低電圧動作CMOS

InGaAs-nMOSFETとGe-pMOSFETにおいて、0.4 V未満動作で、45 nm世代のSi MOSFETと同等の真性遅延時間を持たせるための移動度とSS値を両立して得ることに成功した。SiGe-OIとInGaAs-OIトランジスタによるインバーター動作を、電源電圧0.2 Vまで確認した。Si系としては世界最高のオン電流と、世界最高のオン電流/オフ電流比を持つTFETの開発に成功、デバイスシミュレーションにより、さらなるEOTの低減により、0.2 V未満動作が可能であることを示した。

ナノカーボン材料の開発と応用

多層グラフェン層に異種分子をドーピングする技術を開発し、8 nm線幅のグラフェン配線において、微細Cu配線よりも低い抵抗率（3.2 μΩcm）を得ることに成功した。CNTビアとグラフェン配線の接続部を選択的に電子線照射することにより、低抵抗3次元配線を実現した。2層グラフェンに対し分子ドーピングによりバンドギャップが形成できることを確認、移動度として2500 cm²/Vsと良好な値が得られた。CNTをTIMとして実装実験を行い、InをTIM材料とする従来法と比べて、熱抵抗を49.6％低減できることがわかった。

バックエンドデバイス

SnTe/Sb₂Te₃超格子相変化材料の積層サイクル数を低減することにより、消費電力を1/10000に削減することができた。窒素をドープしたGeTe/Sb₂Te₃超格子において、消費電力が1/100で、セット化温度が従来の合金材料よりも40℃程度高くなることがわかった。GeTe/Sb₂Te₃超格子において、GeTe層の厚みを最適化することにより、ディラック半金属になり、巨大磁気抵抗が発生することがわかった。SET状態では、空間反転対称性が失われているため、磁気メモリ効果も発現することがわかった。