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シリコンナノ結晶を用いた薄膜トランジスタに関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 11J55212
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 電子デバイス・電子機器
研究機関東京工業大学

研究代表者

中峯 嘉文  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
700千円 (直接経費: 700千円)
2011年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワードシリコンナノ結晶
研究概要

シリコンナノ結晶はその興味深い電気的、光学的、量子的性質から次世代のナノメートル構造を有する電子、光デバイスの材料として注目が集まっている。また本研究では気相中でシリコンナノ結晶の堆積を行っているため、シリコンナノ結晶の溶液を簡単に作製でき、最近盛んに研究が行われているナノプリンティング等の溶液プロセスの技術を応用することにより、薄膜トランジスタ等電子デバイス作製時の価格を抑えることが出来ると考えられる。これらの要因によって本研究で作製されるシリコンナノ結晶は次世代の電子デバイスの材料として非常に有望であると考えられる。しかしシリコンナノ結晶膜中の粒界と空隙、またシリコンナノ結晶自身の自然酸化膜に起因する低い電気伝導度が実際のデバイス応用の際、問題となることを以前の研究で明らかにした。そこで、これらの問題点を解決するためのデバイスプロセスに関して研究を行った。
シリコンナノ結晶膜中の粒界と空隙を減少させるためにレーザによるアニーリングに関する研究を行った。レーザからの熱エネルギーによりシリコンナノ結晶の溶融、再結晶化が起き、複数のシリコンナノ結晶の結合によって粒界と空隙が減少すると考えられる。AFM測定の結果よりレーザアニーリングによりシリコンナノ結晶の粒径が増大し、粒界と空隙が減少していることを明らかにした。また電気測定や熱シミュレーションにより、レーザ強度やシリコンナノ結晶膜厚の依存性について明らかにした。さらにシリコンナノ結晶の自然酸化膜の除去に関する研究も行った。従来のHF溶液を用いる方法だと全てのシリコンナノ結晶が基板から剥離してしまうという問題点があったので、今回の研究ではHF蒸気によるエッチングと無水HFによるエッチングの二種類のエッチング方法の実験を行った。それぞれのHF処理直後の電気特性の向上が観測され、有用なエッチングプロセスであることを明らかにした。

報告書

(1件)
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] Removal of Surface Oxide Layer from Silicon Nanocrystals by Hydrogen Fluoride Vapor Etching2011

    • 著者名/発表者名
      Yoshifumi Nakamine
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 50 号: 11R ページ: 115002-115002

    • DOI

      10.1143/jjap.50.115002

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 無水HFエッチングによるシリコンナノ結晶の自然酸化膜の除去2012

    • 著者名/発表者名
      中峯嘉文
    • 学会等名
      第59回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      早稲田大学(東京都)
    • 年月日
      2012-03-17
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] レーザアニーリングによるシリコンナノ結晶薄膜の電気特性への影響2011

    • 著者名/発表者名
      中峯嘉文
    • 学会等名
      第72回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      山形大学(山形県)
    • 年月日
      2011-09-02
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Electrical Property of Nano-Crystalline Silicon Thin-Films Prepared by Very High Frequency Plasma Deposition System2011

    • 著者名/発表者名
      Yoshifumi Nakamine
    • 学会等名
      24th International Conference on Amorphous and Nanocrystalline Semiconductors
    • 発表場所
      奈良県新公会堂(奈良県)
    • 年月日
      2011-08-25
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Electrical Property of Nano-Crystalline Silicon Thin-Films Transistors Prepared by Very High Frequency Plasma Deposition System2011

    • 著者名/発表者名
      Yoshifumi Nakamine
    • 学会等名
      IEEE Silicon Nanoelectronics Workshop
    • 発表場所
      リーガロイヤルホテル(京都府)
    • 年月日
      2011-06-12
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Evaluation of Electrical and Optical Property and High-Density Assembly of Nano-Crystalline Silicon Dot Array for Device Application2011

    • 著者名/発表者名
      Yoshifumi Nakamine
    • 学会等名
      7th International Nanotechnology Conference on Communication and Cooperation
    • 発表場所
      アメリカ・アルバニー
    • 年月日
      2011-05-18
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Laser Annealing of Silicon Nanocrystals Thin-films Prepared by VHF Plasma Deposition System2011

    • 著者名/発表者名
      Yoshifumi Nakamine
    • 学会等名
      2011 Materials Research Society Spring Meeting and Exhibit
    • 発表場所
      アメリカ・カリフォルニア
    • 年月日
      2011-04-27
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2011-12-12   更新日: 2024-03-26  

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