薄膜トランジスタ
液晶テレビ，パソコン，携帯電話などのディスプレイ素子として近年発展目覚しい薄膜トランジスタ（TFT）の解説書。非晶質・多結晶シリコン，酸化物，有機によるTFTの原理，作製，評価を中心に，応用，将来にもふれる。
- ジャンル
- 発行年月日
- 2008/11/21
- 判型
- A5
- ページ数
- 240ページ
- ISBN
- 978-4-339-00802-9
- 内容紹介
- まえがき
- 目次
- レビュー
液晶テレビ，パソコン，携帯電話などのディスプレイ素子として近年発展目覚しい薄膜トランジスタ（TFT）の解説書。非晶質・多結晶シリコン，酸化物，有機によるTFTの原理，作製，評価を中心に，応用，将来にもふれる。
薄膜トランジスタ(TFT)の技術開発は，結晶基板上に作製されるトランジスタと同様に長い歴史をもち，近年の目覚しい発展を遂げている。特に非晶質（アモルファス）シリコンや多結晶シリコンによるTFTは，われわれの生活における必需品となりつつある液晶テレビ・ノートパソコン・携帯電話などにおいて欠かすことのできないフラットパネルディスプレイの駆動素子としての大いなる普及の礎となっている。またこれに呼応するかのように，有機トランジスタや酸化物TFTによるフレキシブルディスプレイ，透明デバイスの実用化可能性が真剣に議論されるようになり，基礎研究から応用技術開発段階まで，多種多様なTFTの研究開発が精力的に展開されている。このような状況下，このたび，コロナ社の便宜によって薄膜トランジスタ(TFT)の解説書を刊行することになった。この時期，本書が刊行されるのは，まことに時宜を得たことといえるであろう。
本書の企画・執領は薄膜材料デバイス研究会の組織委員メンバーが中心となって行った。執筆陣は，さまざまな専門分野・立場から広くTFTおよび薄膜材料デバイス関連の研究・開発にかかわっている大学の教員と企業の研究者・技術者である。そして，TFTについてのまとまった教科書がないという手探りの中，限りない失敗と試行錯誤の経験の上に，TFT技術に対し多くの貢献をしてきたメンバーでもある。したがって，大学の学部学生・大学院生や，企業において薄膜関連業務に新たに携わろうとする若き研究者・技術者向けに，わかりやすく便利で役に立つ解説書を書いたらどうか，という話が同研究会内でもち上がったとき，組織委員のみならず，一般の研究会参加者からも絶大な支持が得られたのである。
このような動機に基づき，本書執筆にあたっては，執筆陣の苦い経験を繰り返す必要のないよう，本書だけでTFT技術における里要事項を総合的に学ぶことができることを目指した。また同研究会の特徴を反映して，すでに実用化されているシリコン系TFTのみならず，有機TFTや酸化物TFTなどについても同等の比重をもって解説した。具体的には，TFT概論および発展史(1章），TFTの動作原理(2章），作製技術(3章），各種評価技術(4章），劣化現象や信頼性評価技術(5章），および応用技術(6章）や将来技術(7章）に至るまで広範囲なTFT技術に関する重要な知識を系統的かつ効率的に習得できるように，またできるだけ平易な記述になるように努めて，内容を構成した。したがって，本書が大学における講義用教科書・副読本として活用できることはもちろん，初学者だけでなくTFTの専門技術者にも役に立つハンドブック・参考書としての機能を果たし得るであろうことを期待している。また本書の内容に関連した資料を，「付録」および「役に立つ資料集」として，薄膜材料デバイス研究会のホームページ(http://www.tfmd.jp)に掲載した。本書と併せて活用いただきたい。
本書は日々発展するTFT分野の最新最良の技術解説書を目指して，2008年6月に脱稿され，その後約3箇月間薄膜材料デバイス研究会メンバーにより通読校正された。しかしなお記述不足や誤りがあるであろう。また，本書がカバーできない重要事項も多いであろう。これらは読者諸氏のご指摘ご批判に頼るほかなく，それにより本書が良書として育てられれば望外の幸いである。
