| 研究課題/領域番号 |
09555109
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
松村 正清 東京工業大学, 工学部, 教授 (30110729)
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| 研究分担者 |
葉山 浩 日本電気株式会社, 中央研究所, 研究部長
内田 恭敬 帝京科学大学, 理工学部, 助教授 (80134823)
菅原 聡 東京工業大学, 工学部, 助手 (40282842)
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| キーワード | エキシマレーザ結晶化 / 薄膜トランジスタ / SOI / 多結晶シリコン / 横方向成長 / 位相シフト |
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| 研究概要 |
従来のELA法における大結晶粒を成長できない主因は、シリコン薄膜全域でほぼ同時に発生した高密度の結晶核から結晶粒が一斉に成長し始めるために、結晶粒同士が直ちに衝突してその成長を停止することにあると推論して、この問題点を解消できる方法(Gradient法)を発案した。さらに、この新方法の制御性を飛躍的に完全したPMELAを考案して、従来より100倍程度大きな結晶粒を再現性よく実現でるようになった。そして、光強度分布、平均光強度、試料温度、表面保護膜などによる結晶粒径の変化の様子について詳細に調べ、1次元位相シフトマスクの設計法、高密度に大結晶粒を形成するための光学系の条件、ならびに実用上有効なプロジェクション法を開発した。また2次元への拡張についても試みた。耐熱性の光吸収薄膜上に堆積したシリコン薄膜を円盤上に加工してから均一強度のエキシマレーザ光を照射しても、この光吸収薄膜に蓄積された熱エネルギーの横方向拡散効果によって大結晶粒が形成できることを確認した。
所望の位置に大粒径を形成できることは、所望の位置に結晶粒界を形成できることでもあることに注目して、チャネル中央にたった1本の粒界を持つTFTを提案した。この新TFTは、物性の優れた単一結晶粒内に高電界ドレイン領域ができるので漏れ電流が少ない、キャリアが結晶粒界をたった1度横切るだけであるので電流駆動能力に優れる、また、結晶粒界がキャリアの再結合中心として働くのでキンク現象が抑制される等、きわめて優れた特性を有すると予測される。さらに、PMELA法を用いてこのTFTを試作して、その特性を評価し、優れた潜在能力を確認した。
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