極紫外域高エネルギ-光子を用いた安定構造非晶質シリコン系薄膜の形成

在极紫外区域利用高能光子形成稳定的非晶硅薄膜

• 批准号: 01850061
• 负责人: 冬木 隆
• 金额: $ 6.02万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (B)
• 财政年份: 1989
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1989 至 1990
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-01850061/
• 关键词: 非晶質シリコン; 光CVD; 極紫外光; 局在準位密度; 化学的気相堆積法; 内部光電子放出法; 一定生電流法; 光化学反応; 赤外吸収分光法; 水素結合構造; 活性種

本研究は極紫外域の高エネルギ-光子により原料ガスを励起分解し、生成された活性種を利用して化学反応を誘起、促進させ、熱や光照射等により物性が劣化しない安定な構造を持つ高品位の非晶質シリコン系薄膜を形成することを目的とする。1.<安定構造非晶質シリコン薄膜の物性評価>___ー極紫外光誘起化学反応を用いて,熱、光照射等による物性劣化の少ない安定構造非晶質シリコン膜の形成を実現した。一定光電流法によりギャップ内準位密度を評価したところ2×15^<15>cm^<-3>という低い値をもつことがわかった。膜内水素量が5%以下と少ないことから、ダングリングボンドが効率よく低減されている。内部光電子放出法によって決定された移動度ギャップと光学的ギャップとの差は従来のグロ-放電法により製作された膜のそれよりも小さく、極紫外光CVD膜はバンド端付近の局在準位が少なく高品質な膜であることを示唆している。2.<多元系非晶質膜の形成>___ー原料ガスに炭化水素系ガス(アセチレン)を混合して導入することにより非晶質シリコンカ-ボン薄膜を形成した。原料流量比を変える事により炭素組成比を0〜0.6の間で変化させることができた。それにともない光学的禁制帯幅が1.7〜3.0eVの間で制御できる。光導電率、ならびに暗導電率は炭素組成の増加にしたがって減少するが、炭素組成比0.3、禁制帯幅2.3eVの膜でも3〜4桁の光/暗導電率比が得られ、電子素子へ適用可能な膜が形成できた。今後、光源の安定した高輝度化、原料ガス導入量増加により堆積速度向上を目指し、実用化プロセスへの適用が期待される。

这项研究利用极紫外区域的高能光子来激发和分解原料气体，并利用产生的活性物种来诱发和加速化学反应，创造出物理性能不会因热或光照射而恶化的稳定结构。目的是形成高质量的非晶硅基薄膜。 1. <稳定结构非晶硅薄膜的物理性能评估> ___ - 利用极紫外光引发的化学反应，我们实现了结构稳定的非晶硅薄膜的形成，该薄膜几乎没有因热、光照射等而导致物理性能劣化。 。当使用恒定光电流法评估间隙中的能级密度时，发现其具有2×15^<15>cm^-3>的低值。由于薄膜中的氢含量低于5%，有效减少了悬挂键。由内部光电子发射方法确定的迁移率间隙和光学间隙之间的差异小于由传统辉光放电方法制造的薄膜，并且极紫外光CVD薄膜在带边缘附近具有局域能级。这部电影的质量很高。 2.<多成分非晶膜的形成>___-通过将烃气体(乙炔)的混合物引入到原料气体中来形成非晶硅碳薄膜。通过改变原料流量比，碳成分比可在0至0.6之间变化。因此，光学禁带宽度可以控制在1.7至3.0eV之间。虽然光电导率和暗电导率随着碳成分的增加而降低，但即使是碳成分比为0.3、禁带宽度为2.3 eV的薄膜也能获得3~4位数的光/暗电导率比，使其适合使用形成了适用于电子设备的薄膜。未来，我们希望通过使光源更稳定、更明亮以及增加原料气体的引入量来提高沉积速率，并有望将该方法应用于实际工艺中。

项目成果

H.Matsunami: "aーSi:H Films by direct photoーCVD and Doping Characteristics" Proceeding of the Intnernational PVSECー4. 289-293 (1989)

H.Matsunami：“直接光 CVD 和掺杂特性的 a-Si:H 薄膜”国际 PVSEC-4 会议记录 289-293 (1989)。

T.Shirafuji: "Low HydrogenーConcentration a Si:H Deposited by Direct PhotoーCVD" Technical digest of the International PVSECー5. 31-34 (1990)

T.Shirafuji：“直接光 CVD 沉积的低氢浓度 Si:H”国际 PVSEC-5 技术文摘 (1990)。

H.Matsunami: "a-Si:H Films by Direct Photo-CVD and Doping Characteristics" Proceedings of the 4th International Photovoltaic Science and Engineering Conference,Sydney. 1. 289-293 (1989)

H.Matsunami：“a-Si:H Films by Direct Photo-CVD and Doping Features”第四届国际光伏科学与工程会议论文集，悉尼。

白藤立: "真空紫外光を用いた直接光CVD法によるaーsi:H膜の製作と物性評価" 電子情報通信学会シリコン材料デバイス研究会技術研究報告. SDM89ー144. 7-11 (1989)

Tatsu Shirafuji：“使用真空紫外光的直接光学 CVD 方法制造和评估 asi:H 薄膜的物理性能”IEICE 硅材料和器件研究组技术研究报告 SDM89-144 (1989)。

H.Matsunami: "aーSi:H Deposited by Direct PhotoーCVD Using a MicrowaveーExcited Xe Lamp" Proceeding of 1990 Spring Meeting of Materials Research Society,USA. Symp.O. (1990)

H.Matsunami：“使用微波激发 Xe 灯通过直接光 CVD 沉积 a-Si:H”美国材料研究学会 1990 年春季会议论文集 (1990)。