【研究分野】通信・ネットワーク工学

【研究領域課題番号】24760291 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

CMOS / ミリ波 / オンチップアンテナ / 放射効率 / シリコン基板 / イオン照射 / 電磁界シミュレーション / オンチップ / アンテナ / シリコン / 導電率 / 低損失化 / シミュレーション

【研究成果の概要】

本研究はミリ帯オンチップアンテナの高効率化に関するものである。ミリ波帯オンチップアンテナは放射効率の低さが問題となっているが、それはシリコン基板の表面および、シリコン基板の導電率が大きいことが原因である。本課題では、最初に電磁界解析モデルの高精度化を試みた。また、アンテナ付近にウェル生成禁止レイヤを用いる方法およびHe-3イオンビームを照射して導電率を下げる方法で放射効率を改善する手法を試みた。40%程度の放射効率が得られた。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2012-04-01 - 2015-03-31

【配分額】4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)

【研究分野】電子デバイス・電子機器

【研究領域課題番号】22560330 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

トランジスタ / 熱伝導 / シミュレーション / MOSFET / シリコン / モンテカルロ法 / フォノン / 発熱 / 準弾道輸送 / FinFET / 電子 / 熱電 / 電子伝導

【研究成果の概要】

ナノスケールトランジスタを対象に、 内部の電子と熱の輸送を統一的に解くシミュレーション技術を新たに開発した。フォノン輸送やゼーベック効果など、モンテカルロ法を用いた熱電輸送解析に必要な新規アルゴリズムを提案し、またそれら要素技術を統合することにより電子とフォノンの輸送問題を同時に解くシミュレータを開発することができた。さらに得られた知見を等価回路モデルで表現し、回路レベルでの熱電解析を可能とした。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2010 - 2012

【配分額】4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)

【研究分野】金属生産工学

【研究領域課題番号】11694128 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

シリコン / 太陽電池 / 電子ビーム / 真空精製 / 凝固精製 / シミュレーション / 連続鋳造 / 残留応力 / 電子b-ム / 応力 / シュミレーション

【研究成果の概要】

鋳造法を用いて作製されるシリコンインゴットの品質は製造後に材料中に存在する残留応力に大きく影響されてい知られている。しかし、残留応力を正しく測定し、その結果を評価する方法は十分に確立されているとはいえない。
本研究では、残留応力の測定や発生状況と鋳造プロセスの関連性を詳細に国際共同により調べることを目的とし大学生産技術研究所に設けられている装置を用いてシリコンを連続鋳造した。鋳造条件を変えて試料を作成し、このインゴットを、カナダ国チョークリバー国立原子力研究所において、中性子回折実験を行い、内部ひずみの実測連続鋳造で得られるシリコンの結晶粒径が非常に大きいため従来の測定手法ではひずみ量の測定が困難であった料を測定中回転しながら等方性を持たせて測定する新たな手法をカナダ側で開発して適用した。東京大学では、モデルと伝熱解析から連続鋳造後のシリコンの残留応力を推定するモデルを作成し、実際のプロセス条件を境界析を行なった。この結果と上記実験結果を比較検討した。さらに、現在計算時間の短縮化と汎用計算手法の確立とから、モデルについては解析解を近似的に得るための工夫を行っている。これが可能になれば計算時間が飛躍的将来的には、製造時のオンラインプロセスモニタリングにも適用できる可能性を秘めている。大型電子ビーム溶解装実験を行った。小型電子ビーム溶解炉実験のスケールアップにとどまらず、2台の電子ビームと大型水冷銅製ハーシリコン精製実験を行った。実験の結果、30kg級大型シリコンインゴットを得ることに成功した。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】1999 - 2001

【配分額】8,800千円 (直接経費: 8,800千円)