1.42 ZnS 3) μ

μ

//c

1.4,

mh⊥c

=0.

e

=230

直接

h

=40

me

=0.28

mh

49

3.76

ZnSe

³⁾

=0.160

h

=0.75

0

直接

μ

e

=400 μ

h

=110

me

m

2.7

GaN

²⁾

=0.19

=0.60 μ

e

=380

mE 直接

mh

3. 36 6H-SiC

²⁾

μ

e

=480

m_e⊥c

=3…69, m

⊥c

=1.85, m

h//c

=0.

間接

μ

h

=50

e//c

=0.48 66

3.02

mh

In

2

O

34) ^～7)

μ

e

=160

⁸⁾ ープにより me

=0.30~0.44

⁹⁾

3.75

^10)～11) 間接

Snド

¹²⁾

Sn

^{13), 14) 15)}

c

=0.299

g//c

直接禁

O

2

μ

e

=260

¹⁵⁾ me

=0.39

m_e⊥

, m

e//c

=0.234

16)

Eg⊥c

=3.57,

E

=3.93

¹⁷⁾

制¹⁸⁾

ZnO

^19)～20)

μ

³⁾

μ

e//c

67

³⁾

e

=0.27

²³⁾

h

=0.59

³⁾

aドープにより

=0.28~0.33

直接²

μ

e

=180

²³⁾

e⊥c

=150 =1

m m

G

me 9)

3.37

⁴⁾

a-In

2

O

3 25)

μ

e

=36 3.3

a-2CdO·Ge

O

226)

μ

e

=12

²⁶⁾ me

=0.33

²⁷⁾

3.4

²⁷⁾

a-2CdO·Pb

O

228), 29)

μ

e

=10

²⁹⁾ me

=0.30

²⁷⁾

1.8

²⁷⁾

a-InGaO

3

(Z

nO)

m

(m=1~

4)

³⁰⁾

μ

e

=13~21

³⁰⁾ me

=0.34(m=1)

³¹⁾

3.0 ~2.85

³⁰⁾

a-Zn-In-O

32), 33)

μ

e

=30

³⁴⁾

表

3 自由電子（正孔）吸収により求めた，高濃度ドープ薄膜の有効質量，緩和時間，バンドギャ

ップ（

E

g）など（参考文献は表１と同 に記載の移動度，有効質量を掲 している。緩和時間はこれらから逆算した。

e , h

は電子と正孔を表す。

t , l

は横質量と縦質量を表

）

・s)〕 〔 ^－

Eg

じ。Siについては，Szeの本

載 す

移動度 有効質量 τ

〔

cm

²

/(V (m

e

)

×10 15

s〕

〔

eV〕

Si

h

met

=

mel

=0

=0.49

=0.16

160 (el 1.12 μ

e

=1500

μ =500

0.98 .19

mht

mhl

)

In

2

O :Sn

3

μ

e

=24~45

me

=0.3 6.5 3.37

ZnO: Ga μ

e

=8~ 25

me

=0.28~0.3 3 5. 1 3 .37

InGaO (ZnO)

3 5

μ

e

= 1 6

me

=0.32 3.0

LaCuOSe:Mg μ

h

=3. 4

mh

=1.6 .2 .7 4 2

C12A 7:e

^-

μ

e

=5. 2

me

=0.82 4 2. 7

Cu

1.7

Se μ

h

=5. 3

mh

=1 .0 3. 0 2

a-2C dO·GeO

2

μ

e

= 12

me

=0 .33 2. 3 3.4

a-2C dO·Pb O

2

μ

e

= 10

me

=0.30 1.7 .8 1

a-InGaO

m

(m=

3~21 2. 3.0 ~2 85

3

(ZnO) 1~4)

μ

e

=1

me

=0.34~0.36 (m=1)

5 .

a-Zn

0.35

In

0.35

Sn

0.3

O

x

μ

e

= 10

me

=0.53 3. 9 3.3

ワイ ップ物質の 電率， 学誘電率

物質 比 物質 物質 比

表

4

ドギャ 誘電率

誘電率（

ε , ε

sは静的誘 比誘電率

ε

∞は光 ）

誘電率

Si

3

N

435)

ε = Al

2

O

335)

