2020版 薄膜作製応用ハンドブック

第1編　薄膜材料の特性と特徴

第1章　薄膜の特性と特徴
第1節　薄膜とは 　　《權田　俊一》
　　薄膜の定義と表現／薄膜の歴史／機能をもつ工学薄膜の展開／21 世紀の進展
第2節　薄膜の特徴 　　《近藤　高志》
　　薄膜が選択される理由／薄膜特性の起源
第3節　薄膜の作製方法 　　《近藤　高志》
　　各種の薄膜作製法／気相堆積のプロセス／基板上での薄膜堆積の微視的過程／薄膜の成長様式／
　　エピタキシー
第4節　薄膜の特性と評価 　　《田畑　仁》
　　薄膜とは／薄膜の特性とその評価
第5節　第一原理計算と機械学習による薄膜設計（磁性薄膜系を中心に） 　　《小口　多美夫／中村　浩次》
　　第一原理計算の概要（手法の開発経緯を中心に）／第一原理計算の表面・薄膜系への応用／磁気配
　　置による磁気異方性／第一原理計算の現状と機械学習／第一原理計算と機械学習との組合せによ
　　る薄膜設計

第2章　薄膜材料の電気特性
第1節　電気伝導 　　《勝本　信吾》
　　電気伝導と測定／古典的電気伝導／薄膜構造の効果／量子伝導／単電子帯電効果
第2節　電流磁気効果 　　《勝本　信吾》
　　磁場と電気伝導／2 次元系における結晶異方性の効果／2 次元系のサイクロトロン運動と関連する
　　伝導現象
第3節　熱電効果 　　《勝本　信吾》
　　熱電効果の線形係数／熱電素子／キャリア分布と熱電係数／薄膜効果／熱電係数の測定
第4節　ピエゾ抵抗 　　《勝本　信吾》
　　ピエゾ抵抗係数／体積効果とピエゾ抵抗／ダイヤモンド型，閃亜鉛鉱型結晶のピエゾ抵抗係数／
　　ピエゾ抵抗テンソルの計算モデル／低次元電子系とピエゾ抵抗効果／細線構造の巨大圧力応答／
　　圧力印加相転移によるピエゾ抵抗

第3章　薄膜材料の誘電特性
第1節　誘電率・分極 　　《大見　俊一郎／工藤　聡也》
　　誘電体の分類／誘電率／分極／誘電率の交流特性
第2節　圧電効果 　　《神野　伊策》
　　圧電材料／圧電効果と圧電定数／圧電材料の薄膜化
第3節　強誘電体 　　《喜久田　寿郎》
　　強誘電ドメイン構造／ドメインスイッチング／自発分極／強誘電相転移の現象論

第4章　薄膜材料の固液界面特性 　　《 田畑　仁》 
　　電気二重層（静的固液界面の性質）／電解質溶液論（デバイ長の算出）

第5章　薄膜材料の磁気特性
第1節　磁性薄膜の分類 　　《宮﨑　照宣》
第2節　軟磁性薄膜 　　《宮﨑　照宣》
　　ソフト磁性材料開発のアプローチと開発の経緯／結晶質薄膜／アモルファスおよび微結晶薄膜／
　　グラニュラー薄膜／複合薄膜
第3節　磁気抵抗効果 　　《久保田　均／湯浅　新治／宮﨑　照宣》
　　強磁性金属における異方性磁気抵抗効果／金属人工格子・多層膜における巨大磁気抵抗効果／強
　　磁性トンネル接合におけるトンネル磁気抵抗効果
第4節　ホイスラー合金薄膜 　　《桜庭　裕弥》
　　ホイスラー合金の構造とスピン分極率／ホイスラー合金単結晶薄膜の作製法／ホイスラー合金薄
　　膜の原子規則度の評価方法

第6章　薄膜材料の光学特性
第1節　透過・反射 　　《矢口　裕之》
　　薄膜の光学
第2節　吸　収 　　《市野　邦男》
　　薄膜における光吸収のメカニズムによる分類／半導体（結晶）における吸収
第3節　発　光 　　《市野　邦男》
　　薄膜における発光のメカニズムによる分類／原子，イオンのエネルギー準位に基づく発光／分子
　　のエネルギー準位に基づく発光／半導体（結晶）のエネルギー準位に基づく発光
第4節　電気光学効果 　　《山田　実》
　　電気光学効果とは／強誘電体材料での屈折率変化の表現／ポッケルス効果／カー効果／フラン
　　ツ・ケルディッシュ効果／量子閉じ込め構造での電界効果／非常に薄い薄膜での電気光学効果／
　　電気光学効果の応用
第5節　磁気光学効果 　　《内田　裕久／井上　光輝》
　　磁気光学効果の基礎／磁気光学材料／磁気光学効果のエンハンスメント／磁気光学効果の観察・
　　測定法／磁気光学効果の応用
第6節　光伝導・光起電力 　　《金光　義彦》
　　光伝導／光起電力

第7章　薄膜材料の力学特性
第1節　応力・ひずみ 　　《佐々木　信也》
　　内部応力／内部応力測定法／内部応力の制御
第2節　ヤング率と硬さ 　　《佐々木　信也》
　　ナノインデンテーション／AFM によるインデンテーション／レーザ励起表面弾性波法
第3節　密着性 　　《佐々木　信也》
　　密着性と付着力／密着性の評価／密着性の向上
第4節　トライボロジー 　　《佐々木　信也》
　　トライボロジーの基礎メカニズム／トライボロジー用途に求められる特性／トライボマテリアル
　　としてのDLC

