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シリコンナノ結晶を用いた薄膜トランジスタに関する研究

Research Project

Project/Area Number 11J55212
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Electron device/Electronic equipment
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

中峯 嘉文  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2011
Project Status Completed (Fiscal Year 2011)
Budget Amount *help
¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2011: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Keywordsシリコンナノ結晶
Research Abstract

シリコンナノ結晶はその興味深い電気的、光学的、量子的性質から次世代のナノメートル構造を有する電子、光デバイスの材料として注目が集まっている。また本研究では気相中でシリコンナノ結晶の堆積を行っているため、シリコンナノ結晶の溶液を簡単に作製でき、最近盛んに研究が行われているナノプリンティング等の溶液プロセスの技術を応用することにより、薄膜トランジスタ等電子デバイス作製時の価格を抑えることが出来ると考えられる。これらの要因によって本研究で作製されるシリコンナノ結晶は次世代の電子デバイスの材料として非常に有望であると考えられる。しかしシリコンナノ結晶膜中の粒界と空隙、またシリコンナノ結晶自身の自然酸化膜に起因する低い電気伝導度が実際のデバイス応用の際、問題となることを以前の研究で明らかにした。そこで、これらの問題点を解決するためのデバイスプロセスに関して研究を行った。
シリコンナノ結晶膜中の粒界と空隙を減少させるためにレーザによるアニーリングに関する研究を行った。レーザからの熱エネルギーによりシリコンナノ結晶の溶融、再結晶化が起き、複数のシリコンナノ結晶の結合によって粒界と空隙が減少すると考えられる。AFM測定の結果よりレーザアニーリングによりシリコンナノ結晶の粒径が増大し、粒界と空隙が減少していることを明らかにした。また電気測定や熱シミュレーションにより、レーザ強度やシリコンナノ結晶膜厚の依存性について明らかにした。さらにシリコンナノ結晶の自然酸化膜の除去に関する研究も行った。従来のHF溶液を用いる方法だと全てのシリコンナノ結晶が基板から剥離してしまうという問題点があったので、今回の研究ではHF蒸気によるエッチングと無水HFによるエッチングの二種類のエッチング方法の実験を行った。それぞれのHF処理直後の電気特性の向上が観測され、有用なエッチングプロセスであることを明らかにした。

Report

(1 results)
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2012 2011

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (6 results)

  • [Journal Article] Removal of Surface Oxide Layer from Silicon Nanocrystals by Hydrogen Fluoride Vapor Etching2011

    • Author(s)
      Yoshifumi Nakamine
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 50 Issue: 11R Pages: 115002-115002

    • DOI

      10.1143/jjap.50.115002

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 無水HFエッチングによるシリコンナノ結晶の自然酸化膜の除去2012

    • Author(s)
      中峯嘉文
    • Organizer
      第59回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      早稲田大学(東京都)
    • Year and Date
      2012-03-17
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] レーザアニーリングによるシリコンナノ結晶薄膜の電気特性への影響2011

    • Author(s)
      中峯嘉文
    • Organizer
      第72回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      山形大学(山形県)
    • Year and Date
      2011-09-02
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Electrical Property of Nano-Crystalline Silicon Thin-Films Prepared by Very High Frequency Plasma Deposition System2011

    • Author(s)
      Yoshifumi Nakamine
    • Organizer
      24th International Conference on Amorphous and Nanocrystalline Semiconductors
    • Place of Presentation
      奈良県新公会堂(奈良県)
    • Year and Date
      2011-08-25
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Electrical Property of Nano-Crystalline Silicon Thin-Films Transistors Prepared by Very High Frequency Plasma Deposition System2011

    • Author(s)
      Yoshifumi Nakamine
    • Organizer
      IEEE Silicon Nanoelectronics Workshop
    • Place of Presentation
      リーガロイヤルホテル(京都府)
    • Year and Date
      2011-06-12
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Evaluation of Electrical and Optical Property and High-Density Assembly of Nano-Crystalline Silicon Dot Array for Device Application2011

    • Author(s)
      Yoshifumi Nakamine
    • Organizer
      7th International Nanotechnology Conference on Communication and Cooperation
    • Place of Presentation
      アメリカ・アルバニー
    • Year and Date
      2011-05-18
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Laser Annealing of Silicon Nanocrystals Thin-films Prepared by VHF Plasma Deposition System2011

    • Author(s)
      Yoshifumi Nakamine
    • Organizer
      2011 Materials Research Society Spring Meeting and Exhibit
    • Place of Presentation
      アメリカ・カリフォルニア
    • Year and Date
      2011-04-27
    • Related Report
      2011 Annual Research Report

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Published: 2011-12-12   Modified: 2024-03-26  

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