Kubota Laboratory

Welcome to Kubota Laboratory

Research++

【研究テーマ名】
次世代半導体材料グラフェンの電子線照射による生成と評価に関する研究
【研究概要】
次世代半導体材料とされるグラフェンに関する新たな生産・量産方法を模索し、 任意サイズでの生成及び精密なポジション・パターニングを行う研究とグラフェン にイオンドーピングを行うことでバンドギャップを制御する研究である。 グラフェンの生成について、グラフェンと同じ炭素系同素体であるフラーレンを利用する。 フラーレンの構造はサッカーボールのような球構造であり、表面はグラフェンと同じ構造を持つ。 フラーレンの結合を全て破壊した後に熱エネルギーを与えることで自己組成化による グラフェンの形成を起こさせる。加えて、水素や酸素の表面吸着を利用したバンド変化についての研究も行う。 これらの2つの技術を組み合わせることにより、グラフェンを用いたpn接合を形成し、トランジスタを作製 することが可能と考えられ、このトランジスタ技術を現在主流であるSi-MOSFET技術に応用し、 Siを全く使用しないオールグラフェンFET作製技術へと発展させるのが目標である。
ページTOPへ

【研究テーマ名】
22nm世代以降の半導体用MOS絶縁超薄膜の光伝導インライン評価手法
【研究概要】
本研究開発事業は、パルス光伝導技術を活用して大口径ウェハに形成された原子スケール超薄酸化膜を製造 工程ライン上で1枚当り1分で評価するための、従来にない高性能な装置(PPCM)を研究開発するものである。   パルス光伝導技術は、非破壊・非接触で電気特性計測を可能とする方法であり、半導体絶縁膜の電気的特性を 直接計測できる、従来にない画期的特徴を有している。当該研究開発事業の成果を基に開発するPPCMテスターは、 従来よりも製造検査の低コスト化、時間短縮、省資源に寄与するウェハ特性検査製品として、九州をはじめ世界の 半導体メーカーへの供給を目指す。
ページTOPへ

【研究テーマ名】
次世代半導体用サブ10nmパーティクル高精度検出手法の研究開発(ウェハデバイス上)
【研究概要】
半導体集積回路の微細化が進むにすれ、微小なゴミ(パーティクル)の影響が大きくなってきている。 クリーン大気中に存在する微小なゴミや、成膜等のプロセスで発生するダストが引き起こす半導体 デバイスの歩留まり悪化や信頼性の低下は微細化とともに深刻になってきており、このため量産ライン管理 のためのパーティクル検出技術が重要となってきている。本研究では、半導体製造ラインでのパーティクル 検出新手法として、光散乱方式によるナノメートル空間差分法を提案し、極端紫外光を用いずに可視光により 波長以下のサイズのパーティクルの検出が行える計測・検査装置開発を行う。従来の光散乱法による 欠陥検査技術と本研究室で開発した原子レベル駆動超音波モータを用いたナノメートルオーダーの 精密位置決め技術とを用いることで、原子オーダーの空間差分を実現し、パーティクル検出感度の向上を試みる。 空間差分法とはナノメートルオーダーの対象物を微小に動かし、動かした前後の画像を差分処理することによって エッジの強調効果とノイズリダクション効果を得るものである。
ページTOPへ

【研究テーマ名】
薄膜上のパーティクル検出技術に関する研究
【研究概要】
液晶ディスプレイ製造工程ではスキャン型の塗布装置が使用されており、その際、パネル全面での 膜厚均一性維持はディスプレイの品質を左右する重要な問題となる。また、薄膜上にパーティクルが 存在すると欠陥が生じてしまう。そこで我々の研究Gr.では、パネル全面を一括測定、かつインライン対応可能な 測定方式として、カメラと移動ステージ、面光源を利用して薄膜の角度-反射率の関係からレジスト膜厚測定法 について研究してきており、150mm四方の範囲を1.8sで計測し、100nmの膜厚を誤差±1%程での計測することが可能と なっている。現在はこの計測法を応用し、薄膜上にパーティクルが存在する際に面光源からの角度-反射率の 関係の変化することを利用して、大面積一括の薄膜上のパーティクル検出手法の開発を行っている。 現在は10-100μmのパーティクルの検出を行っている。
ページTOPへ

【研究テーマ名】
レチクルフリー露光装置の自動アラインメントシステム開発
【研究概要】
現在、半導体集積回路やプリント基板の製造工程では、マスターマスクを使用して回路パターン形成を行っている。 しかしマスク作成には多くの時間とコストを要し、新しく開発・設計された回路を短納期、低コストで作成 するには限界がある。そこで本研究Gr.では、マスターマスクを作らずに液晶を使って形成されたイメージを 直接転写するレチクルフリー露光技術について研究を行っている。本方式の開発により、CADパターンデータを液晶に 表示することで露光パターンを形成することで、数μmの解像度が要求されるシステムオンチップ技術など 最先端分野への短納期、低コストな適用が可能となる。
ページTOPへ

【研究テーマ名】
ナノプローブを用いた微細な実デバイス電気特性計測
【研究概要】
本研究は、長ストローク超精密位置決めが可能なマニピュレータに装備させた微小電極プローブを電子顕微鏡下で操作 することで、微小領域での実デバイス電気特性計測を実現することを目的としている。特徴としては、マニピュレータの 駆動源に一般的な粗微動システムのような複数の駆動源は用いず、非共振型超音波モータを単一の駆動源として使用 することによりXY軸でストローク長20mm、制御分解能10nmを実現している。この装置のメリットは微小領域での計測が 可能であるため、電極パッドの形成を必要としない"パッドレス計測"や"パッドの微細化"が行える。そのため、再度の パッド形成が困難で任意の複数点の計測が必要な不良解析の分野や、パッドの微細化によるテストデバイスの 集積化によるコストパフォーマンスの向上等に貢献できる。
ページTOPへ

