ショットキー接合を用いたトンネル電流制御形薄膜トランジスターの開発

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08555086
• Section: 試験
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 白藤 純嗣 大阪大学, 工学部, 教授 (70029065)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 芳之内 淳 シャープ(株), 液晶研究所, 主任研究員 ; 服部 励治 大阪大学, 工学部, 助手 (60221503) ; 杉野 隆 大阪大学, 工学部, 助教授 (90206417)
• Keywords: ショットキー障壁 / トンネル電流 / 薄膜トランジスター / ポリシリコン / リ-ク電流 / シリサイド / フラットディスプレイ

Research Abstract

本年度、我々はショットキー接合を用いたトンネル電流制御形薄膜トランジスター(SBTT)の開発に従事し、次のような結果を得た。
(1)ショットキー接合作製条件の最適化について
金属シリサイドの形成に関してPd_2Si、YSi_<2-X>に注目して調べた。
・Pd_2Siにおいてシリサイド形成によってショットキー障壁高さが低下し、30分のアニール温度では300℃の処理温度でφ=0.74eVの値が得られ、理想値とほぼ一致した。300℃、30分アニール処理で完全なPd_2Siシリサイドが形成され、最適アニール温度が300℃とわかった。
・YSi_<2-X>において(111)Si上に作製した場合、300℃以上のアニール温度で六方晶シリサイドが形成し始め、オーミック特性を示す。(100)Si上に作製した場合、低温アニールでは斜方晶シリサイドが、400℃アニールで六方晶シリサイドが形成し始めオーミック特性を示した。また、a-Si上に作製した場合、400℃アニールで最も良質のオーミックコンタクトが形成された。
(2)単体トンネルTFTの作製・評価について
低温プロセスによりpoly-Siを用いてSBTTの試作及みた。
・SBTTをトンネル効果モードで動作させ、n+不純物領域のある通常のTFTと同程度のON電流を得ることができた。このことは作製プロセスの優位性によりSBTTが十分にpoly-SiTFTに応用することができることを示す。
SBTTの出力特性は、三極真空管の様な非飽和特性を示した。
トンネル効果モードで動作させることにより、低減されると思われたV_G<0の時の
リ-ク電流が予想以上に大きかった。
・リ-ク電流はゲート電圧が負の時はチャネル層が反転し、ドレインからのホールの注入が主な原因と思われる。これを改善するためにチャネル領域へのドープ濃度を最適化にしたり、ドレイン側をオフセット構造にする等の構造上の工夫が必要になる。