過剰空孔の導入及びその緩和過程制御による擬似単結晶シリコン形成技術の研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12450015
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 宮尾 正信 九州大学, 大学院・システム情報科学研究院, 教授 (60315132)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 権丈 淳 九州大学, 大学院・システム情報科学研究院, 助手 (20037899) ; 佐道 泰造 九州大学, 大学院・システム情報科学研究院, 助教授 (20274491)
• Keywords: シリコン / イオン線 / 固相成長

Research Abstract

絶縁膜上における擬似単結晶Siの実現を目的とし、本年度は「ボンド再配列の制御による発生核の位置・形状制御」及び「核を種とした横方向固相成長」に関する研究を行った。
イオン線照射された非晶質Si層のボンド再配列及び再配列に伴う結晶核発生の様子を、分光エリプソメトリー、赤外分光法、及びラマン分光法を用いて評価した。その結果、800〜900℃における結晶核形成速度がイオン線照射により約2倍に向上することが明らかになった。これはイオン線照射による非晶質膜の原子結合形態の変調により、ボンド再配列が容易化したためと考えられる。局所領域にイオン線照射を施せば、核発生の位置・形状制御が可能である。そこで、集束イオン線照射装置を用い、室温〜400℃のSi結晶に空間分解能10nmでイオン線照射を施し、照射効果が及ぶ空間的拡がり(ぼけ)の基板温度依存性を評価した。その結果、基板温度の増加に伴い、照射効果が及ぶ空間的拡がりは減少すること、その減少は非晶質Siの固相成長に起因する可能性が高いことを明らかにした。即ち、基板温度400℃程度で集束イオン線照射を施すことにより、空間分解能10nm程度で発生核の位置・形状が制御可能であると期待される。
この成果を基に、結晶核の結晶方位及び固相成長Si層の結晶性、物性を詳細に評価して行く。

Research Products

• [Publications] Y.Murakami et al.: "Dose Rate Dependence of Ion-Induced-Damage in Si Evaluated by Spectroscopic Ellipsometry"Solid State Phenomena. Vol.78-79. 341-344 (2001)
• [Publications] I.Tsunoda et al.: "Influence of Ion Beam Irradiation on Solid-Phase Regrowth of Amorphous Si on SiO_2"Solid State Phenomena. Vol.78-79. 345-348 (2001)
• [Publications] 佐道 泰造 他: "イオン誘起固相成長によるSiGe擬似結晶/絶縁膜の形成"平成13年 電気学会 電子・情報・システム部門大会. MC1-MC2 (2001)
• [Publications] 村上 裕二 他: "SiおよびGeにおけるイオン線照射誘起欠陥の緩和過程"第62回応用物理学会学術講演会. 13aV7 (2001)
• [Publications] I.Tsunoda et al.: "Low-temperature solid-phase crystallization of a-Si_1-xGex ON SiO_2 by ion-beam stimulation"Materials Science and Engineering B. Vol.89. 336-340 (2002)