日立ディスプレイズ、アモルファスＴＦＴ生産ラインで低温ポリシリコンを製造する技術を開発
ＳＥＬＡＸ技術を用いたＩＰＳ低温ポリシリコンＴＦＴ製造法を開発
日立ディスプレイズ（取締役社長： 井本義之）は、日立製作所 研究開発本部と共同で、従来のアモルファスＴＦＴ生産ラインにて、低温ポリシリコンを最適に生産する製造技術を開発しました。
本技術は、ＳＥＬＡＸ＊１技術（高性能なポリシリコン薄膜を部分的に形成する結晶化技術）を用い、アモルファスＴＦＴの一部に低温ポリシリコンの性能を付加することを可能としたものです。これにより、従来のアモルファスＴＦＴ生産ラインに巨額投資をせずに、低温ポリシリコンの生産能力を上げることができます。
近年、携帯電話等のモバイル機器では、表示画面の高精細・高画質化が求められており、画像や動画を美しく表示できるＩＰＳ液晶が多く採用されています。特に携帯電話用途では、ワンセグなどアプリケーションの多様化が進み、高精細ＶＧＡのＩＰＳ液晶の需要が増加して行くことが予想されています。
ＶＧＡは、現在主流のＱＶＧＡに比べて画素数が４倍となるため、一般的に電子移動度＊２が大きく、回路内蔵が可能な低温ポリシリコン生産ラインで生産しています。当社では、ＶＧＡ生産拡大を視野に入れて、低温ポリシリコンの生産能力拡大を検討してきました。
従来、アモルファスＴＦＴ生産ラインでは、薄膜シリコンの結晶化ができないため、低温ポリシリコンを生産することは不可能でした。今回、アモルファスＴＦＴ基板の中で、周辺の回路内蔵部のような大きい電子移動度を必要とする部分のみに固体レーザを照射し、シリコンの結晶化と横方向の結晶成長を同時に実現しました。これにより、大面積のガラス基板に、位置精度良く結晶領域を形成することができ、通常のエキシマレーザによる低温ポリシリコン工程に比べて、良質な結晶を短時間で作ることが可能となりました。
本技術の製品の量産への適用は、２００７年中の見通しです。千葉県茂原市にあるＶ３ライン（大型基板；７３０×９２０ｍｍ）にて生産体制を整え、従来の低温ポリシリコン生産ライン（生産能力は、２．２型換算２００万台／月）に加えて、１００万台／月の生産能力増強になる見込みです。今後も需要に応じて、ＳＥＬＡＸ設備の増設により能力を増強していきます。
なお、今回の製造技術の基礎となったＳＥＬＡＸは、日立製作所 中央研究所が２００２年５月に、ディスプレイに関する国際会議「ＳＩＤ２００２ （Ｓｏｃｉｅｔｙ ｆｏｒ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ ２００２ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ）」で発表したものです。従来の低温ポリシリコンＴＦＴプロセスとの互換性が高く、大型ガラス基板の任意の位置で処理ができる特徴があるため、次世代技術として注目されました。その後、日立製作所 研究開発本部と当社が共同で研究を進め、今回の技術開発に至ったものです。
【 用語説明 】
＊１ ＳＥＬＡＸ技術：Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅｌｙ Ｅｎｌａｒｇｉｎｇ Ｌａｓｅｒ Ｘ’ｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎの略。固体レーザのパルス幅を制御して、ＴＦＴ液晶パネルに塗布されるポリシリコンに照射することで、シリコ ン薄膜を最適条件で融解・凝固させ、“擬似単結晶シリコン＊”を形成する技術。より高精細なＴＦＴ液晶を 実現するためには、電子移動度を大きくする必要があり、このためには、電子の移動を阻害する結晶粒界 を少なくし、結晶粒を大きくする必要があります。ＳＥＬＡＸ技術によって、従来の結晶と比べ、結晶粒が２０ 倍程度の大きさで、かつ平坦な表面を有するポリシリコン膜を形成することができます。
＊２ 電子移動度：電子の動きやすさに対応した値で、トランジスタの性能を表わす基本パラメータのひとつ。この値が大きいほど、トランジスタは大きな電流を流すことができ、低電力で高速回路を実現できます。
＊擬似単結晶シリコン：ＴＦＴの電流方向を横切る粒界が存在しないポリシリコン半導体。キャリアが散乱されず、電流が流れやすい。
以 上