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ツイングレイン薄膜トランジスタの研究

研究課題

研究課題/領域番号 12555099
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 電子デバイス・機器工学
研究機関東京工業大学

研究代表者

町田 信也 (2001)  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助手 (70313335)

松村 正清 (2000)  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (30110729)

研究分担者 三村 秋男  (株)日立製作所, 研究員
内田 恭敬  帝京科学大学, 理工学部, 助教授 (80134823)
小田 俊理  東京工業大学, 量子効果エレクトロニクス研究センター, 教授 (50126314)
畑谷 成郎  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助手 (90302942)
研究期間 (年度) 2000 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
13,400千円 (直接経費: 13,400千円)
2001年度: 7,400千円 (直接経費: 7,400千円)
2000年度: 6,000千円 (直接経費: 6,000千円)
キーワードPhase Shift / Excimer laser / Poly-Si / Re-crystallization / ELA / TFT / Siグレイン / エキシマレーザ / silicon on glass
研究概要

エキシマレーザ光の単ショット照射によって、ガラス基板上の非晶質Si薄膜から巨大Si結晶粒を二次元的に整列した状態で成長できることを示した。
具体的には、まず、レーザ光パルス照射によって溶融したSi薄膜が蓄える過剰熱エネルギーの流失機構について数値計算により検討して、(1)下地への熱流出度を低下させること、(2)溶融或いは結晶化した高熱伝導率のSi薄膜の熱伝導による熱流失を低下させること、および、(3)Si付近に蓄える熱エネルギーを増すことが重要であることを見出した。この知見に基づいて、光吸収性キャップ層/超薄膜Si層/有機シリカ下地層/基板という試料構造を発案し、この構造を実際に作製・結晶化して、単ショットレーザ照射により、40μmを超える大結晶粒(従来法の数百倍)が形成できることを実証した。
高パッキング密度を目指して位相シフター間の間隔を狭めると相互干渉が強くなるために、大結晶粒の成長が難しいという課題について検討して、位相遅延量が緩やかに変わる新型の位相シフターを発案した。これにより、大粒径Siをほぼ100%の高パッキング密度で形成できることを確かめた。1対の直交位相シフターを試料直上に置くことにより、短ピッチの二次元光強度振動を得て、これとSi膜内の横方向熱拡散とを組み合わせることによって、直径が5μの大結晶粒の二次元アレイが形成できることを確認した。さらに、一方の位相シフターのみを試料から離すことにより、所望の位置に大結晶粒(14μm)を形成できることを示した。TEM回折像による結晶性を評価等より、大結晶粒Si膜が優れた物性を有することを示した。また、ゲート電極形成後にCVDによってSiO2を形成後、結晶粒対を成長させて薄膜トランジスタを作成し、その動作を確認すると共に、SiO2とSi/SiO2界面を層改善することが重要であることを強く認識した。

報告書

(3件)
  • 2001 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (27件)

  • [文献書誌] C.H.Oh, M.Matsumura: "Optimization of PMELA method"Applied Surface Science. 154-155. 1-7 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] C.H.Oh, M.Matsumura: "A projection type ELA system"Materials Research Society Symposium Proceeding. 558. 187-192 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 松村 正清: "エキシマレーザを用いた巨大結晶粒Si薄膜の形成"表面科学. 21,5. 278-287 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] B.J.Hinds, K.Nishiguchi, A.Dutta, I.Yamanaka, S.Hatatani, S.Oda: "Two-Gate Transistor for the Study of Si/SiO2 Interface in SOI Nano-Channel and Nanocrystalline Si memory Devices"Japanese Journal of Applied Physics. 39(7B). 4637-4641 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] B.J.Hinds, T.Yamanaka, S.Oda: "Charge Storage Mechanism in Nano-Crystalline Si Based Single Electron Memories"Materials Research Society Symposium Proceedings. 638. F2.2.1-F2.2.6 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] B.J.Hinds, T.Yamanaka, S.Oda: "Emission Lifetime of Polarizable Charge Stored in Nano-Crystalline Si Based Single Electron Memory"Journal of Applied Physics. 90(12). 6402-6408 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] W.-C.Yeh, M.Matsumura: "Numerical Calculation of Excimer-Laser-Induced Lateral-Crystallization of Silicon Thin-Films"Jpn. J. Appl. Phys.. 40(2A). 492-499 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] C.-H.Oh, M.Matsumura: "A Proposed Single Grain-Boundary Thin-Film Transistor"IEEE Electron Devices Lett.. 22,1. 20-22 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Fukumura, …, M.Matsumura: "A low-temperature dehydration of Si films"Jpn. J. Appl. Phys.. 40,1. L46-L48 (2001)

