軟X線によるナノSi核形成と連続したレーザ照射による低温結晶化のダイナミクス

• 研究課題/領域番号: 19560667
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 金属物性
• 研究機関: 兵庫県立大学
• 研究代表者: 松尾 直人 兵庫県立大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10263790)
• 研究分担者: 部家 彰 兵庫県立大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (80418871) ; 宮本 修治 兵庫県立大学, 高度産業科学技術研究所, 教授 (90135757) ; 天野 壮 兵庫県立大学, 高度産業科学技術研究所, 助教 (50271200) ; 望月 孝晏 兵庫県立大学, 高度産業科学技術研究所, 教授 (80101278)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2008
• 研究課題ステータス: 完了 (2008年度)
• 配分額: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2008年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2007年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
• キーワード: 半導体物性 / エキシマ・レーザ / 低温結晶化 / レーザ・プラズマ軟X線 / 二段階結晶化 / 擬似結晶核 / 薄膜トランジスタ / Si / Ge / poly-Si / a-Si / ダイナミクス / 柔軟型表示装置

研究概要

レーザ・プラズマ軟X線(LPX)照射+エキシマ・レーザ(ELA)照射による二段階結晶化プロセスを検討し, LPX照射がELAの結晶化臨界エネルギー密度を小さくするという結果を得た. これは, LPX照射による擬似結晶核の形成を強く示唆するものであり, LPX照射により作製したSi薄膜を分光光度計, 電子スピン共鳴(ESR), 及び, エリプソメトリーによる測定を行い, 透過率変化, スピン密度, 及び, a-Si膜の相変化を明らかにした. その結果, a-Si薄膜表面層に低密度領域の微量結晶化膜が形成されており, 且つ, 不対結合電子対の密度が約1/2になる事が判明した. LPX照射により擬似結晶核が形成されている. LPX照射単独による低温結晶化技術の開発に向け大きく前進した

