産業技術総合研究所(産総研)は1月13日、幅広い電流レンジでノイズを計測する手法を開発し、不揮発性メモリとして研究開発が進められている抵抗変化メモリ(ReRAM)が100nAの消費電力で動作する際の挙動について明らかにしたと発表した。 同成果は、産総研 ナノエレクトロニクス研究部門 3D集積システム研究グループの馮ウェイ 研究員、エマージングデバイス研究グループの島久 主任研究員、筑波大学 数理物質系物理工学域の大毛利健治 准教授らによるもの。詳細は学術雑誌「Scientific Reports」(オンライン版)に掲載された。 DRAMやNANDに変わるさまざまな次世代メモリの研究開発が各所で進められており、その中の1つであるReRAMは、プロセスの微細化や低消費電力化の進展が求められていた。これまでの研究などから、遷移金属酸化物を用いたReRAMの動作には、酸化物中の酸素欠損が関わってい
原理的には低い電圧でも動作するシリコントンネルFETのリング発振回路の動作を初めて実証 駆動電流を増大する技術によって回路の動作速度を2倍に向上 トンネルFETを用いた超低消費電力集積回路の実用化に期待 国立研究開発法人 産業技術総合研究所【理事長 中鉢 良治】（以下「産総研」という）ナノエレクトロニクス研究部門【研究部門長 安田 哲二】ナノCMOS集積グループ 森 貴洋 主任研究員、松川 貴 研究グループ長らは、シリコントンネル電界効果トランジスタ（トンネルFET）を用いたリング発振回路の動作を実現すると共に、動作速度を2倍に向上させた。 トンネルFETは、0.2～0.3V程度の低い電圧での駆動が期待される新しい動作原理によるトランジスタで、超低消費電力集積回路への応用が期待されている。超低消費電力集積回路の実現には、従来の集積回路と同様に、N型とP型の異なる極性のトンネルFETを同一の
発表・掲載日：2016/12/05 不揮発性磁気メモリのための新たな電圧駆動書き込み方式を開発 －超低消費電力・高速メモリ「電圧トルクMRAM」の実現に道筋－ ポイント 不揮発性磁気メモリ(MRAM)の新しい電圧駆動書き込み方式を考案 電圧書き込みのエラー率を低減するための新型回路を開発 大容量のラストレベルキャッシュへの電圧トルクMRAM適用に道筋 内閣府 総合科学技術・イノベーション会議が主導する革新的研究開発推進プログラム（ImPACT）［プログラム・マネージャー：佐橋政司］の一環として、株式会社東芝 研究開発センター【所長 堀 修】の藤田 忍 研究主幹、国立研究開発法人 産業技術総合研究所【理事長 中鉢 良治】（以下「産総研」という）スピントロニクス研究センター【研究センター長 湯浅 新治】の野崎 隆行 研究チーム長らの研究開発チームは、電圧駆動型の不揮発性磁気メモリ「電圧トルクM
1959年、物理学者のリチャード・ファインマンは、米国物理学会で行った有名な講演のなかで、「微小なロボットハンドを集積した原子サイズの工場」「原子1個1個を直接操作して微小な構造を形成したり、物質の新しい特性を引き出す技術」など、今日のナノテクノロジーの発展を予見したといえるさまざまなアイデアを提示した。この講演「There's Plenty of Room at the Bottom」のなかでファインマンは、「直径が原子10～100個分の配線を使い、1000オングストローム(100nm)程度の大きさに収まる回路からなる微小なコンピュータ」にも言及しているが、このようなナノスケールのコンピュータは現在もまだ実現していない。 カリフォルニア大学サンタバーバラ校(UCSB)の研究チームは、ファインマンの残したこの課題の実現を目指し、新構造のデバイスを設計した。その構造は、不揮発性メモリの一種で
TIAパワーエレクトロニクス研究拠点に平成27年11月より構築を進めていた、シリコンカーバイド（SiC）パワー半導体デバイスの量産開発を可能とする新ラインが完成し、稼働を開始しました。６インチ級の大型ウエハーのプロセスを実現したオープンイノベーション拠点としては、世界初となります。 このラインは、国立研究開発法人 産業技術総合研究所（以下「産総研」という）と住友電気工業株式会社（以下「住友電工」という）の両者が相互に連携し竣工しました。基礎研究から一歩進め、世界最先端・最速のSiCパワー半導体の量産技術、信頼性評価技術、品質評価技術の開発を可能とするもので、SiCパワー半導体の実用化・本格普及による社会イノベーションの推進が期待されます。 当該新ラインを用い、産総研と住友電工は、将来にわたってトップレベルの研究開発を行って参ります。加えて、「TIAパワーエレクトロニクス研究拠点」の最先端ラ
