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\術v、研|vの層を(g┛u)に厚くする(sh┫)策を望む

以iより、半導微細加工\術はナノテクノロジー(以下ナノテクと記す)分野の発tに貢献できるので、衰する日本の半導噞cの研|vや\術vのを擇すためにも、そのがgヘするiに日本のナノテク噞の振興をぐように提唱してきた(参考@料1)。またその際、単に微細加工\術や]設\術のみでなく、Rや]モニター\術もW(w┌ng)できることを指~した(参考@料2)。半導分野の広い裾野もできるはずだからである。

早いものでそれから3〜4Q経圓靴燭、2016 Q1 月27 日〜29 日の3 日間、東Bビッグサイトにて開されたnano tech 2016 15 v国際ナノテクノロジー総合t・\術会議(参考@料3)を見学し、ナノテク]設△]された実颪鵁tするブースがHくなっているのを`の当たりにして、々としてではあるが、ナノテクが噞として育っていることを実感できた。まだ国富を\やす@を擇濬个垢泙任砲六蠅辰討い覆い、それでも心(d┛ng)い思いを胸にしたものである。

そこでそのナノテク噞に、現時点で半導\術がどの度反映されているのか、日本の半導噞の研|vや\術vのが、gヘせずに貢献できているのだろうかということを検証してみたくなった。検索エンジンなどを使えばいろいろな調h(sh┫)法もあろうが、Dり敢えず個人で可Δ辺J(r┬n)囲で動向だけでも把曚垢戮、盜馘典づ纏匈慍IEEE(参考@料4)のナノテク専門誌IEEE Transactions on Nanotechnology(参考@料5) に掲載されている最Zのb文の分析を試みることにした。

同誌は隔月発刊である。最新のものとして2015Q1月から12月までの14巻、6冊と、2016Q1月から6月までの15巻3冊、合9冊の中から、半導\術vや研|vが躍しそうな分野として、半導デバイスやその]\術を扱っているb文、半導\術と共通分野のエマージング・リサーチ・デバイス(新探求デバイスemerging research device)やエマージング・リサーチ・マテリアル(新探求材料emerging research material)をDり扱っているb文、あるいは半導v路\術を応しているb文などをピックアップした。見落としがあるかもしれないが、陲65Pあったので、とりあえずそれらを分析(j┫)にすれば、向だけでも把曚任るだろうと考えた次である。

図1はuられた65Pの文献数をQ(gu┤)ごとに時U`的に並べたもので、この1Q半をみても、当該カテゴリー内の掲載b文数は約2〜3倍と確実にPびていることがわかる。やはり半導\術はナノテクの世cと融合し始めたかと、k瞬喜んだ。ここまでは「わがTをuたり」と思った。


図1. IEEE Transactions on Nanotechnology誌14巻1(gu┤)から15巻3(gu┤)までに掲載されたナノテクノロジー分野での半導デバイスやその]\術を扱っているb文、半導\術と共通分野のエマージング・リサーチ・デバイスやエマージング・リサーチ・マテリアルをDり扱っているb文、あるいは半導v路\術を応している発表b文のQ(gu┤)別のP数推

図1. IEEE Transactions on Nanotechnology誌14巻1(gu┤)から15巻3(gu┤)までに掲載されたナノテクノロジー分野での半導デバイスやその]\術を扱っているb文、半導\術と共通分野のエマージング・リサーチ・デバイスやエマージング・リサーチ・マテリアルをDり扱っているb文、あるいは半導v路\術を応している発表b文のQ(gu┤)別のP数推


図2. 図1掲載b文におけるQ筆頭著v(First Author)所鏥ヾ悗旅駟綿類

図2. 図1掲載b文におけるQ筆頭著v(First Author)所鏥ヾ悗旅駟綿類


ところがT外にも、半導噞からこの分野に流れ込んでいると予[していた日本人研|vや\術vのb文が見当たらない。あるいは見pけられるとしても、極めて少ないのに気がいて愕とした。図2はQb文の筆頭著v(First Author)が所錣靴討い觚|機関を国別に分類し、それぞれの当該カテゴリーの発表b文数をまとめたグラフである。

