2014 Fiscal Year Annual Research Report
超音速フリージェットＰＶＤによるナノ結晶Ｓｉ半導体膜の開発
| Project/Area Number |
24560891
|
|---|
| Research Institution | Shibaura Institute of Technology |
|---|
Principal Investigator |
湯本 敦史 芝浦工業大学, 工学部, 准教授 (20383987)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
|
| Keywords | ナノ結晶材料 / ナノ粒子 / 超音速ガス流 / リチウムイオン2次電池負極 / シリコン半導体 / 薄膜太陽電池 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
シリコン薄膜（Si膜）は，各種半導体デバイス，薄膜太陽電池，リチウムイオン2次電池の負極などへの適用が盛んに研究されている．従来の成膜法によるSi膜の主流はアモルファスSi（a-Si）であるが，その電子移動度は多結晶Siの100分の1以下であるため，より高電子移動度を有するデバイスを形成するためにa-Si膜から微結晶Si膜への転換が必要不可欠であると指摘されている．a-Si膜の結晶化技術としてレーザーアニール法や金属誘起結晶化法など様々な手法が用いられているが，工程が複雑になる上，大面積の多結晶Si膜の形成が困難であることや，基板にダメージを与えること等が技術的課題となっている．したがって，後処理工程が必要なくas depositの状態で良質な微結晶Si膜を形成する技術の確立が重要であり，新しいコーティングプロセスの開発が模索されている．
超音速フリージェットPVD（Supersonic Free-Jet PVD: SFJ-PVD）は，生成直後の活性なナノサイズの粒子（ナノ粒子）を5km/s以上の超音速ガス流によって加速・基板まで搬送し，高い速度を付加したナノ粒子を基板上に堆積させることより膜形成させる新しいコーティング法である．
超音速フリージェットPVDにより，Si膜を石英ガラス基板及び銅箔基板上に形成させ，成膜条件が及ぼすSi膜の組織・構造への影響を評価検討することを研究目的とし，H24及びH25年度において，基板材質の差異（ガラス／銅）に関わらず，本法により形成されるSi膜が(1)緻密な多結晶体を呈していること，(2)膜組織が数nm～10nm程度の微結晶膜組織であることを明らかとし，成膜条件が及ぼす成膜速度への影響を調査し，数μm～数百μmの範囲で膜厚制御したナノ結晶Si膜を形成できることも示した．また，H26年度は，Liイオン二次電池用負極として本法によるナノ結晶Si膜の活用を検討するため，コインセルによる充放電特性を評価し，膜厚が及ぼす充放電特性の差異について明らかとした．
|
Research Products
(4 results)