第8章　薄膜材料の化学特性
第1節　表面反応 　　《藤田　大介》
　　シリコンの熱酸化／シリコン系の窒化／金属の高温酸化
第2節　光触媒 　　《工藤　昭彦》
　　光触媒とは／半導体光触媒反応の基礎（水分解の場合）／人工光合成光触媒反応／環境浄化型光触
　　媒反応
第3節　腐食性・耐食性 　　《高井　治》
　　腐食性／耐食性
第4節　超はっ水性・超親水性 　　《高井　治》
　　はっ水性・親水性の基礎／はっ水性・親水性薄膜の形成法と応用／超はっ水薄膜表面を利用する
　　3次元立体的細胞培養法の開発／超はっ水／超親水パターン化構造の形成とマイクロ／ナノ集積への　
　　応用
　　
第2編　薄膜の作製と加工

第1章　基板と表面処理
第1節　金属基板 　　《坂入　正敏》
　　ステンレス鋼基板／非鉄材料
第2節　半導体基板（Si，Ge，SiC） 　　《有馬　健太》
　　Si 基板の表面処理／Ge 基板の表面処理／SiC 基板の表面処理
第3節　絶縁体基板
　1. ガラス基板 　　《林　和孝》
　　ガラス材料の特徴／ガラス基板への要求項目／各種基板ガラスの種類および製造法／ガラス基板
　　の代表的用途
　2. 酸化物単結晶基板 　　《宮澤　信太郎／望月　圭介》
　　異種材料における格子整合度と薄膜成長形態／GaN 用酸化物単結晶基板結晶／これからの基板開発
第4節　プラスチック基板 　　《西　睦夫》
　　プラスチックとは／基板に期待される役割／プラスチック基板の特性と機能／プラスチック基板
　　の開発動向

第2章　PVD 法
第1節　真空蒸着法 　　《矢口　裕之》
　　真空蒸着を行うための真空の必要性／真空蒸着における3 つの過程／真空蒸着装置／化合物の真
　　空蒸着
第2節　分子線エピタキシー法（MBE 法） 　　《朝日　一》
　　MBE の原理と特徴／固体ソースMBE 装置とMBE 成長／ガスソースMBE 装置と成長過程／Ⅲ─
　　Ⅴ族化合物半導体のMBE／Si 系半導体のMBE／Ⅱ─Ⅵ族化合物半導体のMBE／酸化物半導体の
　　MBE／シリサイド，金属間化合物，絶縁物のMBE／新物質のMBE
第3節　スパッタ法による薄膜作製技術 　　《星　陽一》
　　スパッタ法による薄膜の堆積過程／薄膜堆積のための各種スパッタ法
第4節　イオン化蒸着法 　　《臼井　博明》
　　イオンを用いた成膜法／薄膜形成におけるイオンの役割／イオンを用いた薄膜形成
第5節　レーザ堆積法（レーザアブレーション法） 　　《松木　伸行／大久保　勇男》
　　レーザ堆積の手法開発およびレーザ堆積を用いた新材料創製の歴史概観／レーザ堆積装置の基本
　　構成とその発展／レーザアブレーション過程／研究応用例／情報科学との融合による新材料探索
　　への展開

第3章　CVD 法
第1節　熱CVD 法
　1. 熱CVD 法の原理 　　《室田　淳一》
　　原料ガスの気相中での輸送と表面反応／原料ガスの表面吸着と反応
　2. シリコン系半導体膜 　　《室田　淳一》
　　反応雰囲気の高清浄化によるエピタキシャル成長の低温化／S（i 100）表面の吸着水素の脱離と成長
　　表面の平坦化／S（i 100）上での Si?Ge 系エピタキシャル成長と不純物ドーピング
　3. 金属膜 　　《松永　範昭》
　　熱CVD 装置の概要／タングステン（W）薄膜の形成／熱CVD─TiN 成膜／Co 薄膜の成膜技術と配
　　線応用
　4. 絶縁膜 　　《国井　泰夫／由上　二郎／芦原　洋司》
　　低温CVD 系SiO2 系膜／中・高温CVD 系SiO2 系膜／中・高温CVD 系SiN 系膜
　5. ポストスケーリング用材料（有機分子を原料とした熱CVD） 　　《大下　祥雄／町田　英明》
　　Ge1－xSnx およびMoS2 薄膜堆積／MoS2 薄膜形成
第2節　プラズマCVD 法
　1. 総　論（原理・特徴，装置） 　　《宮﨑　誠一》
　2. シリコン系薄膜 　　《傍島　靖／伊藤　貴司》
　　a─Si:H，μc─Si:H の膜成長過程／高速製膜の必要性と高速製膜の実際／OES 測定による電子温度
　　Te の推定／高速製膜μc─Si:H における膜内欠陥密度分布
　3. カーボン系薄膜・構造体 　　《平松　美根男》
　　ダイヤモンド薄膜の合成には大量の水素原子が必要／カーボンナノチューブやグラフェンの製造
　　には触媒金属が必要／DLC 膜の作製にはイオン衝撃が重要
　4. 機能性酸化物薄膜（Ti 酸化物系） 　　《安藤　康高》
　　熱プラズマと低温プラズマ／減圧低温プラズマCVD／大気圧低温プラズマCVD／熱プラズマ
　　CVD
　5. 有機・バイオ応用膜 　　《白藤　立》
　　プラズマを用いた有機膜
第3節　MOCVD 法
　1. MOCVD 法の原理 　　《福井　孝志》
　　MOCVD 用原料／MOCVD 装置／結晶成長機構
　2. Ⅲ─Ⅴ族 　　《福井　孝志》
　　GaAs 系／InP 系／GaN 系／立体構造の選択成長／量子ナノ構造
　3. Ⅱ─Ⅵ族および酸化物半導体 　　《藤田　静雄》
　　Ⅱ─Ⅵ族半導体のMOCVD／酸化物半導体のMOCVD／ミストCVD
　4. 酸化物（超伝導酸化物・強誘電性酸化物） 　　《吉田　政次》
　　超伝導酸化物薄膜／強誘電性酸化物薄膜／強誘電体薄膜のALD
第4節　ALD 法 　　《町田　英明》
　　ALD 法の原理／ALD 法の原料／最新ALD 法の状況