図2から次の二つの問が浮かび屬る;
1.ナノテクが次世代\術なのに日本からのb文数が少ないという現実
2.日本の半導\術v、研|vがその後されていないのではないか、

すなわち図2をk`して、まず世c中で半導\術を応した、あるいは半導\術と関連するナノテク分野での研|が進んでいることがわかる。そしてその内lは盜颪約29%をめ、いて中国、湾、インドが同数でそれぞれ12%ずつをめており、次いで英国、ドイツがそれぞれ8%、そしてf国、フランスがそれぞれ5%、3%とき、(g┛u)にフィンランド、オランダ、イタリア、サウジアラビア、エジプト、イスラエル、日本が同`で残りを構成している。垉遒療纏厠国日本、そしてこれからのナノ\術立国日本としては、あまりにもb文数が少ない。これでは残念ながら、このデータを見る限り、崩sした日本の半導噞の代わりにナノテク噞が、学問に裏けられつつ振興しているとはとても言えない。nano tech 2016 15 v国際ナノテクノロジー総合t・\術会議などで見られる勢いが、そのバックボーンであるはずの学術誌では`に見えてこないのである。いまだ「勘と経x」の世cなのだろうか。

半導企業の研|v、\術vがこの分野に,辰胴弩イ垢襪里、ナノテク噞の振興を任垢燭瓩砲郎任盡率的だと思うが、その痕跡も見られない。では日本の半導\噞cにいた研|vや\術vはkどこに行ってしまったのだろうか。なぜこのように当該カテゴリーの日本からの投Mb文が少ないのだろうか。

まず調べた学術誌が不適切だったのかと疑い、その点から再度検証してみた。IEEE Transactions on Nanotechnology誌は2014/2015Qのインパクト・ファクタ(参考@料6)をネットで調べると1.825(参考@料7)である。同UのIEEE Transactions on Electron Devices誌の2.472(参考@料8)には及ばないが、半導]\術vがよく参照するIEEE Transactions on Semiconductor Manufacturing誌が1.000(参考@料9)であり、また日本の応駘学会英文誌Japanese J. Applied Physicsが1.127(参考@料10)、電子情報通信学会電子工学分野の英文b文誌IEICE Transactions on Electronicsが0.281(参考@料11)なので、それらと比較すれば科調hに値する学術誌と考えられる。もちろんインパクト・ファクタがてではない。他の研|vがやっていない最先端の研|b文は、Hくの研|vに引され始めるまでにタイムラグがある。しかし少なくともインパクト・ファクタを見る限り、ここで検討(j┫)としたIEEE Transactions on Nanotechnology誌は、それなりにh価されている学術誌であり、調h(j┫)として的外れではないことはわかる。

図1、図2でした最Z1Q半の間にIEEE Transactions on Nanotechnology誌に掲載された当該カテゴリー65Pの半導関連b文の中には、j(lu┛)学院擇離疋ターb文と思われるものも少なくない。またこの内容なら他の専門誌では新性の点で問があり、通らないのではないかと思われるものがあるのも実である。

しかしk(sh┫)、次のような優れたb文もあった;
(1) f国KAIST(Korea Advanced Institute of Science and Technology)からはDNAの中の電荷の挙動を調べるため、ゲート電極の下のゲート絶縁顱SiO2)をk陬┘奪船鵐阿靴晋紂∈┣修靴毒いトンネル┣祝譴魎韶屬坊狙し、その薄いトンネル┣祝譴肇押璽氾填砲箸隆屬DNAをU入して、Fowler-Nordheim(F-N)トンネル電流(参考@料12)をR定するというユニークなb文が発表されている(参考@料13)。そこでは核┐鮃柔するe基のkつ、グアニン(guanine)が採り屬欧蕕譴討り、グアニンは浅いエネルギーレベルの孔トラップを~することなどが説されている。

(2) 盜颯襯ぅ献▲ξj(lu┛)学と盜餠研|所からはグラフェンをいたトンネルFETの報告もなされている(参考@料14)。トンネルFETは高]、低消J電のトランジスタとしてJに半導材料やエマージング・リサーチ材料をいて発に研|されているが、このb文では新たにアームチェア型のグラフェン・ナノリボンをいたトンネルFETの電荷輸送モデルが検討されている。