研究成果

• [雑誌論文] Influence of Laser Plasma X-ray Irradiation on Nucleation in Amorphous Silicon Film (2009)
  • 著者名/発表者名: Akira Heya, Y. Takanashi, Sho Amano, Naoto Matsuo, Shuji Miyamoto, and Takayasu Mochizuki
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys (印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Influence of Laser Plasma x-ray Irradiation on Nucleation in Amorphous Silicon Film (2009)
  • 著者名/発表者名: A. Heya, Y. Takanashi, S. Amano, N. Matsuo, S. Miyamoto, T. Mochizuki
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 48(未定)
  • 査読あり
• [雑誌論文] アンジュレータ光源を使用した軟X線励起によるa-Si膜表面のSi原子移動 (2009)
  • 著者名/発表者名: 松尾, 高梨, 部家, 神田
  • 雑誌名: 日本金属学会誌 73(未定)
  • NAID: 10025157315
  • 査読あり
• [雑誌論文] Influence of Laser-Plasma X-Ray Irradiation on Crystallization of a-Si Film by Excimer Laser Annealing (2007)
  • 著者名/発表者名: Naoto Matsuo, Kazuya Uejukkoku, Akira Heya, Sho Amano, Yasuyuki Takanashi, Shuji Miyamoto and Takayasu Mochizuki
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys Vol.46, No.44
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of Laser-Plasma X-Ray Irradiation on Crystallization of Amorphous Silicon Film by Excimer Laser Annealing (2007)
  • 著者名/発表者名: Naoto Matsuo, 他6名
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 46 ページ: 1061-1063
  • NAID: 40015715175
  • 査読あり
• [雑誌論文] Examination of Origin of Low-Temperature Process by Excimer Laser Annealing Following Laser-Plasma X-ray Irradiation onto a-Si Film (2007)
  • 著者名/発表者名: K.Uejukkoku, 他8名(7番目)
  • 雑誌名: Proceedings of 14^<th> Intern.Display Workshop 3 ページ: 1877-1880
  • 査読あり
• [学会発表] a-Si膜の熱結晶化におけるレーザプラズマ軟X線照射の効果 (2009)
  • 著者名/発表者名: 磯田, 高梨, 部家, 天野, 宮本, 松尾, 望月, 河本
  • 学会等名: 第56回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 筑波大学
  • 年月日: 2009-03-31
• [学会発表] レーザプラズマ軟X線光源を用いたa-Si膜の低温結晶化 (2009)
  • 著者名/発表者名: 松尾, 高梨, 部家, 磯田, 天野, 宮本, 望月
  • 学会等名: 日本金属学会春季大会
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2009-03-29
• [学会発表] Laser Plasma Soft X-Ray Irradiation onto a-Si Film Realizing Low-Temperature Crystal Growth (2009)
  • 著者名/発表者名: N. Matsuo, Y. Takanashi, A. Heya, S. Isoda, K. Masuda, S. Amano, S. Miyamoto, T. Mochizuki
  • 学会等名: The 5^<th> International TFT Conference
  • 発表場所: Paris, France
  • 年月日: 2009-03-06
• [学会発表] Laser Plasma Soft X-Ray Irradiation onto a-Si Film Realizing Low-Temperature Crystal Growth (2009)
  • 著者名/発表者名: N.Matsuo, Y.Takanashi, A.Heya, S.Isoda, K.Masuda, S.Amano, S.Miyamoto and T.Mochizuki
  • 学会等名: The Proc. 5^<th> International TFT Conference(ITC2009)
• [学会発表] a-Si膜の低温結晶化におけるレーザプラズマ軟X線照射の効果 (2008)
  • 著者名/発表者名: 礒田, 高梨, 部家, 松尾, 天野, 宮本, 望月
  • 学会等名: 日本金属学会関西支部主催材料物性工学談話会
  • 発表場所: 関西大学
  • 年月日: 2008-12-09
• [学会発表] アンジュレータ光源を利用したa-Si超薄膜中の原子移動 (2008)
  • 著者名/発表者名: 高梨, 部家, 松尾
  • 学会等名: 日本金属学会関西支部主催材料物性工学談話会
  • 発表場所: 関西大学
  • 年月日: 2008-12-09
• [学会発表] アンジュレータ光源を使用した軟X線励起によるa-Si膜中のSi原子移動 (2008)
  • 著者名/発表者名: 高梨, 部家, 松尾, 神田
  • 学会等名: 電子情報通信学会シリコン材料デバイス研究会
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2008-12-05
• [学会発表] Influence of Laser Plasma Soft X-Ray Irradiation on Nucleation of Crystal Grain in a-Si Film (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Takanashi, K. Masuda, A. Heya, S. Amano, S. Miy amoto, N. Matsuo and T. Mochizuki
  • 学会等名: Pproceedings of The 15^<th> International Display Workshop
  • 発表場所: Niigata Japan
  • 年月日: 2008-12-04
• [学会発表] Influence of Laser Plasma Soft X-Ray Irradiation on Nucleation of Crystal Grain in a-Si Film (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Takanashi, K. Masuda, A. Heya, S. Amano, S. Miyamoto, N. Matsuo, T. Mochizuki
  • 学会等名: The 15^<th> International Display Workshops
  • 発表場所: Niigata
  • 年月日: 2008-12-04
• [学会発表] アンジュレータ光源を用いた軟X線励起によるa-Si膜中の原子移動 (2008)
  • 著者名/発表者名: 高梨, 高田, 部家, 松尾, 神田
  • 学会等名: 日本金属学会秋季大会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2008-09-24
• [学会発表] アンジュレータ光源を用いた軟X線励起によるa-Si膜中の原子移動 (2008)
  • 著者名/発表者名: 高梨, 高田, 部家, 松尾, 神田
  • 学会等名: 2008年日本金属学会秋季大会講演概要
• [学会発表] レーザ・プラズマ軟X線照射がエキシマ・レーザによるa-Si膜の結晶化に与える効果 (2007)
  • 著者名/発表者名: 高梨 泰幸, 他6名(2番目)
  • 学会等名: (社)電子情報通信学会シリコン材料・デバイス研究会
  • 発表場所: 奈良先端科学技術大学院大学
  • 年月日: 2007-12-14
• [学会発表] Low-Temperature Crystallization of a-Si Film by Laser-Plasma X-ray Irradiation followed by Excimer Laser Annealing (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Uejukkoku, A. Heya, S. Amano, Y. Takanas hi, S. Miyamoto, R. Takesako, M. Adachi, N. Mats uo and T. Mochizuki
  • 学会等名: Digest of Technical Papers on International Workshop on Active-Matrix Flat-Panel Displays and Devices(AM-FPD2007)
• [学会発表] Examination of Origin of Low-Temperature Process by Excimer Laser Annealing Following Laser-Plasma X-ray Irradiation onto a-Si Film (2007)
  • 著者名/発表者名: K.Uejukkoku, A.Heya,S.Amano, Y.Takanash i, S.Miyamoto, R.Takesako, M.Adachi, N.Matsuo and T.Mochizuki
  • 学会等名: Pproceedings of The 14^<th> International Display Workshops
• [学会発表] レーザプラズマX 線とエキシマレーザを併用したa-Si 膜の低温結晶化 (2007)
  • 著者名/発表者名: 高梨, 部家, 上拾石, 松尾, 天野, 宮本, 望月
  • 学会等名: 2007 年日本金属学会秋季大会講演概要
  • 発表場所: 公募シンポジウム
• [備考]
  • URL: http://www.eng.u-hyogo.ac.jp/msc/msc13/LKJ3/toppage.html
• [備考]
  • URL: http://www.eng.u-hyogo.ac.jp/msc/msc13/LKJ3/toppage.html#
• [産業財産権] 半導体結晶膜の製造方法とそれを用いた装置 (2008)
  • 発明者名: 松尾直人、望月孝晏、宮本修治
  • 権利者名: 望月孝晏、松尾直人、宮本修治
  • 出願年月日: 2008-08-05