酸化物半導体の描く未来へ。

エレクトロニクスのさらなる発展を目指す。

AQUOS PHONE ZETA SH-03G
IGZO搭載のスマートフォン
「AQUOS ZETA SH-03G」
(販売 株式会社NTTドコモ/ 製造 シャープ株式会社)

次世代の半導体材料として注目を集めている酸化物半導体(Oxide Semiconductor : OS)。中でも、インジウム(In)、ガリウム(Ga)、亜鉛(Zn)の酸化物であるIGZOに注目し、当社では他社に先駆けて研究開発を進めてきました。

その成果として、c軸配向結晶(CAAC® : C-Axis Aligned Crystal)を世界で初めて発見。この技術は共同開発パートナーであるシャープ株式会社製のスマートフォンのディスプレイ等に搭載されています。

酸化物半導体分野における当社の特許占有率は米国および日本にて、高い割合となっています。酸化物半導体技術と長年培ってきたシリコン半導体技術とを組み合わせることにより、今後はディスプレイ分野のみならず、LSI分野にも酸化物半導体の応用を広げ、新しい技術を提案し続けます。


結晶性酸化物半導体CAAC-OS®が秘める可能性。


CAAC-IGZO®FETは世界最小のオフ電流
Ioff=10-24A/μmレベルに到達

当社では低温(300℃以下)で形成可能な結晶性IGZO薄膜において、結晶のab軸方向には配向性を持たないが、c軸が膜表面に対して垂直に配向し、お互い繋がり合って均一性に優れた結晶形態(CAAC)を発見しました。これは歪みの無い単結晶とも、明確な結晶粒界を持つ多結晶とも異なる、全く新しい結晶形態です。

このCAAC-IGZOを活性層に用いて構成したFET1)の最大の特長は、yA/μm(10-24A/μm)レベルという、シリコン半導体技術では未到の極めて低いオフ電流を有することです。オン状態とオフ状態での電流比約20桁またはそれ以上という特性により、デバイスの飛躍的な省電力化が実現可能です。

また当社では、超LSIに応用可能なチャネル長30nmの微細化CAAC-IGZO FETの作製に、世界で初めて成功しました。今後もCAAC-OSの特性を活かした新しいデバイス開発に取り組んでいきます。

結晶学的特徴

IGZO結晶構造(3D分子モデル)
※上記図はマウス操作で回転・拡大/縮小させることができます。
(回転…図を選択したまま任意の方向へドラック、拡大/縮小…ホイールを前後に回転)
なお、上記図はJavaScriptを使用しています。ご使用のブラウザでJavaScriptを無効に設定している場合はご利用できません。ご利用の際は、ブラウザの設定をご確認下さい。

CAAC-IGZO FET断面 STEM写真

CAAC-IGZO FETの極小オフリーク電流

CAAC-OS®によって実現する高機能デバイス


CAAC-OSを用いることで、これまでの技術では実現の難しい高機能なディスプレイやLSIを作製することができます。当社ではこれら新規デバイスの提案、研究開発を行っています。



1)FET・・・・・Field Effect Transistor(電界効果トランジスタ)
2)NOSRAM・・・・・Nonvolatile Oxide Semiconductor Random Access Memory
3)DOSRAM・・・・・Dynamic Oxide Semiconductor Random Access Memory

※ CAAC, CAAC-OS, CAAC-IGZO, NOSRAM, DOSRAMは半導体エネルギー研究所の登録商標です。
(商標登録第5473530号、第5473535号、第5494218号、第5529056号、第5519752号)