2017年先端技術部門エレクトロニクス
三村 髙志 写真

三村 髙志
(Takashi Mimura)

  • 日本 / 1944年12月14日
  • 半導体工学者
  • 株式会社富士通研究所 名誉フェロー / 情報通信研究機構 未来ICT研究所 統括特別研究員

高電子移動度トランジスタの発明とその開発による情報通信技術の発展への貢献

2種類の半導体を積層化した新構造の「高電子移動度トランジスタ(HEMT)」を発明し、伝導層内の電子移動度が高くなるため優れた高周波特性を持つことを示した。この発明により、情報通信技術の発展に大きく貢献するとともに、極薄伝導層内の電子の物性研究の進展にも寄与した。

プロフィール

略歴

1944年
大阪市生まれ
1970年
大阪大学 大学院基礎工学研究科 修士課程修了
1970年
富士通株式会社 入社
1975年
株式会社富士通研究所 転籍
1982年
大阪大学 工学博士
1998年-2017年
株式会社富士通研究所 フェロー
2006年-2016年
情報通信研究機構 ACT-G ミリ波デバイスプロジェクト 客員研究員
2016年-
情報通信研究機構 未来ICT研究所 統括特別研究員
2017年-
株式会社富士通研究所 名誉フェロー

主な受賞・栄誉

1982年
電子情報通信学会業績賞
1990年
IEEEモーリス・N・リーブマン記念賞
1992年
恩賜発明賞
1998年
紫綬褒章
1998年
ISCSハインリッヒ・ヴェルカー賞
2004年
応用物理学会業績賞
会員:
IEEE、応用物理学会、電子情報通信学会

主な論文

贈賞理由

高電子移動度トランジスタの発明とその開発による情報通信技術の発展への貢献

三村髙志博士は、1979年、特定の半導体の上に異なる半導体を載せた新構造のトランジスタを発明し、高電子移動度トランジスタ(High Electron Mobility Transistor:HEMT)と命名した。二種類の半導体が接した系では、電子を引き寄せる力(電子親和力)が両者で異なるため、電子は親和力が大きな半導体に流れ込む。三村博士は、第一の半導体上に、親和力の弱い第二の半導体を載せ、そこに正の不純物を入れると、電子は第一と第二の半導体とが接する領域に蓄積され、界面に沿って優れた移動特性(高移動度)を示すため、電子の量を制御電極で増減させれば、優れたトランジスタとなることを初めて示した。また、三村博士は、HEMTが高い周波数域まで優れた特性を示すことを実証し、電波望遠鏡や衛星放送への応用を開拓するなど、情報通信技術の進展に大きく寄与した。さらに、HEMT内の電子は界面に沿った2次元空間でのみ動き、不純物の影響を受けにくいため、2次元での電子物性の研究に広く使われており、固体物理学の進展にも貢献した。
HEMT発明の約10年前、Esakiらは、2種の半導体超薄膜を互に重ねた超格子の概念を提示したが、その後、関連の研究が進み、超薄膜に閉じこめられた電子の特異な物性が明らかにされた。また、半導体のAlGaAs膜とGaAs膜からなる超格子で、正の不純物をAlGaAsに入れると、電子はGaAs膜内に蓄積し、不純物から隔たれるため、高い移動度を示すことが1978年に発見された。三村博士はこれらの研究に触発され、不純物を含んだAlGaAs膜をGaAs上に堆積すれば、界面部に高移動度の電子を蓄積できるとの着想に至り、HEMTを発明したのである。
HEMTは、高周波での増幅特性と雑音特性に優れていることが明らかにされたため、衛星放送用受信機、携帯電話基地局、自動車用ミリ波レーダーなど、社会で広く使われている。なお、当初のHEMTはAlGaAsとGaAsから作られたが、その後、InAlAsとInGaAsの組み合わせなども活用され、用途に合わせ多様化が進んでいる。また、AlGaNとGaNを用いたHEMTの開発も進み、高出力・高速素子として携帯電話基地局に広く使われ、優れた電力制御素子としても活用され始めている。
このように、三村博士は、HEMTの発明と応用展開の推進を通じて、情報通信技術の進展に極めて大きな貢献をなすとともに、低次元電子の物理学の発展にも寄与した。
以上の理由により、三村髙志博士に先端技術部門における第33 回(2017)京都賞を贈呈する。

