極薄アルミナ絶縁ゲートを有する酸化亜鉛薄膜トランジスタの開発

• 研究課題/領域番号: 21760234
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 電子・電気材料工学
• 研究機関: 山梨大学
• 研究代表者: 村中 司 山梨大学, 大学院・医学工学総合研究部, 准教授 (20374788)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2011年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2010年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2009年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: 薄膜・量子構造 / 薄膜トランジスタ / MBE, エピタキシャル / 半導体物性 / 表面・界面物性 / デバイス設計・製造プロセス / MBE,エピタキシャル

研究概要

本研究では、高利得・低消費電力なZnO薄膜トランジスタの実現に向け、分子線エピタキシー法とプラズマプロセスを活用した新たな極薄・高性能ゲートを有するトランジスタ構造の開発を行った。MBE成長実験と詳細な構造解析により、各種基板におけるZnO薄膜の成長機構を明らかにした。また、原子状酸素を利用したAl薄膜の表面酸化処理による極薄膜Al_2O_3絶縁層の形成手法を確立した。

研究成果

• [雑誌論文] Effects of Ga Doping and Substrate Temperature on Electrical Properties of ZnO Transparent Conducting Films Grown by Plasma-Assisted Deposition (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Matsumoto, K. Mizuguchi, T. Horii, S. Sano, T. Muranaka, Y. Nabetani, S. Hiraki, H. Furukawa, A. Fukasawa, S. Sakamoto, S. Hagihara, H. Kono, K. Kijima, O. Abe, K. Yashiro
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: Vol.50
  • NAID: 210000070524
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of Ga Doping and Substrate Temperature on Electrical properties of ZnO Transparent Conducting Films Grown by Plasma-Assisted Deposition (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Muranaka
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 50 号: 5S2 ページ: 05FB13-05FB13
  • DOI: 10.1143/jjap.50.05fb13
  • NAID: 210000070524
  • 査読あり
• [雑誌論文] XRD characterization of ZnO layers grown on GaAs(111) B, c-plane and a-plane sapphire substrates (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Muranaka, T. Sakano, K. Mizuguchi, Y. Nabetani, T. Akitsu, T. Matsumoto, S. Hagihara, O. Abe, S. Hiraki, Y. Fujikawa
  • 雑誌名: MBE physica status solidi(c) 巻: Vol.7, No.6 ページ: 1556-1558
  • 査読あり
• [雑誌論文] XRD characterization of ZnO layers grown on GaAs(111)B, c-plane and a-plane sapphire substrates by plasma-assisted MBE (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Muranaka
  • 雑誌名: physica status solidi (c) 巻: 7 ページ: 1556-1558
  • 査読あり
• [雑誌論文] XRD characterization of ZnO layers grown on GaAs(111)B, c-plane and a-plane sapphire substrates by plasma-assisted MBE (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Muranaka
  • 雑誌名: physica status solidi (c) (掲載決定)(未定)
  • 査読あり
• [学会発表] ZnO透明導電膜の光学的評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 佐野志保,堀井貴大,小柳津祥典,村中司,鍋谷暢一,松本俊,平木哲,宮沢節也,深沢明広,阪本慎吾
  • 学会等名: 第59回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2012-03-15
• [学会発表] PAD法による大面積基板上ZnO薄膜の特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 宮下祐司,高所健太,水口慶一,佐野志保,堀井貴大,村中司,鍋谷暢一,松本俊,平木哲,宮沢節也,深沢明広,阪本慎吾
  • 学会等名: 第59回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2012-03-15
• [学会発表] ZnO TFTのドレイン電流DLTS測定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 森雄大,久保田優人,佐野志保,堀井貴大,村中司,鍋谷暢一,松本俊
  • 学会等名: 第59回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2012-03-15
• [学会発表] ZnO TFTのトレイン電流DLTS測定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 村中司
  • 学会等名: 第59回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 東京都新宿区
  • 年月日: 2012-03-15
• [学会発表] PAD法による大面積基板上ZnO薄膜の特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 村中司
  • 学会等名: 第59回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 東京都新宿区
  • 年月日: 2012-03-15
• [学会発表] ZnO透明導電膜の光学的評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 村中司
  • 学会等名: 第59回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 東京都新宿区
  • 年月日: 2012-03-15
• [学会発表] PAD法による大面積基板上ZnO薄膜の特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 宮下祐司,高所健太,水口慶一,佐野志保,堀井貴大,村中司,鍋谷暢一,松本俊,平木哲,宮沢節也,深沢明広,阪本慎吾
  • 学会等名: 平成23年度多元系機能材料研究会年末講演会
  • 発表場所: 愛媛大学
  • 年月日: 2011-12-09
