150℃級プロセスによるフレキシブルディスプレイ用高結晶性TFTの実現

采用150℃级工艺实现柔性显示器用高结晶TFT

• 批准号: 09J08346
• 负责人: 松本 光正
• 金额: $ 0.45万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09J08346/
• 关键词: 常圧プラズマ; CVD; 薄膜トランジスタ; 多結晶シリコン; フレキシブルディスプレイ

近年、プラスチックフィルム基板を用いたフレキシブルディスプレイの開発が世界規模で進められ、今後大きな市場の広がりが予測されている。フレキシブルディスプレイには自発光素子ある有機ELが有望視されている。有機ELディスプレイの駆動には電流制御可能なTFTが必要なため、今日液晶ディスプレイで一般的に使用されている非晶質Si-TFTは閾値変動が大きく、使用できない。そこで注目されるのが多結晶Si-TFTである。現在レーザーアニール再結晶化法による多結晶薄膜が検討されているが、高コスト化、大面積化に多くの技術的課題を抱えている。また従来の低圧プラズマCVD法は、フィルムに耐えうる低温化での多結晶Si成長は困難であった。この課題解決に挑戦すべく我々はパルス電界大気圧プラズマCVD法に焦点をあて研究を試みた.その結果,プラスチックフィルム上にインキュベーション層を介せずに高品質な多結晶Si成長に世界で初めて成功した。また同手法を使用して窒化Si薄膜の低温・高速成膜にも成功しており,その耐圧強度は約7.8MV/cmと一般的なTFT仕様の絶縁膜要求スペックを満たしている.実際にこれらの薄膜を使用し薄膜トランジスタを作製し移動度は約0.1cm^2/V・s,ON/OFF比は5桁以上の値を得た.また,従来の低圧プラズマCVD法では陰極降下の影響を受けるため,成膜は一般的にアノード側で行われてきた.一方,パルス電界常圧プラズマは両電極に等価なプラズマポテンシャルを形成する可能性がある.これを実証するべく両電極上に基板を設置し,Si成膜・評価を行った結果,同等な膜質・成膜速度であることを示した.この結果は両電極上に等価なプラズマポテンシャルの形成を示唆し,将来的に大幅なコスト低減に繋がると期待できる.

In recent years, the development of the world's large-scale substrate has been advancing, and the future market has been predicted. The organic EL is expected to be used in the future. Organic EL transistors are required for current control, and liquid crystal transistors are generally used for amorphous Si-TFT transistors.そこで注目されるのが多结晶Si-TFTである。Now, the recrystallization method for polycrystalline thin films has been developed to improve the quality of polycrystalline thin films and to increase the area of polycrystalline thin films. Low voltage CVD method is difficult to grow polycrystalline Si. The problem is solved by the method of CVD. As a result, high-quality polycrystalline Si has been successfully grown in the world for the first time. Using the same method, Si thin film was successfully deposited at low temperature and high speed, and the voltage strength was about 7.8 MV/cm. The insulation film requirements of general TFT were different. In practice, the film is used to control the movement of the film, which is about 0.1 cm^2/V·s, and the ON/OFF ratio is more than 5. The CVD method is not affected by the cathode drop, but the film formation is generally carried out on the side of the cathode. On the other hand, the probability of formation of the electrode is very high. The results of Si film formation and evaluation show that the film quality and film formation speed are the same. The result is that the electrode has a large number of different types of particles, which are expected to decrease greatly in the future.

项目成果

Cleaning-Free Dcposition of Highly Crystallized Si Films on Plastic Film Substrates Using Pulsed-Plasma CVD under Near-Atmosphcric Presure

在近大气压下使用脉冲等离子体 CVD 在塑料薄膜基材上免清洗沉积高度结晶的硅薄膜

• 发表时间: 2009
• 期刊: ECS Transactions 25
• 作者: Hashimoto M.;Komatsu K.;Maejima K.;Ozeki J.;Kagiwada S.;Takahashi S.;Yamaji Y.;Namba S.;小松健・石川一也・足立達司・白石拓也・橋本将典・山次康幸・難波成任;小松健・湊菜未・煉谷裕太朗・白石拓也・足立達司・難波成任;M.Matsumoto
• 通讯作者: M.Matsumoto