国立研究開発法人 産業技術総合研究所 
先端半導体研究センター

研究業績

Research achievements

学会発表
(主要国際会議)

　　
  1. “Milli-Kelvin Analysis Revealing the Role of Band-edge States in Cryogenic MOSFETs”
    Hiroshi Oka, Hidehiro Asai, Takumi Inaba, Shunsuke Shitakata, Hitoshi Yui, Hiroshi Fuketa, Shota Iizuka, Kimihiko Kato, Takashi Nakayama, and Takahiro Mori
    Technical Digest of 2023 International Electron Devices Meeting, 22-6 (2023).
  2. “Determining the Low-Frequency Noise Source in Cryogenic Operation of Short-Channel Bulk MOSFETs”　
    Takumi Inaba, Hiroshi Oka, Hidehiro Asai, Hiroshi Fuketa, Shota Iizuka, Kimihiko Kato, Shunsuke Shitakata, Koichi Fukuda and Takahiro Mori
    Technical Digest of 2023 Symposium on VLSI Technology and Circuits, T13-4, (2023)
  3. “Effect of Conduction Band Edge States on Coulomb-Limiting Electron Mobility in Cryogenic-MOSFET Operation”
    Hiroshi Oka, Takumi Inaba, Shota Iizuka, Hidehiro Asai, Kimihiko Kato, Takahiro Mori
    Technical Digest of 2022 IEEE Symposium on VLSI Technology and Circuits, T6-4 (2022).
  4. “A Cryogenic CMOS Current Comparator for Spin Qubit Readout Achieving Fast Readout Time and High Current Resolution”
    Hiroshi Fuketa, Ippei Akita, Tomohiro Ishikawa, Hanpei Koike, Takahiro Mori
    Technical Digest of 2022 IEEE Symposium on VLSI Technology and Circuits, 234-235, (2022).
  5. “Development of Integrated Device Simulator for Quantum Bit Design:Self-consistent Calculation for Quantum Transport and Qubit Operation”
    Hidehiro Asai, Shota Iizuka, Tsutomu Ikegami, Junichi Hattori, Koichi Fukuda, Hiroshi Oka, Kimihiko Kato, Hiroyuki Ota, and Takahiro Mori
    Technical Digest of 5th IEEE Electron Device Technology and Manufacturing Conference (Online), p. 238 (2021). (Best paper award)
  6. “Buried nanomagnet realizing high-speed/low-variability silicon spin qubits: implementable in error-correctable large-scale quantum computers”
    Shota Iizuka, Kimihiko Kato, Atsushi Yagishita, Hidehiro Asai, Tetsuya Ueda, Hiroshi Oka, Junichi Hattori, Tsutomu Ikegami, Koichi Fukuda, and Takahiro Mori
    Technical Digest of 2021 Symposia on VLSI Technology and Circuits, Online, JFS5-5 (2021). (Highlight paper)
  7. “Toward Long-coherence-time Si Spin Qubit: The Origin of Low-frequency Noise in Cryo-CMOS”
    Hiroshi Oka, Takashi Matsukawa, Kimihiko Kato, Shota Iizuka, Wataru Mizubayashi, Kazuhiko Endo, Tetsuji Yasuda, and Takahiro Mori
    Technical Digest of 2020 Symposia on VLSI Technology and Circuits, Online, TN2.2 (2020).
　

学会発表&セミナー
(依頼・招待)

