研究者データベース

赤澤 正道(アカザワ マサミチ)
量子集積エレクトロニクス研究センター
准教授

基本情報

所属

  • 量子集積エレクトロニクス研究センター

職名

  • 准教授

学位

  • 博士(工学)(北海道大学)

科研費研究者番号

  • 30212400

J-Global ID

研究キーワード

  • GaN   表面不活性化   界面   表面   XPS   MOS   Al2O3   InAlN   窒化物半導体   界面準位   InGaAs   GaAs   MIS   テラヘルツ   InP   デバイス   ヘテロ界面   

研究分野

  • ものづくり技術(機械・電気電子・化学工学) / 電気電子材料工学
  • ナノテク・材料 / 薄膜、表面界面物性
  • ものづくり技術(機械・電気電子・化学工学) / 電子デバイス、電子機器
  • ナノテク・材料 / 結晶工学
  • ナノテク・材料 / 応用物性

職歴

  • 1995年04月 - 現在 北海道大学 准教授
  • 1988年11月 - 1995年03月 北海道大学 助手

学歴

  • 1988年04月 - 1988年10月   北海道大学   工学研究科   電気工学専攻
  • 1984年04月 - 1988年03月   北海道大学   工学部   電気工学科

所属学協会

  • 電気学会   電子情報通信学会   応用物理学会   

研究活動情報

論文

  • Masamichi Akazawa, Shunta Murai, Tetsu Kachi
    Journal of Electronic Materials 51 4 1731 - 1739 Springer Science and Business Media LLC 2022年03月 [査読有り][通常論文]
  • Masamichi Akazawa, Yuya Kitawaki
    AIP Advances 11 8 085020-1 - 085020-5 2021年08月01日 [査読有り][通常論文]
  • Masamichi Akazawa, Encheng Wu, Hideki Sakurai, Michal Bockowski, Tetsuo Narita, Tetsu Kachi
    Japanese Journal of Applied Physics 60 3 036503-1 - 036503-8 2021年03月01日 [査読有り][通常論文]
  • Masamichi Akazawa, Ryo Kamoshida, Shunta Murai, Tetsu Kachi, Akira Uedono
    Japanese Journal of Applied Physics 60 1 016502-1 - 016502-8 2021年01月01日 [査読有り][通常論文]
  • Masamichi Akazawa, Ryo Kamoshida
    Japanese Journal of Applied Physics 59 9 096502 - 096502 2020年09月01日 [査読有り][通常論文]
  • Kazuki Isobe, Masamichi Akazawa
    Japanese Journal of Applied Physics 59 4 046506 - 046506 2020年04月01日 [査読有り][通常論文]
  • Masamichi Akazawa, Ryo Kamoshida, Shunta Murai, Tetsuo Narita, Masato Omori, Jun Suda, Tetsu Kachi
    physica status solidi (b) 257 2 1900367 - 1900367 2020年02月 [査読有り][通常論文]
  • M. Akazawa, S. Kitajima, Y. Kitawaki
    Jpn. J. Appl. Phys. 58 10 106504-1 - 106504-7 2019年10月 [査読有り][通常論文]
  • Masamichi Akazawa, Shouhei Kitajima
    Jpn. J. Appl. Phys. 58 SI SIIB06-1 - SIIB06-8 2019年08月 [査読有り][通常論文]
  • Masamichi Akazawa, Kei Uetake
    Jpn. J. Appl. Phys. 58 SC SCCB10-1 - SCCB10-6 2019年06月 [査読有り][通常論文]
  • Kazuki Isobe, Masamichi Akazawa
    AIP Advances 8 11 115011-1 - 115011--6 2018年11月 [査読有り][通常論文]
  • Masamichi Akazawa, Taito Hasezaki
    Physica Status Solidi (B) Basic Research 255 5 1700382- 1 - 1700382- 6 2018年05月01日 [査読有り][通常論文]
     
    Fermi level depinning at a metal/semiconductor interface by using an ultrathin insulating interlayer to block the penetration of the metal wave function into the semiconductor is examined on GaN. A Si-doped n-type GaN epitaxial layer on a freestanding GaN substrate is used as the host material. For the samples with an interlayer, an ultrathin Al2O3 layer of 1 nm thickness is deposited by atomic layer deposition. As the metal layers, Ag, Cu, Au, Ni, and Pt are deposited by electron beam evaporation. Samples without an interlayer are also fabricated for comparison. The apparent change in current–voltage characteristics of the Schottky barrier diodes with the insertion of the interlayer is dependent on the electrode metal. However, the apparent Schottky barrier height (SBH) for the samples with the interlayer is almost constant and independent of the metal electrode, although the samples without an interlayer exhibit a moderate dependence of the SBH on the metal work function. Thus, the pinning becomes stronger upon the insertion of the interlayer, although blocking of the metal wave function by using an ultrathin insulator is expected to lead to depinning.
  • Masamichi Akazawa, Naoshige Yokota, Kei Uetake
    AIP Advances 8 2 025310-1 - 025310-7 2018年02月01日 [査読有り][通常論文]
     
    We report experimental results for the detection of deep-level defects in GaN after Mg ion implantation before higherature annealing. The n-type GaN samples were grown on GaN free-standing substrates by metalorganic vapor phase epitaxy. Mg ions were implanted at 50 keV with a small dosage of 1.5×1011 cm-2, which did not change the conduction type of the n-GaN. By depositing Al2O3 and a Ni/Au electrode onto the implanted n-GaN, metal-oxide-semiconductor (MOS) diodes were fabricated and tested. The measured capacitance-voltage (C-V) characteristics showed a particular behavior with a plateau region and a region with an anomalously steep slope. Fitting to the experimental C-V curves by simulation showed the existence of deep-level defects and a reduction of the carrier concentration near the GaN surface. By annealing at 800oC, the density of the deep-level defects was reduced and the carrier concentration partially recovered.
  • Masamichi Akazawa, Atsushi Seino
    PHYSICA STATUS SOLIDI B-BASIC SOLID STATE PHYSICS 254 8 1600691-1 - 1600691-6 2017年08月 [査読有り][通常論文]
     
    SiO2/InAlN interfaces formed by plasma-enhanced chemical vapor deposition were investigated. X-ray photoelectron spectroscopy showed that the direct deposition of SiO2 onto an InAlN surface led to the oxidation of the InAlN surface. The interface state density, D-it, was on the order of 10(12) cm(-2) eV(-1) (5 x 10(12) cm(-2) eV(-1) at 0.3 eV from the conduction band edge, E-c), which indicated the possibility of improving the interface properties. Reduction of the interface state density was attempted using an Al2O3 interlayer and a plasma oxide interlayer. The insertion of a 2-nm-thick Al2O3 interlayer to prevent surface oxidation by plasma reduced D-it slightly. A marked reduction in D-it to less than 10(11) cm(-2) eV(-1) deeper than 0.3 eV from E-c, however, was achieved by the intentional formation of a 1-nm-thick plasma oxide layer, formed by N2O plasma oxidation, as an interlayer between SiO2 and InAlN. (C) 2017 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim
  • M. Matys, B. Adamowicz, A. Domanowska, A. Michalewicz, R. Stoklas, M. Akazawa, Z. Yatabe, T. Hashizume
    JOURNAL OF APPLIED PHYSICS 120 22 225305-1 - 225305-12 2016年12月 [査読有り][通常論文]
     
    The energy spectrum of interface state density, D-it(E), was determined at oxide/III-N heterojunction interfaces in the entire band gap, using two complementary photo-electric methods: (i) photo-assisted capacitance-voltage technique for the states distributed near the midgap and the conduction band (CB) and (ii) light intensity dependent photo-capacitance method for the states close to the valence band (VB). In addition, the Auger electron spectroscopy profiling was applied for the characterization of chemical composition of the interface region with the emphasis on carbon impurities, which can be responsible for the interface state creation. The studies were performed for the AlGaN/GaN metal-insulator-semiconductor heterostructures (MISH) with Al2O3 and SiO2 dielectric films and AlxGa1-x layers with x varying from 0.15 to 0.4 as well as for an Al2O3/InAlN/GaN MISH structure. For all structures, it was found that: (i) D-it(E) is an U-shaped continuum increasing from the midgap towards the CB and VB edges and (ii) interface states near the VB exhibit donor-like character. Furthermore, D-it(E) for SiO2/AlxGa1-x/GaN structures increased with rising x. It was also revealed that carbon impurities are not present in the oxide/III-N interface region, which indicates that probably the interface states are not related to carbon, as previously reported. Finally, it was proven that the obtained D-it(E) spectrum can be well fitted using a formula predicted by the disorder induced gap state model. This is an indication that the interface states at oxide/III-N interfaces can originate from the structural disorder of the interfacial region. Furthermore, at the oxide/barrier interface we revealed the presence of the positive fixed charge (Q(F)) which is not related to D-it(E) and which almost compensates the negative polarization charge (Q(pol)(-)). Published by AIP Publishing.
  • Taketomo Sato, Yusuke Kumazaki, Masaaki Edamoto, Masamichi Akazawa, Tamotsu Hashizume
    GALLIUM NITRIDE MATERIALS AND DEVICES XI 9748 97480Y-1 - 97480Y-7 2016年 [査読有り][通常論文]
     
    The selective and low-damaged etching of p-type GaN or AlGaN layer is inevitable process for AlGaN/GaN high-power transistors. We have investigated an electrochemical etching of p-GaN layer grown on AlGaN/GaN heterostructures, consisting of an anodic oxidation of p-GaN surface and a subsequent dissolution of the resulting oxide. The p- GaN layer was electrochemically etched by following the pattern of the SiO2 film that acted as an etching mask. Etching depth was linearly controlled by cycle number of triangular waveform at a rate of 25 nm/cycle. The AFM, TEM and mu-AES results showed that the top p- GaN layer was completely removed after 5 cycles applied, and the etching reaction was automatically sopped on the AlGaN surface. I-V and C-V measurements revealed that no significant damages were induced in the AlGaN/GaN heterostructures.
  • Zenji Yatabe, Yujin Hori, Wan-Cheng Ma, Joel T. Asubar, Masamichi Akazawa, Taketomo Sato, Tamotsu Hashizume
    Japanese Journal of Applied Physics 53 10 100213-1 - 10 2014年10月01日 [査読有り][通常論文]
     
    This paper presents a systematic characterization of electronic states at insulators/(Al)GaN interfaces, particularly focusing on insulator/AlGaN/GaN structures. First, we review important results reported for GaN metal-insulator-semiconductor (MIS) structures. SiO2 is an attractive material for MIS transistor applications due to its large bandgap and high chemical stability. In-situ SiNx is effective for improving the operation stability of high electron mobility transistors (HEMTs). Meanwhile, Al2O3/GaN structures have high band offsets and low interface state densities, which are also desirable for insulated gate applications. We have proposed a calculation method for describing capacitance-voltage (C-V) characteristics of HEMT MIS structures for evaluating electronic state properties at the insulator/AlGaN interfaces. To evaluate near-midgap states at insulator/AlGaN interfaces, a photo-assisted C-V technique using photon energies less than the bandgap of GaN has been developed. Using the calculation in conjunction with the photo-assisted C-V technique, we estimate interface state density distributions at the Al2O3/AlGaN interfaces.
  • Process-dependent properties of InAlN surface and ALD-Al2O3/InAlN interface
    M. Akazawa, M. Chiba, T. Nakano
    Extended Abstracts of 2014 International Conference on Compound Semiconductor Manufacturing Technology (CSMANTECH 2014, Sheraton Downtown Denver, Denver, Colorado, USA, May 19-22, 2014) 313 - 316 2014年05月 [査読無し][通常論文]
  • Takuma Nakano, Masahito Chiba, Masamichi Akazawa
    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS 53 4 04EF06-1 - 04EF06-5 2014年04月 [査読有り][通常論文]
     
    An attempt was made to control the Al2O3/InAlN interface by the phase change of the Al2O3 layer formed by atomic layer deposition (ALD). The electrical properties of an InAlN metal-oxide-semiconductor (MOS) diode with a sufficiently thick ALD-Al2O3 layer deteriorated following conventional postdeposition annealing (PDA) at 850 degrees C, which is sufficiently high for microcrystallization of the ALD-Al2O3 layer. However, X-ray photoelectron spectroscopy showed no evidence of an interface disorder in the ultrathin ALD-Al2O3/InAlN structure annealed at 850 degrees C. Two-step ALD interrupted by annealing at 850 degrees C right after the formation of the initial ultrathin Al2O3 layer improved the electrical properties of the MOS diode with reduced interface state density (D-it) and leakage current. A weak crystallization of the ultrathin Al2O3 layer was confirmed by transmission electron microscopy. Improvement of the interface disorder by high-temperature annealing is discussed as the origin of the D-it reduction. (C) 2014 The Japan Society of Applied Physics
  • Masamichi Akazawa, Takuma Nakano
    e-Journal of Surface Science and Nanotechnology 12 83 - 88 2014年03月01日 [査読有り][通常論文]
     
    The effects of high-temperature annealing on the properties of an Al 2O3/InAlN interface formed by atomic layer deposition (ALD) is investigated by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The interface between 2-nm-thick ALD Al2O3 and InAlN were annealed in N2 at 800, 850, or 950°C. The shapes of the In 3d, In 4d, N 1s, and Al 2p core-level spectra were not changed by annealing, which indicated that significant intermixing was not induced at the Al2O 3/InAlN interface by annealing at high temperatures of up to 950°C. The O 1s spectra consisted of two components for all samples. The higher-energy component in the O 1s spectra, which was reduced in intensity but not removed by annealing, was revealed to be localized at the Al 2O3 surface. The Fermi level position at the InAlN surface was also investigated but no change was observed upon annealing at all temperatures. By also considering results of the electrical measurement, the absence of Fermi level pinning at the Al2O3/InAlN interface is discussed. © 2014 The Surface Science Society of Japan.
  • Masamichi Akazawa
    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS 53 2 2014年02月 [査読有り][通常論文]
     
    The midgap interface state density of the Al2O3/In0.19Al0.81N interface formed by atomic layer deposition was investigated by photoassisted capacitance-voltage (C-V) measurement. The interface-state density was derived to be in the range of 10(12)eV(-1)cm(-2) around the midgap. The hysteresis of the C-V curve increased as the irradiated photon energy increased beyond the threshold value of 1.8 eV. This threshold energy value coincided with the energy difference between the conduction band edge and the charge neutrality level E-CNL. for In0.19Al0.81N, which indicated the density of interface states at around E-CNL to be below the detection limit. (C) 2014 The Japan Society of Applied Physics
  • Masahito Chiba, Takuma Nakano, Masamichi Akazawa
    PHYSICA STATUS SOLIDI C: CURRENT TOPICS IN SOLID STATE PHYSICS, VOL 11, NO 3-4 11 3-4 902 - 905 2014年 [査読有り][通常論文]
     
    The fabrication-procedure dependence of the electrical properties of the InAlN metal-oxide-semiconductor (MOS) structure with Al2O3 formed by atomic layer deposition (ALD) was investigated. When the ALD Al2O3/InAlN interface was formed after ohmic-contact annealing in nitrogen without the use of a cap layer, the electrical characteristics were poor with a small capacitance change in the capacitance-voltage (C-V) curve. Xray photoelectron spectroscopy (XPS) study indicated that the bare InAlN surface was oxidized during capless annealing presumably owing to the trace contamination in the furnace. High-temperature ohmic-contact annealing after Al2O3/InAlN interface formation, using the Al2O3 layer as a cap layer for surface protection, did not improve the interface properties, resulting in the interface state density Dit in the range of 10(13) cm(-2)eV(-1); this was highly likely related to the crystallization of Al2O3. When a SiNx layer was used as the cap layer during ohmiccontact annealing prior to ALD, greatly improved characteristics of the MOS diode were achieved, indicating that Dit was suppressed to be in the range of 10(12) cm(-2)eV(-1) near the conduction band. The obtained results indicate that an appropriate fabrication procedure leads to an improvement of the Al2O3/InAlN interface properties. (C) 2014 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim
  • Effects of High-Temperature Annealing on Properties of Al2O3/InAlN Interface Formed by Atomic Layer Deposition
    T. Nakano, M. Chiba, M. Akazawa
    Extended Abstracts of 2013 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM2013, Hilton Fukuoka Sea Hawk, Fukuoka, Japan, Sept. 25-27, 2013) PS-6-3-1 - PS-6-3-2 2013年09月 [査読有り][通常論文]
  • Masamichi Akazawa, Takuma Nakano
    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS 52 8 08JN23-1 - 08JN23-3 2013年08月 [査読有り][通常論文]
     
    The effects of chemical treatments and Al2O3 deposition on the InAlN surface were investigated by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). Independent of the extent of native oxide removal, the In 4d core-level binding energy was the same for untreated, HCl-treated, and HF-treated InAlN. This indicated a strong pinning tendency of the Fermi level at the InAlN bare surface. However, a 300 meV decrease in the In 4d binding energy was observed after atomic layer deposition (ALD) of Al2O3, which indicated an increase in the negative surface potential at the InAlN surface. The reduction of positive charge at the InAlN surface is discussed. (c) 2013 The Japan Society of Applied Physics
  • Masamichi Akazawa, Masahito Chiba, Takuma Nakano
    Applied Physics Letters 102 23 231605-1 - 231605-3 2013年06月10日 [査読有り][通常論文]
     
    The Al2O3/InAlN interface formed by atomic layer deposition on a sufficiently thick silicon-doped InAlN layer lattice matched to GaN was investigated electrically. A metal-oxide-semiconductor (MOS) diode fabricated through careful interface formation showed a minimized leakage current and a capacitance-voltage (C-V) characteristic with a capacitance change large enough to evaluate the interface-state density, in the range of 10 12 eV-1cm-2, near the conduction band. However, the MOS diode with careless interface formation resulted in degraded electrical characteristics, which indicated the process dependence of the interface properties. The effects of the acceptor-like interface states on the C-V curves are discussed. © 2013 AIP Publishing LLC.
  • Takuma Nakano, Masamichi Akazawa
    IEICE TRANSACTIONS ON ELECTRONICS E96C 5 686 - 689 2013年05月 [査読有り][通常論文]
     
    We investigated the effects of chemical treatments for removing native oxide layers on InAlN surfaces by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The untreated surface of the air exposed InAlN layer was covered with the native oxide layer mainly composed of hydroxides. Hydrochloric acid treatment and ammonium hydroxide treatment were not efficient for removing the native oxide layer even after immersion for 15 min, while hydrofluoric acid (HF) treatment led to a removal in a short treatment time of 1 min. After the HF treatment, the surface was prevented from reoxidation in air for 1 h. We also found that the 5-min buffered HE treatment had almost the same effect as the 1-min HF treatment. Finally, an attempt was made to apply the HF-based treatment to the metal-InAlN contact to confirm the XPS results.
  • M. Akazawa, T. Nakano
    APPLIED PHYSICS LETTERS 101 12 122110-122110-4  2012年09月 [査読有り][通常論文]
     
    The valence band offset, Delta E-V, at an Al2O3/In0.17Al0.83N interface formed by atomic layer deposition was measured by x-ray photoelectron spectroscopy. The conventional method of using the core level separation, Delta E-CL, between O 1s and In 4d resulted in Delta E-V = 1.3 eV, which was apparently consistent with the direct observation of the valence band edge varying the photoelectron exit angle, theta. However, Delta E-CL and full width at half maximum of core-level spectra were dependent on theta, which indicated significant potential gradients in Al2O3 and InAlN layers. An actual Delta E-V of 1.2 eV was obtained considering the potential gradients. (C) 2012 American Institute of Physics. [http://dx.doi.org/10.1063/1.4754141]
  • 橋詰 保, 堀 祐臣, 赤澤 正道
    電子情報通信学会技術研究報告 : 信学技報 112 154 17 - 20 電子情報通信学会 2012年07月 [査読無し][招待有り]
  • Effect of hydrofluoric acid treatment on InAlN surfaces
    T. Nakano, M. Akazawa
    Workshop Digest of 2012 Asia-Pacific Workshop on Fundamental and Applications of Advanced Semiconductor Devices (AWAD2012, Naha, Okinawa, Japan, June 27-29, 2012) 242 - 246 2012年06月 [査読有り][通常論文]
  • M. Akazawa, B. Gao, T. Hashizume, M. Hiroki, S. Yamahata, N. Shigekawa
    PHYSICA STATUS SOLIDI C: CURRENT TOPICS IN SOLID STATE PHYSICS, VOL 9, NO 3-4 9 3-4 592 - 595 2012年 [査読有り][通常論文]
     
    AlGaN-based spacer layers for lattice-matched and nearly lattice matched InAlN/GaN interfaces were examined in Al2O3/InAlN/AlGaN/AlN/GaN structures. An Al2O3 overlayer was deposited to investigate the characteristics under positive bias by capacitance-voltage (C-V) measurement. The C-V characteristic for a sample with an Al0.38Ga0.62N/AlN double spacer layer indicated unfavorable electron accumulation at the InAlN/AlGaN interface inside the barrier under positive bias. To suppress the unfavorable accumulation, attempts were made to increase the Al molar fraction of the AlGaN layer to reduce the conduction band discontinuity and interface charge at InAlN/AlGaN interface. An Al0.44Ga0.56N/AlN double spacer layer and an Al0.44Ga0.56N single spacer layer of almost the same total thickness were investigated. Although both spacer layers result in normal C-V characteristics without the indication of unfavorable electron accumulation, the InAlN layer on a 1.5-nm-thick Al0.44Ga0.56N single spacer layer exhibited superior surface morphology without deteriorating the mobility of the two-dimensional electron gas despite the absence of the AlN layer. (C) 2011 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim
  • M. Akazawa, T. Nakano
    ECS SOLID STATE LETTERS 1 1 P4 - P6 2012年 [査読有り][通常論文]
     
    The characteristics of native oxide layers on untreated and chemically treated InAlN surfaces were investigated by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). Ammonia (NH4OH), hydrochloric acid (HCl), and hydrofluoric acid (HF) were used for chemical treatment. The native oxide layer on an untreated InAlN surface was found to mainly consist of hydroxide components. These hydroxides were completely removed by HF treatment, whereas the other treatments resulted in incomplete removal. NH4OH treatment increased the intensity of the In-related hydroxide component, indicating that oxidation had occurred. This was confirmed by successive NH4OH/HF treatments applied to an ultrathin InAlN layer, which resulted in etching. (C) 2012 The Electrochemical Society. All rights reserved.
  • M. Akazawa, B. Gao, T. Hashizume, M. Hiroki, S. Yamahata, N. Shigekawa
    APPLIED PHYSICS LETTERS 98 14 142117  2011年04月 [査読有り][通常論文]
     
    The barrier structure in lattice-matched InAlN/GaN heterostructures with AlGaN-based spacer layers grown by metal organic vapor phase epitaxy was studied by the capacitance-voltage (C-V) method. To investigate the characteristics under positive bias, an Al2O3 overlayer was added. The C-V characteristic of a sample with an Al0.38Ga0.62N (5 nm)/AlN (0.75 nm) double spacer layer exhibited an anomalous saturation at a value far below the insulator capacitance under positive bias, which indicated electron accumulation at the InAlN/AlGaN interface. The C-V characteristic of an alternative sample with a single Al0.44Ga0.56N (1.5 nm) spacer layer did not exhibit the anomalous saturation. (C) 2011 American Institute of Physics. [doi:10.1063/1.3578449]
  • M. Akazawa, B. Gao, T. Hashizume, M. Hiroki, S. Yamahata, N. Shigekawa
    PHYSICA STATUS SOLIDI C: CURRENT TOPICS IN SOLID STATE PHYSICS, VOL 8, NO 7-8 8 7-8 2139 - 2141 2011年 [査読有り][通常論文]
     
    The polarization-induced electric field in ultrathin InxAl(1-x)N (0.17 <= x <= 0.30) layers on GaN was investigated by using X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The core-level energy position, E-CL, and the full width at half maximum (FWHM) of the Al2p, In4d, and In3d spectra from 2.5-nm-thick InAlN layers increased with the increase in the photoelectron exit angle (elevation angle). These increases were well reproduced with numerical calculations assuming polarization-induced internal fields combined with surface Fermi level pinning. The magnitudes of the internal field decreased as the In molar fraction increased. The Ga3d spectra from the host GaN layers markedly shifted by 530 meV depending on the molar fraction of InAlN layers, which was independent of the exit angle. This indicated that the Fermi level was unpinned at the interfaces, or GaN surfaces, and shifted due to the potential drop in the InAlN layers. (C) 2011 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim
  • M. Akazawa, B. Gao, T. Hashizume, M. Hiroki, S. Yamahata, N. Shigekawa
    JOURNAL OF APPLIED PHYSICS 109 1 013703  2011年01月 [査読有り][通常論文]
     
    The valence band offsets, Delta E-V, of In0.17Al0.83N/GaN, In0.25Al0.75N/GaN, and In0.30Al0.70N/GaN heterostructures grown by metal-organic vapor phase epitaxy were evaluated by using x-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The dependence of the energy position and the full width at half maximum of the Al 2p spectrum on the exit angle indicated that there was sharp band bending caused by the polarization-induced electric field combined with surface Fermi-level pinning in each ultrathin InAlN layer. The Delta E-V values evaluated without taking into account band bending indicated large discrepancies from the theoretical estimates for all samples. Erroneous results due to band bending were corrected by applying numerical calculations, which led to acceptable results. The evaluated Delta E-V values were 0.2 +/- 0.2 eV for In0.17Al0.83N/GaN, 0.1 +/- 0.2 eV for In0.25Al0.75N/GaN, and 0.0 +/- 0.2 eV for In0.30Al0.70N/GaN. Despite the large decrease of around 1.0 eV in the band gap of InAlN layers according to the increase in the In molar fraction, the decrease in Delta E-V was as small as 0.2 eV. Therefore, the change in band-gap discontinuity was mainly distributed to that in conduction band offset. (C) 2011 American Institute of Physics. [doi: 10.1063/1.3527058]
  • H. Hasegawa, M. Akazawa, A. Domanowska, B. Adamowicz
    Appl. Surf. Sci. 256 19 5698 - 5707 2010年07月 [査読有り][通常論文]
     
    Currently, III-V metal-insulator-semiconductor field effect transistors (MISFETs) are considered to be promising device candidates for the so-called "More Moore Approach" to continue scaling CMOS transistors on the silicon platform. Strong interest also exists in III-V nanowire MISFETs as a possible candidate for a "Beyond CMOS"-type device. III-V sensors using insulator-semiconductor interfaces are good candidates for "More Moore"-type of devices on the Si platform. The success of these new approaches for future electronics depends on the availability of a surface passivation technology which can realize pinning-free, high-quality interfaces between insulator and III-V semiconductors. This paper reviews the past history, present status and key issues of the research on the surface passivation technology for III-V semiconductors. First, a brief survey of previous research on surface passivation and MISFETs is made, and Fermi level pinning at insulator-semiconductor interface is discussed. Then, a brief review is made on recent approaches of interface control for high-k III-V MIS structures. Subsequently, as an actual example of interface control, latest results on the authors' surface passivation approach using a silicon interface control layer (Si ICL) are discussed. Finally, a photoluminescence (PL) method to characterize the interface quality is presented as an efficient contactless and non-destructive method which can be applied at each step of interface formation process without fabrication of MIS capacitors and MISFETs. (C) 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.
  • M. Akazawa, H. Hasegawa
    APPLIED SURFACE SCIENCE 256 19 5708 - 5713 2010年07月 [査読有り][通常論文]
     
    This paper attempts to realize unpinned high-k insulator-semiconductor interfaces on air-exposed GaAs and In0.53Ga0.47As by using the Si interface control layer (Si ICL). Al2O3 was deposited by ex situ atomic layer deposition (ALD) as the high-k insulator. By applying an optimal chemical treatment using HF acid combined with subsequent thermal cleaning below 500 degrees C in UHV, interface bonding configurations similar to those by in situ UHV process were achieved both for GaAs and InGaAs after MBE growth of the Si ICL with no trace of residual native oxide components. As compared with the MIS structures without Si ICL, insertion of Si ICL improved the electrical interface quality, a great deal both for GaAs and InGaAs, reducing frequency dispersion of capacitance, hysteresis effects and interface state density (D-it). A minimum value of D-it of 2 x 10(11) eV(-1) cm(-2) was achieved both for GaAs and InGaAs. However, the range of bias-induced surface potential excursion within the band gap was different, making formation of electron layer by surface inversion possible in InGaAs, but not possible in GaAs. The difference was explained by the disorder induced gap state (DIGS) model. (C) 2010 Elsevier B. V. All rights reserved.
  • M. Akazawa, T. Matsuyama, T. Hashizume, M. Hiroki, S. Yamahata, N. Shigekawa
    APPLIED PHYSICS LETTERS 96 13 132104  2010年03月 [査読有り][通常論文]
     
    The valence-band offset of a lattice-matched In0.17Al0.83N/GaN heterostructure grown by metal-organic vapor phase epitaxy (MOVPE) was investigated by x-ray photoelectron spectroscopy (XPS). Atomic force microscopy and angle-resolved XPS indicated that a thin In0.17Al0.83N (2.5 nm) layer was successfully grown by MOVPE on GaN. The XPS result showed that the valence band offset was 0.2 +/- 0.3 eV. This result indicates that the conduction-band offset at the In0.17Al0.83N/GaN interface is large, i.e., 0.9 to 1.0 eV, and occupies a large part of the entire band discontinuity.
  • Masamichi Akazawa, H. Hasegawa
    PHYSICA STATUS SOLIDI C: CURRENT TOPICS IN SOLID STATE PHYSICS, VOL 7, NO 2 7 2 351 - 354 2010年 [査読有り][通常論文]
     
