確率論的情報処理回路の薄膜トランジスタによる積層形成の研究

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08650406
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: Kyushu Institute of Technology
• Principal Investigator: 浅野 種正 九州工業大学, マイクロ化総合技術センター, 教授 (50126306)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田中 康一郎 九州工業大学, マイクロ化総合技術センター, 助手 (40253570) ; 青木 誠志 九州工業大学, マイクロ化総合技術センター, 助手 (40231758)
• Keywords: 薄膜トランジスタ / 多結晶シリコン / 固相結晶化 / 結晶化制御 / プラズマ処理 / 微小電子源 / シリコン / 異方性エッチング

Research Abstract

しきい電圧や電流駆動力などの特性の揃った薄膜トランジスタを作製することを目標として、薄膜トラジスタの活性層となるシリコン薄膜の固相結晶化を制御する方法を開発した。この方法は、反応性イオンエッチング法で非晶質シリコン薄膜をプラズマ処理する方法である。プラズマに晒された部分の結晶化がそれ以外の部分よりも結晶核が発生するまでの潜伏時間が短くなり、それを種結晶として成長させることで、結晶粒の大きな多結晶シリコン薄膜を得ることができる。この方法で、薄膜トラジスタのチャネル方向に沿って2ミクロン以上の結晶を成長できることがわかった。酸素と窒素のプラズマを試みた結果、窒素プラズマ処理の方が、結晶化を促進する効果が大きいことがわかった。元素分析を行った結果、プラズマ処理中に表面に吸着する金属元素が結晶化を促進している可能性があることがわかった。この方法を利用して、自己整合で薄膜トランジスタを作製するプロセスを開発した。本方法を用いた場合、従来の方法に比べて、約3倍の電流駆動力をもつ薄膜トランジスタを作製できることがわかった。
微小電子源の新しい作製法についても開発した。シリコン結晶の結晶方位ならびに不純物密度に依存したエッチング特性を利用した自己整合プロセスである。この方法で、数十ボルト程度の電圧で、電子を真空空間に取り出せる微小電子源アレイを作製できた。

Research Products

• [Publications] Y.Okada,K.Aoto,T.Asano: "Selective Solid-Phase Crystallization of Amorphous Si by Oxygen Plasma Treatment" Ext.Abs.1996 Int.Conf.Solid State Devices and Materials. 374-376 (1996)
• [Publications] T.Asano,K.Aoto,Y.Okada: "Enhanced Solid-Phase Crystallization of Amorphous Si by Plasma Treatment Using Reactive Ion Etching" Jpn.J.Appl.Phys.36・3B. 428-432 (1997)
• [Publications] T.Asano,J.Yasuda: "A New Self-Aligned Process for Fabrication of Microemitter Arrays using Selective Etching of Si." Dig.Papers 1996 Int.Microprocess Conf.250-251 (1996)
• [Publications] T.Asano,J.Yasuda: "A New Self-Aligned Process for Fabrication of Microemitter Arrays Using Selective Etching of Silicon" Jpn.J.Appl.Phys.35・12B. 6632-6636 (1996)