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本研究では、反応過程の解明を通じたプラズマの高度制御により、酸化物半導体薄膜トランジスタ（TFT）素子を形成するプロセスの低温化と高品質化を実現する新しいプロセスの確立を目的としており、目的達成のため、以下の課題を設定している。［1］当該薄膜と高密度プラズマとの相互作用解明、［2］高密度プラズマ酸化アニールプロセスの開発、［3］プラズマ支援スパッタ製膜における反応過程解明、［4］製膜プロセス制御法の開発、［5］膜特性評価とプロセス最適化。
本研究計画の最終年度に当たる本年度は、初年度での相互作用に関する知見ならびに昨年度での製膜プロセス制御に関する知見を基に、低温でのデバイス形成プロセスに主眼をおいて研究を推進し、技術的な改良とプロセスの最適化に向けた検討を行った。
まず、高密度プラズマを援用したスパッタ製膜プロセスの制御に関する実験では、製膜時の気相の反応性を放電状態ならびにガス種により制御することで、トランジスタとして動作するプロセスウィンドウを従来よりも格段に広域化することが可能であることを明らかにした。さらに、製膜プロセスの低温化に向けて、製膜プロセス制御法について検討を行い、各種ポリマーの耐熱温度よりも低い温度でも良好なトランジスタ特性を有する薄膜トランジスタを形成可能であることを示した。これまでに行った研究成果は、大面積での低温製膜プロセスの実現に必須の課題に対する解決策となることが期待され、今後、大型の基板での実証実験を行うことにより実用化に繋げて行くことが急務であると考える。
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