狭ギャップ高圧VHFプラズマを用いた微結晶シリコン薄膜作製

• 研究課題/領域番号: 20560022
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 薄膜・表面界面物性
• 研究機関: 岐阜大学
• 研究代表者: 牟田 浩司 岐阜大学, 工学研究科, 准教授 (10219850)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2010年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2009年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円); 2008年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
• キーワード: 薄膜シリコン太陽電池 / VHFプラズマ / 高圧狭ギャップ / 微結晶シリコン / プラズマパラメータ / バラン給電法 / 太陽電池

研究概要

狭ギャップ高圧VHFプラズマは従来のRFプラズマに比べて高電子密度・低電子温度となることから、高速高品質製膜が求められる微結晶シリコン薄膜作製に広く用いられているが、そのメカニズムは十分に理解されていない。本研究ではプラズマに焦点を当て、VHFプラズマの狭ギャップ高圧特性を実験および数値シミュレーションにより明らかにした。同時に効率的なプラズマ生成法を提案・実証した。さらに、製膜実験を行い高速高品質製膜の実現の見通しを得た。

研究成果

• [雑誌論文] (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Nishimiya, T.Yamane, S.Nakao, Y.Takeuchi, Y.Yamauchi, H.Takatsuka, H.Muta K.Uchino, Y.Kawai
  • 雑誌名: Surf.Coat.Technol. in press
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Nishimiya, T.Yamane, Y.Takeuchi, Y.Yamauchi, H.Takatsuka, H.Muta, K.Uchino, Y.Kawai
  • 雑誌名: Thin Solid Films in press
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Muta S.Nishida, S.Kuribayashi, N.Yoshikawa, R.Komatsu, K.Uchino, Y.Kawai
  • 雑誌名: Jpn.J.Appl.Physics Vol.50
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of Excitation Frequency on the Spatial Distributions of a Surface Wave Plasma (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Muta, S.Nishida, S.Kunbayashi, N.Yoshikawa, R.Komatsu, K.Uchino, Y.Kawai
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 50
  • NAID: 210000138242
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characteristics of SiH_4/H_2 VHF Plasma Produced by a Short Gap Discharge (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Nishimiya, T.Yamane, S.Nakao, Y.Takeuchi, Y.Yamauchi, H.Takatsuka, H.Muta, K.Uchino, Y.Kawai
  • 雑誌名: Surface & Coatings Technology 巻: (in press,in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Yamauchil, T.Baba, T.Yamanel, Y.Takeuchi, H.Takatsuka, H.Muta, K.Uchino, Y.Kawai
  • 雑誌名: Phys.Status Solidi C Vol.7 ページ: 549-552
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Kawai, K.Uchino, H.Muta S.Kawai, T.
  • 雑誌名: Rowf, Vacuum Vol.84 ページ: 1381-1384
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dominant Ion Species in VHF SiH_4/H_2 Plasma (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Yamauchi, T.Baba, T.Yamane, Y.Takeuchi, H.Takatsuka, H.Muta, K.Uchino, Y.Kawai
  • 雑誌名: Physica Status Solidi C 巻: 7 ページ: 549-552
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of Large Diameter ECR Plasma Source (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Kawai, K.Uchino, H.Muta, S.Kawai, T.Rowfi
  • 雑誌名: Vacuum 巻: 84 ページ: 1381-1384
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Yamauchi, T. Baba, Y. Takeuchi, H.Takatsuka, H.Muta, K.Uchino, Y.Kawai
  • 雑誌名: Plasma Process.Polym. Vol.6
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Muta, S.Kishida, M.Tanaka, Y.Yamauchi, T.Baba, Y.Takeuchi, H.Takatsuka, Y.Kawai
  • 雑誌名: Plasma Process.Polym. Vol.6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Investigation of Plasma Parameters in a VHF plasma with Narrow Gap under High Gaseous Pressure (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Mita, S.Kishida, M.Tanaka, Y.Yamauchi, T.Baba, Y.Takeuchi, H.Takatsila, Y.Kawai
