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微粒子分散絶縁膜の製造方法、これを用いたメモリ素子、発光素子の製造方法

国内特許コード P06A009508
整理番号 H05-026
掲載日 2006年12月1日
出願番号 特願2005-094203
公開番号 特開2006-278625
登録番号 特許第4441689号
出願日 平成17年3月29日(2005.3.29)
公開日 平成18年10月12日(2006.10.12)
登録日 平成22年1月22日(2010.1.22)
発明者
  • 東 清一郎
出願人
  • 学校法人広島大学
発明の名称 微粒子分散絶縁膜の製造方法、これを用いたメモリ素子、発光素子の製造方法
発明の概要

【課題】ガラス等の基板を含む種々の基板上に作製することができるとともに、電荷保持ノード又はキャリアの発光再結合中心として作用する微粒子分散絶縁膜中の半導体微粒子の面密度が高く、かつ、膜厚方向で広範囲にわたって均一な面密度を有する微粒子分散絶縁膜の製造方法、これを用いたメモリ素子、発光素子の製造方法及びメモリ素子、発光素子を提供する。
【解決手段】微粒子分散絶縁膜15の製造方法は、基板11上に半導体成分を過剰に含む組成の絶縁膜150を形成する工程と、該絶縁膜150をプラズマジェット50を用いたアニールにより前記半導体成分を相分離させて分散半導体微粒子152を形成する工程と、からなる。
【選択図】図1

従来技術、競合技術の概要


メモリ素子や発光素子等の半導体素子、これを用いた集積回路等の製造方法においてより高い生産性、より安価な製造方法が求められている。そのような製造方法の中で、基板にシリコンよりも低融点のガラス又はプラスチック等を使用し、基板上に形成された半導体膜や絶縁膜をレーザやプラズマジェットを使用してアニールする高速熱処理法が注目されている。



レーザやプラズマジェットを使用した高速熱処理法は種々提案されており、例えば、特許文献1又は2には、ガラス等の比較的高熱に弱い材料も基板として使用することができるプラズマジェットを使用した高速熱処理法が開示されている。



一方、そのような高速熱処理法を使用して具体的な半導体素子を製造する方法を開示した文献は少ないが、例えば、特許文献3には、ガラスやプラスチックの基板上にその熱変形が生じない程度の温度で非晶質シリコン層を形成し、この非晶質シリコン層をXeClエキシマレーザで加熱して多結晶シリコン層とした後、その多結晶シリコン層の表面をプラズマ酸化法により酸化してSiOx層(x<2)を形成し、そのSiOx層にXeClエキシマレーザを150~300mJ/cm2程度照射することにより、SiOx層中の過剰なシリコンを析出させて多数の半導体微粒子を分散させたメモリ素子を製造する製造方法が開示されている。



そして、上記非晶質シリコン層あるいはSiOx層の高速熱処理において、多結晶シリコン層の表面粗さを所定値に抑え、欠陥の少ないメモリ素子を形成するため、所定のパワー密度に制御されたエキシマレーザが好ましいことが開示されている。




【特許文献1】特開平11-145148号公報

【特許文献2】特表2003-514377号公報

【特許文献2】特開平11-274420号公報

産業上の利用分野


本発明は、微粒子分散絶縁膜の製造方法、これを用いたメモリ素子、発光素子の製造方法及びメモリ素子、発光素子に係り、特にプラズマジェットを用いて微粒子分散絶縁膜を製造する方法、これを用いたメモリ素子、発光素子の製造方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
基板上に半導体成分を過剰に含む組成の絶縁膜を形成する工程と、該絶縁膜をプラズマジェットを用いたアニールにより前記半導体成分を相分離させて半導体微粒子を形成する工程と、からなる微粒子分散絶縁膜の製造方法。

【請求項2】
絶縁膜は、SiOx:0x≦2、または、SixGeyO1-(x+y):0x≦1、0x≦1及び0x+y≦1であることを特徴とする請求項1に記載の微粒子分散絶縁膜の製造方法。

【請求項3】
半導体微粒子は、Si、Geの結晶微粒子であることを特徴とする請求項1又は2に記載の微粒子分散絶縁膜の製造方法。

【請求項4】
プラズマジェットは、その最大パワー密度が60kW/cm2以上なる条件で用いられるものであることを特徴とする請求項1~3のいずれか一項に記載の微粒子分散絶縁膜の製造方法。

【請求項5】
プラズマジェットは、それが噴射されるプラズマヘッドの先端部と加熱される絶縁膜との距離が1~20mmの条件で用いられるものであることを特徴とする請求項1~4のいずれか一項に記載の微粒子分散絶縁膜の製造方法。

【請求項6】
基板上に下地保護用絶縁膜を形成した後、半導体成分を過剰に含む組成の絶縁膜を形成することを特徴とする請求項1~5のいずれか一項に記載の微粒子分散絶縁膜の製造方法。

【請求項7】
基板上に下地保護用絶縁膜を形成し、さらに該下地保護用絶縁膜上に半導体膜を形成した後、半導体成分を過剰に含む組成の絶縁膜を形成することを特徴とする請求項1~6のいずれか一項に記載の微粒子分散絶縁膜の製造方法。

【請求項8】
基板上に半導体成分を過剰に含む組成の絶縁膜を形成する工程と、該絶縁膜をプラズマジェットを用いたアニールにより前記半導体成分を相分離させて半導体微粒子を形成させ、その後0.1MPa以上かつ100℃以上の水蒸気雰囲気中で熱処理を行う工程と、からなる微粒子分散絶縁膜の製造方法

【請求項9】
微粒子分散絶縁膜中の半導体微粒子を電荷保持ノードとして作用させるメモリ素子の製造方法において、前記微粒子分散絶縁膜を請求項1~8のいずれか一項に記載の微粒子分散絶縁膜の製造方法を用いて作製することを特徴とするメモリ素子の製造方法。

【請求項10】
微粒子分散絶縁膜中の半導体微粒子をキャリアの発光再結合中心として作用させる発光素子の製造方法において、前記微粒子分散絶縁膜を請求項1~8のいずれか一項に記載の微粒子分散絶縁膜の製造方法を用いて作製することを特徴とする発光素子の製造方法。
産業区分
  • 固体素子
  • 固体素子
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2005094203thum.jpg
出願権利状態 権利存続中


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