杏Map

【研究概要】

?半导体フォトカソード^注1）技術は、电子ビームを用いた半导体製造技術に対する技術革新の可能性が示唆されていたが、産業利用上、脆弱性の課題があった。
?骋补狈系半导体材料^注2）により、既存技术の20倍以上の高耐久性能を実现したことで、产业利用への课题が突破された。
?GaN系フォトカソードのナノ秒パルス电子ビームを活かした、選択的电子ビーム照射技術（Digital Selective e-Beaming: DSeB技術）が発明された。
?顿厂别叠技术を用いて、メモリデバイス内の微细なトランジスタの非接触での駆动およびその観测や、高アスペクト比^注3）のシリコントレンチ底部の観测に成功した。
?3顿构造を有するフラッシュメモリを製造するキオクシア岩手株式会社が研究成果に基づく応用技术の导入评価を开始する。同社の製造现场において、製造工程での本技术の歩留まり（ぶどまり）改善に向けた効果が検証される。

2025年９月下旬、杏Map発スタートアップ企業の株式会社Photo electron Soul（以下PeS社）と杏Map 天野?本田研究室が共同で研究开発を进める骋补狈系半导体フォトカソード技术について、キオクシア岩手株式会社（岩手県北上市　以下キオクシア岩手）が导入评価を开始します。
これまでにPeS社と天野?本田研究室は、GaN系半導体材料を用いた次世代光电子ビーム源（GaNフォトカソード）の共同研究を行ってきました。そしてPeS社は、この共同研究成果を活用したGaNフォトカソードからの光电子ビーム技術を用いて、微小MOSトランジスタやアスペクト比の高い構造を持つ、実際の半導体デバイスの電子顕微鏡撮像により、半導体デバイス製造の歩留まり改善に資する検査?計測に対する新しいアプローチの有効性を実証してきました。
これらの成果は、従来技術では困難だった半导体製造の前工程^注4)での电気的な非接触検査?计测のみならず、高アスペクト构造深部领域における欠陥や形状の検査?计测までの可能性を拓くものであり、半导体デバイス製造における有効な解决策が无かった歩留まり课题に対して、新たなソリューションを提供すると期待されます。
キオクシア岩手はこれらの実証を受け、将来的な製造ラインにおける基盘技术としての导入を见据え、製造现场における评価を开始します。今后、実际の工程における欠陥検出や原因特定等の歩留まり向上に対する本技术导入効果を详细に検証していく方针です。
本取組みは、大学発技術の社会実装モデルとしても注目されており、大学発スタートアップと大手企業の連携による半导体製造革新の具体的な一歩となるものです。

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【用语説明】

注1）半导体フォトカソード：
光照射により电子を放出する机能を持つ半导体材料で构成された电子源。特に、アルカリ金属を表面に原子层レベルに薄く形成されたものでは、半导体のバンドギャップの波长の光で电子放出が可能となる。
注2）骋补狈半导体材料:
窒化ガリウム（Gallium Nitride）の略で、GaNやInGaN（Indium Gallium Nitride）は近紫外領域の青色LEDなどに使用されている半導体材料。次世代パワー?通信?光電子技術の中核材料としても注目されている。
注3）アスペクト比:
半導体デバイス内での、穴や溝などの構造の深さを穴径や溝幅で割った比率。3D NANDデバイスにおいて、メモリーセルや配線層間接続などの形成では、10以上の高いアスペクト比を持つ構造が不可欠となっている。
注4）前工程：
半导体製造におけるウェーハ上への回路素子形成までの工程を指す。

【研究代表者】

, 西谷 智博(客員准教授)

【関连情报】

　～Researchers' VOICE～No.7 天野 浩 教授に一問一答！