凝固過程制御によるエキシマレーザアニールpoly-Si

能口 繁  桑原 隆  栗山 博之  花房 寛  木山 精一  中野 昭一  

誌名
電子情報通信学会論文誌 C   Vol.J76-C2    No.5    pp.241-248
発行日: 1993/05/25
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Print ISSN: 0915-1907
論文種別: 特集論文 (ジャイアントマイクロエレクトロニクスとその応用論文特集)
専門分野: 
キーワード: 
レーザアニール,  p-Si,  TFT,  凝固速度,  

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あらまし: 
従来のエキシマレーザアニール法によるp-Siは,粒径が数百程度と小さく,移動度も100cm2/Vs程度であった.我々は,これまで考慮されていなかった溶融Siの凝固過程制御について着目し,これら問題が,凝固速度が早すぎるためと考えた.その解決策として,まず,熱解析シミュレーションにより,レーザ照射時の基板加熱(400℃)と出発材料であるa-Siの薄膜化(500)が溶融Siの凝固速度を大きく低減できるファクタであることを見いだした.この解析に基づいて,大粒径(最大約5000)かつ高移動度(280cm2/Vs)のエキシマレーザアニールp-Siを実現した.更に,レーザ重複部におけるp-Siの特性の不均一性について解析を行い,レーザスポット端部に発生する微小p-Siとa-Siの混合領域が完全に再溶融しないことが,その原因であることを見いだした.このレーザ重複部の均一化にも本凝固過程制御法を用いることが有効で,移動度の不均一性を±20%から±8%へと向上できた.以上のように,本手法は大面積p-Si低温形成技術として有用であることを明らかにした.