ポリイミド基板上に集積した多数TFTの自己整合的な特性ばらつき均一化技術の確立

建立聚酰亚胺基板上集成的多个TFT自对准特性变化均匀化技术

• 批准号: 22K04194
• 负责人: 後藤 哲也
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04194/
• 关键词: 薄膜トランジスタ; MONOS型トランジスタ; しきい値電圧制御; MONOS構造トランジスタ; 自己整合的しきい値電圧制御

本研究の目的は、フレキシブル対応ポリイミド基板上に、電荷注入によりしきい値電圧Vthの制御が可能な金属/酸化膜/窒化膜（電荷捕獲膜）/酸化膜/半導体（MONOS）型ポリシリコン薄膜トランジスタ（TFT）を実現することであり、さらに、そのMONOS型TFTを多数集積して同時に電荷注入を行い、電荷注入時のトンネル酸化膜中の電界緩和現象を利用し、現在問題となっているVthバラつきを自己収束させ均一化する技術の確立を目指すものである。今年度は、MONOS型ポリシリコンTFTを製作するプロセスフローを構築し、まず固相結晶化により形成したポリシリコンをチャネル層とするMONOS型TFT(N型)の製作を行った。製作したTFTのゲートに正バイアスを印加し、トンネリングにより電子をチャネル層から電荷捕獲層へ注入し、注入時間によりVthを制御できることを明らかとした。しかし、TFTのトランスファー特性においてサブスレショルド特性の劣化（S値の増大）が認められ、電子注入によるトンネル酸化膜/ポリシリコン界面特性の劣化が示唆された。比較のために結晶シリコンのMONOSキャパシタも作製し、電荷注入によるフラットバント電圧（トランジスタのVthに対応）のシフトを評価したところ、界面特性を劣化させることなく、フラットバンド電圧が制御できることが確認できた。これらの結果より、トンネル酸化膜とシリコンとの界面において、ポリシリコンの場合は結晶シリコンの場合に比べて欠陥が多く、電荷注入ストレスに弱いことが分かった。今後、TFTのトランスファー特性を劣化させずにVthを制御するには界面特性の向上が重要であることが示唆された。これらの結果は、多数TFTのVth均一化を目指す本テーマのみならず、電荷蓄積層を用いた不揮発性メモリ等の高性能化を目指す上でも有用な知見であると考えらる。

The purpose of this study is to control the voltage Vth of a metal/acidified film/acidified film (charge trapping film)/acidified film/semiconductor (MONOS) type thin film transistor (TFT) on a substrate, charge injection, and simultaneous charge injection. The problem of how to utilize the phenomenon of electric field relaxation in the charge injection process is to establish a technique for the homogenization of the electron beam. This year, MONOS-type TFT fabrication process is under way, and solid phase crystallization process is under way to form MONOS-type TFT(N type). The TFT is fabricated in such a way that the electron trapping layer is injected and the injection time is controlled. Deterioration of TFT interface characteristics (increase in S value) due to electron injection Comparison of the crystal structure of MONOS, charge injection, voltage (Vth), interface characteristics degradation, voltage control, confirmation The result is that the interface between the film and the crystal is more complex than the interface between the film and the crystal. In the future, TFT characteristics will deteriorate, Vth will be controlled, and interface characteristics will increase. As a result, the Vth uniformity of most TFTs indicates that high performance of the TFT is required, such as the use of charge accumulation layers, and the like.

项目成果

Silicon Nitride Film Formations Using Magnetic-Mirror Confined PlasmaSystem Developed for Minimal Fab System

使用专为最小晶圆厂系统开发的磁镜受限等离子体系统形成氮化硅薄膜

• 发表时间: 2022
• 作者: Tetsuya Goto;Thai Quoc Cuong;Seiji Kobayashi;Yuki Yabuta;Shigetoshi Sugawa and Shiro Hara
• 通讯作者: Shigetoshi Sugawa and Shiro Hara

MONOS 型ポリシリコンTFT でのしきい値電圧制御に関する検討

MONOS型多晶硅TFT阈值电压控制研究

• 发表时间: 2023
• 作者: 前川芳輝;平井浩司;安岡慎之介;岡本一輝;清水荘雄;舟窪浩;後藤哲也，諏訪智之，須川成利
• 通讯作者: 後藤哲也，諏訪智之，須川成利