明電舎と産業技術総合研究所（産総研）は11月９日、これまでに開発したピュアオゾンガスと水蒸気（Ｈ２Ｏ）を用いた、化学反応性の高いＯＨラジカル生成技術を、酸化物半導体向けインジウム酸化膜（ＩｎＯｘ膜）の低温成膜プロセスに適用し、膜中の炭素不純物の低減と、電圧サイクル安定性に優れたデバイス動作特性を確認したと発表した。
酸化物半導体デバイスの中で電流経路となるインジウム酸化膜の原子層堆積（ＡＬＤ）プロセスに、ＯＨラジカル生成技術を適用することで、低温成膜における膜質改善とデバイス動作の安定化を実現した。今後、酸化物半導体の実用化・量産化への貢献が期待される。
同研究成果の詳細は、産総研および明電ナノプロセス・イノベーションとの共著により、２０２６年11月13日に開催される「ＭＮＣ ２０２６」にて発表予定となる。
同開発では、反応性の高いＯＨラジカルが有効に働く温度帯が、ＩｎＯｘ膜の低温成膜プロセスに適していることに着目した。従来のオゾンガスを用いた手法では、低温の成膜条件では原料ガスの分解反応が十分に進まないため、ＩｎＯｘ膜中に炭素不純物が大量に残留し、動作特性を不安定にさせる要因になると考えられていた。
今回、２００℃での成膜において同技術を用いることで、従来のオゾンガスを用いた成膜で課題となっていた、原料由来の炭素不純物を低減できることを確認した。
ＩｎＯｘ膜に流れる電流をゲート電圧（ストレス電圧）で制御する半導体スイッチング素子構造では、ゲート電圧に応じて電流のＯＮ／ＯＦＦ動作が得られる。
従来のＩｎＯｘ膜では、比較的高いゲート電圧を長時間印加すると、ＯＮ／ＯＦＦの境界となるしきい値電圧Ｖｔｈの変動（ΔＶｔｈ）が確認されていた。一方、同技術により形成したＩｎＯｘ膜では、ΔＶｔｈが大幅に抑制されることを確認した。
これにより、繰り返しスイッチング動作時にも、電流のＯＮ／ＯＦＦを安定して制御できることが期待される。
同技術の特長は、ＯＨラジカル生成技術をＩｎＯｘ膜の低温成膜プロセスに適用できること、高い反応性により炭素不純物を低減しデバイスの動作安定性を向上させること、微細な溝の奥まで到達するため三次元積層構造の酸化物半導体の製造プロセスへの適用が期待されることとなる。
今後は、今回開発したＩｎＯｘ膜を基盤として、ＧａやＺｎを添加したＩＧＺＯ膜（ＩｎｘＧａｙＺｎｚＯ）への技術展開を進める。ＯＨラジカル生成プロセスをＩＧＺＯ膜の成膜に適用し、酸化物半導体デバイスの実用化に向けたプロセス技術の確立を目指す。
