第２部 IT による企業活動の見える化技術～EEMS 適用の際のポイント～
3. 高効率化技術に関する取り組み事例
3.5. 国内外ナノテクノロジー拠点におけるキーデバイス技術開発
3.5.3. Albany Nanotech
3.5.3. Albany Nanotech
o Center for Advanced Technology in Nanomaterials and Nanoelectronics (CATN2)
o International Venture for Nanolithography (INVENT)
o Center for Nanoscale Lithography (CNL)
半導体関連の研究センター
o Center for Semiconductor Research (CSR)
o Center for Advanced Interconnect Science and Technology (NY CAIST)
o Computer Chip R&D Integration Center (CCIC)
半導体関連の研究プログラム
o Computer Chip Hybrid Integration Partnership (CHIP)
o International Multiphase Program for Lithography Science and Engineering (IMPLSE)
半導体関連の組織・団体 o SEMATECH
半導体装置メーカーの研究センター o Applied Materials R&D Center
o TEL Technology Center, America R&D Center
ナノテク関連の研究センター
o Center for National Nanotechnology Innovation & Commercialization (NNICC)
o NanoHealth and Safety Center (NSC)
o Nanotechnology Innovation and Commercialization Excelerator (NICE)
ナノテク関連の研究プログラム
o Nanotechnology Innovation and Commercialization Excelerator (NICE)
o New York Center for National Competitiveness in Nanoscale Characterization (NC3)
o Collaboration for Leveraging Energy And Nanotechnology Program (CLEAN)
エネルギー、スマートグリッド関連の研究センター
o Energy and Environmental Technology Applications Center (E2TAC)
o Smart System Technology & Commercialization Center (STC)
o Center for Sustainable Ecosystem Nanotechnologies (CSEN)
o CG Power Center for Intelligent Power (CIP)
エネルギー、スマートグリッド関連の組織・団体 o National Institute for Sustainable Energy (NISE)
(2) ナノエレクトロニクス研究開発拠点ネットワーク
米 国 で 2000 年 に 次 世 代 の 国 家 戦 略 分 野 と し て 「 国 家 ナ ノ テ ク ノ ロ ジ ー 構 想 」 (NNI:National Nanotechnology Initiative)が発表された。構想に沿って研究インフラの整
備も進めており、国立科学財団（NSF: National Science Foundation）が中心となって設 立されたのが「全米ナノテクノロジー基盤ネットワーク」(NNIN:National Nanotechnology Infrastructure Network)である。NNINは2004年から開始され大学がクリーンルーム、
実験室、設計、シミュレーション、製造に必要な装置、分析や特性評価を行う装置を外部 使用者に提供している。
産業界でも全米半導体工業会(SIA:Semiconductor Industry Association)が政府との連携 を加速するため 2004 年に「ナノエレクトロニクス研究構想」(NRI:Nanoelectronics Research Initiative)を発表した。NRI の推進は SIA が設立した非営利目的の会社である SRC(Semiconductor Research Corporation)が行っている。NRIには民間企業ではIntel、
IBM、AMD、Texas Instruments、freescale、MICRONなどが参加し、公的機関では国立 標準技術研究所(NIST: National Institute of Standards and Technology)が参加している。
NSFとSRCの協力のもとNNINでは、地域ごとに大学を４つにグループ化しており、
図 3.5-14に4つのグループのネットワークを、表 3.5-1に各グループの研究テーマを示す。
図 3.5-14 NRIが援助する地域研究ネットワーク [3]
表 3.5-1 ナノエレクトロニクスに関する研究開発拠点 [4]
名称 INDEX（Institute for Nanolectronics Discovery and Exploration）
地域 北東部
本拠点 College of Nanoscale Science and Engineering of the University at Albany
参加 大 学 ・ 研 究 所 ： Harvard University, Yale University, Massachusetts Institute of Technology (MIT), California Institute of Technology, Columbia University, North Carolina State University, University of Virginia, Purdue University, Georgia Institute of Technology and Rensselaer Polytechnic Institute (RPI)
企業：Intel, Micron, AMD, IBM, Texas Instruments and Freescale Semiconductor, Inc.
研究テーマ 量子ドットデバイス，分子/グラフェン細線スイッチ，酸化物を使ったスイッチ
nanomaterial systems; atomic-scale fabrication technologies; predictive modeling protocols for devices, subsystems and systems; power dissipation management designs, and realistic architectural integration schemes for realizing novel magnetic and molecular quantum devices
名称 WIN（Western Institute of Nanoelectronics）
地域 西海岸
本拠点 UCLA Henry Samueli School of Engineering and Applied Science
参加 大学：UCLA,University of California campuses (Los Angeles, Berkeley, Santa Barbara and Irvine) ,Stanford University, Denver University, Portland State University, and University of Iowa
研究テーマ スピントロニクスと磁気デバイス
nano spintronics and nano plasmonics extending from material, devices, and device-device interaction all the way to circuits and architectures
名称 SWAN（South West Academy of Nanoelectronics）
地域 南西部
本拠点 Microelectronics Research Center at The University of Texas at Austin
参加 大学：UT-Dallas, Texas A&M, Rice, Notre Dame, Arizona State, the University of Maryland, North Carolina State and the University of Illinois at Urbana Champaign
研究テーマ 高効率ロジック(スピントロニクス,強相関材料)
energy-efficient logic including use of spin, "pseudo-spin," strongly correlated many-body systems, nano-magnets, and/or novel applications of quantum interference.
