2018 Fiscal Year Research-status Report
ゲート変調を利用したアモルファス酸化物半導体の薄膜成長：新規欠陥制御法の確立
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18K13990
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
井手 啓介 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 助教 (70752799)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | アモルファス酸化物半導体 / 電界効果トランジスタ / 欠陥制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では、電界効果や光照射によるフェルミレベルの外部制御により、酸素欠損や過剰酸素、不純物水素などの欠陥形成を制御することを目的とし、最終的には欠陥の制御された高移動度アモルファス酸化物を実証することを目標としている。初年度の目標は、デバイスシミュレータによる実験条件の見積もり及び硬X線光電子分光法による欠陥解析を行い、その結果を踏まえ本手法の効果を予備的に確かめることを目標としていた。
スパッタリングおよびパルスレーザー堆積法によって、不純物を添加したアモルファス酸化物薄膜トランジスタを作成し、シルバコ社のアトラス（デバイスシミュレータ）により欠陥解析を試みた。アモルファスGaOおよびアモルファスInGaZnOについて薄膜トランジスタを作成し、伝達特性および出力特性を測定した。デバイスシミュレータの欠陥パラメータを最適化することで実験結果をよく再現することができ、添加された不純物についても欠陥準位を抽出することができた。
また、硬X線光電子分光法によって、酸素欠損の評価を行った。後処理と差分法を組み合わせることによって、酸素欠損が深い欠陥準位を形成するという結論が得られ論文の執筆を行っている。
これらの予備的な実験の結果は本研究内容に重要であり、慎重にまとめを行っている段階である。これらを踏まえ、本年度には電界効果等によるフェルミレベル変調を行い、本手法の有効性を実証する予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
初年度の目標は実際に電界効果によるフェルミレベル変調の影響を確かめることであった。しかし、その実験の過程で、深い欠陥準位の起源を同定することに成功し、本成果を慎重にまとめている段階である。この結果は本プロジェクトを遂行する上でも極めて重要な結果であり、来年度は、それを踏まえ実験を行う予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
計画書に書いた方法に加えて以下の方策を加える。
・熱処理時のEF制御の影響を調査する。
・光照射による非平衡プロセスの検証を行う。
・a-In-Ga-Zn-Oに限らずa-Ga-O等を用い検証を行う。
・デバイス構造の最適化を行う。
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| Causes of Carryover |
前年度の実験で硬X線光電子分光による欠陥解析に時間が取られてしまったため、装置購入による実験が遅れたため。
本年度はサンプル作製に用いる物品を導入する予定である。
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Research Products
(7 results)
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[Journal Article] Multiple color inorganic thin-film phosor, RE-doped amorhous gallium oxide (RE = rare earth: Pr, Sm, Tb, and Dy), deposited at room temperature2019
Author(s)
Naoto Watanabe, Keisuke Ide, Junghwan Kim, Takayoshi Katase, Hidenori hiramatsu, Hideo Hosono, and Toshio kamiya
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Journal Title
Phys. Status Solidi A
Volume: 216
Pages: 1700833
DOI
Peer Reviewed
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