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りえみおか
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チャネル部のみを部分的に結晶化することができるので結晶性制御が容易である図 2 プロセスフロー３結果部分レーザアニール装置を用いる図 1 11 この装置は 3.

きを改善することが可能であるレーザアニールの位置合方 350 mj/cm 2 以上では微結晶化に起因する急激な移動度わせは高速高解像度カメラでゲート電極をキャプチャの低下が確認されたしたがってわれわれは 300 350 し目標の TFT チャネル部をリアルタイムで計算 mj/cm2 のエネルギー密度を採用した Excimer Laser Annealing

2 映像情報メディア学会誌 Vol. 71, No 図 1 レーザビーム方式図 3 PLAS の断面構造図 3 に PLAS の断面構造を示す PLAS はゲート電極上のチャネル部の部分的な領域のみをフォトマスクとエッチングなしに結晶化することが可能である従来のラインビーム装置はゲート電極上テーパー上ガラス上などの表面の結晶性制御の課題がある一方この装置はゲート上のチャネル部のみを部分的に結晶化することができるので結晶性制御が容易である図 2 プロセスフロー３結果部分レーザアニール装置を用いる図 1 11 この装置は 3.1 G10 基板上のゲート電極上の TFT チャネル部などの任意の結晶化に 351 nm XeF エキシマレーザを使用した移動部分的な箇所を結晶化アニールすることができボトム度のエネルギー密度とショット回数依存を図 4 に示す 350 ゲート構造における結晶性や TFT 特性の基板面内ばらつ mj/cm2 以下では移動度はエネルギー密度に比例した一きを改善することが可能であるレーザアニールの位置合方 350 mj/cm 2 以上では微結晶化に起因する急激な移動度わせは高速高解像度カメラでゲート電極をキャプチャの低下が確認されたしたがってわれわれはし目標の TFT チャネル部をリアルタイムで計算 mj/cm2 のエネルギー密度を採用した Excimer Laser Annealing フィードバック制御することで行うこの技術により G10 などの大型基板において高精度な位置合わせと高スループットを達成することが可能である PLAS はエキシマまたは YAG レーザどちらも使用できる図 2 に α-si TFT と PLAS TFT のプロセスフローを示す PLAS チャネルエッチング型 CE TFT のプロセスフローは α -Si TFT のものと基本的には同じであり脱水素アニールレーザアニール 2nd n+/α-si CVD の工程が追加されるのみであるそのため α-si と同じ 4 5 枚のフォトマスクで製造が可能でありコストメリットがある PLAS CE TFT と比較して PLAS エッチストッパー型 ES TFT はバックチャネルダメージとチャネル部 Si の膜厚分布に対して強みがあるこのプロセスでは SiO2 のフォトリソとエッチング工程がさらに追加され 5 枚マスクプ図 4 PLAS CE TFT の移動度のエネルギー密度ショット回数依存ロセスになる J220

3 論文 G10 大型基板向けの革新的な LTPS 技術で製造した 19.5 型 4K LCD 図 5 PLAS CE, ES TFT の伝達特性図 6 PLAS ES TFT の伝達特性のレーザ幅依存性レーザー幅 X = 12 μ m W/L = 10/4 μ m レーザ幅 X = 4, 6, 7, 9, 11 μ m W/L = 10/6.3 μ m Vds = 10 V ソース-ドレイン間電圧 Vds = 10 V 3.2 表 1 TFT 特性まとめ CE ES TFT プロセス比較 PLAS CE TFT と ES TFT の伝達特性を図 5 に示すレーザ条件は m J / c m 回ショットまたは mj/cm 2 50 回ショットレーザ幅は 12 μ m である CE TFT 300 mj/cm 2 20 shots の CE TFT は移動度が 7.32 cm2/vs しきい値電圧 Vth が 1.48 V 最小オフ電流 Ioff が 37.1 pa であった 300 mj/cm2 20 shots の ES TFT は移動度が cm2/vs, Vth が 1.67 V, Ioff が 50.7 pa であった ES TFT の方が CE TFT よりも大きな移動度を示したさらに 350 mj/cm2 50 shots の ES TFT は移動度 cm2/vs を示し量産されている IGZO よりも大きい値を示した 3.3 部分レーザアニール伝達特性のレーザ幅依存を図 6 に示す PLAS CE TFT はチャネル部 Si の残膜により特性がばらつくことが懸念されるここではその影響を最小限にするため PLAS ES TFT 構造を用いてレーザ幅依存性を調査したレーザ幅はレーザアニールのマスクでフォトリソ工程の増加なしに製作したレーザ条件は 300 mj/cm 2 20 回図 7 移動度と Ion Vg = 30 V のレーザ幅依存性ショットであるレーザ幅 X=11 μ m では移動度 11.3 cm2/vs を示し Vth は 4.2 V Ioff は 77.7 pa だったその他のレーザ幅の TFT 特性を表 1 に示すさらに移動度とオン電流 Ion Vg=30 V のレーザ幅依存を図 7 に示す Ion とレーザアニールなど異なる特性を持つ TFT をレーザア Ioff はレーザ幅に比例した一方 Vth はレーザ幅にほとニールのマスクにより同時に作り分けることができることんど依存しなかった移動度はレーザ幅に対して若干の増を示すさらにこのコントロール可能な TFT 技術は 2 加が確認されたこれはレーザ照射面積が大きくなると照 T1C 二つの TFT に一つのキャパシタを有する回路など射時温度上昇が大きくなるためと想定される絵素内に複数の TFT がある例えば OLED バックプレー PLAS 技術はレイヤを追加することなく同一レーザ条ンのようなものにも適用が可能である 3.4 件でもレーザ幅で電流値を制御することが可能であるこ光安定性れは例えば低いオフ電流が求められる絵素 TFT には幅 dark と light 測定環境下の TFT 特性を図 8 に示す PLAS の小さいレーザアニール高いオン電流が求められる gate CE TFT ES TFT ともに dark 環境下から light 環境下で driver on array のような駆動回路 TFT には幅の大きいの Vth シフトはほとんどなかった図 8 a b 一方 αj221

