三次元軸配向した多結晶シリコン薄膜の開発とその結晶成長メカニズムの解明

三维取向多晶硅薄膜的研制及其晶体生长机理的阐明

• 批准号: 07650009
• 负责人: 狄 国慶
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Kanazawa University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-07650009/
• 关键词: 多結晶シリコン薄膜; 三次元軸配向; 表面観察; 結晶粒形状; 結晶成長; 原子間力顕微鏡

本研究は、無定形の石英基板上に堆積された多結晶シリコン薄膜における結晶粒がほぼ均一の大きさで三次元軸配向して成長することを本グループが初めて発見したことをきっかけに、その成長のメカニズムを明らかにする目的で、基板温度、ガスの圧力と流れ、そしてプラズマの役割などについてこの研究補助金のもとに行ったものである。まだ不明な点が多いが、一年間の研究で次のようなことが分かっている。1、X線回折の結果より、670-690℃の基板温度で作製された膜は強い(110)配向であるが、より高い或いは低い温度では(110)配向が弱くなり、それに伴い原子間顕微鏡(AFM)で観察した表面に出る結晶粒の形状が長方形から崩れて行く。2、AFMの観察より、0.15-0.4Torrのガス圧力で作製された膜では、結晶粒は形状よく配列しているが、圧力をさらに変えると、特に、ガス圧力が0.4-1.0Torrの場合、X線回折の(110)ピーク強度が増えるにもかかわらず結晶粒の形状が崩れていく。なお、長方形の結晶粒はその長い辺がガスの流れ方向(プラズマの伸びる方向)に沿うように配列している。3、プラズマはRFパ-ワが20ワット付近で最適であり、それより減らしていくと粒形が崩れ、プラズマの無い場合、膜内の結晶粒の配向がランダムになり、その形状もいろんな形を取っている。一方、成膜中におけるイオンや原子、ラジカルなどの種類はそれらの発光スペクトルは、実験で触れた条件によって大差が見られなかったので、影響が小さいと考えられる。これらの結果より、膜内の結晶粒が一定の形に成長するためには、三次元的に成長速度が一定の割合に保てる成長環境が不可欠であることが分かる。基板温度、ガス圧力の他に、プラズマが結晶配向や粒形の整えに極めて重要な役割を果たしているので、RF電磁場が結晶面の自由エネルギー従って各結晶面の成長速度に影響を与えると考えられる。一方、膜の電気特性を正確に測定するために、表面効果の大きい荒い表面をさらに処理する工夫が必要である。

In this study, amorphous quartz substrates are deposited on amorphous quartz substrates. The results show that the crystal grains are uniform and the three-dimensional growth direction is uniform. In this study, the growth of quartz substrates, amorphous quartz substrates and amorphous quartz substrates are studied. I don't know what to do. I don't know. I don't know. If you don't know what to do, you will have to study several times in a year. 1. The results of X-ray back-folding test show that the temperature of the substrate at 670-690C is used as the substrate temperature to strengthen the thin film, the temperature is high or the temperature is low, the temperature is high or low, the temperature is weak, and the temperature is accompanied by an atomic micrometer (AFM) to observe that there is a rectangular collapse line in the surface of the substrate. 2. AFM micrographs, 0.15-0.4Torr micrographs, scanning electron microscopy, X-ray scanning, X-ray strength testing, X-ray strength measurement, X-ray strength test, and X-ray strength test. The direction of the flow (the direction of the flow) along the length of the grain is arranged along the line. 3. The structure of the RF is close to the temperature of the first half of the year, the shape of the grain is not closed, and the grain size of the structure in the film is aligned with each other. On the one hand, in the formation of the film, the atoms, the temperature, the temperature and the temperature. The results show that the grain size in the film must grow rapidly, and the three-dimensional growth rate must be in line with the growth environment. The temperature of the substrate, the mechanical strength of the substrate, the temperature of the crystal, and the crystal structure of the grain shape are very important. The crystal surface of the RF magnetic field is very important, and the growth rate of each crystal plane is affected by the growth rate of each crystal face. On the one hand, the characteristics of the film are correct to determine the temperature, the surface is very important, and it is necessary to improve the performance of the film.

项目成果

G.Q.Di(狄 国慶): "Preparation of Three-Dimensionally Oriented Polycrystalline Si Film" Applied Physics Letters. 68. 69-71 (1996)

G.Q.Di(Kuniyoshi)：“三维取向多晶硅薄膜的制备”《应用物理快报》68. 69-71 (1996)。