2023 Fiscal Year Annual Research Report
高密度プラズマ支援製膜によるナノ構造制御次世代酸化物半導体薄膜低温形成法の創成
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21H01671
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
節原 裕一 大阪大学, 接合科学研究所, 教授 (80236108)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 反応性プラズマ / 低温プロセス / 酸化物半導体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
酸化物半導体は、高速動作薄膜トランジスタへの応用をはじめ次世代の機能性材料として期待されているが、現状のデバイス製造においては高温のアニールプロセスが不可欠であることから、使用可能な基板材料に制約があり、次世代のフレキシブルデバイス創成に向けた技術展開には、有機材料をはじめとするフレキシブルな材料基板上に、高品質の薄膜トランジスタを低温で形成することが可能な新たなプロセス技術の開発が不可欠である。
このため、本研究では、酸化物半導体薄膜トランジスタ形成プロセスを研究対象とし、独自の高密度プラズマ発生・制御技術に基づく新たなプロセス制御技術の開拓と製膜過程の解明を通じて、従来のプロセスが抱える課題をブレークスルーし、低温製膜において高品質な次世代デバイスを形成可能なプロセス技術を創成することを目的としている。
上記の研究目的を達成するため、本年度は、研究課題『薄膜ナノ構造がデバイス特性に及ぼす影響の解明』に加えて、研究課題『高密度プラズマ支援製膜プロセス制御法の開発』に注力し、プロセスの低温化に資するプラズマ高度制御技術の創出に向けて、以下の研究を推進した。
スパッタ放電に高周波誘導結合型プラズマを重畳した高密度プラズマ支援スパッタ製膜プロセスによる酸化物半導体薄膜の形成プロセスにおいて、新たな制御性を付加したデバイス形成プロセス技術の創成を目指して、スパッタリングターゲットに印加する電圧波形制御に着目した研究を精力的に推進した。その結果、ターゲット電圧波形制御を加味した新たなプロセスを導入することにより、酸化物薄膜の膜密度をはじめとする特性制御に資することが示唆された。また、プロセスに介在する反応性解析に関する研究を実施した。さらに、新たなワイドギャップ酸化物半導体の導電性制御をはじめとするプロセス制御因子の解明に向けた研究を実施した。
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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
「研究実績の概要」に記したように、ターゲット電圧波形制御に着目したプロセスを導入することにより、酸化物薄膜の膜密度をはじめとする特性制御に資することが示唆され、順調に進展していると考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでに蓄積した知見を踏まえて、独自の高密度プラズマ発生・制御技術に基づく新たなプロセス制御技術に基づく研究活動を通じて、製膜中のプロセス制御がデバイス特性に及ぼす影響の解明を推進することにより、従来のプロセスが抱える課題をブレークスルーし、高品質な次世代デバイスを低温で形成することが可能な新たなプロセス技術の創成に向けて研究を推進していく予定である。
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Research Products
(7 results)