4,

1.54

³⁶⁾

Y ~16

7 ε

⊥c

=9.3

ε

//c

=1

2

O

335)

ε =12

La

2

O

335⁾

ε = 20 ZrO

235)

ε =25 H fO

235)

ε =15~40 Gd

2

O

335)

ε =8~ 20 Sc

2

O

335)

ε =12 Ta

2

O

3³⁵⁾

ε =22 ZrO

2

-SiO

235)

ε = 12.6 H fO

2

-SiO

235)

ε =11 2L a O -3S

2 3

iO

235)

ε =18 Gd

2

O

3

-SiO

235)

ε = 18 LaA lO

33⁵⁾

ε =25 ZrTiO

435)

ε =30 SrZrO

235)

ε =2 0~70 SrT iO

3

(S TO)

³⁵⁾

ε =300

(Ba,Sr)T (BST)

³⁵

ε = Pb(Zr,Ti) (PZT)

³⁵⁾

000 Sr

2

O

9

(S

⁾

ε =250 iO

3

)

500 O

3

ε =1 Bi

2

Ta

BT )

³⁵

CaO ε = 11.8 MgO ε =9.8 Sr O ε =13.3

TiO

2

ε

_⊥

ε

//c

SnO

2

ε

_⊥c

=14.0, ε

//c

=9.9

³⁸⁾

Zn ε

_s⊥c

=7.9,

ε

∞⊥c

=3.70 ε

s//c

=8.75, ε

_∞//c

=3.75

c

=89,

=173

³⁷⁾

O

³⁾

ZnS

³⁾

ε

s

=~8.7, ε

∞⊥

ε

∞//c

ZnSe

³⁾

ε

s

=8.6, ε

_∞

=5.7 a-SiO

2

ε

exp

=3.9

c

=8.31,

=8.76

C ε =5.7 Si ε =11.9 Ge ε =16.0

GaAs ε =13.1 GaN

²⁾

ε =12.2 6H-SiC

³⁾

ε

s⊥c

=9.66,

ε

_∞⊥c

=6.52

ε

s//c

=10.03,

ε

∞//c

=6.70

a-HfO

2

ε

exp

=~8

³⁹⁾

a-Al

2

O

3

ε

exp

=~8

μc-Y2

O

3

ε

exp

=16~18

⁴⁰⁾

Al

2

O

3

/TiO

2

(ATO) ε

exp

=~18

0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 0.0

1.0 2.0 3.0 4.0 5.0

Energy / eV

Dielectri

e

c function

epsilon 1

psilon 2

0.0 1.0 2.0 3.0 4.0

2.0

0.0 5.0 1.0

Energy / eV

Refractive indexes, n, k

n

k

0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0

10³ 10⁴ 10⁵ 10⁶

Energy

-1Absorption coefficinet / cm

/ eV

0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0

0 200 400 600 800 1000 1200

Energy / eV

sqrt(a hv)

薄膜/ガラス基板より，Tauc-Lorentz， LorentzおよびDrude型の誘電関数を用いて解析した。

高ド

間 3.4 fs）が は，10³ cm^-3以 以下のため，意味のある値では

ない。Taucプロットより， ンドギャップ（ ）は であることがわか

る

1 a-InGaZn

光学スペ

ープ薄膜のため，0.5~1.0 eVの赤外域に自由電子吸収（プラズマ振動数 0.37 eV，緩和時 見られる。吸収係数 下は測定限界

光学バ Taucギャップ 3.1 eV

図 代表的な

O

4膜の クトル

表

5 a-InGaZnO

4

TFTのデバイスシミュレーションパラメータの例

⁴¹⁾ TFT構造： a-InGaZnO₄ / SiO₂ / c-Si

チャネル膜作製条件：パルスレーザー堆積法

酸素分圧 5.2Pa：キャリア密度（ホール効果）4×10¹⁷ cm^－3（depletion型TFT）

電界効果移動度 9.19 cm²/(V・s) しきい値電圧 –6.54 V

酸素分圧 6.5 Pa：キャリア密度（ホール効果）1×10¹⁵ cm^－3 (enhancement型TFT) 電界効果移動度 7.84 cm²/(V・s)

