2003 年度実績報告書

酸化亜鉛電界効果ドーピングと紫外発光素子

研究課題

研究課題/領域番号	15685011
研究機関	東北大学
研究代表者	大友明東北大学, 金属材料研究所, 助手 (10344722)
キーワード	酸化亜鉛 / 電界効果トランジスタ / 電子デバイス・機器 / 結晶工学 / 光物性 / ワイドギャップ半導体 / 透明エレクトロニクス
研究概要	本研究の電界効果によるキャリア反転層をp型電極としで用いる酸化亜鉛紫外発光素子の開発を目的としている。本年度は、(1)多結晶電界効果トランジスタの作製、および、(2)単結晶酸化亜鉛薄膜の高品質化を行った。 (1)単結晶トランジスタにおける反転キャリア層形成に向けて、金属-絶縁体-半導体(MIS)構造の最適化とプロセス技術の確立を行った。その結果、nチャネルの電界効果移動度が5cm^2/Vsを超える素子を再現性よく作製できるようになった。また、デバイスシミュレーションを行い、素子の動作特性が多結晶粒界における伝導バリアのゲート電界依存性によって説明できることを明らかにした。 (2)結晶性承び純度については、本研究課題を開始する以前から十分な検討を行ってきたが、今年度は理想的な二次元成長を実現することで膜厚制御性の向上を実現した。格子整合基板上に酸化亜鉛薄膜を堆積した後、この薄膜を高温で熱処理することによって残留格子歪を緩和し、原子レベルで平坦な表面を得ることに成功した。この層をバッファー層としでさらに酸化亜鉛を堆積することで2次元成長に対応する反射高速電子線回折強度の振動が確認された。これにより、原子レベルの膜厚制御が可能になるとともに、結晶欠陥を劇的に低下させることに成功した。現在、(1)と(2)の成果をもとに単結晶チャネルの素子について研究を進めている。本年度予定していたレーザー膜厚干渉計による光波長スケールの膜厚制御、オゾン雰囲気処理については、来年度行う予定である。

研究成果
(9件)

すべてその他

すべて文献書誌 (9件)

[文献書誌] F.M.Hossain, A.Ohiomo et al.: "Modeling of grain Boundary barrier modulation in ZnO invisible thin film transistors"Pliysica E. (印刷中).
[文献書誌] T.Makino, A.Ohtomo et al.: "Internal electric field effect on luminescence properties of ZnO/(Mg, Zn)O quantum wells"Physica E. (印刷中).
[文献書誌] M.Sumiya, A.Ohtomo et al.: "SIMS analysis for ZnO films co-doped with N and Ga by using temeprature gradient method in pulsed laser deposition"Applied Surface Science. 223. 206-209 (2004)
[文献書誌] F.M.Hossain, A.Ohtomo et al.: "Modeling and simulation of polycrystalline ZnO thin film transistors"Journal of Applied Physics. 94. 7768-7777 (2003)
[文献書誌] A.Tsukazaki, A.Ohtomo et al.: "Layer-by-layer growth of high-optical-quality ZnO film on atomically smooth and lattice relaxed ZnO buffer layer"Applied Physics Letters. 83. 2784-2786 (2003)
[文献書誌] T.Makino, A.Ohtomo et al.: "Temperature quenching of exciton luminescence intensity in ZnO/(Mg, Zn)O multiple quantum wells"Journal of Applied Physics. 93. 5929-5933 (2003)
[文献書誌] J.Nishii, A.Ohtomo et al.: "High mobility thin film transistor with transparent ZnO channels"Japanese Journal of Applied Physics. 42. L347-L349 (2003)
[文献書誌] C.H.Chia, A.Ohtomo et al.: "Confinement-enhanced biexciton binding energy in ZnO/ZnMgO multi-quantum wells"Applied Physics Letters. 82. 1848-1850 (2003)
[文献書誌] M.Sumiya, A.Ohtomo et al.: "Quantitative control and detection of heterovalent impurities in ZnO thin films grown by pulsed laser deposition"Journal of Applied Physics. 93. 2562-2569 (2003)

2003 年度 実績報告書

酸化亜鉛電界効果ドーピングと紫外発光素子

研究代表者

大友 明 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (10344722)

研究成果

[文献書誌] F.M.Hossain, A.Ohiomo et al.: "Modeling of grain Boundary barrier modulation in ZnO invisible thin film transistors"Pliysica E. (印刷中).

[文献書誌] T.Makino, A.Ohtomo et al.: "Internal electric field effect on luminescence properties of ZnO/(Mg, Zn)O quantum wells"Physica E. (印刷中).

[文献書誌] M.Sumiya, A.Ohtomo et al.: "SIMS analysis for ZnO films co-doped with N and Ga by using temeprature gradient method in pulsed laser deposition"Applied Surface Science. 223. 206-209 (2004)

[文献書誌] F.M.Hossain, A.Ohtomo et al.: "Modeling and simulation of polycrystalline ZnO thin film transistors"Journal of Applied Physics. 94. 7768-7777 (2003)

[文献書誌] A.Tsukazaki, A.Ohtomo et al.: "Layer-by-layer growth of high-optical-quality ZnO film on atomically smooth and lattice relaxed ZnO buffer layer"Applied Physics Letters. 83. 2784-2786 (2003)

[文献書誌] T.Makino, A.Ohtomo et al.: "Temperature quenching of exciton luminescence intensity in ZnO/(Mg, Zn)O multiple quantum wells"Journal of Applied Physics. 93. 5929-5933 (2003)

[文献書誌] J.Nishii, A.Ohtomo et al.: "High mobility thin film transistor with transparent ZnO channels"Japanese Journal of Applied Physics. 42. L347-L349 (2003)

[文献書誌] C.H.Chia, A.Ohtomo et al.: "Confinement-enhanced biexciton binding energy in ZnO/ZnMgO multi-quantum wells"Applied Physics Letters. 82. 1848-1850 (2003)

[文献書誌] M.Sumiya, A.Ohtomo et al.: "Quantitative control and detection of heterovalent impurities in ZnO thin films grown by pulsed laser deposition"Journal of Applied Physics. 93. 2562-2569 (2003)

2003 年度実績報告書

大友明東北大学, 金属材料研究所, 助手 (10344722)