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石田 誠(いしだ まこと)

所属 特別顧問
兼務
職名 特別顧問/名誉教授
専門分野 半導体材料・デバイス・集積回路 / スマート・マイクロ・センサチップ / 次世代半導体デバイス
学位 工学博士(京都大学)
所属学会 応用物理学会 / 電気学会
E-mail ishida@ee
※アドレスの末尾に「.tut.ac.jp」を補完してください
研究室web http://www.int.ee.tut.ac.jp/icg/
研究者情報リンク 研究者情報

研究紹介

スマートマイクロチップ,次世代半導体材料,および高機能センサ/MEMS・集積回路分野において研究を行っている。シリコンLSI技術を基盤として、設計・試作・評価までを行い、センサとLSIを一体化する半導体チップを研究。そのために必要となるシリコン基板上に異種の薄膜材料形成から始まり、CMOS信号処理回路、無線送信・エネルギー供給を1チップ上で実現する理想のセンサチップ、生体・医療分野に新たな計測方法を提案する超小型のセンサ・LSIチップ(スマートマイクロセンサチップ)開発を研究している。

テーマ1:医療・生体応用スマートマイクロチップ

概要
テーマ1 : 医療・生体応用スマートマイクロチップ(概念図と作成したチップのSEM写真)

マイクロ・ナノ技術を用いたスマートマイクロチップを研究.VLS(vapor-Liquid-Solid)選択成長やMEMS技術を用いてスマートマイクロチップを研究. VLS成長によるインテリジェント神経電位センサ:CMOS集積回路作製後にマイクロ、ナノの直径の単結晶Siプローブを形成するスマートチップ開発研究.

主な業績
  • H. Sawahata, S. Yamagiwa, A. Moriya, T. Dong, H. Oi, Y. Ando, R. Numano, M. Ishida, K. Koida, T. Kawano, "Single 5μm diameter needle electrode block modules for unit recordings in vivo", Sci Rep, Vo. 6, No. 35806, pp. 1-12, Oct., 2016
    doi : 10.1038/srep35806
  • Y. Kubota, H.Oi, H. Sawahata, A. Goryu, Y. Ando, R. Numano, M. Ishida, T. Kawano, "Nanoscale-Tipped High-Aspect-Ratio Vertical Microneedle Electrodes for Intracellular Recordings", Small, Vol. 12, No. 21, pp. 2846-2853, Apr., 2016
    doi : 10.1002/smll.201600172
  • S. Yagi, S. Yamagiwa, Y. Kubota, H. Sawahata, R. Numano, T. Imashioya, H. Oi, M. Ishida, T. Kawano, "Dissolvable Base Scaffolds Allow Tissue Penetration of High-Aspect-Ratio Flexible Microneedles", Adv. Healthc. Mater., Vol. 4, Issue 13, pp. 1949-1955, Sep. , 2015.
    doi : 10.1002/adhm.201500305
  • S. Yamagiwa, M. Ishida, T. Kawano, "Flexible Parylene-film Optical Waveguide Arrays", Appl. Phys. Lett., Vol. 107, pp. 083502(5pages), Aug. , 2015.
    doi : 10.1063/1.4929402
  • S. Yamagiwa, A. Fujishiro, H. Sawahata, R. Numano, M. Ishida, T. Kawano, "Layer-by-layer assembled nanorough iridium-oxide/platinum-black for low-voltage microscale electrode neurostimulation", Sens. Actuator B-Chem., Vol. 206, pp. 205-211, Jan. , 2015.
    doi : 10.1016/j.snb.2014.09.048

キーワード

VLS成長、神経電位センサ、MEMS, CMOS

テーマ2:エピタキシャルアルミナ薄膜を用いた高性能マイクロチップ

概要
テーマ2 : エピタキシャルアルミナ薄膜を用いた高性能マイクロチップ(上面写真と断面図)

Si基板上に単結晶Al2O3絶縁膜、強誘電体薄膜、金属薄膜をすべて単結晶で形成する技術と、これらの構造を用いた赤外線、超音波イメージセンシングチップ(右図)

