2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of highly efficient formation process of thin film devices based on atmospheric-pressure plasma science
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26249010
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
垣内 弘章 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (10233660)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
押鐘 寧 大阪大学, 工学研究科, 助教 (40263206)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 特殊加工 / 薄膜作製技術 / 大気圧プラズマ / 薄膜デバイス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
(1) 低温でのデバイス品質アモルファスSi（a-Si）および微結晶Si（mc-Si）の高能率成膜条件およびTFT特性の検討
実際にPENフィルム上へのa-Si成膜とその特性に関して検討した．その結果，投入電力のパルス変調を用いなくとも，厚さ0.125mmのPENフィルム（ガラス転移温度：約120℃）上に基材に熱ダメージを与えることなくa-Siを高速に，しかも均一に成膜できることが分かった．ラマン散乱分光法によって膜の結晶性を調べたところ，熱酸化膜付Si基板を用いた場合に比べ，膜の結晶化度が低くなる傾向が明らかとなった．これは，PEN材料の誘電損失によるプラズマ中への実質的な投入電力の減少が原因であると考えられる．さらに，a-Siのラマン散乱ピークの中心波数が低波数側にシフトする傾向があることが新たに明らかとなり，形成されたa-Siの微細構造や残留応力が基板材料によって異なっていることが強く示唆された．今後，そのような膜特性の変化がTFTの特性にどのように影響するかを含め，引き続き研究を推進する予定である．
(2) 緻密で絶縁性に優れたSiOxゲート絶縁膜の低温・高能率成膜の実証
Si成膜と同様，PENフィルム基板上に成膜すると，緻密性の低いSiOx薄膜が形成されやすいことが明確になった．ただし，成膜後，電気的なストレスを繰り返し印加すると，膜が緻密化することが分かり，PENフィルム上への高品質成膜プロセスを確立できる見通しが得られた．
(3) 大気圧プラズマ中反応過程の数値シミュレーション
PHOENICS-CVDによるSi成膜プラズマ中反応過程の解析の結果，膜質劣化の原因となる高次分解シランや微粒子がプラズマ中，特に下流部で容易に生成されることが分かった．これは，実験結果とも定性的によく一致しており，今後の高品質Si成膜プロセスに向けた重要な指針となった．
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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