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  • [文献書誌] W.-C.Yeh, M.Matsumura: "Effects of a Low-Melting-Point Underlayer on Excimer-Laser-Induced Lateral Crystallization of Si Thin-Films"Jpn. J. Appl. Phys.. 40(5A). 3096-3100 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Nakata, K.Inoue, M.Matsumura: "A New Nucleation-Site-Control Excimer-Laser-Crystallization Method"Jpn. J. Appl. Phys.. 40(5A). 3049-3054 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] C. -H. Oh., M. Matsumura: "Optimization of PMELA method"Applied Surface Science. 154-155. 105-111 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] C. -H. Oh, M. Matsumura: "A projection type ELA system"Material Research Society Symposium Proceeding. 558. 187-192 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] C. -H. Oh., M. Matsumura: "A proposed single grain-boundary TFT"IEEE Electron Devices Lett.. 22,1. 20-22 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Fukumura, M. Matsumura: "A low-temperature dehydration of Si films"Jpn. J. Appl. Phys.. 40,1. L46-L48 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] W. -C. Yeh and M. Matsumura: "Numerical Calculation of Excimer-Laser-Induced Lateral-Crystallization of Silicon Thin-Films"Jpn. J. Appl. Phys.. 40(2A). 492-499 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] W. -C. Yeh and M. Matsumura: "Effects of a Low-Melting-Point Underlayer on Excimer-Laser-Induced Lateral Crystallization of Si Thin-Films"Jpn. J. Appl. Phys.. 40(5A). 3096-3100 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Nakata, K. Inoue and M. Matsumura: "A New Nucleation-Site-Control Excimer-Laser-Crystallization Method"Jpn. J. Appl. Phys.. 40(5A). 3049-3054 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] B. J. Hinds, K. Nishiguchi, A. Dutta, T. Yamanaka, S. Hatatani and S. Oda: "Two-Gate Transistor for the Study of Si/SiO2 Interface in SOI Nano-Channel and Nanocrystalline Si memory Device"Japanese Journal of Applied Physics. 39(7B). 4637-4641 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] B. J. Hinds, T. Yamanaka and S. Oda: "Charge Storage Mechanism in Nano-crystalline Si Based Single Electron Memories"Materials Research Society Symposium Proceedings. 638. F2.2.1-F2.2.6 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] B. J. Hinds, T. Yamanaka and S. Oda: "Emission Lifetime of Polarizable Charge Storage in Nano-Crystalline Si Based Single Electron Memory"Journal of Applied Physics. 90(12). 6402-6408 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] W.-C.Yeh, M.Matsumura: "Numerical Calculation of Excimer-Laser-Induced Lateral-Crystallization of Silicon Thin-Films"Jpn. J. Appl. Phys.. 40(2A). 492-499 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] C.-H.Oh, M.Matsumura: "A Proposed Single Grain-Boundary Thin-Film Transistor"IEEE Electron Devices Lett.. 22, 1. 20-22 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] T.Fukumura, M.Matsumura: "A low temperature dehydration of Si films"Jpn. J. Appl. Phys.. 40,1. L46-L48 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] W.-C.Yeh, M.Matsumura: "Effects of a Low-Melting-Point Underlayer on Excimer-Laser-Induced Lateral Crystallization of Si Thin-Films"Jpn. J. Appl. Phys.. 40(5A). 3096-3100 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] M.Nakata, K.Inoue, M.Matsumura: "A New Nucleation-Site-Control Excimer-Laser-Crystallization Method"Jpn. J. Appl. Phys.. 40(5A). 3049-3054 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] B.J.Hinds, T.Yamanaka, S.Oda: "Emission Lifetime of Polarizable Charge Stored in Nano-Crystalline Si Based Single Electron Memory"Journal of Applied Physics. 90(12). 6402-6408 (2001)

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      2001 実績報告書

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公開日: 2000-04-01   更新日: 2016-04-21  

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