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Elucidating carrier transport mechanism in disordered amorphous oxide semiconductors to realize flexible fully solution processed oxide transistors

研究課題

研究課題/領域番号 22K14291
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分21050:電気電子材料工学関連
研究機関奈良先端科学技術大学院大学

研究代表者

Bermundo J.P.S  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 助教 (60782521)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2023年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2022年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワード酸化物薄膜トランジスタ / 液体プロセス / プラズマプロセス / 酸素空孔 / レーザー / 薄膜欠陥 / 薄膜半導体 / 酸化物半導体 / oxide semiconductors / fully solution TFT / low temperature process / reliability / flexible devices / carrier conc. control / semiconductor laser / plasma / carrier concentration / solution process
研究開始時の研究の概要

Society 5.0 needs many devices requiring high-throughput sustainable production. Solution process is a cost-effective alternative to vacuum process but has worse performance/reliability. We address this issue by understanding the carrier transport mechanism and how oxygen vacancies influence it.

研究成果の概要

私たちは、完全溶液処理によって高性能で安定したAOS TFTを製造する持続可能な方法を開拓しました。コストのかかる真空プロセスとは異なり、すべてのTFT層に持続可能な技術を用い、最大40cm^2/Vsの驚異的な移動度と安定性を実現しました。この目標を達成するには、欠陥相互作用がAOSの導電性とキャリア輸送にどのように影響するかを包括的に理解する必要がありました。プラズマと光プロセスを用いてAOS中にVo欠陥を生成し、導電性とキャリア濃度を調節し、多機能AOSを作製しました。溶液AOS特有の不純物の問題に対処し、前駆体から不純物を意図的に析出させる方法を開発し、TFT性能を向上させました。

研究成果の学術的意義や社会的意義

紫外線照射、固体レーザーアニール、プラズマプロセスなどのさまざまな活性化プロセスがAOSの特性に与える影響を慎重に研究しました。Arプラズマが効果的にVoを生成し、代替方法と比較して高性能かつ優れた安定性を持つ完全溶液プロセスTFTを作成することを実証しました。特にソリューションプロセスの文脈でのVoの科学的理解は、その安定性と性能の両方を改善するために重要です。さらに、完全溶液プロセスTFTの性能と安定性の向上は、高価な真空プロセスではなく持続可能なソリューションプロセスを使用して、すべてのTFT層を最小限の性能および安定性への影響で製造できることを示しており、社会的に重要です。

報告書

(3件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (37件)

すべて 2024 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 7件、 査読あり 11件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (23件) (うち国際学会 19件、 招待講演 4件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] University of Surrey(英国)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] University of the Philippines(フィリピン)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] Dual Role of AgNO3 as an Oxidizer and Chloride Remover toward Enhanced Combustion Synthesis of Low-Voltage and Low-Temperature Amorphous Rare Metal-Free Oxide Thin-Film Transistors2024

    • 著者名/発表者名
      Quino Candell Grace P.、Bermundo Juan Paolo、Kawanishi Hidenori、Uraoka Yukiharu
    • 雑誌名

      ACS Applied Electronic Materials

      巻: 6 号: 1 ページ: 505-513

    • DOI

      10.1021/acsaelm.3c01479

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Optimizing a-IGZO Source-Gated Transistor Current by Structure Alteration via TCAD Simulation and Experiment2024

    • 著者名/発表者名
      Sihapitak Pongsakorn、Bermundo Juan Paolo、Bestelink Eva、Sporea Radu A.、Uraoka Yukiharu
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Electron Devices

      巻: 71 号: 4 ページ: 2431-2437

    • DOI

      10.1109/ted.2024.3360019

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] High gain complementary inverters based on comparably-sized IGZO and DNTT source-gated transistors2023

    • 著者名/発表者名
      Bestelink Eva、Sihapitak Pongsakorn、Zschieschang Ute、Askew Leslie、Shannon John M.、Bermundo Juan Paolo、Uraoka Yukiharu、Klauk Hagen、Sporea Radu A.
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry C