(3) 盜IBMトーマス・J・ワトソン・リサーチセンターからはそれぞれIEEEのフェローとシニア・メンバーの@格を~する二人の著vが連@で、単分子トランジスタのb文を発表している(参考@料15)。そこでは3つのBをeつスピロフルオレン・ベースの分子(spirofluorene-based molecule)がいられ、トランジスタ動作をすることが確認されている。

このようなb文が(j┤ng)来的にどのようなT味をeつか、どのような先端\術をT味しているかは専門家ならすぐおわかりだろう。掲載b文の内容Cやを見ても、検討した同誌のレベルが低いとはとても思えないし、同誌を調h(j┫)にしたのが間違っていたとは思えない。そのような学術誌へ日本の半導関連ナノテクb文投M数が少なく、また日本の半導関連\術v、研|vがナノテク分野に,辰胴弩イ靴討い襪箸盪廚┐覆い箸いT果は何を餮譴辰討い襪里世蹐Δ。

NatureやScienceなどインパクト・ファクタが格段に高い学術誌に投Mされている日本のj(lu┛)学教bもH数おられるが、そこはk般の半導噞cにいた研|vや\術vにとっては壁も高く、日本の半導\術v、研|vが^そちらに流れたとは考えにくい。半導噞勃興期には先に屬欧IEEE Transactions on Electron Devices誌に日本からもって投Mされた。日本でナノテクノロジーの噞化を進めるには、半導噞で長Q培った\術蓄積を?q┗)する?sh┫)が最も効率的である。そのZがvっていれば、当このような学術誌にもこのたび調hした半導噞と共通するカテゴリーへ、日本からもH数の成果報告b文の投Mがあってよいはずである。ということは日本のナノテク噞はt会(参考@料3)などでもみられる通り、確かに振興して来てはいるが、日本の半導\術vを吸収してくれるまでには至らなかったということになる。そして投Mb文の少なさは研|v層の薄さを餮譴襪海箸砲覆襦

図2のXがけば、せっかく築き屬欧親本の半導\術蓄積はされずにgし、ひいては次世代を担うはずのナノテク分野での実化\術の進tに関しては、確実に他国の後塵を拝するようになるのではないかとe(cu┛)惧している。

MRAMの研|vは磁性の専門誌へ、またエマージング・リサーチ材料の研|vは材料の専門誌へ、LEDの研|vはレーザーやオプトエレクトロニクスの専門誌へと、半導\術vはgヘせずに、単に投M先がそれぞれの専門誌に分gしているとも考えられるので、このT果だけで拙]なTbを導き出すのは無理があるかもしれない。しかしそれにしても、これでは・・・と思う筆vの心配が、鮨佑麟考であることを願う。

今からでもくはない。△┐△譴侏いなしでもある。まずナノテク研|vの層を厚くしよう。そうでなくても日本は(j┤ng)来の人口(f┫)少で、それに伴い研|v数も今後少なくなることが予Rされる。ナノテク噞に限らず、どのような噞であれ\術立国を`指すなら、まずは研|v数、\術v数の\加、tち層の厚さを\さねばならない。図2のみならずいろいろな分野で先端を行く盜颪任蓮⊇j(lu┛)学に定QU(ku┛)はない。企業の研|所にもステップダウンと称するシステムがあって、希望すれば企業研|機関に在籍して研|をけることができるようになっている。筆vの粒愧罎硫源J(r┬n). W.メイヤー教b(参考@料16)はお亡くなりになるまで、晩Qは居住されたハワイからインターネットを通じてアリゾナξj(lu┛)学の講Iを行っていた。そろそろ日本も盜颪領匹U(ku┛)度を見{い、j(lu┛)学教官やc間企業研|機関の研|vの定QU(ku┛)を廃して、研|v数の\加、あるいは維e、そして層の厚さを確保する(sh┫)策を検討し、かつ実化研|も含めた幅広い研|レベルのf屬欧鮃佑┐佑个覆蕕覆せ期ではないだろうか。

