教員プロフィール

原　明人 教授 （半導体材料デバイス工学研究室）

■研究テーマ

• マイクロ／ナノテクノロジーを利用した次世代IoT向け革新的半導体デバイスの開発
  • フレキシブルデバイスに向けたプラスチック基板上の高性能ナノ薄膜トランジスタの開発
  • ガラス基板上の低電圧動作ナノ薄膜トランジスタの開発
  • 強誘電体を利用した新機能ナノ薄膜トランジスタの開発
  • トリリオンセンサ社会に向けた半導体センサの開発
  • 3次元薄膜トランジスタの開発
• 半導体中のナノ構造体の電子物性
• 半導体における新ゲッタリング技術の開発

■経歴

■業績

著書（9冊）

• “初歩から学ぶ半導体工学”
  原明人
  講談社サイエンティフィック
  ISBN:978-4-06-528292-2 (2022)
• "Hydrogenation of Polycrystalline Silicon Thin‐Film Transistors"
  Akito Hara and Kuninori Kitahara, New Advances in Hydrogenation Processes - Fundamentals and Applications, Chap.5, ISBN 978-953-51-2869-4 (INTECH, 2017) pp.83-102, DOI:10.5772/65210.
• “Oriented Lateral Growth and Defects in Polycrystalline-Silicon Thin Films on Glass Substrates”
  Kuninori Kitahara and Akito Hara, Crystallization –Science and Technology-, Chap. 19, ISBN 978-953-51-0757-6 (INTECH, 2012) pp.507-534, DOI:10.5772/37040.
• “シリコンにおける重金属ゲッタリング”
  青木正樹, 原明人: 半導体研究 第42巻9章 （工業調査会,　西澤潤一編, 1996年）pp.231-257.
• “CZ-Si結晶中の軽元素不純物の挙動”
  原明人, 青木正樹, 福田哲夫, 大沢昭: 半導体研究 第38巻9章　（工業調査会,　西澤潤一編, 1993年）pp.263-285.

その他4件（researchmap参照）

原著論文（最近5年間）

• (Invited) "Evaluation of Polycrystalline-Si1-XGex Thin-Film Transistors Grown Laterally on a Glass Substrate Using a Continuous-Wave Laser”
  Akito Hara, Tatsuya Sagawa, Kotaro Kusunoki and Kuninor Kitahara, ECS Trans.109 (2022) 59.
• "Raman scattering spectroscopy for solid-phase and metal-induced crystallization of extremely thin germanium films on glass"
  Kuninori Kitahara, Shinya Tsukada, Akari Kanagawa and Akito Hara, Jpn. J. Appl. Phys. 60 (2021) 035505.
• "Crystallization of Cu-doped thin Ge film assisted with a Cu–Ge droplet"
  Akito Hara, Hitoshi Suzuki, Hiroki Utsumi, Ryo Miyazaki and Kuninori Kitahara, Jpn.J.Appl.Phys.59 (2020) 088004.
• “Four-terminal polycrystalline Ge1-xSnx thin-film transistors using copper-induced crystallization on glass substrates and their application to enhancement/depletion inverters”
  Ryo Miyazaki and Akito Hara, Jpn. J. Appl. Phys. 59 (2020) 051008.
• “Double-gate polycrystalline-germanium thin-film transistors using copper-induced crystallization on flexible plastic substrate”
  Hiroki Utsumi, Naoki Nishiguchi, Ryo Miyazaki, Hitoshi Suzuki, Kuninori Kitahara and Akito Hara, Jpn. J. Appl. Phys. 58 (2019) 046501.
• "Ground state of ultrashallow thermal donors in silicon" Akito Hara and Teruyoshi Awano, Jpn. J. Appl. Phys. 57 (2018) 101301.
• "Performance of four-terminal low-temperature polycrystalline-silicon thin-film transistors and their application in CMOS inverters on glass substrates" Hiroki Ohsawa, Hiroki Utsumi and Akito Hara, Jpn. J. Appl. Phys. 57 (2018) 03DB01.
• "Analysis of defects in low-temperature polycrystalline silicon thin films related to surface-enhanced Raman scattering" Kuninori Kitahara, Wenchang Yeh and Akito Hara, Jpn. J. Appl. Phys. 57 (2018) 011401.
• "Ground-state splitting of ultrashallow thermal donors with negative central-cell corrections in silicon" Akito Hara and Teruyoshi Awano, Jpn. J. Appl. Phys. 56 (2017) 068001.
• "Low-Temperature Polycrystalline-Silicon Thin-Film Transistors Fabricated by Continuous-Wave Laser Lateral Crystallization and Metal/Hafnium Oxide Gate Stack on Nonalkaline Glass Substrate" Tatsuya MEGURO and Akito HARA, IEICE TRANSACTIONS on Electronics E100-C (2017) 94.
• "Self-aligned metal double-gate junctionless p-channel low-temperature polycrystalline-germanium thin-film transistor with thin germanium film on glass substrate" Akito Hara, Yuya Nishimura and Hiroki Ohsawa, Jpn. J. Appl. Phys. 56 (2017) 03BB01.