      巻: 11 号: 34 ページ: 11688-11696

    • DOI

      10.1039/d3tc02474a

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Dissociation-energy calculations of C-multivacancies in diamond: the density-functional-theory study2023

    • 著者名/発表者名
      Purnawati Diki、Fajariah Nurul、Prayogi Harmon、Bermundo Juan Paolo、Nugraheni Ari Dwi
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 62 号: 5 ページ: 051002-051002

    • DOI

      10.35848/1347-4065/accda7

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Performance and reliability improvement of all-solution processed indium zinc oxide thin-film transistor by UV irradiation treatment2023

    • 著者名/発表者名
      Hanifah Umu、Bermundo Juan Paolo S、Uenuma Mutsunori、Uraoka Yukiharu
    • 雑誌名

      Journal of Physics D: Applied Physics

      巻: 56 号: 40 ページ: 405114-405114

    • DOI

      10.1088/1361-6463/acdefb

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-k Solution-Processed Barium Titanate/Polysiloxane Nanocomposite for Low-Temperature Ferroelectric Thin-Film Transistors2023

    • 著者名/発表者名
      Safaruddin Aimi Syairah、Bermundo Juan Paolo S.、Wu Chuanjun、Uenuma Mutsunori、Yamamoto Atsuko、Kimura Mutsumi、Uraoka Yukiharu
    • 雑誌名

      ACS Omega

      巻: 8 号: 33 ページ: 29939-29948

    • DOI

      10.1021/acsomega.2c08142

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Performance and Stability Enhancement of Fully Solution-Processed a-InZnO Thin-Film Transistors via Argon Plasma Treatment2023

    • 著者名/発表者名
      Hanifah Umu、Bermundo Juan Paolo S.、Kawanishi Hidenori、Vasquez Magdaleno R.、Ilasin Mark D.、Uraoka Yukiharu
    • 雑誌名

      ACS Applied Electronic Materials

      巻: 5 号: 11 ページ: 5872-5884

    • DOI

      10.1021/acsaelm.3c00841

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Novel two-dimensional square-structured diatomic group-IV materials: the first-principles prediction2023

    • 著者名/発表者名
      Sholihun Sholihun、Purnawati Diki、Bermundo Juan Paolo、Prayogi Harmon、Fatomi Zohan Syah、Hidayati Sri
    • 雑誌名

      Physica Scripta

      巻: 98 号: 11 ページ: 115903-115903

    • DOI

      10.1088/1402-4896/acfa3f

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Degradation Due to Photo-Induced Electron in Top-Gate In-Ga-Zn-O Thin Film Transistors With n- Region Under Negative Bias Stress and Light Irradiation2023

    • 著者名/発表者名
      Takeda Yujiro、Takahashi Takanori、Miyanaga Ryoko、Bermundo Juan Paolo S.、Uraoka Yukiharu
    • 雑誌名

      IEEE Electron Device Letters

      巻: 44 号: 5 ページ: 765-768

    • DOI

      10.1109/led.2023.3258960

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spray pyrolyzed fluorinated inorganic-organic passivation for solution-processed a-InZnO thin-film transistors2022

    • 著者名/発表者名
      Safaruddin Aimi Syairah、Bermundo Juan Paolo S.、Jallorina Michael Paul A.、Yamamoto Atsuko、Uraoka Yukiharu
    • 雑誌名

      Materials Science in Semiconductor Processing

      巻: 146 ページ: 106669-106669

    • DOI

      10.1016/j.mssp.2022.106669

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Machine-Learned Fermi Level Prediction of Solution-Processed Ultrawide-Bandgap Amorphous Gallium Oxide (a-Ga2Ox)2022

    • 著者名/発表者名
      Purnawati Diki、Regonia Paul Rossener、Bermundo Juan Paolo、Ikeda Kazushi、Uraoka Yukiharu
    • 雑誌名