    This paper attempts to control the interface between the air-exposed InGaAs wafer and a high-k dielectric by the Si interface control layer (ICL) technique. As the high-k insulator, HfO2 film was formed by atomic layer deposition (ALD). Prior to a molecular beam epitaxy (MBE) growth of the Si ICL, efforts were made to minimize native oxide components from the InGaAs surface by various wet surface treatment. After the growth of the Si ICL, an ultrathin SiNx layer was formed by in-situ partial nitridation of the Si ICL to prevent a subcutaneous oxidation during the sample transfer in air to the ALD chamber. Surface/interface properties were characterized by in-situ X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) at each step of interface formation. By using HF-based cleaning, interface bonding configurations similar to those obtained by in-situ UHV process was realized with no trace of native oxide components. As compared with the ALD HfO2/InGaAs metal-insulator-semiconductor (MIS) structure which showed existence of strong Fermi level pinning, insertion of the Si ICL achieved large reduction of interface state density, D-it, giving a minimum value of 2x10(11) eV(-1)cm(-2). (C) 2010 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim
  • Masamichi Akazawa, H. Hasegawa
    PHYSICA STATUS SOLIDI C: CURRENT TOPICS IN SOLID STATE PHYSICS, VOL 7, NO 2 7 2 351 - 354 2010年 [査読有り][通常論文]
     
    This paper attempts to control the interface between the air-exposed InGaAs wafer and a high-k dielectric by the Si interface control layer (ICL) technique. As the high-k insulator, HfO2 film was formed by atomic layer deposition (ALD). Prior to a molecular beam epitaxy (MBE) growth of the Si ICL, efforts were made to minimize native oxide components from the InGaAs surface by various wet surface treatment. After the growth of the Si ICL, an ultrathin SiNx layer was formed by in-situ partial nitridation of the Si ICL to prevent a subcutaneous oxidation during the sample transfer in air to the ALD chamber. Surface/interface properties were characterized by in-situ X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) at each step of interface formation. By using HF-based cleaning, interface bonding configurations similar to those obtained by in-situ UHV process was realized with no trace of native oxide components. As compared with the ALD HfO2/InGaAs metal-insulator-semiconductor (MIS) structure which showed existence of strong Fermi level pinning, insertion of the Si ICL achieved large reduction of interface state density, D-it, giving a minimum value of 2x10(11) eV(-1)cm(-2). (C) 2010 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim
  • M. Akazawa, H. Hasegawa
    Materials Science and Engineering B 165 1-2 122 - 125 2009年11月 [査読有り][通常論文]
     
    This paper reports on a GaAs high-k MIS structure having an MBE-grown Si interface control layer (ICL) which has recently shown a promising result. It has a HfO(2)/SiN(x)/Si ICL/GaAs structure where an ultrathin SiN(x) buffer layer is produced by direct nitridation of Si ICL In this study, a particular attention is paid to optimize the initial thickness of Si ICL by correlating the interface structure studied by in situ X-ray photoelectron spectroscopy with the electronic interface quality studied by capacitance-voltage measurements. It was found that the presence of ML-level Si ICL at the interface after the formation of the SiN(x) is vitally important to obtain low values of interface trap density (D(it)). Excess initial thickness of Si ICL also resulted in increase of D(it). Initial Si ICL thicknesses of 5-6 MLs were found to be optimum, and gave U-shaped D(it) distributions with minimum D(it) values around 1 x 10(11) cm(-2) eV(-1) or below. (C) 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.
  • Hideki Hasegawa, Masamichi Akazawa
    JOURNAL OF THE KOREAN PHYSICAL SOCIETY 55 3 1167 - 1179 2009年09月 [査読有り][通常論文]
     
    The current transport, Fermi level pinning and transient behavior of Group-III nitride Schottky barriers are reviewed. First, an overview of interface models is given. Then, the current transport mechanism in GaN, AlGaN, and InGaN Schottky barriers is discussed. We show that discrepancy in barrier height measurements in the I-V and the C-V methods, as well as large reverse leakage currents, can be explained by using the thin surface barrier (TSB) model. This understanding has led to a large leakage reduction by using an oxygen gettering process. Finally, the transient behavior of AlGaN/GaN planar Schottky diodes is discussed to get insight into the surface-related current collapse phenomenon in AlGaN/GaN high electron mobility transistors (HEMTs). The responses are explained in terms of the dispersive transport caused by a time-continual random walk with hopping through surface states. This provides a new understanding of the current collapse.
  • Hideki Hasegawa, Masamichi Akazawa
    JOURNAL OF VACUUM SCIENCE & TECHNOLOGY B 27 4 2048 - 2054 2009年07月 [査読有り][通常論文]
     
    The current collapse transient behavior of a practical submicron AlGaN/GaN heterostructure field effect transistor (HFET) is investigated, and its mechanism is proposed. First, the steady-state and transient characteristics of the Schottky diode obtained by connecting the source and drain electrodes of the transistor have been investigated. The steady-state characteristics can be explained by the thin surface barrier model, indicating the presence of tunneling injection of electrons. Turn-on and turn-off transient characteristics of the reverse current of Schottky diode showed very slow nonexponential transients covering six orders of magnitude of time scale from milliseconds to thousands of seconds. They are very similar to those of a large planar Schottky diode studied recently by the authors. The HFET device showed a clear current collapse behavior after a gate stress beyond pinch off. Pulsed gate stress visualized drain current transients which again included very slow nonexponential transients covering six orders of magnitude of time scale. The whole experimental results are explained consistently by a model in which the current collapse is due to surface state charging near the source side and drain side of the gate edge where its rate limiting process is not the usual Shockley-Read-Hall capture-emission process but the dispersive electron transport through the surface states by time-continual hopping, which is triggered by the tunneling injection process at the gate edge.
  • Masamichi Akazawa, Alina Domanowska, Boguslawa Adamowicz, Hideki Hasegawa
    JOURNAL OF VACUUM SCIENCE & TECHNOLOGY B 27 4 2028 - 2035 2009年07月 [査読有り][通常論文]
     
    The authors performed a detailed capacitance-voltage (C-V) and photoluminescence (PL) study of the high-k dielectric/GaAs interface controlled by the Si interface control layer (Si ICL) grown by molecular beam epitaxy to investigate the feasibility of a PL method for interface characterization and to find out the optimum thickness of the Si ICL. The sample had a HfO2/SiNx/Si ICL/n-GaAs structure where the ultrathin SiNx buffer layer was formed by in situ partial nitridation of the Si ICL itself. For this structure, they measured the quantum efficiency of photoluminescence as a function of the excitation photon flux density and carried out a computer analysis to determine the most likely distribution of the interface state density D-it. Remarkably good agreements were obtained between the high-frequency C-V method and the PL method, indicating that the present PL method may serve as a powerful contactless and nondestructive tool for developing an optimal surface passivation structure and its processing technology. Using C-V and PL methods, they found the optimum initial thickness of Si ICL before partial nitridation to be 5-6 ML. With this thickness, a D-it minimum value of (1-2)x10(11) cm(-2) eV(-1) was achieved in the HfO2/SiNx/Si ICL/n-GaAs structure. When the thickness was too large, it led to the generation of misfit dislocations, whereas a too thin Si ICL led to subcutaneous nitridation of GaAs during partial nitridation of the Si ICL, leading to interface disorder.
  • Masamichi Akazawa, Hideki Hasegawa
    e-Journal of Surface Science and Nanotechnology 7 122 - 128 2009年01月10日 [査読有り][通常論文]
     
    III-V metal-insulator-semiconductor (MIS) structures are recently attracting attentions as possible candidates of high-k gate stack for next generation CMOS transistors on the silicon platform. However, their basic electrical properties are not well understood. In order to further confirm the validity of the recently proposed distributed pinning-spot (DPS) model for anomalous admittance behavior of III-V MIS structures, we have carried out in this paper a detailed experimental and computer simulation study of a HfO 2/GaAs high-k MIS structure controlled by a silicon interface control layer (Si ICL). It is clearly shown that the measured frequency dependences of C-V curves and admittance are far away from the predictions by the standard Si MOS theory. On the other hand, they can be well reproduced by the DPS model which assumes random spatial distribution of pinning spots with high densities of interface states in addition to pinning-free regions with low interface state densities. The model indicates that use of low-dimensional structures such as nanowires and nanodots may be beneficial for removal of pinning spots. © 2009 The Surface Science Society of Japan.
  • H. Hasegawa, M. Akazawa
    Applied Surface Science 255 3 628 - 632 2008年11月 [査読有り][通常論文]
     
    The present status and key issues of surface passivation technology for III-V surfaces are discussed in view of applications to emerging novel III-V nanoelectronics. First, necessities of passivation and currently available surface passivation technologies for GaAs, InGaAs and AlGaAs are reviewed. Then, the principle of the Si interface control layer (ICL)-based passivation scheme by the authors' group is introduced and its basic characterization is presented. Ths Si ICL is a molecular beam epitaxy ( MBE)grown ultrathin Si layer inserted between III-V semiconductor and passivation dielectric. Finally, applications of the Si ICL method to passivation of GaAs nanowires and GaAs nanowire transistors and to realization of pinning-free high-k dielectric/GaAs MOS gate stacks are presented. (c) 2008 Elsevier B. V. All rights reserved.
  • H. Hasegawa, M. Akazawa
    APPLIED SURFACE SCIENCE 254 24 8005 - 8015 2008年10月 [査読有り][通常論文]
     
    Interface models and processing technologies are reviewed for successful establishment of surface passivation, interface control and MIS gate stack formation in III-V nanoelectronics. First, basic considerations on successful surface passivation and interface control are given, including review of interface models for the band alignment at interfaces, and effects of interface states in nanoscale devices. Then, a brief review is given on currently available surface passivation technologies for III-V materials, including the Si interface control layer (ICL)- based passivation scheme by the authors' group. The Si-ICL technique has been successfully applied to surface passivation of nanowires and to formation of a HfO(2) high-k dielectric/GaAs interfaces with low values of the interface state density. (C) 2008 Published by Elsevier B. V.
  • Masamichi Akazawa, Hideki Hasegawa
    JOURNAL OF VACUUM SCIENCE & TECHNOLOGY B 26 4 1569 - 1578 2008年07月 [査読有り][通常論文]
     
    Admittance behavior of high-k GaAs metal-insulator-semiconductor (MIS) capacitors having an ultrathin SiNx/Si interface control double layer has been investigated in detail. The measured admittance showed characteristic features that are difficult to explain by the standard Si metal-oxide-semiconductor theory. They include (1) vertical and horizontal types of frequency dispersion in C-V curves, (2) presence of offset conductance in G/omega-f plot, and (3) discrepancy between the surface potential from the high-frequency capacitance and the corresponding relaxation frequency of interface states. All of these features are tentatively explained in a unified manner by a new distributed pinning spot (DPS) model where the MIS interface consists of DPSs in addition to pinning-free regions. When the separation of pinning spots is small, the sample shows vertical type of frequency dispersion with almost bias-independent high-frequency capacitance corresponding to pinning near midgap. When pinning spots are widely separated, the C-V curves show horizontal type of frequency dispersion, each curve showing large capacitance variation with bias. This is due to flatband voltage shifts caused by effective interface state charge at the pinning spots. The pinning spot also gives rise to conductance offset. The discrepancy related to the relaxation frequency of interface states is explained by appearance of saddle points in the potential due to interaction between pinning spots and pinning-free region. (C) 2008 American Vacuum Society.
  • Hideki Hasegawa, Masamichi Akazawa
    JOURNAL OF VACUUM SCIENCE & TECHNOLOGY B 26 4 1542 - 1550 2008年07月 [査読有り][通常論文]
     
    To get information on the current collapse mechanism under gate bias stress in AlGaN/GaN heterostructure field effect transistors, this article investigates the steady state and transient behavior of current in a planar Schottky metal contact formed on a standard AlGaN/GaN high electron mobility transistor wafer. Schottky contacts with reduced reverse leakage currents were prepared by using an oxygen gettering process, and their electrical characteristics were studied by current-voltage, capacitance-voltage, and current-time measurements at various temperatures. When the voltage pulse was applied into the pinch-off region, an excess current flew, showing very slow nonexponential transients covering six orders of magnitude of time from millisecconds to thousand seconds. Turn-off transients were also slow and highly nonexponential. The current transients are shown to be due to charging and discharging of the virtual gate capacitor with the electrons in and out of surface trapping states where the rate limiting process is the hopping process of electrons. The process can be described by a dispersive hopping transport, leading to charging behavior with a stretched exponential dependence on time and discharging behavior with power law dependence on time. Theoretical formulas showed good agreements with experiments, and provide ample description of the transients processes directly related to the current collapse. (C) 2008 American Vacuum Society.
  • Hideki Hasegawa, Masamichi Akazawa
    APPLIED SURFACE SCIENCE 254 12 3653 - 3666 2008年04月 [査読有り][通常論文]
     
    Strong interests are recently emerging for development of integrated high-performance chemical sensor chips. In this paper, the present status of understanding and controlling the current transport in the GaN and AlGaN Schottky diodes is discussed from the viewpoint of chemical sensor applications. For this purpose, a series of works recently carried out by our group are reviewed in addition to a general discussion. First, current transport in GaN and AlGaN Schottky barriers is discussed, introducing the thin surface barrier (TSB) model to explain the anomalously large leakage currents. Following this, attempts to reduce the leakage currents are presented and discussed. Then, as an example of gas-phase sensors using Schottky barriers, a Pd/AlGaN/GaN Schottky diode hydrogen sensor developed recently by our group is presented with a discussion on the sensing mechanism and related current transport. On the other hand, in liquid-phase sensors, contact is made between liquid and semiconductor which is regarded as a kind of Schottky barrier by electrochemists. As one of such liquid-phase sensors, open-gate AlGaN/GaN heterostructure field effect transistor (HFET) pH sensor developed recently by our group is presented. Finally, a brief summary is given together with some remarks for future research. (C) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.
  • Masamichi Akazawa, Hideki Hasegawa
    2008 IEEE 20TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON INDIUM PHOSPHIDE AND RELATED MATERIALS (IPRM) 473 - 476 2008年 [査読有り][通常論文]
     
    Performances of InP-based and AlGaN-based Schottky diode hydrogen sensors with low-leakage currents were compared for understanding of the underlying sensing mechanism and for the purpose of material selection. The result indicated applicability of the interface dipole mechanism for sensing, higher sensitivity of InP sensor at room temperature and superiority of the AlGaN sensor at higher temperatures.
  • M. Akazawa, H. Hasegawa
    PHYSICA STATUS SOLIDI C - CURRENT TOPICS IN SOLID STATE PHYSICS, VOL 5, NO 9 5 9 2729 - + 2008年 [査読有り][通常論文]
     
    A pinning free high-k dielectric metal-insulator semiconductor (MIS) gate sstack was realized on GaAs surfaces by using a Si interface control layer (Si ICL). The MIs structure has a SiN/Si. ICL ultrathin double layer inserted between GaAs and HfO. Si ICL was grown epitaxially on a Ga stabilized GaAs surface by molecular beam epitaxy (MBE). The ultrathin SiNx buffer film was formed by in situ partial nitridation of Si. ICL in the MBE chamber. An X-ray photoelectron spectorscopy (XPS) analysis indicated that the ultrathin SiNx/Si ICL structure is chemically stable against air exposure, pre-through the ultrathin SiNx film itself partially turns into SiOxNy. Using this feature, a high k MIs capacitor was formed by ex situ deposition of HfO2 on the SiOxNy/Si. ICL/GaAs structure. The capacitance voltage (CV) analysis of the high k MIS sample after rapid thermal annealing at 500 degrees C for 30 see indicated that the MIS interface is completely free from Fermi level pinning with a minimum interface state density below 1011 cm(-2) eV(-1). (c) 2008 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim.
  • M. Akazawa, H. Hasegawa
    PHYSICA STATUS SOLIDI C - CURRENT TOPICS IN SOLID STATE PHYSICS, VOL 5, NO 6 5 6 1959 - 1961 2008年 [査読有り][通常論文]
     
    High temperature sensing characteristics of a Pd/AlGaN/GaN Schottky diode hydrogen sensor were investigated. By applying an oxygen gettering process, the diode showed very small leakage currents even at elevated temperatures. On exposure to 10 Torr hydrogen in an air ambient (200 Toff), the diode showed a large current change of four orders of magnitude. The observed sensing behaviour could be fitted to a theory based on the sensing mechanism involving Schottky barrier height reduction due to interface dipole formation by atomic hydrogen. The diode showed much improved characteristics at 110 degrees C than at room temperature. This surprising result is explained in terms of the current transport mechanism. The diode showed much better sensing characteristics than those of GaAs and InP.
  • Akazawa Masamichi, Hasegawa Hideki
    Journal of Vacuum Science & Technology B : Microelectronics and Nanometer Structures 25 4 1481 - 1490 AVS Science & Technology of Materials, Interfaces, and Processing 2007年07月 [査読有り][通常論文]
     
    In order to realize pinning-free high-k dielectric metal-insulator-semiconductor (MIS) gate stack on (001) and (111)B oriented GaAs surfaces using the Si interface control layer (Si ICL) concept, formation of a SiNx/Si ICL double layer was investigated as a chemically stable structure on (001) and (111)B surfaces which allows ex situ deposition of HfO2 high-k dielectric films without losing the benefit of Si ICL. First, Si ICLs grown by molecular beam epitaxy (MBE) on (001) and (111)B GaAs surfaces with various initial surface reconstructions were investigated in detail by reflection high e...
  • Hasegawa Hideki, Akazawa Masamichi
    Journal of Vacuum Science & Technology B : Microelectronics and Nanometer Structures 25 4 1495 - 1503 AVS Science & Technology of Materials, Interfaces, and Processing 2007年07月 [査読有り][通常論文]
     
    Hydrogen sensing characteristics in vacuum and in air were investigated on Pd Schottky diodes that were formed on AlGaN/GaN two-dimensional electron gas wafer and subjected to a surface control process for oxygen gettering. By applying the surface control process, leakage currents in Pd/AlGaN/GaN Schottky diode were greatly reduced. Such diodes showed high hydrogen detection sensitivities and fast turn-on and -off characteristics in air, although they showed very slow turn-off behavior in vacuum. From detailed measurements of current-voltage (I-V), capacitance-voltage (C-V), and current tra...
  • Hideki Hasegawaa, Masamichi Akazawa
    JOURNAL OF VACUUM SCIENCE & TECHNOLOGY B 25 4 1495 - 1503 2007年07月 [査読有り][通常論文]
     
    Hydrogen sensing characteristics in vacuum and in air were investigated on Pd Schottky diodes that were formed on AlGaN/GaN two-dimensional electron gas wafer and subjected to a surface control process for oxygen gettering. By applying the surface control process, leakage currents in Pd/AlGaN/GaN Schottky diode were greatly reduced. Such diodes showed high hydrogen detection sensitivities and fast turn-on and -off characteristics in air, although they showed very slow turn-off behavior in vacuum. From detailed measurements of current-voltage (I-V), capacitance-voltage (C-V), and current transient characteristics, the sensing mechanism was explained in terms of Schottky barrier height reduction caused by formation of interface dipole by atomic hydrogen. It was shown that dipole formation is controlled in air by the Langmuir isotherm type adsorption behavior, including the reaction between atomic hydrogen and oxygen. Discrepancies in Schottky barrier height values deduced from I-V and C-V measurements have indicated that current transport is not by the standard thermionic emission process, but by the thermionic field emission process through the thin surface barrier (TSB) in accordance with the TSB model. (C) 2007 American Vacuum Society.
  • Masamichi Akazawa, Hideki Hasegawa
    JOURNAL OF VACUUM SCIENCE & TECHNOLOGY B 25 4 1481 - 1490 2007年07月 [査読有り][通常論文]
     
    In order to realize pinning-free high-k dielectric metal-insulator-semiconductor (MIS) gate stack on (001) and (111)B oriented GaAs surfaces using the Si interface control layer (Si ICL) concept, formation of a SiNx,/Si ICL double layer was investigated as a chemically stable structure on (001) and (111)B surfaces which allows ex situ deposition of HfO2 high-k dielectric films without losing the benefit of Si ICL. First, Si ICLs grown by molecular beam epitaxy (MBE) on (001) and (111)B GaAs surfaces with various initial surface reconstructions were investigated in detail by reflection high energy electron diffraction and x-ray photoelectron spectroscopy (XPS) investigations at each step of the interface formation. Large shifts of the surface Fermi level position toward unpinning were observed after Si ICL growth on appropriately formed Ga-stabilized surfaces. It was found that Si layers grow epitaxially with Si-Ga bonds at the Si/GaAs interface and Si-As termination on top, suggesting surfactant roles played by As atoms. Then, an ultrathin SiNx buffer film was formed on the Si ICL by its in situ partial nitridation in the MBE chamber. An XPS analysis of the resultant SiNx/Si ICL double layer formed on (001) and (111)B surface indicated that the structure is chemically stable against air exposure on both surfaces in the sense that it prevents the host GaAs surface from subcutaneous oxidation, although SiNx film itself partially turns into SiOxNy, Finally, high-k MIS capacitors were formed by ex situ deposition of HfO2 on the SiNx/Si ICL/GaAs structure after transferring the sample through air. The capacitance-voltage (C-V) analysis indicated that the MIS interface is completely pinning-free with a minimum interface state density in the range of low 10(11) cm(-2) eV(-1). (C) 2007 American Vacuum Society.
  • Masamichi Akazawa, Hideki Hasegawa, Rui Jia
    PHYSICA STATUS SOLIDI A-APPLICATIONS AND MATERIALS SCIENCE 204 4 1034 - 1040 2007年04月 [査読有り][通常論文]
     
    Detailed properties of the Si interface control layer (Si ICL)-based surface passivation structure are characterized by in-situ X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) in an ultra-high vacuum multi-chamber system. Si ICLs were grown by molecular beam epitaxy (MBE) on GaAs and AlGaAs(001) and (1 1 1)B surfaces, and were partially converted to SiNx by nitrogen radical beam. Freshly MBE-grown clean GaAs and AlGaAs surfaces showed strong Fermi level pinning. Large shifts of the surface Fermi level position corresponding to reduction of pinning took place after Si ICL growth, particularly on (1 1 1)B surface (around 500 meV). However, subsequent surface nitridation increased pinning again. Then, a significant reduction of pinning was obtained by changing SiNx to silicon oxynitride by intentional air-exposure and subsequent annealing. This has led to realization of a stable passivation structure with an ultrathin oxynitride/Si ICL structure which prevented subcutaneous oxidation during further device processing under air-exposure. The Si-ICL-based passivation process was applied to surface passivation of quantum wire (QWR) transistors where anomalously large side-gating phenomenon was completely eliminated. (c) 2007 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim.
  • Masamichi Akazawa, Hideki Hasegawa
    JOURNAL OF CRYSTAL GROWTH 301 951 - 954 2007年04月 [査読有り][通常論文]
     
    In nanostructures, the surface-to-volume ratio is increased, and surface state problems become more serious, making success of the future Ill-V nanoelectronics strongly dependent on surface passivation. To solve this problem, we have been investigating a passivation scheme using a Si interlayer called Si interface control layer (Si ICL) [H. Hasegawa, Thin Solid Films 367 (2000) 58]. However, main efforts have been limited on (0 0 1) surfaces. This paper investigates the applicability of the Si ICL approach to (1 1 1)B surfaces. An ultrathin (1 nm) silicon layer was grown by MBE on GaAs and AlGaAs (1 1 1)B surfaces with (2 x 2), (root 19 x root 19) and (1 x 1) surface reconstructions. Surfaces were characterized by in situ X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) technique. Si layers grew epitaxially with Si-Ga bonds at the Si/GaAs interface and Si-As termination on top, suggesting surfactant roles played by As atoms. On nitridation of Si layer by nitrogen radicals at room temperature, Si-As bonds were replaced by Si-N bonds leading to partial nitridation of the Si layer. Unlike the case of the As-stabilized GaAs (0 0 1)-(2 x 4) surface, large reduction of band bending by 250-420 meV took place on (1 1 1)B surfaces, indicating large reduction of surface states. The results indicate effectiveness of the Si ICL passivation on (1 1 1)B surface. (c) 2006 Elsevier B.V. All rights reserved.
  • Masamichi Akazawa, Hideki Hasegawa, Rui Jia
    Physica Status Solidi (A) Applications and Materials Science 204 4 1034 - 1040 2007年04月 [査読有り][通常論文]
     
    Detailed properties of the Si interface control layer (Si ICL)-based surface passivation structure are characterized by in-situ X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) in an ultra-high vacuum multi-chamber system. Si ICLs were grown by molecular beam epitaxy (MBE) on GaAs and AlGaAs(001) and (111)B surfaces, and were partially converted to SiN x by nitrogen radical beam. Freshly MBE-grown clean GaAs and AlGaAs surfaces showed strong Fermi level pinning. Large shifts of the surface Fermi level position corresponding to reduction of pinning took place after Si ICL growth, particularly on (111)B surface (around 500 meV). However, subsequent surface nitridation increased pinning again. Then, a significant reduction of pinning was obtained by changing SiN, to silicon oxynitride by intentional air-exposure and subsequent annealing. This has led to realization of a stable passivation structure with an ultrathin oxynitride/Si ICL structure which prevented subcutaneous oxidation during further device processing under airexposure. The Si-ICL-based passivation process was applied to surface passivation of quantum wire (QWR) transistors where anomalously large side-gating phenomenon was completely eliminated. © 2007 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA.
  • Masamichi Akazawa, Hideki Hasegawa
    PHYSICA STATUS SOLIDI C - CURRENT TOPICS IN SOLID STATE PHYSICS, VOL 4 NO 7 2007 4 7 2629 - + 2007年 [査読有り][通常論文]
     
    Hydrogen sensing characteristics of surface-controlled Pd/AlGaN/GaN Schottky diodes were investigated in air. Sensors showed high detection sensitivities and fast turn-on and turn-off characteristics. Sensing dynamics and mechanism were explained in terms of Schottky barrier height reduction due to hydrogen-induced interface dipole. Here, the dipole formation is controlled by the Langmuir isotherm including an oxygen reaction, and current transport is due to thermionic field emission. (c) 2007 WILEY-NCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim.
  • T Tanaka, M Akazawa, E Sano, M Tanaka, F Miyamaru, M Hangyo
    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS PART 1-REGULAR PAPERS BRIEF COMMUNICATIONS & REVIEW PAPERS 45 5A 4058 - 4063 2006年05月 [査読有り][通常論文]
     
    Extraordinary transmission phenomena through subwavelength hole arrays perforated in metal films have been reported mainly in the optical region. Using finite difference time domain (FDTD) simulations, we investigate transmission characteristics through metal hole arrays at the frequencies where the metal acts as a perfect conductor. Simulations reveal that enhanced transmission occurs even in such a frequency region. Transmission spectra and electric field distributions suggest the Fano-type interference between the discrete surface plasmon-polariton (SPP) mode and the scattering modes. The parameters describing the Fano resonance are extracted from the transmission characteristics calculated by the FDTD method.
  • M Akazawa, N Shiozaki, H Hasegawa
    JOURNAL DE PHYSIQUE IV 132 0 95 - 99 2006年03月 [査読有り][通常論文]
     
    Applicability of the Si interface control layer (Si ICL)-based surface passivation to GaAs and AlGaAs (111)B Surfaces was investigated. An in-situ X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) study confirmed formation of the intended passivation structure. MBE grown GaAs and AlGaAs (111)B surfaces showed strong Fermi level pinning. After Si ICL growth, large shifts of the surface Fermi level position were observed. Photoluminescence (PL) measurements were also used to examine the surfaces of AlGaAs/GaAs quantum well and quantum wire structures grown oil the GaAs (111)B substrates. PL intensity reduction caused by surface states was recovered remarkably by the Si ICL-based passivation.
  • N Shiozaki, T Sato, M Akazawa, H Hasegawa
    JOURNAL DE PHYSIQUE IV 132 0 249 - 253 2006年03月 [査読有り][通常論文]
     
    For controlled low-damage etching of AlGaAs/GaAs nanostructures. fundamental properties of an etching process consisting of anodic oxidation and subsequent oxide dissolution are investigated both theoretically and experimentally. Anodic oxides formed on GaAs (001) and (111)B surfaces have the same composition and the same anodization parameters according to XPS, SEM and AFM measurements. The same applies to those formed on Al(0.3)Gi(0.7)As (001) and (111)B surfaces. The etching depth can be precisely controlled in nanometer scale by the anodization voltage. Selective etching was realized, using the lithography patterns. The surface morphology is much better than that in the standard wet chemical etching.
  • 赤沢正道, 塩崎奈々子, 佐藤威友, 長谷川英機
    電子情報通信学会技術研究報告 105 110(ED2005 58-66) 25 - 30 一般社団法人電子情報通信学会 2005年06月03日 [査読無し][通常論文]
     
    GaAs(111)B面上に形成した量子構造の表面を, Si界面制御層を用いて不活性化する方法について検討した.試料作製工程各段階における試料表面に対するXPSと, 作製された構造に対するPL測定を行った.GaAsおよびAlGaAs(111)B面の表面フェルミ準位位置はSi界面制御層の形成により伝導帯側へ移動した.また, 表面を不活性化していない試料においては, 表面と量子構造との距離の縮小に伴い量子構造からのPL発光強度が低下したが, Si界面制御層を用いて表面を不活性化した試料においては, 量子構造からのPL発光強度の回復が見られた.
  • M Tanaka, F Miyamaru, M Hangyo, T Tanaka, M Akazawa, E Sano
    OPTICS LETTERS 30 10 1210 - 1212 2005年05月 [査読有り][通常論文]
     
