無電界電子放出源を目指したナノ構造光起電力薄膜の研究

针对无场电子发射源的纳米结构光伏薄膜研究

• 批准号: 17656014
• 负责人: 木下 治久
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Shizuoka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17656014/
• 关键词: プラズマCVD; a-C:H膜; アモルファス炭素; ブイールドエミッタ; 電界電子放出; a-CN_x:H膜; フィールドエミッタ

新しい表示素子・フィールドエミッタ用の材料として期待されるアモルファス炭素(a-C:H)膜の堆積法とその物性,そしてフィールドエミッタ素子への応用を研究した。スーパーマグネトロンプラズマCVD装置の下電極(堆積用基板の設置電極)に印加する:RF電力を100W又は800Wと変化させ,上電極に800WのRF電力を供給することにより,表面粗さが4nm以内の極めて平坦な硬い膜を作製可能とした。膜の抵抗率は基板に印加するRF電力に強く影響され,下電極RF電力を大きくすると抵抗率の低い膜になった。下電極RF電力を800Wから100Wに下げると,光学的バンドギャップが低下した。下電極RF電力を100Wとして,イソブタンの原料ガスに窒素又は水素を添加すると,水素ガスを添加した場合に光学的バンドギャップが大きくなった。下電極RF電力を100wとし,p-Si基板上に窒素又は水素添加のアモルファス炭素膜を堆積した。フィールドエミッションの測定装置にこれらのサンプルを設置して電界電子放出特性を測定すると,光学的バンドギャップが約1.2eVの時に最も低い閾値電界が得られた。電子放出の閾値電界の最小値は添加ガスの種類(窒素又は水素)に関係無く,光学的バンドギャップにのみ依存した。この膜を窒素・水素(3:1)の混合ガスプラズマによりエッチングし表面処理すると,電子放出の閾値電界が13V/μmから11V/μmに低下した。更に,上下電極RF電力300W/100Wにて窒化炭素膜を作製しフィールドエミッション特性を測定すると,窒素・水素の混合ガスプラズマにて表面をエッチング処理した場合,閾値電界が12V/μmから8V/μmに大きく低下した。

我们研究了有望成为新型显示器件和场发射器材料的非晶碳（a-C:H）薄膜的沉积方法、其物理性质及其在场发射器器件中的应用。适用于超级磁控等离子体CVD设备的下电极（安装沉积基板的电极）：通过将射频功率更改为100W或800W，并向上电极提供800W的射频功率，表面粗糙度可以尺寸减小到 4 纳米以内，从而可以制造极其平坦且坚硬的薄膜。薄膜的电阻率受到施加到基底的射频功率的强烈影响，增加下电极射频功率会导致薄膜电阻率降低。当底部电极射频功率从 800W 降低到 100W 时，光学带隙减小。当下电极RF功率设置为100W并且将氮气或氢气添加到异丁烷源气体时，当添加氢气时光学带隙变得更大。将下电极RF功率设置为100W，并且在p-Si衬底上沉积氮或氢掺杂的非晶碳膜。当将这些样品安装在场发射测量装置中并测量它们的场发射特性时，当光学带隙约为1.2eV时获得最低阈值电场。电子发射阈值电场的最小值与添加气体（氮气或氢气）的类型无关，仅取决于光学带隙。当通过用氮/氢(3:1)混合气体等离子体蚀刻对该膜进行表面处理时，电子发射的阈值电场从13V/μm降低至11V/μm。此外，当以300W/100W的射频功率制作上下电极的氮化碳膜并测量其场致发射特性时，发现当表面蚀刻时阈值电场从12V/μm变为8V/μm。与氮/氢混合气体等离子体相比，有显着下降。

项目成果

スーパーマグネトロンプラズマCVDによるDLC膜の堆積-下電極RF電力依存性-

超磁控等离子体CVD沉积DLC薄膜-下电极RF功率依赖性-

• 发表时间: 2008
• 作者: 櫻井 勝俊;木下 治久
• 通讯作者: 木下 治久

紫外線照射による大気中におけるa-CN_X:H膜の酸化

紫外光照射空气中a-CN_X:H薄膜的氧化

• 发表时间: 2007
• 期刊: 電子情報通信学会技術研究報告 ED2007-19
• 作者: 櫻井 勝俊;他
• 通讯作者: 他

Sputter-assisted Plasma CVD of Wide or Narrow Optical Bandgap Amorphous CN_X:H Films Using i-C4H_10/N_2 Supermagnetron Plasma

使用 i-C4H_10/N_2 超磁控等离子体溅射辅助等离子体 CVD 制备宽或窄光学带隙非晶 CN_X:H 薄膜

• 发表时间: 2008
• 期刊: Thin Solid Films 516
• 作者: H.Kinoshita;et. al.
• 通讯作者: et. al.

Amorphous CN_X:H Films Formed for Solar Cells Using i-C_4H_<10>/N_2Supermagnetron Plasma

使用 i-C_4H_<10>/N_2 超磁控等离子体形成太阳能电池非晶 CN_X:H 薄膜

• 发表时间: 2007
• 作者: 木下 治久;木山 誠;鈴木 寛之
• 通讯作者: 鈴木 寛之

Diamond-Like Amorphous Carbon Films Deposited for Field-Emission Use by Upper- Electrode -RF-Power-Controlled Supermagnetron Plasma

通过上电极射频功率控制的超磁控管等离子体沉积用于场发射的类金刚石非晶碳薄膜

• 发表时间: 2006
• 期刊: Jpn.J. Appl. Phys. Vol.45,No.10B
• 作者: H.Kinoshita;M.Yamashita;T.Yamaguchi
• 通讯作者: T.Yamaguchi