Kaneko, Kazuhito Tsukagoshi, Tomoaki Nishino. Conductance Modulation in an α-Terthiophene Molecular Junction Characterized by Surface-Enhanced Raman Scattering. e-Journal of Surface Science and Nanotechnology. 21 [1] (2022) 2023-004 10.1380/ejssnt.2023-004 Open Access
書籍
- Mahito Yamamoto, TSUKAGOSHI, Kazuhito. Growth and Electronic and Optoelectronic Applications of Surface Oxides on Atomically Thin WSe2. System-Material Nanoarchitectonics. Springer, 2022, 12.
- 塚越 一仁, 榊 裕之. 原子膜エレクトロニクス. 丸文財団20周年記念出版「科学技術立国 日本を築くⅡ 次代を拓く気鋭の研究. , 2017, 137-144.
- 中払 周, 小川 真一, 塚越 一仁, 佐藤 信太郎, 横山 直樹. ウェハスケール・トップダウン加工でのグラフェントランジスタ試作. カーボンナノチューブ・グラフェンの 応用研究最前線. , 2016, 201-207.
会議録
- Toshihide Nabatame, Tomomi Sawada, Yoshihiro Irokawa, Yasuo Koide, Kazuhito Tsukagoshi. (Invited) Characteristics of GaN/High-k Capacitors Under Positive Bias Stress. ECS Transactions. 112 [1] (2023) 109-117 10.1149/11201.0109ecst
- Kazunori Kurishima, Toshihide Nabatame, Takashi Onaya, Kazuhito Tsukagoshi, Akihiko Ohi, Naoki Ikeda, Takahiro Nagata, Atsushi Ogura. Suppression of threshold voltage shift on In-Si-O-C Thin-Film Transistor with an Al2O3 Passivation Layer under Negative and Positive Gate-Bias Stress. Electron Devices Technology and Manufacturing Conference (EDTM). (2019) 10.1109/edtm.2019.8731167
- Hiroki Ago, Yui Ogawa, Kenji Kawahara, Yoshito Ito, Baoshan Hu, Carlo M. Orofeo, Pablo Soils Fernandez, Hiroko Endo, Hiroki Hibino, Seigi Mizuno, Kazuhito Tsukagoshi, Masaharu Tsuji. Epitaxial CVD Growth of High-Quality Graphene and Recent Development of 2D Heterostructures. 2015 IEEE International Electron Devices Meeting (IEDM) . (2015) 10.1109/iedm.2015.7409779
口頭発表
- ZHANG, Qinqiang, MATSUMURA, Ryo, TSUKAGOSHI, Kazuhito, FUKATA, Naoki. Lateral Growth Control of GeS Thin Films and their Field-Effect Transistors. 第1回 半導体結晶技術に関する産学連携ワークショップ. 2024
- 若原 孝次, 藤井 和子, 松下 能孝, 高木牧人, 島崎智実, 立川 仁典, 柳生 進二郎, 劉雨彬, 中島嘉之, 長井 拓郎, 塚越 一仁. 非共有結合ベンジジンネットワークにおける 一次元 C60 配列. 第32回有機結晶シンポジウム. 2024
- TSUKAGOSHI, Kazuhito. Electromechanical Switching of a C60 nanochain. National Institute for Materials Science/University of Tsukuba/Nattional Chung Hsing Universuty Joint Workshop:Advanced Materials and Nanostructures for Future Science and Technologies. 2024 招待講演
その他の文献
- Shuhei Watanabe, Satoshi Kaneko, Shintaro Fujii, Tomoaki Nishino, Shinya Kasai, Kazuhito Tsukagoshi, Manabu Kiguchi. Gap width-independent spectra in 4-aminothiophenol surface enhanced Raman scattering stimulated in Au-gap array. Japanese Journal of Applied Physics. 56 [6] (2017) 065202 10.7567/jjap.56.065202
- 塚越 一仁. 図解:ナノカーボン. OYO BUTURI. (2015) 642-643
- 塚越 一仁. インジウム系酸化膜トランジスタの特性と必要性. 鉱山. 67 [730(9)] (2014) 24-32
公開特許出願
所属学会
応用物理学会
ナノアーキテクトニクス材料研究センター
2次元薄膜半導体の開発
2次元半導体,電気伝導,トランジスタ,スパッタ,原子層堆積(ALD),素子作製,電気伝導,電流注入
概要
薄膜トランジスタの研究として、応用用途に応じた原料開拓や成膜法開発、ならびに電気伝導特性の評価を行っている。成膜は、スパッタ、塗布、原子層堆積(ALD)で、n型とp型の超薄膜半導体を開発している。現在の課題は、加熱温度上限に合わせた製法探索や電極金属選定などである。特に、プロセス温度低減要求に応えるために、ALDで原子層毎の積層による半導体膜の形成や元素ドープでの特性制御を試みている。
新規性・独創性
● 従来材料では400-600℃行程が不可欠であったが、独自原料や独自酸化法の適応によって、200℃以下で無機系薄膜トランジスタを作れるようになった。
● 超薄膜化とドーピングで、伝導特性を制御。
● 1-5nm厚の半導体薄膜(n型、p型)を用いたトランジスタ構造を形成。
● 伝導機能の解析、端子電流注入機構の解析。
● 伝導特性の解析結果を基として、成膜行程へフィードバック。
内容
酸化膜トランジスタの電気伝導特性の不安定性(=低信頼性)要因が、酸素欠損の不安定性にあることを特定し、酸素結合解離エネルギーが高い元素を添加することで制御できることを見出した。一般には、薄膜の作り易さや移動度などを重視して材料選定が行われるが、信頼性の低さが問題となる。我々は、元来移動度が高い酸化インジウム膜を基材として、添加元素と添加量の調整をスパッタ成膜で行って、素子信頼性を大きく改善させた。低温プロセスが可能となるALD成膜で、酸素結合解離エネルギーが高い炭素を調整して残留させることが出来るようになり、5nm厚程度の超薄膜でも信頼性の高いトランジスタが出来るようになった。なお、独自のALDプリカーサを使用し、成膜構成にも独自の工夫をしている。電流注入機構解析に基づく電極金属の選定によって、素子抵抗の低減も信頼性向上に有用である。
まとめ
酸化膜半導体の材料や素子の開発だけでなく、グラフェンやカルコゲナイド系半導体でもトランジスタ構造を造り電気特性評価を行ってきた。多型膜破片やナノ細線等でも素子を作製した。現時点では、酸化膜厚をさらに薄くした1-5 nm厚超薄膜での特性制御を試み、原子スケール制御の超薄膜n型p型を模索している。