2013 Fiscal Year Annual Research Report
次世代高性能ディスプレイの実現に向けた低温多結晶シリコン薄膜トランジスタ
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23360137
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
浦岡 行治 奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 教授 (20314536)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | シリコン薄膜 / レーザー照射 / 水中レーザ / 結晶化 / 薄膜トランジスタ / 結晶粒 / 欠陥 / 水素化 |
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| Research Abstract |
薄膜トランジスタ(TFT)はディスプレイを駆動するデバイス素子である．本研究では，poly-Si TFTを200°C以下の超低温で作製する技術として，水中で試料へレーザー照射を行う「水中レーザーアニール(WLA)」を提案した．WLAでは水による冷却効果とSi膜中温度の均一化効果を利用する．これらによって，基板温度上昇を抑制しつつ高品質なpoly-Si膜の形成が期待できる．また，WLAでは試料表面が水蒸気に暴露される為，水素による電気的欠陥の終端効果が期待できる．
WLAおよび従来結晶化で用いられる大気中レーザーアニール(LA)にて形成したガラス基板上poly-Si薄膜の粒径サイズを調査した．LAと比較してWLAでは大粒径かつ均一な結晶粒，すなわち高品質poly-Si膜が形成されていた．次にWLAによりpolyethylene terephtalate(PET) 膜上の非晶質Si(a-Si)薄膜を結晶化させた．ラマン分光測定により評価したWLA poly-Si膜の結晶化率とピーク波数を調査した．結晶化時の照射エネルギー増加により結晶化率が向上し，ピーク波数も高波数側へシフトした．結晶化率の最大値は96%でガラス基板上WLA poly-Siと同等であり，プラスチック上においても，高品質poly-Si膜の形成を実現した．
続いて，WLAによるpoly-Si TFTの欠陥不活性化を試みた．WLA/LA前後のpoly-Si TFTの伝達特性を調査した．WLA後のみTFT特性は改善し，移動度が約30%増加し，オン/オフ比とS値も向上した．さらにpoly-Si膜の水素濃度が増加しており，WLA中に発生した水蒸気中の水素によって電気的欠陥が補償され，特性が向上したと考えられる．
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(20 results)
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[Journal Article] Analysis of Electronic Structure of Amorphous InGaZnO/SiO2 Interface by Angle-Resolved X-Ray Photoelectron Spectroscopy2013
Author(s)
Yoshihiro Ueoka, Yasuaki Ishikawa, Naoyuki Maejima, Fumihiko Matsui, Hirosuke Matsui, Haruka Yamazaki, Satoshi Urakawa, Masahiro Horita, Yasuaki Ishikawa, Hiroshi Daimon, and Yukiharu Uraoka
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Journal Title
Journal of Applied Physics
Volume: 114, 16
Pages: 163713
Peer Reviewed
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[Journal Article] Thermal Distribution in Amorphous InSnZnO Thin-Film Transistor2013
Author(s)
Satoshi Urakawa, Shigekazu Tomai, Yoshihiro Ueoka, Haruka Yamazaki, Masashi Kasami, Koki Yano, Dapeng Wang, Mamoru Furuta, Masahiro Horita, Yasuaki Ishikawa, and Yukiharu Uraoka
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Journal Title
Physica Status Solidi C
Volume: 10
Pages: 1561-1564
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] The Influence of Fluorinated Silicon Nitride Gate Insulator on Positive Bias Stability Toward Highly Reliable Amorphous InGaZnO Thin-Film Transistors2013
Author(s)
Haruka Yamazaki, Yasuaki Ishikawa, Mami Fujii, Yoshihiro Ueoka, Masaki Fujiwara, Eiji Takahashi, Yasunori Ando, Naoyuki Maejima, Hirosuke Matsui, Fumihiko Matsui, Hiroshi Daimon, and Yukiharu Uraoka
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Journal Title
ECS Journal of Solid State Science and Technology
Volume: 3
Pages: Q20
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Themal Distribution in Amorphous InSnZnO Thin-Film Transistor
Author(s)
Satoshi Urakawa, Shigekazu Tomai, Yoshihiro Ueoka, Haruka Yamazaki, Masashi Kasami, Koki Yano, Dapeng Wang, Mamoru Furuta, Masahiro Horita, Yasuaki Ishikawa, and Yukiharu Uraoka
Organizer
The 40th International Symposium on Compound Semiconductors
Place of Presentation
Kobe
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