第4章　液相薄膜堆積法
第1節　VLS 薄膜・結晶成長法 　　《松本　祐司／丸山　伸伍》
　　原理と成長方法／VLS 成長の最近の研究展開
第2節　超臨界流体薄膜堆積法 　　《百瀬　健》
　　超臨界流体／製膜原理と均一製膜／埋め込み／デバイス応用／製膜装置
第3節　塗布法 　　《矢野　満明／佐々　誠彦／小池　一歩》
　　塗布法の概要／酸化亜鉛薄膜／酸化タングステン薄膜
第4節　インクジェット法 　　《西　眞一》
　　インクジェット技術の進歩／インクジェット法による薄膜形成技術の特長／エレクトロニクスデバ
　　イスへの応用／3D 造形技術への応用／国際標準化の動き／TC─119／今後の展開／新たな基礎研究
第5節　ゾル─ゲル法による薄膜作製 　　《幸塚　広光》
　　工程の概要／膜厚について／基材について／薄膜の表面粗さについて／薄膜の多孔性と緻密性に
　　ついて／薄膜の面内応力について／常圧成膜であることについて
第6節　めっき法 　　《渡邊　充広／本間　英夫》
　　めっきの基礎／各種機能における代表的なめっき／プラスチックへのめっき／エレクトロニクス
　　におけるめっき

第5章　有機・高分子・生体関連薄膜作製法
第1節　ウェット作製プロセス
　1. スピンコート・LB 法 　　《都倉　勇貴／白鳥　世明》
　　スピンコーティング／LB 法
　2. インクジェット印刷による薄膜作製 　　《峯廻　洋美》
　　ダブルショット・インクジェット印刷法の概要と薄膜形成例／結晶成長制御による単結晶薄膜の
　　印刷形成
　3. 印刷 　　《日下　靖之》
　　有版印刷法の概要／反転オフセット印刷／応用例
第2節　ドライ作製プロセス
　1. 真空蒸着法 　　《吉本　則之》
　　真空蒸着法の概要／有機薄膜の真空蒸着／アルカリハライド基板上の有機薄膜のエピタキシー
　2. 蒸着重合 　　《久保野　敦史／松原　亮介》
　　重合機構による蒸着重合法の分類／蒸着重合成膜技術の展開／蒸着重合高分子薄膜の応用
第3節　ソフトマテリアルの自己組織化
　1. 自己集積化によるチオール系単分子膜形成 　　《杉村　博之》
　　自己集積化による単分子膜形成／有機硫黄分子の金表面への吸着とSAM 形成／有機Se 系SAM／
　　アルカンチオールSAM の赤外線吸収スペクトル
　2. 自己組織化ナノ構造体 　　《小木曽　真樹》
　　チューブ状自己組織化ナノ構造体（有機ナノチューブ）／チューブ状自己組織化ナノ構造体（金属錯
　　体型有機ナノチューブ）／中空球状自己組織化ナノ構造体（有機ナノカプセル）

第6章　パターン化技術
第1節　リソグラフィ 　　《上野　巧》
　　リソグラフィの動向／KrF エキシマレーザ（248 nm）リソグラフィ／ArF エキシマレーザ（193 nm）
　　リソグラフィ／高解像度化技術／EUV（13.5 nm）リソグラフィ／電子線リソグラフィ
第2節　レジスト 　　《上野　巧》
　　リソグラフィの動向とレジスト／KrF（248 nm）リソグラフィ用レジスト／ArF（193 nm）リソグラ
　　フィ用レジスト／EUV（extreme ultraviolet: 13.5 mm）リソグラフィ用レジスト／電子線レジスト
第3節　エッチング
　1. ウェットエッチングとドライエッチング 　　《下川　房男》
　　ウェットエッチング／ドライエッチング
　2. 原子層エッチング 　　《篠田　和典》
　　原子層エッチングの概要／原子層エッチングの各種手法
第4節　ナノインプリンティング 　　《平井　義彦》
　　ナノインプリンティング／熱ナノインプリント／光ナノインプリント／モールド技術／装置・材
　　料・プロセス技術と応用／今後の展開

