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酸化膜アンチドープ制御機構解明と新元素構成トランジスタのマテリアルデザイン

研究課題

研究課題/領域番号 15H03568
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 薄膜・表面界面物性
研究機関国立研究開発法人物質・材料研究機構

研究代表者

塚越 一仁  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, MANA主任研究者 (50322665)

研究協力者 木津 たきお  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, ポスドク研究員
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
16,640千円 (直接経費: 12,800千円、間接経費: 3,840千円)
2017年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2016年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2015年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
キーワード半導体物性 / 先端機能デバイス / 表面・界面物性 / 酸化膜半導体 / 酸素欠損 / ドーピング
研究成果の概要

アモルファス酸化インジウム薄膜を伝導チャネルとした薄膜トランジスタにおいて、特性の不安定性を抑制するための添加元素がホスト材料に及ぼす効果を調べた。アモルファス酸化インジウム薄膜の構造の安定性は、アモルファス中の酸素欠損の密度に依存する。伝導の安定性は、伝導電子を供給する酸素欠損の密度に反比例する。この安定化のためにSiを添加した。原子半径の小さいSiの添加は、ホスト酸化インジウムを歪ませて、伝導電子の5s軌道の重なり確率を高めていることがわかった。これらの知見を基にして、Si添加の少ない構造不安定な高導電層と高密度でSiを添加した低導電性層を積層して、特性を補う構造の形成に成功した。

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] Nanjing University(China)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] 1.Radial Interference Contrast in in-situ SEM Observation of Metal Oxide Semiconductor Film Crystallization2017

    • 著者名/発表者名
      Kunji Shigeto, Takio Kizu, Kazuhito Tsukagoshi, Toshihide Nabatame,
    • 雑誌名

      Microscopy and Microanalysis

      巻: 23 号: S1 ページ: 1512-1513

    • DOI

      10.1017/s1431927617008224

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 270.Correlation between active layer thickness and ambient gas stability in IGZO thin-film transistors2017

    • 著者名/発表者名
      X.Gao, M.-F. Lin, B.-H.Mao, M.Shimizu, N.Mitoma, T.Kizu, W.Ouyang, T.Nabatame, Z.Liu, K.Tsukagoshi, S.-D.Wang,
    • 雑誌名

      Journal of Physics D: Applied Physics

      巻: 50 号: 2 ページ: 025102-025102

    • DOI

      10.1088/1361-6463/50/2/025102

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Homogeneous double-layer amorphous Si-doped indium oxide thin-film transistors for control of turn-on voltage2016

    • 著者名/発表者名
      T. Kizu, S.Aikawa, T. Nabatame, A.Fujiwara, K.Ito, M.Takahashi, K.Tsukagoshi,
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 120 号: 4 ページ: 045702-045702

    • DOI

      10.1063/1.4959822

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] T.Kizu, N.Mitoma, M.Miyanaga, H.Awata, T.Nabatame, K.Tsukagoshi,2015

    • 著者名/発表者名
      Codoping of zinc and tungsten for practical high-performance amorphous indium-based oxide thin film
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 118 号: 12 ページ: 125702-125702

    • DOI

      10.1063/1.4931422

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Nanoscale material transport for future electronics2017

    • 著者名/発表者名
      Kazuhito Tsukagoshi
    • 学会等名
      The 2nd Nippon-Taiwan Workshop on Innovation of Emergent Materials
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ALDで形成したInOx高移動度TFT2017

    • 著者名/発表者名
      木津たきお,相川慎也,池田幸弘,上野啓司,生田目俊秀,塚越一仁
    • 学会等名
      第78回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Silicon induced Metal Oxide thin film transistor2017

    • 著者名/発表者名
      K. Tsukagoshi, K. Kizu, S.Aikawa, T.Nabatame,
    • 学会等名
      The first International Semiconductor Conference for Global Challenges (ISOGC-2017)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

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