北陸先端科学技術大学院大学 [JAIST] - 研究者総覧
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研究者紹介

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堀田 將 (ホリタ ススム) 教授
マテリアルサイエンス系、応用物理学領域

■学位

金沢大学工学士 (1982),東京工業大学工学修士 (1984),東京工業大学工学博士 (1987)

■職歴

金沢大学工学部助手 (1987),同講師 (1988),同助教授 (1992)

■専門分野

究極のメモリといわれているFET型強誘電体メモリに関する研究と新機能電子デバイスの創生につながるガラスやプラスチック基板上への結晶化シリコン(Si)薄膜とSi酸化薄膜の低温形成に関する研究をしている。

■研究テーマのキーワード

Si薄膜、酸化Si薄膜、薄膜トランジスタ、レーザーアニール、強誘電体メモリ、オゾン酸化

■研究課題

シリコン基板上への集積化強誘電体メモリの作製
強誘電体メモリとは、強誘電体の残留分極を利用した、不揮発性でありながら、低電圧駆動で高書き込み耐性があり、高速・高密度化が可能な高度情報化社会のニーズに対応できる究極のメモリデバイスのことである。本研究では、強誘電体であるPZT(Pb(Zr,Ti)O3)薄膜とSi基板を用いて集積化した新しい原理のメモリデバイスを作製し、その実用化を目指した基礎研究を行う。

ガラス基板上へのパルスレーザによる結晶粒界位置を制御した低温多結晶シリコン薄膜の形成
パルスレーザにより非晶質ガラス基板上に堆積したSi薄膜を溶融結晶化させて、実効的に低温で多結晶Si薄膜を得るが、キャリアの移動度を下げる原因となっている結晶粒界の位置を我々の独自の手法により制御することを行っている。最終的には、単結晶レベルの特性を持つシリコン薄膜を形成し、液晶ディスプレイ用のTFT(Thin Film Transistor)などへの実用化を目指す。

ガラス基板上への種結晶(テンプレイト)層を用いた結晶化シリコン薄膜の低温形成
ガラスやプラスチックなどの非晶質基板上に、低温で結晶化したSi薄膜を得ることは新機能デバイスの創成につながる。本研究では、ガラス基板上に、後に堆積するSi薄膜の結晶化を誘発する多結晶種結晶(テンプレイト)層をあらかじめ低温で形成することによって、堆積Si薄膜をより低温で結晶化することを試みている。

オゾンガスとシリコーンオイルによるシリコン酸化膜の低温形成
1%程度のオゾンガスを用いて、200度60分程度の低温短時間でシリコン酸化膜が60nm程度形成できるオゾンとシリコーンオイルを用いた酸化膜形成法を独自に見い出し、その基礎的研究を行っている。通常このような低温では、プラズマなどを用いて形成しているが、それではプラズマダメージがあり好ましくない。本手法により、プラズマダメージが無く低温で、良質なシリコン酸化膜が形成できる可能性がある。

■研究業績

◇著書

  • 薄膜ハンドブック(第2版)、4・3 誘電特性4・3・1 誘電体薄膜の性質(2)強誘電性,学術振興会薄膜第131委員会 編,オーム社,2008年3月
  • 薄膜トランジスタ 、1章(分担),薄膜材料デバイス研究会編,コロナ社,2008,1-9

◇発表論文

  • Disturb-Free Writing Operation for Ferroelectric Gate Field-Effect Transistor Memories with Intermediate Electrodes, S. Horita and B. N. Q. Trinh,IEEE Transaction on Electron Devices,Vol. 56,No. 12,pp. 3090-3096,2009/12
  • Effect of trichloroethylene enhancement on deposition rate of low-temperature silicon oxide films by silicone oil and ozone,Susumu Horita and Puneet Jain,Jpn. J. Appl. Phys.,Vol. 56, No. 8,pp088003, 1-3,2017/8
  • Improving crystalline quality of polycrystalline silicon thin films crystallized on yttria-stabilized zirconia crystallization-induction layersby the two-step irradiation method of pulsed laser annealing,Mai Thi Kieu Lien and Susumu Horita,Jpn. J. Appl. Phys, 54,3S, pp.03CA01,1-8,2015/03

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◇講演発表

  • トリクロロエチレンによる有機SiガスAPCVD低温酸化Si膜中の残留OH量減少の効果,堀田 將, Jain Puneet,第78回応用物理学会秋季学術講演会、6a-PA9-4,福岡国際会議場・国際センター・福岡サンパレス(福岡県、福岡市),2017年9月6日
  • Effect of Trichloroethene (TCE) on Deposition Rate and Film Quality of Low-Temperature SiO2 Films Grown Using Silicone Oil and Ozone Gas,Puneet Jain and Susumu Horita,The 24th Inter. Workshop on Active-Matrix Flat Panel Displays and Devices (AM-FPD 17,Ryukoku University Avanti Kyoto Hall, Kyoto, Japan,July 4-7, 2017
  • Progress of Low-Temperature Fabrication Technologies of Thin Film Transistors for Preservation of GlobalEnvironment,Susumu Horita,Internationa Conference on Computer, Communication, Chemical, Materials & Electronic Engineering, IC4ME2,Fuculty of Engineeering, University of Rajshahi,March, 24 to 25, 2016

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■担当講義

材料物理概論A,量子デバイス材料論

■学外活動

◇所属学会

  • 応用物理学会,一般会員,2002-
  • MRS (Materials Research Society),一般会員,2002-
  • 電子情報通信学会,一般会員,2002-

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◇その他の国際・国内貢献等

  • 第6回有機、無機電子材料と関係ナノ技術の国際シンポジウム,プログラム委員,2016/12/30 - 2017/09/30
  • 第24回アクティブマトリクスフラットパネルディスプレイ国際会議,実行委員会委員、プログラム委員会委員(TFTセッションリーダ),2016/10/01 - 2017/09/30
  • 2016 IEEE Industrial Electronics and Applications Conference (IEACon 2016), Malaysia,International Advisory Committee,2016/06/01 - 2016/11/30

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■賞等

  • アウトスタンディングポスター論文賞,第20回国際表示学会(IDW'13),2013
  • ポスター賞,第10回国際ディスプレイワークショップ,2003

■共同研究等希望テーマ

  • オゾンガスとシリコーンオイルを用いた200度以下の低温シリコン酸化膜の形成
  • ガラス基板上への低温多結晶シリコン薄膜の形成(パルスレーザを用いた溶融結晶化など)
  • 強誘電体薄膜の形成あるいは強誘電体メモリの開発

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