第7章　薄膜の加工／改質技術
第1節　研磨平坦化（CMP）技術 　　《近藤　誠一》
　　半導体プロセスへのCMP 技術の導入／CMP の分類と平坦化の課題／CMP 装置と研磨プロセス／
　　CMP スラリー／Cu 配線のバリアメタル膜の積層化／メタルCMP におけるガルバニック腐食の課題
第2節　（再）結晶化アニール技術 　　《堀田　將》
　　（再）結晶化アニール技術の概要／基本技術／レーザによる溶融結晶化技術／固相結晶化技術
第3節　原子層無損傷プラズマエッチング技術 　　《寒川　誠二》
　　プラズマエッチングとは／中性粒子ビーム源とプラズマエッチングにおける紫外線照射効果／
　　22 nm 世代以降の縦型フィントランジスタへの応用／無欠陥ナノ構造の作製とその特性／原子層
　　レベル表面化学反応の制御
第4節　レーザ加工・改質 　　《沖原　伸一朗》
　　薄膜加工・改質におけるレーザ加工
第5節　電子線・放射線による加工・改質 　　《瀬古　典明／植木　悠二》
　　電子線のエネルギーと透過力／電子線による材料加工
第6節　ビーム加工 　　《松井　真二》
　　電子ビームリソグラフィ／集束イオンビーム技術／ビーム励起表面反応
第7節　イオン注入 　　《黒井　隆》
　　イオン注入の特徴／イオン注入装置／イオン注入のアプリケーション／イオン注入技術の新しい
　　応用
第8節　SPM 加工 　　《杉村　博之》
　　化学反応を介した表面ナノ加工／局所的電気化学反応誘起とSPM ナノ加工／可逆的酸化還元ナノ
　　化学変換／単分子膜レジストを用いた走査型プローブリソグラフィ
　　
第3編　薄膜・表面・界面の分析・評価

第1章　薄膜・表面・界面の分析評価法
第1節　電子線 　　《深谷　有喜》
　　電子線の特性／電子線を用いた実験手法
第2節　イオンビーム 　　《城戸　義明》
　　SIMS／PIXE／RBS／ISS
第3節　陽電子消滅法 　　《上殿　明良》
　　陽電子消滅の原理／原子層堆積法によりGaN 上に形成したAl2O3 の評価
第4節　吸収・反射・発光 　　《秩父　重英》
　　光吸収・光反射／発　光／空間分解および時間分解発光計測
第5節　赤外分光とラマン散乱分光 　　《石谷　善博》
　　赤外分光とラマン散乱分光の物理／赤外分光／ラマン散乱分光
第6節　放射光を用いた薄膜の電子状態評価 　　《組頭　広志》
　　酸化物ナノ構造の放射光解析／酸化物ナノ構造材料への応用における課題と課題解決のための実
　　験装置／酸化物量子井戸構造を用いた強相関電子の2 次元閉じこめ／強相関デバイスにおける表
　　面キャリア注入時の界面電子状態解析
第7節　薄膜のX 線回折 　　《斎藤　啓介》
　　光学系の選択／測定手法
第8節　光電子分光（XPS，UPS） 　　《宮﨑　誠一／大田　晃生》
　　分析手法の分類と歴史／測定原理／内殻光電子信号とスピン軌道相互作用／内殻光電子とオー
　　ジェ電子の違い／光電子脱出深さ（非弾性平均自由行程）／光電子強度および光電子脱出角依存性
　　／バックグラウンドの発生および除去／プラズモン／組成元素の定量分析／極薄膜の膜厚評価／
　　化学結合状態の決定・定量評価／内殻光電子エネルギー損失スペクトによる極薄絶縁膜のエネル
　　ギーバンドギャップの測定／価電子帯不連続量の決定バンド不連続の測定法／光電子カットオフ
　　エネルギーによる仕事関数および電子親和力評価／光電子収率分光法（PYS；total photoelectron
　　yield spectroscopy）
第9節　走査プローブ顕微鏡 　　《菅原　康弘》
　　STM の動作原理／STM の観察例：S（i 111）7×7 再構成表面／AFMの動作原理／AFMの動作方式