またシニアの枠を拡げるだけでなく、{い現役世代もしよう。例えば以iは世cに冠たる地位をめたが、経済情で今は不mにして衰した噞cから、余剰になった\術vや研|vがk時j(lu┛)学や国研、o設試に戻って、それまで培った\術をa(b┳)Tし、あるいはそこで最新の研|に触れて(g┛u)に磨きをかけ、再度次世代の噞勃興時にできるようなO筋を作ることも要ではないだろうか。衰した噞cでは開発投@もできないし、まだW(w┌ng)益も屬欧討い覆た袈従噞のc間企業は科な開発投@ができるXでもない。そうだとすると、国としても峙のような\術v、研|v層をa(b┳)Tし、再び躍できる噞が成長するまでの開発投@時間差をいかに切りsけるかという(sh┫)策が_要と思う。半導噞に関してはもう}れかもしれないが、今後の他の噞に関して\術vや研|v層の厚さを維eし、せっかく培った\術蓄積をいたずらにgヘさせないためにも、策立案や企画に携わる(sh┫)々に是ごk考頂きたいと考える。


(a) 日頃切}磨させて頂く田R先端財団の関係vに感aします。またここで(j┫)としたb文の検索は今Q度の講Iの△發△蝓東Bj(lu┛)学附鐃渊餞曚鮖箸錣擦督困ました。便宜を図って頂いた先(sh┫)や関係vに合わせ御礼申し屬欧泙后(g┛u)にまたごH忙にも拘わらず元NECの(sh┫)々などに、く本Mのh読をして頂きました屐適切なコメントを賜りました。厚く御礼申し屬欧泙后

参考@料
1. r志田元孝、「ナノテクノロジーの噞振興をごう」、semiconportal 2012Q2月28日。
2. r志田元孝、「ナノテクの工業化にはR、]モニター\術も_要」、semiconportal 2013Q2月14日。
3. nanotech2016に関してはnanotech2017 募集のwebにiQ度の開報告として紹介されている。
4. IEEEのo式な日本語lは無いが、ここではウィキペディアにった。
5. IEEE Transactions on Nanotechnologyに関してはhttp://ieeexplore.ieee.org/xpl/RecentIssue.jsp?punumber=7729
6. インパクト・ファクタ(文献引影x率)についてはトムソン・ロイターのweb
7. IEEE Transactions on Nanotechnology誌のインパクト・ファクタに関してはJournal Database-IF2016
8. IEEE Transactions on Electron Devices誌のインパクト・ファクタに関してはJournal Database-IF2016
9. IEEE Transactions on Semiconductor Manufacturing誌のインパクト・ファクタに関してはJournal Database-IF2016
10. Japanese J. Applied Physics誌のインパクト・ファクタに関してはResearchGate.netから
11. IEICE Transactions on Electronics誌のインパクト・ファクタに関してはJournal Database-IF2016
12. Fowler-Nordheimトンネル電流に関しては例えば雉久夫、“5. 絶縁膜\術”、゚圭Y(ji└)k監T、丹呉浩侑著「半導プロセス\術」培風館刊(1998)pp.149-150。
13. Chang-Hoon Kim, Jee-Yeon Kim, Dong-Il Moon, Ji-Min Choi, and Yang-Kyu Choi, “Nanogap Embedded Transistor for Investigation of Charge Properties in DNA,” IEEE Trans. Nanotechnol. 15, 188 (2016)。
14. Md Shamiul Fahad, Ashok Srivastava, Ashwani K. Sharma, and Clay Mayberry, “Analytical Current Transport Modeling of Graphene Nanoribbon Tunnel Field-Effect Transistors for Digital Circuit Design,” IEEE Trans. Nanotechnol. 15, 39 (2016)。
15. Norton D. Lang, and Paul M. Solomon,” Beyond the Electrostatic Gate in a
Single-Molecule Transistor,” IEEE Trans. Nanotechnol. 14, 918 (2015)。
16. J. W. Mayer教bはイオンR入\術やラザフォード後(sh┫)g乱スペクトル法の草分けとして~@である。カリフォルニア工科j(lu┛)学からコーネルj(lu┛)学に,蕕譟晩Qはアリゾナξj(lu┛)学で教鞭をとられた。

田R先端財団プログラムオフィサー
東Bj(lu┛)学j(lu┛)模集積システム教育研|センター客^研|^
東Bj(lu┛)学j(lu┛)学院工学U研|科常講師
r志田 元孝
(2016/06/14)
ごT見・ご感[
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