| 研究課題/領域番号 |
16K06288
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| 研究機関 | 地方独立行政法人大阪府立産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
佐藤 和郎 地方独立行政法人大阪府立産業技術総合研究所, その他部局等, 主幹研究員 (30315163)
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| 研究分担者 |
櫻井 芳昭 地方独立行政法人大阪府立産業技術総合研究所, その他部局等, 科長 (50359387)
金岡 祐介 地方独立行政法人大阪府立産業技術総合研究所, その他部局等, 研究員 (60443537)
村上 修一 地方独立行政法人大阪府立産業技術総合研究所, その他部局等, 主任研究員 (70359420)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 酸化物アモルファス半導体 / 薄膜トランジスタ / フレキシブルデバイス / ZTO |
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は、レアメタルを含まず環境にも調和する元素で構成されているZn2SnO4（ZTO）材料を用いて、ディスプレイ駆動やバイオセンサーに使用することが可能な高性能薄膜トランジスタ（TFT）をフレキシブル基板に作製することである。
本年度は、新規に導入したZTOターゲットに対する成膜条件の確立のため、熱酸化膜付Si基板を用いてTFTを作製し、その特性を評価した。その結果、ターゲットの違いにより、最適な成膜条件は、わずかに酸素流量比が異なることを明らかにした。
また、ガラス基板上にTFTを作製するために、ゲート電極の材料とその膜厚、ゲート絶縁膜の材料とその膜厚およびチャンネル層であるZTOの膜厚の検討を行った。各種条件の組み合わせにより、多数のTFTを作製し、特性を評価した。その結果、これらのパラメータがリーク電流やオフ電流に大きな影響を与えることがわかった。
さらに、予備実験として、通常の電気オーブンを用いて、熱処理がTFT特性に与える影響を調べ、200℃までと限定された温度条件の範囲ではあるが、熱処理がTFT特性に与える影響について明らかにした。
これらの実験結果から得られた知見をもとに、最終的に、ガラス基板上でEB蒸着法により成膜したTiをゲート電極、非加熱スパッタリング法により成膜したSiO2をゲート絶縁膜として、電界効果移動度が7cm2/Vsを超えるZTO-TFTを作製することができた。また、来年度の熱処理実験に備えて、均温熱処理装置の整備も行った。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
新規に導入したZTOターゲットにより成膜したZTOの特性が、旧ターゲットのものとわずかに異なり、再度成膜条件を見直す作業が必要なった。これらの実験に時間を要したものの微量の酸素流量比の調整で再現性よく成膜できることがわかり、以後の実験を予定通りに進めることができた。
まずは、計画通りにゲート電極、ゲート絶縁膜の検討のための実験を行った。また、通常の電気オーブンを用いて、来年度実施予定の熱処理の予備実験も行った。これらにより、当初の計画通りにガラス上にZTOを用いたTFTを作製することができ、その電界効果移動度も7cm2/Vs以上の高い値を示した。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は、導入した均温熱処理装置を用いて、系統的にポストアニールを行い、予備実験のデータを基に、熱処理がZTOを用いたTFTに与える影響を解明する方針である。
また、これまでに得られた実験結果に基づき、フレキシブル基板上にTFTを作製するプロセスの確立を行う。フレキシブルガラス基板上にTFTを作製することができれば、高温でのポストアニールが可能である。TFT特性に与える熱処理の影響を詳細に検討する実験により、フレキシブルガラス基板上に作製したTFTに効率的にポストアニールを行い、より高い電界効果移動度の達成を目指す。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
分担研究者の櫻井芳昭が、当該研究の実験・解析に当初の想定を越える時間を要し、学会参加による情報収集よりも実験・解析を優先したため、旅費を使用せず差異が生じた。
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| 次年度使用額の使用計画 |
実験に必要な消耗品が当初の見積もりよりも高額になっている。このため、超過分は消耗品の超過分として使用する方針である。
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