2016年7月に米国カリフォルニア州サンフランシスコで開催された半導体製造装置材料展示会「SEMICON West 2016」の併催講演会で米国の半導体技術動向調査および製造コスト分析企業であるIC KnowledgeのScotten W. Jones社長が次世代の半導体技術について調査会社の立場で示唆に富んだ講演を行った。今回の連載では、この講演内容を踏まえて、半導体技術の最新事情を読み解いてみたい。 熾烈を極めるロジック各社の先端技術ノード開発競争 次世代半導体デバイスの実現を目指して超微細化を追求する半導体メーカー(ファウンドリ含む)は、世界でほんの数社に絞り込まれてしまった。これら最先端プロセスを提供する半導体メーカーは他社より技術的優位性を強調した独自のロードマップを発表し、超微細化を象徴する独自の技術ノード名(注1)を宣伝するなど、微細化競争に拍車がかかっている。これらの数社は
東芝は7月27日、3次元NANDフラッシュメモリ(3D NAND)「BiCS FLASH」の64層積層プロセスを開発し、サンプル出荷を開始したと発表した。 同製品は256Gビット(32GB)の3ビット/セル(TLC)で、データセンター向けエンタープライズSSDやPC向けSSD、スマートフォン、タブレット、メモリカードなどを中心に市場のニーズに合わせて展開していく計画。量産は2017年前半の量産開始を予定しているという。 回路技術やプロセスの最適化を図ることで、チップサイズの小型化を実現。これにより1枚あたりのウェハからの取れ数を増やすことを可能としており、ビットあたりのコスト削減を実現したとする。 なお、同製品は2016年7月に竣工した同社の四日市工場 新・第2製造棟にて製造される予定のほか、今後、64層積層プロセスを用いた512Gビット(64GB)品の製品化も進めていく計画だとしている。
東京工業大学(東工大)は6月21日、マテリアルズ・インフォマティクスと実験の連携により、希少元素を使わずに赤く光る新窒化物半導体を発見したと発表した。 同成果は、東京工業大学科学技術創成研究院フロンティア材料研究所/元素戦略研究センター 大場史康教授、平松秀典准教授、細野秀雄教授、京都大学大学院工学研究科 日沼洋陽特定助教、田中功教授らの研究グループによるもので、6月21日付けの英国科学誌「Nature Communications」に掲載された。 計算科学、データ科学、合成・評価実験およびこれらを連携した手法により、膨大な数の物質の評価を行い、その結果に基づいて新物質や新機能を開拓することを目指した「マテリアルズ・インフォマティクス」が、米国をはじめ世界各国で盛んになりつつある。今回、同研究グループは、量子力学の基本原理に基づいた第一原理計算によるマテリアルズ・インフォマティクスと高圧合
GaAsに添加されたMnの濃度が0.9%より小さいときは、正孔の波(波動関数)はMn原子によって乱され、Mn濃度の増加によって正孔の波の乱れはより大きくなる。しかし、Mn濃度が0.9%以上になり半導体が強磁性への相転移を起こすと、正孔の波の散乱が強く抑えられ、波のコヒーレンスが増大し、秩序が回復することが今回明らかになった 東京大学(東大)は6月29日、磁性をもつ原子を半導体中に加えて強磁性にすることにより、伝搬する電子の散乱が抑えられ秩序が回復する特異な現象を観測したと発表した。 同成果は、東京大学大学院工学系研究科電気系工学専攻 宗田伊理也特任研究員(研究当時、現在は東京工業大学工学院 助教)、大矢忍准教授、 田中雅明教授(スピントロニクス連携研究教育センター センター長)らの研究グループによるもので、6月28日付の英国科学誌「Nature Communications」に掲載された。
東京工業大学(東工大)は5月10日、しきい値電圧の低い有機トランジスタとして機能する複素環化合物を安定的に合成する手法を開発したと発表した。 同成果は、東京工業大学 物質理工学院 応用化学系 伊藤繁和准教授、植田恭弘大学院生、三上幸一教授らの研究グループによるもので、5月2日付けのドイツ科学誌「Angewandte Chemie International Edition」に掲載された。 不対電子をもつ分子種であるラジカルを2つ含む複素環化合物(1,3-ジホスファシクロブタン-2,4-ジイル)は、リン原子の効果によってふたつのラジカル電子が反平行となった一重項状態にある。開殻一重項と呼ばれるこの状態は、結合の足りない状態となっており不安定であるのが普通だが、適切に置換基を配置することによって空気中でも扱えるようになる。 同研究グループはこれまでに、この開殻一重項複素環化合物がp型半導体とし
