高密度プラズマ支援製膜によるナノ構造制御次世代酸化物半導体薄膜低温形成法の創成

利用高密度等离子体辅助沉积创建具有纳米结构控制的下一代氧化物半导体薄膜低温形成方法

• 批准号: 21H01671
• 负责人: 節原 裕一
• 金额: $ 11.07万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01671/
• 关键词: 反応性プラズマ; 低温プロセス; 酸化物半導体

酸化物半導体は、高速動作薄膜トランジスタへの応用をはじめ次世代の機能性材料として期待されているが、現状のデバイス製造においては高温のアニールプロセスが不可欠であることから、使用可能な基板材料に制約があり、次世代のフレキシブルデバイス創成に向けた技術展開には、有機材料をはじめとするフレキシブルな材料基板上に、高品質の薄膜トランジスタを低温で形成することが可能な新たなプロセス技術の開発が不可欠である。このため、本研究では、酸化物半導体薄膜トランジスタ形成プロセスを研究対象とし、独自の高密度プラズマ発生・制御技術に基づく新たなプロセス制御技術の開拓と製膜過程の解明を通じて、従来のプロセスが抱える課題をブレークスルーし、低温製膜において高品質な次世代デバイスを形成可能なプロセス技術を創成することを目的としており、以下の課題を設定して研究を遂行している。［１］薄膜ナノ構造制御因子の解明、［２］薄膜ナノ構造がデバイス特性に及ぼす影響の解明、［３］高密度プラズマ支援製膜プロセス制御法の開発、［４］膜特性評価に基づくプロセスの総合評価。上記の研究目的を達成するため、本年度は、上記の［１］薄膜ナノ構造制御因子の解明と［２］デバイス特性に及ぼす影響の解明に注力し、プロセスの低温化に資するプラズマ高度制御技術の創出に向けて、以下の研究を推進した。新たな制御性を付加した次世代のデバイス形成プロセス技術の創成を目指して、スパッタ放電に高周波誘導結合型プラズマを重畳した高密度プラズマ支援スパッタ製膜プロセス装置を用いて酸化物半導体薄膜を形成し、製膜パラメータに対する制御因子の解明に注力して研究を推進した。その結果、薄膜形成におおいて反応性を制御する新たなプロセスを導入することにより、酸化物薄膜の電気的特性をはじめとする特性制御に資することが示唆された。

Acid compound semiconductor, high-speed action thin film トランジスタへの応, next-generation functional material, expected, now The state of the art is made of high-temperature materials, which cannot be used, and the substrate material that can be used is restricted.り, next generation のフレキシブルデバイス成に向けたtechnological development には, organic material をはじめとするフレキシブルな material base On the board, high-quality thin film film can be formed at low temperature and can be opened with new technology.このため, this research では, acid compound semiconductor thin film トランジスタ formation プロセスを research 対肖 とし, independent high-densityププラズマ発生・Control technology に记づく新たなプロセスcontrol technology のDevelopment and film-making process clarification を通じて、従The high-quality next-generation film formed by the low-temperature film-making and film-making project It is possible that the technical creation and purpose of the project are set and the following projects are set and researched and carried out. [1] Explanation of the controlling factors of the thin film structure, [2] Explanation of the characteristics and effects of the thin film structure, [3 】 High-density プラズマ support film-making プロセスの开発, [4] Film characteristics evaluation価にbasedづくプロセスの総合review価. The research objectives mentioned above have been achieved, this year, and the above mentioned [1] Elucidation of structural control factors of thin films [2] Characteristics of thin films and The influence of the explanation of the focus, the creation of high-temperature control technology, and the advancement of the following research. New control and control system, next-generation control system, new control system, new control system, new control system, new control system, new generation system Refers to して, スパッタ discharge high-frequency induction bonding type プラズマを heavy 畳したhigh-density プRasima supports the formation of sulfonic acid compound semiconductor thin films using スパッタ film-making プロセス equipment.し、Film-making control factors are explained and research on the control factors is promoted.そのRESULTS, FILM FORMATION におおいて RESISTANCE する新たなプロセスをINTRODUCTION することにThe characteristics of the electrolyte and acid compound film are controlled by the characteristics of the electrolyte.

项目成果

Development of Plasma Assisted Reactive Process for Uniform Formation of High Mobility Oxide Semiconductor Thin Film Transistors over Large Areas

开发用于大面积均匀形成高迁移率氧化物半导体薄膜晶体管的等离子体辅助反应工艺

• 发表时间: 2023
• 作者: Kosuke Takenaka;Tomoki Yoshitani;Susumu Toko;Giichiro Uchida;Akinori Ebe;Yuichi Setsuhara
• 通讯作者: Yuichi Setsuhara

Plasma processing technique by combination of plasma-assisted reactive sputtering and plasma annealing for uniform electrical characteristics of InGaZnO thin film transistors formed on large-area substrates

等离子体辅助反应溅射和等离子体退火相结合的等离子体处理技术，可在大面积基板上形成均匀的 InGaZnO 薄膜晶体管的电特性

• DOI: 10.35848/1347-4065/acbd56
• 发表时间: 2023
• 期刊: Japanese Journal of Applied Physics
• 影响因子: 1.5
• 作者: Takenaka Kosuke;Yoshitani Tomoki;Endo Masashi;Hirayama Hiroyuki;Toko Susumu;Uchida Giichiro;Ebe Akinori;Setsuhara Yuichi
• 通讯作者: Setsuhara Yuichi

Reactive Plasma Processes for Low-Temperature Formation of High-Mobility IGZO Thin-Film Transistors

用于低温形成高迁移率 IGZO 薄膜晶体管的反应等离子体工艺

• 发表时间: 2022
• 作者: Yuichi Setsuhara;Kosuke Takenaka;Hiroyuki Hirayama;Giichiro Uchida;Akinori Ebe
• 通讯作者: Akinori Ebe

反応性プラズマプロセスを用いた高性能IGZO薄膜トランジスタの低温形成

采用反应等离子体工艺低温形成高性能IGZO薄膜晶体管

• 发表时间: 2022
• 作者: 竹中 弘祐;林 祐仁;都甲 将;江部 明憲;節原 裕一
• 通讯作者: 節原 裕一

反応性プラズマプロセスによる酸化物半導体薄膜形成

通过反应等离子体工艺形成氧化物半导体薄膜

• 发表时间: 2021
• 作者: K. Takenaka;S. Toko and Y. Setsuhara;竹中 弘祐，都甲 将，節原 裕一
• 通讯作者: 竹中 弘祐，都甲 将，節原 裕一