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本提案研究は、酸化物半導体に特有な「アモルファス構造中でも10cm^2/Vs以上の大きな電子移動度が得られる」という特長を活かして、従来のアモルファスシリコン薄膜トランジスタ(TFT)の性能を凌駕するデバイスを実現することを目的として行っている。
平成16年度にはまず、TFTのチャネル層材料の探索を行った。ZnO-In_2O_3-Ga_2O_33元系、および、CdO-GeO_22元系において材料探索を行った結果、In-Ga-Znの金属イオンを含む系において、適度に高い移動度、キャリア密度の制御性と安定性に優れた材料が得られることがわかった。InGaZnO_4の組成を持つアモルファス薄膜を用いて室温でトップゲート型TFTを作製したところ、これらのTFTは良好な特性を示し、on-off比が10^6程度、電界効果移動度が約10cm^2/Vsが得られた。これらのTFTはフレキシブルなプラスチック基板に作製することが可能で、曲げた状態でも動作することを確認した。
平成17年度には組成、デバイス構造、作製方法の検討を継続して行った。その結果、HfO_2だけではなく、SiO_2など他のゲート酸化膜を用いたデバイス、および、ボトムゲート構造を持つデバイスでも、同等の特性を持ってTFTが動作することを確認した。これらの結果、現在では、電界効果移動度12cm^2/Vs、on-off比が10^8まで、特性が改善された。
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