第2章　薄膜分析・評価対象各論
第1節　膜厚分析
　1. 原子間力顕微鏡（AFM） 　　《中島　秀郎／粉川　良平》
　　原　理／測定法／AFM の発展・展開
　2. 白色干渉法 　　《小野田　有吾／柳川　香織》
　　白色干渉法の原理／層断面解析の測定例
　3. レーザ走査型顕微鏡 　　《藤井　岳直》
　　薄膜への応用／LSM の最新技術
　4. SEM/TEM による膜厚測定 　　《保田　英洋》
　　FIB─SEM 複合機による断面試料作製方法と膜厚測定
　5. X 線光電子分光法，X 線反射率法 　　《東　康史》
　　原　理／測定法の特徴，注意点
第2節　組成分析 　　《田中　彰博／大川　登志郎／大岩　烈》
　　薄膜・表面・界面の分析とLambert─Beer の法則（散乱断面積）／特性X 線や単色化X 線による励
　　起と定性分析（想定外X 線による励起の問題）／XPS の定量分析（励起断面積・放出方位分布・マト
　　リクス効果・検出器・計数機）／X 線・電子線による内殻励起と定性分析／イオンによる励起と定
　　性分析／オージェ電子分光法の定量分析／その他の手法（ESD, PSD, SIMS, SNMS, ISS, RBS）／膜
　　構造測定と深さ方向分析（Sputter Depth Profiling とThickogram）／ 極薄表面構造の解析と
　　HAXPES による界面計測の拡張
第3節　形態分析（粒子ビームを用いた分析） 　　《梅澤　憲司／本多　信一》
　　オージェ電子分光法（AES；Auger Electron Spectroscopy）／低速イオン散乱分光法（LEIS；Low
　　Energy Ion Beam Scattering）／ 低速原子散乱分光法（LEAS；Low Energy Atom Scattering
　　Spectroscopy）／透過電子顕微鏡（TEM；Transmission Electron Microscope）／走査電子顕微鏡
　　（SEM；Scanning Electron Microscope）
第4節　結晶性（RHEED 法を中心として） 　　《深谷　有喜》
　　RHEED の特徴／RHEED パターンから得られる情報／RHEED 強度から得られる情報
第5節　化学結合状態 　　《宮﨑　誠一》
　　特性X 線，蛍光X 線，X 線吸収を利用する分析／入射電子線の非弾性散乱を利用した化学結合状
　　態分析／電子放出を利用した化学結合状態分析／化学結合・格子における固有振動（フォノン）に
　　よる状態分析
第6節　薄膜の機械的特性評価 　　《佐々木　信也》
　　トライボロジー特性の評価／トライボロジー特性の評価試験機／留意すべきこと
第7節　薄膜の表面・界面制御と信頼性 　　《??信　淳》
　　原子スケールで制御された薄膜における表面界面制御とその評価
第8節　電気化学特性
　1. 薄膜材料の電気化学測定 　　《桑畑　進》
　　電気化学反応の基礎／電気化学計測／サイクリックボルタンメトリー／薄膜のサイクリックボル
　　タンメトリー（可逆系）／薄膜のサイクリックボルタンメトリー（非可逆系）／サイクリックボルタ
　　ンメトリーへの電気二重層容量の影響／電気化学的活性を有する薄膜の電気化学的分析法の実例
　2. 単分子膜・薄膜材料の電気化学特性と分子レベル構造解析 　　《吉本　惣一郎》
　　自己組織化単分子膜／金属錯体の電気化学挙動
　　
第4編　薄膜技術の応用と展望

第1章　電子デバイス
第1節　LSI
　1. MOSFET 用薄膜と展望 　　《最上　徹》
　　MOSFET 用薄膜とデバイススケーリング則／MOSFET 構造の進化／MOSFET 用シリサイド膜と
　　LSI 用金属膜／技術展望
　2. ゲート絶縁膜 　　《鳥海　明》
　　先端Si─CMOS／ゲートスタック形成プロセス／HK ゲートスタックの特徴的振る舞い／Non─Si
　　FET／今後の展開
　3. MOS チャネル用新材料 　　《高木　信一》
　　新MOS チャネル材料の必要性／SiGe／Ge／GeSn／Ⅲ─Ⅴ族化合物半導体／2 次元材料
　4. メモリセル用薄膜：DRAM キャパシタ用薄膜 　　《稗田　克彦》
　　DRAM の基本動作原理／メモリセル構造の変遷：リーク電流の低減と蓄積容量（CS）の確保／キャ
　　パシタ材料とキャパシタ薄膜作製プロセス／Gb 世代における高誘電体キャパシタ絶縁膜の作製プ
　　ロセスとその課題／1X nm，1Y nm，1Z nm 世代におけるDRAM キャパシタの技術動向とその課
　　題／塗布法を用いた抵抗変化素子の作製
　5. 3 次元フラッシュメモリ用薄膜 　　《三谷　祐一郎》
　　トンネル膜／電荷蓄積層膜（チャージトラップ膜）／ポリシリコンチャネル／今後の課題
　6. FeRAM 用キャパシタ薄膜：PZT 系 　　《山川　晃司》
　　FeRAM の動作原理／強誘電体キャパシタ材料とFeRAM の作製プロセス／FeRAM 用キャパシタ
　　の課題と動向
　7. MRAM 用強磁性トンネル接合薄膜 　　《斉藤　好昭》
　　MRAM のセル構造と動作原理／MTJ 膜構造／薄膜作製装置と作製プロセス／今後の展望と課題
　8. 相変化メモリ 　　《髙浦　則克》
　　相変化メモリの動作原理／相変化材料の成膜技術／相変化メモリのメモリセル構造／相変化メモ
　　リの動向と課題
　9. 不揮発性メモリおよび人工知能用ReRAM 　　《秋永　広幸／島　久／内藤　泰久》
　　ReRAM の動作原理とメモリ動作の特徴／不揮発性アナログ抵抗変化素子としての応用／まとめ：
　　成膜技術開発の必要性
　10. SOI 　　《小椋　厚志》
　　SOI 基板の製造方法／SOI デバイス
第2節　化合物電子デバイス
　1. 高電子移動度トランジスタ（HEMT） 　　《原　直紀》
　　素子構造と動作原理／HEMT の高性能化／HEMT の応用例
　2. ヘテロ接合バイポーラトランジスタ（HBT） 　　《本城　和彦》
　　動作原理／薄膜半導体中の電子走行時間／実際のデバイス構造／HBT の回路応用
第3節　パワーデバイス
　1. シリコンパワー素子 　　《大村　一郎》
　　低耐圧パワーMOSFET／高耐圧パワーMOSFET／IGBT／シリコンパワー素子の今後について
　2. 炭化ケイ素（SiC）パワーデバイス 　　《木本　恒暢》
　　SiC 半導体材料／SiC パワーデバイスの特徴／SiC パワーダイオード／SiC パワースイッチングデ
　　バイス
　3. ガリウムナイトライド（GaN） 　　《葛原　正明》
　　AlGaN/GaN HEMT の動作原理とノーマリーオフ動作／AlGaN/GaN HEMT の高耐圧化／縦型
　　GaN トランジスタへの期待と課題
　4. ダイヤモンド 　　《牧野　俊晴》
　　ダイヤモンドの材料物性／高濃度不純物ドーピングによるn 型・p 型伝導制御／ショットキーpn
　　ダイオード／反転層型MOSFET
　5. 酸化ガリウム 　　《藤田　静雄》
　　酸化ガリウムの特徴／β 型酸化ガリウムを用いたデバイス／α 型酸化ガリウムを用いたデバイス／
　　その他の結晶形を用いたデバイス
第4節　量子効果デバイス
　1. SQUID 　　《田中　三郎》
　　動作原理／FLL 回路／LTS─SQUID とHTS─SQUID／感　度
　2. 超伝導量子集積素子 　　《日高　睦夫》
　　超伝導体の巨視的量子効果／デジタル回路／量子アニーリング回路／ゲート方式量子コンピュータ
　3. ダイヤモンド量子センサ 　　《波多野　睦子》
　　NV センタの電子スピンの特徴と高感度センサの原理／NV センタの形成方法／高感度な計測とそ
　　の応用例
　4. スピントルク発振素子 　　《久保田　均》
　　スピントルクが誘起する磁化の発振／種々のタイプのスピントルク発振素子／スピントルク発振
　　素子の応用

