大気圧プラズマジェットを用いたフレキシブル基板上単結晶シリコンCMOS技術

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 16H04334
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 電子・電気材料工学
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 東 清一郎 広島大学, 先端物質科学研究科, 教授 (30363047)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 結晶成長 / 大気圧プラズマ

研究成果の概要

大気圧熱プラズマジェット（TPJ）をアモルファスシリコンに照射しつつ高速走査することで溶融領域からの横方向結晶成長を誘起する手法において、結晶成長面方位制御を目指し、①超ハイパワーTPJ発生技術の開発、②超高速走査法の開発、の2項目を両立する技術開発をおこなった。TPJ放電ガスとしてArにN2を添加することで125kW/cm2の超ハイパワーを達成するとともに、回転ステージを用いることで最大18m/sの高速結晶化を達成した。更に本手法で（１１１）に面方位制御された結晶成長が可能であり、回転軸と平行方向に微速移動し結晶化領域を重ねつつ溶融結晶化することで大面積に展開可能な連続結晶成長を達成した。

自由記述の分野

半導体工学

研究成果の学術的意義や社会的意義

大気圧プラズマ（TPJ）を超ハイパワー化する手法として窒素ガス添加という簡便な方法が劇的な効果をもたらすことを見出した。このハイパワーTPJにより従来達成できなかった超高速の結晶成長を実現することが可能となり、18m/sの走査速度でガラス上のアモルファスシリコンを結晶化することに成功した。またシリコン結晶の面方位を（111）に制御可能であることを見出し、これはフラットパネルディスプレイ等の大面積エレクトロニクスの性能を飛躍的に向上させうる技術として有用な知見を与える成果である。