      ACS Applied Electronic Materials

      巻: 4 号: 12 ページ: 5838-5846

    • DOI

      10.1021/acsaelm.2c01013

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Solid-state Laser Annealing (SLA) of Fully Solution-processed Amorphous InZnO Thin-film Transistors at Various Fluence2024

    • 著者名/発表者名
      Nu Myat Thazin, Juan Paolo Bermundo ,Umu Hanifah, Johannes Richter, Sebastian Geburt, Yukiharu Uraoka
    • 学会等名
      ITC 2024
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Atomic layer deposition and plasma technology for high performance amorphous oxide semiconductor thin-film transistors2024

    • 著者名/発表者名
      Juan Paolo Bermundo, 浦岡 行治
    • 学会等名
      International Symposium of the Vacuum Society of the Philippines 2024
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Solution processed functional oxide semiconductors and hybrid materials for flexible electronics2023

    • 著者名/発表者名
      Juan Paolo Bermundo
    • 学会等名
      Mini Workshop on Functional Materials Science (mini-FMS 2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] トップゲート型 In-Ga-Zn-O 薄膜トランジスタの光電圧ストレス劣化に関するメカニズム分析2023

    • 著者名/発表者名
      武田悠二郎 髙橋, 崇典, 宮永良子, Juan Paolo Bermundo, 浦岡行治
    • 学会等名
      薄膜材料デバイス研究会 第20回研究集会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] トップゲート型In-Ga-Zn-O薄膜トランジスタの光劣化メカニズム分析2023

    • 著者名/発表者名
      Yujiro Takeda, 髙橋 崇典, Ryoko Miyanaga, Juan Paolo Bermundo, 浦岡 行治
    • 学会等名
      第84回応用物理学会 秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Ferroelectric properties of 50 nm size BaTiO3 /polysiloxane nanocomposites processed by low temperature solution method2023

    • 著者名/発表者名
      Wu Chuanjun, Juan Paolo Bermundo , Aimi Syairah Safaruddin, Atsuko Yamamoto, 浦岡 行治
    • 学会等名
      2023 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM 2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of Bilayer High-k Al2O3 and HfO2 Gate Insulators on the Electrical Performance of Amorphous Oxide Thin-Film Transistors2023

    • 著者名/発表者名
      Dian Budiarti Kastian, Juan Paolo Bermundo , Yukiharu Uraoka
    • 学会等名
      2023 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM 2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Post-Treatments as Electrode Functionalization of Fully-Solution Processed Amorphous InZnO (a-IZO) Thin-Film Transistors2023

    • 著者名/発表者名
      Umu Hanifah, Juan Paolo Bermundo , Nu Myat Thazin, Hidenori Kawanishi, Johannes Richter, Sebastian Geburt, Yukiharu Uraoka
    • 学会等名
      The 23rd International Meeting on Information Display (IMID 2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Optimized Combustion Process for Low-Voltage SixSnyO Thin-Film Transistors2023

    • 著者名/発表者名
      Candell Grace Paredes Quino, Juan Paolo Bermundo , Yukiharu Uraoka
    • 学会等名
      The 23rd International Meeting on Information Display (IMID 2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Study of source-gated transistor (SGT) for output current enhancement through TCAD simulation2023

    • 著者名/発表者名
      Pongsakorn Sihapitak, Juan Paolo Bermundo , Yukiharu Uraoka
    • 学会等名
      SID Display Week 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Solution Processed Ultrawide Bandgap Insulator to Semiconductor Conversion of Amorphous Gallium Oxide via Fermi Level Control2023

    • 著者名/発表者名
      Juan Paolo Bermundo, Diki Purnawati, Paul Rossener Regonia, Kazushi Ikeda, Yukiharu Uraoka
    • 学会等名
      ULSIC vs TFT 8
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] High Performance Solution Processed Oxide Semiconductors and Hybrid Materials for Flexible Electronics2022

    • 著者名/発表者名
      Juan Paolo Bermundo、Yukiharu Uraoka
    • 学会等名
      The 29th International Display Workshops
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Performance Enhancement of Solution-Processed Si-Sn-O Thin-Film Transistors Using Solution Combustion Synthesis2022

