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イオン液体を用いた酸化物半導体スティープスロープ・フレキシブル素子の創製

研究課題

研究課題/領域番号 16K18093
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 電子デバイス・電子機器
研究機関奈良先端科学技術大学院大学

研究代表者

藤井 茉美  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 助教 (30731913)

研究協力者 小野 新平  
藤田 直幸  
山田 祐久  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2016年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード酸化物半導体 / 薄膜トランジスタ / 電気二重層トランジスタ / イオン液体 / 信頼性 / 多孔質膜 / 電界効果トランジスタ / スティープスロープ / 複合材料・物性 / エネルギー効率化 / 省エネルギー
研究成果の概要

低駆動電圧フレキシブルTFTの高信頼性化のため,IGZOとILを用いたEDLT界面で生じる劣化現象を抑制することを目的とし,界面に自己組織化単分子膜の導入を提案した.この界面層導入したEDLTの電気的信頼性測定から,長期的な駆動における劣化が抑制されることが明らかになった.
このFDTSによって抑制された劣化現象は,IGZO中のInが減少し相対的なZn量が増加することによると考えられる.従って,ILによってIGZOのキャリヤ密度が変化するが,界面層によってこれを抑制可能である.

研究成果の学術的意義や社会的意義

電気二重層トランジスタ(EDLT)における信頼性および界面の劣化現象を検討した始めての成果であり,EDLT信頼性における学術的な議論が可能となった.また,劣化現象の抑制手段についても提案し,実証したため,イオン液体とIn系酸化物薄膜を用いた素子の実用化に資する.
Inを含む透明導電膜などの薄膜とイオン液体を接触させた場合に生じる現象であるため,これらの材料を用いた二次電池などの劣化現象の議論にも影響を与えると考えられる.

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 7件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Improvement of the stability of an electric double-layer transistor using a 1H,1H,2H,2H-perfluorodecyltriethoxysilane barrier layer2019

    • 著者名/発表者名
      Yang Liu, Mami N Fujii, Shoma Ishida, Yasuaki Ishikawa, Kazumoto Miwa, Shimpei Ono, Juan Paolo Soria Bermundo, Naoyuki Fujita and Yukiharu Uraoka
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics Rapid Communication

      巻: 58 号: 4 ページ: 4-4

    • DOI

      10.7567/1347-4065/ab008c

    • NAID

      210000135432

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] SrTa2O6 Induced Low Voltage Operation of InGaZnO Thin-Film Transistors2018

    • 著者名/発表者名
      Takanori Takahashi, Takeshi Hoga, Ryoko Miyanaga, Mami Fujii, Yasuaki Ishikawa, Yukiharu Uraoka, Kiyoshi Uchiyama
    • 雑誌名

      Thin Solid Films

      巻: 665 ページ: 173-178

    • DOI

      10.1016/j.tsf.2018.09.020

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Self-heating suppressed structure of a-IGZO thin-film transistor2018

    • 著者名/発表者名
      Kahori Kise, Mami Fujii, Bermundo Juan Paolo Soria, Yasuaki Ishikawa, Yukiharu Uraoka
    • 雑誌名

      IEEE Electron Device Letters

      巻: 39 号: 9 ページ: 1322-1325

    • DOI

      10.1109/led.2018.2855152

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improvement of Amorphous InGaZnO Thin-Film Transistor Using High-k SrTa2O6 as Gate Insulator Deposited by Sputtering Method2018

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Takanori、Hoga Takeshi、Miyanaga Ryoko、Oikawa Kento、Fujii Mami N.、Ishikawa Yasuaki、Uraoka Yukiharu、Uchiyama Kiyoshi
    • 雑誌名

      physica status solidi (a)

      巻: - 号: 5 ページ: 1700773-1700773

    • DOI

      10.1002/pssa.201700773

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluation of stress stabilities in amorphous In-Ga-Zn-O thin-film transistors: Effect of passivation with Si-based resin2017

    • 著者名/発表者名
      Ochi Mototaka、Hino Aya、Goto Hiroshi、Hayashi Kazushi、Fujii Mami N.、Uraoka Yukiharu、Kugimiya Toshihiro
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 57 号: 2S2 ページ: 02CB06-02CB06