　　
  1. “Cryogenic CMOS Device Technology for Quantum Computing Application”
    Hiroshi Oka
    2024 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM2024), Short course 2: “Sustainable CMOS Scaling towards 0.5nm Node Era”, 2024.09
  2. “Milli-Kelvin Analysis Revealing the Role of Band-edge States in Cryogenic MOSFETs”
    Hiroshi Oka, Hidehiro Asai, Takumi Inaba, Shunsuke Shitakata, Hitoshi Yui, Hiroshi Fuketa, Shota Iizuka, Kimihiko Kato, Takashi Nakayama, Takahiro Mori
    2024 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM2024) 2024.09
  3. “シリコン量子ビットの研究開発：ばらつき抑制と大規模集積化に向けて”
    加藤公彦, 岡博史, 浅井栄大, 飯塚将太, 稲葉工, 更田裕司, 森貴洋
    日本学術振興会　R025 先進薄膜界面機能創成委員会　第20回研究会, 2024.08
  4. “Milli-Kelvin Analysis Revealing the Role of Band-edge States in Cryogenic MOSFETs”
    Hiroshi Oka, Hidehiro Asai, Takumi Inaba, Shunsuke Shitakata, Hitoshi Yui, Hiroshi Fuketa, Shota Iizuka, Kimihiko Kato, Takashi Nakayama, Takahiro Mori
    16th Workshop on Low Temperature Electronics (WOLTE16), 2024.06
  5. “コンピュータ今昔物語 ～そして量子コンピュータへ～”
    森貴洋
    工学書協会「春の教科書フェア2024」トークイベント, 2024.01
  6. “mK評価が明らかにするMOSFET極低温動作におけるバンド端準位の役割”
    岡博史、浅井栄大、稲葉工、下方駿佑、由井斉、更田裕司、飯塚将太、加藤公彦、中山隆史、森貴洋
    応用物理学会 シリコンテクノロジー分科会 第247回研究集会 先端プロセス・IEDM特集, 2024.01
  7. “TCAD技術をベースとした半導体量子ビットシミュレータの開発”
    浅井栄大、飯塚将太、最上徹、服部淳一、福田浩一、池上努、加藤公彦、岡博史、森貴洋
    超伝導エレクトロニクス研究会 (SCE) 1月研究会, 2024.01
  8. “量子デバイス制御用クライオCMOS集積回路の技術動向”
    更田 裕司
    SEMICON Japan 2023 (量子コンピューティングフォーラム), 2023.12
  9. “極低温におけるMOSFETのノイズ源”
    稲葉工、岡博史、浅井栄大、更田裕司、飯塚将太、加藤公彦、下方駿佑、福田浩一、森貴洋
    シリコン材料・デバイス研究会 (SDM) 11月研究会, 2023.11
  10. “シリコン量子ビットの大規模集積化に向けた量子デバイスシミュレータの開発”
    浅井栄大、飯塚将太、最上徹、服部淳一、福田浩一、池上努、加藤公彦、岡博史、森貴洋
    シリコン材料・デバイス研究会 (SDM) 11月研究会, 2023.11
    　
  11. “Silicon technologies for quantum computing”
    Takahiro Mori
    20th International Conference on Flow Dynamics, 2023.11
  12. “大規模集積量子コンピュータの実現に向けたシリコン集積デバイス工学の開拓”
    森貴洋
    ithley Days 2023 2023.11
  13. “Development of Quantum Device Simulator toward Large-Scale Integration of Qubits”
    Hidehiro Asai
    Frontiers of semiconductor device simulations: first-principles - machine learning - quantum computing (Workshop of SISPAD2023), 2023.09
  14. “シリコン量子ビット素子開発のための集積デバイス工学”
    森貴洋
    第８７回半導体・集積回路技術シンポジウム, 2023.08
  15. “短チャネルバルクMOSFETsの極低温動作時に生じる低周波ノイズの起源”
    稲葉工, 岡博史, 浅井栄大, 更田裕司, 飯塚将太, 加藤公彦, 下方駿佑, 福田浩一, 森貴洋
    電子情報通信学会シリコン材料・デバイス研究会2023年8月研究会, 北海道大学, 2023.08
  16. “Cryo-CMOSデバイス技術”
    岡博史
    応用物理学会「半導体の結晶成長と加工および評価に関する産学連携委員会」第1回研究会, 2023.06