  • 雑誌名: Plasma Processes and Polymers 6 ページ: 792-795
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of VHF Plasma Source with Short Discharge Gap for Solar Cells (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Yamauchi, T.Baba, Y.Takeuchi, H.Takastsuka, H.Muta, K.Uchino, Y.Kawai
  • 雑誌名: Plasma Processes and Polymers 6 ページ: 273-277
  • 査読あり
• [雑誌論文] Investigation of Plasma Paramclers in a VHF Plasma with Narrow Gapunder High Gaseous Pressure (2009)
  • 著者名/発表者名: H Muta, S, Kishida, M. Tanaka, Y. Yamauchi, T. Baba. Y. Takcuchi, H. Takatsuka. Y. Kawai
  • 雑誌名: Plasma Processes and Polymers 4(印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2008)
  • 著者名/発表者名: Y.Yamauchi, Y.Takeuchi, H.Takatsuka, H.Yamashita, H.Muta, Y.Kawai
  • 雑誌名: Contributions to Plasma Physics Vol.48 ページ: 326-330
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2008)
  • 著者名/発表者名: Y.Yamauchi, Y.Takeuchi, H.Takatsuka, Y.Kai, H.Muta, Y.Kawai
  • 雑誌名: Surf.Coat.Technol. Vol.202 ページ: 5668-5671
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2008)
  • 著者名/発表者名: D.H.Thang, H.Muta, Y.Kawai
  • 雑誌名: Thin Solid Films Vol.516 ページ: 4452-4455
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2008)
  • 著者名/発表者名: T.Nishnniya, Y.Takeuchi, Y.Yamauchi, H.Takatsuka, T.Shioya, H.Muta, Y.Kawai
  • 雑誌名: Thin Solid Films Vol.516 ページ: 4430-4434
  • 査読あり
• [学会発表] Numerical Investigation of VHF Plasmas Produced by a Balanced Power Feeding Method (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Muta, S.Nishida, S.Kuribayashi, K.Uchino, Y.Kawai
  • 学会等名: 第3回先進プラズマ科学と窒化物及びナノ材料への応用に関する国際シンポジウム(ISPlasma2011)
  • 発表場所: 名古屋工業大学
• [学会発表] Analysis of Si Deposition Using Under-expanded Supersonic Jet in SiH_4/H_2 PE-CVD (2011)
  • 著者名/発表者名: S.Nishida, Y.Tsunekawa, M.Ukai, D.Ando, N.Okamoto, S.Tanaka, N.Tanaka, J.Nakamura, Y.Nomura, H.Muta, S.Kuribayashi
  • 学会等名: 第3回先進プラズマ科学と窒化物及びナノ材料への応用に関する国際シンポジウム(ISPlasma2011)
  • 発表場所: 名古屋工業大学
• [学会発表] Characteristics of SiH_4/H_2 VHF Plasma Produced by a Short Gap Discharge (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Nishimiya, T.Yamane, S.Nakao, Y.Takeuchi, Y.Yamauchi, H.Takatsuka, H.Muta, K.Uchino, Y.Kawai
  • 学会等名: Twelfth International Conference on Plasma Surface Engineering
  • 発表場所: Garmisch-Partenkirchen, (Germany)
  • 年月日: 2010-09-15
• [学会発表] 高圧狭ギャップVHFプラズマの空間分布特性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 丸尾幸一郎, 高比良将, 牟田浩司, 西田哲, 栗林志頭眞
  • 学会等名: 秋季第71回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 長崎大学
  • 年月日: 2010-09-14
• [学会発表] 高圧狭ギャップVHFプラズマの数値シミュレーション (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Nishida, Y.Tsunekawa, M.Ukai,, D.Ando, N.Okamoto, S.Tanaka, N.Tanaka, J.Nakamura, Y.Nomura, H.Muta, S.Kuribayashi
  • 学会等名: 秋季第71回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 長崎大学
  • 年月日: 2010-09-14
• [学会発表] 不足膨張噴流を用いた非平衡プラズマCVDによるα/μc-Si:H膜成長 (2010)
  • 著者名/発表者名: 安藤大輔, 中村次郎, 恒川佳寛, 栗林志頭眞, 西田哲, 牟田浩司, 竹内良昭, 山内康弘, 高塚汎
  • 学会等名: 電気学会プラズマ研究会
  • 発表場所: 県民文化ホール未来会館(岐阜)
  • 年月日: 2010-08-12
• [学会発表] バラン給電法によるVHFプラズマの特性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 水野健太, 松岡正典, 牟田浩司, 西田哲, 栗林志頭眞, 竹内良昭, 山内康弘, 高塚汎
  • 学会等名: 電気学会プラズマ研究会
  • 発表場所: 県民文化ホール未来会館(岐阜)
  • 年月日: 2010-08-12
• [学会発表] 高圧狭ギャップVHFプラズマの空間分布特性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 丸尾幸一郎, 高比良将, 牟田浩司, 西田哲, 栗林志頭眞