    • DOI

      10.7567/jjap.57.02cb06

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] "H and Au diffusion in high mobility a-InGaZnO thin-film transistors via low temperature KrF excimer laser annealing"2017

    • 著者名/発表者名
      Juan Paolo S. Bermundo, Yasuaki Ishikawa, Mami N. Fujii, Hiroshi Ikenoue, and Yukiharu Uraoka
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 107 号: 13 ページ: 33504-33504

    • DOI

      10.1063/1.4979319

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nano-crystallization in ZnO-doped In2O3 thin films via excimer laser annealing for thin-film transistors2016

    • 著者名/発表者名
      Mami N. Fujii, Yasuaki Ishikawa, Ryoichi Ishihara, Johan van der Cingel, Mohammad R. T. Mofrad, Juan Paolo Soria Bermundo, Emi Kawashima, Kazushige Tomai, Koki Yano, Yukiharu Uraoka
    • 雑誌名

      AIP advances

      巻: 6 号: 6 ページ: 65216-65216

    • DOI

      10.1063/1.4954666

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 自己組織化単分子膜形成によるInGaZnO/イオン液体界面反応における保護作用2019

    • 著者名/発表者名
      石田翔麻、藤井茉美、劉洋、山田祐久、石河泰明、浦岡行治、藤田直幸
    • 学会等名
      第66回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Stability improvement of electric double layer transistor by suppressing chemical reaction2019

    • 著者名/発表者名
      Yang Liu, Mami N. Fujii, Juan Paolo S. Bermundo, Yasuaki Ishikawa, Miwa Kazumoto, Shimpei Ono, Yukiharu Uraoka
    • 学会等名
      International Thin Film Transistor Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 酸化物半導体薄膜トランジスタの高性能化に資する絶縁膜2018

    • 著者名/発表者名
      藤井茉美
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Ta2O5ゲート絶縁膜によるInGaZnO薄膜トランジスタの低電圧駆動2018

    • 著者名/発表者名
      髙橋崇典, 宝賀剛, 宮永良子, 藤井茉美, 石河泰明, 浦岡行治, 内山潔
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 全固体電気二重層をゲートとしたa-IGZOトランジスタの作製と動作検証2018

    • 著者名/発表者名
      渡邉佳孝, 浅野哲也, 藤井茉美, JuanPaoloBermundo, 石河泰明, 浦岡行治, 足立秀明
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] InGaZnO/イオン液体界面解析と自己組織化単分子層間膜の効果2018

    • 著者名/発表者名
      小森健太, 岡田広美, 藤井茉美, 三輪一元, 小野新平, JuanPaoloBermundo, 石河泰明, 浦岡行治
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] IGZOとイオン液体の反応性に関する界面解析2017

    • 著者名/発表者名
      小森健太, 岡田広美, 藤井茉美, 三輪一元, 小野新平, Juan Paolo Bermundo, 石河泰明, 浦岡行治
    • 学会等名
      第14回薄膜材料デバイス研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] スパッタ法による高誘電体SrTa2O6薄膜の作製と酸化物薄膜トランジスタへの応用薄膜トランジスタへの応用スパッタ法による高誘電体SrTa2O6薄膜の作製と酸化物薄膜トランジスタへの応用2017

    • 著者名/発表者名
      髙橋崇典, 宝賀剛, 宮永良子, 藤井茉美, 及川賢人, 浦岡行治, 内山潔
    • 学会等名
      平成29年度 日本セラミックス協会東北北海道支部 研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 高誘電体SrTa2O6をゲート絶縁膜に用いた高性能酸化物薄膜トランジスタ2017

    • 著者名/発表者名
      髙橋崇典, 宝賀剛, 宮永良子, 藤井茉美, 浦岡行治, 内山潔
    • 学会等名
      第27回 日本MRS年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 酸化タンタル系ゲート絶縁膜が非晶質InGaZnO薄膜トランジスタに及ぼす効果2017

    • 著者名/発表者名
      髙橋崇典, 宝賀剛, 宮永良子, 藤井茉美, 浦岡行治, 内山潔
    • 学会等名
      第27回 日本MRS年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Interfacial Analysis of Ionogel Gated In2Ga2Zn1O7 Thin Film Transistors2017

