2003 Fiscal Year Annual Research Report
金属触媒を利用したシリコン単結晶固相成長におけるナノ造形過程の研究
| Project/Area Number |
15651070
|
|---|
| Research Institution | Kyushu Institute of Technology |
|---|
Principal Investigator |
浅野 種正 九州工業大学, マイクロ化総合技術センター, 教授 (50126306)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
牧平 憲治 九州工業大学, マイクロ化総合技術センター, 助手 (10253569)
馬場 昭好 九州工業大学, マイクロ化総合技術センター, 助手 (80304872)
|
|---|
| Keywords | ナノ造形 / 多結晶シリコン薄膜 / 固相結晶化 / ナノ細線 / 金属シリサイド / 金属誘起固相結晶化 / マイクロ・ナノデバイス |
|---|
| Research Abstract |
金属/シリコン化合物(金属シリサイド)の触媒作用による非晶質シリコン薄膜の固相結晶化において発見したナノメートルサイズの単結晶細線の生成現象に関し、実験結果を蓄積するとともにナノ造形原理に関する物理モデルを構築することを目的としている。これまでの成果を以下に要約する。
(1)ニッケルおよびエルビウムを触媒作用金属として試みた結果、金属/シリコン系において金属が主たる拡散種の場合に固相結晶化に対して触媒作用による結晶化増速効果が大きくなることを見出した。
(2)ニッケルを触媒金属として用い、非晶質シリコン中へのニッケルの拡散を制限させると、幅が50-100nmで長さが20ミクロン以上の単結晶シリコンのナノ細線を形成できることを見出した。ニッケルの拡散量が増大し、非晶質シリコン中のニッケル密度が大きくなると、細線が成長過程で分岐あるいは折れ曲がり、細線は形成できないことがわかった。また、非晶質シリコンの膜厚が大きくなると、単に基板面に平行な方向の折れ曲がりだけでなく、それに垂直な方向にも成長方向を変えながら結晶成長が起こることがわかった。
(3)これらの観察結果から、ナノ細線の成長には非晶質シリコン薄膜中に結晶成長が進行する以前に拡散する触媒金属の量を制御することが重要であると言える。
(4)ニッケルを触媒金属に用いた場合、電界を印加すると正の電界方向に結晶化が促進されることがわかった。これは、非晶質シリコン中へのニッケルの拡散が電界により増速されることによるものであり、結晶成長そのものを増速しているわけではないことがわかった。
|
Research Products
(6 results)
-
[Publications] K.Makihira, M.Yoshii, T.Asano: "CMOS application of single-grain thin-film transistor produced using metal imprint technology"Japanese Journal of Applied Physics. 43,No.4B. 1983-1987 (2003)
-
[Publications] M.Miyasaka, K.Makihira, T.Asano, B.Pecz, J.Stoemenos: "Structural properties of nickel-metal-induced laterally crystallized silicon films"Solid State Phenomena. Vol.93. 213-218 (2003)
-
[Publications] K.Makihira, T.Asano: "Growth of Si nanowire by using metal induced lateral crystallization"Solid State Phenomena. Vol.93. 207-212 (2003)
-
[Publications] K.Makihira, M.Yoshii, T.Asano: "Grain positioning using metal imprint technology for single-grain Si thin film transistor"Electronics and Communications in Japan, Part II : Electronics. Vol.86. 45-51 (2003)
-
[Publications] M.Miyasaka, T.Shimoda, K.Makihira, T.Asano, B.Pecz, J.Stoemenos: "Structural properties of nickel-metal-induced laterally crystallized silicon films and their improvement using excimer laser annealing"Japanese Journal of Applied Physics. Vol.42. 2592-2599 (2003)
-
[Publications] K.Makihira, T.Asano: "Growth of Si nanowire by using metal-induced lateral crystallization"Japanese Journal of Applied Physics. Vol.43, No.4B(印刷中). (2004)