第2章　光部品
第1節　光学多層膜光部品
　1. 反射防止膜 　　《國分　崇生》
　　光学薄膜の特性計算／単層反射防止膜／2 層反射防止膜／3 層反射防止膜／4 層反射防止膜／等価
　　膜と多層反射防止膜／超低屈折率材料の出現と反射防止膜
　2. ミラーおよびフィルタ 　　《國分　崇生》
　　反射増強膜（ミラー類）／波長分割膜（フィルタ類）／光路・光量分割膜（ビームスプリッター類）／
　　その他の光学薄膜
　3. 光学薄膜の評価方法 　　《國分　崇生》
　　光学特性の測定と評価／レーザ耐久性の測定
第2節　光導波路デバイス
　1. 石英系光導波路デバイス 　　《高橋　浩》
　　石英系光導波路の作製方法と伝搬特性／AWG 波長合分波器／光スイッチ／コヒーレント検波回路
　2. 有機光導波路デバイス（高速光変調に向けて） 　　《横山　士吉》
　　EO ポリマー光導波路変調器／EO ポリマー／高性能EO ポリマー変調器／ハイブリッドEO 変調
　　器による100 Gbit/s OOK
　3. シリコンフォトニクス 　　《堀川　剛／志村　大輔／鄭　錫煥／岡山　秀彰／最上　徹》
　　シリコンフォトニクス素子の構造と性能／技術展望
第3節　発光ダイオード
　1. 発光ダイオード 　　《伴　雄三郎》
　　基本構造および発光原理／発光出力（発光効率）／発光波長／作製方法／代表的な各種LED／その
　　他特殊LED
　2. 深紫外発光ダイオード 　　《平山　秀樹》
　　深紫外発光ダイオード（LED）とは／深紫外LED の応用分野と現状／深紫外LED の開発の経緯と
　　効率の向上／光取り出し効率の向上と今後の展望
第4節　半導体レーザ
　1. ダブルヘテロレーザ 　　《宮本　智之》
　　ダブルヘテロレーザとは／半導体レーザの歴史／キャリア注入／発光・光増幅および発振／ダブ
　　ルヘテロレーザの構造／光閉じ込め構造／ダブルヘテロ構造の役割／半導体レーザの材料と波長
　　帯，薄膜製作／半導体レーザの特性
　2. 面発光レーザ 　　《宮本　智之》
　　面発光レーザとは／面発光レーザの基本構成・基本特性／面発光レーザの応用領域
　3. 量子ドットレーザ 　　《西　研一／武政　敬三／菅原　充》
　　半導体量子ドットの作製および材料特性／量子ドットを活性層とする半導体レーザ
　4. フォトニック結晶レーザ（高ビーム品質・高出力）
　　　　《De Zoysa Menaka ／吉田　昌宏／石﨑　賢司／野田　進》
　　重格子フォトニック結晶共振器構造／重格子フォトニック結晶レーザの作製／重格子フォトニッ
　　ク結晶レーザの特性評価
第5節　半導体受光デバイス 　　《渡辺　恭志》
　　光電変換／フォトダイオード／暗電流／ノイズ／解像度
第6節　イメージセンサ 　　《黒田　理人》
　　イメージセンサの基本構造と光学系／イメージセンサの動作原理および方式／イメージセンサの
　　性能と技術動向
第7節　透明導電膜
　1. 透明導電膜（ITO を中心に） 　　《太田　裕道／細野　秀雄》
　　電気伝導機構／低抵抗化へのチャレンジ／アモルファスITO 薄膜／超平たんITO 薄膜
　2. アモルファス酸化物半導体：a─In─Ga─Zn─O
　　　　《井手　啓介／片瀬　貴義／野村　研二／雲見　日出也／細野　秀雄／神谷　利夫》
　　アモルファス酸化物半導体の歴史とその特徴／高移動度の起源：電子構造／動作不安定性／
　　a─IGZO 中の欠陥種／製膜条件・アニールの効果

