【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.06.25】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24AT0081
利用課題名 / Title
次世代半導体デバイスの研究開発
利用した実施機関 / Support Institute
産業技術総合研究所 / AIST
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
遷移金属ダイカルゴゲナイド, TMDC, WSe2,高品質プロセス材料/技術/ High quality process materials/technique,エレクトロデバイス/ Electronic device,蒸着・成膜/ Vapor deposition/film formation,光リソグラフィ/ Photolithgraphy
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
堀 幸妃
所属名 / Affiliation
産業技術総合研究所
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
杉山 和義
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
AT-006：マスクレス露光装置
AT-023：電子ビーム真空蒸着装置
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
二次元半導体材料の遷移金属ダイカルゴゲナイド（TMDC）は、数原子層の厚さでありながら、高いキャリア移動度を有するため、次世代半導体チャネル材料として期待されている。しかし、TMDCチャネルのFETはソース／ドレイン部でのコンタクト抵抗低減が課題となっている。そこで、NPFの装置群を利用し、TMDCを用いたFETの試作を行うことで、コンタクト抵抗を低減できる電極材料の探索を行った。
実験 / Experimental
NPFの装置群を利用してトランジスタの試作を行った。マスクレス露光装置（AT-006）を用いてパターンニングを行った後、電子ビーム真空蒸着装置（AT-023）を用いて金属薄膜を作製し、リフトオフ処理を行うことで、トランジスタの試作を行った。
結果と考察 / Results and Discussion
金属の遷移金属ダイカルゴゲナイド（TMDC）は、TMDCチャネルトランジスタのソース／ドレインのコンタクト材料として注目されている。我々は、高い仕事関数を有する金属のTMDCであるNbS2をコンタクト材料として利用すると、一般的な金属電極CrやNiコンタクトと比較し、駆動電流が1桁以上高い値を示し、WSe2-pFETの性能が向上することを実証した（Fig. 1）。NbS2コンタクトはWSe2-pFETの性能向上技術として期待できる。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Fig. 1. ID-VG characteristics of WSe2-pFET with NbS2 contacts, compared with Cr and Ni contacts.
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
電子ビーム真空蒸着装置について、技術的な支援や有益な助言をいただきました、郭哲維様に深く感謝申し上げます。
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
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Koki Hori, Layered NbS2 contacts formed via H2S reaction with Nb for high-performance WSe2-channel p-type transistors, Japanese Journal of Applied Physics, 63, 12SP21(2024).
DOI: 10.35848/1347-4065/ad974d
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Koki Hori, Layered NbS2 Contacts Formed via H2S Reaction with Nb for High Performance WSe2-channel P-type Transistors, Extended Abstracts of the 2024 International Conference on Solid State Devices and Materials, , (2024).
DOI: 10.7567/SSDM.2024.H-6-04
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- 堀幸妃, 張文馨, 入沢寿史, 小椋厚志, 岡田直也．"二次元層状金属NbS2の実効仕事関数評価"第85回応用物理学会秋季学術講演会（新潟）．令和6年9月20日
- 堀幸妃, 張文馨, 入沢寿史, 小椋厚志, 岡田直也．"Ni含有二次元層状金属を用いたソース／ドレインコンタクト形成技術"第72回応用物理学会春季学術講演会（千葉）．令和7年3月15日
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件