研究室発足（2006年4月）以降、本研究室メンバーが第1著者・責任著者（あるいは連絡先）である英文原著論文（28件）

• (Invited) "Evaluation of Polycrystalline-Si1-XGex Thin-Film Transistors Grown Laterally on a Glass Substrate Using a Continuous-Wave Laser”
  Akito Hara, Tatsuya Sagawa, Kotaro Kusunoki and Kuninor Kitahara, ECS Trans.109 (2022) 59.
• "Crystallization of Cu-doped thin Ge film assisted with a Cu–Ge droplet"
  Akito Hara, Hitoshi Suzuki, Hiroki Utsumi, Ryo Miyazaki and Kuninori Kitahara, Jpn.J.Appl.Phys.59 (2020) 088004.
• “Four-terminal polycrystalline Ge1-xSnx thin-film transistors using copper-induced crystallization on glass substrates and their application to enhancement/depletion inverters”
  Ryo Miyazaki and Akito Hara, Jpn. J. Appl. Phys. 59 (2020) 051008.
• “Double-gate polycrystalline-germanium thin-film transistors using copper-induced crystallization on flexible plastic substrate”
  Hiroki Utsumi, Naoki Nishiguchi, Ryo Miyazaki, Hitoshi Suzuki, Kuninori Kitahara and Akito Hara, Jpn. J. Appl. Phys. 58 (2019) 046501.
• "Ground state of ultrashallow thermal donors in silicon"
  Akito Hara and Teruyoshi Awano: Jpn. J. Appl. Phys. 57 (2018) 101301.
• "Performance of four-terminal low-temperature polycrystalline-silicon thin-film transistors and their application in CMOS inverters on glass substrates"
  Hiroki Ohsawa, Hiroki Utsumi and Akito Hara: Jpn. J. Appl. Phys. 57 (2018) 03DB01.
• "Ground-state splitting of ultrashallow thermal donors with negative central-cell corrections in silicon"
  Akito Hara and Teruyoshi Awano: Jpn. J. Appl. Phys. 56 (2017) 068001.
• "Low-Temperature Polycrystalline-Silicon Thin-Film Transistors Fabricated by Continuous-Wave Laser Lateral Crystallization and Metal/Hafnium Oxide Gate Stack on Nonalkaline Glass Substrate"
  Tatsuya MEGURO and Akito HARA: IEICE TRANSACTIONS on Electronics E100-C (2017) 94.
• "Self-aligned metal double-gate junctionless p-channel low-temperature polycrystalline-germanium thin-film transistor with thin germanium film on glass substrate"
  Akito Hara, Yuya Nishimura and Hiroki Ohsawa:Jpn. J. Appl. Phys. 56 (2017) 03BB01.
• (Invited) "Self-Aligned Four-Terminal Low-Temperature Polycrystalline-Silicon Thin-Film Transistors on Glass Substrate Using Continuous-Wave Laser Lateral Crystallization"
  Akito Hara and Hiroki Ohsawa: ECS Trans. 75 (2016) 37.
• "Extended-Gate pH Sensors Using Self-Aligned Four-Terminal Metal Double-Gate Low-Temperature Polycrystalline-Silicon Thin-Film Transistors on Glass Substrate"
  Hiroki Ohsawa and Akito Hara: ECS Trans. 75 (2016) 253.
• "Controllability of self-aligned four-terminal planar embedded metal double-gate low-temperature polycrystalline-silicon thin-film transistors on a glass substrate"
  Hiroki Ohsawa, Shun Sasaki and Akito Hara: Jpn. J. Appl. Phys. 55 (2016) 03CC01.
• "Mechanism of formation of ultrashallow thermal donors in carbon-doped oxygen-rich monocrystalline silicon preannealed to introduce hydrogen"
  Akito Hara and Teruyoshi Awano: Jpn. J. Appl. Phys. 54 (2015) 101302.
