2016 Fiscal Year Research-status Report
原子状酸素支援分子線エピタキシー法による酸化亜鉛半導体フレキシブルデバイスの開発
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16K06297
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| Research Institution | University of Yamanashi |
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Principal Investigator |
村中 司 山梨大学, 総合研究部, 准教授 (20374788)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鍋谷 暢一 山梨大学, 総合研究部, 教授 (30283196)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 酸化亜鉛 / 透明導電膜 / フレキシブル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ワイドバンドギャップ材料である酸化亜鉛(ZnO)半導体は、近年、高品質な薄膜が得られるようになり、酸化インジウムスズ(ITO)に替わる透明導電膜(TCO)としての用途だけでなく、新たな機能を有する光・電子デバイス応用を想定した開発レベルに達しつつある。本研究は、分子線エピタキシ(MBE)法と原子状酸素ラジカル(O*)を利用した独自の低損傷・低温成長が可能な成膜プロセスにより、フレキシブル応用が可能なZnOデバイス作製技術の開発を目指す。また、PET、PEN、PCなどの各種有機フレキシブル基板上における構造・特性安定性に関するメカニズムを解明し、フレキシブルZnO系酸化物半導体デバイスの最適化と新たなデバイス応用の可能性を探る。
今年度は各種フレキシブルプラスチック(PET, PEN, PC)基板上にプラズマ支援分子線堆積(PAMBD)法を用いてガリウム(Ga)添加したZnO(GZO)薄膜を非加熱の条件で形成し、構造および電気的/光学的特性を調査して、以下の結果を得た。各種フレキシブル基板上で成膜を行った場合においてもガラス基板上GZO薄膜と同程度の抵抗率(～4×10^-4Ωcm)を示した。どの基板上においても明瞭なZnO(002)XRDピークが観測された。基板間における半値全幅の違いは少ない。ガリウム添加量の増加に伴いc格子定数の増大傾向が見られた。また、PET, PENに比べてPC基板上のGZO薄膜のc格子定数の増大は大きい。どの基板上においても可視光領域で高い透過率(>90%)が得られた。GZO薄膜に繰り返し曲げ負荷を与えた時の抵抗率の評価を行った。PCに比べてPET上におけるGZO薄膜は抵抗率の変化が少ないことを明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初計画通り、フレキシブル基板におけるZnO形成・評価および原子状酸素支援低温酸化法によるZnO-TFT素子の開発を進めている。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでに得られたMBE成長パラメータから、ZnO薄膜成長条件の最適化を行う。分光計測技術を用いたラジカル診断により、プロセスガス流量依存性や出力依存性等の条件を詳細に調査しながら結晶粒径を制御可能な成長条件を見出すとともに各種フレキシブルプラスチック基板上のGZO薄膜の構造および電気的/光学的特性を明らかにする。
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Research Products
(4 results)