最後に，原稿添削段階において多くの貴重なアドバイス，コメントをいただいた波多野睦子氏，原昌輝氏，池田裕幸氏，平松秀典氏，野村研二氏，またESR関連データのご提供とご校正にご協力いただいた，梶原浩一氏，松石聡氏，細野秀雄氏に深く感謝する。
2008年9月
薄膜材料デバイス研究会組織委員会
1. 序論
1.1 薄膜トランジスタ（TFT）とはなにか
1.2 TFT発展の歴史
1.2.1 TFTの始まり
1.2.2 ディスプレイへの応用展開
1.2.3 TFT発展の理由
2. TFTの動作原理
2.1 基本的な動作原理
2.1.1 基本構造
2.1.2 電界効果
2.1.3 電流電圧特性
2.2 基礎知識
2.2.1 キャリア密度
2.2.2 キャリア輸送
2.3 捕獲準位
2.3.1 帯電型とエネルギー分布
2.3.2 空間分布
2.4 より詳しい動作原理
2.4.1 基本構造
2.4.2 電界効果
2.4.3 容量電圧特性
2.4.4 電流電圧特性
2.4.5 その他の現象
2.5 種々のTFT
2.5.1 多結晶シリコンTFT
2.5.2 非晶質シリコンTFT
2.5.3 有機TFT
2.5.4 酸化物TFT
3. TFT作製技術
3.1 トップゲート構造およびボトムゲート構造
3.2 水素化非晶質シリコンTFT作製技術
3.2.1 水素化非晶質シリコンTFTプラズマプロセスの主な特徴
3.2.2 水素化非晶質シリコンTFTプラズマプロセスにおけるガス圧力の効果
3.2.3 プラズマパラメータの予測と大面積化時の課題
3.2.4 プラズマCVD
3.3 多結晶シリコンTFT作製技術
3.3.1 洗浄技術
3.3.2 多結晶シリコン膜形成技術
3.3.3 ゲート絶縁膜形成技術
3.3.4 ドーピング技術
3.4 有機TFT作製技術
3.4.1 素子構造
3.4.2 チャネル領域形成法
3.4.3 ゲート絶縁層形成法
3.4.4 ソース・ドレイン電極形成法
3.5 酸化物TFT作製技術
4. 評価技術
4.1 膜厚
4.1.1 接触式膜厚測定法
4.1.2 非接触式膜厚測定法：電子顕微鏡
4.1.3 非接触式膜厚測定法：光学顕微鏡
4.1.4 非接触式膜厚測定法：光学スペクトル
4.1.5 非接触式膜厚測定法：エリプソメトリー
4.1.6 非接触式膜厚測定法：X線反射率スペクトルと薄膜の密度
4.1.7 その場測定法
4.2 構造評価
4.2.1 XRD：長距離秩序，格子ひずみ，結晶子径
4.2.2 X線散乱，EXAFS：短距離秩序，中距離秩序
4.2.3 その他の回折による構造評価
4.2.4 顕微鏡による微構造評価
4.3 組成分析
4.3.1 水素の分析
4.3.2 欠陥評価
4.4 光学評価
4.4.1 エリプソメトリー
4.4.2 赤外分光
4.4.3 ラマン散乱分光
4.5 電気特性
4.5.1 四端子法と四探針法
4.5.2 ホール効果測定
4.5.3 深いエネルギー準位の電気的評価法
5. TFTの劣化現象と信頼性評価技術
5.1 非晶質シリコンTFTにおける劣化現象
5.1.1 しきい値電圧のシフト
5.1.2 光劣化現象
5.2 低温多結晶シリコンTFTにおける劣化現象
5.2.1 ホットキャリア劣化
5.2.2 発熱による劣化
5.2.3 信頼性向上技術
5.3 酸化物TFTにおける劣化現象
6. TFTの応用技術
6.1 TFTのディスプレイ応用
6.1.1 液晶ディスプレイ（LCD）
6.1.2 有機EL（OLED）ディスプレイ
6.1.3 電子ペーパー
6.2 TFTのセンサ応用
6.2.1 フォトセンサ
6.2.2 X線センサ
6.2.3 撮像デバイス
6.2.4 その他のセンサ
7. TFTの将来技術
7.1 映像ディスプレイ用TFT技術の将来
7.2 フレキシブルディスプレイ用TFT技術の将来
引用・参考文献
索引
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