    • 著者名/発表者名
      Candell Grace Paredes Quino, Juan Paolo Bermundo, Mutsunori Uenuma, Yukiharu Uraoka
    • 学会等名
      The 242nd ECS Meeting
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Electrical Performance Improvement of Fully Solution-Processed Amorphous Indium Zinc Oxide Thin-Film Transistor via Argon Plasma Treatment2022

    • 著者名/発表者名
      Umu Hanifah, Juan Paolo Bermundo, Mutsunori Uenuma, Yukiharu Uraoka
    • 学会等名
      The 242nd ECS Meeting
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] High Performance Fully Solution Processed Transistors Towards Flexible Sustainable Electronics2022

    • 著者名/発表者名
      Juan Paolo Bermundo, Dianne Corsino, Umu Hanifah, Yukiharu Uraoka
    • 学会等名
      The 242nd ECS Meeting
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Study of double-work function source-gated transistor for performance enhancement through device simulation2022

    • 著者名/発表者名
      Pongsakorn Shihapitak, Juan Paolo Bermundo, Yukiharu Uraoka
    • 学会等名
      The 17th International Thin-Film Transistor Conference
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Impact of Precursor Aging and Relative Humidity on the Electric Performance of Solution Deposited Amorphous Gallium Oxide Thin Film Transistors2022

    • 著者名/発表者名
      Diki Purnawati, Juan Paolo Bermundo, Yukiharu Uraoka
    • 学会等名
      The 22nd International Meeting on Information Display
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Structural Modification of Solution-Processed Barium Titanate/Polysiloxane Nanocomposite for Memory Application2022

    • 著者名/発表者名
      Aimi Syairah Safaruddin, Juan Paolo Bermundo, Mutsunori Uenuma, Atsuko Yamamoto, and Yukiharu Uraoka
    • 学会等名
      The 29th International Workshop on Active-Matrix FlatPanel Displays and Devices
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Electrical Performance Improvement of All-solution Processed Indium Zinc Oxide Thin-Film Transistor by UV-irradiation Treatment2022

    • 著者名/発表者名
      Umu Hanifah, Juan Paolo Bermundo, Mutsunori Uenuma, Yukiharu Uraoka
    • 学会等名
      The 29th International Workshop on Active-Matrix FlatPanel Displays and Devices
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Influence of Sn Concentration on the Performance of Solution Combustion2022

    • 著者名/発表者名
      Candell Grace Paredes Quino, Juan Paolo Bermundo, Mutsunori Uenuma, Yukiharu Uraoka
    • 学会等名
      The 29th International Workshop on Active-Matrix FlatPanel Displays and Devices
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Phase Structural Modification of Solution-Processed Barium Titanate/Polysiloxane Nanocomposite for Memory Application2022

    • 著者名/発表者名
      Aimi Syairah Safaruddin, Juan Paolo Bermundo, Mutsunori Uenuma, Atsuko Yamamoto, Yukiharu Uraoka
    • 学会等名
      IEEE International Symposium on Applications of Ferroelectrics
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fermi Level Prediction of Solution-processed Ultra-wide Bandgap a-Ga2Ox via Supervised Machine Learning Models2022

    • 著者名/発表者名
      Diki Purnawati, Paul Rossener Regonia, Juan Paolo Bermundo, Kazushi Ikeda, Yukiharu Uraoka
    • 学会等名
      SID Display Week 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 感光性high-k BTO/PSX ゲート絶縁膜を用いた酸化物半導体の性能評価2022

    • 著者名/発表者名
      安藤大晟, Bermundo Juan Paolo Soria, 山本 敦子, 田中 浩之, 浦岡 行治,
    • 学会等名
      第83回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [備考] Researchmap

    • URL

      https://researchmap.jp/jpbermundo

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書

URL: 

公開日: 2022-04-19   更新日: 2025-01-30  

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