• (Invited) "High-Performance Top-Gate and Double-Gate Low-Temperature Polycrystalline-Silicon Thin-Film Transistors Fabricated Using Continuous-Wave-Laser Lateral Crystallization on a Glass Substrate"
  Akito Hara, Tatsuya Meguro, Shun Sasaki and Hiroki Ohsawa: ECS Transactions 67 (2015) 79.
• "Highly oriented lateral growth of SiGe thin films on glass induced by constitutional undercooling"
  Kuninori Kitahara, Kazuya Shibutani, Yasunori Okabe, Tatsuya Meguro and Akito Hara: Jpn. J. Appl. Phys. 54 (2015) 021302.
• (Invited Paper) "Self-Aligned Four-Terminal Planar Metal Double-Gate Low-Temperature Polycrystalline-Silicon Thin-Film Transistors for System-on-Glass"
  Akito HARA, Shinya KAMO, Tadashi SATO: IEICE TRANSACTIONS on Electronics E97-C (2014) 1048.
• “Impact of the Hydrogenation Process on the Performance of Self-Aligned Metal Double-Gate Low-Temperature Polycrystalline-Silicon Thin-Film Transistors”
  Yusuke Shika, Takuro Bessho, Yasunori Okabe, Hiroyuki Ogata, Shinya Kamo, Kuninori Kitahara, Akito Hara: Jpn. J. Appl. Phys. 52 (2013) 03BB01.
• “Self-Aligned Planar Metal Double-Gate Polycrystalline-Silicon Thin-Film Transistors Fabricated at Low Temperature on Glass Substrate”
  Hiroyuki Ogata, Kenji Ichijo, Kenji Kondo, Akito Hara: IEICE TRANSACTIONS ON ELECTRONICS E96C (2013) 285.
• “Self-Aligned Metal Double-Gate Low-Temperature Polycrystalline-Silicon Thin-Film Transistors on Glass Substrate Using Back-Surface Exposure”
  Akito Hara, Tadashi Sato, Kenji Kondo, Kenta Hirose, Kuninori Kitahara: Jpn. J. Appl. Phys. 50 (2011) 021401.
• “Structural Elements of Ultrashallow Thermal Donors Formed in Silicon Crystals”
  Akito Hara, Teruyoshi Awano, Yutaka Ohno, Ichiro Yonenaga: Jpn. J. Appl. Phys. 49 (2010) 050203.
• “Gettering in Large-Grained Thin Polycrystalline Silicon Films on Glass Substrate”
  Akito Hara and Tsutomu Sato: Jpn. J. Appl. Phys. 49 (2010) 010203.
• "Fabrication of Large Lateral Polycrystalline Silicon Film by Laser Dehydrogenation and Lateral Crystallization of Hydrog enated Nanocrystalline Silicon Films"
  Tadashi Sato, Kenichi Yamamoto,Junji Kambara, Kuninori Kitahara, Akito Hara: Jpn. J. Appl. Phys. 48 (2009)121201.
• "Observation of Dislocation Motion in Si1-xGex Thin Film on Si Substrate by Laser Scattering Method"
  Akito Hara, Naoyoshi Tamura, Tomoji Nakamura: Jap. J. Appl. Phys. 48 (2009) 020204.
• "Effect of phosphorous implantation on threading dislocation motions in SiGe/Si heterostructures"
  Akito Hara: J. Appl. Phys.104 (2008) 076105.
• "An experimental approach to form selective single-crystalline silicon on nonalkaline glass using self-aligned heat rese rvoirs and continuous-wave green-laser lateral crystallization"
  Akito Hara: THIN SOLID FILMS 516 (2008) 7350.
• "Effect of ion implantation on dislocation motion in SiGe/Si heterostructure"
  Akito Hara, Naoyoshi Tamura, Tomoji Nakamura: Jpn. J. Appl. Phys. 46 (2007) 3524.
• "Diffusion coefficient of hydrogen in silicon at an intermediate temperature"
  Akito Hara: Jpn. J. Appl. Phys. 46 (2007) 962.
• "Structural elements of shallow thermal donors formed in nitrogen-gas-doped silicon crystals"
  Akito Hara: Jpn. J. Appl. Phys. 46 (2007) 463.