映像情報メディア学会誌 Vol. 71, No. 10 2017 図 8 Dark から 80000 cd/m2 環境下の伝達特性 Vds = 10 V 図 11 G10 ラインにおいて試作した 19.5 型 4K LCD 表 2 19.5 型 4K 試作パネルの仕様図 9 NBTIS 下での Vth シフト Vg=-30 V, Vds=0 V 60 80000 cd/m2 ぞれ 0.

4 映像情報メディア学会誌 Vol. 71, No 図 8 Dark から cd/m2 環境下の伝達特性 Vds = 10 V 図 11 G10 ラインにおいて試作した 19.5 型 4K LCD 表型 4K 試作パネルの仕様図 9 NBTIS 下での Vth シフト Vg=-30 V, Vds=0 V cd/m2 ぞれ 0.25 と 0.75 の間では Vth のシフトに差は確認されなかったこの結果は TFT の実効領域はレーザアニールされた領域によってのみ決められ α-si 領域の影響は考える必要がないことを示しているこの LTPS 同等の光耐性は PLAS が OLED バックプレーンや HDR TV 屋外用ディジタルサイネージに適していることを示している 3.5 パネル表示品位 G10 ラインで PLAS ES TFT の 19.5 型 4K LCD を試作した図 11 表 2 ムラもなく良好な表示品位を示したわれわれは G10 工場にて 2017 年には高解像度高精細高輝図 10 NBTIS のレーザ幅依存度屋外用ディジタルサイネージなどの大型パネルの量産を Vg = -30 V, Vds = 0 V, cd/m2 予定している４む Si の Vth はマイナス方向に大きく変化しオフ電流も悪化すび表 3 に示すようにわれわれは Oxide TFT と同等の移動した図 8 c NBTIS 試験による Vth シフトを図 9 に示す PLAS CE 度と LTPS と同等の光安定性を持つ PLAS TFT をボトム TFT と PLAS ES TFT の Vth シフトはそれぞれ 0.76 V とゲート構造で開発したこの革新的な技術は α-si TFT を最 0.34 V であり α-si TFT の 1.86 V よりも小さかったここも容易にかつ安価に高移動度へ転換することが可能である本論文では Ion と Ioff が新たなレイヤを必要とせずにで PLAS CE TFT と PLAS ES TFT の差はチャネルエッチダメージによるものと考えられるレーザの幅を変えるだけでコントロールできることが示さわれわれは残された α-si 領域についても調査したレーれた加えて良好な光耐性も示された PLAS の光安定ザ幅の異なる PLAS CE TFT の NBTIS 結果を図 10 に示性は OLED バックプレーンや HDR TV 屋外用ディジタルすレーザ幅 X=4 μ m と 12 μ m レーザ領域の割合はそれサイネージとしても期待されるさらに G10 やそれ以上 J222

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Microsoft PowerPoint - 集積デバイス工学７.ppt 集積デバイス工学 (7 問題追加課題下のトランジスタが O する電圧範囲を求めよただし T, T - とする >6 問題 P 型 MOS トランジスタについて正孔の実効移動度 μ.7[m/ s], ゲート長.[μm], ゲート幅 [μm] しきい値電圧 -., 単位面積あたりの酸化膜容量