2015 Fiscal Year Annual Research Report
シンプルな元素構成の新酸化膜半導体材料を用いた薄膜トランジスタの特性制御
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26790051
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| Research Institution | Kogakuin University |
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Principal Investigator |
相川 慎也 工学院大学, 付置研究所, 助教 (40637899)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 薄膜トランジスタ / 酸化物半導体 / 表面・界面物性 / 半導体物性 / ディスプレイ応用 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
次世代の高精細大画面ディスプレイに搭載するスイッチング素子の候補材料として，酸化物半導体が注目されている．酸化物半導体は，非晶質構造にもかかわらず高特性を示し，低リーク電流が実現可能な特徴を有する．このため，従来材料の非晶質シリコンと比較して，素子の微細化が可能であり，機器の低消費電力化にメリットがある．
これまでの研究では，新しい元素構成による酸化膜半導体を独自に開発し，高特性の薄膜トランジスタを実現してきた．成膜後に熱処理を行うことで特性が改善することが分かっている．しかしながら，熱処理による酸化還元反応とトランジスタの電気特性との相関関係の理解が不十分であった．
前年度の結果に基づき，SiO2含有量10重量パーセントのアモルファス酸化インジウム半導体における薄膜トランジスタの特性調査をすすめる一方で，真空デシケータ内に保管しておいたSiO2含有量3重量パーセント薄膜トランジスタを測定したところ，しきい値電圧が大幅に負方向にシフトした金属的特性となった．これは，酸素の脱離によってキャリアが生成されたためだと考えられる．そのため，大気中に一定期間放置することで，特性が真空保管前の状態に戻ることが分かった．
酸素脱離抑制効果の高いSiO2含有量10重量パーセントの薄膜では，真空保管後でも特性変化は見られず，作製直後の薄膜トランジスタ特性を維持した．これは酸素と結合の強いSiが適度な濃度で薄膜中に含有されているためである．この薄膜を用いれば，成膜過程における酸素分圧の微量変化に起因する特性バラつきを抑制できるため，大面積ウェハ上での薄膜トランジスタアレイの形成が可能であるとともに，還元雰囲気に耐性を有するアモルファス酸化物半導体の実現が可能と考えられる．
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[Journal Article] Influence of Al2O3 layer insertion on the electrical properties of Ga-In-Zn-O thin-film transistors2015
Author(s)
K. Kurishima, T. Nabatame, M. Shimizu, N. Mitoma, T. Kizu, S. Aikawa, K. Tsukagoshi, A. Ohi, T. Chikyow, A. Ogura
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Journal Title
J. Vac. Sci. Technol., A
Volume: 33
Pages: 061506
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Low-temperature Processable Amorphous In-W-O Thin-film Transistors2015
Author(s)
T. Kizu, S. Aikawa, N. Mitoma, M. Shimizu, X. Gao, M-F. Lin, T. Nabatame, K. Tsukagoshi
Organizer
The 9th International Conference on the Science and Technology for Advanced Ceramics and The 9th Symposium on Transparent Oxide and Related Materials for Electronics and Optics
Place of Presentation
Ibaraki, Japan
Year and Date
2015-10-20
Int'l Joint Research
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