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Niドーパント分布場の積極的導入によるアモルファスシリコンの大粒径結晶化

主动引入Ni掺杂分布场实现非晶硅大晶粒结晶

基本信息

批准号：
15686032
负责人：
野田優
金额：
$ 16.39万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究ではアモルファスシリコン(a-Si)上にNiの放射状の分布をつけアニールすることで、Ni誘起結晶化を制御し、中心からの核発生と扇形の結晶成長により、大粒径の多結晶膜を得ることを目指す。昨年度までに申請者が開発したコンビナトリアル手法によりNi量の最適化を進め、膜厚50nmのa-Siに対しNiが膜厚換算数pmで結晶化が促進されることを確認した。本年度は、アニール条件の最適化を進めた。既往の研究では、アニールの温度・時間・昇温速度に加え、プレアニールについてもこれらのパラメータが探索され、グループ毎に「レシピ」が作られてきた。しかしa-Siの成膜条件が変わると「レシピ」は使えず、かつこれらの6パラメータの最適化は非常に困難である。そこで、論理的考察により我々は実験パラメータを昇温速度1つに絞り込んだ。即ち、目的温度までの昇温速度を変えることで、これらのパラメータを一度に振れる。また、一度形成した結晶核は、800℃程度までは合一せずに残る為、結晶化初期の構造も保存される。この方法で、0.2℃/minで700℃まで昇温した際、Ni量が10pmから減少する分布場で粒径30μmの結晶粒の形成を確認した。更に、680℃でアニールを止めたサンプルでは、扇形の結晶粒も確認され、目標とした機構による大粒径化を示唆するもので、現在、検証を続けている。なお、本研究で利用したコンビナトリアル手法は、別材料でも大きな成果を挙げた。即ち、代表的なナノ材料である単層カーボンナノチューブでは、ナノ粒子触媒の開発が合成法の鍵となるが、本手法により1回の実験での触媒担持条件の最適化を可能とした。

In this study, the radial distribution of Ni on a-Si, the control of Ni-induced crystallization, the nuclear generation at the center, the fan shaped crystal growth, and the formation of large grain size polycrystalline films were studied. In the past year, the applicant has developed a method for optimizing the amount of Ni, and confirmed that the crystallization is promoted by a film thickness of 50nm for a-Si and Ni film thickness conversion. This year, the optimization of the conditions of the company has been improved. Previous studies have shown that the temperature, time, and heating rate of the oil field are increasing, and the oil field is increasing. It is very difficult to optimize the film formation conditions of a-Si. The temperature rise speed is 1 ° C. That is, the target temperature increases by one degree. The crystal nucleus is formed at 800℃, and the structure is preserved at the initial stage of crystallization. With this method, the formation of crystal grains with a particle size of 30μm was confirmed in the distribution field when the temperature increased by 0.2℃/min to 700℃ and the Ni amount decreased by 10pm. In addition, 680℃, the crystal structure of the fan shape is confirmed, the structure of the fan shape is confirmed, and the particle size is increased. In this study, we used the method of " The catalyst support conditions of this method can be optimized according to the development of particle catalyst.