  17. “極低温動作MOSFETのクーロン散乱移動度に対するバンド端準位の影響”
    岡博史、稲葉工、飯塚将太、浅井栄大、加藤公彦、森貴洋
    電子情報通信学会　SDM6月研究会, 2023.06
  18. “シリコン量子ビット素子の集積デバイス工学”
    森貴洋
    第158回応用物理学会結晶工学分科会研究会（オンライン）2023.04
  19. “Integration of silicon spin qubits with buried nanomagnet: a trial to design integration structure with quantum device simulator”
    Shota Iizuka, Hidehiro Asai, and Takahiro Mori
    Quantum Innovation 2022, Online, CP-11-2, 2022.11.
  20. “クライオCMOSにおける電子移動度制限要因の理解”
    岡博史, 稲葉工, 飯塚将太, 浅井栄大, 加藤公彦, 森貴洋
    電子情報通信学会SDM11月研究会, 2022.11
  21. “Toward Silicon Quantum Computers: Challenges in Devices, Integration, and Circuits”
    MORI Takahiro
    The 8th International Symposium on Advanced Science and Technology of Silicon Materials, Okayama Convention Center and Tenjin9, Okayama, 2022.11.
  22. “シリコン量子コンピュータ向けデバイス技術の研究開発状況”
    森貴洋
    SEMI量子コンピュータ事業化協議会, 2022.10.
  23. “シリコン量子ビット素子の集積デバイス工学最前線”
    森貴洋
    第83回応用物理学会秋季学術講演会, 東北大学, 2022.09.
  24. “スピン量子ビット読み出し向け極低温で動作するCMOS電流比較回路”
    更田裕司, 秋田一平, 石川智弘, 小池帆平, 森貴洋
    応用物理学会シリコンテクノロジー分科会 第237回 研究集会（オンライン） 2022.08.
  25. “極低温動作MOSFETのクーロン散乱移動度に対するバンド端準位の影響”
    岡博史, 稲葉工, 飯塚将太, 浅井栄大, 加藤公彦, 森貴洋
    応用物理学会シリコンテクノロジー分科会 第237回 研究集会, 2022.08.
  26. “極低温動作MOSFETのクーロン散乱移動度に対するバンド端準位の影響”
    岡博史, 稲葉工, 飯塚将太, 浅井栄大, 加藤公彦, 森貴洋
    電子情報通信学会SDM8月研究会, 2022.08.
  27. “A Cryogenic CMOS Current Comparator for Spin Qubit Readout Achieving Fast Readout Time and High Current Resolution”
    更田 裕司, 秋田一平, 石川智弘, 小池帆平, 森貴洋
    2022 IEEE Symposium on VLSI Technology & Circuits 国内報告会（オンライン） 2022.07.
  28. “Effect of Conduction Band Edge States on Coulomb-Limiting Electron Mobility in Cryogenic-MOSFET Operation”
    岡博史, 稲葉工, 飯塚将太, 浅井栄大, 加藤公彦, 森貴洋
    IEEE SSCS-EDS Japan Chapter VLSI Technology & Circuits報告会（オンライン） 2022.07.
  29. “極低温動作MOSFETにおける電子移動度制限要因の理解”
    岡博史, 稲葉工, 飯塚将太, 浅井栄大, 加藤公彦, 森貴洋
    電気学会「ナノエレクトロニクス機能化・応用技術調査専門委員会」, 2022.07
  30. “量子コンピュータ開発におけるシリコン集積化技術の役割”
    森貴洋
    2022最先端実装技術シンポジウム, 2022.06
  31. “Silicon Compatible Quantum Computers: Challenges in Devices, Integration, and Circuits”
    MORI Takahiro
    241st ECS Meeting, 2022.06
  32. “量子コンピュータにおける極低温デバイス・回路技術”
    森貴洋
    電子情報通信学会総合大会　2022.03
  33. “シリコン量子ビット作製と大規模集積化に向けた電子線リソグラフィ技術”
    加藤公彦
    ナノプロセシング施設オンラインセミナー「マスクレス描画技術」 2022.03
  34. “集積シリコン量子ビット作製に向けた電子線リソグラフィ技術の開発”
    加藤公彦
    次世代リソグラフィ技術分科会 2022.01
  35. “シリコン量子コンピュータに向けたデバイス・集積化技術”
    森貴洋
    シリコン材料・デバイス（SDM）研究会 「プロセス科学と新プロセス技術」2021.10
  36. “シリコン量子コンピュータの基礎と研究動向”
    森貴洋
    シリコンテクノロジー・チュートリアル2021 2021.10