記念講演

記念講演要旨

トランジスタと歩んだ半世紀

今から28年前の1989年8月、打ち上げから12年もの長い宇宙の旅を経て、惑星探査衛星ボイジャー2号は45億kmのかなたより、一般家庭のテレビにも海王星の鮮明な映像を送り届けてくれたことを覚えておられるでしょうか。この45億kmというのは1秒間に地球を7周り半も走る光の速さをもってしても4時間以上もかかる遠い距離で、そのため映像信号をのせた電波が地球に届く頃には、電波は随分と弱くなってしまいます。当時の東京タワーから送られてくるふつうのテレビ電波に比べ約1兆分の1にまで弱くなってしまうのです。こんなに微弱な電波から映像信号を取り出してくれるのが、HEMT(ヘムト)といわれるトランジスタなのです。HEMTとはHigh Electron Mobility Transistorの略称で、高電子移動度トランジスタと呼ばれることもあります。HEMTはわれわれにもっと身近なところでも活躍しています。近頃よくベランダなどに設置されたパラボラアンテナを見かけるようになりましたが、実はそのパラボラアンテナには必ずHEMTが使われています。赤道上空36,000kmにある放送衛星から送られてくる微弱なテレビ電波を受信するためです。HEMTはBS放送という新しいメディアを世界的に普及させた新世代のトランジスタです。
私がこのHEMTを発明したのは1979年のことで、半導体トランジスタの研究を始めたときから数えて約10年もの長い年月が経った頃でした。この間、トランジスタのアイデアが浮かぶたびに実験し、上手くいかなかった原因を考えて再び実験をするという、まさに試行錯誤の繰り返しであったわけです。どんな分野の研究開発でもそうだと思いますが、前人未到の道を進んでいくのは、精神的にもかなりの緊張や不安が伴うものです。こういう緊張や不安を乗り越えさせてくれるのが、研究開発の面白さや、個人的な執念、あるいは職業に対する使命感、研究仲間の協力、先輩方からの励ましなのだろうと考えています。これからも先端技術という道のかなたを夢みつつ、微力を尽くしてまいりたいと思っています。

【関連情報】
記念講演録全文(PDF)
ワークショップ

ワークショップ

化合物半導体電子デバイス:発展の経緯と未来

History of the Development of Compound Semiconductor Electronic Devices and Its Future Possibilities

日時
2017年11月12日(日)13:00~17:10
場所
国立京都国際会館
企画・司会
横山 直樹[㈱富士通研究所 名誉フェロー]
主催
公益財団法人 稲盛財団
後援
京都府、京都市、NHK
協賛
応用物理学会、電気学会、電子情報通信学会エレクトロニクスソサイエティ、日本学術振興会産学協力第151委員会、日本物理学会、IEEE EDS Japan Chapter

プログラム

13:00
開会挨拶・受賞者紹介 榊 裕之[豊田工業大学 学長]
13:10
受賞者講演 三村 髙志[先端技術部門 受賞者]
「HEMTの発明と初期の開発」
14:10
休憩
14:20
講演 榎木 孝知[NTTエレクトロニクス㈱ 厚木センタ長]
「化合物半導体トランジスタ技術の進化と大容量通信技術への展開」
15:00
講演 篠原 啓介[テレダイン・サイエンティフィック・アンド・イメジング主席研究員]
「高周波GaN系HEMT研究の進展と今後の展望」
15:40
休憩
15:50
講演 廣瀬 達哉[㈱富士通研究所 主管研究員]
「高周波パワーおよびパワーエレクトロニスのためのGaN HEMT技術」
16:30
講演 安藤 恒也[東京工業大学 栄誉教授]
「半導体ヘテロ構造の物理と発展」
17:10
閉会
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