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Title: セルロースナノペーパー上の結晶化シリコン薄膜による薄膜トランジスタの作製
Other Titles: Fabrication of thin-film transistor of crystallized silicon film on cellulose nanopaper
Authors: 堀田, 將
Authors(alternative): Horita, Susumu
Keywords: セルロースナノペーパ
結晶化シリコン
薄膜トランジスタ
低温作製
イットリア安定化ジルコニア
Issue Date: 16-May-2019
Abstract: セルロースナノペーパー(CNP)上のSi膜の結晶化を低温で促進するために、多結晶YSZ膜をスパッタ堆積した。その際のCNP膜の熱的損傷を低減するために、熱的緩衝層として有機絶縁物Zeocoatと酸化Siの塗布膜を、また、試料と試料ホルダーとの間に放熱グリスを用いた。その結果、CNPの損傷が無く、厚さ70nmの結晶化YSZ膜の堆積ができた。また、ゲート絶縁膜としてシリコーンオイルとオゾンガスを用いた大気圧CVD法により200℃以下で酸化Si膜を形成した。その中に残留して絶縁性を阻害するOH基を、還元作用の強いNH3ガスをアニール雰囲気に用いることで、N2雰囲気より低温で効果的に除去できた。 研究成果の学術的意義や社会的意義: スパッタ堆積において、堆積中のプラズマにより基板を含めた試料温度は、基板加熱無しでも200℃程度に昇温する場合が多く、プラズマによる基板熱損傷も無視できない。それに対して、緩衝層や放熱グリスを用いることで、基板温度を実質100℃前後に維持して基板損傷無しで、結晶化YSZ膜の成膜を可能にした。また、酸化Si膜中に残留するOH基の除去は、通常のN2ガス雰囲気中アニール処理ならば、400℃程度の温度が必要であるが、NH3ガスを用いれば、200℃以下でもできる可能性を示した。これらの成果は、現高温プロセスから200℃以下の低温プロセスへの置換えを可能にし、省エネ、省資源化に貢献できる。 : For poly-YSZ film deposition on cellulose nanopaper(CNP) by sputtering, not only coated films of organic Zeocoat and silicon oxide but also thermal compound between the sample and holder were used in order to reduce plasma and thermal damage to the CNP during the deposition. As a result, 70-nm-thick poly-YSZ film can be deposited on the CNP without its thermal damage. Also, a silicon oxide film for gate insulator was deposited by using silicone oil and ozone gas in atmospheric CVD method at less than 200 oC. OH bonds which remain in the oxide film degrade its electrical insulation. In order to reduce them by annealing, NH3 with Lewis base property was used instead of normal N2 as atmosphere gas. Then, it was found that the NH3 gas was more effective for reduction more than twice at less than 200 oC, compared with N2 gas.
Description: 基盤研究(C)(一般)
研究期間:2016~2018
課題番号:16K06257
研究者番号:60199552
研究分野: 半導体デバイス
Language: jpn
URI: http://hdl.handle.net/10119/16035
Appears in Collections:平成30年度 (FY 2018)

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