    We studied the role of surface-plasmon polaritons (SPPs) in a bandpass transmission property of two-dimensional metal hole arrays (2D-MHAs) by investigating the effect of thin dielectric layers on the 2DMHA surfaces. We measured zero-order transmission spectra of the 2D-MRAs by changing the thickness of the dielectric layer and found that the bandpass transmission peak shifted to the lower-frequency side with increasing layer thickness, owing to the change of the resonant frequency of the SPR This result shows that SPPs play a crucial role in the transmission property of 2D-MH-As in the terahertz region. © 2005 Optical Society of America.
  • M Akazawa, Y Yamazaki, E Sano
    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS PART 2-LETTERS & EXPRESS LETTERS 44 46-49 L1481 - L1483 2005年 [査読有り][通常論文]
     
    We studied THz transmission characteristics of a thin metal hole-array filter whose thickness was much smaller than the transmitted wavelength, based on the time-domain sampling. A high transmittance was observed in a passband without a waveguide-like cutoff frequency. Tilting incident angle resulted in splits of the transmission peak. Time-domain waveforms of the transmitted waves indicated the stagnation having frequency-spectrum components in the passbands. Participation of surface plasmon-polaritons in the transmission process is discussed.
  • 金属薄膜による表面周期構造を利用したTHz波フィルタ
    田中毅, 赤澤正道, 佐野栄一
    信学技報 109 296 51 - 56 2004年09月 [査読無し][通常論文]
  • T Tanaka, M Akazawa, E Sano
    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS PART 2-LETTERS 43 2B L287 - L289 2004年02月 [査読有り][通常論文]
     
    Properties of filters composed of metal meshes for THz waves are studied based on a numerical full-wave simulation by the finite difference time domain (FDTD) method. It is predicted that thinning a single metal-mesh plate deteriorates stop-band attenuation even if the metal is lossless. It is described that cascading identical thin-metal-film meshes improves stop-band attenuation and that a compact filter producible by the fabrication process for microelectronics can be obtained by inserting a dielectric layer as a reinforcement material.
  • Eiichi Sano, Koji Inafune, Masamichi Akazawa
    IEICE Electronics Express 1 8 233 - 236 2004年 [査読有り][通常論文]
     
    We propose a high-performance inductor based on the concept of a high-impedance surface (or artificial magnetic conductor). The inductor is shielded from the silicon substrateby a high-impedance surface consisting of a lumped capacitor and inductor. Theoretical calculations comparing the proposed inductor with a conventional inductor shielded by an ordinarymetal surface show that the resonant frequency and quality factor (Q) in the millimeter-waveregion are higher for the proposed inductor. © 2004, The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers. All rights reserved.
  • 単電子デバイスの準静的動作による断熱的スイッチング
    赤澤正道
    電子情報通信学会和文論文誌 J86-C 7 718 - 725 2003年07月 [査読有り][通常論文]
  • M Akazawa
    ELECTRONICS AND COMMUNICATIONS IN JAPAN PART II-ELECTRONICS 86 12 1 - 9 2003年 [査読有り][通常論文]
     
    This paper presents the possibility of an adiabatic switching operation that is lossless, with zero power consumption, in the limit of a quasistatic operation of a single-electron device. Usually, in a switching device represented by a transistor, there exists a threshold. Since an abrupt energy dissipation accompanies crossing of the threshold, there is a limitation in the reduction of power consumption by quasistatic operation. However, in an appropriately designed single-electron device, switching without an abrupt energy dissipation is possible by a quasistatic voltage change. In this paper, in regard to the quasistatic operation of a single-electron device, the power consumption characteristics are estimated numerically. (C) 2003 Wiley Periodicals, Inc.
  • M Akazawa, H Hasegawa
    PHYSICA STATUS SOLIDI A-APPLIED RESEARCH 195 1 248 - 254 2003年01月 [査読有り][通常論文]
     
    An ultrahigh-vacuum (UHV)-based contactless capacitance-voltage (C-V) method is applied to the semiconductors on insulating substrates, placing a reference electrode along the wafer periphery. The effect of parasitic impedance on the measurement is estimated mathematically, and a numerical correction method for C-V curves is established. The correction method is applied to the experimental data, and surface states of silicon-on-insulator (SOI) and GaN/sapphire samples are successfully evaluated.
  • Y Suda, T Ono, M Akazawa, Y Sakai, J Tsujino, N Homma
    THIN SOLID FILMS 415 1-2 15 - 20 2002年08月 [査読有り][通常論文]
     
    Nanometer-size carbon particles were prepared on a Si substrate using pulsed laser deposition (PLD) assisted by radio frequency (RF) Ar plasma and were compared with ones prepared by PLD in vacuum and Ar gas. In both the plasma and gas ambiences, experiments were carried out in Ar pressure p(Ar) ranging from 0.13 to 13 Pa. The particle size increased as p(Ar) increased. However, the size obtained in the RF Ar plasma was approximately 1.5 times larger than that prepared in the Ar gas. An X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analysis revealed that the carbon film covered by the particles was in an amorphous state. The sp(3)/sp(2) carbon ratio of the film was evaluated by deconvolution of XPS carbon (Is) spectra into three components, which are attributed to diamond (sp(3)), graphite (sp(2)) and carbon oxide components. The highest sp(3) /sp(2) ratio was 0.4 in the Ar gas and Ar plasma at p(Ar) = 0.13 Pa. The sp(3) /sp(2) ratio decreases monotonously, as the particle size increases. The ratio obtained in the Ar plasma is larger than that in the Ar gas. The effects of p(Ar) and plasma for nanoparticle characteristics are discussed. (C) 2002 Elsevier Science B.V. All rights reserved.
  • T Ono, Y Suda, M Akazawa, Y Sakai, K Suzuki
    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS PART 1-REGULAR PAPERS SHORT NOTES & REVIEW PAPERS 41 7A 4651 - 4654 2002年07月 [査読有り][通常論文]
     
    Amorphous carbon (a-C) thin films were deposited on S(111) substrates by an oxygen RF plasma-assisted pulsed laser deposition (PLD) method at an oxygen pressure of 53 mPa, as well as in vacuum and oxygen gas ambient at 53 mPa for comparison, at substrate temperatures (T-sub) between room temperature and 480degreesC. An X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analysis showed that the highest sp(3) content of the film was 58% in oxygen plasma PLD at T-sub = 410degreesC. Under this condition, the film surface morphology was shown to be quite smooth with a roughness of about 5 mm, by scanning electron microscopy (SEM) and atomic force microscopy (AFM). Effects of the oxygen, plasma and the substrate temperature on the film properties were examined.
  • T Ono, Y Suda, M Akazawa, Y Sakai, K Suzuki
    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS PART 1-REGULAR PAPERS SHORT NOTES & REVIEW PAPERS 41 7A 4651 - 4654 2002年07月 [査読有り][通常論文]
     
    Amorphous carbon (a-C) thin films were deposited on S(111) substrates by an oxygen RF plasma-assisted pulsed laser deposition (PLD) method at an oxygen pressure of 53 mPa, as well as in vacuum and oxygen gas ambient at 53 mPa for comparison, at substrate temperatures (T-sub) between room temperature and 480degreesC. An X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analysis showed that the highest sp(3) content of the film was 58% in oxygen plasma PLD at T-sub = 410degreesC. Under this condition, the film surface morphology was shown to be quite smooth with a roughness of about 5 mm, by scanning electron microscopy (SEM) and atomic force microscopy (AFM). Effects of the oxygen, plasma and the substrate temperature on the film properties were examined.
  • T. Yamada, M. Akazawa, T. Asai, Y. Amemiya
    Nanotechnology 12 1 60 - 67 2001年03月 [査読有り][通常論文]
     
    We proposed a method of implementing the Boltzmann machine neural network on electronic circuits by making use of the single-electron tunnelling phenomenon. The single-electron circuit shows stochastic behaviour in its operation because of the probabilistic nature of the electron tunnelling phenomenon. It can therefore be successfully used for implementing the stochastic neuron operation of the Boltzmann machine. The authors developed a single-electron neuron circuit that can produce the function required for the Boltzmann machine neuron. A method for constructing Boltzmann machine networks by combining the neuron circuits was also developed. The simulated-annealing operation can be performed easily by regulating an external control voltage for the network circuits. A sample network was designed that solves an instance of a combinatorial optimization problem. Computer simulation demonstrated that, through the simulated-annealing process, the sample network can converge to the global minimum energy state that represents the correct solution to the problem.
  • CxFy polymer film deposition in rf and dc C7F16 vapor plasmas
    Y. Sakai, M. Akazawa, Y. Sakai, H. Sugawara, M. Tabata, C. P. Lungu, A. M. Lungu
    Transactions of Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers 2 1 1 - 6 2001年03月 [査読有り][通常論文]
  • A Three-Dimensional Cellular Neural Network Circuit System Using A νMOS Circuit
    M. Akazawa, T. Fujiwara, Y. Amemiya
    Proceedings of 2000 IEEE International Symposium on Intelligent Signal Processing and Communication Systems (ISPACS 2000, Honolulu, Hawaii, U.S.A., November 5-8, 2000) 1061 - 1066 2000年11月 [査読有り][通常論文]
  • Y. Suda, T. Nishimura, T. Ono, M. Akazawa, Y. Sakai, N. Homma
    Thin Solid Films 374 2 287 - 290 2000年10月17日 [査読有り][通常論文]
     
    Carbon thin films containing many fine carbon particles were deposited by a pulsed ArF laser ablation technique assisted by inductively coupled plasma (ICP). The sizes of the particles were found to be approximately 100 nm. The particles seemed to be coagulated from several finer particles of size approximately 10 nm. When ICP was applied to a plume, the shape of the coagulated particles became spherical. The deposited surface was assumed to be diamond-like carbon based on the binding energy of carbon (1s) in the particle obtained by XPS spectra.
  • C. P. Lungu, A. M. Lungu, Y. Sakai, H. Sugawara, M. Tabata, M. Akazawa, M. Miyamoto
    Vacuum 59 1 210 - 219 2000年 [査読有り][通常論文]
     
    Polymer films containing CxFy have been deposited in Fluorinert vapor (C7F16) plasmas. The spatial and temporal evolution of optical emission of CF2 and C2 radicals was monitored and kinetics of the C7F16 decomposition process was discussed. The films were deposited on stainless steel, glass, molybdenum and silicon wafers at room temperature with the vapor pressures, 40 and 100 Pa. Electrical properties such as the breakdown voltage and dielectric constant as well as the structure of the films were analyzed. The composition and characteristics of the films were determined by Fourier transform infrared spectroscopy and X-ray photoelectron spectroscopy techniques, scanning electron microscopy and electron spin resonance spectroscopy.
  • M. Akazawa, E. Tokuda, N. Asahi, Y. Amemiya
    Analog Integrated Circuits and Signal Processing 24 1 51 - 57 2000年01月 [査読有り][通常論文]
  • CP Lungu, AM Lungu, M Akazawa, Y Sakai, H Sugawara, M Tabata
    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS PART 2-LETTERS 38 12B L1544 - L1546 1999年12月 [査読有り][通常論文]
     
    An attempt to fabricate fluorinated carbon (fluoropolymer) films by rf (13.56 MHz) plasma enhanced chemical vapor deposition was made using novel fluorocarbon sourer materials of C7F16, (C3F7)(3)N/(C4F9)(3)N and C8F18/C8F16O. The deposited films were transparent and displayed excellent electrical properties as interlayer dielectrics for LSI using deep-submicron technology, namely, a dielectric constant as low as 2.0 and a dielectric strength higher than 2 MV/cm. The refractive index of these films was 1.38.
  • M Akazawa, K Kanaami, T Yamada, Y Amemiya
    IEICE TRANSACTIONS ON ELECTRONICS E82C 9 1607 - 1614 1999年09月 [査読有り][通常論文]
     
    ill multiple-valued logic inverter is proposed that uses single-electron-tunneling (SET) circuits in which the discreteness of the electron charge is utilized. The inverter circuit, which is composed of only two SET transistors, has a memory function as well as an inverter function for multiple-valued logic. A quantizing circuit and a D flip-flop circuit for multiple-valued logic can be compactly constructed by combining two inverters. A threshold device can be compactly constructed by attaching more than one input capacitor to the inverter circuit. A quaternary full adder circuit can be constructed by using two threshold devices. Implementation issues are also discussed.
  • Single-Flux-Quantum Logic Devices Based on the Binary Decision Diagram
    赤澤正道
    Advances in Superconductivity XI, Eds. N. Koshizuka and S. Tajima 1271 - 1274 1999年04月 [査読有り][通常論文]
  • H Iwamura, M Akazawa, Y Amemiya
    IEICE TRANSACTIONS ON ELECTRONICS E81C 1 42 - 48 1998年01月 [査読有り][通常論文]
     
    This paper proposes an architecture for circuit construction for developing single-electron integrated circuits based on majority logic. The majority logic gate circuit proposed consists of a capacitor array for input summation and a single-electron inverter for threshold operation, It accepts an odd number of inputs and produces the corresponding output on the basis of the principle of majority decision. it produces an output of logic "1" if the majority of the inputs is 1, and an output of "0" if the majority is 0, By combining the proposed majority gate circuits, various subsystems fan be constructed with a smaller number of devices than that of Boolean-based construction. An adder and a parity generator are designed as examples. It is shown by computer simulation that the designed subsystems produce the correct logic operations. The operation error induced by thermal agitation is also estimated.
  • N Asahi, M Akazawa, Y Amemiya
    IEICE TRANSACTIONS ON ELECTRONICS E81C 1 49 - 56 1998年01月 [査読有り][通常論文]
     
    This paper proposes a method of constructing single-electron logic subsystems on the basis of the binary decision diagram (BDD). Sample subsystems, an adder and a comparator, are designed by combining single-electron BDD devices. It is demonstrated by computer simulation that the designed subsystems successfully produce, through pipelined processing, an output data flow in response to the input data flow. The operation error caused by thermal agitation is estimated. An output interface for converting single-electron transport into binary-voltage signals is also designed.
  • M Ikebe, M Akazawa, Y Amemiya
    1998 SECOND INTERNATIONAL CONFERENCE ON KNOWLEDGE-BASED INTELLIGENT ELECTRONIC SYSTEMS, KES '98, PROCEEDINGS, VOL, 3 447 - 453 1998年 [査読有り][通常論文]
     
    This paper proposes circuit construction for cellular-automaton devices that can perform morphological picture processing. To produce the complex cell functions required for the morphological processing, we propose using a silicon functional MOS device, the nu-MOS FET. We designed sample cell circuits for several morphological processings, and simulated their operation. We also designed a sample cellular-automaton circuit using the proposed cell circuits, and demonstrated in simulation that the nu-MOS cellular-automata circuits are very useful for constructing intelligent image sensors.
  • M. Akazawa, Y. Amemiya, N. Shibata
    Journal of Applied Physics 82 10 5176 - 5184 1997年11月15日 [査読有り][通常論文]
     
    We propose an annealing method as an effective way of operating quantum-cellular-automaton (QCA) systems, which are devices for computation that utilize the minimum energy state of electrons in a quantum cell system. A QCA system has an energy function with many local minima and therefore cannot be operated as desired if placed under the conditions of a thermodynamically open system. Accordingly, for successful operation of a QCA system (i.e., making the QCA system converge successfully to its minimum-energy state), we propose a method of operation based on the concept of thermodynamic annealing. We simulate the dynamics of various QCA logic-gate systems operated by this annealing method, and show that data processing in QCA systems can be carried out accurately by means of this annealing method. The applicability of QCA systems to non-Neumann parallel-processing computation is also described. © 1997 American Institute of Physics.
  • M. Ikebe, M. Akazawa, Y. Amemiya
    Computer Elect. Engineering 23 6 439 - 451 1997年11月01日 [査読有り][通常論文]
     
    This paper proposes a design of cell circuits for implementing cellular-automaton devices that perform morphological picture processing. To produce the complex cell functions required for the morphological processing, we present the idea of using the silicon functional device, ν-MOS FET. We designed sample cell circuits for several morphological processings, and simulated their operation to show the expected cell operation. We also designed a sample cellular-automaton circuit using the proposed cell circuits, and demonstrated in simulation its example processing (noise cleaning and edge extraction in an image). A low dissipation of about 20 μW per cell circuit can be expected at 1 MHz operation therefore, 105 or more cells that operate in parallel can be integrated into an LSI. © 1998 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.
  • AKAZAWA Masamichi
    Extended abstracts of the ... Conference on Solid State Devices and Materials 1997 0 306 - 307 1997年09月 [査読有り][通常論文]
  • M Akazawa, Y Amemiya
    IEICE TRANSACTIONS ON ELECTRONICS E80C 7 849 - 858 1997年07月 [査読有り][招待有り]
     
    This paper describes a guiding principle for designing functional single-electron tunneling (SET) circuits-that is a way to elicit the potential functions of a given SET circuit by using as a guiding tool the SET circuit stability diagram. A stability diagram is a map that depicts the stable regions of a SET circuit based on the circuit's variable coordinates. By scrutinizing the diagram, we can infer all the potential functions that can be obtained from a circuit configuration. As an example, we take up a well-known SET-inverter circuit and uncover its latent functions by studying the circuit configuration, based on its stability diagram. We can produce various functions. e.g., step-inverter, Schmidt-trigger, memory cell, literal, and stochastic-neuron functions. The last function makes good use of the inherent stochastic nature of single-electron tunneling, and can be applied to Boltzmann-machine neural network systems.
  • N Asahi, M Akazawa, Y Amemiya
    IEEE TRANSACTIONS ON ELECTRON DEVICES 44 7 1109 - 1116 1997年07月 [査読有り][通常論文]
     
    This paper proposes a single-electron logic device based on the concept of the binary decision diagram (BDD), The unit device consists of four tunnel junctions and operates as a two-way switch for single-electron transport. Any combinational logic can be implemented by connecting identical unit devices into a cascade to build the tree of a BDD graph. Several sample designs are presented for logic circuits of NAND, NOR, exclusive-OR, and AND-OR combinational logic. Computer simulation shows that the designed circuits perform the logic operations correctly.
  • M Akazawa, Y Amemiya
    APPLIED PHYSICS LETTERS 70 5 670 - 672 1997年02月 [査読有り][通常論文]
     
    The inherent stochastic character of single-electron tunneling can be effectively utilized for creating novel electronic circuits having high-level functions. As a sample application, we present a stochastic-response circuit for implementing Boltzmann machine neurons. The circuit consists of a single-electron circuit operating under unstable conditions. It can produce an output of a random 1-0 bit stream with the probability for an output of 1 controlled by an input signal-a task that is difficult for conventional circuits using ordinary electronic devices. (C) 1991 American Institute of Physics.
  • M Akazawa, T Yamada, Y Amemiya
    SISPAD '97 - 1997 INTERNATIONAL CONFERENCE ON SIMULATION OF SEMICONDUCTOR PROCESSES AND DEVICES 201 - 204 1997年 [査読有り][通常論文]
     
    We present a computer-aided-design method for constructing a circuit for a Boltzmann-machine neuron, utilizing single-electron tunneling (SET). We have found, through computer simulation, that a stochastic response unit circuit can be made in a simple configuration using SET junctions, and the probability for an output of 1 can be controlled by the input voltages.
  • M Akazawa, Y Amemiya
    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS PART 1-REGULAR PAPERS SHORT NOTES & REVIEW PAPERS 35 6A 3569 - 3575 1996年06月 [査読有り][通常論文]
     
    This paper proposes a directional single-electron-tunneling (SET) junction that allows electron tunneling in only one direction. It is shown that this device will provide various SET circuits with novel functions in simple construction. Theoretical analysis indicates that a metal-insulator-insulator-metal (M-I-I-M) SET junction could achieve excellent directionality with a large forward/reverse conductance ratio of the order of hundreds of thousands. As one of the circuit applications, a multiple-valued memory cell using directional SET junctions is proposed and its writing and storage operation is simulated.
  • N ASAHI, M AKAZAWA, Y AMEMIYA
    IEEE TRANSACTIONS ON ELECTRON DEVICES 42 11 1999 - 2003 1995年11月 [査読有り][通常論文]
     
    The device proposed here for future LSI's is based on a concept different from the Boolean equations usually used for representing digital functions, The unit function of this device is simple two-way switching and can be implemented utilizing various physical effects, such as optical switching, electron-wave modulation, and single-electron transport, Several possible device structures are presented, and a simulated result for a single-electron device is described.
  • KOYANAGI Satoshi, AKAZAWA Masamichi, HASEGAWA Hideki
    Extended abstracts of the ... Conference on Solid State Devices and Materials 1995 0 833 - 835 1995年08月 [査読有り][通常論文]
  • Investigation of Valence Band Offset Modification at GaAs-AlAs and InGaAs-InAlAs Heterointerfaces Induced by Si Interlayer
    M. Akazawa, H. Hasegawa, H. Tomozawa, H. Fujikura
    Inst. Phys. Conf. Ser. 129 253 - 258 1993年06月 [査読有り][通常論文]
  • S KODAMA, M AKAZAWA, H FUJIKURA, H HASEGAWA
    JOURNAL OF ELECTRONIC MATERIALS 22 3 289 - 295 1993年03月 [査読有り][通常論文]
     
    This paper attempts to control and optimize the interface atomic profiles of a novel surface passivation scheme for InGaAs nanostructures, using a silicon interface control layer (ICL). An in-situ x-ray photoelectron spectroscopy characterization technique was used to establish a process sequence that satisfies the conditions of maintenance of pseudomorphic matching to InGaAs, prevention of direct oxidation of InGaAs, and formation of a good SiO2/Si interface with minimal suboxide components. It is shown that the above conditions can be -satisfied by a new process that is a formation of the thermal SiO2 at the SiO2-Si interface by repetition of deposition/oxidation/annealing cycle. A large reduction of interface state density (N(SS)) was realized by the optimization of the new process, resulting in a minimum N(SS) of 4 x 10(11) CM-2 eV-1. The silicon ICL technique was successfully applied to the passivation of InGaAs wire structures.
  • H HASEGAWA, S KODAMA, K KOYANAGI, M AKAZAWA
    FIFTH INTERNATIONAL CONFERENCE ON INDIUM PHOSPHIDE AND RELATED MATERIALS 289 - 292 1993年 [査読有り][招待有り]
  • M AKAZAWA, H HASEGAWA, H TOMOZAWA, H FUJIKURA
    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS PART 2-LETTERS & EXPRESS LETTERS 31 8A L1012 - L1014 1992年08月 [査読有り][通常論文]
     
    X-ray photoelectron spectroscopy reinvestigation is done for the recently reported Si-interlayer-induced change of the valence band discontinuity (DELTA-E(v)) at GaAs-AlAs interfaces. The XPS measurements reproduced the large apparent change of DELTA-E(v) caused by the Si interlayer. However, it also led to anomalous increases of separations between the core level peak and the valence band edge as well as anomalous increases of full width at half maximum of the core level spectra. It is concluded that the observed change of DELTA-E(v) is only an apparent one. The anomalies were explained quantitatively by a new model based on the surface Fermi level pinning and interface delta-doping.
  • H. Fujikura, H. Tomozawa, M. Akazawa, H. Hasegawa
    Applied Surface Science 60-61 C 702 - 709 1992年 [査読有り][通常論文]
     
    Removal of surface Fermi level pinning is a crucial issue for successful realization of compound semiconductir quantum-effect devices. The purpose of this paper is to establish a process to fabricate InGaAs wires by selective MBE and to investigate the capability of an ultrathin Si interface control layer (ICL) on the wires in removing the surface Fermi level pinning. In0.53Ga0.47As wire structures with or without InAlAs buffer layers were fabricated for the first time by a selective MBE growth on corrugated InP surfaces formed by laser interference lithography. Then, the wire structures were covered with the Si ICL and a thick SiO2 overlayer. For comparison, InAlAs/InGaAs/InAlAs wire structures were also prepared. The structures were characterized by SEM, C-V and photoluminescence techniques. Optimum conditions for wire formations are established. It is shown that the Si ICL technique is useful and promising for removal of the Fermi level pinning in InGaAs quantum structures. © 1992.
  • H HASEGAWA, H FUJIKURA, M AKAZAWA, H TOMOZAWA
    INSTITUTE OF PHYSICS CONFERENCE SERIES 127 127 115 - 118 1992年 [査読有り][通常論文]
     
    A novel approach to control the surfaces and interfaces of GaAs and InGaAs nanometer-scale structures using an ultrathin MBE Si interface control layer (Si ICL) is presented. Details of the Si ICL technique and its application to InGaAs wire structures are discussed.
  • H HASEGAWA, H FUJIKURA, M AKAZAWA, H TOMOZAWA
    QUANTUM EFFECT PHYSICS, ELECTRONICS AND APPLICATIONS 127 115 - 118 1992年 [査読有り][通常論文]
  • M AKAZAWA, H ISHII, H HASEGAWA
    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS PART 1-REGULAR PAPERS BRIEF COMMUNICATIONS & REVIEW PAPERS 30 12B 3744 - 3749 1991年12月 [査読有り][通常論文]
     
    Removal or control of Fermi level pinning is attempted using an ultrathin molecular beam epitaxy (MBE) Si interface control layer (Si ICL) for insulator-semiconductor (I-S) and metal-semiconductor (M-S) interfaces of GaAs and InGaAs. or successful removal of Fermi level pinning at the I-S interface, the Si ICL should maintain an ordered pseudomorphic structure. The optimum thickness of the Si ICL is about 10 angstrom. Formation of such a Si ICL alone does not remove pinning; subsequent deposition of a SiO2 film is necessary for unpinning. Pinning at the air-exposed surfaces can be removed by combining an HF surface treatment with the Si ICL technique. The Si ICL technique is promising for controlling barrier heights at M-S interfaces.
  • H HASEGAWA, M AKAZAWA, E OHUE
    INDIUM PHOSPHIDE AND RELATED MATERIALS : THIRD INTERNATIONAL CONFERENCE, VOLS 1 AND 2 630 - 633 1991年 [査読有り][通常論文]
  • H. Hasagawa, M. Akazawa, H. Ishii, A.Uraie, H.Iwadate, E.Ohue
    J. Vac. Sci. Technol. B 8 4 867 - 873 1990年07月 [査読有り][通常論文]
  • H HASEGAWA, M AKAZAWA, H ISHII, A URAIE, H IWADATE, E OHUE
    JOURNAL OF VACUUM SCIENCE & TECHNOLOGY B 8 4 867 - 873 1990年07月 [査読有り][通常論文]
  • M AKAZAWA, E OHUE, H ISHII, H IWADATE, H HASEGAWA
    SECOND INTERNATIONAL CONFERENCE ON INDIUM PHOSPHIDE AND RELATED MATERIALS 88 - 91 1990年 [査読有り][通常論文]
  • H HASEGAWA, M AKAZAWA, H ISHII, K MATSUZAKI
    JOURNAL OF VACUUM SCIENCE & TECHNOLOGY B 7 4 870 - 878 1989年07月 [査読有り][通常論文]
  • Masamichi Akazawa, Hideki Hasegawa, Eiji Ohue
    Japanese Journal of Applied Physics 28 11 A L2095 - L2097 1989年 [査読有り][通常論文]
     
    A novel In0.53Ga0.47As MIS structure having an ultrathin MBE Si interface control layer (ICL) between InGaAs and photo-CVD SiO2, is described and applied to fabrication of MISFETs. XPS and electrical characterization show that Si ICL prevents selective oxidation of InGaAs and reduces the interface state density. Depletion mode MISFETs gave an effective channel mobility of 1700 cm2/V·s and excellent stability with drain current drift below 1% up to 104 s. © 1989 The Japan Society of Applied Physics.
  • H HASEGAWA, M AKAZAWA, KI MATSUZAKI, H ISHII, H OHNO
    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS PART 2-LETTERS & EXPRESS LETTERS 27 12 L2265 - L2267 1988年12月 [査読有り][通常論文]
     
    A novel compound semiconductor MIS structure using an ultra-thin partially oxidized MBE Si film as a pseudomorphic interface control layer (ICL) is reported for GaAs and InGaAs. As an outer insulator layer, a silicon dioxide or silicon nitride film is deposited in-situ by a low-temperature photo-CVD process using an ArF excimer laser. While the GaAs MIS structure exhibited strong Fermi level pinning, the InGaAs MIS structure showed completely "unpinned" behavior with a very small hysteresis after annealing. The difference is qualitatively explained by a band line-up of the constituent mater...