    • 著者名/発表者名
      Mami N. Fujii, Hiromi Okada, Kenta Komori, Kazumoto Miwa, Shimpei Ono, Juan Paolo Bermundo, Yasuaki Ishikawa, and Yukiharu Uraoka
    • 学会等名
      2017 International Workshop on DIELECTRIC THIN FILMS FOR FUTURE ELECTRON DEVICES: SCIENCE AND TECHNOLOGY
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Analysis of High Mobility Oxide Thin-Film Transistors after a Low Temperature Annealing Process2016

    • 著者名/発表者名
      Juan Paolo Soria Bermundo, Yasuaki Ishikawa, Mami N. Fujii, Chaiyanan Kulchaisit, Hiroshi Ikenoue and Yukiharu Uraoka
    • 学会等名
      The 23rd International Display Workshops
    • 発表場所
      Fukuoka, Japan
    • 年月日
      2016-12-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Thermal analysis and device simulation of heat suppressed structure for oxide thin-film transistor2016

    • 著者名/発表者名
      Kahori Kise, Mami N. Fujii, Juan Paolo Soria Bermundo, Yasuaki Ishikawa, and Yukiharu Uraoka
    • 学会等名
      The 23rd International Display Workshops
    • 発表場所
      Fukuoka, Japan
    • 年月日
      2016-12-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] KrF Excimer Laser Annealing of High Mobility a-IGZO Thin Film Transistors2016

    • 著者名/発表者名
      Juan Paolo Soria Bermundo, Yasuaki Ishikawa, Mami N. Fujii, Hiroshi Ikenoue and Yukiharu Uraoka
    • 学会等名
      第13回薄膜材料デバイス研究会
    • 発表場所
      響都ホール、京都,日本
    • 年月日
      2016-10-21
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Defect Analysis of Siloxane Gate Insulator and its Interface in a-IGZO Thin-Film Transistor Nara Institute of Science and Technology2016

    • 著者名/発表者名
      Chaiyanan Kulchaisit, Juan Paolo Bermundo, Mami N. Fujii, Yasuaki Ishikawa, and Yukiharu Uraoka
    • 学会等名
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      新潟,日本
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 高圧水蒸気処理による高誘電体膜SrTa2O6を用いたIGZO薄膜トランジスタの特性改善2016

    • 著者名/発表者名
      及川賢人, 藤井茉美, ジョアンパウロベルムンド, 内山潔, 石河泰明, 浦岡行治
    • 学会等名
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ、新潟,日本
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 酸化物TFTの発熱抑制構造2016

    • 著者名/発表者名
      木瀬香保利, 藤井茉美, ジョアンパウロベルムンド, 石河泰明, 浦岡行治
    • 学会等名
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ新潟,日本
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Significant Sheet Resistance Reduction of a-IGZO via Low Temperature Excimer Laser Irradiation2016

    • 著者名/発表者名
      Juan Paolo Soria Bermundo, Yasuaki Ishikawa, Mami N. Fujii, Hiroshi Ikenoue and Yukiharu Uraoka
    • 学会等名
      The 16th International Meeting on Information Display
    • 発表場所
      Jeju, Jeju Island, Korea
    • 年月日
      2016-08-23
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] High Performance Siloxane Hybrid Polymer Gate Insulator for Amorphous InGaZnO Thin-Film Transistors2016

    • 著者名/発表者名
      Chaiyanan Kulchaisit, Yasuaki Ishikawa, Mami N. Fujii, Haruka Yamazaki, Juan Paolo Soria Bermundo, and Yukiharu Uraoka
    • 学会等名
      The 16th International Meeting on Information Display
    • 発表場所
      Jeju, Jeju Island, Korea
    • 年月日
      2016-08-23
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Oxide Thin Film Transistors for Flexible Devices2016

    • 著者名/発表者名
      Yukiharu Uraoka, Juan Paolo Soria Bermundo, Mami N. Fujii, Mutsunori Uenuma, Yasuaki Ishikawa,
    • 学会等名
      The 16th International Meeting on Information Display
    • 発表場所
      Jeju, Jeju Island, Korea
    • 年月日
      2016-08-23
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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