第3章　ディスプレイ
第1節　LCD
　1. センサ内蔵LCD 　　《中村　卓》
　　はじめに（TFT─LCD）／多機能化（センサ内蔵LCD）
　2. アモルファスSi TFT 　　《小林　大士》
　　アモルファスSi TFT の構造／アモルファスSi TFT の製造工程
　3. 低温多結晶Si TFT 　　《平松　雅人》
　　エキシマレーザアニールプロセス／その他の結晶化プロセス／レーザ結晶化poly─Si TFT の問題
　　点／量産を見据えたpoly─Si TFT の進化像
　4. 酸化物半導体 TFT を用いた平面ディスプレイ 　　《雲見　日出也》
　　平面ディスプレイ用TFT の技術課題／酸化物半導体TFT の歴史，特徴と応用／酸化物半導体
　　TFT が駆動する平面ディスプレイの研究開発
第2節　薄膜EL ディスプレイ
　1. 無機EL 　　《大観　光徳》
　　無機薄膜EL 素子の動作原理と素子構造／薄膜EL ディスプレイの硫化物発光層材料と薄膜作製方
　　法／薄膜発光層／厚膜絶縁層ハイブリッド型EL 素子
　2. 有機EL 　　《清水　貴央》
　　有機EL ディスプレイの特徴／画素駆動用トランジスタ／有機EL デバイス／フレキシブル有機
　　EL ディスプレイ／フレキシブル有機EL ディスプレイの課題
第3節　PDP 　　《北川　雅俊》
　　PDP の構造と原理／PDP の実際と課題／構成する材料と薄膜／PDP の進化と薄膜技術

第4章　記　録
第1節　HDD 　　《髙岸　雅幸／前田　知幸》
　　記録・再生ヘッド用薄膜磁性材料／磁気記録媒体
第2節　記録型光ディスク 　　《宮川　直康》
　　書き換え型光ディスク／追記型光ディスク／今後の展望とまとめ
第3節　薄膜テープ 　　《立花　淳一》
　　蒸着テープ／スパッタテープ
第4節　磁気抵抗効果メモリ
　1. 不揮発性メモリSTT─MRAM 　　《湯浅　新治》
　　磁気トンネル接合MTJ と不揮発性メモリMRAM／スピン移行トルクとSTT─MRAM／面内磁化
　　STT─MRAM と垂直磁化STT─MRAM
　2. VT（voltage torque）─MRAM 　　《野﨑　隆行》
　　VCMA 効果の概要／VCMA 効果を利用した磁化反転制御法／VT─MRAM 実現に向けた課題
　3. SOT─MRAM およびvoltage─control spintronics memory（面内磁化方式のMTJ 素子を用いて）
　　　　《與田　博明／大沢　裕一／加藤　侑志／下村　尚治》
　　スピントロニクス物理による書き込みエネルギー低減／スピントロニクスメモリの応用例
　4. SOT─MRAM 　　《深見　俊輔／林　将光》
　5. レーストラックメモリ 　　《林　将光》

第5章　センサ
第1節　薄膜ガスセンサ 　　《島ノ江　憲剛／渡邉　賢／末松　昴一》
　　半導体ガスセンサ／固体電解質ガスセンサ／薄膜ガスセンサの今後の展開
第2節　力学センサ 　　《年吉　洋》
　　静電容量センサの原理／静電容量検出機構の構成例／静電駆動力による零位法／薄膜プロセスに
　　よる可変容量の製法／加速度センサ／シリコン・マイクロフォン／ジャイロスコープ／集積化
　　MEMS 技術
第3節　磁気センサ
　1. 磁気記録再生ヘッド 　　《中谷　友也／湯浅　新治》
　　再生ヘッドの概要／サイドシールド構造／TMR センサ／CPP─GMR センサ／新規再生ヘッド構造
　2. TMR 磁気センサ 　　《安藤　康夫》
　　磁気抵抗素子を用いた高感度磁気センサ／TMR センサの非破壊検査応用／TMR センサの多様な
　　応用
　3. TMR を用いた心磁，脳磁センサ 　　《安藤　康夫》
　　強磁性トンネル磁気抵抗効果（TMR）素子センサ／TMR 素子による心磁図測定／TMR 素子による
　　脳磁図測定／TMR 高感度生体磁気センサの将来展望
第4節　赤外線センサ 　　《石田　謙司》
　　赤外線の放射とスペクトル／赤外線センサの種類と材料／赤外線センサの性能評価指数／赤外線
　　センサ利用における周辺薄膜技術
第5節　においセンサ 　　《荒川　貴博／三林　浩二》
　　におい計測のための生化学式ガスセンサ「バイオスニファ」／生体由来のにおい成分計測用センサ
　　／においの可視化計測技術
第6節　味覚センサ 　　《都甲　潔》
　　味覚センサの原理／基本味応答／食品の味
第7節　バイオセンサ 　　《民谷　栄一》
　　バイオセンサ開発の変遷／ナノテクノロジーとバイオセンサ／マイクロ流体デバイスとバイオセ
　　ンサ／遺伝子センサの開発動向／バイオセンサの実用化への展開／IoT と連携するバイオセンサ／
　　今後の展開
第8節　フレキシブル・ストレッチャブルエレクトロニクス 　　《関谷　毅》
　　背景と目的／フレキシブルエレクトロニクス／フレキシブルエレクトロニクスの具体的事例／ス
　　トレッチャブルエレクトロニクス／課題と将来展望