東北大学は、3次元的なディラック電子を有する質量ゼロの粒子「ワイル粒子」を物質内に内包したトポロジカル物質「ワイル半金属」を発見したと発表した。 同成果は、同大 原子分子材料科学高等研究機構(AIMR)の相馬清吾准教授、高橋隆教授、同理学研究科の佐藤宇史准教授、大阪大学産業科学研究所の小口多美夫教授、独ケルン大学の安藤陽一教授らによるもの。詳細は米国物理学会誌「Physical Review B」に掲載された。 ワイル粒子は、ディラック方程式において、質量ゼロのときに得られるフェルミ粒子として1929年にドイツの理論物理学者ヘルマン・ワイルによって提唱されたが、素粒子として実証された例はまだない。しかし、近年、ある種の半金属にて電子のスピン縮退を解くことで、物質内にワイル粒子が生成されるという予測がなされ、そのワイル粒子を物質内に内包した物質「ワイル半金属」が理論的に提案されるまでにいたっ
2016/04/12 名古屋大学東山キャンパスに「産総研・名大 窒化物半導体先進デバイスオープンイノベーションラボラトリ」（GaN-OIL）を設立 －窒化物半導体からサステナブル社会・産業の実現をめざす－ 国立研究開発法人 産業技術総合研究所【理事長 中鉢 良治】（以下「産総研」という）は、平成28年4月1日に「産総研・名大 窒化物半導体先進デバイスオープンイノベーションラボラトリ」（AIST-NU GaN Advanced Device Open Innovation Laboratory；GaN-OIL）【ラボ長 清水 三聡】を国立大学法人 名古屋大学【総長 松尾 清一】（以下「名古屋大」という）と共同で設立しました。産総研におけるオープンイノベーションラボラトリ（OIL）は、平成27年度から始まった産総研の第4期中長期計画で掲げている「橋渡し」を推進していくための新たな研究組織の形態
銀ナノインクを表面コーティングするだけで線幅0.8マイクロメートルの超微細回路を印刷 紫外光の照射によりパターニングした反応性表面上で銀ナノ粒子が自己融着する現象を利用 フレキシブルなタッチセンサーによりプリンテッドエレクトロニクスの製品化を先導へ 国立研究開発法人 産業技術総合研究所【理事長 中鉢 良治】（以下「産総研」という）フレキシブルエレクトロニクス研究センター【研究センター長 鎌田 俊英】 山田 寿一 主任研究員（現：窒化物半導体先進デバイスオープンイノベーションラボラトリ ラボ研究主幹）、長谷川 達生 総括研究主幹（兼）国立大学法人 東京大学大学院工学系研究科 教授らは、国立大学法人 東京大学【総長 五神 真】、国立大学法人 山形大学【学長 小山 清人】（以下「山形大学」という）、田中貴金属工業株式会社【社長 田苗 明】（以下「田中貴金属」という）と共同で、紫外光照射でパターニ
東北大学(東北大)は3月23日、低コストな高品質単結晶シリコンの製造方法を開発したと発表した。 同成果は、東北大学 金属材料研究所 結晶物理学研究部門 藤原航三教授、結晶材料化学研究部門 宇田聡教授、FTB研究所、産業技術総合研究所、福島再生可能エネルギー研究所 再生可能エネルギー研究センター 太陽光チーム 福田哲生招へい研究員、高遠秀尚チーム長らの研究グループによるもので、3月19日～22日に東京工業大学で行われた「第63回応用物理学会 春季学術講演会」で発表された。 単結晶シリコンの製造法であるCZ法は、石英ガラス製の円形るつぼで原料シリコンを融かしてシリコン融液とし、あらかじめ準備した細い棒状の単結晶をその表面に浸漬し連続的に上方へ引き上げることによって行うというものだが、シリコン融液は非常に活性であるため、接触した石英るつぼ壁を溶かし出してしまい、また融液は熱対流を起こしており、こ
芝浦工業大学(芝工大)は3月31日、特定の銅錯体にレーザーを当てるだけで銅配線が形成できる技術を開発したと発表した。 同成果は、同大学工学部応用化学科の大石知司教授らの研究グループによるもので、3月22日～23日に開催された「表面技術協会第133回講演大会」および3月24日～27日に開催された「日本化学会第96春季年会」にて発表された。 従来、電子デバイスの配線材料には、高価な金や銀が用いられてきたが、近年は安価な銅の活用が進んでいる。しかし銅は容易に酸化するため、真大がかりな真空設備や複雑な作製プロセスが必要となるなど、結果的にコストや時間がかかってしまうことが課題となっていた。 今回、同研究グループは、熱分解性をもつ銅錯体溶液をガラス基板上に塗布し、レーザー照射することで銅錯体に化学反応を促し、連続的に照射することで銅を定着させることに成功した。これにより、銅微細配線を高速で形成するこ