主な業績
  • M. A. Matin, T. Sugai, N. Kawazu, D. Akai, K. Sawada, M. Ishida, "Thermal Aspects of Pyroelectric Ceramic Functional Material for Infrared Image Sensing", J. Electron. Mater., Vol. 45, Issue 1, pp. 329-338, Jan., 2016.
    doi : 10.1007/s11664-015-4075-z
  • M. A. Matin, K. Oishi, A. Katsuta, D. Akai, K. Sawada, M. Ishida, "Aspect of Integrating Functional Electroceramic Material in Multilayer Thin Films for Image Sensing : Modeling and Experiment", J. Electron. Mater., Vol. 44, No. 3, 2015.
    doi : 10.1007/s11664-015-3631-x
  • K. Oishi, S. Yonemaru, D. Akai, M. Ishida, "SiO_2 /SiN film stacks infrared absorber integrated on Pb(Zr_0.4 ,Ti_0.6 )O_3 film pyroelectric sensors on γ-Al_2 O_3 /Si substrate", Sensors and Materials, Vol. 27, No. 2, pp. 217-227, 2015.
  • D. Takashima, K. Ozaki, M. Nishimura, N. Okada, D. Akai, M. Ishida, "Vibration Analysis and Evaluation of Piezoelectric Micromachined Ultrasonic Transducers Using Epitaxial Pb(Zr, Ti)O3 Thin Film", Sens. Mater., Vol. 27, No. 1, pp. 1-10, Jan. , 2015.
  • K. Oishi, D. Akai, M. Ishida, "Integration of crystalline orientated γ-Al2O3 films and complementary metal?oxide?semiconductor circuits on Si(1 0 0) substrate", Solid-State Electron., Vol. 103, pp. 110-114, 2015.
    doi : 10.1016/j.sse.2014.08.011

キーワード

エピタキシャル多層薄膜構造、アルミナ膜、強誘電体膜、赤外線・超音波イメージング

テーマ3:理想センシングチップのための要素技術開発

概要
テーマ3 : 理想スマートマイクロチップ構成図(ワイヤレス、無電源化センシングチップ)

理想のスマートマイクロセンシングチップを形成するためには、ワイヤレス通信と電源をどのように5mm角のチップ上に搭載するかが重要となる。これを実現するためにICでは構成できない受動素子をMEMS技術を用いてチップ内に埋め込む技術を提案し、ワイヤレス通信に必要なアンテナをチップ上に形成する研究を展開している。これらの技術は、上記2項目のチップにも搭載できるものとなる。さらに微小信号を増幅する低雑音増幅器等を開発している。

主な業績
  • K. Okabe, H. P. Jeewan, S. Yamagiwa, T. Kawano, M. Ishida, I. Akita, "Co-Design Method and Wafer-Level Packaging Technique of Thin-Film Flexible Antenna and Silicon CMOS Rectifier Chip for Wireless-Powered Neural Interface Systems", Sensors, Vol. 15, pp. 31821-31832, Dec., 2015.
    doi : 10.3390/s151229885
  • I. Akita, M. Ishida, "A current noise reduction technique in chopper instrumentation amplifier for high-impedance sensors", IEICE Electron. Express, Vol. 12, No. 11, pp. 1-5, Mar. , 2015.
    doi : 10.1587/elex.12.20150374
  • I. Akita, M. Ishida, "A chopper-stabilized instrumentation amplifier using area-efficient self-trimming technique", Analog Integr. Circuits Process., Vol. 81, Issue 3, pp 571-582, Dec., 2014.
    doi : 10.1007/s10470-014-0371-4
  • T. Okazawa, I. Akita, M. Ishida, "Analog Integr. Circuits Process., Vol. 81, Issue 3, pp 561-570, Dec. , 2014.
    doi : 10.1007/s10470-014-0410-1
  • I. Akita, S. Asai, M. Ishida, "Low-power output-capacitorless low-dropout regulator with adjustable charge injection technique for on?off-keying transmitters", Jpn. J. Appl. Phys., Vol. 53, No. 4S, pp. 04EE17(5pages), 2014.
    doi : 10.7567/JJAP.53.04EE17
  • K. Okabe, I. Akita, M. Ishida, "High-gain on-chip antenna using a sapphire substrate for implantable wireless medical systems", Jpn. J. Appl. Phys., Vol. 53, No. 4S, pp. 04EL09(5pages), 2014.
    doi : 10.7567/JJAP.53.04EL09

キーワード

ワイヤレスチップ、無電源化チップ、低雑音アンプ、埋め込み素子、MEMS技術

その他(受賞、学会役員等)

  • 平成26年4月(2014年):一般社団法人電気学会第23回業績賞
  • 平成26年3月(2014年):一般社団法人電気学会フェロー称号
  • 平成22年9月(2010年):社団法人応用物理学会フェロー称号
  • 平成21年5月(2009年):第65回電気学会電気学術振興賞(進歩賞)
  • 平成20年(2008年):第25回(平成19年度)永井科学技術財団 財団賞
  • 平成10年(1998年):シュルンベルジェアワード
  • 平成 7年(1995年):第4回日本工学教育協会賞

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