エキシマレーザ結晶化ポリシリコンの移動度限界

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エキシマレーザで形成した低温ポリシリコンTFTのキャリアの散乱要因となる結晶粒界、粒内欠陥、界面の凹凸、PE-CVD絶縁膜、低温プロセスを分離して評価することにより、以下のことを明らかにした。(1)結晶粒界が移動度を支配している。(2)結晶粒径が増大すると移動度が増大するが, 結晶粒径1ミクロン、移動度400cm^2/Vs程度で飽和傾向を示す。(3)低温ポリシリコンTFTと単結晶Siウエハ上に形成されたデバイスを比較した場合、結晶粒径1ミクロンまで結晶粒界の数を減らすと、サブミクロンのSiトランジスタとほぼ同等の移動度になる。これらの結果は、結晶粒の拡大は1ミクロン前後を目標にすれば十分であり、これ以上大きくしても改善効果は薄いことを意味する。また、 TFTでは、単結晶Siウエハ上に形成されたトランジスタよりも垂直電界を小さくできることを考慮すると、シリコンオングラスで使われる微細TFTは、単結晶ウエハ上のSi-LSIの微細トランジスタと少なくとも同等の移動度を出しうると期待される。しかし、移動度のバラツキは現状の結晶成長方法では解決できない。今後は、結晶核形成サイトと凝固方向を制御する結晶成長技術の開発が必要である。
社団法人電子情報通信学会の論文
2000-04-14

エキシマレーザ結晶化ポリシリコンの移動度限界

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