書籍

  • 第2版 応用物理ハンドブック 応用物理学会編
    赤澤正道 (担当:分担執筆範囲:第9章 半導体デバイス 9.12半導体センサとトランスデューサ 9.12.1 磁電効果デバイス, p.643; 9.12.2 熱電効果デバイス, p.644; 9.12.4 放射線検出デバイス, p.645.)
    丸善 2002年04月
  • 電子情報通信ハンドブック 6-13編 新概念集積回路
    雨宮好仁, 宮永喜一, 赤澤正道 (担当:分担執筆範囲:pp. 808 - 814)
    オーム社 1998年06月

講演・口頭発表等

  • Y. Tamamura, T. Nukariya, M. Akazawa
    14th International Symposium on Advanced Science and its Application for Nitrides and Nanomaterials/15th International Conference on Plasma Nanotechnology and Science (ISPlasam2022/IC-PLANTS2022) 2022年03月 ポスター発表
  • M. Akazawa, Shunta Murai, Yuya Tamamura
    31th International Conference on Defects in Semiconductors (ICDS 2017) 2021年07月 ポスター発表
  • M. Akazawa, Yuya Tamamura, S. Murai
    13th International Symposium on Advanced Science and its Application for Nitrides and Nanomaterials/14th International Conference on Plasma Nanotechnology and Science (ISPlasam2021/IC-PLANTS2021) 2021年03月 ポスター発表
  • M. Akazawa, S. Murai, R. Kamoshida, E. Wu, T. Kachi
    62nd Electronic Materials Conference (EMC2020, Virtual Holding, June 24-26, 2020) 2020年06月 ポスター発表
  • Effects of Long-Term Low-Temperature Annealing on Mg-Ion Implanted GaN  [通常講演]
    Shunta Murai, Ryo Kamoshida, M. Akazawa
    The 9th Asia-Pacific Workshop on Widegap Semiconductors (APWS2019, Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University, Okinawa, Japan, Nov. 10 – 15, 2019). 2019年11月 ポスター発表
  • Effects of Surface Oxide Reduction Prior to Metallization on Electrical Properties of GaN-on-GaN Schottky Diodes  [通常講演]
    K. Isobe, M. Akazawa
    The 9th Asia-Pacific Workshop on Widegap Semiconductors (APWS2019, Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University, Okinawa, Japan, Nov. 10 – 15, 2019). 2019年11月 ポスター発表
  • InAlNプラズマ酸化膜のXPSによる評価  [通常講演]
    北脇侑弥, 赤澤正道
    2019年第80回応用物理学会秋季学術講演会 2019年09月 ポスター発表
  • Mgイオン注入したGaNに対する長時間低温熱処理の効果  [通常講演]
    村井駿太, 鴨志田亮, 赤澤正道
    2019年第80回応用物理学会秋季学術講演会 2019年09月 ポスター発表
  • Mgイオンを注入したGaNで構成したMOSダイオードの界面準位アドミッタンスの解析  [通常講演]
    鴨志田亮, 村井駿太, 赤澤正道
    2019年第80回応用物理学会秋季学術講演会 2019年09月 口頭発表(一般)
  • GaNショットキー障壁ダイオードに対するフォトリソグラフィー現像工程の影響  [通常講演]
    磯部一輝, 赤澤正道
    2019年第80回応用物理学会秋季学術講演会 2019年09月 ポスター発表
  • Effects of Deep Level States Generated by Mg-Ion Implantation on Electrical Properties of GaN MOS Diodes before Activation Annealing  [通常講演]
    R. Kamoshida, S. Murai, M. Akazawa
    2019 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM2019, Nagoya University, Nagoya, Japan, Sept. 2 – 5, 2019) 2019年09月 ポスター発表
  • Detection of Deep Level States Generated in GaN by Mg-Ion Implantation Using Conductance Method for MOS Diodes  [通常講演]
    M. Akazawa, R. Kamoshida
    13th International Conference on Nitride Semiconductors (ICNS-13, Hyatt Regency Bellevue, Bellevue, Washington, USA, July 7-12, 2019) 2019年07月 ポスター発表
  • Investigation of Impact of Dosage on Electrical Properties of Mg-Ion-Implanted GaN before Activation Annealing Using MOS Structures  [通常講演]
    Ryo Kamoshida, Kei Uetake, Shunta Murai, Masamichi Akazawa
    Compound Semiconductor Week 2019 (CSW219, Kasugano International Forum, Nara, Japan, May 19 – 23, 2019) 2019年05月 ポスター発表
  • Control of SiO2/InAlN Interface by Plasma Surface Oxidation  [通常講演]
    Shouhei Kitajima, Masamichi Akazawa
    11th International Symposium on Advanced Science and its Appliaction for Nitrides and Nanomaterials/12th International Conference on Plasma-Nano Technology & Science (ISPlasam2019/IC-PLANTS2019, Nagoya Institute of Technology, Nagoya, Japan, March 17-20) 2019年03月 ポスター発表
  • Mgイオン注入後高温熱処理前のGaNの電気的特性に対するドーズ量の影響(2)  [通常講演]
    鴨志田亮, 植竹啓, 村井駿太, 赤澤正道
    2019年第66回応用物理学会春季学術講演会 2019年03月 ポスター発表
  • GaN on GaNショットキー障壁ダイオードに対する表面処理の効果  [通常講演]
    磯部一輝, 赤澤正道
    2019年第66回応用物理学会春季学術講演会 2019年03月 ポスター発表
  • Investigation of Effect of Low-Temperature Annealing and Dosage on Mg-Ion-Implanted GaN Using MOS Structure  [通常講演]
    Kei Uetake, Ryo Kamoshida, Masamichi Akazawa
    International Workshop on Nitride Semiconductors 2018 (IWN2018, Kanazawa, Ishikawa, Japan, November 11 - 16, 2018) 2018年11月 ポスター発表
  • Investigation of Surface Pretreatment for Schottky Contacts on n-GaN on GaN Substrate  [通常講演]
    Kazuki Isobe, Masamichi Akazawa
    14th International Conference on Atomically Controlled Surfaces, Interfaces and Nanostructures (ACSIN-14) in conjunction with 26th International Colloquium on Scanning Probe Microscopy (ICSPM26) 2018年10月 ポスター発表
  • Control of SiO2/InAlN Interface Using Sub-nm-Thick Al2O3 Interlayer  [通常講演]
    Shouhei Kitajima, Masamichi Akazawa
    14th International Conference on Atomically Controlled Surfaces, Interfaces and Nanostructures (ACSIN-14) in conjunction with 26th International Colloquium on Scanning Probe Microscopy (ICSPM26) 2018年10月 ポスター発表
  • Investigation of Lightly Mg-Ion-Implanted GaN Using MOS Structure  [招待講演]
    Masamichi Akazawa, Kei Uetake, Ryo Kamoshida
    2018年第79回応用物理学会秋季学術講演会 2018年09月 口頭発表(招待・特別)
  • Al2O3超薄膜膜介在層を有するSiO2/InAlN界面の特性(2)  [通常講演]
    北嶋翔平, 赤澤正道
    2018年第79回応用物理学会秋季学術講演会 2018年09月 ポスター発表
  • Mgイオン注入後高温熱処理前のGaNの電気的特性に対するドーズ量の影響  [通常講演]
    鴨志田亮, 植竹啓, 赤澤正道
    2018年第79回応用物理学会秋季学術講演会 2018年09月 ポスター発表
  • GaNの表面フェルミ準位位置とショットキー障壁高金属仕事関数依存性  [通常講演]
    磯部一輝, 赤澤正道
    2018年第79回応用物理学会秋季学術講演会 2018年09月 ポスター発表
  • Thermal behavior of defects generated in GaN by low-dose Mg-ion implantation  [通常講演]
    Masamichi Akazawa, Naoshige Yokota, Kei Uetake
    Compound Semiconductor Week 2018 2018年05月 ポスター発表
  • Mgイオン注入したGaNの電気的特性の熱処理による変化(2)  [通常講演]
    植竹啓, 横田直茂, 赤澤正道
    第65回応用物理学会春季学術講演会 2018年03月 口頭発表(一般)
  • プラズマ酸化膜介在層を有するSiO2/InAlN界面の特性  [通常講演]
    北嶋翔平, 赤澤正道
    第65回応用物理学会春季学術講演会 2018年03月 ポスター発表
  • Al2O3およびプラズマ酸化物超薄膜介在層を有するSiO2/InAlN界面の特性  [通常講演]
    北嶋翔平, 赤澤正道
    第53回応用物理学会北海道支部/第14回日本光学会北海道支部合同学術講演会 2018年01月 口頭発表(一般)
  • Al2O3超薄膜介在層を有するSiO2/InAlN界面の特性  [通常講演]
    北嶋翔平, 赤澤正道
    第78回応用物理学会秋季学術講演会 2017年09月 ポスター発表
  • Mgイオン注入したGaNの電気的特性の熱処理による変化  [通常講演]
    横田直茂, 植竹啓, 赤澤正道
    第78回応用物理学会秋季学術講演会 2017年09月 口頭発表(一般)
  • 絶縁体超薄膜挿入によるGaNショットキーダイオード特性の変化  [通常講演]
    長谷崎泰斗, 赤澤正道
    第78回応用物理学会秋季学術講演会 2017年09月 ポスター発表
  • Measurement of Electronic States Generated in GaN by Mg Ion Implantation  [通常講演]
    N. Yokota, K. Uetake, M. Akazawa
    29th International Conference on Defects in Semiconductors (ICDS 2017, Matsue, Shimane, Japan, July 31 – Aug. 4, 2017) 2017年07月 ポスター発表
  • Modification of Fermi-level pinning at metal/GaN interface by inserting ultrathin Al2O3 interlayers  [通常講演]
    M. Akazawa, T. Hasezaki
    12th International Conference on Nitride Semiconductors (ICNS-12, Strasbourg, France, July 24-28, 2017) 2017年07月 ポスター発表
  • Al2O3超薄膜層を挿入したSiO2/InAlN界面の特性―Al2O3膜厚依存性―  [通常講演]
    清野惇, 赤澤正道
    第64回応用物理学会春季学術講演会 2017年03月 ポスター発表
  • Mgイオン注入によりGaN中に発生する電子準位の電気的評価  [通常講演]
    横田直茂, 赤澤正道
    第64回応用物理学会春季学術講演会 2017年03月 口頭発表(一般)
  • Al2O3超薄膜挿入によるGaNショットキー障壁高の変化  [通常講演]
    長谷崎泰斗, 赤澤正道
    第64回応用物理学会春季学術講演会 2017年03月 ポスター発表
  • Reduction of Interface State Density at SiO2/InAlN Interface by Inserting Ultrathin Interlayers  [通常講演]
    M. Akazawa, A. Seino, N. Yokota, T. Hasezaki
    International Workshop on Nitride Semiconductors 2016 (IWN2016, Hilton Orlando Lake Buena Vista, Orlando, Florida, USA, October 2 - 7, 2016) 2016年10月 ポスター発表
  • プラズマ酸化層を挿入したSiO2/InAlN界面の特性  [通常講演]
    清野 惇, 横田 直茂, 赤澤 正道
    2016年<第77回>応用物理学会秋季学術講演会 2016年09月 ポスター発表
  • プラズマCVDSIO2/InAlN界面へのAl2O3超薄膜挿入の効果  [通常講演]
    清野惇, 長谷崎泰斗, 横田直茂, 赤澤正道
    2016年<第63回>応用物理学会春季学術講演会 2016年03月 ポスター発表
  • Characterization of Surfaces and Interfaces of InAlN  [通常講演]
    Masamichi Akazawa
    2016 RCIQE International Seminar 2016年03月 口頭発表(招待・特別)
  • Nature and Origin of Interface States at Dielectric/III-N Heterojunction Interfaces  [通常講演]
    Maciej Matys, Boguslawa Adamowicz, Roman Stoklas, Masamichi Akazawa, Zenji Yatabe, Tamotsu Hashizume
    2015 MRS Fall Meeting & Exhibit 2015年11月 ポスター発表
  • プラズマCVDにより形成されたSiO2/InAlN界面の評価  [通常講演]
    清野 惇, 赤澤 正道
    2015年<第76回>応用物理学会秋季学術講演会 2015年09月 ポスター発表
  • [Invited] Characterization of Surfaces and Interfaces of InAlN/GaN Heterostructures  [通常講演]
    M. Akazawa, T. Hashizume
    11th International Conference on Nitride Semiconductors (ICNS-11, Beijing, China, Aug. 30 - Sept. 4, 2015) 2015年08月 口頭発表(招待・特別)
  • Al2O3/InAlN界面特性のプロセス依存性  [通常講演]
    千葉 勝仁, 赤澤 正道
    2015年<第62回>応用物理学会春季学術講演会 2015年03月 ポスター発表
  • 2段階ALD成膜Al2O3/InAlN界面のMOSHEMTへの応用  [通常講演]
    小棚木 陽一郎, 赤澤 正道, Joel T. Asubar, 谷田部 然治, 橋詰 保
    2014年<第75回>応用物理学会秋季学術講演会 2014年09月 ポスター発表
  • Impact of Annealing on Properties of ALD Al2O3/InAlN Interfaces  [通常講演]
    M. Akazawa, T. Nakano, M. Chiba
    56th Electronic Materials Conference (EMC56, UCSB, Santa Barbara, California, USA, June 25-27, 2014) 2014年06月 口頭発表(一般)
  • Process-dependent properties of InAlN surface and ALD-Al2O3/InAlN interface  [通常講演]
    M. Akazawa, M. Chiba, T. Nakano
    2014 International Conference on Compound Semiconductor Manufacturing Technology (CSMANTECH 2014, Sheraton Downtown Denver, Denver, Colorado, USA, May 19-22, 2014) 2014年05月 口頭発表(一般)
  • 2 段階ALD により形成されたAl2O3/InAlN 界面の特性  [通常講演]
    中野拓真, 千葉勝仁, 小棚木陽一郎, 赤澤正道
    2014年<第61回>応用物理学会春季学術講演会 2014年03月 口頭発表(一般)
  • ALD Al2O3 絶縁体層を有するInAlN MOS ダイオードの特性に対するアニールの効果  [通常講演]
    千葉勝仁, 中野拓真, 赤澤正道
    2014年<第61回>応用物理学会春季学術講演会 2014年03月 口頭発表(一般)
  • 窒化物半導体異種接合の評価と制御(招待講演)  [招待講演]
    佐藤威友, 赤澤正道, 橋詰保
    2014年<第61回>応用物理学会春季学術講演会 2014年03月 口頭発表(招待・特別)
  • Investigation of High-Temperature Annealed ALD-Al2O3/InAlN Interface  [通常講演]
    M. Akazawa, T. Nakano, M. Chiba
    12th International Conference on Atomically Controlled Surfaces, Interfaces and Nanostructures in conjunction with 21st International Conference on Scanning Probe Microscopy (ACSIN-12 & ICSPM21, Tsukuba, Japan, November 4 - 8, 2013) 2013年11月 ポスター発表
  • ALD-Al2O3 を有するInAlN MOS 構造の電気的特性に対する作製プロセスの影響  [通常講演]
    千葉勝仁, 中野拓真, 赤澤正道
    電子情報通信学会電子デバイス研究会 2013年10月 口頭発表(一般)
  • Effects of High-Temperature Annealing on Properties of Al2O3/InAlN Interface Formed by Atomic Layer Deposition  [通常講演]
    T. Nakano, M. Chiba, M. Akazawa
    2013 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM2013, Hilton Fukuoka Sea Hawk, Fukuoka, Japan, Sept. 25-27, 2013) 2013年09月 ポスター発表
  • ALD-Al2O3 絶縁体層を有するInAlN MOS ダイオードの作製手順の検討  [通常講演]
    千葉勝仁, 中野拓真, 赤澤正道
    2013年<第74回>応用物理学会秋季学術講演会 2013年09月 口頭発表(一般)
  • 高温熱処理を挟む2 段階ALD プロセスによるAl2O3/InAlN 界面特性の向上  [通常講演]
    中野拓真, 千葉勝仁, 赤澤正道
    2013年<第74回>応用物理学会秋季学術講演会 2013年09月 口頭発表(一般)
  • Dependence of ALD-Al2O3/InAlN interface properties on fabrication process  [通常講演]
    T. Nakano, M. Chiba, M. Akazawa
    10th International Conference on Nitride Semiconductors (ICNS-10, Washington, DC, Aug. 25-30, 2013) 2013年08月 ポスター発表
  • Characterization and Control of insulated Gate Interface on GaN-Based heterostructures (invited)  [招待講演]
    T. Hashizume, M. Akazawa
    2013 International Conference on Compound Semiconductor Manufacturing Technology, p.329-332 (CS MANTEC2013, Hilton New Orleans Riverside, New Orleans, Louisiana, USA, May 13-16, 2013) 2013年05月 口頭発表(招待・特別)
  • ALD-Al2O3/InAlN界面に対する熱処理の効果  [通常講演]
    中野 拓真, 赤澤 正道
    2013年<第60回>応用物理学会春季学術講演解 2013年03月 口頭発表(一般)
  • InAlN/GaNヘテロ構造の表面・界面の評価と制御  [招待講演]
    赤澤正道, 橋詰保
    2013年<第60回>応用物理学会春季学術講演会シンポジウム 2013年03月 口頭発表(一般)
  • Insulated gate technologies for high-performance GaN transistors (invited)  [招待講演]
    T. Hashizume, Y. Hori, S. Kim, Z. Yatabe, M. Akazawa
    International Workshop on Nitride Semiconductors 2012 (IWN2012, Sapporo, Japan, October 14 - 19, 2012) 2012年10月 口頭発表(招待・特別)
  • Effects of surface treatment on InAlN investigated by X-ray photoelectron spectroscopy  [通常講演]
    M. Akazawa, T. Nakano
    International Workshop on Nitride Semiconductors 2012 (IWN2012, Sapporo, Japan, October 14 - 19, 2012) 2012年10月 ポスター発表
  • 中野拓真, 赤澤正道
    応用物理学会学術講演会講演予稿集(CD−ROM) 2012年08月
  • 橋詰保, 堀祐臣, 赤澤正道
    電子情報通信学会技術研究報告 2012年07月
  • 中野拓真, 赤澤正道
    応用物理学関係連合講演会講演予稿集(CD−ROM) 2012年02月
  • Effect of hydrofluoric acid treatment on InAlN surfaces  [通常講演]
    T. Nakano, M. Akazawa
    2012 Asia-Pacific Workshop on Fundamental and Applications of Advanced Semiconductor Devices (AWAD2012, Naha, Okinawa, Japan, June 27-29, 2012) 2012年01月 ポスター発表
  • 赤澤正道, 赤澤正道, GAO B, 橋詰保, 橋詰保, 廣木正伸, 山幡章司, 重川直輝
    応用物理学会学術講演会講演予稿集(CD−ROM) 2011年08月
  • GAO B, 赤澤正道, 赤澤正道, 橋詰保, 橋詰保, 廣木正伸, 山幡章司, 重川直輝
    応用物理学会学術講演会講演予稿集(CD−ROM) 2011年08月
  • Optimum AlGaN Spacer Layer in Al2O3/InAlN/AlGaN/GaN Structures  [通常講演]
    M. Akazawa, B. Gao, T. Hashizume, M. Hiroki, S. Yamahata, N. Shigekawa
    9th International Conference on Nitride Semiconductors (ICNS-9, Glasgow, UK, July 10-15, 2011) 2011年07月 ポスター発表
  • GAO B, 赤澤正道, 赤澤正道, 橋詰保, 橋詰保, 廣木正伸, 山幡章司, 重川直輝
    応用物理学関係連合講演会講演予稿集(CD−ROM) 2011年03月
  • 赤澤正道, 赤澤正道, GAO B, 橋詰保, 橋詰保, 廣木正伸, 山幡章司, 重川直輝
    応用物理学関係連合講演会講演予稿集(CD−ROM) 2011年03月
  • Investigation of polarization-induced electric field in ultrathin InAlN films on GaN by X-ray photoelectron spectroscopy  [通常講演]
    M. Akazawa, B. Gao, T. Hashizume, M. Hiroki, S. Yamahata, N. Shigekawa
    International Workshop on Nitride Semiconductors 2010 (IWN2010, Tampa, Florida, USA, September 19 - 24, 2010) 2010年09月 ポスター発表
  • GAO MB, 赤澤正道, 赤澤正道, 橋詰保, 橋詰保, 廣木正伸, 山幡章司, 重川直輝
    応用物理学会学術講演会講演予稿集(CD−ROM) 2010年08月
  • 赤澤正道, 赤澤正道, GAO MB, 橋詰保, 橋詰保, 廣木正伸, 山幡章司, 重川直輝
    応用物理学会学術講演会講演予稿集(CD−ROM) 2010年08月
  • 赤澤正道, 赤澤正道, 橋詰保, 橋詰保, 廣木正伸, 山幡章司, 重川直輝
    応用物理学関係連合講演会講演予稿集(CD−ROM) 2010年03月
  • MOS Interface Control on III-V High Mobility Channel Materials (invited)  [招待講演]
    H. Hasegawa, M. Akazawa
    37th Conference on the Physics & Chemistry of Semiconductor Interfaces (PCSI-35, Santa Fe, New Mexico, USA, January 10-14, 2010) 2010年01月 口頭発表(招待・特別)
  • Fermi level Pinning and Its Removal at III-V MOS Interfaces (invited)  [招待講演]
    H. Hasegawa, M. Akazawa
    40th IEEE Semiconductor Interface Specialists Conference (Key Bridge Marriott Hotel, Arlington, VA, USA, December 3-5, 2009) 2009年12月 口頭発表(招待・特別)
  • Surface Passivation of III-V Semiconductors for More Moore and Beyond CMOS Devices - present status and key issues – (invited)  [招待講演]
    H. Hasegawa, M. Akazawa
    6th International Workshop on Semiconductor Surface Passivation (Zakopane, Poland, September 13-18, 2009) 2009年09月 口頭発表(招待・特別)
  • Formation of High-k MOS Structures with Si Interface Control Layer on Air-Exposed GaAs and InGaAs Wafers  [通常講演]
    M. Akazawa, H. Hasegawa
    6th International Workshop on Semiconductor Surface Passivation (Zakopane, Poland, September 13-18, 2009) 2009年09月 ポスター発表
  • Slow Dispersive Hopping Transport of Electrons on Surfaces of AlGaN/GaN HEMTs and Planar Schottky Diodes  [通常講演]
    H. Hasegawa, M. Akazawa
    12th International Conference on the Formation of Semiconductor Interfaces (ICFSI-12, Weimar, Germany, July 5-10, 2009) 2009年07月 口頭発表(一般)
  • Control of Interface between HfO2 and Air-Eexposed InGaAs by Ultrathin Si Interface Control Layer  [通常講演]
    M. Akazawa, H. Hasegawa
    12th International Conference on the Formation of Semiconductor Interfaces (ICFSI-12, Weimar, Germany, July 5-10, 2009) 2009年07月 ポスター発表
  • On the Frequency Dispersion of III-V MOS C-V Curves  [通常講演]
    H. Hasegawa, M. Akazawa
    33rd Workshop on Compound Semiconductor Device and Integrated Circuits held in Europe (WOCSDICE2009, Málaga, Spain, May 17-20, 2009) 2009年05月 口頭発表(一般)
  • Anomalous Admittance Behavior of III-V Insulator-Semiconductor Interfaces and Its Mechanism  [通常講演]
    H. Hasegawa, M. Akazawa
    Symposium on Surface and Nano Science 2009 (SSNS’09, Shizukuishi Prince Hotel, Shizukuishi, Iwate, Japan, January 27-30, 2009) 2009年01月 口頭発表(一般)
  • Current Collapse Transient Behavior and Its Mechanism in Submicron-Gate AlGaN /GaN Heterostructure Transistors  [通常講演]
    H. Hasegawa, M. Akazawa
    36th Conference on the Physics & Chemistry of Semiconductor Interfaces (PCSI-36, Santa Barbara, California, USA, January 11-15, 2009) 2009年01月 口頭発表(一般)
  • Capacitance-Voltage and Photoluminescence Study of High-k /III-V Semiconductor Interfaces Controlled by Si Interface Control Layer  [通常講演]
    M. Akazawa, M. Miczek, B. Adamowicz, H. Hasegawa
    36th Conference on the Physics & Chemistry of Semiconductor Interfaces (PCSI-36, Santa Barbara, California, USA, January 11-15, 2009) 2009年01月 口頭発表(一般)
  • Distributed Pinning Spot Model for High-k Insulator - III-V Semiconductor Interface  [通常講演]
    M. Akazawa, H. Hasegawa
    International Symposium on Surface Science and Technology (ISSS-5, Waseda University, Tokyo, Japan, November 9-13, 2008) 2008年11月 ポスター発表
  • Characterization and Control of Group-III Nitride Surfaces for Power Electronics and Sensor Electronics [invited]  [招待講演]
    H. Hasegawa, M. Akazawa
    14th International Symposium on the Physics of Semiconductors and Applications (ISPSA2008, Jeju, Korea, August 26-29, 2008) 2008年08月 口頭発表(招待・特別)
  • Anomalous Behavior of Capacitance and Conductance of III-V Metal- Insulator- Semiconductor Capacitors  [通常講演]
    M. Akazawa, H. Hasegawa
    2008 Electronic Material Conference (EMC2008, University of California Santa Barbara, California, USA, June 25-27, 2008) 2008年06月 口頭発表(一般)
  • Slow Response Instability in the Planar Pd Schottky Diode Hydrogen Sensor Formed on AlGaN/GaN Wafer  [通常講演]
    H. Hasegawa, M. Akazawa
    2008 Electronic Material Conference (EMC2008, University of California Santa Barbara, California, USA, June 25-27, 2008) 2008年06月 口頭発表(一般)
  • Optimization of Si Interface Control Layer Thickness for High-k GaAs Metal-Insulator-Semiconductor Structures  [通常講演]
    M. Akazawa, H. Hasegawa
    9th International Workshop on Expert Evaluation & Control of Compound Semiconductor Materials & Technologies (EXMATEC2008, Lodz, Poland, June 1- 4, 2008) 2008年06月 口頭発表(一般)
  • Control of Surfaces and Interfaces for III-V Semiconductor Nanoelectronics [invited]  [招待講演]
    H. Hasegawa, M. Akazawa
    9th International Workshop on Expert Evaluation & Control of Compound Semiconductor Materials & Technologies (EXMATEC2008, Lodz, Poland, June 1- 4, 2008) 2008年06月 口頭発表(招待・特別)
  • SURFACE STATE EFFECTS AND SURFACE PASSIVATION WITH A SILICON INTERFACE CONTROL LAYER FOR III-V NANOWIRE TRANSISTORS  [通常講演]
    H. Hasegawa, M. Akazawa
    32nd Workshop on Compound Semiconductor Device and Integrated Circuits held in Europe (WOCSDICE2008, Leuven, Belgium, May 18-21, 2008) 2008年05月 口頭発表(一般)
  • 長谷川英機, 赤澤正道
    応用物理学関係連合講演会講演予稿集 2008年03月
  • 赤澤正道, 長谷川英機
    応用物理学関係連合講演会講演予稿集 2008年03月
  • Interface Control of High-k MOS Gate Stack for GaAs nanowire Transistors  [通常講演]
    H. Hasegawa, M. Akazawa
    Symposium on Surface and Nano Science 2008 (SSNS’08, Appi-Kougen, Iwate, Japan, January 22-25, 2008) 2008年01月 口頭発表(一般)
  • Steady State and Transient Behavior of Currents in Low-Leakage Planar Schottky Diodes Formed on AlGaN /GaN Heterostructures  [通常講演]
    H. Hasegawa, M. Akazawa
    35th Conference on the Physics & Chemistry of Semiconductor Interfaces (PCSI-35, Santa Fe, New Mexico, USA, January 13-17, 2008), 2008年01月 口頭発表(一般)
  • Frequency Dispersion of GaAs High-k MIS Capacitors with Si Interface Control Layer  [通常講演]
    M. Akazawa, H. Hasegawa
    35th Conference on the Physics & Chemistry of Semiconductor Interfaces (PCSI-35, Santa Fe, New Mexico, USA, January 13-17, 2008) 2008年01月 口頭発表(一般)
  • Silicon Interface Control Layer Based Surface Passivation Method and Related High-k MIS Gate Stack for GaAs Nanowire MISFETs  [通常講演]
    M. Akazawa, H. Hasegawa
    International Symposium on Advanced nanodevices and Nanotechnology (ISANN2007, Waikoloa, Hawaii, USA, December 2-7, 2007) 2007年12月 口頭発表(一般)
  • GaAs High-k Dielectric MOS Structure Having Silicon Interface Control Layer  [通常講演]
    M. Akazawa, H. Hasegawa
    34th International Symposium on Compound Semiconductor (iscs2007, Kyoto, Japan, October 15-18, 2007) 2007年10月 ポスター発表
  • Dynamic behavior of metal contacts formed on AlGaN/GaN heterostructure  [通常講演]
    H. Hasegawa, M. Akazawa
    7th International Conference on Nitride Semiconductor (ICNS-7, Las Vegas, Nevada, USA, September 16-21, 2007) 2007年09月 ポスター発表
  • Sensing and current transport mechanisms of a high performance Pd/AlGaN/GaN Schottky diode hydrogen sensor  [通常講演]
    M. Akazawa, H. Hasegawa
    7th International Conference on Nitride Semiconductor (ICNS-7, Las Vegas, Nevada, USA, September 16-21, 2007) 2007年09月 ポスター発表
  • Interface Control Technology for Surface Passivation of III-V Semiconductor Nanostructures (invited)  [招待講演]
    H. Hasegawa, M. Akazawa
    5th International Workshop on Semiconductor Surface Passivation (Zakopane, CRC Geovita, Poland, September 16-19, 2007) 2007年09月 口頭発表(招待・特別)
  • 赤澤正道, 長谷川英機
    応用物理学会学術講演会講演予稿集 2007年09月
  • 赤澤正道, 長谷川英機
    応用物理学会学術講演会講演予稿集 2007年09月
  • Surface passivation technology for III-V semiconductor nanoelectronics (invited)  [招待講演]
    H. Hasegawa, M. Akazawa
    11th International Conference on the Formation of Semiconductor Interfaces (ICFSI-11, Manaus-Amazonas, Brazil, August 19-24, 2007) 2007年08月 口頭発表(招待・特別)
  • Complete Removal of Fermi Level Pinning at High-k Dielectric/GaAs (001) and (111)B Interfaces by a Silicon Interface Control Layer  [通常講演]
    M. Akazawa, H. Hasegawa
    2007 Electronic Material Conference (EMC2007, University of Notre Dame, South Bend, Indiana, USA, June 20-22, 2007) 2007年06月 口頭発表(一般)
  • Performance Enhancement and Sensing Mechanism of Pd/AlGaN/GaN Hydrogen Sensors Subjected to Oxygen Gettering  [通常講演]
    H. Hasegawa, M. Akazawa
    2007 Electronic Material Conference (EMC2007, University of Notre Dame, South Bend, Indiana, USA, June 20-22, 2007) 2007年06月 口頭発表(一般)
  • Passivation of III-V Surface by Si Interface Control Layer and Its Application of high-k MIS Gate Stack (invited)  [招待講演]
    H. Hasegawa, M. Akazawa
    Interntional Workshop on High-k Dielectrics on High Speed Channel Materials, Hinsiu, Taiwan, May 24-25, 2007 2007年05月 口頭発表(招待・特別)
  • MBE growth and in-situ XPS characterization of silicon interlayers for surfaces passivation of GaAs quantum devices  [招待講演]
    M. Akazawa, H. Hasegawa
    2007 RCIQE International Seminar on "Advanced Semiconductor Materials and Devices," (Sapporo, Japan, February 8-9, 2007) 2007年02月 口頭発表(招待・特別)
  • Control of Schottky Interfaces of AlGaN/GaN system for hydrogen sensor applications (invited)  [招待講演]
    H. Hasegawa, M. Akazawa
    Symposium on Surface and Nano Science 2007 (SSNS’07, Appi-Kougen, Iwate, Japan, January 23-26, 2007) 2007年01月 口頭発表(招待・特別)
  • Hydrogen Response Characteristics and Mechanism of Pd/ AlGaN/ GaN Schottky Diodes Subjected to Oxygen Gettering  [通常講演]
    H. Hasegawa, M. Akazawa
    34th Conference on the Physics & Chemistry of Semiconductor Interfaces (PCSI-34, Salt Lake City, Utah, USA, January 14-18, 2007) 2007年01月 口頭発表(一般)
  • Growth Mechanism and Fermi Level Unpinning in Silicon Interface Control Layers for Surface Passivation of (001) and (111) GaAs and AlGaAs Surfaces  [通常講演]
    M. Akazawa, H. Hasegawa
    34th Conference on the Physics & Chemistry of Semiconductor Interfaces (PCSI-34, Salt Lake City, Utah, USA, January 14-18, 2007) 2007年01月 口頭発表(一般)
  • Understanding and Control of Group-III Nitride Surfaces for Power Electronics and Sensor Electronics (invited)  [招待講演]
    H. Hasegawa, M. Akazawa
    5th Solid State Surfaces and Interfaces (SSSI2006, Smolenice Castle, Slovak Republic, November 19-24, 2006) 2006年11月 口頭発表(招待・特別)
  • Sensing Dynamics and Mechanism of a Pd/AlGaN /GaN Schottky Diode Type Hydrogen Sensor  [通常講演]
    H. Hasegawa, M. Akazawa
    2006 International Workshop on Nitride Semiconductors (IWN2006, Kyoto, Japan, October 22-27, 2006) 2006年10月 ポスター発表
  • MBE Growth and In-Situ XPS Characterization of Silicon Interlayers on (111)B Surfaces for Passivation of GaAs Quantum Wire Devices  [通常講演]
    M. Akazawa, H. Hasegawa
    14th International Conference on Molecular Beam Epitaxy (MBE2006, Tokyo, Japan, September 3-8, 2006) 2006年09月 ポスター発表
  • Characterization and Control of AlGaN Schottky Diodes for Performance Enchancement of Hydrogen Sensors  [通常講演]
    H. Hasegawa, K. Matsuo, T. Kimura, J. Kotani, M. Akazawa, T. Hashizume
    8th International Workshop on Expert Evaluation & Control of Compound Semiconductor Materials & Technologies (EXMATEC'06, Cádiz, Spain, May 14- 17, 2006) 2006年05月 ポスター発表
  • In-situ X-ray photoelectron spectroscopy characterization of Si interlayer based surface passivation process for AlGaAs/GaAs quantum wire transistors  [通常講演]
    M. Akazawa, H. Hasegawa, R. Jia
    8th International Workshop on Expert Evaluation & Control of Compound Semiconductor Materials & Technologies (EXMATEC'06, Cádiz, Spain, May 14- 17, 2006) 2006年05月 口頭発表(一般)
  • THz Transmission Properties of Metal Hole-Array Filters  [通常講演]
    Y. Yamazaki, M. Akazawa, E. Sano
    2006 RCIQE International Seminar for 21st Century COE Program: "Quantum Nanoelectronics for Meme-Media-Based Information Technologies (IV)" (Sapporo, February 9-10, 2006) 2006年02月 ポスター発表
  • X-ray Photoelectron Spectroscopy Study of Silicon Interlayer Based Passivation for GaAs and AlGaAs (111) B Surfaces  [通常講演]
    M. Akazawa, N. Shiozaki, H. Hasegawa
    2006 RCIQE International Seminar for 21st Century COE Program: "Quantum Nanoelectronics for Meme-Media-Based Information Technologies (IV)" (Sapporo, February 9-10, 2006) 2006年02月 ポスター発表
  • X-ray Photoelectron Spectroscopy Study of Silicon Interlayer Based Surface Passivation for AlGaAs/GaAs Quantum Structures on (111) B Surfaces  [通常講演]
    M. Akazawa, N. Shiozaki, H. Hasegawa
    10th International Conference on the Formation of Semiconductor Interfaces (ICFSI-10, Aix-en-Provence, France, July 3-8, 2005) 2005年07月 口頭発表(一般)
