权益分类	功能权益	普通用户	{{item.name}}会员
{{category.name}}	{{benefitItem.name}}

マイクロ熱プラズマジェット照射による四族半導体単結晶ナノ薄膜成長

微热等离子体射流辐照生长IV族半导体单晶纳米薄膜

基本信息

批准号：
22360126
负责人：
東清一郎
金额：
$ 8.57万
依托单位：
Hiroshima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2012
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は高速で高結晶性シリコン膜を作製するアプローチとして、高パワー密度化したマイクロ熱プラズマジェット(μ-TPJ)照射によるシリコン膜の相変化過程について調べ、アモルファスシリコン(a-Si)膜上に形成した溶融領域を高速走査することによる大粒径シリコン結晶成長の実現に注力した。ノズル径(φ)を従来の4mmから0.8mmへ縮小し、更に陽極-陰極間距離(アークギャップ)を従来の1.0mmから2.0mmへ拡大した。この結果、従来～8kW/cm^2であったピークパワー密度を最大53kW/cm^2まで高めることができた。高パワー密度化したμ-TPJを用いて石英基板上に堆積したa-Si膜の結晶化を試みた。その場観測技術から、μ-TPJ照射によってa-Siはまず固相結晶化(SPC)し、その後、溶融・再結晶化の過程で横方向への長距離結晶成長が誘起される事が明らかになった。μ-TPJ照射によりa-Si膜中に発生した溶融ゾーンを高速操作(～4000mm/s)する事で横方向温度勾配を生成し、長さ～60μmに達する結晶成長が可能となった。高速横成長結晶化(HSLC)技術で得られた(111)優先配向大粒径結晶をチャネルに用いてTFTを作製した。SPCおよびHSLC条件において、それぞれ電界効果移動度μFE～10及び350cm^2V^<-1>s^<-1>の値が得られた。結晶粒径が20nm程度のSPCに対して、大幅な粒径増加を達成できるHSLCでは、4000mm/sという高い走査速度でも極めて高い移動度が得られ、本研究提案の結晶化手法が大面積に適用可能な結晶成長技術として高い可能性を有する事が実証された。

This year, we will focus on the high speed development of high crystalline silicon films and the high density development of high crystalline silicon films under the irradiation of μ-TPJ. The diameter of the anode (φ) decreases from 4mm to 0.8 mm, and the anode-cathode distance increases from 1.0 mm to 2.0 mm. The result is that the maximum density is 53kW/cm^2. High density silicon films deposited on quartz substrates and crystallization of silicon films The field measurement technique, μ-TPJ irradiation, a-Si crystallization, and the process of melting and recrystallization induce long-distance crystal growth in the lateral direction. During μ-TPJ irradiation, crystal growth is possible in a-Si films at high operating speeds (~4000mm/s) and temperatures in the lateral direction. Crystal growth is possible up to ~60μm long. High Speed Lateral Crystallization (HSLC) technology has been used to fabricate TFTs with (111) preferential alignment of large grain size crystals. SPC and HSLC <-1>conditions are considered to be the most important parameters for the electric field<-1>. It is proved that the proposed crystallization method can be applied to a large area and that the crystal growth technology has a high possibility.