  37. “Electron Beam Lithography for Future Highly-Integrated Si Quantum Bits”
    Kimihiko Kato
    BEAMeeting MNE 2021 2021.09
  38. “シリコン量子ビットと周辺回路技術”
    森 貴洋, 更田 裕司
    VLSI夏の学校「LSI技術者のための量子コンピューティング講座」2021.08
  39. “量子コンピューティングとシリコン集積化技術”
    森貴洋
    VLSI夏の学校「LSI技術者のための量子コンピューティング講座」2021.08
  40. “誤り訂正大規模量子コンピュータに実装可能な高速かつ低ばらつきなシリコンスピン量子ビット動作を実現する埋め込み型微小磁石の集積技術”
    飯塚将太, 加藤公彦, 八木下淳史, 浅井栄大, 上田哲也, 岡博史, 服部淳一, 池上努, 福田浩一,
    電子情報通信学会 2021年8月SDM/ICD/ITE-IST研究会（オンライン） 2021.08
  41. “半導体量子ビット設計に向けた量子・半古典ハイブリッドシミュレーション技術の開発”
    浅井栄大, 飯塚将太, 池上努, 服部淳一, 福田浩一, 岡博史, 加藤公彦, 太田裕之, 森貴洋
    シリコンテクノロジー分科会 第229回研究集会 2021.07
  42. “Buried Nanomagnet Realizing High-Speed/Low-Variability Silicon Spin Qubits: Implementable in Error-Correctable Large-Scale Quantum Computers”
    Shota Iizuka, Kimihiko Kato, Atsushi Yagishita, Hidehiro Asai, Tetsuya Ueda, Hiroshi Oka, Junichi Hattori, Tsutomu Ikegami, Koichi Fukuda, and Takahiro Mori
    IEEE SSCS Kansai Chapter Technical Seminar (Online) 2021.07
  43. “量子コンピュータにおけるシリコン集積化技術”
    森貴洋
    システムナノ技術に関する特別研究専門委員会　2021.06
  44. “シリコン量子計算機実現に向けたTFET型高温動作量子ビットの開発”
    森貴洋
    シリコン材料・デバイス（SDM）研究会 MOSデバイス・メモリ高性能化－材料・プロセス技術　2021.06
  45. “High-temperature operation of silicon spin qubits up to 10 K with employing isoelectronic-trap-assisted tunnel FETs”
    Takahiro Mori
    2021 Silicon Nanoelectronics Workshop 2021.06
  46. “シリコン量子コンピュータの研究開発動向”
    森貴洋
    応用物理学会第68回春季学術講演会 2021.03
  47. “量子コンピュータ開発におけるシリコン集積化技術の役割”
    森貴洋
    エレクトロニクス実装学会 マイクロメカトロニクス実装技術委員会 2021.02
  48. “TFET型量子ビットの高温動作と量子コンピュータの実現に向けて”
    森貴洋、岡博史、飯塚将太、森山悟士、大野圭司
    電子デバイス界面テクノロジー研究会　2021.01
  49. “量子コンピュータにおけるシリコン集積化技術の役割”
    森貴洋
    システムデバイスロードマップ委員会ワークショップ 2020.12
  50. “量子コンピュータとマイクロ波エレクトロニクス”
    森貴洋
    マイクロウェーブ展2020 2020.11
  51. “シリコン量子コンピュータとマイクロ波”
    森貴洋
    　
    マイクロウェーブ展2020 2020.11
  52. “量子コンピュータとシリコン集積化技術”
    森貴洋
    応用物理学会シリコンテクノロジー分科会 2020.08
  53. “半導体量子コンピュータの現状と課題”
    森貴洋
    電気学会調査専門委員会 2020.08
  54. “シリコン量子ビットと周辺回路技術”
    更田裕司、森貴洋
    日本学術振興会シリコン超集積システム第165委員会・2020年VLSI夏の学校 2020.08
  55. “量子コンピューティングとシリコン集積化技術”
    森貴洋
    日本学術振興会シリコン超集積システム第165委員会・2020年VLSI夏の学校 2020.08
  56. “量子コンピュータの基礎とシリコンハードの研究開発”
    森貴洋
    第33回 回路とシステムワークショップ 2020.08
  57. “シリコンスピン量子ビットのコヒーレンス時間改善に向けたクライオCMOSにおける低周波ノイズ発生源の解明”
    岡博史、松川貴、加藤公彦、飯塚将太、水林亘、遠藤和彦、安田哲二、森貴洋
    電子情報通信学会SDM8月研究会, 2020.08
  58. “シリコン量子コンピュータの研究開発動向”
    森貴洋
    第67回応用物理学会春季学術講演会2020.03
  59. “シリコン量子コンピュータの研究開発動向”
    森貴洋
    非ノイマン型情報処理へ向けたデバイス技術分科会（一般社団法人電子情報技術産業協会） 2020.01

