【公開日：2023.07.28】【最終更新日：2023.05.12】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
22HK0108
利用課題名 / Title
高移動度透明アモルファス酸化物半導体薄膜トラン ジスタの熱電能変調解析
利用した実施機関 / Support Institute
北海道大学
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
ALD,表面・界面・粒界制御/ Surface/interface/grain boundary control
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
太田 裕道
所属名 / Affiliation
北海道大学
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
楊 卉,張 雨橋,曲 勇作
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
松尾 保孝
利用形態 / Support Type
（主 / Main）技術代行/Technology Substitution（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
数多く知られている透明酸化物半導体の中でも、ITZOは現在の有機ELテレビなどに応用されている IGZOの5倍以上の高いキャリア電子移動度を示すことから、超高解像度テレビ用の材料として 期待されています。今後、さらに高解像度で綺麗なディスプレイを実現するためには、高いキャリア 電子移動度を示す透明酸化物半導体が必要です。そのための材料設計指針を得るためには、まず ITZO の高いキャリア電子移動度の起源を明らかにする必要があり、本研究では研究グループ独自の熱電能電界変調法により、ITZO薄膜及びITZO薄膜トランジスタ の熱電能を計測・解析しました。
実験 / Experimental
キャリア濃度の異なるいくつかの ITZO薄膜を作製し、 その電子輸送特性（Hall移動度、体積キャリア濃度、熱電能）を計測しました。また、ITZO薄膜トラ ンジスタを作製し、そのトランジスタ特性の計測と、熱電能電界変調法によるトランジスタ特性の解 析を行いました。トランジスタ作製において、絶縁膜としてALDによるアルミナ膜を用いました。
結果と考察 / Results and Discussion
ITZO 薄膜の室温下の電子輸送特性計測、作製した ITZO薄膜トランジスタを用いての室温下のトランジスタ特性計測から、①ITZOのキャリア電子の有効質量がIGZOよりも30%ほど軽いこと、 ②ITZOのキャリア緩和時間が IGZO の 4 倍長いこと、③伝導層の厚さが 10nm 以上に厚いことが、 ITZO の高い電子移動度の起源であることが分かりました。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
熱電能電界変調法の模式図と測定データ
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
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Hui Yang, Thermopower Modulation Analyses of High-Mobility Transparent Amorphous Oxide Semiconductor Thin-Film Transistors, ACS Applied Electronic Materials, 4, 5081-5086(2022).
DOI: 10.1021/acsaelm.2c01210
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件