特許 (53件)

＜United States Patent（21件）＞

• United States Patent 8,264,012
  “Semiconductor device and manufacturing method thereof“
  Akito Hara

その他20件 (researchmap参照)

＜国内登録特許（32件）＞

• 特許第7045005号 (2022年3月23日）
  半導体装置
  原明人

その他31件 (researchmap参照)

学術招待論文および招待講演論文（5件）

• "Evaluation of Polycrystalline-Si1-XGex Thin-Film Transistors Grown Laterally on a Glass Substrate Using a Continuous-Wave Laser”
  Akito Hara, Tatsuya Sagawa, Kotaro Kusunoki and Kuninor Kitahara, ECS Trans.109 (2022) 59.
• "Self-Aligned Four-Terminal Low-Temperature Polycrystalline-Silicon Thin-Film Transistors on Glass Substrate Using Continuous-Wave Laser Lateral Crystallization"
  Akito Hara and Hiroki Ohsawa: ECS Trans. 75 (2016) 37.
• "High-Performance Top-Gate and Double-Gate Low-Temperature Polycrystalline-Silicon Thin-Film Transistors Fabricated Using Continuous-Wave-Laser Lateral Crystallization on a Glass Substrate"
  Akito Hara, Tatsuya Meguro, Shun Sasaki and Hiroki Ohsawa: ECS Transactions 67 (2015) 79.
• "Self-Aligned Four-Terminal Planar Metal Double-Gate Low-Temperature Polycrystalline-Silicon Thin-Film Transistors for System-on-Glass"
  Akito HARA, Shinya KAMO, Tadashi SATO: IEICE TRANSACTIONS on Electronics E97-C (2014) 1048.
• “CWラテラル結晶化(CLC)技術による移動度500cm2/Vsを超える新低温ポリSi TFT技術”
  佐々木伸夫, 原明人, 竹内文代, 菅勝行, 竹井美智子, 吉野健一, 千田満: 電子情報通信学会論文誌 Vol.J85−C (2002) 601.

学会誌解説（4件）

• ガラス基板上の多結晶シリコン薄膜トランジスタの高性能化・高機能化
  原 明人, 応用物理（応用物理学会) 86 (2017) 962.