論文・学会誌等

2024年
  1. “TCAD analysis of conditions for DIBL parameter misestimation in cryogenic MOSFETs”
    Yuika Kobayashi, Hidehiro Asai, Shota Iizuka, Junichi Hattori, Tsutomu Ikegami, Koichi Fukuda, Tetsuro Nikuni and Takahiro Mori
    Japanese Journal of Applied Physics 63, 094001 (2024).
  2. “High-pressure hydrogen annealing improving the cryogenic operation of Si (110)-oriented n-MOSFETs”
    Shunsuke Shitakata, Hiroshi Oka, Takumi Inaba, Shota Iizuka, Hidehiro Asai, Kimihiko Kato and Takahiro Mori
    Japanese Journal of Applied Physics 63, 071002 (2024).
  3. “Neural-network-based transfer learning for predicting cryo-CMOS characteristics from small datasets”
    Takumi Inaba, Yusuke Chiashi, Minoru Ogura, Hidehiro Asai, Hiroshi Fuketa, Hiroshi Oka, Shota Iizuka, Kimihiko Kato, Shunsuke Shitakata and Takahiro Mori
    Applied Phyiscs. Express 17, 074002 (2024).
  4. “Integration of buried nanomagnet and silicon spin qubits in a one-dimensional fin structure”
    Shota Iizuka, Kimihiko Kato, Atsushi Yagishita, Hidehiro Asai, Tetsuya Ueda, Hiroshi Oka, Junichi Hattori, Tsutomu Ikegami, Koichi Fukuda, Takahiro Mori
    Japanese Journal of Applied Physics 63, 074001 (2024).
  5. “Temperature Dependent Variations of Low-Frequency Noise Source in Cryogenic Short-Channel Bulk MOSFETs”
    Takumi Inaba, Hiroshi Oka, Hidehiro Asai, Hiroshi Fuketa, Shota Iizuka, Kimihiko Kato, Shunsuke Shitakata, Kouichi Fukuda, Takahiro Mori
    IEEE Access 12, 12458 (2024).
2023年
  1. “Origin of Low-frequency Noise in Si n-MOSFET at Cryogenic Temperatures: The Effect of Interface Quality”
    Hiroshi Oka, Takumi Inaba, Shunsuke Shitakata, Kimihiko Kato, Shota Iizuka, Hidehiro Asai, Hiroshi Fuketa, and Takahiro Mori
    IEEE Access 11, 121567 (2023).
  2. “A Cryogenic CMOS Current Integrator and Correlation Double Sampling Circuit for Spin Qubit Readout”
    Hiroshi Fuketa, Ippei Akita, Tomohiro, Ishikawa, Hanpei Koike, Takahiro Mori
    IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers 70, 5220 (2023).
  3. “Device Structure and Fabrication Process for Silicon Spin Qubit Realizing Process-Variation-Robust SWAP Gate operation”
    Hidehiro Asai, Shota Iizuka, Tohru Mogami, Junichi Hattori, Koich Fukuda, Tsutomu Ikegami, Kimihiko Kato, Hiroshi Oka and Takahiro Mori
    Japanese Journal of Applied Physics 62(SC), SC1088 (2023).
  4. “量子ビット制御回路に向けたMOSFETの極低温動作”
    森貴洋, 岡博史, 稲葉工, 浅井栄大
    電子情報通信学会論文誌Ｃ J106-C, 373 (2023).
2022年
  1. “Cryo-CMOS Device Technology for Quantum Computers”
    Hiroshi Oka
    JSAP Review 2022, 220305 (2022).
  2. “量子コンピュータに向けたクライオCMOSデバイス技術”
    岡博史
    応用物理 91, 619 (2022).
  3. “Importance of source and drain extension design in cryogenic MOSFET operation: causes of unexpected threshold voltage increases”
    T. Inaba, H. Asai, J. Hattori, K. Fukuda, H. Oka and T. Mori
    Applied Physics Express 15, 8, 084004 (2022).
2021年
  1. “Electron beam lithography with negative tone resist for highly integrated silicon quantum bits”
    Kimihiko Kato, Yongxun Liu, Shigenori Murakami, Yukinori Morita, and Takahiro Mori
    Nanotechnology 32, 485301 (2021).
  2. “Si bilayer tunnel field-effect transistor structure realized using tilted ion-implantation technique”
    Kimihiko Kato, Hidehiro Asai, Koichi Fukuda, Takahiro Mori, and Yukinori Morita
    Solid-State Electronics 180, 107993-1-7 (2021).
2020年
  1. “Mechanism of extraordinary gate-length dependence of quantum dot operation in isoelectronic-trap-assisted tunnel FETs”
    Shota Iizuka, Hidehiro Asai, Kimihiko Kato, Junichi Hattori, Koichi Fukuda, and Takahiro Mori
    Applied Physics Express 13, 114001 (2020).
  2. “Implementation of Coulomb blockade transport on a semiconductor device simulator and its application to tunnel-FET-based quantum dot devices”
    Shota Iizuka, Hidehiro Asai, Junichi Hattori, Koichi Fukuda, and Takahiro Mori
    Japanese Journal of Applied Physics, 59, SIIE02 (2020).
  3. “量子コンピュータを見据えたシリコン量子ビット高温動作の実現”
    森貴洋
    応用物理 89, 274 (2020).
2019年
  1. “High-temperature operation of a silicon qubit”
    Keiji Ono, Takahiro Mori, Satoshi Moriyama
    Scientific Reports 9, 469 (2019).
  2. “Quantum interferometry with a g-factor-tunable Spin Qubit”
    Keiji Ono, Sergey N. Shevchenko, Takahiro Mori, Satoshi Moriyama, and Franco Nori
    Physical Review Letters 122, 207703 (2019).
  3. “シリコン量子ビット素子の研究動向”
    森貴洋、樽茶清悟
    精密工学会誌　85巻12号1052-1058