工業生産に適したフォトリソグラフィ法を使用し、従来の100万倍のスピードで作製 世界最高レベルのQ値（注１）150万を達成、超高Q値光ナノ共振器の普及へ シリコンレーザーや光メモリー、簡便に使える医療診断センサーの開発等応用に期待 公立大学法人大阪府立大学（理事長：辻 洋）工学研究科の高橋和准教授と、国立研究開発法人産業技術総合研究所（理事長：中鉢 良治） 電子光技術研究部門の森雅彦研究部門長、岡野誠研究員の研究グループは、世界で初めて、工業生産に適したフォトリソグラフィ法を用いて、100万以上のQ値を有する光ナノ共振器を作製することに成功しました。 シリコンフォトニック結晶（注２）を用いた光ナノ共振器（注３）は、100万を超える非常に高いQ値を実現しており、光を微小領域に強く閉じ込めることが可能です。この特長を生かしたさまざまな光素子が研究されており、IoT時代を切り開くシリコンレーザー
発表・掲載日：2016/01/28 シリコンフォトニクスの画期的な光入出力技術を開発 －独自の表面垂直結合で光と電子の集積実装に向けて大きく前進－ ポイント 独自のイオン注入技術によりシリコン光配線の先端を数μmの曲げ半径で垂直方向に立体湾曲 光ファイバーとの高効率な垂直光結合を実現し、波長、角度、偏光の許容帯域を大幅に拡大 シリコン光電子集積回路へ光部品を表面実装する技術として期待 国立研究開発法人 産業技術総合研究所【理事長 中鉢 良治】（以下「産総研」という）電子光技術研究部門【研究部門長 森 雅彦】３次元フォトニクスグループ 榊原 陽一 研究グループ長、吉田 知也 主任研究員らは、従来難しいとされてきた、シリコン光集積回路への光ファイバーや光部品の表面実装を容易にする光結合技術を開発した。 通常シリコン光配線はウェハ面内に形成されるが、今回開発した技術ではシリコン光配線の先端をイオ
有機デバイス特有のバラつきを利用して回路ごとに固有の番号を生成 安定な有機材料を利用することでエラー率の低いセキュリティータグを開発 パッケージに貼りつけて模造品を安価に防止できる技術として期待 国立研究開発法人 産業技術総合研究所【理事長 中鉢 良治】（以下「産総研」という）フレキシブルエレクトロニクス研究センター【研究センター長 鎌田 俊英】印刷デバイスチーム 吉田 学 研究チーム長、栗原 一徳 研究員、ナノエレクトロニクス研究部門【研究部門長 安田 哲二】エレクトロインフォマティクスグループ 堀 洋平 主任研究員、小笠原 泰弘 研究員、片下 敏宏 主任研究員は、有機デバイスに特有のばらつきを利用して偽造を困難にするセキュリティータグ回路を開発した。 この回路は、作製時に有機デバイスに生じるわずかな素子間のばらつきを利用して、同じ設計の回路それぞれが異なった固有の番号を生成する。今回、
新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)は2月1日、同機構のプロジェクトにおいて、65nm世代のシリコントランジスタに混載した4Mビットクラスの新方式磁性体メモリ(STT-MRAM)回路において、3.3nsというキャッシュメモリとして十分に高速なアクセス時間、ならびに揮発性メモリ(SRAM)と比較して消費電力10分の1以下という低消費電力化を実現したと発表した。これは、キャッシュメモリとして世界最高の電力性能であるという。 同成果は、同プロジェクトに参画する東芝と東京大学 情報理工学系研究科 中村宏 教授らの研究グループによるもので、1月31日～2月4日に米サンフランシスコで開催される半導体回路国際会議「ISSCC 2016」において、2月2日(現地時間)に発表される。 同機構は、不揮発性メモリを利用して、コンピュータの非動作時に積極的に電源をオフして省電力化を図る「ノーマリーオフコ
広島大学、情報通信研究機構(NICT)、パナソニックは2月1日、シリコンCMOS集積回路により最大毎秒100ギガビットを超える伝送速度でデジタル情報の無線伝送を可能とする、テラヘルツ波(300GHz帯)を用いた無線送信技術を開発したと発表した。 同成果は、1月31日～2月4日にサンフランシスコで開催されている国際固体素子回路会議「ISSCC (International Solid-State Circuit Conference) 2016」にて発表およびデモンストレーション展示される。 テラヘルツ波帯は、一般にはまだ利用されていない新たな周波数資源だが、これを用いた無線システムは、広い周波数帯域を利用可能で超高速通信に優れているという特長がある。テラヘルツ帯を用いた無線通信技術が広く普及するために、デジタル信号処理回路との組み合わせや高速化に必須となる多値変調回路との集積化が容易なシリ
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