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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

研究課題

研究課題/領域番号 26790051
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 薄膜・表面界面物性
研究機関工学院大学

研究代表者

相川 慎也  工学院大学, 総合研究所, 助教 (40637899)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015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)
2015年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2014年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワード薄膜トランジスタ / 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 / 電子デバイス / ディスプレイ
研究成果の概要

アモルファス酸化物半導体を用いた薄膜トランジスタ(TFT)は,適切な温度で適切な時間,空気中で熱処理を行うことで優れた特性を示すことが知られている.一方で,TFT特性に及ぼす熱処理効果の理解は不十分であった.本研究では,アニール時間依存の薄膜抵抗測定により,熱処理下では,短時間領域で支配的な過剰酸素の脱離と,長時間で生ずる酸化の2つのステージがあることを見出すとともに,過剰酸素は加熱しなくとも真空保管にて容易に脱離することを明らかにした.これらの知見から,低酸素分圧条件下でも膜内にしっかりと酸素結合を形成できるIn-Si-O(SiO2: 10 wt.%)が,TFT材料として優れると結論づけた.

報告書

(3件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2016 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 7件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件) 産業財産権 (2件) (うち外国 2件)

  • [雑誌論文] Suppression of excess oxygen for environmentally stable amorphous In-Si-O thin-film transistors2015

    • 著者名/発表者名
      S. Aikawa, N. Mitoma, T. Kizu, T. Nabatame, K. Tsukagoshi
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett.

      巻: 106 号: 19 ページ: 192103-192103

    • DOI

      10.1063/1.4921054

    • 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] Influence of Al2O3 layer insertion on the electrical properties of Ga-In-Zn-O thin-film transistors2015

    • 著者名/発表者名
      K. Kurishima, T. Nabatame, M. Shimizu, N. Mitoma, T. Kizu, S. Aikawa, K. Tsukagoshi, A. Ohi, T. Chikyow, A. Ogura
    • 雑誌名

      J. Vac. Sci. Technol., A

      巻: 33 号: 6 ページ: 061506-061506

    • DOI

      10.1116/1.4928763

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reduction of the interfacial trap density of indium-oxide thin film transistors by incorporation of hafnium and annealing process2015

    • 著者名/発表者名
      M.-F. Lin, X. Gao, N. Mitoma, T. Kizu, W. Ou-Yang, S. Aikawa, T. Nabatame, K. Tsukagoshi
    • 雑誌名

      AIP Adv.

      巻: 5 号: 1 ページ: 017116-017116

    • DOI

      10.1063/1.4905903

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Dopant selection for control of charge carrier density and mobility in amorphous indium oxide thin-film transistors: Comparison between Si- and W-dopants2015

    • 著者名/発表者名
      N. Mitoma, S. Aikawa, W. Ou-Yang, X. Gao, T. Kizu, M.-F. Lin, A. Fujiwara, T. Nabatame, K. Tsukagoshi
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett.

      巻: 106 号: 4 ページ: 042106-042106

    • DOI

      10.1063/1.4907285

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Stable amorphous In_2O_3-based thin-film transistors by incorporating SiO_2 to suppress oxygen vacancies2014

    • 著者名/発表者名
      N. Mitoma, S. Aikawa, X. Gao, T. Kizu, M. Shimizu, M.-F. Lin, T. Nabatame, K. Tsukagoshi
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett

      巻: vol.104 号: 10 ページ: 102103-102103

    • DOI

      10.1063/1.4868303

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Low-temperature processable amorphous In-W-O thin-film transistors with high mobility and stability2014

    • 著者名/発表者名
      T. Kizu, S. Aikawa, N. Mitoma, M. Shimizu, X. Gao, M.-F. Lin, T. Nabatame, K Tsukagoshi
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett

      巻: vol.104 号: 15 ページ: 152103-152103

    • DOI

      10.1063/1.4871511

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Influence of Al2O3 gate dielectric on transistor properties for IGZO thin film transistor2014

    • 著者名/発表者名
      K. Kurishima, T. Nabatame, M. Shimizu, S. Aikawa, K. Tsukagoshi, A. Ohi, T. Chikyo, A. Ogura
    • 雑誌名

      ECS Trans.

