大気圧マイクロ熱プラズマジェット照射によるａ－Ｓｉ膜の結晶化及びＴＦＴ応用

常压微热等离子体射流辐照非晶硅薄膜晶化及TFT应用

• 批准号: 12J06779
• 负责人: 林 将平
• 金额: $ 1.73万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012-04-01 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12J06779/
• 关键词: 熱プラズマジェット; シリコン; 結晶成長; 薄膜トランジスタ

前年度までの結果から、アモルファスシリコン(a-Si)膜はマイクロ熱プラズマジェット(μ-TPJ)照射により固相結晶化(SPC)、Leading Wave Crystallization (LWC)、高速横方向結晶化(HSLC)の異なる3種類の結晶成長様式により結晶化することが明らかとなり、高性能薄膜トランジスタ(TFT)作製にはHSLCが最も有効であることを報告した。本年度は、HSLCを用いた結晶成長制御と、結晶成長メカニズムについて更に詳細に調査し、主に以下の成果を得た。1. 幅10μm以下の細線状にa-Si膜をパターニングし、HSLCすることで結晶成長制御を試みた。高速度カメラを用いた結晶成長の直接観察結果から、幅10μmのSi細線においては異なる2つの固液界面の衝突によりランダム粒界が形成されることが明らかになった。一方、幅1μmのSi細線においては細線長手方向への一様な結晶成長によりランダム粒界は形成されず、最大1mmの長距離結晶成長が認められた。この結果から細線化による固液界面の衝突抑制により長距離結晶成長の誘起が可能と言える。2. 堆積手法、条件、脱水素温度を変化させることで、初期Si膜特性と結晶成長の関係を調査した。プラズマ化学気層堆積(PECVD)法によるa-Si膜においてはLWCが誘起されたが、減圧(LP)CVD法に試料においてLWCは誘起されず、SPC-溶融領域間に部分溶融領域(MPS)が誘起された。PECVD法おいても膜中応力値を下げる、または高い結晶性を予め持たせておくことでMPSが再現された。この結果からLWC及びMPSの前駆体であるSPCの結晶性により、その後の結晶成長様式が変化することが明らかになった。以上の結果から、マイクロ～ミリ秒時間領域における結晶成長メカニズムを明確にし、a-Si膜の細線化により結晶成長制御の指針が得られた。

In the previous year, the results of the previous year showed that the a-Si films were irradiated with high temperature (μ-TPJ). The solid phase crystallization (SPC), the Leading Wave Crystallization (LWC), the high speed transverse crystallization (HSLC), and the crystallization of the three kinds of crystals were obtained. High-performance thin film (TFT) is used as the most efficient HSLC for reporting. This year, HSLC uses the crystal structure to grow the system, and the growth of the crystal will improve the performance, and the following results will be successful. 1. The width of the a-Si film is less than 10 μ m. The temperature of the HSLC film is higher than that of the other two films. The high-speed mechanical properties are directly observed by means of the crystal growth test. The amplitude of the 10 μ m Si cut-off line is very sensitive to the temperature change at the solid-liquid interface and the grain boundary. One side, 1 μ m Si line, the line line, the side, the width, the length, the length, the length, The results show that the abrupt change of the solid-liquid interface inhibits the growth of long-distance crystal growth. two。 The stacking technique, conditions, dehydration temperature, temperature, The chemical reactor (PECVD) method, the a-Si membrane method, the LWC method, the LP CVD method, the LWC method, the SPC- melting field and the partial melting field (MPS). PECVD method was used to determine the effect of high pressure on the crystal properties of the film. The results show that the temperature is very high and the temperature is very high. In the PECVD method, the results show that the crystal properties of the film are high. Results the results showed that the LWC and the MPS before the SPC were crystallized, and the latter were crystallized into a long-term chemical structure. The above results show that the growth of the crystal growth mechanism is clear, and the a-Si film chemical analysis results show that the length of the system is very good.

项目成果

大気圧マイクロ熱プラズマジェット結晶化Si細線の電気特性評価

常压微热等离子射流结晶硅细线电性能评价

• 发表时间: 2014
• 作者: 山本 将悟;森崎 誠司;林 将平;中谷 太一;東 清一郎
• 通讯作者: 東 清一郎

a-Si細線のマイクロ熱プラズマジェット結晶化における結晶成長観察

非晶硅细线微热等离子射流结晶过程中晶体生长的观察

• 发表时间: 2014
• 作者: 林 将平;森崎 誠司;上倉 敬弘;山本 将悟;中谷 太一;東 清一郎
• 通讯作者: 東 清一郎

Control of Crystal Growth Orientation by Micro-Thermal-Plasma-Jet Induced Melting and Solidification of Silicon Films on Porous Silicon Underlayer

通过微热等离子射流诱导多孔硅底层上硅膜的熔化和凝固来控制晶体生长方向

• 发表时间: 2012
• 作者: Shohei Hayashi;Yuji Fujita;Seiji Morisaki;Takahiro Kamikura;Shogo Yamamoto;Muneki Akazawa;Seiichiro Higashi;林 将平;Shohei Hayashi;林 将平;Shohei Hayashi;林 将平;Shohei Hayashi
• 通讯作者: Shohei Hayashi

Investigation of Silicon Grain Structure and Electrical Characteristics of TFTs Fabricated Using Different Crystallized Silicon Films by Atmospheric Pressure Micro-Thermal-Plasma-Jet Irradiation

大气压微热等离子射流辐照不同结晶硅薄膜的硅晶结构和电学特性研究

• DOI: 10.7567/jjap.53.03dg02
• 发表时间: 2014
• 期刊: Japanese Journal of Applied Physics
• 影响因子: 1.5
• 作者: Shohei Hayashi;Seiji Morisaki;Takahiro Kamikura;Shogo Yamamoto;Kohei Sakaike;Muneki Akazawa;Seiichiro Higashi
• 通讯作者: Seiichiro Higashi

a-Siパターンを用いた大気圧マイクロ熱プラズマジェット結晶成長の制御による薄膜トランジスタの特性ばらつき評価

使用a-Si图案控制大气压微热等离子体射流晶体生长来评估薄膜晶体管的特性变化

• 发表时间: 2014
• 作者: 森崎 誠司;林 将平;山本 将悟;中谷 太一;東 清一郎
• 通讯作者: 東 清一郎