イオン照射による薄膜用基板の表面制御-結晶性薄膜作製の低温プロセス化-

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07555040
• Research Category: Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (B)
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 山内 和人 大阪大学, 工学部, 助教授 (10174575)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐野 泰久 大阪大学, 工学部, 助手 (40252598) ; 山村 和也 大阪大学, 工学部, 助手 (60240074) ; 森 勇蔵 大阪大学, 工学部, 教授 (00029125)
• Keywords: 太陽電池 / TFT / イオン照射 / 表面改質 / 液体金属イオン源 / シリコンイオン

Research Abstract

本研究の目的は、イオン照射による基板改質を施すことで、太陽電池やTFTに用いられる高品質の結晶性シリコン薄膜を低温プロセス下において作製することである。
本年度は研究計画に従い、まずシリコンイオン生成用イオン源の設計・試作を行った。イオン源には電流密度を大きくとれる液体金属イオン源を用いることとし,融点を下げるためシリコン合金を原料として用い、質量分離することで高純度のシリコンイオンを得れるように設計・試作を行った。試作したイオン源を現有の超高真空チャンバーに取り付けた結果、0.5〜10keVのシリコンイオンを1μA/cm^2以上という大電流密度で基板表面に照射を行うことが可能となった。この装置を用い、イオン照射条件と基板表面に形成される核の結晶性との関係について基礎実験を行った結果、照射エネルギー及び照射量を最適な条件に設定することによって室温下においても基板表面に結晶性の核を得ることが出来ることが分かった。一方、電子ビーム蒸着により核の形成を行ってもこのような低温下では結晶性の核は得られないことから、イオンの運動エネルギーが結晶成長の初期過程において有効に利用されることで結晶化が行われることが分かった。
今後はこれらのデータを元に、結晶性の核を配した改質基板上にシリコンを電子ビーム蒸着することで、結晶性シリコン薄膜を作製していく予定である。