  • Precisely Controlled Anodic Etching for Processing of GaAs-based Quantum Nanostructures and Devices  [通常講演]
    N. Shiozaki, T. Sato, M. Akazawa, H. Hasegawa
    10th International Conference on the Formation of Semiconductor Interfaces (ICFSI-10, Aix-en-Provence, France, July 3-8, 2005) 2005年07月 ポスター発表
  • 赤澤 正道, 塩崎 奈々子, 佐藤 威友, 長谷川 英機
    電子情報通信学会技術研究報告. ED, 電子デバイス 2005年06月 
    GaAs(111)B面上に形成した量子構造の表面を, Si界面制御層を用いて不活性化する方法について検討した.試料作製工程各段階における試料表面に対するXPSと, 作製された構造に対するPL測定を行った.GaAsおよびAlGaAs(111)B面の表面フェルミ準位位置はSi界面制御層の形成により伝導帯側へ移動した.また, 表面を不活性化していない試料においては, 表面と量子構造との距離の縮小に伴い量子構造からのPL発光強度が低下したが, Si界面制御層を用いて表面を不活性化した試料においては, 量子構造からのPL発光強度の回復が見られた.
  • MBE Growth and Si-interlayer Based Surface Passivation of GaAs Quantum Wires  [通常講演]
    N. Shiozaki, T. Sato, M. Akazawa, H. Hasegawa
    29th Workshop on Compound Semiconductor Device and Integrated Circuits held in Europe (WOCSDICE2005, May 16-18, 2005, Cardiff) 2005年05月 口頭発表(一般)
  • 山崎 雄介, 稲船 浩司, 赤澤 正道, 佐野 栄一
    電子情報通信学会技術研究報告. ED, 電子デバイス 2005年02月 
    電磁バンドギャップ(EBG)を観測するため、低温成長GaAs層上にサブテラヘルツ領域のコプレーナストリップ線路(CPS)と周期構造を設けた。最適な構造寸法を得るために有限差分時間領域(FDTD)法を用いてフルウェーブ解析を行ったところ、金属層の厚さもEBGの特性に影響することがわかった。この結果をふまえてサンプルを設計・作成し、光導電サンプリング(PCS)測定法により評価した。その結果、0.5THzに至るまでに2本のストップバンドが現れ、その間にパスバンドが観測された。またFDTD法によるシミュレーションと比較検討した結果、両者は良く一致した。
  • Transmission Characteristics of THz Perfect-Conductor PerforatedPlate Filters with Two-Dimensional Periodic Holes  [通常講演]
    T. Tanaka, M. Akazawa, E. Sano
    2005 RCIQE International Seminar for 21st Century COE Program: "Quantum Nanoelectronics for Meme-Media-Based Information Technologies (III)" (Sapporo, February 8-10, 2005) 2005年02月 ポスター発表
  • Photoconductive Sampling of Electromagnetic Periodic Structures in Subterahertz Coplanar Striplines  [通常講演]
    Y. Yamazaki, K. Inafune, M. Akazawa, J. Motohisa, E. Sano
    2005 RCIQE International Seminar for 21st Century COE Program: "Quantum Nanoelectronics for Meme-Media-Based Information Technologies (III)" (Sapporo, February 8-10, 2005) 2005年02月 ポスター発表
  • Using FDTD Method to Design Millimeter-Wave Active Integrated Antena  [通常講演]
    K. Inafune, M. Akazawa, E. Sano
    2005 RCIQE International Seminar for 21st Century COE Program: "Quantum Nanoelectronics for Meme-Media-Based Information Technologies (III)" (Sapporo, February 8-10, 2005) 2005年02月 ポスター発表
  • 田中 毅, 赤澤 正道, 佐野 栄一
    電子情報通信学会技術研究報告. MW, マイクロ波 2004年09月 
    テラヘルツ波は多様な分野における新しい技術への応用が期待されており、その利用のためにTHz領域用素子の開発が必要である。本報告では、マイクロエレクトロニクスに適したテラヘルツ波フィルタの構造とその設計法について、FDTDシミュレーションにより検討した。金属薄膜メッシュの透過特性は、表面プラズモン-ポラリトンの影響が明確である。しかし、誘電体膜と金属薄膜メッシュを重ねた構造においては、新たな透過現象が発現する。この特性を制御し、テラヘルツ波フィルタを構成するための指針を探った。
  • 稲船 浩司, 赤澤 正道, 佐野 栄一
    電子情報通信学会技術研究報告. MW, マイクロ波 2004年09月 
    コプレーナ導波路(CPW)の放射損失を低減する構造、及びそれをEBGフィルタへ応用した構造の数値解析の結果について報告する。CPWとフィルタのフルウェーブ解析のために、有限差分時間領域(FDTD)法を用いた。低誘電率絶縁体を用いて補強したGaAs薄膜上に構成したCPWは、放射損失を大きく低減できることが予想された。同じ基板構造のCPWをEBGフィルタへ応用した結果、この構造は高周波側のパスバンドで高い透過率を維持するために有効であることが分かった。
  • 赤澤 正道
    電子情報通信学会論文誌. C, エレクトロニクス 2003年07月 
    単電子デバイスの準静的動作の極限において,消費電力がかからない無損失の,断熱的なスイッチング動作となることがあり得るかどうかについて考察した.通常,トランジスタに代表されるスイッチング素子においてはしきい値が存在し,そのしきい値において急激なエネルギー変化を伴うことから準静的動作による消費電力の低減には限界がある.しかし,単電子デバイスでは,デバイスの設計次第で,準静的な電圧変化に対して急激なエネルギー変化を伴わないスイッチングが可能である.本論文では,単電子デバイスの準静的動作について,その消費電力特性を数値計算により予測した結果を示す.
  • Possibility of Adiabatic Switching of Single-Electron-Devices  [通常講演]
    M. Akazawa
    2003 RCIQE International Seminar for 21st Century COE Program: "Quantum Nanoelectronics for Meme-Media-Based Information Technologies" (Sapporo, February 12-14, 2003) 2003年02月 ポスター発表
  • Electromagnetic Field Simulation of 2-Dimensional Polygon-Array Photonic Crystals  [通常講演]
    M. Akazawa, T. Tanaka, K. Inafune, E. Sano
    2003 RCIQE International Seminar for 21st Century COE Program: "Quantum Nanoelectronics for Meme-Media-Based Information Technologies" (Sapporo, February 12-14, 2003) 2003年02月 ポスター発表
  • Properties of Electronic States at Free Surfaces and Schottky Barrier Interfaces of AlGaN/ GaN Heterostructure  [通常講演]
    H. Hasegawa, T. Inagaki, S. Ootomo, M. Akazawa, T. Hashizume
    29th International Symposium on Compound Semiconductor (Lausanne, Switzerland, October 7-10, 2002) 2002年10月 口頭発表(一般)
  • 赤澤 正道, 長谷川 英機
    電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 2002年08月
  • A UHV Contactless Capacitance-Voltage Characterization Method Applicable to Semiconductor Layers Grown on Insulating Substrates  [通常講演]
    M. Akazawa, H. Hasegawa
    6th International Workshop on Expert Evaluation & Control of Compound Semiconductor Materials & Technologies (EXMATEC 2002, Budapest, Hungary, May 26-29, 2002) 2002年05月 ポスター発表
  • 小野 智之, 須田 善行, 赤澤 正道, 菅原 広剛, 酒井 洋輔, 鈴木 薫
    電気学会基礎・材料・共通部門大会講演論文集 = Proceeding of Annual Conference of Fundamentals and Materials Society, IEE Japan 2001年09月
  • 赤澤正道
    応用物理学会学術講演会講演予稿集 2001年09月
  • 鉾井 耕司, 赤澤 正道, 菅原 広剛, 須田 善行, 酒井 洋輔
    電気学会研究会資料. ED, 放電研究会 2001年08月
  • 鉾井耕司, 赤澤正道, 菅原広剛, 須田善行, 酒井洋輔
    応用物理学関係連合講演会講演予稿集 2001年03月
  • QMESFETの作製と評価  [通常講演]
    赤澤正道, 葛西誠也, 橋詰保, 長谷川英機
    応用物理学関係連合講演会講演予稿集 2001年03月
  • 小野智之, 須田善行, 赤澤正道, 菅原広剛, 酒井洋輔
    応用物理学関係連合講演会講演予稿集 2001年03月
  • 須田善行, 小野智之, 赤澤正道, 酒井洋輔
    応用物理学関係連合講演会講演予稿集 2001年03月
  • 庄子亮平, 吉田俊幸, 橋詰保, 赤澤正道, 長谷川英機
    応用物理学関係連合講演会講演予稿集 2001年03月
  • QMESFETの提案と試作  [通常講演]
    赤澤 正道, 葛西 誠也, 橋詰 保, 長谷川 英機
    電子情報通信学会技術研究報告. SDM, シリコン材料・デバイス 2001年02月 
    極微細MOSFETの極薄ゲート酸化膜におけるトンネル電流を、高誘電体を導入せずに低減するための素子構造を提案し、その試作結果を報告する。金属ゲート電極と半導体表面との間に極薄SiO_2膜を介在させ、高濃度の極薄SOIをチャンネルとし、擬似的なMESFETとして動作させる。本素子をQMESFETと呼ぶ。QMESFETにおいては、半導体表面の空乏層が擬似的なトンネルバリアとして働き、極薄ゲート酸化膜におけるトンネル電流を大幅に低減する。また、本素子を微細化することにより、ULSI素子として十分な特性を得ることができる。
  • 庄子 亮平, 橋詰 保, 吉田 俊幸, 赤澤 正道, 長谷川 英機
    電子情報通信学会技術研究報告. SDM, シリコン材料・デバイス 2001年02月 
    水素終端処理を施したn-Si(001)上に種々の低温プロセスにより、極薄絶縁膜を形成し、界面特性を超高真空対応非接触C-V法およびXPS法を用いて評価した。ドライ熱酸化法では、酸化温度が低くなるに従い、著しく界面準位密度は増加し、ミッドギャップ付近に離散準位が発生することがわかった。ECR-N_2Oプラズマを用いて直接酸窒化により形成した極薄酸窒化膜/Si界面では、400°Cの低温プロセスでありながら、比較的良好な界面特性が得られ、低温ドライ熱酸化法では発生した離散準位は観測されなかった。また、900°CのUHVアニールによって界面準位密度は大幅に減少することが明らかになった。
  • QMESFETの提案と試作  [通常講演]
    赤澤 正道, 葛西 誠也, 橋詰 保, 長谷川 英機
    電子情報通信学会技術研究報告. ED, 電子デバイス 2001年02月 
    極微細MOSFETの極薄ゲート酸化膜におけるトンネル電流を、高誘電体を導入せずに低減するための素子構造を提案し、その試作結果を報告する。金属ゲート電極と半導体表面との間に極薄SiO_2膜を介在させ、高濃度の極薄SOIをチャネルとし、擬似的なMESFETとして動作させる。本素子をQMESFETと呼ぶ。QMESFETにおいては、半導体表面の空乏層が擬似的なトンネルバリアとして働き、極薄ゲート酸化膜におけるトンネル電流を大幅に低減する。また、本素子を微細化することにより、ULSI素子として十分な特性を得ることができる。
  • 庄子 亮平, 橋詰 保, 吉田 俊幸, 赤澤 正道, 長谷川 英機
    電子情報通信学会技術研究報告. ED, 電子デバイス 2001年02月 
    水素終端処理を施したn-Si(001)上に種々の低温プロセスにより、極薄絶縁膜を形成し、界面特性を超高真空対応非接触C-V法およびXPS法を用いて評価した。ドライ熱酸化法では、酸化温度が低くなるに従い、著しく界面準位密度は増加し、ミッドギャップ付近に離散準位が発生することがわかった。ECR-N_2Oプラズマを用いて直接酸窒化により形成した極薄酸窒化膜/Si界面では、400℃の低温プロセスでありながら、比較的良好な界面特性が得られ、低温ドライ熱酸化法では発生した離散準位は観測されなかった。また、900℃のUHVアニールによって界面準位密度は大幅に減少することが明らかになった。
  • 藤原 孝信, 赤澤 正道, 雨宮 好仁
    電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 2000年09月
  • 赤澤 正道
    電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 2000年09月
  • 庄子亮平, 吉田俊幸, 橋詰保, 赤澤正道, 長谷川英機
    応用物理学会学術講演会講演予稿集 2000年09月
  • 須田善行, 小野智之, 赤澤正道, 酒井洋輔
    応用物理学会学術講演会講演予稿集 2000年09月
  • 鉾井耕司, 赤澤正道, 菅原広剛, 須田善行, 酒井洋輔
    応用物理学会学術講演会講演予稿集 2000年09月
  • 西村卓真, 須田善行, 小野智之, 赤澤正道, 酒井洋輔
    応用物理学関係連合講演会講演予稿集 2000年03月
  • 赤澤正道, LUNGU C. P, LUNGU A, 田畑昌祥, 鉾井耕司, 菅原広剛, 酒井洋輔
    応用物理学関係連合講演会講演予稿集 2000年03月
  • 赤澤正道, 谷井隆, 橋詰保
    応用物理学関係連合講演会講演予稿集 2000年03月
  • 赤澤正道, 金編健太郎, 葛西誠也, 雨宮好仁, 長谷川英機
    応用物理学関係連合講演会講演予稿集 2000年03月
  • 庄子亮平, 塩沢竜生, 吉田俊幸, 赤澤正道, 橋詰保, 長谷川英機
    応用物理学関係連合講演会講演予稿集 2000年03月
  • 藤原 孝信, 赤澤 正道, 雨宮 好仁
    電子情報通信学会総合大会講演論文集 2000年03月
  • Pulsed Laser Deposition of Carbon Particles Controlled by ICP Plasma  [通常講演]
    Y. Suda, T. Nishimura, T. Ono, M. Akazawa, Y. Sakai
    International Workshop on Basic Aspects of Non-equilibrium Plasmas Interacting with Surfaces (BANPIS-2000, Nagasaki, Japan, January 28 - 30, 2000) 2000年01月 口頭発表(一般)
  • 金編 健太郎, 赤澤 正道, 雨宮 好仁
    電子情報通信学会技術研究報告. CAS, 回路とシステム 2000年01月 
    単電子回路を用いると高機能で極低電力の集積回路を構成できる可能性がある。しかし、単電子回路は、CMOS回路と異なりパラメータ設計が複雑となることが多い。本稿では、単電子回路の基本であるインバータ回路について, 簡易的なパラメータ設計法を提案する。この簡易設計法によって、所望の特性を持つような単電子インバータ回路を簡潔に設計することができる。この簡易設計法の応用例として、多値論理システムに用いる多値インバータ回路を設計した。CMOS回路では実現困難な多値伝達特性(階段特性)のインバータを容易に得ることができた。
  • 西村 卓真, 水野 学, 須田 善行, 酒井 洋輔, 赤澤 正道
    電気学会研究会資料. ED, 放電研究会 1999年10月
  • CFx Polymer Film Deposition in DC and RF Fluorinert Vapor Plasmas  [通常講演]
    C. P. Lungu, A. M. Lungu, Y. Sakai, H. Sugawara, M. Tabata, M. Akazawa, M. Miyamoto
    Second International Symposium on Applied Plasma Science (ISPAS'99, Osaka, Japan, September 20 -24, 1999) 1999年09月 口頭発表(一般)
  • 須田 善行, 水野 学, 西村 卓真, BRATESCU M. A, 酒井 洋輔, 赤澤 正道
    電気学会基礎・材料・共通部門大会講演論文集 = Proceeding of Annual Conference of Fundamentals and Materials Society, IEE Japan 1999年09月
  • 西村 卓真, 水野 学, 須田 善行, 酒井 洋輔, 赤澤 正道
    電気学会基礎・材料・共通部門大会講演論文集 = Proceeding of Annual Conference of Fundamentals and Materials Society, IEE Japan 1999年09月
  • 藤原 孝信, 赤澤 正道, 雨宮 好仁
    電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 1999年08月
  • 赤澤 正道, 雨宮 好仁
    電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 1999年08月
  • 藤原 孝信, 赤澤 正道, 雨宮 好仁
    電子情報通信学会技術研究報告. VLD, VLSI設計技術 1999年06月 
    CMOS LSIプロセスにより、3次元セルラーニューラルネットワーク(CNN)回路を構成する方法について報告する。ニューロンMOSを用いることにより、近傍のセルと相互作用する単位ニューロン回路を、コンパクトに構成することができる。チップ上に単位ニューロンセルを2次元配列することにより、3次元CNNを実現できる。3次元CNNの最近傍相互作用の性質により、整然とした配線が可能である。例として、強化学習問題を解く3次元CNN回路を設計した。
  • 藤原 孝信, 赤澤 正道, 雨宮 好仁
    電子情報通信学会技術研究報告. DSP, ディジタル信号処理 1999年06月 
    CMOS LSIプロセスにより、3次元セルラーニューラルネットワーク(CNN)回路を構成する方法について報告する。ニューロンMOSを用いることにより、近傍のセルと相互作用する単位ニューロン回路を、コンパクトに構成することができる。チップ上に単位ニューロンセルを2次元配列することにより、3次元CNNを実現できる。3次元CNNの最近傍相互作用の性質により、整然とした配線が可能である。例として、強化学習問題を解く3次元CNN回路を設計した。
  • 藤原 孝信, 赤澤 正道, 雨宮 好仁
    電子情報通信学会技術研究報告. CAS, 回路とシステム 1999年06月 
    CMOS LSIプロセスにより、3次元セルラーニューラルネットワーク(CNN)回路を構成する方法について報告する。ニューロンMOSを用いることにより、近傍のセルと相互作用する単位ニューロン回路を、コンパクトに構成することができる。チップ上に単位ニューロンセルを2次元配列することにより、3次元CNNを実現できる。3次元CNNの最近傍相互作用の性質により、整然とした配線が可能である。例として、強化学習問題を解く3次元CNN回路を設計した。
  • 金編 健太郎, 赤澤 正道, 雨宮 好仁
    応用物理学関係連合講演会講演予稿集 1999年03月
  • 徳田 恵理子, 朝日 昇, 赤澤 正道, 雨宮 好仁
    電子情報通信学会技術研究報告. NC, ニューロコンピューティング 1999年03月 
    量子ホップフィールドネットワークとは、量子相関を用いてローカルミニマム現象を除去したホップフィールドネットワークである。単電子回路の協同トンネル現象を用いることで実現することができる。ここでは、単電子回路によるホップフィールドネットワークの構成法を述べる。そして協同トンネル現象による最小エネルギー状態への収束動作について説明する。次に組合せ最適化問題の例題についてネットワーク回路を設計した。動作シミュレーションによりその回路が任意の初期状態から出発して必ず最小エネルギー状態に収束することを確認した。
  • 山田 崇史, 赤澤 正道, 雨宮 好仁
    電子情報通信学会技術研究報告. NC, ニューロコンピューティング 1999年03月 
    単電子回路の確率性を利用したボルツマンマシンデバイスを提案する。ボルツマンマシンは確率動作のニューラルネットワークであり、最適化問題の求解などに応用分野が広い。しかし多数の確率ニューロンを必要とするので、普通の電子デバイスでつくると回路規模が膨大になって実用的ではない。ここに単電子トンネルの確率的な性質を利用すると、簡単な構成でボルツマンマシンを実現できる可能性がある。単電子回路による確率ニューロンの構成法を提案するとともに、max cut問題のネットワーク構成例と動作シミュレーションを行った。
  • 藤原 孝信, 赤澤 正道, 雨宮 好仁
    電子情報通信学会総合大会講演論文集 1999年03月
  • 幸谷 真人, 赤澤 正道, 雨宮 好仁
    電子情報通信学会総合大会講演論文集 1999年03月
  • Single-Flux-Quantum Logic Devices Based on the Binary Decision Diagram  [通常講演]
    N. Asahi, T. Yamada, M. Akazawa, Y. Amemiya
    11th International Symposium on Superconductivity (ISS'98, Fukuoka, Japan, November 16-19, 1998) 1998年11月 口頭発表(一般)
  • 朝日 昇, 山田 崇史, 赤澤 正道, 雨宮 好仁
    電子情報通信学会技術研究報告. SCE, 超伝導エレクトロニクス 1998年11月 
    二分決定グラフ(BDD)にもとづく磁束転送回路により32ビット加算器を構成する手法を述べる。BDDは有向グラフによる論理表現法であり、LSI設計で使われる種々の論理関数を簡潔に表現することができる。ここでは、同形部分グラフ置換の手法を用いて簡単化した共有BDD表現にもとづいて、高速の磁束転送形加算回路を実現した。回路を効率的に構成するために、磁束量子駆動形のBDDデバイスを提案した。シミュレーションによれば、設計した32ビット加算器の動作速度は350psであった。
  • ν-MOS Cellular-Automaton Devices for Intelligent Image Sensors  [通常講演]
    M. Ikebe, M. Akazawa, Y. Amemiya
    5th International Conference on Soft Computing and Information/ Intelligent Systems (IIZUKA'98, Iizuka, Fukuoka, Japan, October 16 - 20, 1998) 1998年10月 口頭発表(一般)
  • 山田 崇史, 赤澤 正道, 雨宮 好仁
    電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 1998年09月
  • 深澤 芳幸, 赤澤 正道, 雨宮 好仁
    電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 1998年09月
  • 朝日 昇, 赤澤 正道, 雨宮 好仁
    電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 1998年09月
  • 徳田 恵理子, 朝日 昇, 赤澤 正道, 雨宮 好仁
    電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 1998年09月
  • 朝日 昇, 赤澤 正道, 雨宮 好仁
    電子情報通信学会技術研究報告. SCE, 超伝導エレクトロニクス 1998年07月 
    二分決定グラフ(BDD)にもとづいた磁束転送論理回路の構成方法について述べる。BDDは有向グラフによる論理表現法であり、LSI設計で使われる種々の論理関数を簡潔に表現することができる。磁束転送を利用してこのBDDを回路化することにより、高速に動作する各種の論理システムを構成することが可能である。ここでは一例として、8ビット加算器の設計と動作シミュレーションの結果を記述する。
  • [Invited] Binary-Decision-Diagram Logic Systems Using Single-Electron Circuits and Single-Flux-Quantum Circuits-Circuit Design and Simulation  [招待講演]
    M. Akazawa
    Seventh Hitachi Cambridge Seminar (McCrum Lecture Theatre, Corpus Christi College, Cambridge, U.K., July 6, 1998) 1998年07月 口頭発表(招待・特別)
  • ν-MOS Cellular-Automaton Devices for Intelligent Image Sensors  [通常講演]
    M. Ikebe, M. Akazawa, Y. Amemiya
    Second International Conference on Knowledge-Based Intelligent Electronic Systems (Adelaide, Australia, April 21 -23, 1998) 1998年04月 口頭発表(一般)
  • 山田 崇史, 赤澤 正道, 雨宮 好仁
    応用物理学関係連合講演会講演予稿集 1998年03月
  • 岩村 広樹, 赤澤 正道, 雨宮 好仁
    応用物理学関係連合講演会講演予稿集 1998年03月
  • 徳田 恵理子, 朝日 昇, 赤澤 正道, 雨宮 好仁
    応用物理学関係連合講演会講演予稿集 1998年03月
  • 金編 健太郎, 赤澤 正道, 雨宮 好仁
    応用物理学関係連合講演会講演予稿集 1998年03月
  • 赤澤 正道, 雨宮 好仁, 田部 道晴
    応用物理学関係連合講演会講演予稿集 1998年03月
  • 赤澤 正道, 雨宮 好仁
    電子情報通信学会技術研究報告. NC, ニューロコンピューティング 1998年03月 
    ホップフィールドネットワークは組み合わせ最適化問題を解くための計算手法である。ネットワークのエネルギー関数を最適化問題のコスト関数と対応させ、ネットワークが最小エネルギー状態に収束した状態をみて問題の解を求める。しかし多くのローカルミニマムが存在するため、正解が常に得られるという保証はない。このローカルミニマムの問題を解決するため、単電子回路によりホップフィールドネットワークを構成することを提案する。単電子回路においては、2つかそれ以上の接合においてトンネル事象が同時に(コヒーレントな結合として一体的に)起こる「協同トンネル現象」がある。これを利用すれば、ローカルミニマムのない「量子ホップフィールドネットワーク」をつくることができる。
  • 深澤 芳幸, 赤澤 正道, 雨宮 好仁
    電子情報通信学会総合大会講演論文集 1998年03月
  • Single-Electron Logic Circuits Based on the Binary Decision Diagram  [通常講演]
    N. Asahi, M. Akazawa, Y. Amemiya
    3rd International Workshop on Quantum Functional Devices (QFD'97, Gaithersberg, Maryland, U.S.A., November 5-7, 1997) 1997年11月 口頭発表(一般)
  • 岩村 広樹, 赤澤 正道, 雨宮 好仁
    電子情報通信学会技術研究報告. ICD, 集積回路 1997年09月 
    多数決論理はしきい論理のひとつであり, プール代数よりも簡単な構成で複雑な論理を実現できる. ここでは単電子回路による多数決ゲートの構成法を提案した. この多数決ゲートは, 入力の総和をとるキャパシタアレイと, しきい動作を行う単電子インバータによって構成される. 多数のゲートを組み合わせて加算器やパリティ発生器などのサブシステムを設計し, その動作をシュミレーションで確認した. 熱雑音によって引き起こされる誤動作についての見積もりも行った.
  • 岩村 広樹, 赤澤 正道, 雨宮 好仁
    電子情報通信学会技術研究報告. SDM, シリコン材料・デバイス 1997年09月 
    多数決論理はしきい論理のひとつであり, プール代数よりも簡単な構成で複雑な論理を実現できる. ここでは単電子回路による多数決ゲートの構成法を提案した. この多数決ゲートは, 入力の総和をとるキャパシタアレイと, しきい動作を行う単電子インバータによって構成される. 多数のゲートを組み合わせて加算器やパリティ発生器などのサブシステムを設計し, その動作をシュミレーションで確認した. 熱雑音によって引き起こされる誤動作についての見積もりも行った.
  • 岩村 広樹, 赤澤 正道, 雨宮 好仁
    電子情報通信学会技術研究報告. VLD, VLSI設計技術 1997年09月 
    多数決論理はしきい論理のひとつであり, プール代数よりも簡単な構成で複雑な論理を実現できる. ここでは単電子回路による多数決ゲートの構成法を提案した. この多数決ゲートは, 入力の総和をとるキャパシタアレイと, しきい動作を行う単電子インバータによって構成される. 多数のゲートを組み合わせて加算器やパリティ発生器などのサブシステムを設計し, その動作をシュミレーションで確認した. 熱雑音によって引き起こされる誤動作についての見積もりも行った.
  • 岩村 広樹, 赤澤 正道, 雨宮 好仁
    電子情報通信学会技術研究報告. ED, 電子デバイス 1997年09月 
    多数決論理はしきい論理のひとつであり, プール代数よりも簡単な構成で複雑な論理を実現できる. ここでは単電子回路による多数決ゲートの構成法を提案した. この多数決ゲートは, 入力の総和をとるキャパシタアレイと, しきい動作を行う単電子インバータによって構成される. 多数のゲートを組み合わせて加算器やパリティ発生器などのサブシステムを設計し, その動作をシュミレーションで確認した. 熱雑音によって引き起こされる誤動作についての見積もりも行った.
  • [Invited] Quantum Hopfield Network Using Single-Electron Circuits  [招待講演]
    M. Akazawa
    1997 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM'97, Hamamatsu, Shizuoka, Japan, September 16-19, 1997) 1997年09月 口頭発表(招待・特別)
  • Computer-Aided Design of Single-Electron Boltzmann Machine Neuron Circuit  [通常講演]
    M. Akazawa, T. Yamada, Y. Amemiya
    1997 International Conference on Simulation of Semiconductor Processes and Devices (SISPAD'97, Boston, U.S.A., September 2-4,1997) 1997年09月 口頭発表(一般)
  • Computer-Aided Design of Single-Electron Boltzmann Machine Neuron Circuit  [通常講演]
    M. Akazawa, T. Yamada, Y. Amemiya
    Second International research Workshop on Future Information Processing Technologies (Sapporo Kita-Hiroshima Prince Hotel, Kita-Hiroshima, August 25-28,1997) 1997年08月 口頭発表(一般)
  • 山田 崇史, 岩村 広樹, 赤澤 正道, 雨宮 好仁
    電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 1997年08月 
    決定グラフとはディジタル論理を有向グラフで表す手法であり、論理設計や論理検証などのCADで使われている。本研究では、多値論理の決定グラフ(MDD:Multiple-valued Decision Diagram)を実際のデバイスで構成することを提案する。具体例として、4値論理MDDをシリコン機能デバイスのνMOSで構成してみた。加算器を例にとってシミュレーション解析を行い、正しい論理動作を確認した。以下に結果を述べる
  • 池辺 将之, 本間 久仁彦, 赤澤 正道, 雨宮 好仁
    電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 1997年08月 
    νMOSインバータは、多入力しきい論理に適したデバイスである。これを用いると画像処理用セルオートマトン回路をコンパクトに構成できる。しかし、しきい論理回路ではνMOSをオンとオフの中間状態で使うことが多く、そのため貫通電流を生じて消費電力が大きくなりやすい。 ここではνMOS回路の低電力設計を考える。雑音除去・輪郭抽出セルオートマトン回路を例にとり、ダイナミック形と高しきい値MOS形の2つの構成法によって低電力設計行った。以下にその詳細を示す。
  • 新田 秀彦, 赤澤 正道, 雨宮 好仁
    電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 1997年08月 
    単電子回路を用いてCMOS型の論理回路が構成されており, 擬似CMOS型単電子回路と呼ばれている. ところで, 単電子回路の性質を上手に利用すれば, 本来のCMOSにはない新しい機能を付加することができる. ここでは, 入力の組合わせにより論理を切り換えられる可変論理デバイスを提案する.
  • 朝日 昇, 赤澤 正道
    電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 1997年08月 
    単電子回路では、輸送電荷の離散性とクーロンブロッケード現象とが相まって、通常の電子回路には見られない様々な特性が現れる。そのためCMOS回路では得られない種々の機能が実現可能となる。たとえば、インバータ回路を例にとってパラメータ探索を行ったところ、入出力の伝達特性がステップ的に変化する「ステップインバータ」の機能が得られることが判明した。これは、しきい論理回路や多値論理回路を低電力設計するときに不可欠のものである。以下に結果を報告する。
  • 山田 崇史, 赤澤 正道
    応用物理学関係連合講演会講演予稿集 1997年03月
  • 赤澤 正道
    応用物理学関係連合講演会講演予稿集 1997年03月
  • 徳田 恵理子, 赤澤 正道, 雨宮 好仁
    応用物理学関係連合講演会講演予稿集 1997年03月
  • 新田 秀彦, 赤澤 正道
    応用物理学関係連合講演会講演予稿集 1997年03月
  • 朝日 昇, 赤澤 正道, 雨宮 好仁
    応用物理学関係連合講演会講演予稿集 1997年03月
  • 李 学秀, 赤澤 正道, 呉 南建, 雨宮 好仁
    応用物理学関係連合講演会講演予稿集 1997年03月
  • 赤澤 正道, 朝日 昇, 雨宮 好仁
    電子情報通信学会技術研究報告. ED, 電子デバイス 1997年03月 
    BDD(二分決定グラフ)に基づいた単電子論理回路の構成について述べる。単位となる論理デバイス(BDDデバイス)を4つのトンネル接合で構成し、それを電子に対する2分岐スイッチとして使用する。いかなる組み合わせ論理もこのBDDデバイスの相互接続によって構成することができる。ここでは一例として、基本論理回路(NAND、NOR、XOR)と組み合わせ論理回路(4変数論理回路、4ビット加算器)を設計し、その動作をシミュレーションによって確かめた。
  • 深澤 芳幸, 赤澤 正道, 雨宮 好仁
    電子情報通信学会総合大会講演論文集 1997年03月 
    二分決定グラフ(BDD)は, ブール代数式や真理値表とは異なる方法, 有向グラフによってディジタル論理を表す手法である。もともと論理設計や論理検証に使われていたが, 最近になって実際のデバイスでBDD論理を組むという研究が報告されるようになった。ここでは, BDDの適用範囲をアナログに拡大することを提案する。これによって新しい応用が生まれる可能性がある。
  • 赤澤 正道, 雨宮 好仁
    電子情報通信学会総合大会講演論文集 1997年03月 
    単電子現象は本質的に離散現象なので, それを利用した単電子回路も本来はデジタル論理に適したものである。しかしアナログ回路の開発も将来に向けて必要とされる。ここでは電子密度変調によるアナログ表現法を提案し, そのための回路構成を考えてみた。
  • 青木 隆宏, 赤澤 正道, 田澤 聡
    電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 1996年09月 
    計算機上でプロセス・デバイス・回路をシミュレートし、デバイスの特性を予測するTechnology CAD技術は短TATな製造技術の開発に必要である。特性予測をより正確に行うには地道な実験データの蓄積とモデリングが必須である。一般にpチャネルMOSFETにおいて、nウェル形成用の燐ドーパントにはパイルアップ現象があることが知られており、この現象を取り扱っていない従来のシミュレータでは、デバイス特性予測を大きく狂わすことが知られている。また、SiO2-Si界面において酸化工程、アニール工程後の燐ドーパントの再分布(偏析)があることも一般的に知られている。本報告では、燐ドーパントのパイルアップ現象をモデル化し、種々のプロセス水準に対するpチャネルMOSFETのしきい値電圧の実測結果と比較した結果を述べる。
  • 赤澤 正道, 雨宮 好仁
    電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 1996年09月 
    量子セルの近接相互作用を利用したセルオートマトン(QCA)が提案されている。しかしこれまでのところセル配列の静的な安定状態を考察するに留まり、システム全体として動作するかどうかは理論的にも実験的にも検証されていない。そこで著者は種々の観点からその動作可能性を検討し、アニーリングによる駆動を行えばシステム動作が可能であろう、との予測を行った。
  • Phosphorus Pile-Up Model for SiO2-Si Interface of p-Channel MOSFETs  [通常講演]
    M. Akazawa, T. Aoki, S. Tazawa, Y. Sato
    1996 International Conference on Simulation of Semiconductor Processes and Devices (SISPAD'96, Tokyo, Japan, September 2-4, 1996) 1996年09月 口頭発表(一般)
  • 柴田 直人, 赤澤 正道, 雨宮 好仁
    応用物理学関係連合講演会講演予稿集 1996年03月
  • 赤澤 正道, 雨宮 好仁
    応用物理学関係連合講演会講演予稿集 1996年03月
  • 朝日 昇, 赤澤 正道, 雨宮 好仁
    応用物理学関係連合講演会講演予稿集 1996年03月
  • 赤澤 正道, 雨宮 好仁
    応用物理学関係連合講演会講演予稿集 1996年03月
  • Contactless and Nondestructive Characterization of Silicon Surfaces by Capacitance-Voltage and Photoluminescence Method  [通常講演]
    S. Koyanagi, M. Akazawa, H. Hasegawa
    1995 Int. Conf. on Solid State Devices and Materials (SSDM'95, Osaka, Japan, August 21-24, 1995) 1995年08月 口頭発表(一般)
  • 雨宮 好仁, 赤澤 正道
    應用物理 1995年08月
  • 塩原 俊助, 鈴木 敏, 赤澤 正道, 橋詰 保, 長谷川 英機
    応用物理学関係連合講演会講演予稿集 1995年03月
  • 赤澤 正道, 小柳 諭, 長谷川 英機, 坂井 高正
    応用物理学関係連合講演会講演予稿集 1995年03月
  • 小柳 諭, 赤澤 正道, 長谷川 英機, 坂井 高正
    応用物理学関係連合講演会講演予稿集 1995年03月
  • Control of Compound Semiconductor Interfaces by Si Interface Control Layer and Its Applications  [通常講演]
    H. Hasegawa, S. Kodama, K. Koyanagi, M. Akazawa
    State-of-the-Art Program on Compound Semiconductors XVIII (SOTAPOCS XVIII, Honolulu, Hawaii, U.S.A., May 18, 1993) 1993年05月 口頭発表(一般)
  • [Invited] Control of Structure and Properties of Compound Semiconductor Interfaces by Si Interface Control Layer  [招待講演]
    H. Hasegawa, S. Kodama, K. Koyanagi, M. Akazawa
    5th International Conference on Indium Phosphide and Related Materials (IPRM'93, Paris, France, April 18-22, 1993) 1993年04月 口頭発表(招待・特別)
  • Control of Compound Semiconductor Interfaces by Si Interface Control Layer and Its Applications  [通常講演]
    H. Hasegawa, M. Akazawa, S. Kodama, K. Koyanagi, S. Suzuki, Y. G. Xie, T. Sawada
    Conference on Advanced Heterostructure Transistors (Keauhou, Kona, Hawaii, U.S.A., November 29- December 4, 1992) 1992年11月 口頭発表(一般)
  • In-Situ Characterization and Control of GaAs and InGaAs Surfaces and Interfaces for Completely UHV-Based Nanostructure Fabrication  [通常講演]
    H. Hasegawa, T. Sawada, T. Saitoh, S. Kodama, M. Akazawa, H. Fujikura
    International Conference on Scienece and Technology of Electron Devices (Kruger National Park, Republic of South Africa, November 16-18, 1992) 1992年11月 口頭発表(一般)
  • In-Situ Characterization and Control of Compound Semiconductor Surfaces and Interfaces for Completely UHV-Based Nanostructure Fabrication  [通常講演]
    H. Hasegawa, T. Saitoh, M. Akazawa, H. Fujikura, T. Sawada
    3rd International Conference on Solid State and Integrated Circuit Technology (ICSIT'92, Bejin, China, Oct. 18 - 24, 1992) 1992年10月 口頭発表(一般)
  • Investigation of Valence Band Offset Modification at GaAs-AlAs and InGaAs-InAlAs Heterointerfaces Induced by Si Interlayer  [通常講演]
    M. Akazawa, H. Hasegawa, H. Tomozawa, H. Fujikura
    19th International Symposium on GaAs and Related Compounds (Karuisawa, Japan, September 28- October 2, 1992) 1992年09月 口頭発表(一般)
  • Removal of Fermi Level Pinning in InGaAs Nanostructures by Ultrathin MBE Si Interface Control Layer  [通常講演]
    M. Akazawa, S. Kodama, H. Fujikura, H. Hasegawa
    Electronic Materials Conference (Cambridge, U.S.A., June 24-26, 1992) 1992年06月 口頭発表(一般)
  • Control of Compound Semiconductor Interfaces by an Ultrathin Pseudomorphic Si Layer  [通常講演]
    H. Hasegawa, M. Akazawa, S. Kodama, K. Koyanagi
    1st International Workshop on Quantum Functional Devices (QFD'92, Nasu Heights, Japan, May 12-15, 1992) 1992年05月 口頭発表(一般)
  • Control of Surface and Interface Fermi Level Pinning for Compound Semiconductor Nanometer Scale Structures  [通常講演]
    H. Hasegawa, M. Fujikura, M. Akazawa, H. Tomozawa
    International Workshop on Quantum-Effect Physics, Electronics and Applications (Luxor, Egypt, January 5-9, 1992) 1992年01月 口頭発表(一般)
  • Fabrication Process and Properties of InGaAs Wires Having Si Interface Control Layers for Removal of Fermi Level Pinning  [通常講演]
    H. Fujikura, H. Tomozawa, M. Akazawa, H. Hasegawa
    1st International Symposium on Atomically Controlled Surfaces and Interfaces (ACSI-1, Tokyo, Japan, November 19-22, 1991) 1991年11月 口頭発表(一般)
  • Control of GaAs and InGaAs Insulator- Semiconductor and Metal-Semiconductor Interfaces by Ultrathin Molecular Beam Epitaxy Si Layers  [通常講演]
    M. Akazawa, H. Ishii, H. Hasegawa
    1991 Int. Conf. on Solid State Devices and Materials (SSDM'91, Yokohama, Japan, August 27-29, 1991) 1991年08月 口頭発表(一般)
  • Formation Mechanism of Schottky Barriers on MBE Grown GaAs Surface Subjected to Various Treatment  [通常講演]
    H. Ishii, H. Hasegawa, M. Akazawa
    3rd International Conference on Formation of Surface and Interface (ICFSI-3, Rome, Italy, May, 1991) 1991年05月 口頭発表(一般)
  • Surface Passivation Technology of InGaAs Using an MBE Si Layer Compatible with Standard Device Processing  [通常講演]
    H. Hasegawa, M. Akazawa, E. Ohue
    3rd International Conference on InP and Related Materials (IPRM'91, Cardiff, Wales, U.K., April 8-11, 1991) 1991年04月 口頭発表(一般)
  • Surface Passivation of InGaAs Using Thin Si Layers by Novel In-situ Interface Control Process  [通常講演]
    M. Akazawa, E. Ohue, H. Ishii, H. Iwadate, H. Hasegawa
    2nd International Conference on InP and Related Materials (IPRM'90, Denver, U.S.A., April23-25, 1990) 1990年04月 口頭発表(一般)
  • Control of GaAs and InGaAs Insulator-Semiconductor Interfaces by an Ultrathin MBE Si Layer  [通常講演]
    H. Hasegawa, M. Akazawa, H. Iwadate, E. Ohue
    7th International Workshop on Future Electron Devices (Toba, Japan, October 2-4, 1989) 1989年10月 口頭発表(一般)
  • Surface Passivation of In0.53Ga0.47As by Ultra-thin Pseudomorphic MBE Si Layer Combined with Photo-CVD Insulator  [通常講演]
    M. Akazawa, E. Ohue, H. Ishii, H. Iwadate, H. Hasegawa
    6th International Conference on Passivity (Passivity-6, Sapporo, Japan, Sept. 24-28, 1989) 1989年09月 口頭発表(一般)
  • In0.53Ga0.47As MISFETs Having an Ultrathin MBE Si Interface Control Layer and Photo-CVD SiO2 Insulator  [通常講演]
    M. Akazawa, H. Hasegawa, H. Ohno
    the 21st Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM'89, Tokyo, Japan, August 28-30, 1989) 1989年08月 口頭発表(一般)
  • Control of Compound Semiconductor-Insulator Interfaces by an Ultra-thin MBE-Si Layer  [通常講演]
    H. Hasegawa, M. Akazawa, H. Ishii, K. Matsuzaki
    The 16th Conference on Physics and Chemistry of Semiconductor Interfaces (PCSI-16, Boseman, Montana, U.S.A., February 7-9, 1989) 1989年02月 口頭発表(一般)
  • Characterization and Control of Group-III Nitride Surfaces for Power Electronics and Sensor Electronics [invited]  [通常講演]
    H. Hasegawa, M. Akazawa
  • X-ray Photoelectron Spectroscopy Study of Silicon Interlayer Based Surface Passivation for AlGaAs/GaAs Quantum Structures on (111) B Surfaces  [通常講演]
    M. Akazawa, N. Shiozaki, H. Hasegawa
  • Characterization of Surfaces and Interfaces of InAlN/GaN Heterostructures  [通常講演]
    赤澤正道

