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High speed fabrication of large-area microcrystalline silicon films using VHF plasma with an under-expanded supersonic jet

Research Project

Project/Area Number 25390108
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Plasma electronics
Research InstitutionKinki University (2015)
Gifu University (2013-2014)

Principal Investigator

MUTA Hiroshi  近畿大学, 工学部, 教授 (10219850)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2014: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2013: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
KeywordsVHFプラズマ / 超音速噴流 / 高速製膜 / クラスター / マルチホローカソード / シランプラズマ / クラスタ- / 高次シラン / クラスタ / プラズマパラメータ / 大面積一様化
Outline of Final Research Achievements

In this study, high speed fabrication of large-area microcrystalline silicon films using VHF plasma with an under-expanded supersonic jet is presented. Especially we focused on the gas flow which is the key to realize approximately 1000 times higher deposition rate than conventional one. From the detailed research of the jet flow, it was found that both the gas pressure and distance between the gas nozzle and substrate are important for the high speed deposition. Then, the great amount of clusters can be generated in the gas phase and transport into the film on the substrate, sometimes the positive charged clusters cause ion bombardment. Therefore, we proposed a new electrode system which efficiently remove the clusters and proved the validity for the film quality.

Report

(4 results)
  • 2015 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2014 Research-status Report
  • 2013 Research-status Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2015 2014 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (10 results)

  • [Journal Article] 非平衡プラズマジェットCVD法によるシリコン製膜時に装置内圧力が製膜速度, 膜質に及ぼす影響2015

    • Author(s)
      西田哲、納土亮、牟田浩司、栗林志頭眞
    • Journal Title

      化学工学論文集

      Volume: 41(2) Pages: 148-152

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 高速噴流を利用したプラズマCVDの新規高速製膜手法2015

    • Author(s)
      西田哲、納土亮、牟田浩司、栗林志頭眞
    • Journal Title

      ながれ(日本流体力学会誌)

      Volume: 34 Pages: 15-20

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      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effect of Gas Flow Rate on the High-Rate, Localized Jet-Deposition of Silicon in SiH<sub>4</sub>/H<sub>2</sub> PE-CVD2014

    • Author(s)
      S. Nishida, H. Muta, S. Kuribayashi
    • Journal Title

      JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN

      Volume: 47 Issue: 6 Pages: 478-482

    • DOI

      10.1252/jcej.13we263

    • NAID

      130004145823

    • ISSN
      0021-9592, 1881-1299
    • Related Report
      2014 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Estimation of Negative Ions in VHF SiH4/H2 Plasma2014

    • Author(s)
      T. Yamane, S. Nakano, S. Nakao, Y. Takeuchi, R. Ichiki, H. Muta,, K. Uchino, Y. Kawai
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 53 Issue: 11 Pages: 1-4

    • DOI

      10.7567/jjap.53.116101

    • NAID

      210000144592

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  • [Presentation] バラン給電型マルチホローカソードプラズマを用いた低光劣化a-Si:H 製膜法の開発2014

    • Author(s)
      鈴木貴也,牟田浩司,西田哲,栗林志頭眞
    • Organizer
      秋季第75回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      北海道大学札幌キャンパス
    • Year and Date
      2014-09-17 – 2014-09-20
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      2014 Research-status Report
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      岡田祐希,栗林志頭眞,牟田浩司,西田哲
    • Organizer
      秋季第75回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      北海道大学札幌キャンパス
    • Year and Date
      2014-09-17 – 2014-09-20
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      2014 Research-status Report
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      千藤彰大,西田哲,牟田浩司,栗林志頭眞
    • Organizer
      秋季第75回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      北海道大学札幌キャンパス
    • Year and Date
      2014-09-17 – 2014-09-20
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      兼松雅斗,西田哲,牟田浩司,栗林志頭眞
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      秋季第75回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      北海道大学札幌キャンパス
    • Year and Date
      2014-09-17 – 2014-09-20
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      三和寛之,西田哲,牟田浩司,野々村修一,栗林志頭眞
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      秋季第75回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      北海道大学札幌キャンパス
    • Year and Date
      2014-09-17 – 2014-09-20
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      2014 Research-status Report
  • [Presentation] バラン給電型リモートプラズマを用いた低光劣化a-Si:H製膜法の開発

    • Author(s)
      岡田俊,牟田浩司,西田哲,栗林志頭眞
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      第74回応用物理学会秋季学術講演会
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      同志社大学京田辺キャンパス
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      滝下裕基,牟田浩司,西田哲,栗林志頭眞
    • Organizer
      第74回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      同志社大学京田辺キャンパス
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      2013 Research-status Report
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    • Author(s)
      廣井将平,牟田浩司,西田哲,栗林志頭眞
    • Organizer
      第74回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      同志社大学京田辺キャンパス
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      2013 Research-status Report
  • [Presentation] 非平衡プラズマジェットCVDに於けるガス流速がSi成膜品質に及ぼす影響の考察

    • Author(s)
      井関将仁,西田 哲,牟田浩司,栗林志頭眞
    • Organizer
      第74回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      同志社大学京田辺キャンパス
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      2013 Research-status Report
  • [Presentation] 二次元ノズルを用いた非平衡プラズマジェットCVDの大面積化・高品質化の研究

    • Author(s)
      松永卓真,井関将仁,西田哲,牟田浩司,栗林志頭眞
    • Organizer
      日本機械学会 熱工学コンファレンス2013
    • Place of Presentation
      弘前大学
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      2013 Research-status Report

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Published: 2014-07-25   Modified: 2019-07-29  

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