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絶縁基板上Si薄膜の3次元結晶配向制御とTFT応用

研究課題

研究課題/領域番号 19360152
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 電子デバイス・電子機器
研究機関東北大学

研究代表者

伊藤 隆司  東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (20374952)

研究分担者 小谷 光司  東北大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (20250699)
黒木 伸一郎  東北大学, 大学院・工学研究科, 助教 (70400281)
研究期間 (年度) 2007 – 2008
研究課題ステータス 完了 (2008年度)
配分額 *注記
12,220千円 (直接経費: 9,400千円、間接経費: 2,820千円)
2008年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2007年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
キーワード電子デバイス / Siナノワイヤー / 結晶配向制御 / 結晶粒 / TFT
研究概要

石英基板に堆積した非晶質Si膜の界面をSiO_2膜で規制した3次元配向制御結晶化を提案した。SiO_2膜の側壁と基板面で規制して結晶化させたSi膜を用いた薄膜トランジスタ(TFT)により, 電子移動度を従来構造TFTと比較して42%向上させることに成功した。さらに, SiO_2カバー膜を用い上面と基板面で規制し, CWレーザで結晶成長方向を〈110〉とした結晶配向制御結晶化により,(100)優先配向, 表面平坦性の改善およびバルクSiに匹敵するSiTFTの実効電子移動度を実現し, 本提案の有用性を実証した。

報告書

(3件)
  • 2008 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (54件)

すべて 2009 2008 2007 その他

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 12件) 学会発表 (34件) 備考 (2件) 産業財産権 (6件)

  • [雑誌論文] Analysis of Drivability Enhancement Factors in Nanograting Metal-Oxide-Semiconductor Field- Effect Transistors2008

    • 著者名/発表者名
      Xiaoli Zhu, S. Kuroki, K. Kotani, and T. Ito
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys 3046-3049

      ページ: 3046-3049

    • NAID

      210000064666

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analysis of Continuous-Wave Laser Crystallized Polycrystalline Silicon Films with Large Tensile Strain2008

    • 著者名/発表者名
      S. Fujii, S. Kuroki, K. Kotani, and T. Ito
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys 47

      ページ: 3081-3085

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Crystallinity and Internal Strain of One-Dimensionally Long Si Grains by CW Laser Lateral Crystallization2008

    • 著者名/発表者名
      S. Fujii, S. Kuroki, K. Kotani, and T. Ito
    • 雑誌名

      ECS Transactions 16

      ページ: 145-151

    • NAID

      120006581926

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Crystallinity and Internal Strain of One-Dimensionally Long Si Grains by CW Laser Lateral Crystallization2008

    • 著者名/発表者名
      S. Fujii
    • 雑誌名

      ECS Transactions 16

      ページ: 145-151

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analysis of Drivability Enhancement Factors in Nanograting Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistors2008

    • 著者名/発表者名
      X. Zhu
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys. 47

      ページ: 3081-3085

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analysis of Continuous-Wave Laser Crystallized Polycrystalline Silicon Films with Large Tensile Strain2008

    • 著者名/発表者名
      S. Fujii
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys. 47

      ページ: 3046-3049

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enlargement of Crystal Grains in Thin Silicon Films by Continuous-Wave Laser Irradiation2007

    • 著者名/発表者名
      S. Fujii, S. Kuroki, K. Kotani, and T. Ito
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys 46

      ページ: 2501-2504

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characteristics of Nano-Grating N-Channel MOSFETs for Improved Current Drivability2007

    • 著者名/発表者名
      Xiaoli Zhu, S. Kuroki, K. Kotani, and T. Ito
    • 雑誌名

      IEICE TRANS. ELECTRON E90-C

      ページ: 1830-1836

    • NAID

      110007538948

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Advantages of Nano-Grating Si Substrates in CMOS-FET Characteristics2007

    • 著者名/発表者名
      Xiaoli Zhu, S. Kuroki, K. Kotani, and T. Ito
    • 雑誌名

      ECS Transactions 11

      ページ: 467-472

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enlargement of Crystal Grains in Thin Silicon Films by Continuous-Wave Laser Irradiation2007

