フレキシブル有機電子デバイスのためのプラズマプロセシング

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14750233
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 白藤 立 京都大学, 国際融合創造センター, 助教授 (10235757)
• キーワード: フレキシブル電子デバイス / パッシベーション / 有機・無機ハイブリッド / その場フーリエ変換赤外吸収分光 / プラズマ化学気相堆積 / プラズマ重合 / フロロカーボン / 低誘電率膜

研究概要

1.パッシベーション膜の高機能化
有磯エレクトロルミネセンスデバイスに特徴的な逆テーパ型カソードセパレータに対して、陰の部分も含めたコンフォーマル被覆がプラズマ化学気相堆積法によって可能であることを実証した。しかし、ガスバリア性が不十分であり加速試験により発光デバイスにダークスポットが発生した。これを改善するために、ガスバリア性の高いSi-N結合を導入すべくHexamethyldisilazaneとの共重合を試み、有機・無機ハイブリッド化が可能であることを明らかにした。
2.超低誘電率ナノポーラスa-C:F膜の創成
高周波伝送デバイスに必要な低誘電率薄膜として空隙含有a-C:F膜の成膜を行った。昨年度は成膜後の加熱を必要としたが、本年度は高温成膜によって成膜直後に誘電率2以下となることを明らかにした。
3.FTIRによるプロセスその場診断による反応機構の解明
パッシベーションで用いたC_5F_8プラズマでは、付着確率が0.1程度の高次ラジカルが成膜に寄与しているために、陰の部分でさえも被覆することが可能となっていることを明らかにした。低誘電率膜用に用いたC_6F_8については、親分子の構造である6員環構造を保ちつつ成膜に寄与しており、その6員環構造が耐熱性向上に寄与していることを明らかにした。また、偏光解析法とFTIRとの組み合わせによって構築した反射分光法を用いることによって、このようなカーボン系の有機薄膜のプラズマドライエッチングプロセスのその場診断を行い、プロセスモニターツールとして有益であることを明らかにした。
4.大気圧プロセスによる有機膜のプロセシングの可能性について
フィラメント放電を生成する誘電体バリア放電において、フィラメントが規則正しく整列することを見いだし、マスクレスエッチングが渇望されている有機薄膜のプロセシングにおいて重要な発見となった。

研究成果

• [文献書誌] T.Shirafuji: "Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition of Fluorinated Amorphous Carbon Films on the Surface with Reverse Tapered Microstructures"Jpn.J.Appl.Phys.. 42. 4504-4509 (2003)
• [文献書誌] T.Shirafuji: "Observation of Self-organized Filaments in A Dielectric Barrier Discharge of Ar Gas"Appl.Phys.Lett.. 83. 2309-2311 (2003)
• [文献書誌] T.Shirafuji: "Fourier transform infrared phase-modulated ellipsometry for in situ diagnostics of plasma-surface interactions"J.Phys.D : Appl.Phys.. 37. R49-R73 (2003)
• [文献書誌] T.Wakai: "The Effects of Plasma Exposure to BCB Film"The 21th Symposium on Plasma Processing. 21. 34-35 (2004)
• [文献書誌] S.N.Abolmasov: "Measurement of Charge Distribution on Electrodes in Dielectric Barrier Discharge with Self-organized Filaments"International Workshop on Plasma Nano-Technology and Its Future Vision. 1. 25-25 (2004)
• [文献書誌] T.Shirafuji: "PE-CVD of Ultra Low-k Thin Films and Its Gas Phase Diagnostics"The 16th International Symposium on Plasma Chemistry. 16. Po6-30-Po30 (2003)