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MANUFACTURING METHOD OF FINE PARTICLE DIFFUSED INSULATING FILM, MEMORY ELEMENT USING THE SAME, MANUFACTURING METHOD OF LIGHT EMITTING ELEMENT, MEMORY ELEMENT, AND LIGHT EMITTING ELEMENT USING THE SAME FILM

Patent code P06A009508
File No. H05-026
Posted date Dec 1, 2006
Application number P2005-094203
Publication number P2006-278625A
Patent number P4441689
Date of filing Mar 29, 2005
Date of publication of application Oct 12, 2006
Date of registration Jan 22, 2010
Inventor
  • (In Japanese)東 清一郎
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人広島大学
Title MANUFACTURING METHOD OF FINE PARTICLE DIFFUSED INSULATING FILM, MEMORY ELEMENT USING THE SAME, MANUFACTURING METHOD OF LIGHT EMITTING ELEMENT, MEMORY ELEMENT, AND LIGHT EMITTING ELEMENT USING THE SAME FILM
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of fine particle diffused insulating films which may be formed on various substrates including a glass substrate, and assures the high surface density of the semiconductor fine particles within the fine particle diffused insulating film working as the center of recoupling for the emission of light of a charge holding node or a carrier, and uniform surface density for a wider range in the film thickness direction, and also to provide a memory element, a manufacturing method of a light emitting element, a memory element, and the light emitting element using the same film.
SOLUTION: The manufacturing method of a fine particle diffused insulating film 15 comprises steps of forming an insulating film 150 of a composition including an excessive amount of a semiconductor element on a substrate 11, and forming the diffused semiconductor fine particle 152 by phase-separating the semiconductor element by an annealing process using the plasma jet 50 of the insulating film 150.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


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

Field of industrial application (In Japanese)


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。

Scope of claims (In Japanese)
【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。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2005094203thum.jpg
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