対向ターゲット式交互堆積反応性スパッタ法による硫化銅インジウム薄膜の作製

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20560292
• 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: 電子・電気材料工学
• 研究機関: 新潟大学
• 研究代表者: 坪井 望 新潟大学, 自然科学系, 教授 (70217371)
• 連携研究者: 大石 耕一郎 長岡工業高等専門学校, 機械工学科, 准教授 (90300558) ; 田中 久仁彦 長岡技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (30334692)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• キーワード: 薄膜太陽電池 / カルコパイライト / スパッタ法

研究概要

2組の対向ターゲット対を有するスパッタ装置を構築し,CS_2反応性ガス中でのCuとInの交互堆積により薄膜作製を試みた。組成は交互堆積時間比で(Cu_xS)-(CuInS_2)-(CuIn_5S_8)-(In_2S_3)系で変化し,化学量論組成付近でCuInS_2の基礎吸収端を有する多結晶CuInS_2薄膜が得られた。多元蒸着法によるエピタキシャル薄膜ではCu/In比に加えて格子歪みが薄膜成長過程に関連していた。

研究成果

• [雑誌論文] Epitaxial Growth of Chalcopyrite-type CuInS2 Films on GaAs(001) Substrates by Evaporation Method with Elemental Sources (2011)
  • 著者名/発表者名: N.Tsuboi, T.Tamogami, S.Kobayashi
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics Vol.50 in press.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Epitaxial growth of chalcopyrite CuInS_2 films on GaP(001) by controlling [Cu]/[In] ratio, phys. (2009)
  • 著者名/発表者名: R.M.Vequizo, N.Tsuboi, S.Kobayashi, K.Oishi, F.Kaneko
  • 雑誌名: status solidi (c) Vo1.6 ページ: 1019-1022
  • 査読あり
• [学会発表] 反応性スパッタ法によるCuInS_2薄膜における基板温度および反応性ガス供給方法に対する特性変化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 川田孝平, 坪井望
  • 学会等名: 第58回春季応用物理学会学術講演会
  • 年月日: 2011-03-26
• [学会発表] 反応性交互スパッタ法によるMo薄膜上へのCuInS_2薄膜作製の試み (2010)
  • 著者名/発表者名: 須田朗弘, 坪井望, 金子双男
  • 学会等名: 第20回電気学会東京支部新潟支所研究発表会
  • 発表場所: 長岡技術科学大学(長岡市)
  • 年月日: 2010-11-28
• [学会発表] CuとInの反応性交互スパッタによるCuInS_2薄膜特性の基板温度依存性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 川田孝平, 山口拓也, 坪井望, 金子双男, 小林敏志
  • 学会等名: 第20回電気学会東京支部新潟支所研究発表会
  • 発表場所: 長岡技術科学大学(長岡市)
  • 年月日: 2010-11-28
• [学会発表] Lattice Strain in CuInS_2 Epitaxial films (2010)
  • 著者名/発表者名: 坪井望
  • 学会等名: Seminar on CIS solar cells in Ryukoku 2010
  • 発表場所: Ryukoku Univ.(Otsu,Japan).
  • 年月日: 2010-10-09
• [学会発表] Epitaxial Growth of Chalcopyrite-type CuInS_2 Films on GaAs(001) Substrates by Evaporation Method with Elemental Sources (2010)
  • 著者名/発表者名: 坪井望, 田母神崇, 小林敏志
  • 学会等名: 17th International Conference on Ternary and Multinary Compounds
  • 発表場所: Crescent Beach Hotel(Baku, Azerbaijan).
  • 年月日: 2010-09-28
• [学会発表] GaAs基板上のCuInS_2 エピタキシャル薄膜の格子歪み (2010)
  • 著者名/発表者名: 田母神崇, 坪井望, 大石耕一郎, 金子双男, 小林敏志
