大気圧熱プラズマジェットを用いたシリコン膜のマイクロ秒溶融結晶化と高性能TFT作製応用(薄膜(Si,化合物,有機,フレキシブル)機能デバイス・材料・評価技術及び一般)
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概要
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大気圧熱プラズマジェットを用いたマイクロ秒熱処理によりアモルファスシリコン(a-Si)膜を溶融結晶化させることによって,横方向に〜60μm成長した大粒径シリコンを形成した.プラズマ噴出口径の縮小とアークギャップの増大により従来の6倍以上高パワー密度化(〜53kW/cm^2)したマイクロ熱プラズマジェット(μ-TPJ)を用いることで,4000m/sの超高速で溶融層を走査し,これにより生じる温度勾配を利用してマイクロ秒時間領域において長距離横方向結晶成長を実現した.実時間反射率測定から,a-Siは初めに固相結晶化し,その後,幅〜483μm,長さ〜990μmの溶融領域移動に伴う溶融・再結晶化か生じていることが明らかになった.ラマン散乱分光法により評価した結晶化率はほぼ100%であり,XRDスペクトルから{111}ピークが確認された.作製したシリコン膜をチャネルに用いたn型薄膜トランジスタ(TFT)は電界効果移動度350cm^2V^<-1>s^<-1>の高性能を示し,μ-TPJ結晶化技術の有効性を実証した.
- 2010-04-16
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