      巻: 61 号: 4 ページ: 345-351

    • DOI

      10.1149/06104.0345ecst

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Self-formed copper oxide contact interlayer for high-performance oxide thin film transistors2014

    • 著者名/発表者名
      X. Gao, S. Aikawa, N. Mitoma, M.-F. Lin, T. Kizu, T. Nabatame, K. Tsukagoshi
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett.

      巻: 105 号: 2 ページ: 023503-023503

    • DOI

      10.1063/1.4890312

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 二層InSiO薄膜トランジスタの水素還元とオゾン酸化効果2016

    • 著者名/発表者名
      木津 たきお,相川 慎也,生田目 俊秀,塚越 一仁
    • 学会等名
      2016年 第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東京工業大学,東京
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Low-temperature Processable Amorphous In-W-O Thin-film Transistors2015

    • 著者名/発表者名
      T. Kizu, S. Aikawa, N. Mitoma, M. Shimizu, X. Gao, M-F. Lin, T. Nabatame, K. Tsukagoshi
    • 学会等名
      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
    • 発表場所
      Ibaraki, Japan
    • 年月日
      2015-10-20
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 二層InSiO構造を用いた薄膜トランジスタ2015

    • 著者名/発表者名
      木津 たきお,相川 慎也,生田目 俊秀,塚越 一仁
    • 学会等名
      2015年 第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場,愛知
    • 年月日
      2015-09-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 過剰酸素の抑制による真空環境で安定なIn-Si-O TFT2015

    • 著者名/発表者名
      相川 慎也,三苫 伸彦,木津 たきお,生田目 俊秀,塚越 一仁
    • 学会等名
      2015年 第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場,愛知
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] アモルファス酸化インジウム薄膜トランジスタにおける電荷密度および移動度の添加元素依存性2015

    • 著者名/発表者名
      三苫 伸彦,相川 慎也,欧陽 威,高 旭,木津 たきお,林 孟芳,藤原 明比古,生田目 俊秀,塚越 一仁
    • 学会等名
      2015年 第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学,神奈川
    • 年月日
      2015-03-11
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 低温プロセスで高移動度かつ高安定なa-InWO TFT2014

    • 著者名/発表者名
      木津 たきお,相川 慎也,三苫 伸彦,清水 麻希,高 旭,林 孟芳,生田目 俊秀,塚越 一仁
    • 学会等名
      2014年 第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学,北海道
    • 年月日
      2014-09-18
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] シリコン添加により制御された酸化インジウム薄膜トランジスタ2014

    • 著者名/発表者名
      三苫 伸彦,相川 慎也,高 旭,木津 たきお,清水 麻希,林 孟芳,生田目 俊秀,塚越 一仁
    • 学会等名
      2014年 第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学,北海道
    • 年月日
      2014-09-18
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Influence of electrical properties for IGZO TFT with Al2O3 gate insulators by PE-ALD method2014

    • 著者名/発表者名
      K. Kurishima, T. Nabatame, M. Shimizu, S. Aikawa, K. Tsukagoshi, A. Ohi, T. Chikyo, A. Ogura
    • 学会等名
      14th International Conference on Atomic Layer Deposition 2014
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      2014-06-04
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Influence of Al2O3 Gate Dielectric on Transistor Properties for IGZO Thin Film Transistor2014

    • 著者名/発表者名
      K. Kurishima, T. Nabatame, M. Shimizu, S. Aikawa, K. Tsukagoshi, A. Ohi, T. Chikyow, A. Ogura
    • 学会等名
      225th ECS Meeting
    • 発表場所
      Orlando, Florida, USA
    • 年月日
      2014-05-14
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [備考] 先進機能デバイス研究室ホームページ

    • URL

      http://www.ns.kogakuin.ac.jp/~wwa1058/

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書 2014 実施状況報告書
  • [産業財産権] 薄膜トランジスタ、酸化物半導体、およびその製造方法2015

    • 発明者名
      塚越一仁,相川慎也,木津たきお,清水麻希,三苫伸彦,生田目俊秀
    • 権利者名
      塚越一仁,相川慎也,木津たきお,清水麻希,三苫伸彦,生田目俊秀
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2015-01-23
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 外国
  • [産業財産権] 薄膜トランジスタおよびその製造方法2014

    • 発明者名
      生田目俊秀,塚越一仁,相川慎也,知京豊裕
    • 権利者名
      生田目俊秀,塚越一仁,相川慎也,知京豊裕
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2014-05-02
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 外国

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2017-05-10  

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