酸化物半導体の低温欠陥制御とフレキシブルデバイス応用

摘要

非晶質酸化物半導体であるIn-Ga-Zn-O（IGZO）は室温スパッタ成膜可能なことからフレキシブルデバイスの半導体材料として期待されている。しかし良好なデバイス性能を確保するには300℃程度の熱処理によりIGZO内の欠陥準位密度を低減させるプロセスが不可欠であり、低温化の壁となっている。我々はIGZOの低温欠陥制御を目的にIGZOスパッタ成膜時にアルゴン、酸素ガスに加え水素ガスを添加することでその後の欠陥補償に必要な熱処理温度を150℃まで低減可能であることを見出した。本手法により低温作製（150℃）したIGZO Schottkyダイオードにおいて、整流比3.8×10~(10)、障壁高さ1.17eV、理想因子1.07のこれまでのIGZO Schottkyダイオードの中で最も良好な特性を実証した。さらにPENフィルム上に作製したフレキシブルSchottkyダイオードにおいても上記同等の特性を達成した。