| 研究課題/領域番号 |
16K06263
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| 研究機関 | 島根大学 |
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研究代表者 |
吉田 俊幸 島根大学, 総合理工学研究科, 助教 (50335551)
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| 研究分担者 |
藤田 恭久 島根大学, 総合理工学研究科, 教授 (10314618)
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| 研究期間 (年度) |
2016-10-21 – 2019-03-31
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| キーワード | 酸化亜鉛 / ナノ粒子層 / 塗布型プロセス |
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| 研究実績の概要 |
当研究により、スプレー法や蒸発乾燥法といった簡便な手法により、酸化亜鉛ナノ粒子を用いたp型およびn型伝導を示す半導体層をガラス基板上に形成可能なことを示した。これは、p型伝導層を得ることが難しいZnO系材料分野では注目すべき結果であると同時に、研究計画で挙げたような様々な材料や表面形状の基板上に半導体薄膜の形成を可能とする重要な結果であると言える。
当研究では、ガラス基板上に得られたZnOナノ粒子層のシート抵抗やホール効果移動度といった基礎的なパラメータと、電子顕微鏡による構造観察を行い、薄膜トランジスタのチャネル層への応用の可能性を検討した。その結果、蒸発乾燥法では、粒子径や成膜時の溶媒の温度が大きく影響を受けることを見いだした。また、蒸発乾燥法の方がスプレー法と比べ、シート抵抗の低減化やホール効果移動度の向上が期待できる結果を得た。移動度については、特にp型粒子層において特異な結果となり、粒子表面の欠陥を介したキャリア伝導モードを示唆する振る舞いとなった。顕微鏡による観察結果からも、蒸発乾燥法の方がスプレー法より緻密で平坦な粒子層が得られていることがわかり、引き続き条件の最適化や新しいプロセスの開発を継続する必要でがある。
当研究で得られた結果は、３月に横浜で行われた応用物学会で発表した。本補助金の採択が通常より遅かったため成果発表は以上であるが、次年度は５月の国内学会と７月の国際学会での発表が決まっており、情報発信を積極的に行っている。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
スプレー法および蒸発乾燥法によるガラス基板上へのn型およびp型伝導を示すZnOナノ粒子層の形成は再現性よく達成されている。これは、特にp型層の形成が難しいZnO系材料としては注目すべき結果である。しかし、計画書に挙げたシート抵抗値と膜厚にはまだまだ及ばず、次年度も引き続き検討が必要である。また採択の時期が遅かったこともあり、ZnOナノ粒子層を用いたMOS界面評価の取り組みも遅れている。
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| 今後の研究の推進方策 |
引き続きスプレー法および蒸発乾燥法によるZnOナノ粒子層形成の最適化とTFT応用を進める。懸念のシート抵抗については、計画調書でも挙げたようなGZO/AZOナノ粒子やカーボンナノチューブの混入、金属Gaなどによる直接ドープを検討し、シート抵抗の低減化を図る。また、キャリア伝導モード解明のため、温度可変ホール効果測定、TEMによる粒子-粒子接合面の評価を行い、粒子表面欠陥とキャリア伝導の関係を調べる。またZnOナノ粒子層のMOS界面評価に着手し、エンハンスメントMOS型TFT実現のための基礎的検討を行う。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
消耗品として購入予定のメタルマスクについて、当初予定のパターンは不要となり、改めてパターンを検討しているところであり、そのために残額が生じた。
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| 次年度使用額の使用計画 |
残額は概ねメタルマスク作製費用程度であるため、当初予定通り次年度で使用する。
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