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表面波プラズマによる大面積・高品質液晶プロセスの開発

研究課題

研究課題/領域番号 12358004
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 プラズマ理工学
研究機関名古屋大学

研究代表者

菅井 秀郎  名古屋大学, 工学研究科, 教授 (40005517)

研究分担者 GHANASHEV Ivan  芝浦メカトロニクス株式会社, 主査
石島 達夫  名古屋大学, 工学研究科, 助手 (00324450)
豊田 浩孝  名古屋大学, 工学研究科, 助教授 (70207653)
IVAN Ghanashev  Shibaura Mechatronics Corporation Senior Specialist
高須賀 誠一  松下電器産業株式会社, ディスプレイデバイス開発センター, 主席研究員
永津 雅章  名古屋大学, 工学研究科, 助教授 (20155948)
西谷 幹彦  株式会社ニッシン, 技術部・次長
研究期間 (年度) 2000 – 2002
研究課題ステータス 完了 (2002年度)
配分額 *注記
24,040千円 (直接経費: 22,300千円、間接経費: 1,740千円)
2002年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2001年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2000年度: 16,500千円 (直接経費: 16,500千円)
キーワード表面波プラズマ / スロットアンテナ / 大口径プラズマ / 電子エネルギー分布関数 / 液晶 / ポリシリコン / シリコン酸化 / 酸素ラジカル / 体積加熱 / 表面加熱
研究概要

液晶のプラズマプロセスには従来13.56MHzの容量結合プラズマが用いられているが、プラズマ密度が低いために限界に直面している。これを打ち破るために、マイクロ波放電で生成する新しい表面波プフズマを利用し、プラズマの高密度化と大口径化をはかり、低温基板上にポリシリコンを堆積する大面積液晶プロセスを開発するのが、本研究の目的である。
本年度までに次の項目について重点的に研究をおこなった。
(1)放電用アンテナ系の最適化:2.45GHzの表面波放電により高密度・大面積プラズマを作るために、導波管底のスロットアンテナと石英板の間に空気層を設けることにより、プラズマ生成効率を向上できることを見出した。また、プラズマと接する石英壁や金属壁の表面に凹凸を設けて均一化する方法を、波動シミュレーションを用いて詳細に調べた。
(2)電子エネルギー分布関数の計測と制御:希ガスの種類を変えることにより分布関数(電子温度)を制御できることを実験と計算から示した。
(3)大面積プラズマの試作:実際に大面積(1m×0.3m)のプラズマ生成装置を作り、石英壁の強度や金属壁によるプラズマ局在化の課題を明らかにし、対策の指針を見出した。
(4)ゲート酸化膜用の酸素プラズマ:液晶用の高品質・極薄ゲート酸化膜を低温プラズマ酸化法で作るために、表面波酸素プラズマを生成し、その中の酸素ラジカルの振舞いを明らかにした。
(5)シリコン膜の成長条件と結晶性:液晶用高速TFTの作製をめざして、高圧力水素希釈シランの表面波プラズマにより、ポリシリコン膜の低温・高速作製に成功した。また、膜中の酸素不純物が石英窓から混入することを見出し、これを低減する方法を示した。

報告書

(4件)
  • 2002 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2001 実績報告書
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (55件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (55件)

  • [文献書誌] 永津雅章, 菅井秀郎 他4名: "Effect of Slot Antenna Structures on Production of Planar Surface Wave Plasma"Journal of Physics D : Applied Physics. 33巻・10号. 1143-1149 (2000)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 菅井秀郎 他3名: "Transition of electron heating mode in a planar microwave discharge at low pressures"Applied Physics Letters. 77巻・22号. 3523-3525 (2000)

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  • [文献書誌] GHANASHEV Ivan, 菅井秀郎 他3名: "Multiple eigenmode analysis and density jumps in planar surface-wave plasmas with slot-antenna excitation"Physics of Plasmas. 7巻・7号. 3051-3061 (2000)

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  • [文献書誌] 菅井秀郎, 豊田浩孝: "Measurements of Electron-Impact-Dissociation Cross Section for Neutral Products"ALP Conference Proceedings. 500巻. 349-358 (2000)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 小倉 輝, 菅井秀郎: "Dependence of Fluorocarbon Plasma Chemistry on the Electron Energy Distribution Function"Japanese Journal of Applied Physics. 39巻5A号. 2847-2853 (2000)

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  • [文献書誌] 小島徹也, 菅井秀郎 他4名: "Wall Heating Effect on Crystallization of Low-Temperature Deposited Silicon Films from an Inductively-coupled Plasma"Japanese Journal of Applied Physics. 40巻1号. 322-325 (2000)

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  • [文献書誌] 菅井秀郎, GHANASHEV Ivan 他5名: "Electron energy distribution functions and the influence on fluorocarbon plasma chemistry"Plasma Sources Science and Technology. 10巻. 378-385 (2001)

