極紫外域高エネルギ-光子を用いた安定構造非晶質シリコン系薄膜の形成

1990 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 01850061
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 冬木 隆 京都大学, 工学部, 講師 (10165459)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 安達 伸雄 (株)オーク製作所, 管球製造部, 部長 ; 吉本 昌広 京都大学, 工学部, 助手 (20210776) ; 松波 弘之 京都大学, 工学部, 教授 (50026035)
• Keywords: 非晶質シリコン / 光CVD / 極紫外光 / 局在準位密度 / 化学的気相堆積法 / 内部光電子放出法 / 一定生電流法

Research Abstract

本研究は極紫外域の高エネルギ-光子により原料ガスを励起分解し、生成された活性種を利用して化学反応を誘起、促進させ、熱や光照射等により物性が劣化しない安定な構造を持つ高品位の非晶質シリコン系薄膜を形成することを目的とする。
1.<安定構造非晶質シリコン薄膜の物性評価>___ー
極紫外光誘起化学反応を用いて,熱、光照射等による物性劣化の少ない安定構造非晶質シリコン膜の形成を実現した。一定光電流法によりギャップ内準位密度を評価したところ2×15^<15>cm^<-3>という低い値をもつことがわかった。膜内水素量が5%以下と少ないことから、ダングリングボンドが効率よく低減されている。内部光電子放出法によって決定された移動度ギャップと光学的ギャップとの差は従来のグロ-放電法により製作された膜のそれよりも小さく、極紫外光CVD膜はバンド端付近の局在準位が少なく高品質な膜であることを示唆している。
2.<多元系非晶質膜の形成>___ー
原料ガスに炭化水素系ガス(アセチレン)を混合して導入することにより非晶質シリコンカ-ボン薄膜を形成した。原料流量比を変える事により炭素組成比を0〜0.6の間で変化させることができた。それにともない光学的禁制帯幅が1.7〜3.0eVの間で制御できる。光導電率、ならびに暗導電率は炭素組成の増加にしたがって減少するが、炭素組成比0.3、禁制帯幅2.3eVの膜でも3〜4桁の光/暗導電率比が得られ、電子素子へ適用可能な膜が形成できた。今後、光源の安定した高輝度化、原料ガス導入量増加により堆積速度向上を目指し、実用化プロセスへの適用が期待される。

Research Products

• [Publications] H.Matsunami: "aーSi:H Films by direct photoーCVD and Doping Characteristics" Proceeding of the Intnernational PVSECー4. 289-293 (1989)
• [Publications] T.Shirafuji: "Low HydrogenーConcentration a Si:H Deposited by Direct PhotoーCVD" Technical digest of the International PVSECー5. 31-34 (1990)
• [Publications] T.Shirafuji: "Low density of Gap states in aーSi:H Deposited by Vacuum UV Photochemical Vapor deposition Method" Japanese Journal of Applied Physics Part 2 Letters,. 30. (1991)
• [Publications] H.Matsunami: "aーSi:H Deposited by Direct PhotoーCVD Using a MicrowaveーExcited Xe Lamp" Proceedings of Amorphous Silicon Technology Material Research Society. (1990)
• [Publications] 白藤 立: "真空紫外光を用いた直接光CVD法によるaーSi:H膜の製作と物性評価" 電子情報通信学会技術研究報告シリコン材料デバイス(SDM). 89ー144. 7-11 (1989)
• [Publications] 白藤 立: "真空紫外光CVD法により製作したaーSiHのキャップ内準位密度の評価" 電子情報通信学会技術研究報告シリコン材料デバイス(SDM). 90ー144. 7-11 (1990)