【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.02.27】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

23AT0055

利用課題名 / Title

次世代半導体デバイスの研究開発

利用した実施機関 / Support Institute

産業技術総合研究所 / AIST

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)

技術領域 / Technology Area

【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）計測・分析/Advanced Characterization

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）次世代ナノスケールマテリアル/Next-generation nanoscale materials（副 / Sub）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed

キーワード / Keywords

シリコン基材料・デバイス,半導体微細構造,エレクトロデバイス/ Electronic device,蒸着・成膜/ Vapor deposition/film formation,電子分光/ Electron spectroscopy,光リソグラフィ/ Photolithgraphy,ナノシート/ Nanosheet

利用者と利用形態 / User and Support Type

利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)

堀 幸妃

所属名 / Affiliation

産業技術総合研究所

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

杉山 和義,郭 哲維,大塚 照久

利用形態 / Support Type

（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

AT-006：マスクレス露光装置
AT-023：電子ビーム真空蒸着装置
AT-074：エックス線光電子分光分析装置(XPS)
AT-109：６インチ電子ビーム真空蒸着装置（アールデック）

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

二次元材料を用いた半導体トランジスタの試作とその評価を行うため、設備を利用した。

実験 / Experimental

NPFの装置群を利用してトランジスタの試作および評価を行った。
デバイスの作製: マスクレス露光装置（AT-006）を用いてパターンニングを行った後、真空蒸着装置（AT-023、AT-109）を用いて金属薄膜を作製し、リフトオフ処理を行うことでデバイスの作製を行った。
薄膜評価: XPS（AT-074）を用いて、硫化処理したNb薄膜における原子の結合状態を評価した。

結果と考察 / Results and Discussion

MoS₂チャネルトランジスタにNPFの装置群（AT-006、AT-023、AT-109）を利用して、様々な電極材料（Ni, Cr, Au）を蒸着させた。そのトランジスタの電気特性を計測したところ、Niをコンタクトとしたトランジスタが最も電流特性が優れていることが分かった。また、そのトランジスタを硫化水素アニールを行ったところ、移動度が一桁向上することが分かった（Fig. 1）。
さらに、硫化処理したNb薄膜において、Nbと硫黄の結合状態を調べるため、XPS（AT-074）を用いて評価したところ、600℃以上の硫化熱処理でNbを硫化できることが分かった。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

Fig. 1　200℃および500℃でのH₂SとArアニール前後のMoS₂FETのI_D-V_G特性

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

成果発表・成果利用 / Publication and Patents

論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)

口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.

1. 堀幸妃, 岡田直也, 張文馨, 入沢寿史, 田母神唯, 夏井隆佑, 遠藤尚彦, 宮田耕充, 小椋厚志．"硫化水素アニールによるMoS2トランジスタの駆動電流向上"第84回応用物理学会秋季学術講演会（熊本）．令和5年9月19日

特許 / Patents

特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件