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宇宙用集積回路の革新へ向けたグラフェン/SiC基板量産技術の確立

建立石墨烯/SiC衬底量产技术，创新空间集成电路

基本信息

批准号：
12J07700
负责人：
井上仁人
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012 至 2013
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12J07700/
关键词：
グラフェン炭化ケイ素結晶成長量子力学計算 SiC シミュレーション C凝集

项目摘要

本研究では, 宇宙用集積回路の革新へ向けて, グラフェン/SiC基板の量産技術の確立を目指す.近年の集積回路技術はシリコンの微細化による高速化, 省エネ化, 高機能化が主流であった. 一方, 高放射線環境となる宇宙空間で用いる宇宙用集積回路では, 回路に対する高エネルギー粒子の入射によって半導体中に意図しない導電性キャリア(電子・正孔対)が誘起され, 回路の動作に悪影響を及ぼす(シングルイベント現象)ことから, シングルイベント現象に対する耐性(耐放射線性)が求められる. 集積回路が小型であるほど, 回路に対するシングルイベント現象の影響が相対的に大きくなるため, 微細化による高性能化と耐放射線化には本質的なトレードオフが存在する. 本研究ではこのトレードオフを解消するため, 従来の集積回路材料であるシリコン基板から, グラフェン/SiC基板への転換を提案する. 超導電性2次元材料であるグラフェンとワイドバンドギャップ半導体であるSiCを用いることで, 微細化に頼らない集積回路の高性能化と材料レベルからの放射線特性の向上が期待される.グラフェン/Sic基板の実用化にあたっての技術課題の1つに, 量産技術, すなわちSic基板上への高品質グラフェンの成膜技術の確立が挙げられる. Sic基板上へのグラフェン成膜は, Sic表面のアニーリングによる表面改質によってなされるが, 実験的制約によって改質プロセスが十分理解されていないことが, グラフェンの高品質化に向けた体系的な取り組みを妨げている. 本研究では量子力学計算によって表面改質プロセスを原子レベルで明らかにする. また, その結果と熱力学的解析を組み合わせることで, 実際の実験条件でどのような改質プロセスが行われるかを定量的に明らかにする. 以上の理論解析の結果を実験家にフィードバックすることで, 実験・理論の両面からグラフェンの高品質化が実現することが期待できる.

This study aims to provide guidance for the innovation of integrated circuits for the universe and the establishment of mass production technology for silicon carbide/SiC substrates. In recent years, integrated circuit technology has become the mainstream of miniaturization, high speed, low cost and high functionality. On the one hand, in the high radiation environment and in outer space, the cosmic collector circuit is used to induce the influence of the circuit operation on the incident of high radiation particles in semiconductors. The integrated circuit is small in size, and the circuit has the effect of the phenomenon of the circuit. The circuit has the effect of the phenomenon of the In this study, we propose a new method for the conversion of integrated circuit materials from silicon to SiC substrates. Superconductivity in two-dimensional materials: semiconductor, SiC, miniaturization, high performance of integrated circuits, and upward expectations of radiation characteristics in materials. 1. The establishment of film formation technology for high quality silicon substrate. The formation of thin films on SiC substrates, the surface modification of SiC surfaces, and the restriction of surface modification are well understood. In this study, quantum mechanical calculations are performed to modify the surface of the surface. The results of this study are combined with thermodynamic analysis, and the actual conditions are determined quantitatively. The results of the above theoretical analysis are expected to be realized in high quality.