多結晶半導体材料の粒界面伝導制御と酸化錫薄膜における新機能性の発現

1988 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 63460120
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 西野 種夫 神戸大学, 工学部, 教授 (60029452)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高倉 秀行 大阪大学, 基礎工学部, 助教授 (30112022)
• Keywords: 多結晶導体 / 酸化錫薄膜 / 電気伝導性 / 粒界面伝導 / 太陽電池 / 薄膜表示デバイス

Research Abstract

多結晶半導体材料は、LSIや各種オプトエレクトロニクス素子に利用されているが、これら一連の素子が微小化、微細化するに従って粒界面伝導の制御が重要になっている。本研究では、各種電子デバノスに多用されている酸化錫(SnO_2)多結晶薄膜の取り上げ、ホール効果の精密測定より、その電気伝導機構を調べ、粒界伝導の制御法を明らかにするとともに、SnO_2薄膜の新しい機能性を追求し、新しい応用を検討している。本年度は、化学気相成長法および電子ビーム蒸着法を用いて、ガラス基板上に各種SnO_2薄膜の作成とホール効果による電気伝導特性の測定システムの確立をめざして研究を進めてきた。前者の試料作成については、低抵抗透明SnO_2薄膜の作成システムが完成したので、現在初期の目的である3d遷移金属のドーピングをめざして実験を進めている。これら特殊な不純物のドーピングにより、SnO_2薄膜の粒界面伝導への影響を調べ、新しいドーピング元素に関する基礎的な知見を得たいと思っている。また、後者のホール効果による電気伝導特性の測定に関しては、液体ヘリウム温度から室温までの広い温度領域においてホール効果の自動測定システムを確立した。これらホール効果の測定により、自動的にキャリア密度や移動度の解析も容易にできるようなコンピュータ信号処理システムも作製した。このような測定システムを活用して、上記のSnO_2薄膜試料の電気伝導機構を詳細に調べ、粒界面伝導の制御に関する基礎的な知見を明らかにしたいと考えている。これら一連の研究成果に基いて、SnO_2薄膜の新機能性の発現に関する研究を遂行するが、特に太陽電池や表示素子用としてのより低抵抗のSnO_2薄膜の実現をめざすとともに、薄膜電界発光素子用としての透明高抵抗母材としての可能性についても検討することを考えている。