その他活動・業績

  • 千葉 勝仁, 中野 拓真, 赤澤 正道 電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 113 (329) 101 -105 2013年11月28日 
    原子層堆積(ALD)によるAl_2O_3層を有するInAlN MOS構造について、その電気的特性に対する作製プロセスの影響を調べた。ALD Al_2O_3膜堆積前に、保護膜を用いずに窒素雰囲気で850℃のオーミックアニールを行った試料は、低い絶縁破壊電圧と容量変化の小さなC-V特性を示し、X線光電子分光法(XPS)により、InAlNの表面がアニール炉内の微量な汚染によって酸化したことがわかった。また、Al_2O_3堆積後にオーミックアニールを行った試料は、アニール中にInAlN表面を保護したのにもかかわらず特性が改善せず、10^<13>cm^<-2>eV^<-1>台の界面準位が発生した。この結果は高温アニールによってAl_2O_3が結晶化したことに起因した可能性が高い。一方、SiN_x層を保護膜としてオーミックアニールを行い、その後ALDでAl_2O_3を堆積した試料は電気的特性が大幅に改善し、界面準位密度も伝導帯側で10^<12>cm^<-2>eV^<-1>台まで低減した。また、この試料に関して400℃で低温アニールを行ったところ、さらなる界面準位の低減が確認された。これらの結果より、作製プロセスの最適化によってAl_2O_3/InAlNの界面特性を向上させることが可能であることがわかった。
  • 山崎 雄介, 稲船 浩司, 赤澤 正道, 佐野 栄一 電子情報通信学会技術研究報告. ED, 電子デバイス 104 (693) 41 -46 2005年02月24日 
    電磁バンドギャップ(EBG)を観測するため、低温成長GaAs層上にサブテラヘルツ領域のコプレーナストリップ線路(CPS)と周期構造を設けた。最適な構造寸法を得るために有限差分時間領域(FDTD)法を用いてフルウェーブ解析を行ったところ、金属層の厚さもEBGの特性に影響することがわかった。この結果をふまえてサンプルを設計・作成し、光導電サンプリング(PCS)測定法により評価した。その結果、0.5THzに至るまでに2本のストップバンドが現れ、その間にパスバンドが観測された。またFDTD法によるシミュレーションと比較検討した結果、両者は良く一致した。
  • 稲船 浩司, 赤澤 正道, 佐野 栄一 電子情報通信学会技術研究報告. MW, マイクロ波 104 (296) 45 -49 2004年09月07日 
    コプレーナ導波路(CPW)の放射損失を低減する構造、及びそれをEBGフィルタへ応用した構造の数値解析の結果について報告する。CPWとフィルタのフルウェーブ解析のために、有限差分時間領域(FDTD)法を用いた。低誘電率絶縁体を用いて補強したGaAs薄膜上に構成したCPWは、放射損失を大きく低減できることが予想された。同じ基板構造のCPWをEBGフィルタへ応用した結果、この構造は高周波側のパスバンドで高い透過率を維持するために有効であることが分かった。
  • 赤澤 正道, 長谷川 英機 電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 2002 (2) 59 -59 2002年08月20日
  • 小野 智之, 須田 善行, 赤澤 正道, 菅原 広剛, 酒井 洋輔, 鈴木 薫 電気学会基礎・材料・共通部門大会講演論文集 = Proceeding of Annual Conference of Fundamentals and Materials Society, IEE Japan 2001 381 -386 2001年09月21日
  • 鉾井 耕司, 赤澤 正道, 菅原 広剛, 須田 善行, 酒井 洋輔 電気学会研究会資料. ED, 放電研究会 2001 (111) 13 -18 2001年08月07日
  • 庄子 亮平, 橋詰 保, 吉田 俊幸, 赤澤 正道, 長谷川 英機 電子情報通信学会技術研究報告. ED, 電子デバイス 100 (641) 45 -52 2001年02月21日 
    水素終端処理を施したn-Si(001)上に種々の低温プロセスにより、極薄絶縁膜を形成し、界面特性を超高真空対応非接触C-V法およびXPS法を用いて評価した。ドライ熱酸化法では、酸化温度が低くなるに従い、著しく界面準位密度は増加し、ミッドギャップ付近に離散準位が発生することがわかった。ECR-N_2Oプラズマを用いて直接酸窒化により形成した極薄酸窒化膜/Si界面では、400℃の低温プロセスでありながら、比較的良好な界面特性が得られ、低温ドライ熱酸化法では発生した離散準位は観測されなかった。また、900℃のUHVアニールによって界面準位密度は大幅に減少することが明らかになった。
  • 赤澤 正道, 葛西 誠也, 橋詰 保, 長谷川 英機 電子情報通信学会技術研究報告. ED, 電子デバイス 100 (641) 89 -96 2001年02月21日 
    極微細MOSFETの極薄ゲート酸化膜におけるトンネル電流を、高誘電体を導入せずに低減するための素子構造を提案し、その試作結果を報告する。金属ゲート電極と半導体表面との間に極薄SiO_2膜を介在させ、高濃度の極薄SOIをチャネルとし、擬似的なMESFETとして動作させる。本素子をQMESFETと呼ぶ。QMESFETにおいては、半導体表面の空乏層が擬似的なトンネルバリアとして働き、極薄ゲート酸化膜におけるトンネル電流を大幅に低減する。また、本素子を微細化することにより、ULSI素子として十分な特性を得ることができる。
  • 藤原 孝信, 赤澤 正道, 雨宮 好仁 電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 2000 (2) 83 -83 2000年09月07日
  • 赤澤 正道 電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 2000 (2) 76 -76 2000年09月07日
  • 金編 健太郎, 赤澤 正道, 雨宮 好仁 電子情報通信学会技術研究報告. CAS, 回路とシステム 99 (550) 1 -8 2000年01月19日 
    単電子回路を用いると高機能で極低電力の集積回路を構成できる可能性がある。しかし、単電子回路は、CMOS回路と異なりパラメータ設計が複雑となることが多い。本稿では、単電子回路の基本であるインバータ回路について, 簡易的なパラメータ設計法を提案する。この簡易設計法によって、所望の特性を持つような単電子インバータ回路を簡潔に設計することができる。この簡易設計法の応用例として、多値論理システムに用いる多値インバータ回路を設計した。CMOS回路では実現困難な多値伝達特性(階段特性)のインバータを容易に得ることができた。
  • 藤原孝信, 赤澤 正道, 雨宮 好仁 信学総合大会, 2000 128 -128 2000年
  • 西村 卓真, 水野 学, 須田 善行, 酒井 洋輔, 赤澤 正道 電気学会研究会資料. ED, 放電研究会 1999 (148) 79 -84 1999年10月19日
  • 赤澤 正道, 雨宮 好仁 電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 1999 (2) 25 -25 1999年08月16日
  • 藤原 孝信, 赤澤 正道, 雨宮 好仁 電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 1999 (2) 103 -103 1999年08月16日
  • 藤原 孝信, 赤澤 正道, 雨宮 好仁 電子情報通信学会技術研究報告. VLD, VLSI設計技術 99 (107) 109 -116 1999年06月10日 
    CMOS LSIプロセスにより、3次元セルラーニューラルネットワーク(CNN)回路を構成する方法について報告する。ニューロンMOSを用いることにより、近傍のセルと相互作用する単位ニューロン回路を、コンパクトに構成することができる。チップ上に単位ニューロンセルを2次元配列することにより、3次元CNNを実現できる。3次元CNNの最近傍相互作用の性質により、整然とした配線が可能である。例として、強化学習問題を解く3次元CNN回路を設計した。
  • 山田 崇史, 赤澤 正道, 雨宮 好仁 電子情報通信学会技術研究報告. NC, ニューロコンピューティング 98 (673) 115 -120 1999年03月18日 
    単電子回路の確率性を利用したボルツマンマシンデバイスを提案する。ボルツマンマシンは確率動作のニューラルネットワークであり、最適化問題の求解などに応用分野が広い。しかし多数の確率ニューロンを必要とするので、普通の電子デバイスでつくると回路規模が膨大になって実用的ではない。ここに単電子トンネルの確率的な性質を利用すると、簡単な構成でボルツマンマシンを実現できる可能性がある。単電子回路による確率ニューロンの構成法を提案するとともに、max cut問題のネットワーク構成例と動作シミュレーションを行った。
  • 幸谷 真人, 赤澤 正道, 雨宮 好仁 電子情報通信学会総合大会講演論文集 1999 (2) 143 -143 1999年03月08日
  • 藤原孝信, 赤澤 正道, 雨宮 好仁 信学総合大会, 1999 144 -144 1999年
  • 朝日 昇, 山田 崇史, 赤澤 正道, 雨宮 好仁 電子情報通信学会技術研究報告. SCE, 超伝導エレクトロニクス 98 (399) 43 -50 1998年11月16日 
    二分決定グラフ(BDD)にもとづく磁束転送回路により32ビット加算器を構成する手法を述べる。BDDは有向グラフによる論理表現法であり、LSI設計で使われる種々の論理関数を簡潔に表現することができる。ここでは、同形部分グラフ置換の手法を用いて簡単化した共有BDD表現にもとづいて、高速の磁束転送形加算回路を実現した。回路を効率的に構成するために、磁束量子駆動形のBDDデバイスを提案した。シミュレーションによれば、設計した32ビット加算器の動作速度は350psであった。
  • 朝日 昇, 赤澤 正道, 雨宮 好仁 電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 1998 (2) 28 -28 1998年09月07日
  • 深澤 芳幸, 赤澤 正道, 雨宮 好仁 電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 1998 (2) 127 -127 1998年09月07日
  • 山田 崇史, 赤澤 正道, 雨宮 好仁 電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 1998 7 -7 1998年09月07日
  • 朝日 昇, 赤澤 正道, 雨宮 好仁 電子情報通信学会技術研究報告. SCE, 超伝導エレクトロニクス 98 (222) 49 -56 1998年07月28日 
    二分決定グラフ(BDD)にもとづいた磁束転送論理回路の構成方法について述べる。BDDは有向グラフによる論理表現法であり、LSI設計で使われる種々の論理関数を簡潔に表現することができる。磁束転送を利用してこのBDDを回路化することにより、高速に動作する各種の論理システムを構成することが可能である。ここでは一例として、8ビット加算器の設計と動作シミュレーションの結果を記述する。
  • 赤澤 正道, 雨宮 好仁 電子情報通信学会技術研究報告. NC, ニューロコンピューティング 97 (624) 265 -271 1998年03月20日 
    ホップフィールドネットワークは組み合わせ最適化問題を解くための計算手法である。ネットワークのエネルギー関数を最適化問題のコスト関数と対応させ、ネットワークが最小エネルギー状態に収束した状態をみて問題の解を求める。しかし多くのローカルミニマムが存在するため、正解が常に得られるという保証はない。このローカルミニマムの問題を解決するため、単電子回路によりホップフィールドネットワークを構成することを提案する。単電子回路においては、2つかそれ以上の接合においてトンネル事象が同時に(コヒーレントな結合として一体的に)起こる「協同トンネル現象」がある。これを利用すれば、ローカルミニマムのない「量子ホップフィールドネットワーク」をつくることができる。
  • 深澤 芳幸, 赤澤 正道, 雨宮 好仁 電子情報通信学会総合大会講演論文集 1998 (2) 201 -201 1998年03月06日
  • 岩村 広樹, 赤澤 正道, 雨宮 好仁 電子情報通信学会技術研究報告. SDM, シリコン材料・デバイス 97 (273) 39 -44 1997年09月26日 
    多数決論理はしきい論理のひとつであり, プール代数よりも簡単な構成で複雑な論理を実現できる. ここでは単電子回路による多数決ゲートの構成法を提案した. この多数決ゲートは, 入力の総和をとるキャパシタアレイと, しきい動作を行う単電子インバータによって構成される. 多数のゲートを組み合わせて加算器やパリティ発生器などのサブシステムを設計し, その動作をシュミレーションで確認した. 熱雑音によって引き起こされる誤動作についての見積もりも行った.
  • 朝日 昇, 赤澤 正道 電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 1997 (2) 77 -77 1997年08月13日 
    単電子回路では、輸送電荷の離散性とクーロンブロッケード現象とが相まって、通常の電子回路には見られない様々な特性が現れる。そのためCMOS回路では得られない種々の機能が実現可能となる。たとえば、インバータ回路を例にとってパラメータ探索を行ったところ、入出力の伝達特性がステップ的に変化する「ステップインバータ」の機能が得られることが判明した。これは、しきい論理回路や多値論理回路を低電力設計するときに不可欠のものである。以下に結果を報告する。
  • 新田 秀彦, 赤澤 正道, 雨宮 好仁 電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 1997 (2) 131 -131 1997年08月13日 
    単電子回路を用いてCMOS型の論理回路が構成されており, 擬似CMOS型単電子回路と呼ばれている. ところで, 単電子回路の性質を上手に利用すれば, 本来のCMOSにはない新しい機能を付加することができる. ここでは, 入力の組合わせにより論理を切り換えられる可変論理デバイスを提案する.
  • 山田 崇史, 岩村 広樹, 赤澤 正道, 雨宮 好仁 電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 1997 (2) 135 -135 1997年08月13日 
    決定グラフとはディジタル論理を有向グラフで表す手法であり、論理設計や論理検証などのCADで使われている。本研究では、多値論理の決定グラフ(MDD:Multiple-valued Decision Diagram)を実際のデバイスで構成することを提案する。具体例として、4値論理MDDをシリコン機能デバイスのνMOSで構成してみた。加算器を例にとってシミュレーション解析を行い、正しい論理動作を確認した。以下に結果を述べる
  • 池辺 将之, 本間 久仁彦, 赤澤 正道, 雨宮 好仁 電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 1997 (2) 134 -134 1997年08月13日 [査読無し][通常論文]
     