  • 学会等名: 第57回春季応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 東海大学湘南キャンパス(平塚市)
  • 年月日: 2010-03-18
• [学会発表] CuInS_2 エピタキシャル薄膜の結晶構造と格子歪みの評価 (2009)
  • 著者名/発表者名: 田母神崇, 坪井望, 大石耕一郎, 金子双男, 小林敏志
  • 学会等名: 応用物理学会209年多元系機能材料研究会年末講演会
  • 発表場所: 鷲羽ハイランドホテル(倉敷市)
  • 年月日: 2009-12-11
• [学会発表] Epitaxial growth of CuInS_2 films on GaAs(001) and GaP(001) substrates by multisource evaporation method (2009)
  • 著者名/発表者名: 坪井望
  • 学会等名: Seminar on CIS solar cells in Ryukoku 2009
  • 発表場所: Ryukoku Univ.(Otsu, Japan).
  • 年月日: 2009-10-22
• [学会発表] 異なる反応性ガス供給条件下でのCuとInの交互スパッタによるCuInS_2薄膜の作製 (2009)
  • 著者名/発表者名: 山口拓也, 坪井望, 大石耕一郎, 金子双男, 小林敏志
  • 学会等名: 第19回電気学会東京支部新潟支所研究発表会
  • 発表場所: 朱鷺メッセ(新潟市)
  • 年月日: 2009-10-17
• [学会発表] 反応性スパッタ法によるCuInS_2薄膜での反応性ガス供給方法の違いによる影響 (2009)
  • 著者名/発表者名: 山口拓也, 坪井望, 大石耕一郎, 金子双男, 小林敏志
  • 学会等名: 第70回秋季応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 富山大学(富山市)
  • 年月日: 2009-09-08
• [学会発表] 多元蒸着法によるGaP及びGaAs基板上へのCuInS_2 エピタキシャル薄膜の作製と評価 (2009)
  • 著者名/発表者名: 田母神崇, 坪井望, 大石耕一郎, 金子双男, 小林敏志
  • 学会等名: 日本学術振興会産学協力研究委員会第175委員会 第6回「次世代の太陽光発電システム」シンポジウム
  • 発表場所: 朱鷺メッセ(新潟市)
  • 年月日: 2009-07-02
• [学会発表] Cu及びInターゲットを用いた反応性交互スパッタによるCuInS_2薄膜の作製 (2008)
  • 著者名/発表者名: 山口拓也, 坪井望, 大石耕一郎, 小林敏志, 金子双男
  • 学会等名: 応用物理学会多元系機能材料研究会2008年年末講演会
  • 発表場所: 長岡市,長岡技術科学大学
  • 年月日: 2008-11-14
• [学会発表] 多元蒸着法によるGaAs(001)基板上へのCulnS_2のエピタキシャル成長 (2008)
  • 著者名/発表者名: 田母神崇, 坪井望, 大石耕一郎, 小林敏志, 金子双男
  • 学会等名: 応用物理学会多元系機能材料研究会2008年年末講演会
  • 発表場所: 長岡市,長岡技術科学大学
  • 年月日: 2008-11-14
• [学会発表] 多元蒸着法によるGaAs(001)基板上へのCuInS_2のエピタキシャル成長の試み (2008)
  • 著者名/発表者名: 田母神崇, 小林敏志, 坪井望, 金子双男, 大石耕一郎
  • 学会等名: 第18回電気学会東京支所研究発表会
  • 発表場所: 新潟市,新潟大学
  • 年月日: 2008-11-08
• [学会発表] 反応性スパッタ法によるCuInS_2薄膜の作製と評価 (2008)
  • 著者名/発表者名: 山口拓也, 坪井望, 大石耕一郎, 小林敏志, 金子双男
  • 学会等名: 電子情報通信学会,電子部品・材料研究会
  • 発表場所: 新潟市,新潟大学
  • 年月日: 2008-10-30
• [学会発表] Epitaxial Growth of Chalcopyrite CuInS_2 Films on GaP(001), 16th Int.Conf. (2008)
  • 著者名/発表者名: R.M.Vequizo, N.Tsuboi, S.Kobayashi, K.Oishi, F.Kaneko
  • 学会等名: on Ternary and Multinary Compounds
  • 発表場所: Berlin Technical Univ.of Berlin.
  • 年月日: 2008-09-16
• [学会発表] 反応性ガスCS_2雰囲気中でのCuとInの交互スパッタによるCuInS_2薄膜の作製 (2008)
  • 著者名/発表者名: 山口拓也, 森谷友博, 藤田秀穂, 坪井望, 大石耕一郎, 小林敏志, 金子双男
  • 学会等名: 2008年秋季第69回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 春日井市,中部大学
  • 年月日: 2008-09-02