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2011 年度 実績報告書

次世代高機能ディスプレイの実現に向けた低温多結晶シリコン薄膜トランジスタ

研究課題

研究課題/領域番号 23360137
研究機関奈良先端科学技術大学院大学

研究代表者

浦岡 行治  奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 教授 (20314536)

研究分担者 木村 睦  龍谷大学, 理工学部, 教授 (60368032)
キーワード多結晶シリコン / レーザ照射 / 薄膜トランジスタ / 結晶化 / 無機EL / 硫化亜鉛 / マイクロ波 / 高圧水蒸気処理
研究概要

本研究は高性能な薄膜トランジスタの開発(駆動部)及び無機EL蛍光体の低温形成(発光部)を提案するものであり、それぞれのテーマを平行して実施した。薄膜トランジスタの形成においては、水中レーザによるシリコン薄膜の結晶化、チャネル表面欠陥の不活性化、不純物の活性化を中心に研究を展開、蛍光体の形成に関しては、マイクロ波照射に伴う輝度向上ならびに微粒化による蛍光体層の薄膜化を中心に研究を進めてきた。特に、性能・信頼性の評価には、プローブ顕微鏡を用いた局所的電気評価、発光解析手法を用いたホットキャリア劣化解析を実施することで、プラスチック基板上に単結晶LSI並みの駆動回路を実現した。Nd:YAGLaserを水中で非晶質のシリコン薄膜に照射し、その結晶性を評価した。その結果、大気中とは異なり、薄膜表面の温度上昇を抑えることで、表面の平坦性を維持しつつ、膜中の温度プロファイルの制御によって、平均粒径と粒径分布が大きく改善されることがわかった。照射条件に対する結晶性、表面モフォロジー、平均粒径、粒径ばらつき、基板ダメージなどを詳しく評価することで、プラスチック基板などへの可能性を検討した。一方、スクリーン印刷手法を用いて、プラスチック基板上に分散型無機ELを作製した。発光材料であるZnS粒子にマイクロ波を照射することで、輝度の大幅な向上が見込めることを基礎的な実験から確認した。また、粒子を機械的に粉砕し、ナノメータスケールにし、蛍光体層を薄膜化することで印加電圧を低減した。さらに、高圧水蒸気を施すことで、ZnSの表面欠陥を終端し、輝度を2倍以上を向上することに成功した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

装置の立ち上げが思いのほかスムーズに進み、実験時間や回数が計画より多くできた。

今後の研究の推進方策

現在の進捗は極めて順調であり、申請書に記入した計画通りに進めることができている。予定通り、低温基板上に、素子の作製や蛍光体の輝度向上に向けた取り組みを行う予定である。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Unique Phenomenon in Degradation of Amorphous In2O3-Ga2O3-ZnOThin-Film Transistors under Dynamic Stress2011

    • 著者名/発表者名
      Mami Fujii, Yasuaki Ishikawa, Masahiro Horital, Yukiharu Uraoka
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 4 ページ: 104103

    • DOI

      DOI:10.1143/APEX.4.104103

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Three Dimensional Nanodot-type Floating Gate Memory Fabricated by Bio-layer-by-layer2011

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Ohara, Bin Zheng, Mutsunori Uenuma, Yasuaki Ishikawa, Kiyotaka Shiba, Ichiro Yamashita, Yukiharu Uraoka
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 4 ページ: 085004

    • DOI

      DOI:10.1143/APEX.4.085004

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Resistive Memory Utilizing Ferritin Protein with Nano Particle2011

    • 著者名/発表者名
      M.Uenuma, K.Kawano, B.Zheng, N.Okamoto, M.Horita, S.Yoshii, I.Yamashita, Y.Uraoka
    • 雑誌名

      Nanotechnology

      巻: 22 ページ: 215201

    • DOI

      DOI:10.4028/www.scientific.net/KEM.470.92

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Positional Control of Crystal Grains in Silicon Thin Film Utilizing Cage-Shaped Protein2011

    • 著者名/発表者名
      Yosuke Tojo, Atsushi Miura, Ichiro Yamashita, Yukiharu Uraoka
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys.

      巻: 50 ページ: 04DL12

    • DOI

      DOI:10.1143/JJAP.50.04DL12

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ZnO Thin Film Fabricated by Plasma-Assisted Atomic Layer Deposition2011

    • 著者名/発表者名
      Yumi Kawamura, Nozomu hattori, Naomasa Miyatake, Masahiro Horita, Yukiharu Uraoka
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys.

      巻: 50 ページ: 04DF05

    • DOI

      DOI:10.1143/JJAP.50.04DF05

    • 査読あり
  • [学会発表] Super Low-Temperature Crystallization of Polycrystalline Silicon Thin Films by Underwater Laser Annealing2012

    • 著者名/発表者名
      E.Machida, Y.Uraoka
    • 学会等名
      8th International Thin-Film Transistor Conference
    • 発表場所
      Lisbon, Portugal
    • 年月日
      2012-01-30
  • [学会発表] High reliability a-InGaZnO thin film transistors with low hydrogen SiNx gate insulators2012

    • 著者名/発表者名
      Y.Haruka, Y.Uraoka
    • 学会等名
      8th International Thin-Film Transistor Conference
    • 発表場所
      Lisbon, Portugal
    • 年月日
      2012-01-30
  • [学会発表] Crystallinity of Polycrystalline Silicon Formed by Underwater Laser Annealing2011

    • 著者名/発表者名
      E.Machida, Y.Uraoka
    • 学会等名
      The 11th International Meeting on Information Display
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 年月日
      2011-10-13
  • [学会発表] Effects of Excimer Laser annealing of Oxide Semiconductor Films2011

    • 著者名/発表者名
      M.Fujii, Y.Uraoka
    • 学会等名
      2011 International Conference on Solid State Devices and Materials
    • 発表場所
      Nagoya
    • 年月日
      2011-09-29
  • [備考]

    • URL

      http://mswebs.naist.jp/LABs/uraoka/index.html

URL: 

公開日: 2013-06-26   更新日: 2014-07-04  

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