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2018 年度 実績報告書

高性能レアメタルフリーフレキシブル酸化物トランジスタおよび論理回路の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K06288
研究機関地方独立行政法人大阪産業技術研究所

研究代表者

佐藤 和郎  地方独立行政法人大阪産業技術研究所, 和泉センター, 主幹研究員 (30315163)

研究分担者 櫻井 芳昭  地方独立行政法人大阪産業技術研究所, その他部局等, 総括研究員 (50359387)
金岡 祐介  地方独立行政法人大阪産業技術研究所, その他部局等, 研究員 (60443537)
村上 修一  地方独立行政法人大阪産業技術研究所, その他部局等, 主幹研究員 (70359420)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
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
研究実績の概要

本研究の目的は、ディスプレイ駆動やバイオセンサーに応用することを目指して、安価で環境に調和する材料であるZn2SnO4(ZTO)を用いて、フレキシブル基板上に高性能な薄膜トランジスタ(TFT)を作製することである。
本年度は、これまでに確立したプロセスを用いて、フレキシブル基板であるポリイミド及び超薄板無アルカリガラス上にTFTを作製し、その特性の向上を行った。その結果、空気中のポストアニール処理が有効であることを見出した。ポストアニール処理後のフレキシブル基板上に作製したZTOを用いたTFTは、シリコンや通常のガラス基板上に作製したTFTに匹敵する特性を示した。具体的には、その電界効果移動度は、200℃のポストアニールにおいては、8±2 cm2/Vs、250℃のポストアニールにおいては、10±2 cm2/Vs、300℃のポストアニールにおいては、11±2 cm2/Vsであった。
次にこれまでの研究により得られたZTOを用いたTFTの特性パラメーターを使用して、アナログ電子回路シミュレーターSPICEによりシミュレーションを行った。このシミュレーションにより、チャネル長やチャネル幅等のパラメーターがインバーター及びリングオシレーターに与える影響を調べた。その結果に基づき、インバーターとリングオシレーターの設計を行い、実際にガラス基板上に作製した。得られたインバーターの特性は、SPICEシミュレーション結果とほぼ一致した。この事より、ZTOを用いたTFTによる論理回路の作製にもアナログシミュレーターが有効である事がわかった。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Investigation on the gate insulator thickness dependence of ZnO-SnO2 thin film transistors2019

    • 著者名/発表者名
      Satoh Kazuo、Yamada Yoshiharu、Kanaoka Yusuke、Murakami Shuichi、Kakehi Yoshiharu、Sakurai Yoshiaki
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 58 ページ: 038004~038004

    • DOI

      10.7567/1347-4065/ab01f7

    • 査読あり
  • [学会発表] Characteristics of ZnO-SnO2 Thin Film Transistors on Flexible Substrates2019

    • 著者名/発表者名
      Kazuo Satoh, Shuichi Murakami, Yusuke Kanaoka, Yoshiharu Yamada, Yoshiharu Kakehi, Yusuke Kondo and Yoshiaki Sakurai
    • 学会等名
      11th International Symposium on Advanced Plasma Science and its Applications for Nitrides and Nanomaterials(ISPlasma2019)
    • 国際学会
  • [学会発表] フレキシブル基板上に作製したZnO-SnO2薄膜トランジスタの特性2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤 和郎,村上 修一,金岡 祐介,山田 義春,筧 芳治,近藤 裕佑,櫻井 芳昭
    • 学会等名
      第79回応用物理学会秋季学術講演会
  • [学会発表] レアメタルフリー材料ZnO-SnO2を用いた薄膜トランジスタ2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤和郎
    • 学会等名
      センサエキスポジャパン2018
  • [学会発表] スパッタリング法により作製したZnO-SnO2 を用いた薄膜トランジスタの熱処理効果2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤和郎,村上修一,金岡祐介,山田義春,筧芳治,近藤裕佑,櫻井芳昭
    • 学会等名
      2018年日本表面真空学会学術講演会

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公開日: 2019-12-27  

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