2007 Fiscal Year Annual Research Report
マイクロ波直接加熱による高移動度多結晶シリコン・ゲルマニウム薄膜作製技術の開発
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18560007
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| Research Institution | University of Yamanashi |
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Principal Investigator |
中川 清和 University of Yamanashi, 大学院・医学工学総合研究部, 教授 (40324181)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 哲也 山梨大学, クリーンエネルギー研究センター, 准教授 (60252011)
山中 淳二 山梨大学, 大学院・医学工学総合研究科, 准教授 (20293441)
澤野 憲太郎 武蔵工業大学, 付置研究所, 助手 (90409376)
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| Keywords | マイクロ波加熱 / 多結晶シリコン / 電界効界トランジスタ |
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| Research Abstract |
本研究では、マイクロ波直接加熱法を用いてガラス上の非晶質SiまたはSiGeのみを選択的に急速加熱・冷却する技術開発を行い、結晶粒径の制御法を開発する。さらに、本技術により作製した多結晶半導体薄膜上に電界効果トランジスタ試作・評価を行い、本技術にフィードバックをかけ、技術のブラッシュ・アップを行うことを目的として研究を推進している。平成19年度は、マイクロ波加熱機構に関わるデータの収集を行った。用いた薄膜半導体試料は、ガラス基板上に分子線成長法で非晶質Siを100nm堆積し、さらに、非晶質Si膜上に30nm程度の膜厚の金属ニッケル膜を選択的にある領域に形成して試料とした。非晶質Siの誘電率が小さいためにマイクロ波のエネルギー損失が起きないために加熱が困難であることからニッケル膜を堆積している。
得られた結果を以下に記述する。
1.ニッケル膜中にマイクロ波による誘導電流が流れ、ジュール損失によりニッケル膜が加熱される。加熱温度は雰囲気ガス及びガス分圧に依存する。
2.ニッケル膜近傍のSi膜(ニッケル膜から2mm離れた位置)での最高温度は、雰囲気ガスAr, He, N_2いずれを用いても500℃程度である。一方、水素ガスでは1000℃となり、水素の活性種が加熱に寄与していることを確認した。
3.上記の機構で加熱された試料はラマン分光法と透過電子顕微鏡観察で結晶化していることを確認した。
4.本加熱技術を用いて非晶質Siの多結晶化及び砒素イオン注入後の不純物活性化を同時に行い、素子を作製した結果、良好な電界効果トランジスタの動作を確認した。
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