システムオンフィルムに向けたウェットプロセスによる新high-k薄膜トランジスタ

采用薄膜系统湿法工艺的新型高 k 薄膜晶体管

基本信息

  • 批准号:
    12J08802
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 0.64万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 财政年份:
    2012
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2012 至 无数据
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

本研究は、オールウェットプロセスで高性能な酸化物薄膜トランジスタ(TFT)の実現を目指している。膜の堆積方法を従来の高コストな真空プロセスから単純かつ低コストな化学溶液(CSD)法にし、同時に高性能化も狙った。今年度は薄膜堆積プロセスの立ち上げと最適化、溶液法の低温化、TFTの作製と評価であったが、さらにhigh-k材料のゲート絶縁膜への応用にも取り組んだ。最初に、化学溶液法によるInGaZnO(IGZO)膜の堆積プロセスの立上げと最適化に取り組んだ。プロセス温度と組成効果の結果より、焼成温度700~900度、組成In:Zn=4=1が最適であった。この焼成温度は高過ぎるため、次に溶液法の低温化を狙った。UV/O_3処理を初めて導入し、290度という低温プロセスにおいても、通常プロセスの700度で焼成したTFTと同程度の性能を得ることに成功した。膜中の炭素が劣化の原因であることを突き止め、有機系溶液に替わり水溶液系溶液を導入した。これにより、300度という低温で、これまでに報告された中で最も大きい移動度19.5cm^2/(V・s)を達成した。また、残留炭素が大幅に減少していることも確認した。最後に、新規high-k材料であるSrTa_2O_6(STA)の低温プロセス化とゲート絶縁膜への応用に取り組んだ。STAは700度で高誘電率、低リーク電流になることを示し、UV/O_3処理によりプロセス温度を500度まで低下させ、かつ低リーク電流化することに成功した。スパッタIGZO膜をチャネル層とした場合、TFTのS値はほぼ理論限界に達し、非常に高い移動度237.4cm^2/(V・s)が得られた。一方、400度の溶液法InZnO(IZO)膜の場合、低ゲート電圧5Vで高いオンオフ電流比10^6を得た。サブスレッショルド(S)値は0.08V/decadeである。本研究により、CSD法の低温化と高性能化が同時に実現できることを示した。
In this study, <s:1> and <s:1> ウェットプロセスで ウェットプロセスで high-performance な acidified film トラ ジスタ ジスタ(TFT) ウェットプロセスで was experimentally found to have を eyes and <s:1> て る る る る る. Membrane の accumulation method を 従 to の high コ ス ト な vacuum プ ロ セ ス か ら 単 pure か つ low コ ス ト な chemical solution method (CSD) に し, at the same time high performance processing for に も previously っ た. Our は membrane accumulation プ ロ セ ス の stand on ち げ と optimization method, solution の と evaluation of the low temperature, TFT の cropping 価 で あ っ た が, さ ら に high - k material の ゲ ー ト never try membrane へ の 応 with に も group take り ん だ. Initially, に, the chemical solution method による, the InGaZnO(IGZO) membrane <s:1> stacking プロセス, the げと optimization に, and the set んだ were taken. The プロセス temperature と composition effect <s:1> results よ よ 焼, 焼 composition temperature 700-900 degrees, composition In:Zn=4=1が is the most suitable であった. The temperature of <s:1> 焼 is 焼 higher than that of ぎるため, and the subに solution method <s:1> low-temperature oxidation を is った. At the beginning of the UV/O_3 処 Richard を め て import し, 290 degrees と い う cryogenic プ ロ セ ス に お い て も, usually プ ロ セ ス の 700 degrees で 焼 into し た TFT と の を performance to the same extent る こ と に successful し た. The <s:1> deterioration of <s:1> carbon が in the membrane is caused by the sudden とを stop of め and the organic solution に being introduced into the わ <s:1> aqueous solution を for <s:1> た た. こ れ に よ り, 300 degrees と い う low-temperature で, こ れ ま で に report さ れ た で も most big き い mobile degrees 19.5 cm ^ 2 / (v. s) を reached し た. Youdaoplaceholder0, a significant に reduction in residual carbon が <s:1> て る る と と が が confirm た た. Final に, new rules on high - k material で あ る SrTa_2O_6 (STA) の cryogenic プ ロ セ ス change と ゲ ー ト never try membrane へ の 応 with に り group ん だ. STA で は 700 degrees high induced electricity rate, low リ ー ク current に な る こ と を し, UV/O_3 処 Richard に よ り プ ロ セ ス ま を 500 degrees low で さ せ, か つ low リ ー ク current change す る こ と に successful し た. ス パ ッ タ IGZO film を チ ャ ネ ル layer と し た on occasion, TFT の S numerical は ほ ぼ theory limit に し, very high に い mobile degrees 237.4 cm ^ 2 / (v. S) が ら れ た. Side, 400 degrees InZnO の solution method (IZO) membrane の occasions, low ゲ ー ト high electric 圧 5 v で い オ ン オ た than 10 ^ 6 を フ current. Youdaoplaceholder0 ド ド(S) value サブスレッショ 0.08V/decadeである. In this study, によ た, the CSD method <s:1> low-temperature と and high-performance が, and the に implementation で る る る とを とを とを simultaneously show that た た た た た とを とを とを とを とを and とを respectively demonstrate that た た.

项目成果

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Effects of Si and Ti impurities on electrical properties of sol-gel-derived amorphous SrTa2O6 thin films by UV/O3 treatment
Si 和 Ti 杂质对 UV/O3 处理溶胶凝胶法非晶 SrTa2O6 薄膜电性能的影响
  • DOI:
    10.1007/s00339-012-7425-1
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Li Lu;Takashi Nishida;Masahiro Echizen;Yasuaki Ishikawa;Kiyoshi Uchiyama and Yukiharu Uraoka
  • 通讯作者:
    Kiyoshi Uchiyama and Yukiharu Uraoka
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呂 莉其他文献

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  • 资助金额:
    $ 0.64万
  • 项目类别:
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