しきい値電圧 0.49 V

Operation mode Depletion Enhancement

NTA〔

cm

^-3

eV

^-1〕

2.3×10

¹⁸

2.3×10

¹⁸

WTA〔

eV

〕

0.14 0.08

NGA〔

cm

^-3

eV

^-1〕

4.5×10

¹⁶

3.2×10

¹⁶

WGA〔

eV

〕

1.5 1.5

μ_n〔

cm

²

/ (V

・

s)

〕

11.88 9.10 8.57

〔

eV

〕

0.16 0.33 0.20

n0〔

cm

^-3〕

4.1×10

¹⁷

1×10

¹⁵

1

×10¹⁵ Δφ

指数関数型状態密度：

( ) ( )

_⎥

⎦

⎤

⎡− −

TA

E E

型状態密度：

⎢⎣

⋅

= _TA ^C

N W E

g_exp exp

⎥⎥

⎦

⎤

⎢⎢

⎣

⎡

⎟⎟⎠

⎜⎜ ⎞

⎝

⎛ −

− ガウス関数 ⋅

( )

=

G E N

g

2

exp 0 GA

GA W

E E

E0 = ECとしている

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 10¹⁶

10¹⁷ 10¹⁸

EC - E / eV

DOS / cm-3/eV

depletion type

enhancement type

図

2 上のパラメータから図化したギャップ内状態密度

引用 ・ 参考文献（酸化物データ）

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odeling of amorphous Flexible Thin Film Transistors Using Amorphous Oxid

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3.1

実効

イオ

電界

s）

〕

1×10

^－4 （多結晶典型値）

誘電 晶）

バン

電子

電界 最大値）^[8]

注） 的信頼できる物性値が得られている

実績のあ

，ほとんどのものが単結晶では大きな異

としては真空蒸着による多結晶膜の典型値を挙げた。

機物データ）

1)

3)

4) 分子密度と同じとした。分子密度は次の文献よ；C.C. Mattheus, A.B. Dros, J. Baas, G.T. Oostergetel, A.

Meetsma, J.L. de Boer and T.T.M. Palstra：Synthetic Metals, 138, 475 (2003) 5) Y.S. Lee, J.H. Park and J.S. Choi：Optical Materials, 21, 433 (2002)

6) C. Voz, J. Puigdollers, I. Martin, D. Munoz, A. Orpella, M. Vetter and R. Alcubilla：Solar Energy Materials

3. 有 機 物 デ ー タ

銅フタロシアニン

比誘電率

4.3

（多結晶）

状態密度〔cm^－3〕

1.7×10

²¹ バンドギャップ〔

eV〕

²⁾

1.6

ン化ポテンシャル〔eV〕^{1), 2)}

5.2

電子親和力〔

eV〕 3.6

効果移動度〔cm²

/(V・

電界効果移動度〔

cm

²

/(V・ s）

〕

0.02

（単結晶最大値）³⁾

3.2 ペ ン タ セ ン

率

4.6

（多結

実効状態密度〔cm^－3〕⁴⁾

2.9×10

²¹

ドギャップ〔eV〕^{5), 6)}

1.8

イオン化ポテンシャル〔eV〕^{5), 7)}

5.0

親和力〔

eV〕 3.2

電界効果移動度〔

cm

²

/(V・ s）

〕

0.5

（多結晶典型値）

効果移動度〔cm²

/(V・ s）

〕

40 （単結晶

有機半導体材料のバリエーションはきわめて多く，比較

ものも，得られていないものもある。ここでは，参考のために，有機

TFT

研究で るいくつかの半導体材料について，実用的な値を例として挙げた。

注） 高キャリア移動度を示す有機半導体材料については

方性をもつのに対して，

TFT

では多結晶膜が使われることが多い。そのため，低分子材料の 物性値

引用 ・参考文献（有

田中正夫，駒 省二：フタロシアニン，ぶんしん出版，東京 (1991）

2) A.J. Ikushima, T. Kanno, S. Yoshida, A. Maeda：Thin Solid Films, 273, 35 ( 1996) Z. Bao, A.J. Lovinger and A. Dodahalapur：Advanced Materials, 9, 42 (1997)

ドキュメント内 TFTは、当初、フィラメントの短寿命、高電圧駆動、構造の複雑さから来る高価な真空管に変わるSolid State デバイスとして提案されてきた (ページ 59-66)