有機基で可溶化されたシリコンナノクラスターを前駆体としたワイドギャップ半導体薄膜

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11559003
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 渡辺 明 東北大学, 反応化学研究所, 助教授 (40182901)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 北條 房郎 日立製作所日立研究所, 材料第一研究部, 研究員(研究職) ; 三輪 崇夫 日立製作所日立研究所, 材料第一研究部, 主任研究員(研究職) ; 藤塚 守 東北大学, 反応化学研究所, 助手 (40282040)
• Keywords: 有機シリコンナノクラスター / 前駆体 / 塗布型シリコン半導体 / レーザーアニーリング / ラマンスペクトル

Research Abstract

現在,シリコン系半導体薄膜形成においては,プラズマCVD法に代表される真空下でのガスの気相反応を用いた手法が主流であるが,近年,液晶駆動用半導体素子の大面積化や太陽電池におけるプロセスコスト低減の要求から,新規なプロセスの探索が求められている。本研究では,ナノメーターサイズの3次元状シリコン骨格が有機置換基で修飾された構造を有するシリコンポリマーの一種である有機シリコンナノクラスター前駆体とし,塗布型シリコン系半導体薄膜形成の新規プロセスを発展させるを目的とする。本年度は,(1)高純度有機シリコンクラスターを前駆体として真空下での予備焼成により形成したアモルファスシリコン薄膜のエキシマーレーザーアニーリングによる微結晶シリコン薄膜の形成。(2)レーザーアニーリングによって形成した微結晶シリコン薄膜のモルフォロジーのAFMおよびSEMによる観察。(3)微結晶シリコン薄膜の粒塊の成長に効果的なレーザーアニーリング条件の最適化,(4)ラマンスペクトルによるシリコンの結晶過程の検討を行った。AFMおよびSEMによる観察からは,エキシマーレーザーアニーリングによって,200nm以上の結晶シリコンの粒塊が効果的に形成されることが示され,これは,ラマンスペクトルによる520cm-2の結晶シリコンのバンド観察によっても確認された。

Research Products

• [Publications] Akira Watanabe: "Micropatterning of SiO_2 Film using Organosilicon Nanocluster as a Precursor"Thin Solid Film. 354. 13-18 (1999)
• [Publications] 渡辺明: "有機・無機の枠を越えた材料設計"高分子加工. 49(6). 251-258 (2000)
• [Publications] Akira Watanabe: "Effect of Hydrogen Plasma Treatment on Formation of Amorphous Silicon Film Using Oragnosoluble Silicon Cluster as a Precursor"Jpn.J.Appl.Phys.. 39. L961-L963 (2000)
• [Publications] Akira Watanabe: "Silicon-Germanium Alloys Prepared by the Heat-Treatment of Silicon Substrate Spin-Coated with Prgano-Soluble Germanium Cluster"Materials Letters. 89. 89-94 (2001)
• [Publications] Akira Watanabe: "Germanium Thin Film by Coating Technique using a Soluble Organogermanium Cluster as a Precursor"Journal of Materials Science Letters. (印刷中). (2001)