Work is also being performed on novel interconnects and on nano-metrology techniques 名称 MIND（Midwest Institute for Nanoelectronics Discovery）
地域 中西部
本拠点 University of Notre Dame
参加 大学・研究所：Purdue University, Penn State, Illinois, Michigan, National Magnet Lab at Florida State, and the University of Texas at Dallas
研究テーマ エネルギー消費の低減にフォーカス
高効率デバイス（グラフェントランジスタ,トンネルトランジスタ,量子輸送,比熱並行デバ イス）と高効率システム（磁気セルオートマトン）
energy-efficient devices and energy-efficient systems.
energy-efficient devices themed is
(1) tunnel transistors with low voltage and low subthreshold-swing
(2) graphene transistors based on spin, tunneling, and thermal rectification (3) quantum transport modeling tools for MIND devices, and engineering of energy dissipation in nonequilibrium devices.
energy-efficient systems theme is
(1)systems architectures to utilize the novel properties of devices (2)magnetic quantum-dot cellular automata
(3)circuit modeling and design for NRI device technology will be used to benchmark the progress of beyond-CMOS technology development.
図 3.5-14と表 3.5-1に示す通り４つのグループとは、
INDEX（Institute for Nanoelectronics Discovery and Exploration）
WIN（Western Institute of Nanoelectronics）
SWAN（South West Academy of Nanoelectronics）
MIND（Midwest Institute for Nanoelectronics Discovery）
である。SUNY-Albany CNSE がINDEXの本拠地に指定されており、INDEXは北東部の 大学における量子デバイスやグラフェンに関する研究の中心となっている[3]。
(3) INDEX
INDEX を中心にナノエレクトロニクスの研究が行われている（図 3.5-15 参照）。
SUNY-Albany内にはApplied Materials、東京エレクトロンという二大製造装置メーカー
もR&Dセンターを設置しており、製造装置の面から研究をサポートしている。
図 3.5-15 INDEXの研究領域 [3]
INDEXの研究領域は、
Novel Computing State-Variable Devices
Self-Assembly and Fabrication
Theory and Simulation
Metrology and Characterization
の４領域であり、その領域内で 7 つの研究テーマが設定されているとしているが、具体的 な内容は参加メンバー以外には非公開とされている[5]。
表 3.5-2に示すように、INDEX関係者の学会等の発表のタイトルから「グラフェン」「ス ピントロニクス」「新構造FET」「リソグラフィ技術」などBeyond CMOSの分野が研究の 中心となっていることが分かる。
一方、ナノテクノロジーを通じて社会的な問題解決を図る研究も進められている。例え ば、CSEN(Center for Sustainable Ecosystem Nanotechnologies)ではナノテクノロジーを 通じた持続可能な社会へ貢献する技術の開発を行っており、ナノ構造電極をもった蓄電池、
燃料電池やナノ構造太陽電池などの研究を行っている。その他にも環境、エネルギー、健 康といった分野に対するナノテクノロジーの研究も行われている。
表 3.5-2 INDEX関係者の学会等の発表タイトル[6]
タイトル 著者
Graphene Nanoelectronics: p-n Junction Characterization Yunfei Wang
INDEX Graphene p-n Junction Device Effort Ji Ung Lee
Electron Spin Lifetime Measurements in Graphene Vincent LaBella Electron Waveguide Switch: Performance and Technologies Serge Oktyabrsky
Graphene Spin and Quantum Switches Bin Yu
Reconfigurable Multi-Function Logic Based on Graphene P-N Junctions Wei Wang
Graphene p-n Junction Devices Wei Wang
Studies of Al(2)O(3) Barriers for Use in Tunnel Junctions for NonLocal Spin... Vincent LaBella
Graphene P-N Junction Device Effort Ji Ung Lee
Aberration Corrected Microscopy and Non-Linear Spectroscopy for Nanoscale... Alain Diebold Graphene Nanoelectronics: Defectivity and p-n Junction Characterization Robert E. Geer
E-beam Lithography @ Albany Nanotech John Hartley
参考文献
[1] 武田計測先端知財団報告書
http://www.takeda-foundation.jp/reports/
[2] N.Y. Albany CNSEの研究プログラムに関するホームページ
http://cnse.albany.edu/LeadingEdgeResearchandDevelopment.aspx [3]NISTのホームページ、 NRIとのパートナーシップに関する資料
http://www.nist.gov/director/vcat/upload/NIST_SRC_NRI.pdf [4] NRIのホームページ
[5]INDEXの研究テーマのホームページ http://www.src.org/program/nri/index/
[6]INDEXの発表文献一覧（タイトル等のリストのみ、内容は非公開、2011/3/29時点）
http://www.src.org/program/nri/index/ の「INDEX Publications」のリンク先