| 研究課題/領域番号 |
11555001
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 展開研究 |
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| 研究分野 |
応用物性・結晶工学
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
村上 浩一 筑波大学, 物理工学系, 教授 (10116113)
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| 研究分担者 |
鈴木 堅吉 (株)日立製作所, ディスプレイグループ, 嘱託研究員
北島 正弘 物質・材料研究機構, グループリーダー
牧村 哲也 筑波大学, 物理工学系, 講師 (80261783)
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| 研究期間 (年度) |
1999 – 2001
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| 研究課題ステータス |
完了 (2001年度)
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| 配分額 *注記 |
12,800千円 (直接経費: 12,800千円)
2001年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
2000年度: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
1999年度: 7,900千円 (直接経費: 7,900千円)
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| キーワード | シリコン / アモルファスシリコン / ポリ化シリコン / 水素パッシベーション / 水素分子 / ラマン散乱 / 多原子空孔 / Si-H-B複合体 / 水素 / ドーパントのパッシベーション / Si-H結合 / ポリシリコン / レーザーアニール / ポリシリコン化 / 水素複合体中心 |
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| 研究概要 |
本研究代表者らがこれまでに見い出したシリコン結晶中の3種類の水素分子に着目して、水素添加効果を調べ、その精密制御法を新たに編み出し、それに基づいてデバイスに使用されるシリコン薄膜の特性の向上を計ることが本研究の目的である。
第一に、シリコン結晶中の水素および水素分子に関して、1)シリコン素子で問題となる水素原子処理に対するドナー及びアクセプターの耐久性について明らかにし、2)高温でも安定に残存する多原子空孔欠陥を水素原子処理を利用してSi-H及びH2の形成を検出することによって調べた。その結果、1)シリコン中のドナーであるP不純物は水素処理によって100〜120℃の範囲で不活性化するだけであるが、それに反しアクセプターのBに関しては水素との反応により様々なSi-H結合を含む欠陥が生成されることが判明した。Si-H-B複合体は100〜150℃の範囲で形成され、安定である。一般に、Si中のドナー、アクセプターは不活性化される温度範囲以外では水素に影響されないと考えられていたが、p型Siでは水素原子密度の高い処理に対しては十分に注意を払う必要のあることを初めて指摘することが出来た。また、2)六(または十)多原子空孔型欠陥が安定であると理論的に予想されているが、600℃まで安定な多原子空孔型欠陥を水素処理後のラマン測定によって示すことが出来た。
第二に、アモルファスシリコン(a-Si)中の水素分析を行ない、またレーザーアニールで作られたポリシリコン薄膜中の水素の状態を調べた。プラズマCVDで堆積した高濃度水素を含むa-Siから熱処理で水素を除き、その量の変化をラマン測定で評価した。SIMS測定により得られる水素の含有量とラマン散乱測定のSi-Hシグナルの相関を調べ、ラマン散乱法が含有水素量の簡便な評価法として使えることを示した。しかし、エキシマーレーザーによりガラス基板上の薄いa-Si堆積層のレーザーアニールを行い、多結晶化させると、表面のモホロジーの問題が生じ、通常のラマン散乱評価が難しいことが判明した。
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