その他3件 (researchmap参照)

研究室発足（2006年4月）以降に行った招待講演（14件）

• "ガラス基板上のダブルゲート薄膜トランジスタ"
  原明人, 野村海成, 永吉輝央, 新田誠英, 鈴木翔, 伊藤悠人: 電子情報通信学会 IEICE Technical Report SDM2023-16,OME2023-16(2023-04)(2023年4月）沖縄
• （Digital Presentation）"Evaluation of Polycrystalline-Si1-XGex Thin-Film Transistors Grown Laterally on a Glass Substrate Using a Continuous-Wave Laser”
  Akito Hara, Tatsuya Sagawa, Kotaro Kusunoki and Kuninor Kitahara, 242th ECS Meeting H02-1264 (Oct. 2022) USA.
• "Ⅳ族系薄膜トランジスタの高性能化・高機能化"
  原明人, 内海大樹, 西口尚希, 宮崎僚: 電子情報通信学会シリコン材料・デバイス研究会 Vol.118 No.1, SDM 2018-5（2018年4月) 沖縄.
• "ガラス基板上の 4 端子低温多結晶シリコン薄膜トランジスタ"
  原明人: 第14回薄膜材料デバイス研究会（2017年, 10月）龍谷大学.
• "Four-Terminal LTPS TFTs on a Glass Substrate"
  Akito Hara and Hiroki Ohsawa: The 17th International Meeting on Information Display, C43-1 (Aug. 2017) Korea.
• "Self-Aligned Four-Terminal Low-Temperature Polycrystalline-Silicon Thin-Film Transistors on Glass Substrate Using Continuous-Wave Laser Lateral Crystallization"
  Akito Hara and Hiroki Ohsawa: ECS PRIME 2016, Thin Film Transistors 13, 2115 (Oct. 2016) USA.
• "Prospect of Low-Temperature Poly-Si, Poly-SiGe, Poly-Ge TFTs on Glass Substrate"
  Akito Hara, Tatsuya Meguro, Yuya Nishimura, Syota Nibe, Hiroki Ohsawa, Internationl Display Workshops, AMD 7-2 (Dec, 2015) Japan.
• "レーザーアニールにより形成した多結晶シリコン薄膜を用いた薄膜トランジスタの高性能化・高機能化"
  原明人: 日本表面科学会中部支部研究会（2015年11月）静岡大学.
• "High Performance Sputtered High-k CLC LTPS TFTs on Glass Substrate"
  Akito Hara and Tatsuya Meguro: The 15th International Meeting on Information Display, 22-2 (Aug. 2015) Korea.
• "High Performance Top Gate and Double Gate CLC LT Poly-Si TFTs on Glass Substrate"
  A. Hara, T. Meguro, S. Sasaki, H. Ohsawa: Semiconductor Technology for Ultra Large Scale Integrated Circuits and Thin Film Transistors V (Jun. 2015) USA.
• “High-Performance CLC LT Poly-Si TFTs on Glass Substrate”
  Akito Hara: The 14th International Meeting on Information Display, 38-2 (Aug. 2014) Korea.
• “大粒径薄膜poly-Siを利用したガラス上低温poly-Si TFTの高性能化”
  原明人, 加茂慎哉, 佐々木駿, 目黒達也, 佐藤旦, 北原邦紀: 電子情報通信学会シリコン材料デバイス研究会Vol.114, No.1 (SDM2014-10, OME2014-10) (2014年4月)
• “ガラス上シリコン薄膜の高品質化とデバイス応用”
  原明人, 北原邦紀: 第60回応用物理学会春季学術講演会シンポジウム （2013年3月, 神奈川工科大学） 29P-B8-5.
• “連続発振レーザ横方向結晶化法によるガラス基板上SiとSiGe薄膜の成長”
  北原邦紀, 原明人： 電子情報通信学会シリコン材料デバイス研究会Vol.112 No.18(SDM2012 1−18) (2012年4月、沖縄) p.21.

