2004 Fiscal Year Annual Research Report
ナノ・インプリント技術によるシリコン薄膜の結晶位置と方位制御の研究
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15360022
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| Research Institution | Kyushu Institute of Technology |
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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)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
馬場 昭好 九州工業大学, マイクロ化総合技術センター, 助手 (80304872)
西坂 美香 九州工業大学, マイクロ化総合技術センター, 助手 (50336096)
渡辺 直也 九州工業大学, マイクロ化総合技術センター, 助手 (10380734)
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| Keywords | 多結晶シリコン / 薄膜トランジスタ / ナノインプリント / 結晶粒位置制御 / 単一結晶粒トランジスタ / TFT回路 / 金属誘起固相結晶化 / レーザー結晶化 |
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| Research Abstract |
単一の結晶粒の中に薄膜トランジスタ全体を配置できるほどに大きなシリコン薄膜結晶粒を、回路製造に必要な所望の位置に制御して生成する方法として、ナノインプリント技術によって非晶質シリコン薄膜の表面に極微量の金属を転写し、結晶核を金属触媒効果で発生させそれを起点にシリコンの固相結晶化を誘発させる独自の方法の結晶化特性を調査した。
1.インプリントする金属として、少なくともニッケルとスズが結晶核発生までの潜伏時間を短縮でき、位置制御に応用できることがわかった。
2.大きさが8ミクロン程度の巨大な結晶粒を所望の位置に形成できることを検証した。
3.この方法を利用して作製した単一結晶粒トランジスタは、優れたキャリヤ移動度特性としきい値制御特性を併せ持ち、それ故に試作した相補型トランジスタ(CMOS)回路において、これまでの薄膜トランジスタ回路に比べて一桁以上高速で動作させ得ることがわかった。また、現段階で電流増幅率は小さいが、バイポーラトランジスタとしても動作させ得ることを示した。
4.結晶性をさらに向上させる手法として、インプリント技術によって発生させた結晶粒を種に、エキシマレーザー照射によって結晶化させる方法を新たに開発し、結晶粒の位置制御が可能であることを示した。
5.非晶質基板表面に凹みを形成する加工を施しエキシマレーザーを照射することで、結晶粒の位置制御が可能であることを示した。
6.面内での結晶方位を制御する手法として、金属誘起横方向固相結晶化におけるグレインフィルタリングを調査した結果、非晶質シリコン薄膜のパターニング形状を工夫することでフィルタリングが可能であることを示した。
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