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赤井 大輔(あかい だいすけ)

所属 エレクトロニクス先端融合研究所
兼務 電気・電子情報工学系
職名 助教
専門分野 結晶成長 / 強誘電体薄膜 / 半導体デバイス
学位 博士(工学) (豊橋技術科学大学)
所属学会 応用物理学会
E-mail akai@vbl
※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.vbl.tut.ac.jp/

研究紹介

機能性材料とシリコン集積回路技術との融合を目指し研究を行っています。

テーマ1:シリコン基板上への絶縁性結晶薄膜の成長

概要

シリコン(Si)は半導体集積回路(LSI)の基幹となる材料であり、コンピュータのCPU、センサ、各種信号処理回路など様々な電子デバイスで用いられている。これまで、Si-LSIは微細加工技術の進歩により発展を遂げてきているが、近年物理的限界、例えばSiO2ゲート絶縁膜の極薄膜、によりその進歩が危ぶまれている。高い誘電率を持つ絶縁薄膜を結晶性良くSi基板上に作製することができれば、SiO2に変わる絶縁膜として利用できるだけでなく、その上部に様々な機能を有した材料を形成することができ、Si-LSIに新しい機能、価値を付加することが可能となる。本テーマでは、絶縁性結晶薄膜としてγ-Al2O3薄膜に注目し、その成膜方法と高品質化を目指して研究を進めている。主な応用分野は:エピタキシャルSilicon-on-Insulator、強誘電体薄膜スマートセンサ、化合物半導体用基板、トンネル効果を利用した量子デバイス

キーワード

Al2O3、絶縁薄膜、結晶成長、機能性材料

テーマ2:知能性基板を用いた強誘電体薄膜スマートセンサ

概要

Si基板上にγ-Al2O3薄膜をエピタキシャル成長させた基板を用いることで、様々な機能を有した材料をSi基板上に形成し集積回路と一体化させることが可能になる。そこで、γ-Al2O3Si基板を知能性基板と呼び、その上部へ強誘電体薄膜を形成し集積回路と一体化した「強誘電体薄膜スマートセンサ」の研究開発を進めている。強誘電体材料は誘電体の持つ全ての電気的特性(強誘電性、焦電性、圧電性)を有しているが、特にセンサ応用に関しては焦電性と圧電性が重要である。知能性基板上では強誘電体薄膜の結晶配向性を制御することが可能であり、焦電性、圧電性に優れた薄膜が得られる。この薄膜を利用して、赤外線検出素子や超音波送受信子の研究を行っている。Si基板上に作製することで、素子の2次元配置(アレイ化)や信号処理回路の併設が可能となり、より小型で高機能な赤外線イメージャや超音波イメージャが実現できるだろう。

キーワード

強誘電体薄膜、センサ、スマート化、焦電、圧電

担当授業科目名(科目コード)

電気・電子情報工学基礎実習
物理実験


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