    • 著者名/発表者名
      Shuntaro Fujii
    • 雑誌名

      Jpn. Jour. Appl. Phys 46

      ページ: 2501-2504

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characteristics of Nano-Grating N-Channel MOSFETs for Improved Current Drivability2007

    • 著者名/発表者名
      Xiaoli Zhu
    • 雑誌名

      IEICE TRANS. ELECTRON E90-C

      ページ: 1830-1836

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Advantages of Nano-Grating Si Substrates in CMOS-FET Characteristics2007

    • 著者名/発表者名
      Xiaoli Zhu
    • 雑誌名

      ECS Transactions 11(6)

      ページ: 467-472

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] CLC poly-Si TFTのキャリア輸送メカニズムの解析2009

    • 著者名/発表者名
      藤井俊太朗、黒木伸一郎, 小谷光司, 伊藤隆司
    • 学会等名
      第69回応用物理学会 学術講演会
    • 年月日
      2009-09-02
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] CWレーザ多重回照射によるシリコン薄膜の(100)結晶は配向性向上2009

    • 著者名/発表者名
      岩田英範, 藤井俊太朗、黒木伸一郎, 小谷光司, 伊藤隆司
    • 学会等名
      第56回応用物理学会関係連合講演会
    • 年月日
      2009-03-31
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Cap SiO2薄膜によるラテラル結晶化Poly-Si薄膜のラフネス低減2009

    • 著者名/発表者名
      藤井俊太朗、黒木伸一郎, 小谷光司, 伊藤隆司
    • 学会等名
      第56回応用物理学会関係連合講演会
    • 年月日
      2009-03-31
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] CWレーザ多重回照射によるシリコン薄膜の(100)結晶は配向性向上2009

    • 著者名/発表者名
      岩田英範
    • 学会等名
      第56回応用物理学会関係連合講演会
    • 発表場所
      筑波大学, つくば市
    • 年月日
      2009-03-31
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Cap SiO2薄膜によるラテラル結晶化Poly-Si薄膜のラフネス低減2009

    • 著者名/発表者名
      藤井俊太朗
    • 学会等名
      第56回応用物理学会関係連合講演会
    • 発表場所
      筑波大学, つくば市
    • 年月日
      2009-03-31
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] エタノール添加スラリーを用いたCWレーザ結晶化Si薄膜のCMP2008

    • 著者名/発表者名
      黒木伸一郎, 沼田雅之, 藤井俊太朗, 小谷光司, 伊藤隆司
    • 学会等名
      薄膜材料デバイス研究会 第5回研究集会
    • 年月日
      2008-10-31
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] エタノール添加スラリーを用いたCWレーザ結晶化Si薄膜のCMP2008

    • 著者名/発表者名
      黒木伸一郎
    • 学会等名
      薄膜材料デバイス研究会第5回研究集会
    • 発表場所
      なら100年会館、奈良市
    • 年月日
      2008-10-31
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Research on Poly-Si TFTs with One-dimensionally long grains formed by CW laser lateral crystallization2008

    • 著者名/発表者名
      Xiaoli Zhu, S. Kuroki, K. Kotani, and T. Ito
    • 学会等名
      SOIM-GCOE08
    • 年月日
      2008-10-16
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Research on High Performance Poly-Si TFTs with One-dimensionally long grain and reduced surface roughness2008

    • 著者名/発表者名
      S. Fujii, S. Kuroki, K. Kotani, and T. Ito
    • 学会等名
      SOIM-GCOE08
    • 年月日
      2008-10-16
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Research on High Performance Poly-Si TFTs with One-dimensionally Iong grain and reduced surface roughness2008

    • 著者名/発表者名
      S. Fujii
    • 学会等名
      SOIM-GCOE08
    • 発表場所
      仙台エクセルホテル、仙台
    • 年月日
      2008-10-16
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Research on Poly-Si TFTs with One-dimensionally long grains formed by CW laser lateral crystallization2008

    • 著者名/発表者名
      X. Zhu
    • 学会等名
      SOIM-GCOE08
    • 発表場所
      仙台エクセルホテル、仙台
    • 年月日
      2008-10-16
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Crystallinity and Internal Strain of One-Dimensionally Long Si Grains by CW Laser Lateral Crystalli- zation2008