第6章　環境・エネルギー
第1節　シリコン太陽電池 　　《吉河　訓太》
　　シリコン太陽電池について／高効率化に必要な要素／結晶シリコン太陽電池（PERC）／薄膜シリコ
　　ン太陽電池／ヘテロ接合太陽電池／さらなる高効率に向けて
第2節　CIS 系薄膜太陽電池 　　《櫛屋　勝巳》
　　CIS 系薄膜太陽電池技術の歴史的経緯／CIS 系薄膜太陽電池技術の目指す方向性
第3節　色素増感太陽電池 　　《荒川　裕則》
　　色素増感太陽電池の基本構造とその作製法／色素増感太陽電池の性能／高性能化への課題／環境
　　発電デバイスとしての実用化
第4節　有機無機ペロブスカイト太陽電池 　　《池上　和志》
　　ペロブスカイト太陽電池の基本的構造／ペロブスカイト太陽電池の特徴／ペロブスカイト太陽電
　　池の層構成とペロブスカイト層の製膜／プラスチック基板に作る太陽電池の作製／ペロブスカイ
　　トモジュール製造に向けた薄膜作製法の開発
第5節　人工光合成（水の分解による水素製造） 　　《阿部　竜》
　　研究の歴史／太陽光水素製造の実用化に向けて：可視光利用の必然性と難しさ／植物の光合成を
　　模倣した2 段階可視光励起型水分解／新規可視光応答型酸ハロゲン化物系半導体
第6節　二次電池 　　《桑田　直明》
　　薄膜電池の構造／リチウムイオン電池の原理／薄膜電池の実用化／正極薄膜／固体電解質薄膜／
　　負極薄膜
第7節　燃料電池 　　《西村　靖雄》
　　燃料電池の原理と基本構成／燃料電池の種類と特徴／補機（周辺機器類）の仕様の共通化，小型シ
　　ステム開発，新たな補機導入などの効果／解析・評価技術／成果や共通的技術課題などの共有化
第8節　ゼオライト分離膜 　　《松方　正彦／酒井　求》
　　ゼオライトの構造的特徴／ゼオライトの薄膜化／有機溶剤脱水プロセス／化学産業におけるゼオ
　　ライト膜の開発展開

第7章　有機・バイオデバイス
第1節　有機発光素子（有機薄膜導波路固体レーザ） 　　《安達　千波矢》
　　有機薄膜固体レーザの歴史／レーザ活性材料／レーザ発振特性／電流励起有機半導体レーザ
第2節　π 共役高分子薄膜
　1. 階層制御ポリマー 　　《赤木　和夫》
　　ヘリカルポリアセチレン／ヘリカルポリアセチレンの形態制御／ヘリカルポリアセチレンの炭素
　　化・グラファイト化
　2. フォトリフラクティブポリマー 　　《堤　直人》
　　フォトリフラクティブ現象および機構／フォトリフラクティブ材料／フォトリフラクティブ複合
　　体／ESR とPYS から見たフォトリフラクティブ性／研究の応用と今後の展開
　3. 導電性高分子 　　《奥崎　秀典／勝山　直哉》
　　電気・光学特性／フィルムスピーカーへの応用
第3節　有機半導体トランジスタ
　1. 低分子系半導体 　　《岡本　敏宏》
　　無機半導体と有機半導体の違い／有機半導体における伝導機構／産業応用を指向した高移動度を
　　有する有機半導体材料のための分子設計指針／まとめと今後の展望
　2. π 共役高分子 　　《尾坂　格》
　　ポリチオフェン系材料／ドナー・アクセプタ型高分子半導体
　3. デバイス構造とキャリア移動度の支配要因 　　《中村　雅一》
　　有機半導体トランジスタの構造／分子軌道とキャリア輸送バンド／有機半導体におけるキャリア
　　輸送機構と移動度／その他の特性支配要因
第4節　バイオデバイス
　1. マイクロ・拡張ナノ化学デバイス 　　《森川　響二朗／北森　武彦》
　　マイクロ・拡張ナノ化学デバイスの作製法／主なマイクロ・拡張ナノ化学デバイス
　2. 次世代診断デバイスの表面処理技術 　　《一木　隆範／竹原　宏明》
　　miRNA 診断デバイスの表面処理技術／エクソソーム分析デバイスの表面処理技術
　3. プラズモンバイオセンサ 　　《玉田　薫》
　　伝搬型プラズモンセンサ／局在型プラズモンセンサ
　4. バイオナノプロセス：バイオ分子応用ナノ構造作製 　　《山下　一郎》
　　はじめに：バイオとナノテクノロジー／タンパク質とデバイス表面／デバイス応用：特定材料面
　　へのナノ粒子内包生体分子配置／2 次元配列の応用

第8章　2次元材料・デバイス
第1節　グラフェンをはじめとする2 次元材料の合成法 　　《内田　勇気／吾郷　浩樹》
　　2次元材料の作製法／グラフェンのCVD 成長／グラフェンの単結晶化に向けた取り組み／TMDC
　　のCVD 成長／h─BN のCVD 成長／ヘテロ構造の作製
第2節　グラフェンのデバイス応用 　　《佐藤　信太郎》
　　グラフェンのトランジスタ応用／グラフェンの配線応用／グラフェンのセンサ応用
　　
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