Partial crystallization of silicon by high intensity laser irradiation

高強度レーザー照射によるシリコンの部分結晶化

東 博純*; 匂坂 明人; 大道 博行; 伊藤 勇夫*; 門浦 弘明*; 神谷 信雄*; 伊藤 忠*; 西村 昭彦  ; Ma, J.*; 森 道昭; 織茂 聡; 小倉 浩一

Azuma, Hirozumi*; Sagisaka, Akito; Daido, Hiroyuki; Ito, Isao*; Kadoura, Hiroaki*; Kamiya, Nobuo*; Ito, Tadashi*; Nishimura, Akihiko; Ma, J.*; Mori, Michiaki; Orimo, Satoshi; Ogura, Koichi

フェムト秒レーザー及びナノ秒レーザーを用いて、照射強度10 W/cm及び10 W/cmで単結晶シリコン基板及びアモルファスシリコン膜を有する単結晶シリコン基板に照射した。単結晶シリコン基板へのレーザー照射では、レーザー照射部には多結晶、周辺部には多結晶とアモルファスで構成される針状の構造が形成された。特に照射強度が10 W/cmの場合は、多結晶は基板とほぼ同じ方位を向いた。照射強度が10 W/cmより低い場合は、基板が単結晶シリコンの場合でもアモルファスシリコンが形成された。

Commercial single crystal silicon wafers and amorphous silicon films piled on single crystal silicon wafers were irradiated with a femtosecond pulsed laser and a nanosecond pulsed laser at irradiation intensities between 10 W/cm and 10 W/cm. In the single crystal silicon substrate, the irradiated area was changed to polycrystalline silicon and the piled silicon around the irradiated area has spindly column structures constructed of polycrystalline and amorphous silicon. In particular, in the case of the higher irradiation intensity of 10 W/cm, the irradiated area was oriented to the same crystal direction as the substrate. In the case of the lower irradiation intensity of 10 W/cm, only amorphous silicon was observed around the irradiated area, even when the target was single crystal silicon.