    νMOSインバータは、多入力しきい論理に適したデバイスである。これを用いると画像処理用セルオートマトン回路をコンパクトに構成できる。しかし、しきい論理回路ではνMOSをオンとオフの中間状態で使うことが多く、そのため貫通電流を生じて消費電力が大きくなりやすい。 ここではνMOS回路の低電力設計を考える。雑音除去・輪郭抽出セルオートマトン回路を例にとり、ダイナミック形と高しきい値MOS形の2つの構成法によって低電力設計行った。以下にその詳細を示す。
  • 赤澤 正道, 朝日 昇, 雨宮 好仁 電子情報通信学会技術研究報告. ED, 電子デバイス 96 (573) 9 -16 1997年03月14日 
    BDD(二分決定グラフ)に基づいた単電子論理回路の構成について述べる。単位となる論理デバイス(BDDデバイス)を4つのトンネル接合で構成し、それを電子に対する2分岐スイッチとして使用する。いかなる組み合わせ論理もこのBDDデバイスの相互接続によって構成することができる。ここでは一例として、基本論理回路(NAND、NOR、XOR)と組み合わせ論理回路(4変数論理回路、4ビット加算器)を設計し、その動作をシミュレーションによって確かめた。
  • 深澤 芳幸, 赤澤 正道, 雨宮 好仁 電子情報通信学会総合大会講演論文集 1997 (2) 192 -192 1997年03月06日 
    二分決定グラフ(BDD)は, ブール代数式や真理値表とは異なる方法, 有向グラフによってディジタル論理を表す手法である。もともと論理設計や論理検証に使われていたが, 最近になって実際のデバイスでBDD論理を組むという研究が報告されるようになった。ここでは, BDDの適用範囲をアナログに拡大することを提案する。これによって新しい応用が生まれる可能性がある。
  • 赤澤 正道, 雨宮 好仁 電子情報通信学会総合大会講演論文集 1997 (2) 196 -196 1997年03月06日 
    単電子現象は本質的に離散現象なので, それを利用した単電子回路も本来はデジタル論理に適したものである。しかしアナログ回路の開発も将来に向けて必要とされる。ここでは電子密度変調によるアナログ表現法を提案し, そのための回路構成を考えてみた。
  • 赤澤 正道, 雨宮 好仁 電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 1996 (2) 253 -254 1996年09月18日 
    量子セルの近接相互作用を利用したセルオートマトン(QCA)が提案されている。しかしこれまでのところセル配列の静的な安定状態を考察するに留まり、システム全体として動作するかどうかは理論的にも実験的にも検証されていない。そこで著者は種々の観点からその動作可能性を検討し、アニーリングによる駆動を行えばシステム動作が可能であろう、との予測を行った。
  • 青木 隆宏, 赤澤 正道, 田澤 聡 電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 1996 (2) 127 -127 1996年09月18日 
    計算機上でプロセス・デバイス・回路をシミュレートし、デバイスの特性を予測するTechnology CAD技術は短TATな製造技術の開発に必要である。特性予測をより正確に行うには地道な実験データの蓄積とモデリングが必須である。一般にpチャネルMOSFETにおいて、nウェル形成用の燐ドーパントにはパイルアップ現象があることが知られており、この現象を取り扱っていない従来のシミュレータでは、デバイス特性予測を大きく狂わすことが知られている。また、SiO2-Si界面において酸化工程、アニール工程後の燐ドーパントの再分布(偏析)があることも一般的に知られている。本報告では、燐ドーパントのパイルアップ現象をモデル化し、種々のプロセス水準に対するpチャネルMOSFETのしきい値電圧の実測結果と比較した結果を述べる。
  • 雨宮 好仁, 赤澤 正道 應用物理 64 (8) 765 -768 1995年08月10日
  • 佐々木 恵二, 赤沢 正道, 塩原 俊助, 長谷川 英機 北海道大学工学部研究報告 (170) p35 -43 1994年07月
  • 大植 英司, 赤沢 正道, 児玉 聡, 長谷川 英機 北海道大学工学部研究報告 (156) p51 -58 1991年07月
  • 浦家 淳博, 赤沢 正道, 長谷川 英機 釧路工業高等専門学校紀要 24 53 -58 1990年12月20日

特許

  • 特願2011-208741:電界効果トランジスタおよびその製造方法  2011年09月26日
    橋詰 保, 赤澤 正道, 廣木 正伸

受賞

  • 2016年09月 応用物理学会 応用物理学会優秀論文賞
     Characterization of electronic states at insulator/(Al)GaN interfaces for improved insulated gate and surface passivation structures of GaN-based transistors 
    受賞者: Zenji Yatabe;Yujin Hori;Wan-Cheng Ma;Joel T. Asubar;Masamichi Akazawa;Taketomo Sato;Tamotsu Hashizume
  • 2013年05月 CSManTech 2013 Paper Awards (He Bong Kim Award)
     Characterization and Control of Insulated Gate Interfaces 
    受賞者: Tamotsu Hashizume;Masamichi Akazawa
  • 1998年10月 Best Paper Award at the 5th International Conference on Soft Computing and Information/ Intelligent Systems (IIZUKA '98)
     A Functional Neuro-MOS Circuit for Implementing Cellular-Automaton Picture-Processing Devices 
    受賞者: M. Ikebe;M. Akazawa;Y. Amemiya
  • 1990年08月 International Conference on Solid State Devices and Materials SSDM Young Researcher Award
     In0.53Ga0.47As MISFETs Having an Ultrathin MBE Si Interface Control Layer and Photo-CVD SiO2 Insulator 
    受賞者: M. Akazawa

共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 文部科学省:委託事業(再委託)
    研究期間 : 2021年04月 -2025年03月 
    代表者 : 須田 淳
  • 公益財団法人 八洲環境技術振興財団:研究開発・調査助成
    研究期間 : 2020年04月 -2021年03月
  • 文部科学省:科学技術試験研究委託事業
    研究期間 : 2016年04月 -2021年03月 
    代表者 : 加地徹
  • 文部科学省:科学研究費補助金(新学術領域研究)
    研究期間 : 2016年04月 -2021年03月 
    代表者 : 橋詰 保
  • 文部科学省:科学研究費補助金(基盤研究(C))
    研究期間 : 2015年04月 -2018年03月 
    代表者 : 赤澤 正道
  • 文部科学省:科学研究費補助金(基盤研究(C))
    研究期間 : 2012年04月 -2015年03月 
    代表者 : 赤澤 正道
  • 文部科学省:科学研究費補助金(基盤研究(A))
    研究期間 : 2009年 -2012年 
    代表者 : 橋詰 保, 古賀 裕明, 久保 俊晴, 佐藤 威友, 赤澤 正道
     
    窒化物半導体ヘテロ界面を利用した高電子移動度トランジスタ(HEMT)の劣化特性と表面・バルク電子準位との相関、表面・バルク電子準位の特性解明、電子準位制御構造の開発、新しく提案する多重台形チャネル構造の適用と評価を通して、真にロバストな窒化物半導体トランジスタ構造技術の構築を目的として研究を展開した。本年度の主な成果を以下にまとめる。1)2つのゲートを有するAlGaN/GaN HEMTを用いて、オフ状態電界ストレス後に生じる電流減少(コラプス)を詳細に評価し、ゲート端からの電子注入による表面帯電はドレインおよびソース側の両方向で生じていることを初めて明らかにした。また、多重台形チャネルAlGaN/GaN HEMTにおいては、チャネルインピーダンスが非常に高いため、この表面帯電による寄生抵抗増加の影響が非常に小さく、電流コラプスが生じにくいことがわかった。2)原子層堆積により形成したAl_2O_3/AlGaN/GaN構造に、詳細な計算解析とバンドギャップ以下のエネルギーを持つ光支援測定法を適用し、Al_2O_3/AlGaN界面には1x10^<12>cm^<-2>eV^<-1>以上の密度を持つ電子準位が存在することを初めて明らかにした。3)AlGaN/GaN構造に選択電気化学酸化を適用し、ドライエッチングを用いずにリセス構造+MOSゲート構造を形成した。このプロセスにより、ノーマ...
  • 文部科学省:科学研究費補助金(萌芽研究)
    研究期間 : 2008年 -2008年 
    代表者 : 長谷川 英機, 赤澤 正道
     
    本研究の目的は、III-V化合物半導体metal-insulator-semiconductor(MIS)構造の界面準位分布に関する「ピンニング・スポット面内分布(Dps)モデル」を、理論解析とSi超薄膜界面層(Si ICL)構造を用いた実験により定量的に検証することにあり、次の成果を得た。(重)従来界面準位は、面内で均一分布すると仮定されてきた。DSPモデルでは、界面準位分布は面内でナノスケール尺度の不均一性をもち、強いフェルミ準位ピンニングを引き起こすスポット状の領域「ピンニング・スポット」と、ピンニングが弱くバイアスにより電子蓄積層や反転電子層が形成され得るピンニング・フリー領域が共存すると考える。このモデルから期待されるMISアドミタンスのバイアス・周波数・温度依存性を定式化し、コンピュータを用い数値計算を行った。(2)化合物半導体およびsi ICLをMBE成長し、そのsi ICL一部をラジカル窒化したGaAsおよびInGaAsのSi ICL制御MIS試料を作製し、そのアドミタンスのバイアス・周波数・温度依存性を測定した。(3)Si ICLMIs試料について、バンド端フォトルミネセンス(PL)量子効率の励起光強度依存性を非接触測定し、その結果をポーランド・シレジアン工科大学物理学科のアダモヴィッチ教授の協力を得てコンピュータ解析し、マクロな界面準位密度(D_)...
  • 文部科学省:科学研究費補助金(基盤研究(B))
    研究期間 : 2006年 -2007年 
    代表者 : 長谷川 英機, 赤澤 正道, 池辺 将之
     
    本研究では、環境にやさしく化学的に安定な表面をもつAlGaN/GaNウエハ上に、将来オンチップ集積により、ユビキタス・センサ・ネットワークに組み込み可能な集積化センサを実現するための要素技術を基礎的な立場から検討し、次の成果を得た:(1)半導体界面のモデルを概観し、AlGaN/GaNのショットキ障壁について、フェルミ準位ピンニング、障壁高、逆方向リーク電流についての問題点を指摘した。さらに電流輸送機構を、代表者らのTSBモデルで説明し、逆方向リーク電流が、酸素ゲッタリング・プロセスで大幅に減少できることを示した。(2)HEMT用AlGaN/GaNウエハ上に、触媒金属Pdを障壁とし、酸素ゲッタリング・プロセルスを施したショットキ障壁型水素ガスセンサを製作し、それが空気中・室温でかってない高感度を実現することを示した。(3)この水素ガスセンサのセンシング機構は、Pd表面で発生した原子状水素がショットキ界面で界面ダイポールを形成し、障壁高を減少させることにあり、その応答が表面反応律速であることを示した。さらにセンシングの定常および過渡応答動作を記述する数式を確立した。(4)本水素センサが高温で感度が向上することを示すとともに、他の化合物半導体と比較し、AlGaN/GaNセンサの優位性を示した。(5)水素センサの示す遅い過渡応答が、表面準位を介した電子のホッピング分散性伝導によること...
  • 文部科学省:科学研究費補助金(萌芽研究)
    研究期間 : 2006年 -2006年 
    代表者 : 長谷川 英機, 赤澤 正道
     
    量子デバイスの消費電力は極低温では小さいが、室温では電子エネルギーの熱的広がりによるスイッチ特性のだれにより増大する。本研究では、「量子ドットの空間的位置を電界で制御しトンネル確率を制御する」という原理にもとづく「電界移動型量子ドット単電子分岐スイッチ」について、その原理を確認することと、その効果を妨げる表面準位を低減することを目的として研究を推進し、次の成果を得た(1)3つのショットキ・ラップゲートにより、AlGaAs/GaAs量子細線T型分岐上に、量子ドットと3つのトンネル障壁を形成した「単電子分岐スイッチ」を試作し、その動作を測定した。その結果、低温で通常の単電子トンネル理論よりも急峻なスイッチ特性が得られた。しかしその急峻さは温度の上昇と共に急激に消失した。(2)デバイスの特性を量子ドットを円形近似した単純な解析モデルにもとづき解析して実験特性と比較した結果、ドットの電界移動によるトンネル確率の指数関数的変調が急峻なスイッチ特性を実現することが、確認された。また温度上昇による特性の劣化の主な理由は、低温では凍結している分岐スイッチの表面準位が、室温に近づくほど活性化し、ドットの電界移動を妨げることにあることが判明した。(3)その後の研究の大半は、「シリコン界面制御層(Si ICL)」を用いた代表者らの表面不活性化技術を、種々のファセット面をもつAlGaAs/GaAs量...
  • 文部科学省:科学研究費補助金(基盤研究(B))
    研究期間 : 2004年 -2006年 
    代表者 : 佐野 栄一, 赤澤 正道, 山本 眞史, 尾辻 泰一
     
    本研究は、数100GHzから1THz帯域の搬送波を利用した小型、低電力な送信・受信集積回路の実現に必要なデバイス、回路設計論、ピコ秒波形計測法を確立することを目的とする。得られた研究成果は次の通りである。(1)共鳴トンネルダイオード(RTD)や高電子移動度トランジスタ(HEMT)などの能動デバイスと受動デバイスを一括して時間領域にて電磁界解析するFDTDプログラムを開発した。(2)FDTDプログラムを用いてInP HEMT発振器とスロットアンテナからなるアクティブ集積化アンテナを設計、試作し、110GHz動作を確認するとともに、設計精度が1%以下であることを示した。(3)伝送線路上に周期構造を形成することにより急峻な周波数特性を有する帯域阻止フィルタを実現できることをFDTDプログラムにより示した。(4)数100GHz領域での計測を可能とする低温MBE成長GaAs光導電スイッチを用いたサンプリングシステム(THz TDS)を構築するとともに、上記の周期構造を試作・測定し、帯域阻止特性を得た。(5)周期的開口における異常透過現象をFDTDプログラムにより解析し、表面プラズモンが関与すること、Fano共鳴モデルで説明できることを明らかにした。また、THz TDSによりTHz領域において異常透過現象を確認した。(6)自然には存在しない特異な電磁特性(負屈折率や磁気壁など)を人工的構...
  • 文部科学省:科学研究費補助金(基盤研究(C))
    研究期間 : 2004年 -2005年 
    代表者 : 赤澤 正道, 佐野 栄一
     
    適切な構造の金属メッシュについて、テラヘルツ領域においても高い透過特性が得られることを実験的に確認した。特に、薄い金属メッシュにおいては、個々の孔の導波管的特性が消失して遮断周波数が無くなり、斜め方向の入射に対しても高い透過率が得られる。その透過特性には表面プラズモンが関与していることをシミュレーションと実験により確かめた。したがって、半導体THz波エミッタ表面に金属薄膜で構成された金属メッシュを形成することで、表面プラズモンを含む表面波モードの寄与により、電磁波に対する境界条件の変化を実現できることが予測された。実際に、新しいTHz波エミッタの基本構造を試作し、その特性を評価した。半導体内部で発生するテラヘルツ波は大きな放出角への強度が強いが、スネルの法則による臨界角により強度が制限される。金属メッシュは、予測の通り誘電体界面での電磁波に対する境界条件を変化させ、臨界角を超える角度への放射を取り出せることがわかった。さらに構造を最適化することにより、半導体からのテラヘルツ放射を増強でき、高効率の放射が可能となる見込みを得た。テラヘルツ放射源の1つとして期待される量子構造については、実際の使用には表面の不活性化が重要となる。本研究においては、ガリウム砒素系の量子構造について有効な表面不活性化法を最適化し、良好な特性が実現されることも見出した。半導体THz波エミッタの特性を向上...
  • 文部科学省:科学研究費補助金(萌芽研究)
    研究期間 : 2004年 -2005年 
    代表者 : 佐野 栄一, 赤澤 正道
     
    本研究は、複数の半導体レーザ(LD)で発現する互いに直交したカオス信号に情報を乗せ、それらを多重化することにより、通信容量を飛躍的に増大させる光通信方式の創出を目的とする。具体的には、複数のLDから構成される結合写像格子(CML:Coupled-Map Lattice)を送信部と受信部に配置し、送信CMLからの複数の「カオスチャネル」を一本の光ファイバ内に多重化し、送信CMLとカオス同期する受信CMLにおいて多重カオス信号を分離する光通信方式である。昨年度は、光電場レート方程式とキャリアレート方程式を数値計算することにより、CMLの振る舞いを詳細に検討し、LDの注入電流と光結合度を選ぶことにより、CMLの各LD出力を直交できること、送信CMLと受信CML問の相関はほぼδ_となると(ただし、iは送信CMLのi番目のLD、jは受信CMLのj番目のLDを示す)を明らかにした。さらに、2チャネル伝送システムをシミュレートし、1Gbit/sの伝送レートでの2チャネル伝送が可能であることを示した。しかしながら、これらの理論解析は伝送距離ゼロのいわゆるback-to-backの条件で行われていた。実際のシステムにおいては光ファイバの波長分散とカー効果により受信波形は送信波形と異なるため、送信CML.と受信CML間のカオス同期は保証されない。これまでの研究では、分散シフトファイバが仮...
  • 文部科学省:科学研究費補助金(基盤研究(B))
    研究期間 : 2002年 -2004年 
    代表者 : 橋詰 保, 赤澤 正道, 葛西 誠也, 本久 順一
     
    本研究では、GaN系材料の表面、金属界面、ヘテロ接合界面、保護絶縁膜界面の構造的・化学的特性およびそれらと電気的特性との相関を系統的に評価し、プロセス技術にフィードバックし、絶縁ゲート型およびショットキーゲート型ヘテロ構造電界効果トランジスタ(AlGaN/GaN HFET)の高安定化を実現することを目的とした。主な成果を以下にまとめる。(1)水素プラズマを含むプロセス、高温熱処理プロセス、プラズマドライエッチングプロセスによって、AlGaN表面において顕著な窒素空乏が生じ、伝導帯下端近傍に深いドナー準位が形成されることを明らかにした。また、この深いドナー準位が、トランジスタの電流変動の主因になっていることを指摘した。(2)MBE装置内でのAl薄膜の分子線蒸着とECR励起酸素プラズマ酸化により、3〜4nmの超薄Al_2O_3膜をAlGaN表面に形成するプロセスを開発し、Al_2O_3膜の禁制帯幅が7eV、Al_2O_3/Al_<0.3>Ga_<0.7>Nの伝導帯の不連続量が2.1eVであることを明らかにした。(3)さらにこの超薄Al_2O_3膜をゲート絶縁膜と表面不活性化膜に応用し、新しい絶縁ゲート型AlGaN/GaNヘテロ構造電界効果トランジスター(HFET)を試作し、良好なゲート制御特性、大きな飽和ドレイン電流(0.8A/mm)、大きな相互コンダクタンス(130mS/mm)...
  • 文部科学省:科学研究費補助金(基盤研究(A))
    研究期間 : 2001年 -2003年 
    代表者 : 長谷川 英機, 赤澤 正道, 橋詰 保, 雨宮 好仁, 葛西 誠也
     
    本研究は、独自の二分決定グラフ(BDD)論理アーキテクチャを実装する集積回路をナノショットキーゲートで量子ドットを形成制御する単電子節点デバイスを用いて実現することを目的とする。当該研究期間に得られた主な成果を以下に示す。1.BDDアーキテクチャをヘキサゴナルナノ細線ネットワークを用いて高密度に実装する新しい量子論理回路方式「ヘキサゴナルBDD量子回路方式」を提案し、本方式に基づき各種論理サブシステムから算術論理演算ユニット(ALU)まで設計した。2.GaAsエッチングナノ細線をショットキーラップゲート(WPG)で制御する方法でBDD節点デバイスを実現し、低温から室温まで明確なスイッチング動作を確認した。単電子形では電力遅延積(PDP)が10^<-22>Jと極めて小さいことを明らかにするとともに、WPGスイッチがGHz動作可能であることを実験的に示した。3.エッチングヘキサゴナルナノ細線ネットワークをWPGで制御する手法でBDD基本論理回路を試作し、低温において量子輸送のもとで論理動作を実証した。また本回路はPDPとのトレードオフにより室温においても演算が可能であることを示した。さらに、4500万素子/cm^2を実現する高密度集積プロセスを確立するとともに、単電子および量子細線型2ビット加算器を試作評価し正しい論理動作を確認した。そして、8ビット加算器の試作に成功した。4.M...
  • 文部科学省:科学研究費補助金(基盤研究(B))
    研究期間 : 2001年 -2003年 
    代表者 : 酒井 洋輔, Bratescu A, 赤澤 正道, 菅原 広剛, 中島 昌俊, 須田 善行
     
    本研究は地球温暖化ガスの一つとして使用量の削減が迫られているSF_6ガスに替わり窒素や酸素あるいは合成空気と導体部に低誘電率・高絶縁耐力をもつアモルファスC_xF_y(a-C:F)膜を堆積し二次電子放出を抑え、これまで同様あるいはそれ以上の絶縁耐力を得ようとすることである。絶縁膜原料には、C_7F_<16>とC_8F_<18>(常温では液体で、蒸気圧は数〜数十Torr)を用い、RFプラズマCVD法により作成し、これの化学的・電気的特性を評価した。成果は以下のとおりである。1.Siならびにアルミニウム基板上への堆積速度は、100〜200nm/min以上で、在来原料のCF_4やC_2F_6に比べ数十倍以上の高堆積速度が得られた。2.堆積a-C:Fは高密度C-CとC-F結合から成り、誘電率(ε_r【approximately equal】2)の低い熱特性にも優れた絶縁膜であった。絶縁耐力は1μm厚で2.7MV/cm。誘電体損はポリテトラクロロエチレンよりは大きかった。3.本a-C:FをAl電極上に堆積したものを用いてN_2、ArとHeガスのパッセン曲線を測定したが、破壊電圧V_sはAl電極の場合に比べて低pd(気圧x電極間隙)領域で3倍程度上昇した。また、pd<20Torr・cmでは、SF_6のV_sよりも向上することが分かった。4.この縁耐力向上の原因は、二次電子放出係数が、金属...
  • 文部科学省:科学研究費補助金(奨励研究(A), 若手研究(B))
    研究期間 : 2001年 -2002年 
    代表者 : 赤澤 正道
     
    「可逆計算デバイス」には、熱的な可逆性と論理的な可逆性が要求される。本研究では、単電子デバイスの準静的動作の極限(低周波極限)が、可逆動作となる可能性があることを示した。電子デバイスにおいても、完全な熱的可逆動作は熱力学の第2法則によって否定されるが、準静的動作により極めて可逆に近い動作を実現することは物理的に否定されるものではない。しかし、電子デバイスを準静的に駆動しても、個々のデバイスが閾値をもち、その閾値において急峻なエネルギー変化を伴う限り、消費電力の低減は制限を受ける。これは、たとえ、理想的な特性を持つ量子細線トランジスタを用いたとしても同じことである。ところが、適切に設計された単電子デバイスは、励起準位を介することなく基底状態のみで動作することが可能であり、量子極限近傍で急激なエネルギーの損失が起こらないように動作することができるので、準静的動作により消費電力を任意に小さくできる。したがって、適切に設計された単電子回路の準静的動作の低周波極限は、電源から供給されたエネルギーが電荷の回収とともに完全に電源に戻されるような充放電動作、すなわち可逆動作となる。集積回路用の極微細加工はすでに、寸法的にはメゾスコピック領域に入っており、単電子現象の利用さえも、不可能ではなくなってきている。このような動向の中で、本発見は大きな意義を持つ。すなわち、Fredkin-Toffol...
  • 文部科学省:科学研究費補助金(特定領域研究(A))
    研究期間 : 1999年 -1999年 
    代表者 : 赤澤 正道
     
    ボルテックス輸送の性質を巧みに利用した、新たな回路アーキテクチャを見つけ出すことは、超伝導エレクトロニクスの発展を促進する鍵となる。研究代表者は、新規なデバイスである「ボルテックスBDDデバイス」を用いて高速な理論回路を構成する方法を見出した。BDDは二分決定グラフの略であり、ブール代数によらず、有向グラフを用いてディジタル関数を表現するための1方法であり、論理設計において多くのディジタル関数を完全かつ簡便に表現することができる。本研究では、BDDをそのまま回路化し、BDD回路システムとすることを考えた。BDD回路システム中において、論理出力値は、変数の組み合わせによって活性化されるパスを、情報担体が転送されることにより決められる。BDDノードデバイス(BDDデバイス)に要求される機能は入力変数にしたがって情報担体の転送される方向を切り替える、2分岐スイッチングである。本研究においては、分岐点の2つの枝において、ジョセフソン接合の超伝導―常電導遷移を用いてボルテックスの転送方向を切り替える方式のデバイスを提案した。提案したBDDデバイスを用いて構成される32ビット加算器および32ビット比較器についてシュミレーションを行った結果、両者とも正しく動作することが示され、加算器では高々350psの処理時間、比較器では高々750psの処理時間で計算が可能なことが示された。また、SBDD...
  • 文部科学省:科学研究費補助金(基盤研究(B))
    研究期間 : 1998年 -1999年 
    代表者 : 雨宮 好仁, 〓 南健, 赤澤 正道, 陽 完治, 浅井 哲他
     
    多数決論理はブール代数と異なる原理でディジタル関数を処理する方法である。ブール代数の基本演算 (ANDやOR)の代わりに、多数決論理では多数決定の原理にもとづいてディジタル関数の演算を行う。多数決論理の処理過程はブール代数よりも巧妙なものであり、そのため多数決論理を使うとブール代数よりも少ない素子数で複雑な演算処理を実現することができる。本研究では、この多数決論理を単電子回路で構成することによる論理システム構築を考えた。単電子回路では、入力が1と0の中間状態であっても(CMOSと異なり)貫通電流が生じないゲート回路をつくることができる。この特長を用いることで、極低消費電力の多数決集積システムを構成することができる。本研究では、はじめにトンネル接合を組み合わせた多数決論理デバイスを提案した。理論解析により、適切なパラメータ範囲で所望動作が得られることを示した。次いで、この単位デバイスを複数組み合わせたディジタル論理サブシステムを設計し、その動作をシミュレーション解析した。その結果、加算器・比較器・パリティ発生器などの基本的なサブシステムの動作が可能なことを示した。以上によって、多数決論理にもとづ<単電子ディジタル集積回路の構築可能性を明らかにした。
  • 文部科学省:科学研究費補助金(基盤研究(C))
    研究期間 : 1997年 -1998年 
    代表者 : 赤澤 正道, 呉 南健, 雨宮 好仁
     
