| 研究課題/領域番号 |
18K03603
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分14030:プラズマ応用科学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
布村 正太 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 上級主任研究員 (50415725)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
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| キーワード | プラズマ / 半導体 / 欠陥 / 水素 / シリコン / プラズマプロセス / 結晶シリコン / 水素化アモルファスシリコン / シリコン窒化膜 / パッシベーション / フィールドエフェクト / プラズマエレクトロニクス / 水素プラズマ / 水素原子 / 表面欠陥層 / 光電流 / 分光エリプソメトリ / 水素パッシベーション / ダングリングボンド |
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| 研究成果の概要 |
プラズマプロセス下における半導体材料の欠陥の発生と修復を解明する研究を進めた。具体的には、高効率太陽電池用途の水素化アモルファスシリコン(a-Si:H)と結晶シリコン（c-Si）のヘテロ接合を取り上げ、プラズマ成膜中におけるa-Si:H/c-Si界面の欠陥を光電流計測法により検出した。界面欠陥は、a-Si:H成長初期の過剰な水素原子供給により形成され、一部の水素原子が極薄a-Si:H膜を拡散し界面に到達することを見出した。一方、界面欠陥を終端し、良質な低欠陥界面を得るには、水素原子を適切に供給するとともに、アニールとのシナジー効果を引き出すことが重要であることを明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
太陽電池やイメージセンサー等の半導体デバイスの性能は、デバイス内の欠陥によって制限される。通常、これらの欠陥は、デバイス作製に用いるプラズマプロセスによって発生することが知られているが、その詳細なメカニズムは理解されていなかった。そこで、本研究では、太陽電池用途の水素化アモルファスシリコンと結晶シリコンのヘテロ接合を取り上げ、欠陥をデバイス作製時にその場でリアルタイムに検出し、欠陥の発生と修復のメカニズムを解明する研究を進めた。得られた結果として、欠陥の発生と修復には水素原子が密接に関与しており、水素原子の供給を適切に制御することで低欠陥界面が実現され、デバイスの高性能化に繋がることを示した。
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