    • 著者名/発表者名
      S. Fujii, S. Kuroki, K. Kotani, andT. Ito
    • 学会等名
      214^<th>ECS Meeting
    • 年月日
      2008-10-13
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Crystallinity and Internal Strain of One-Dimensionally Long Si Grains by CW Laser Lateral Crystallization2008

    • 著者名/発表者名
      S. Fujii
    • 学会等名
      214^<th> ECS Meeting
    • 発表場所
      ヒルトンホテル, ホノルル
    • 年月日
      2008-10-13
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] エタノール添加スラリーを用いたCMPによるCWレーザ結晶化Si薄膜の平坦化2008

    • 著者名/発表者名
      沼田雅之, 藤井俊太朗、黒木伸一郎, 小谷光司, 伊藤隆司
    • 学会等名
      電子情報通信学会SDM研 究会
    • 年月日
      2008-10-09
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] エタノール添加スラリーを用いたCMPによるCWレーザ結晶化Si薄膜の平坦化2008

    • 著者名/発表者名
      沼田雅之
    • 学会等名
      電子情報通信学会SDM研究会
    • 発表場所
      東北大学、仙台
    • 年月日
      2008-10-09
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Carrier Transport Mechanism in Poly-Si TFTs with One-Dimensionaly Long Grains2008

    • 著者名/発表者名
      S. Fujii, S. Kuroki, K. Kotani, and T. Ito
    • 学会等名
      The 2008 International Conference on Solid State Devices and Materials
    • 年月日
      2008-09-13
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Carrier Transport Mechanism in Poly-Si TFTs with One-Dimensionally Long Grains2008

    • 著者名/発表者名
      S. Fujii
    • 学会等名
      The 2008 International Conference on Solid State Devices and Materials
    • 発表場所
      つくば国際会議場、つくば市
    • 年月日
      2008-09-13
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Roughness Reduction Technique for High Performance Poly-Si TFTs by CW Laser Lateral Crystallization with Cap SiO_2 Thin Films2008

    • 著者名/発表者名
      S. Fujii, S. Kuroki, K. Kotani, and T. Ito
    • 学会等名
      The 2008 International Conference on Solid State Devices and Materials
    • 年月日
      2008-09-12
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Roughness Reduction Technique for High Performance Poly-Si TFTs by CW Laser Lateral Crystallization with Cap SiO2 Thin Films2008

    • 著者名/発表者名
      S. Fujii
    • 学会等名
      The 2008 International Conference on Solid State Devices and Materials
    • 発表場所
      つくば国際会議場、つくば市
    • 年月日
      2008-09-12
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] CLC poly-Si TFTのキャリア輸送メカニズムの解析2008

    • 著者名/発表者名
      藤井俊太朗
    • 学会等名
      第69回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      中部大学, 春日井
    • 年月日
      2008-09-02
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Research on High-performance Nano-grating Si TFTs2007

    • 著者名/発表者名
      Xiaoli Zhu, S. Kuroki, K. Kotani, and T. Ito
    • 学会等名
      The 1st Inter- national Symposium on Information Electronics Systems
    • 年月日
      2007-11-27
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Research on High-performance Nano-grating Si TFTs2007

    • 著者名/発表者名
      Xiaoli Zhu
    • 学会等名
      The 1st International Symposium on Information Electronics Systems
    • 発表場所
      Sendai Excel Hotel Tokyu
    • 年月日
      2007-11-27
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 連続波グリーンレーザ再結晶化Si薄膜における結晶性と歪み2007

    • 著者名/発表者名
      黒木伸一郎, 藤井俊太朗, 小谷光司, 伊藤隆司
    • 学会等名
      薄膜材料デバイス研究会第4回研究集会
    • 年月日
      2007-11-02
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 連続波グリーンレーザ再結晶化Si薄膜における結晶性と歪み2007

    • 著者名/発表者名
      黒木伸一郎
    • 学会等名
      薄膜材料デバイス研究会第4回研究集会
    • 発表場所
      龍谷大学
    • 年月日
      2007-11-02
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Advantages of Nano-Grating Si Substrates in CMOS-FET Characteristics2007

    • 著者名/発表者名
      Xiaoli Zhu, S. Kuroki, K. Kotani, and T. Ito
    • 学会等名
      212th ECS Meeting
    • 年月日
      2007-10-12
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Advantages of Nano-Grating Si Substrates in CMOS-FET Characteristics2007