  • 学会等名: 秋季第71回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 長崎
• [学会発表] 高圧狭ギャップVHFプラズマの数値シミュレーション (2010)
  • 著者名/発表者名: 高比良将, 丸尾幸一郎, 牟田浩司, 西田哲, 栗林志頭眞
  • 学会等名: 秋季第71回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 長崎
• [学会発表] 衝突噴流群を用いた非平衡プラズマCVDによる高速シリコン成膜 (2010)
  • 著者名/発表者名: 鵜飼正夫, 恒川佳寛, 岡本直樹, 田中翔, 西田哲, 牟田浩司, 栗林志頭眞, 竹内良昭, 山内康弘, 高塚汎
  • 学会等名: 秋季第71回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 長崎
• [学会発表] 超音速不足膨張噴流を用いた非平衡プラズマCVDによるSi製膜に及ぼすVHF周波数の影響 (2010)
  • 著者名/発表者名: 恒川佳寛, 安藤大輔, 中村次郎, 西田哲, 牟田浩司, 栗林志頭眞, 竹内良昭, 山内康弘, 高塚汎
  • 学会等名: 秋季第71回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 長崎
• [学会発表] バラン給電法によるVHFプラズマの特性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 水野健太, 松岡正典, 牟田浩司, 西田哲, 栗林志頭眞, 竹内良昭, 山内康弘, 高塚汎
  • 学会等名: 電気学会プラズマ研究会
  • 発表場所: 岐阜
• [学会発表] 不足膨張噴流を用いた非平衡プラズマCVDによるα/μc-Si:H膜成長 (2010)
  • 著者名/発表者名: 安藤大輔, 中村次郎, 恒川佳寛, 栗林志頭眞, 西田哲, 牟田浩司, 竹内良昭, 山内康弘, 高塚汎
  • 学会等名: 電気学会プラズマ研究会
  • 発表場所: 岐阜
• [学会発表] Observation of Negative Ions in VHF SiH_4/H_2 Plasma (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Kawai, T.Yamane, Y. Takeuchi, Y.Yamauchi, H.Takatsuka, H.Muta, K.Uchino
  • 学会等名: 7th International Conference on Reactive Plasmas and 63rd Gaseous Electronics Conference
  • 発表場所: Paris (France)
• [学会発表] Characteristics of SiH_4/H_2 VHF Plasma Produced by a Short Gap Discharge (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Nishimiya, T.Yamane, S.Nakao, Y.Takeuchi, Y.Yamauchi, H.Takatsuka, H.Muta, K.Uchino, Y.Kawai
  • 学会等名: Twelfth International Conference on Plasma Surface Engineering, Garmisch-Partenkirchen
  • 発表場所: Germany
• [学会発表] Control of Large Area VHF Plasma Produced at High Pressure (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Nishimiya, T.Yamane, Y.Takeuchi, Y.Yamauchi, H.Takatsuka, H.Muta, K.Uchino, Y.Kawai
  • 学会等名: 10th APCPST (Asia Pacific Conference on Plasma Science and Technology) and 23th SPSM (Symposium on Plasma Science for Materials
  • 発表場所: Jeju (Korea)
• [学会発表] Characteristics of VHF Plasma Produced by a Balance Power Feeding Method (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Muta, S.Nishida, S.Kuribayashi, Y.Takeuchi, Y.Yamauchi, H.Takatsuka, K.Uchino, Y.Kawai
  • 学会等名: 10th APCPST (Asia Pacific Conference on Plasma Science and Technology) and 23th SPSM (Symposium on Plasma Science for Materials
  • 発表場所: Jeju (Korea)
• [学会発表] Proceedings of the 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference (Hamburg) (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Yamauchi, T.Baba, Y.Takeuchi, H.Takatsuka, H.Muta, K.Uchino, Y.Kawai
  • 学会等名: 20090000
  • 発表場所: 2333-2336
• [学会発表] Dominant ion species in VHF SiH_4/H_2 plasma (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Yamauchi, T.Baba, T.Yamane, Y.Takeuchi, H.Takatsuka, H.Muta, K.Uchino, Y.Kawai
  • 学会等名: 23rd International Conference on Amorphous and Nanocrystalline Semiconductors
  • 発表場所: Utrecht, Netherlands
• [学会発表] Investigation of Plasma Parameters in a VHF Plasma with Narrow Gapunder High Gascous Pressure (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Mula. S. Kishida. M. Tanaka, Y. Yamauchi, T. Baba. Y. Takeuchi, H. Takalsuka, Y. Kawai
  • 学会等名: The 11^<th> International Conference on Plasma Surface Engineering
  • 発表場所: ガルミッシュ・バルテンキルヒェン(ドイツ)
  • 年月日: 2008-09-17