アニーリング雰囲気がマグネシウム亜鉛酸化物薄膜トランジスタ（MgZnO-TFT）の性能に及ぼす影響を探求するため、本研究ではRFマグネトロンスパッタリング法を用いてMgZnO薄膜を作製し、これをチャネル層としてボトムゲートトップコンタクト構造のMgZnO-TFTデバイスを構築した。作製したMgZnO薄膜を空気、真空、酸素、窒素の４種の異なる雰囲気下で500℃、1時間のアニーリング処理を行い、原子間力顕微鏡（AFM）およびX線光電子分光法（XPS）により薄膜を評価・分析した。結果は、真空雰囲気下でアニーリング処理を行ったMgZnO薄膜がより良好な品質を示し、デバイス性能も最適であり、場効果移動度は0.29 cm²·V^-1·s^-1、閾値電圧は2.28 V、サブスレッショルドスイングは3.6 V·dec^-1、電流オンオフ比は1.68×10⁶であった。これは、真空雰囲気でのアニーリングが外部の干渉をある程度遮断し、有効に活性層薄膜の欠陥発生を防止したためと分析される。また、デバイスの正バイアス応力（PBS）および負バイアス応力（NBS）における安定性も研究した。異なるゲートバイアス応力下でTFTは良好な安定性を示し、正バイアス10 V、応力時間3000秒の条件で、真空雰囲気でアニーリング最適化したMgZnO-TFTの閾値電圧シフトはZnO-TFTと比べて1.38 Vから0.54 Vに低減した。結果は、酸化亜鉛中にマグネシウムをドープしてMgZnO薄膜をTFTの活性層として作製することが、TFTデバイスの電気的安定性をある程度改善することを示している。

MgZnO-TFT;アニーリング雰囲気;XPS;安定性