2015 Fiscal Year Annual Research Report
ZnO系ナノ粒子を用いた塗布型トランジスタ実現のための基礎的検討
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25870448
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| Research Institution | Shimane University |
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Principal Investigator |
吉田 俊幸 島根大学, 総合理工学研究科(研究院), 助教 (50335551)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | ZnOナノ粒子 / 塗布法 / p型伝導 / TFT |
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| Outline of Annual Research Achievements |
当研究室の独自技術であるガス中蒸発法により生成した窒素ドープZnOナノ粒子を，ガラス基板上に塗布し，n-型およびp-型の伝導特性を持つZnOナノ粒子層を再現性良く形成することに成功した。またこれらZnOナノ粒子層をチャネルとする薄膜トランジスタ（TFT）の試作にも成功した。特にZnOナノ粒子層におけるp型伝導やp-チャネルTFTの実現は世界で初めてである。
ガラス基板上へのZnOナノ粒子層の形成は主に滴下法，スプレー法，沈殿堆積乾燥法を用いた。「滴下法」では，形成直後の粒子層は極めて高抵抗（GΩ台）を示したが，熱プレス法により実用に近い抵抗（kΩ台）まで低減させることに成功し，粒子層状に形成した薄膜トランジスタ（TFT）の特性も熱プレスにより飛躍的に向上することを見出した。「スプレー法」では，熱プレスを加えなくても比較的低抵抗な粒子層が得られた。また粒子生成条件を制御することで窒素ドープ量を変え，n型およびp型の伝導特性を持つZnOナノ粒子層を得，さらにn-チャネルおよびp-チャネルTFTを実現するに至った。これは世界で初めてのことである。ZnOナノ粒子層のみによるpn接合も作製した。「沈殿体積乾燥法」では，当初は乾燥に要する時間が長く，大気中で行っていた為もあり不純物の混入が問題であったが，減圧環境下で行うことで短時間化でき，清浄なZnOナノ粒子層を得ることが出来た。さらに滴下法やスプレー法と比べて抵抗にして１桁～２桁低い層を得られる可能性が示唆された。本手法はまだ取り組みはじめたところであり，今後の成果が期待される。
※上記実績の中で最終年度の実績は，スプレー法によるp-チャネルおよびn-チャネルTFTの作製と，沈殿体積乾燥法による粒子層の作製である。
以上より，ZnOナノ粒子層を用いた塗布型トランジスタ実現に向けた基礎的な検討を行い，実現の可能性とその有益性を示した。
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