    本研究においては、ニューラルネットワークを構成するうえで問題となっている事項について、単電子回路特有の性質を利用して解決する方法について検討した。得られた知見を以下に示す。1) ニューロン回路の簡単化:ボルツマンマシンのニューロンは、確率的出力を実現するために、一般には複雑な構成となる。クーロンブロッケード条件を適切に設定した単電子回路を適用すると、コンパクトな回路で、確率的出力特性をもつニューロン回路を構成できる。その回路は、1、0信号の電圧パルス列を確率的なランダムパルスとして出力し、1の出力確率は入力信号により制御される。複数のニューロンを接続して、ネットワークとしても問題なく動作する。印加電圧の制御により、アニーリング駆動も可能である。2) ローカルミニマム問題の解消:単電子回路に特有の「共同トンネル現象」を利用すると、ローカルミニマムの問題のないニューラルネットワークを得ることが出来る。そのネットワークにおいては、複数のニューロンが同時にコヒーレントな組み合わせとして状態を変更することが可能である。したがって、大きなハミング距離の状態遷移も可能となり、ローカルミニマム問題が解消される。結果として、エネルギー最少の状態が必ず実現される。このような性質を利用すれば、ローカルミニマム問題に悩まされることなく組み合わせ最適化問題を解く、新たな計算機を開発することが可能となる。
  • 文部科学省:科学研究費補助金(基盤研究(B))
    研究期間 : 1997年 -1998年 
    代表者 : 橋詰 保, 関 昇平, 呉 南健, 赤澤 正道, 長谷川 英機, 藤倉 序章
     
    本研究では、次世代通信用キーデバイスの実現に向けて、新しい電気化学プロセスによるショットキー界面制御技術とシリコン超薄膜制御層を利用したMIS界面制御技術を用いて、「超高速ショットキーゲートInAlAs/InGaAsHEMT」と、「超低消費電力性と大振幅動作性を有する絶縁ゲートInAlAs/InGaAsHEMT」を試作・開発することを目的とした。得られた成果を以下にまとめる。(1) エッチングと金属膜堆積を同一の電解液中で行い、さらにパルス波形電圧を利用する「電気化学プロセス」によって、n-InP,n-InGaAs,n-InAlAsに対して、熱電子放出理論に従った電流輸送特性を有する良好なショットキー接合を形成することが可能となった。(2) スパッタ法により形成したTi/n-InP構造の界面反応を、オージェ電子分光法、X線電子分光法、X線回折法により詳細に評価し、電気的特性との相関よりオーミック電極形成機構の検討を行った。500℃前後の短時間熱処理によってTi-P化合物相が界面に生成することにより良好なオーミック性を示すことが明らかになった。(3) n-InPに対して「シリコン超薄膜界面制御技術」を適用することにより、最小界面準位密度2x10^<10>cm^<-2>eV^<-1>の非常に良好なSiN/n-InP界面構造を形成することに成功した。1)まず、数値計算によってSi界...
  • 文部科学省:科学研究費補助金(基盤研究(B))
    研究期間 : 1997年 -1998年 
    代表者 : 呉 南健, 石井 宏辰, 赤沢 正道, 雨宮 好仁, 安永 均
     
    本研究の目的は、高速スイッチング電源用のパワーショットキ整流ダイオードの最適構造を設計し、InPパワーショットキ整流ダイオードの試作を行うことにある。スイッチング電源を小型化、軽量化していくためには、変換効率と変換周波数を高めることが重要な課題である。そのための整流ダイオードとして現在は数百KHzレベルのSiショットキダイオードが使われ、高周波化の要求には対応が難しくなってきた。化合物半導体のInPは、Siに比べて、1)電子移動度が高い、2)逆方向電流が小さい、3)ブレークダウン電界が高い性質を持っている。高周波電源用の整流ダイオードを実現する可能性がある。本研究では、はじめにスイッチング電源の動作条件に応じて高速スイッチング電源用のInpパワーショットキ整流ダイオードの最適構造を設計した。耐圧40Vを設計基準として、次のダイオードの最適構造を得た。ダイオードのエピタキシャル層の厚さは0.2um、エピタキシャル層のキャリア濃度は3×10^<16>/cm^3,ショットキ障壁値約0.4eVである。ダイオードの整流可能最高周波数は約10MHzであることがわかった。次に実際にnpパワーショットキ整流ダイオードの試作を行った。Au-Ge-Ni合金系を用いて低抵抗のオーミックコンタクトの形成が可能であることがわかった。また、電気化学プロセスの最適化を行い、InPショットキダイオードを作成...
  • 文部科学省:科学研究費補助金(基盤研究(B))
    研究期間 : 1996年 -1997年 
    代表者 : 雨宮 好仁, 呉 南健, 赤澤 正道
     
    前年度に提案した単電子形二分決定グラフをカスケード接続して論理システムを設計し、その動作をシミュレーション確認した。全体システムの構成要素をあげると、(1)二分決定グラフデバイスを組み合わせたグラフ回路、(2)グラフ頂点からメッセンジャ電子を送り込む電子注入回路、(3)終点に到達するメッセンジャを検出して0-1の出力信号を出す出力インターフェイス、である。一例として4ビット加算器では、各桁の和と桁上げを5つのグラフ回路で並列計算する。各グラフ回路にメッセンジャ電子を複数個おいてパイプライン演算を行う。すべての入力組み合わせについて正確に動作することをシミュレーション確認した。加算器以外に数種のサブシステム(補数生成器や一致検出回路など)を設計して動作をシミュレーション確認した。
  • 文部科学省:科学研究費補助金(基盤研究(C))
    研究期間 : 1996年 -1997年 
    代表者 : 呉 南健, 赤澤 正道, 雨宮 好仁
     
    微小トンネル接合を利用した量子セルオートマトンデバイスの最適構造を設計した。また、実現の可能な量子セルオートマトンデバイスの入出力方法を検討した。さらに、量子セルオートマンデバイスの試作を行った。以下に本研究で得られた成果の概要を記す。1)微小トンネル接合を利用した量子セルオートマトンデバイスの最適構造を設計した。デバイスの単位セルは四つの半導体島と四つの絶縁膜微小トンネル接合から構成される。半導体島は微小トンネル接合により結合される。半導体島の誘電率を絶縁膜トンネル接合の誘電率より10倍以上大きくとる。また、隣接単位セルの局所結合は容量接合によって実現される。2)SET-CAデバイスの信号入出力方法を検討した。デバイスの入力単位セルには容量を介して差動電圧電源をつなぐ。単位セルに差動電圧を加えって、入力単位セルの過剰電子を分極させる。また、差動電圧電源の極性を変えることによって入力単位セルの分極をスイッチングすることができる。最後に、出力端単位セルの分極を検出するために、電位変化に敏感なTucher形単電子インバータ-型の分極検出回路を設計した。半導体島の材料とトンネル接合の材料の候補として誘電率の大きい半導体材料TiO_2、PbTe、Siと誘電率の小さいトンネル接合材料SiOF、SiO_2、Si_3N_4、Al_2O_3、空気ギャブがあることがわかった。4)電気科学プロセ...
  • 文部科学省:科学研究費補助金(奨励研究(A))
    研究期間 : 1996年 -1996年 
    代表者 : 赤澤 正道
     
    高々数個の電子を情報媒体とする極微細な「多値メモリ素子」を独自の設計思想で世界で初めて実現し、多値論理の情報処理システムに使用できる高速・高密度・低消費電力のメモリLSIに応用するための基礎的研究を行った。その結果、次のことがわかった。1)単電子トランジスタのトンネル接合を、方向性単電子トンネル接合におきかえると、多値メモリを構成できることをモンテカルロシミュレーションにより確認した。2)方向性単電子トンネル接合は、金属と誘電率の大きく異なる2種の絶縁体の組み合わせによって実現可能であることを理論的計算により予測した。3)実際の多値メモリデバイス構造は、TiあるいはTaの金属超薄膜をSTM/AFMにより微細加工することによって作製可能であることを実験により確認した。4)多値メモリセルは200MHzでの駆動が可能であり、また200nsecのデータ保持が可能であることが予測された。このとき、消費電力は1bit当り1pW程度になり、1Tbitの集積度でも1Wの消費電力で済むことになる。5)単電子の有無を電圧の情報に変換する入出力回路や、多値論理サブシステムの単電子回路による構成も可能であることをモンテカルロシミュレーションにより確認した。
  • 文部科学省:科学研究費補助金(一般研究(B), 基盤研究(B))
    研究期間 : 1995年 -1996年 
    代表者 : 長谷川 英機, 赤沢 正道, 本久 順一, 橋詰 保
     
    III-V族半導体を利用した量子デバイスは、新しい原理にもとづく次世代集積エレクトロニクスを構築できる可能性がある。これまでは、表面準位の多い表面をさけ、深く埋め込まれた量子構造を形成・評価する研究が全世界的に主流で、プレーナー集積化の展望は全く確立していない。本研究は、III-V族化合物半導体の量子構造の閉じ込め量子準位と表面の相互作用の機構を解明し、「シリコン超薄膜界面制御層」を用いる独自の表面・界面制御技術を用いて制御し、プレーナー集積化可能な新光デバイス構築の展望を開こうとするものである。得られた主要な成果を以下にまとめる。1)表面から5nmと極浅い位置にGaAs/AlGaAs量子井戸を形成した場合、半導体内部に形成した場合と比較して、量子井戸からのフォルトミネッサンス(PL)強度は約1/1000に減少することを確認し、この現象が表面準位と量子準位の強い相互作用によるものであることを明らかにした。シリコン超薄膜界面制御層技術を用いて本質的な表面不活性化を行うことで、このPL強度の完全な回復を世界で初めて達成した。(表面科学17巻9号に論文発表)2)光電子分光法による化学分析によって、シリコン界面制御技術を用いた不活性化膜/半導体界面では半導体表面の酸化や窒化が見られず、良好な界面が形成されていることを明らかにした。(表面科学17巻9号に論文発表)3)シリコン超薄膜界面...
  • 文部科学省:科学研究費補助金(試験研究(B), 基盤研究(B))
    研究期間 : 1995年 -1996年 
    代表者 : 橋詰 保, 関 昇平, 呉 南健, 赤沢 正道, 長谷川 英機
     
    燐化インジウムショットキーゲート電界効果トランジスタ(InP MESFET)は、マイクロ波分野で実用化されているGaAs MESFETよりも動作周波数の高い超高速集積回路や、光通信システムのキーデバイスとして期待されているが、これまでに実用化された例はない。本研究の目的は、新しい電気化学プロセスを用いて、高障壁を有するInPショットキー障壁を形成し、それを利用したInP MESFETを世界に先駆けて実現し、超高速集積回路および光電子集積回路に応用する素地を作ることである。得られた成果を以下にまとめる。1)Pt/InPショットキーダイオードにおいて、0.86eV以上の障壁高さが再現姓良く得られ、理想因子も1.1程度と極めて良好な値を示した。2)Pt/InP接合界面を、容量-電圧法、ラマン分光法および光電子分光法により詳細に評価した。結果、酸化層が存在せずストレスの極めて小さい界面が形成されていることが明らかとなった。3)電気化学プロセスの選択性を利用することによって、ゲート長が1〜2μm程度の、PtゲートInP MESFETを作製した。MESFETは、すぐれたゲート制御性と完全なピンチオフ特性を示し、相互コンダクタンス23mSが得られた。ゲート漏れ電流もゲート電圧V_G=-5Vで100nA以下と低い値が得られ、-20Vの負ゲート電圧でもブレークダウンは見られなかった。さらに、0...
  • 文部科学省:科学研究費補助金(一般研究(C), 基盤研究(C))
    研究期間 : 1995年 -1996年 
    代表者 : 橋詰 保, 呉 南健, 赤沢 正道, 長谷川 英機
     
    本研究の目的は、半導体量子井戸中の2次元電子ガスへ直接ショットキー接合を形成し、その接合特性を理論的・実験的に解明するとともに、この接合をゲートとする電界制御によって、損傷のない新しい量子構造を実現することを目的としている。得られた主要な成果を以下にまとめる。1)In-Situ電気化学プロセスによりAlGaAs/GaAsヘテロ接合における2次元電子ガス(2DEG)端に、直接ショットキー接合を形成する技術を開発し、これにより、インプレーンゲート量子構造を考案した。計算およびEBIC法による空乏層の直接測定やSdH振動の測定により、これらのゲート構造のゲート制御機能解析および構造の最適化を試みた。2)インプレーンゲート形量子細線トランジスタを製作し、100Kまで、コンダクタンスの量子化が観測でき、新しいインプレーンゲート構造では、従来のスプリットゲート構造に比較して、電子の閉じこめポテンシャルが格段に大きいことが示された。3)さらに、トレンチホールを持つAlGaAs/GaAsヘテロ接合2DEGバ-にインプレーンゲートを形成し、ゲート制御形電子波干渉デバイス(アハラノフ-ボ-ムリング)を作製した。ゲート制御によって、明瞭な磁気抵抗振動が3.3Kで観測され、その周期より、この振動がアハラノフ-ボ-ム効果による振動であることが確認された。4)AlGaAs/GaAsヘテロ接合2DEG系に...
  • 文部科学省:科学研究費補助金(一般研究(A))
    研究期間 : 1994年 -1995年 
    代表者 : 福井 孝志, 赤澤 正道, 本久 順一, 長谷川 英機
     
    本研究は,半導体立体量子構造を作製するに際して,特定の低指数面(ファセット面)間の表面エネルギーの差を利用することが特徴である。原子の付着確率,原料原子の表面拡散距離を,部分的に絶縁膜で覆われた正方形のマスク基板結晶を用いた選択成長により明らかにした。具体的には,絶縁膜で覆われたGaAs基板を電子ビーム露光法により0.2μmサイズのパターンに加工し,有機金属気相成長法でGaAs立体量子構造の成長を行った。その際,パターン形状及び成長条件を変えながら選択成長結晶の形状を高分解能走査型電子顕微鏡,および原子間力顕微鏡で詳細に観察し,隣接するファセット面間の原子の付着量,拡散量を調べることにより,相対的な成長速度の面方位依存性を定性的に明らかにした。また,この成長速度は結晶成長条件とともに変化し,またピラミッド構造の場合には,成長が進むとともに成長速度が速くなり,更に頂上付近では成長が飽和することを明らかにした。頂上形状の結晶成長条件依存性を明らかにした。この平担な頂上部に成長条件を変えることにより,AlGaAs/GaAs量子井戸を形成し,頂上部にGaAs量子ドットを作製した。ドットの密度は,2×10^9cm^<-2>である。量子ドットからの発光をカソードルミネッセンス法を用いて確認した。
  • 文部科学省:科学研究費補助金(一般研究(C))
    研究期間 : 1994年 -1995年 
    代表者 : 齋藤 俊也, 澤田 孝幸, 赤澤 正道, 陽 完治
     
    1. InGaAs表面には、高密度の表面準位が存在し、その最小値が10^<12>cm^<-2>eV^<-1>台であることが判明した。太陽光強度に相当する程度の光キャリアを励起した場合、表面再結合速度が10^5am/s程度となり、パッシベーション膜のないInGaAs表面では、再結合速度が極めて大きいことが判明した。2. InAlAsをInGaAs上に連続的に結晶成長することにより、界面準位密度はInGaAs表面に比べ2桁程度減少する。これより、InAlAs薄膜は太陽電池表面の再結合速度を減少させる表面層として極めて有効であることが判明した。3. AIGaAs/GaAs界面に比べて、InAlAs/InGaAs界面は成長中断による界面の劣化が極めて小さいことが明らかになり、この系を用いると太陽電池プロセス中の界面の特性劣化を比較的小さく抑えることが可能となることが判明した。4. GaAs(100)基板上に、約10^<10>cm^<-2>の面密度、水平方向の大きさ約500Å、高さ約50ÅのInAsドットを形成することに成功した。これは、面積比にして約25%のInAs層を形成したことになり、高濃度ドープ層をフォトリソグラフィや化学エッチングを用いることなく部分的に形成することが可能であることが示された。5. GaAs(111)B基板表面を間隔4μmでマトリックス状にエッチピットを形成し...
  • 文部科学省:科学研究費補助金(奨励研究(A))
    研究期間 : 1994年 -1994年 
    代表者 : 赤澤 正道
     
    本研究は、新しい構造をもつ2次元電子ガスMISFETを実現するための基礎的研究である。年限内に得られた成果を以下に挙げる。(1)Si超薄膜による絶縁体(Si_3N_4あるいはSiO_2)-InGaAs界面の制御は、非常に薄い(100Å)InGaAs活性層上においても有効であることがわかり、2次元電子ガスの、MISゲートによる駆動にも成功した。(2)MISゲート電極下の逆HEMT構造のMBE成長条件の最適化を計り、低温成長スペ-サ層の挿入により2次元電子の移動度を、77Kにおいて5,000cm/v・secから40,000cm/v・secまで向上させた。(3)一般的にInGaAs系HEMTにおいて問題となっている、メサエッチングした側面でのゲート電極と2次元電子ガスとの接触に起因する、漏れ電流の問題を、弗化水素による表面処理とSi超薄膜形成とを組み合わせて、界面を制御して絶縁体を推積することにより回避することに成功した。年限内に、良好な特性を有する2次元電子ガスMISFETの実現には到達しなかった。これは、ソース・ドレイン電極のオーミック接触の抵抗値を下げる技術を開発できなかったためであるが、今後この点が解決されれば、本研究により得られた成果と合わせて、良好な特性を持つ新しい素子が実現すると考えられる。
  • 文部科学省:科学研究費補助金(一般研究(B))
    研究期間 : 1993年 -1994年 
    代表者 : 長谷川 英機, 赤澤 正道, 澤田 孝幸
     
    量子構造は、構造の尺度が電子波長程度に微細であるので、表面や界面の性質が、量子構造の性質に及ぼす影響は極めて大きいと考えられる。本研究では、化合物半導体の量子構造の量子準位と表面・界面準位の相互作用を理論的・実験的に解明するとともに、独自の表面・界面制御技術を用いて量子構造の表面・界面を工学的に制御することを試みた。得られた主な研究成果を以下にまとめる。(1)Al_<0.3>Ga_<0.7>As/GaAs量子井戸からのフォトルミネセンス(PL)発光強度が、上部AlGaAsバリア層の厚さが10nm以下となると指数関数的に減少することを観測し、それが量子井戸準位と表面準位の相互作用にもとづくことを明らかにした。(2)量子井戸の界面準位や表面準位が量子井戸のPL効率やその励起光強度依存性に及ぼす影響を理論的・実験的に明らかにした。(3)分子線エピタキシ-(MBE)法による超薄膜シリコンと光化学気相堆積(光CVD)法による超薄膜シリコン窒化膜を界面制御層(ICL)として利用した、独自の表面・界面制御技術を開発した。(4)砒化ガリウムインジウム(InGaAs)に、Si ICLによる界面制御技術を適用することにより、界面準位濃度の最小値(Nssmin)2x10^<10>cm^<-2>eV^<-1>が得られた。この値は、これまでに化合物半導体で報告されている中で最も低い値である。(5)Si...
  • 文部科学省:科学研究費補助金(一般研究(C))
    研究期間 : 1992年 -1993年 
    代表者 : 赤澤 正道, 斉藤 俊也, 福井 孝志, 長谷川 英機
     
    本研究は、マイクロ波集積回路における能動素子には、半導体中のキャリアと電磁波との相互作用である固体進行波モードを、また、受動素子には、磁性体薄膜中の静磁波モードを利用し、さらにこれらの素子をモノリシック化することで機能の集積度の向上を図るための基礎的研究を行うことを目的とした。特に、システムの高機能化のためのキーデバイスである固体増幅素子を、固体進行波モードを積極的に用いて実現することに重点をおいて研究を進めた。得られた成果を以下に示す。(1)InPおよびGaAsを用いてインタディジタル型固体進行波素子を作製しその評価を行った。素子の入力アドミタンスを電子のドリフト速度を変えつつ測定した結果、あるドリフト速度でコンダクタンスの減少およびキャパシタンスの増加といったアドミタンスの変調がみられた。また、このようなアドミタンスの変調が生じるドリフト速度の周波数依存性から、この変調に2つの型があることがわかった。(2)インタディジタル遅波導波路を有する固体進行波相互作用系の解析を行なった。とくに相互作用領域が有限厚であることを踏まえ従来の理論をあらたに拡張した。この拡張した理論を用いて実験結果を定量的に説明し、化合物半導体において固体進行波相互作用が存在することを示した実験結果が妥当であることを示した。(3)インタディジタル遅波導波路を有する固体進行波相互作用に対する界面準位の影響を...
  • 文部科学省:科学研究費補助金(一般研究(B))
    研究期間 : 1992年 -1993年 
    代表者 : 福井 孝志, 赤沢 正道, 長谷川 英機, 本久 順一
     
    量子ドット構造を作製するための基礎実験として、SiO_2マスクパターンを施した(001)GaAs基板上に、結晶学的に4回対称の{001}ファセットに囲まれた量子細線・量子箱の作製を目標とし、有機金属気相成長法を用いてGaAs及びAlGaAsの選択成長を行った。SiO_2膜はウェットケミカルエッチングではく離した。パターンサイズは2ionである。GaAsの成長では良好なピラミッド構造が得られたが、形状は結晶成長条件に強く依存することが明らかとなった。まず成長温度に対しては700℃以上ではSiO_2マスク部に多結晶の析出が見られないが、650℃と比較的低温ではSiO_2上での原料原子の拡散距離が短いため、多結晶が析出することが明らかとなった。また、ファセット形状はV族原料であるAsの分圧にも強く依存し、As圧の低い条件(V/III=10)では、側面に(110)面が現れず、形状が大きくくずれた。またいずれの条件においても上面(001)にくぼみが見られ、量子ドット作製の際には悪影響を及ぼす可能性があり、原因と解決策を検討中である。さらに次のステップとして、AlGaAsの成長を試みた。原料AlはSiO_2膜上では拡散距離が短いため成長条件によらずSiO_2上に多結晶が析出する傾向があることが明らかとなった。最終目標である量子ドットを作製するためには、GaAs/AlGaAsヘテロ構造の選...
  • 文部科学省:科学研究費補助金(一般研究(B))
    研究期間 : 1991年 -1992年 
    代表者 : 長谷川 英機, 飯塚 浩一, 赤沢 正道
     
    本研究では、フォトルミネセンス(PL)測定による半導体表面準位密度分布の評価法の確立と表面の工学的制御に関して検討を行い、以下に示す成果を得た。(1)バンド端PL強度の励起光強度依存性の測定と表面・界面準位を介した再結合過程の厳密な計算機シミュレーションの比較から、準位密度分布を非接触・非破壊で定量的に評価することが可能な新しい方法として、フォトルミネセンス表面準位スペクトロスコピー(PLS^3)法を開発した。(2)新しいPLS^3法を用いて、化学エッチング、化学的表面処理、アニーリングが行われた表面など、従来測定が不可能であった半導体「自由表面」やMBE結晶成長、光CVD絶縁膜堆積など超高真空プロセス中の表面・界面の準位密度分布をはじめて明らかにした。また、これにより、本手法の有用性を実証した。(3)MBE GaAs再成長界面およびGaAs系ヘテロ界面のPLS^3測定,CVシミュレーションから、これらの界面には、DIGSモデルの特性エネルギーEHOに極小値を持つU字形の連続準位が形成されること、また、この準位が成長中断界面,ヘテロ界面で観測される種々の異常性の原因であることを明らかにした。(4)GaAs表面に形成したショットキー障壁の構造・組成・結合・電子状態をRHEED,XPS,C-V,I-V法等で評価し、界面層の効果を考慮したショットキー障壁の新しい形成機構を提唱した。...
  • 文部科学省:科学研究費補助金(試験研究(B))
    研究期間 : 1991年 -1992年 
    代表者 : 長谷川 英機, 飯塚 浩一, 坪内 夏朗, 赤沢 正道
     
    本研究は、代表者らによる「シリコン超薄膜界面制御層」を用いる新しいMIS界面制御技術を、ユニークな材料物性をもつInGaAsを用いた電荷転送形撮像素子の製作に適用できる実用的な界面制御プロセス技術として確立することを目的として、その学問的理解の確立、それにもとづくプロセスに改良と最適化と基本構造の試作を行なったものであり、成果の概要は次の通りである。(1)「シリコン超薄膜界面制御層」をもつ界面の構造・組成・結合・電子状態を、RHEED、XPS、X線回折、C-V、PL法等で評価・解明した結果、界面制御層が擬似格子整合を保ちつつ化合物半導体をシリコンに変換し、さらにSi-SiO_2界面より、シリコンから絶縁体へのボンド遷移を滑らか行う働きをすることを明らかにするとともに、界面制御層が満たすべき条件を明かとした。(2)この理解にもとづきプロセスの改良と最適化を進め、弗酸処理による表面ストイキオメトリ制御とSi超薄膜の還元作用を組み合わせると、シリコン超薄膜界面制御技術が、半導体表面を大気にさらす通常のデバイス製作プロセスと両立することを見出した。(3)XPS法によるモニタとシリコンの堆積と低温酸化を繰り返すプロセスにより、界面の原子プロフィールの原子層レベルでの精密なモニタと制御・最適化が可能であることを示した。(4)開発された界面制御技術が、電荷転送形撮像素子製作に適用可能である...
  • 文部科学省:科学研究費補助金(一般研究(B))
    研究期間 : 1990年 -1991年 
    代表者 : 大野 英男, 赤沢 正道, 飯塚 浩一, 長谷川 英機
     
    本研究では、新しいIIIーV族希薄磁性半導体、(In,Mn)Asの分子線エピタキシ成長とその成長層の評価を行った。研究実験は、以下の通りである。分子線エピタキシ 基板温度(200〜300℃)によって、相分離を起こさずに得られるMnの最大濃度が異なり、伝導型も異なる。300℃では相分離しない組成範囲はx〈0.03であり成長層はp形であるが、200℃ではx〈0.25n形である。その組成範囲を越えると、第2相としてMnAsが出現する。エピタキシャル層の評価 (1)磁性n形試料はすべての温度にわたって、常磁性であり、Mn間の相互作用は、反強磁性的でその強さは、最近接Mn間でー1.6Kである。p形試料は、中高温領域で常磁性であり、ある温度以下では、自発磁化が生じる。そのふるまいは、やや複雑で、自発磁化と同時に、磁化には高い磁場に至るまで常磁性的応答する成分も含まれている。(2)電気的性質n形試料は、低温で負の磁気低抗効果を示した。p形試料は、室温から1.4Kの低温までホ-ル係数は正の値(p形)を示し、200K以下では、ホ-ル係数が異常ホ-ル効果に支配されていることが明らかとなった。7.5K以下では、ホ-ル係数のB依存性にヒステリシスがみられ、自発磁化が異常ホ-ル効果を通して観測された。同時に、高磁場まで負の磁気低抗効果が観測された。このp形特有の結果は、正孔とMn間の強磁性的相互作用の...
  • 文部科学省:科学研究費補助金(一般研究(B))
    研究期間 : 1988年 -1989年 
    代表者 : 長谷川 英機, 大野 英男, 飯塚 浩一, 深井 一郎, 赤澤 正道
     
    マイクロ波・ミリ波を用いる高度情報通信システムの構築を目指し、半絶縁性GaAsを基板としたマイクロ波モノリシック集積回路(MMIC)の研究開発が活発に行われている。しかし、現状ではMMICの基板面積当たりの機能の集積度は、著しく低い。これは半導体能動素子は集中定数素子とみなせるよう小面積に作る一方、高価な基板の面積の大部分は寸法の大きい受動素子を作るのに、絶縁体として使用されるからである。本研究の目的は、半導体のキャリアがもたらす分布定数的効果を積極的に利用し線路波長を短縮するMIS形およびショットキ形のコプレ-ナ伝送線路の基礎的研究を行なうことにある。さらに、これら線路は、その伝送特性が電気的に変化できるので、そのユニ-クな性質を利用して、高性能・高機能化した新しいMMICを実現できる。本研究の成果の概要は以下の通りである。(1)半導体基板上に形成されたMIS形およびショットキ形コプレ-ナ伝送線路構造の理論的検討を行い、伝送モ-ドおよび伝送特性量の幾何学的構造依存性、半導体表面層のパラメ-タ依存性、周波数依存性、バイアス依存性を明らかにした。(2)コプレ-ナ伝送線路試料の作製法を検討した。ことに、GaAsおよびInGaAsエピタキシャル表面半導体層を分子線エピタキシャル法で成長する方法および条件を明らかにした。(3)半絶縁性GaAs基板上に形成されたショットキ形コプレ-ナ線...

教育活動情報

主要な担当授業

  • 光情報システム学特論
    開講年度 : 2021年
    課程区分 : 修士課程
    開講学部 : 情報科学研究科
    キーワード : 光情報処理
  • 光情報システム学特論
    開講年度 : 2021年
    課程区分 : 修士課程
    開講学部 : 情報科学院
    キーワード : 光情報処理
  • 光情報システム学特論
    開講年度 : 2021年
    課程区分 : 博士後期課程
    開講学部 : 情報科学研究科
    キーワード : 光情報処理
  • 光情報システム学特論
    開講年度 : 2021年
    課程区分 : 博士後期課程
    開講学部 : 情報科学院
    キーワード : 光情報処理
  • ディジタル回路
    開講年度 : 2021年
    課程区分 : 学士課程
    開講学部 : 工学部
    キーワード : 組み合わせ回路、順序回路、CMOS論理ゲート、論理演算回路、算術演算回路、状態遷移機械(ステートマシン, FSM)、メモリ、プログラマブルロジック、FPGA

大学運営

委員歴

  • 1995年05月 - 現在   電子情報通信学会   ソサイエティ論文誌編集委員会査読委員
  • 2014年11月 - 2015年10月   2015年固体素子・材料コンファレンス   実行委員
  • 2002年05月 - 2003年05月   電子情報通信学会   シリコン材料・デバイス研究専門委員会幹事
  • 2002年04月 - 2003年03月   応用物理学会   シリコンテクノロジー研究分科会常任出版幹事
  • 2000年11月 - 2002年05月   電子情報通信学会   シリコン材料・デバイス研究専門委員会幹事補佐
  • 1995年05月 - 2000年10月   電子情報通信学会   シリコン材料・デバイス研究専門委員会専門員


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