研究室発足（2006年4月）以降の学会講演受賞、その他（10件）

• 東北地区若手研究者研究発表会優秀発表賞（令和4年）
  ガラス基板上の⾃⼰整合ダブルゲート Cu-MIC n-ch 多結晶ゲルマニウム薄膜トランジスタ
  鈴⽊翔，冨塚啓吾，原明⼈
• 東北地区若手研究者研究発表会優秀発表賞（平成31年）
  “プラスチック上のダブルゲートpoly-GeSn薄膜トランジスタの開発”
  武田直樹、原明人
• 電子情報通信学会東北支部学生優秀発表賞 (平成30年）
  "プラスチック上のCu-MIC多結晶ゲルマニウム薄膜トランジスタ"
  内海大樹、原明人　
• 第21回応用物理学会東北支部講演奨励賞（2016年）
  “ガラス基板上の自己整合四端子平面型メタルダブルゲート低温poly-Si TFTを利用したCMOSインバータの検討”
  大澤弘樹、原明人
• Downloadランキング4位 - Novenmber 2014
  (Invited Paper) "Self-Aligned Four-Terminal Planar Metal Double-Gate Low-Temperature Polycrystalline-Silicon Thin-Film Transistors for System-on-Glass"
  Akito HARA, Shinya KAMO, Tadashi SATO: IEICE TRANSACTIONS on Electronics E97-C (2014) 1048.
• Student Paper Award
  “Self-Aligned Planar Metal Double-Gate Low-Temperature Polycrystalline-Silicon Thin-Film Transistors on Glass Substrate”
  S. Sasaki, H. Ogata, A. Hara: THE 20ST INTERNATIONAL WORKSHOP ON ACTIVE-MATRIX FLATPANEL DISPLAYS AND DEVICES — TFT Technologies and FPD Materials — , 2013, 8-3.
• Outstanding Poster Paper Award
  “Lateral Large-Grained Low-Temperature Poly-Si1-xGex TFTs on Glass Substrate”
  Y. Okabe, K. Kondo, K. Hirose, J. Suzuki, K. Kitahara, A. Hara: International Display Workshop (2010) AMDp-46L.
• Top 20 Most Downloaded Articles — January 2010
  "Gettering in Large-Grained Thin Polycrystalline Silicon Films on Glass Substrate"
  A. Hara and T. Sato: Jpn. J. Appl. Phys. 49 (2010) 010203.
• 第14回応用物理学会東北支部講演奨励賞（2009年）
  “ガラス上の自己整合メタルダブルゲート低温poly-Si TFT”
  佐藤旦、佐藤康幸，奥田健一，広瀬研太，北原邦紀，原明人
• Outstanding Poster Paper Award
  “Dehydrogenation and Lateral Crystallization of Nanocrystalline Silicon Film Using Solid-State Continuous-Wave Green Laser”
  T. Sato, W. Umezu, K. Yamamoto, A. Hara, K. Kitahara: International Display Workshop (2008) AMDp4-1.

研究室発足（2006年4月）以降に獲得した外部資金（研究代表のみ）（11件）

• 科学研究費基盤B（平成19年度～平成21年度）
• 科学技術振興機構シーズ発掘試験（平成19年度）
• 材料科学技術振興財団研究助成（平成19年度）
• 科学研究費基盤C（平成22年度～平成24年度）
• 平成22年度私立大学等研究設備整備費等補助金
• 科学研究費基盤C（平成25年度～平成27年度）
• 科学技術振興機構 A-STEP（平成25年度）
• 科学研究費基盤C（平成28年度～平成30年度）
• 池谷科学技術振興財団研究助成（平成29年度）
• 科学研究費基盤C（2019年度～2021年度）
• 科学研究費基盤C（2022年度～2024年度）

保有研究設備［固体デバイス実験室（クリーンルーム）］

プラズマCVD装置（2台）、スパッタリング装置（3台）、電子ビーム蒸着装置（1台）、真空蒸着装置（1台）、小型簡易スパッタ成膜装置（2台）、反応性イオンエッチング装置（1台）、レーザー結晶化装置（1台）、熱処理装置（4台）、マスクアライナー（3台）、スピナー（3台）、オーブン（2台）、ドラフト（2台）、純水製造装置（1台）、化学機械研磨（CMP）装置（1台）、シリンダーキャビネット（1式）、ガス除害システム（1式）、半導体測定装置、CV測定装置、2次元デバイスシミュレータ（シルバコ）