コラム・記事等

　　
  1. “半導体…名前は聞くけど？”
    浅井栄大
    毎日小学生新聞　「ふしぎのひみつきち」　2024.08.27
  2. “大規模集積量子コンピュータの実現に向けた シリコン集積デバイス工学の開拓”
    森貴洋, 更田裕司
    東陽テクニカ　事例紹介コラム　2024.06.18

特許

　　
  1. “トンネル電流駆動素子”
    発明者：加藤公彦、森貴洋、飯塚将太、中山隆史、趙祥勲
    各種番号：特開2023-117223（日本）、202347768（台湾、公開番号）、WO2023/153131（国際公開）
    ※千葉大との共同研究成果
  2. “スピン量子ビット型半導体素子及びその集積回路”
    発明者：飯塚将太、森貴洋、加藤公彦、八木下淳史、上田哲也
    各種番号：特開2023-81394（日本）、US 18/071,173（米国）
  3. “半導体素子、半導体集積回路及び半導体素子の製造方法“
    発明者：加藤公彦、森貴洋、飯塚将太、中山隆史、趙祥勲、加藤珠良偉
    各種番号：特開2022-158717（日本）、US 18/553,693（米国）、KR 10-2023-0158583（韓国）、EP 4318598（欧州）
    ※千葉大との共同研究成果
  4. “シリコンスピン量子ビットデバイス及びその製造方法”
    発明者：森貴洋　八木下淳史
    各種番号：特開2021-180235（日本）
  5. “トンネル電界効果トランジスタ及びその設計⽅法”
    発明者: 浅井栄大、森貴洋
    　
    各種番号：特許第7013049号（日本）、Patent:11233131（米国）、WO2019/182086（国際公開）
  6. “単電子トランジスタ及びその製造方法並びに集積回路”
    発明者：森貴洋　森山悟士　大野圭司
    各種番号：特許第6570115号（日本）
    ※理研・物材との共同研究成果
  7. “半導体素子及びその製造方法、並びに半導体集積回路”　
    発明者: 森貴洋
    各種番号：特許第6253034号（日本）、WO2015/033706（国際公開）

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