Tetsu Tanaka

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・ディペンダブル・リコンフィギュラブルプロセッサの基本設計。このシステムに搭載するBIST回路、自己診断回路、自己修復回路の基本構成の検討。システム性能に及ぼす自己診断、自己修復タイミングおよびスケジューリングの影響評価。 ・画像データ蓄積用のフレームメモリ、並列プロセッサシステムのための共有メモリ、コンフィギュレーションデータ格納用コンフィギュレーションメモリ等のディペンダブルメモリの基本設計。 ・自己修復機能を有する3次元VLSIシステム用のBIST回路、自己診断回路、自己修復回路の設計。

脳神経疾患診断のための高精度な脳計測や治療のための正確な脳深部刺激を行うために、Si両面記録電極による高密度記録、薬液の注入や脳内の生体指標の逐次計測、脳深部へ刺入して電気刺激、などが可能な全く新しい多機能集積化神経プロープ技術を開発する。フランスとの国際共同研究により、多機能集積化神経プロープを用いた前臨床試験をグルノーブルのCLINATECで行い、我が国での早期臨床応用を見据えた神経プロープ開発を行う。

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通常の人工網膜は網膜刺激電極アレイチップ、光電変換素子、処理回路用チップ、およびチップ同士を接続するケーブル・コイルから構成されている。我々の人工網膜は網膜機能を実現する複数の集積回路チップを薄膜化して張りあわせ、そのチップを搭載したケーブルの裏面に網膜刺激電極アレイを有する一体構造となっている。人工網膜全体を眼球内に埋め込むことができ、患者自身の角膜や水晶体の使用、眼球運動による視点の移動が可能となる。

Si基板による信号伝播損失、エネルギー損失を低減して、良好な特性をもつ高速・低電力のMOSトランジスタを実現するために、Si基板の代わりに低誘電率の絶縁膜基板または表面に低誘電率層を形成したシリコン基板上にトランジスタを形成する新しいデバイス技術について検討した。このような低誘電率基板を有するMOSトランジスタ (SOLK: Silicon-On-Low k substrate トランジスタ) を実現するために、SiGe選択エピタキシャル成長法を用いたエレベーテッドソース、ドレイン形成技術、ニッケルシリサイド (Ni Silicide) 化技術、低誘電率有機絶縁膜を介したウェーハ張り合わせ技術を開発した。また、これらの技術を用いて実際に、低誘電率基板をもつダブルゲート構造の平面型SOI-MOSトランジスタを世界で初めて試作し、良好な特性を得ることに成功した。また、デバイスの更なる高速化と低電力化を目指して、Siチャネルの代わりにGeチャネルを用いたダブルゲートGOI (Germanium-on-Insulator)-MOSトランジスタの検討も行った。Ge チャネルを形成するために、傾斜型 Ge 濃縮法という新しい Ge 単結晶形成法を確立した。傾斜型 Ge 濃縮法を用いてダブルゲートGOI-MOSトランジスタを作製し，世界トップクラスの良好な特性を得ることに成功した。

共鳴磁気トンネル・ナノドット不揮発性メモリを提案し、動作確認及び新メモリをベースにした新しい超高速、低電力回路の可能性を示すことを目的としている。このメモリは、磁界によってスピンの方向を変えられる自由磁性体層と磁気ドットから成る固定磁性体層から構成されるＭＴＪ(Magnetic Tunnel Junction）と、増幅素子として働くＳＯＩ－ＭＯＳトランジスタが融合した構造をしている。磁気ナノドットのＴＭＲ効果を利用して書き込み・保持特性の改善をおこなうとともに、磁気ナノドットの保持する電荷によるＭＯＳトランジスタのしきい値電圧の変化を信号として読み出す。磁気ナノドットを用いることでフラッシュメモリで問題となっているトンネル酸化膜のスケーリングを可能とし、ドレイン・ターンオン効果、信頼性、歩留まり等を改善できる。磁気ナノドットを用いることによって、従来の微細化限界を越えた高性能の不揮発性メモリが実現できるものと期待される。

本研究では、MgO障壁トンネル接合を有するMTJと2段階CMPプロセスで形成する埋め込みVIA構造を用いて、ワード線を有するMTJを試作し、その特性評価を行った。また、MRAMメモリセルを構成するTMR素子のモデル化とSPICEシミュレータへのモデルの組み込み、および、極微細MRAMメモリセルのデバイスシミュレーションを行った。

通常の人工網膜は網膜刺激電極アレイチップ、光電変換素子、処理回路用チップ、およびチップ同士を接続するケーブル・コイルから構成されている。そのため全体の構造が複雑で、使用者の負担も大きい。我々は三次元集積化技術を応用して網膜の機能を１チップに集約した高性能な三次元積層型人工網膜チップを提案して開発を行った。