【研究テーマ名】
アモルファスシリコン太陽電池の高効率化
【研究概要】
薄膜シリコン系太陽電池の一つであるアモルファスシリコン太陽電池では、変換効率が低い要因に アモルファスシリコン膜に多量に含まれる結晶欠陥が挙げられる。この結晶欠陥は、キャリアの伝導機構を ホッピング伝導させ、移動度等の電気的なパラメータを極めて大幅に低下させる主要因であるため、 これを取り除くことがアモルファスシリコンにおいて必須事項である。このために水素のドーピングが 行われており、それによってこの結晶欠陥密度は1015/cm3程度までの減少が報告されている。本研究は、 アモルファスシリコン太陽電池において、Ion Beam Assist法を用いた成膜を行い、既存のアモルファスシリコン膜 よりもさらに低い結晶欠陥密度を持つアモルファスシリコン薄膜の作製を通し、移動度等の電気的特性 パラメータを改善した薄膜を実現することにより、既存電力と競争力を持つ、薄膜シリコン太陽電池の実現を目指す 研究である。
ページTOPへ

【研究テーマ名】
次世代半導体用サブ10μmパーティクル高精度検出手法の研究開発(空間)
【研究概要】
本研究では真空装置内の汚れによるメンテナンスの時期を伝えることを目的に研究を行っている。 研究背景としては、真空装置においてエッチングを行うとパーティクルが発生して真空装置を汚し、 そのまま放っておくと真空装置の故障の原因になるため、メンテナンス時期を伝えて装置の故障を 防ぎたいという希望があることである。パーティクル検出の仕方としては空間中に浮遊している パーティクルに光を当て、その光の散乱によってパーティクルの検出を行う。そして、 そのパーティクルを数え、パーティクルがある一定量に達したらメンテナンス時期を伝えるというのが、 研究の目指している方向である。また、実験の光源としては光強度の強いレーザーではなく、 キセノン(Xe)フラッシュランプを使用する。その目的としては、この装置の製品化を考慮したときに 光源であるXeフラッシュランプはコストがレーザーより安価になるという狙いがある。
ページTOPへ

【研究テーマ名】
450mmウェハ対応超精密位置決めステージ
【研究概要】
精密ステージとは、精密に動くことのできるステージ(台)であり、メカトロニクスの代表例である。 次世代の半導体製造装置等のナノテクノロジー確立のためには、nmオーダーの駆動制御が可能な ステージが必要とされている。 本グループでは、その駆動源として圧電アクチュエータを用いた 精密ステージ開発を行っており、圧電セラミックスの作製、駆動回路の作製、セラミックスステージの 組み立て・加工・性能評価など、どちらかといえば電気・機械の両分野にまたがる研究テーマを進めている。
ページTOPへ

【研究テーマ名】
アトリットルポンプシステムの構築とその応用研究
【研究概要】
医学・農学分野において細胞を生かしたまま細胞内の核の入換えや細胞質内にDNAを注入するなどの操作が 盛んに行われている。さらに細胞内の核(数10μm程度)のみならず、それよりも小さいミトコンドリアや 葉緑体などの1μm程度かそれ以下の大きさの細胞内小器官を操作したいという要求が高まっている。そこで 本研究Gr.では、超精密駆動のナノマニピュレータ(0.6nm位置決め)による三次元駆動、 中空ガラス管ナノピペット(先端内径1μm以下)、フェムトリットルオーダの液量操作が可能なポンプ機構、 共焦点レーザー顕微鏡により構成されたNano-Surgery装置を試作し、人間を手術するかのように細胞を 生かしたまま細胞内小器官入れ換え、薬液の定量微量注入ができるシステムについて研究を行っている。 これにより医学・農学・生物学にナノテクノロジーを駆使した全く新しい細胞操作・手術手段を与え、 研究に拍車をかけることができると考えられる。
ページTOPへ

【研究テーマ名】
半導体超高密度触覚センサとMEMS加工プロセス研究開発
【研究概要】
「都市エリア産学連携促進事業」(文部科学省補助対象事業 平成15年度〜)の熊本エリアプロジェクトとして、 遺伝子改変マウスの生体機能情報計測用スマートマイクロチップの開発が行われている。これはマウスの体内に、 多機能型チップを埋め込み、マウスの体温、血圧・心拍数、ID識別などの生体情報を無線計測するというものであり、 熊本大学を拠点に、地元企業との連携を図りながら進行している。本グループは、スマートマイクロチップ内の 圧力センサデバイスの開発を主に担当している。その開発目標は、マウスの体内に埋め込むに十分な大きさ、 及び血圧・心拍数測定が可能な応答特性を有する、小型かつ高感度な圧力センサの開発である。 さらに、このような圧力センサをはじめとするマイクロデバイスの作製を行うには、熊本におけるMEMS技術の確立と、 MEMSファウンドリの構築が必要である。本グループでは、小型圧力センサの作製と評価を機軸として、 多品種少量対応のMEMSプロセスラインの設計と立ち上げも開発課題に挙げている。
ページTOPへ




Copyright © 2012- Kubota Lab. All rights reserved.