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  • [文献書誌] 永津雅章, 菅井秀郎 他4名: "Surface Wave Modes in a Large Square High-Density Plasma Excited at 915 MHz"Journal of Vacuum Science and Technology. A19巻. 951-958 (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 山内健資, ABDEL-FATTAH Essam, 菅井秀郎: "Dramatic Improvement of Surface wave Plasma Performance Using a Corrugated Dielectric Plate"Japanese Journal of Applied Physics. 40巻11A号. L1176-L1178 (2001)

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  • [文献書誌] GHANASHEV Ivan, 菅井秀郎: "Production and Control of Planar Microwave Plasma for Materials Processing"Proceedings of International Conference on Phenomena in Ionized Gases. 2巻. 7-8 (2001)

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  • [文献書誌] 石島達夫, 池田正巳, 菅井秀郎: "Electron Temperature Control by Rare Gas Mixing with Matastable Atom Contribution"Proceedings of International Symposium on Dry Process. 1巻. 87-92 (2001)

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  • [文献書誌] 菅井秀郎: "Electron Energy Distributions and Plasma-Aided Materials Processing"プラズマー核融合学会誌. 77巻7号. 660-665 (2001)

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  • [文献書誌] T.Yamauchi, H Sugai: "High-density etching plasma excitation by slot type and coaxial line type microwave antennas"Journal of Vaccum Science and Technology. A20巻・2号. 503-520 (2002)

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  • [文献書誌] E.Stamate, H.Sugai, K.Ohe: "Principle and application of a thermal probe to reactive plasma"Applied Physics Letters. 80巻・17号. 3066-3068 (2002)

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  • [文献書誌] E.L.Tsakadze, K.N.Ostrikov, S.Xu, R.Storer, H.Sugai: "Inductively coupled plasmas sustained by an internal oscillating current"Journal of Applied Physics. 91巻・4号. 1804-1813 (2002)

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  • [文献書誌] M.Nagatsu, T.Sano, N.Takeda, N.Toyoda, M.Tanga, H.Sugai: "Characteristics of hydrogenated amorphous carbon films deposited by large-area microwave-sustained surface wave plasma"Diamond and Related Materials. 11巻. 976-979 (2002)