    • 著者名/発表者名
      Xiaoli Zhu
    • 学会等名
      212th ECS Meeting
    • 発表場所
      Washington DC.
    • 年月日
      2007-10-12
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Lateral Recrystallized Si Thin Films with Large Tensile Strain for High Performance Thin Film Transistors2007

    • 著者名/発表者名
      S. Fujii, S. Kuroki, K. Kotani, and T. Ito
    • 学会等名
      International Conference on Solid State Devices and Materials
    • 年月日
      2007-09-19
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] The Drivability Enhancement Mechanisms in Nano-grating MOSFETs2007

    • 著者名/発表者名
      Xiaoli Zhu, S. Kuroki, K. Kotani, and T. Ito
    • 学会等名
      International Conference on Solid State Devices and Materials
    • 年月日
      2007-09-19
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] The Drivability Enhancement Mechanisms in Nano-grating MOSFETs2007

    • 著者名/発表者名
      Xiaoli Zhu
    • 学会等名
      International Conference on Solid State Devices and Materials
    • 発表場所
      つくば国際会議場
    • 年月日
      2007-09-19
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Lateral Recrystallized Si Thin Films with Large Tensile Strain fbr High Performance Thin Fim Transistors2007

    • 著者名/発表者名
      Shuntaro Fujii
    • 学会等名
      International Conference on Solid State Devices and Materials
    • 発表場所
      つくば国際会議場
    • 年月日
      2007-09-19
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 連続波レーザ結晶化Si薄膜のCMP研磨特性2007

    • 著者名/発表者名
      沼田雅之
    • 学会等名
      第68回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      北海道工業大学
    • 年月日
      2007-09-05
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 連続波レーザ結晶化Si薄膜のCMP研磨特性2007

    • 著者名/発表者名
      沼田雅之, 藤井俊太朗、黒木伸一郎, 小谷光司, 伊藤隆司
    • 学会等名
      第68回応用物理学会学術講演会
    • 年月日
      2007-09-04
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] ラテラル結晶化Si薄膜におけるイオンチャネリング効果と固相 結晶化2007

    • 著者名/発表者名
      藤井俊太朗、黒木伸一郎, 小谷光司, 伊藤隆司
    • 学会等名
      第68回応用物理学会学術講演会
    • 年月日
      2007-09-04
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] ラテラル結晶化Si薄膜におけるイオンチャネリング効果と固相結晶化2007

    • 著者名/発表者名
      藤井俊太朗
    • 学会等名
      第68回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      北海道工業大学
    • 年月日
      2007-09-04
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.sse.ecei.tohoku.ac.jp/index.html

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.sse.ecei.tohoku.ac.jp/index.html

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [産業財産権] 半導体薄膜の製造方法2009

    • 発明者名
      伊藤隆司
    • 権利者名
      東北大学
    • 産業財産権番号
      2009-078991
    • 出願年月日
      2009-03-27
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [産業財産権] 半導体薄膜の製造方法2009

    • 発明者名
      伊藤隆司
    • 権利者名
      東北大学
    • 出願年月日
      2009-03-27
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [産業財産権] 薄膜トランジスタの製造方法2008

    • 発明者名
      伊藤隆司
    • 権利者名
      東北大学
    • 産業財産権番号
      2008-154781
    • 出願年月日
      2008-06-13
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [産業財産権] 薄膜トランジスタ製造方法2008

    • 発明者名
      伊藤隆司
    • 権利者名
      東北大学
    • 出願年月日
      2008-06-13
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [産業財産権] シリコン酸化膜の堆積方法2007

    • 発明者名
      伊藤隆司, 黒木伸一郎
    • 権利者名
      東北大学
    • 産業財産権番号
      2007-293064
    • 出願年月日
      2007-11-12
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書 2007 実績報告書
  • [産業財産権] 薄膜トランジスタ及びその製造方法2007

    • 発明者名
      伊藤隆司
    • 権利者名
      東北大学
    • 産業財産権番号
      2007-191515
    • 出願年月日
      2007-08-17
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書 2007 実績報告書

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公開日: 2007-04-01   更新日: 2016-04-21  

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