• [学会発表] PAD法による大面積PC基板上ZnO薄膜の特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 村中司
  • 学会等名: 多元系機能材料研究会年末講演会
  • 発表場所: 愛媛県松山市
  • 年月日: 2011-12-09
• [学会発表] GaドープZnO薄膜のラマン散乱 (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐野志保,堀井貴大,村中司,鍋谷暢一,松本俊,平木哲,宮沢節也,深沢明広,阪本慎吾,河野裕,木島一広,安部治
  • 学会等名: 第72回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 山形大学
  • 年月日: 2011-09-02
• [学会発表] GaドープZnO薄膜のラマン散乱 (2011)
  • 著者名/発表者名: 村中司
  • 学会等名: 第71回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 山形県山形市
  • 年月日: 2011-09-02
• [学会発表] Nitrogen doping on ZnO films grown by plasma-assisted MBE and its effects to the transport properties of TFTs (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Muranaka, Y. Ushiyama, N. Marumo, T. Horii, S. Sano, K. Mizuguchi, Y. Sakurai, Y. Nabetani, T. Matsumoto
  • 学会等名: 15th International Conference on II-VI Compounds
  • 発表場所: Mayan Riviera(メキシコ合衆国)
  • 年月日: 2011-08-25
• [学会発表] Nitrogen doping on ZnO films grown by plasma-assisted MBE and its effects to the transport properties of TFTs (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Muranaka
  • 学会等名: 15th International Conference on II-VI Compounds
  • 発表場所: リビエラ・マヤ(メキシコ)
  • 年月日: 2011-08-25
• [学会発表] ZnO-TFTのI-V特性と深い準位の測定 (2010)
  • 著者名/発表者名: 榊原章剛,森雄大,佐野志保,堀井貴大,村中司,鍋谷暢一,松本俊
  • 学会等名: 平成22年度多元系機能材料研究会年末講演会
  • 発表場所: 千葉工業大学
  • 年月日: 2010-11-19
• [学会発表] ZnO-TFTのI-V特性と深い準位の測定 (2010)
  • 著者名/発表者名: 村中司
  • 学会等名: 多元系機能材料研究会年末講演会
  • 発表場所: 千葉県習志野市
  • 年月日: 2010-11-19
• [学会発表] Electrical properties of Gadoped ZnO transparent conducting films prepared at temperatures close to room temperature (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Matsumoto, K. Mizuguchi, T. Horii, S. Sano, T. Muranaka, Y. Nabetani, S. Hiraki, H. Furukawa, A. Fukasawa, S. Sakamoto, S. Hagihara, Y. Kono, K. Kijima, O. Abe, K. Yashiro
  • 学会等名: 17th International Conference on Ternary and Multinary Compounds
  • 発表場所: Baku(アゼルバイジャン共和国)
  • 年月日: 2010-09-28
• [学会発表] 低温成長GaドープZnO薄膜(2)-X線回折特性- (2010)
  • 著者名/発表者名: 佐野志保,堀井貴大,村中司,鍋谷暢一,松本俊,平木哲,古川英明,深沢明広,坂本慎吾,萩原茂,河野裕,木島一広,安部治,八代浩二
  • 学会等名: 第71回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 長崎大学
  • 年月日: 2010-09-14
• [学会発表] 低温成長GaドープZnO薄膜(1)-電気的特性- (2010)
  • 著者名/発表者名: 堀井貴大,佐野志保,村中司,鍋谷暢一,松本俊,平木哲,古川英明,深沢明広,坂本慎吾,萩原茂,河野裕,木島一広,安部治,八代浩二
  • 学会等名: 第71回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 長崎大学
  • 年月日: 2010-09-14
• [学会発表] 低温成長GaドープZnO薄膜(1)-電気的特性- (2010)
  • 著者名/発表者名: 村中司
  • 学会等名: 第71回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 長崎県長崎市
  • 年月日: 2010-09-14
• [学会発表] 低温成長GaドープZnO薄膜(2)-X線回折特性- (2010)
  • 著者名/発表者名: 村中司
  • 学会等名: 第71回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 長崎県長崎市
  • 年月日: 2010-09-14
• [学会発表] プラズマ支援堆積法によるZnO透明導電膜の低温成長 (2009)
  • 著者名/発表者名: 水口慶一,宮下祐司,堀井貴大,佐野志保,榊原章剛,村中司,鍋谷暢一,松本俊,平木哲,古川英明,深沢明広,阪本慎吾,萩原茂,河野裕,木島一広,阿部治,八代浩二
  • 学会等名: 平成21年度多元系機能材料研究会年末講演会
  • 発表場所: 鷲羽ハイランドホテル(岡山県倉敷市)
  • 年月日: 2009-12-11
• [学会発表] プラズマ支援堆積法によるZnO透明導電膜の低温成長 (2009)
  • 著者名/発表者名: 村中司
  • 学会等名: 多元系機能材料研究会年末講演会
  • 発表場所: 岡山県倉敷市
  • 年月日: 2009-12-11
• [学会発表] XRD characterization of ZnO layers grown on GaAs(111), sapphire c-plane and a-plane substrates by Plasma-Assisted MBE (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Muranaka, T. Sakano, K. Mizuguchi, Y. Nabetani, T. Akitsu, T. Matsumoto, S. Hagihara, O. Abe, S. Hiraki, Y. Fujikawa
  • 学会等名: 14th International Conference on II-VI Compounds
  • 発表場所: St. Petersburg(ロシア連邦)
  • 年月日: 2009-08-27
• [学会発表] XRD characterization of ZnO layers grown on GaAs(111), sapphire c-plane and a-plane substrates by Plasma-Assisted MBE (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Muranaka
  • 学会等名: 14th International Conference on II-VI Compounds
  • 発表場所: サンクトペテルブルク(ロシア)
  • 年月日: 2009-08-27
• [備考]
  • URL: http://www.es.yamanashi.ac.jp/research/index_html#muranaka