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  • [文献書誌] M.Nagatsu, T.Niwa, H.Sugai: "High-energy electrons near the dielectric-plasma boundary in a large-area surface-wave plasma excited at 915 MHz"Applied Physics Letters. 81巻・9号. 1966-1968 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ivan P Ganachev, Hideo Sugai: "Production and control of planar microwave plasmas for materials processing"Plasma Sources Science and Technology. 11巻. A178-A190 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Nagatsu and H.Sugai: "Effect of Slot Antenna Structures on Production of Planar Surface Wave Plasma"Journal of Physics D : Applied Physics. 33(10). 1143-1149 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Sugai et.all: "Transition of electron healing mode in a planar microwave discharge at low pressures"Applied Physics Letters. 77(22). 3523-3525 (2000)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] I. Ghanashev, H.Sugai et.all: "Multiple eigenmode analysis and density jumps in planar surface-wave plasmas with slot-antenna excitation"Physics of Plasmas. 7(7). 3051-3061 (2000)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Sugai and H.Toyoda: "Measurements of Electron-Impact-Dissociation Cross Section for Neutral Products"AIP Conference Proceedings. 500. 349-358 (2000)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Kokura and H.Sugai: "Dependence of Fluorocarbon Plasma Chemistry on the Electron Energy Distribution Function"Japanese Journal of Applied Physics. 39(5A). 2847-2853 (2000)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kojima, H.Sugai et.all: "Wall Heating Effect on Crystallization of Low-Temperature Deposited Silicon Films from an Inductively-coupled Plasma"Japanese Journal of Applied Physics. 40(1). 322-325 (2000)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Sugai, I.Ghanashev et.all: "Electron energy distribution functions and the influence on fluorocarbon plasma chemistry"Plasma Sources Science and Technology. 10. 378-385 (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Nagatsu, H.Sugai et.all: "Surface Wave Modes in a Large Square High-Density Plasma Excited at 915 MHz"Journal of Vacuum Science and Technology. A19. 951-958 (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Yamauchi, E.Abdel-Fattah and H.Sugai: "Dramatic Improvement of Surface wave Plasma Performance Using a Corrugated Dielectric Plate"Japanese Journal of Applied Physics. 40(11A). L1176-L1178 (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] I.Ghanashev and H.Sugai: "Production and Control of Planar Microwave Plasma for Materials Processing"Proceedings of International Conference on Phenomena in Ionized Gases. 2. 7-8 (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Ishijima, M.Ikeda and H.Sugai: "Electron Temperature Control by Rare Gas Mixing with Matastable Atom Contribution"Proceedings of International Symposium on Dry Process. 1. 87-92 (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Sugai: "Electron Energy Distributions and Plasma-Aided Materials Processing"Journal of Plasma and Fusion Research. 77(7). 660-665 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Yamauchi and H.Sugai: "High-density etching plasma excitation by slot type and coaxial line type microwave antennas"Journal of Vaccum Science and Technology. A20(2). 503-520 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] E.Stamate, H.Sugai and K.Ohe: "Principle and application of a thermal probe to reactive plasma"Applied Physics Letters. 80(17). 3066-3068 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] E.L.Tsakadze, K.N.Ostrikov, S.Xu, R.Storer, H.Sugai: "Inductively coupled plasmas sustained by an internal oscillating current"Journal of Applied Physics. 91(4). 1804-1813 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Nagatsu, T.Sano, N.Takeda, N.Toyoda, M.Tanga, H.Sugai: "Characteristics of hydrogenated amorphous carbon films deposited by large-area microwave-sustained surface wave plasma"Diamond and Related Materials. 11. 976-979 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Nagatsu, T.Niwa, H.Sugai: "High-energy electrons near the dielectric-plasma boundary in a large-area surface-wave plasma excited at 915 MHz"Applied Physics Letters. 81(9). 1966-1968 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] I.Ganachev and H. Sugai: "Production and control of planar microwave plasmas for materials processing"Plasma Sources Science and Technology. 11. A178-A190 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Yamauchi, H.Sugai: "High-density etching plasma excitation by slot type and coaxial line type microwave antennas"Journal of Vaccum Science and Technology. A20巻・2号. 503-520 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] E.Stamate, H.Sugai, K.Ohe: "Principle and application of a thermal probe to reactive plasma"Applied Physics Letters. 80巻・17号. 3066-3068 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] E.L.Tsakadze, K.N.Ostrikov, S.Xu, R.Storer, H.Sugai: "Inductively coupled plasmas sustained by an internal oscillating current"Journal of Applied Physics. 91巻・4号. 1804-1813 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] M.Nagatsu, T.Sano, N.Takeda, N.Toyoda, M.Tanga, H.Sugai: "Characteristics of hydrogenated amorphous carbon films deposited by large-area microwave-sustained surface wave plasma"Diamond and Related Materials. 11巻. 976-979 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] M.Nagatsu, T.Niwa, H.Sugai: "High-energy electrons near the dielectric-plasma boundary in a large-area surface-wave plasma excited at 915 MHz"Applied Physics Letters. 81巻・11号. 1966-1968 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Ivan P Ganachev, Hideo Sugai: "Production and control of planar microwave plasmas for materials processing"Plasma Sources Science and Technology. 11巻. A178-A190 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 菅井秀郎, GHANASHEV Ivan, 他5名: "Electron energy distribution functions and the influence on fluorocarbon plasma chemistry"Plasma Sources Science and Technology. 10巻. 378-385 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 永津雅章, 菅井秀郎, 他4名: "Surface Wave Modes in a Large Square High-Density Plasma Excited at 915MHz"Journal of Vacuum Science and Technology. A19巻. 951-958 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 山内健資, ABDEL-FATTAH Essam, 菅井秀郎: "Dramatic Improvement of Surface wave Plasma Performance Using a Corrugated Dielectric Plate"Japanese Journal of Applied Physics. 40巻・11A号. L1176-1178 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] GHANASHEV Ivan, 菅井秀郎: "Production and Control of Planar Microwave Plasma for Materials Processing"Proceedings of International Conference on Phenomena in Ionized Gases. 2巻. 7-8 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 石島達夫, 池田正巳, 菅井秀郎: "Electron Temperature Control by Rare Gas Mixing with Matastable Atom Contribution"Proceedings of International Symposium on Dry Process. 1巻. 87-92 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 菅井秀郎: "Electron Energy Distributions and Plasma-Aided Materials Processing"プラズマ・核融合学会誌. 77巻7号. 660-665 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 永津雅章,菅井秀郎 他4名: "Effect of Slot Antenna Structures on Production of Planar Surface Wave Plasma"Journal of Physics D : Applied Physics. 33巻10号. 1143-1149 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 菅井秀郎 他3名: "Transition of electron heating mode in a planar microwave discharge at low pressures"Applied Physics Letters. 77巻22号. 3523-3525 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] GHANASHEV Ivan,菅井秀郎: "Multiple eigenmode analysis and density jumps in planar surface-wave plasmas with slot-antenna excitation"Physics of Plasma. 7巻7号. 3051-3061 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 菅井秀郎,豊田浩孝: "Measurements of Electron-Impact-Dissociation Cross Section for Neutral products"AIP Conference Proceedings. 500巻. 349-358 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 小倉輝,菅井秀郎: "Dependence of Fluorocarbon Plasma Chemistry on the Electron Energy Distribution Function"Japanese Journal of Applied Physics. 39巻5A号. 2847-2853 (2000)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 小島徹也,菅井秀郎 他4名: "Wall Heating Effect on Crystallization of Low-Temperature Deposited Sillicon Films from and Inductively-coupled Plasma"Japanese Journal of Applied Physics. 40巻1号. 322-325 (2001)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 永津雅章,菅井秀郎 他2名: "Surface Wave Modes in a Large Square High Density Plasma Excited at 915 MHz"Journal of Vacuum Science and Technology. (掲載予定). (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書

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公開日: 2000-04-01   更新日: 2016-04-21  

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