JAIST Repository: cat-CVD多結晶シリコン膜の電気的,光学的特性に関する研究
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(2) cat-CVD 多結晶シリコン膜の電気的, 光. 学的特性に関する研究. 飯塚 律子. (松村研究室). 1.. はじめに 安価な太陽電池材料として用いられているアモルファスシリコン (a-Si) は、光の照射により膜質が劣化する。そのため a-Si に代わる太陽電池材料の研究が進め られており、その一つが多結晶シリコン (poly-Si) である。本研究では JAIST で開発され た薄膜堆積法である cat-CVD 法を用い、400 ℃以下の低温で堆積された poly-Si 膜の太陽 電池材料としての有効性を示すために、poly-Si 膜の光学的、電気的特性の評価を行った。 2.. 実験 原料ガスであるシラン (SiH4 ) と水素 (H2 ) の流量比を変化させ堆積した poly-Si 膜の特性について調べた。堆積条件は H2 流量 (FR(H2 ))=30sccm, SiH4 流量 FR(SiH4 )=0.51.5(sccm), 基板温度 300 ℃, 触媒体投入電力 1050-1150(W), 触媒体温度 1600-1700 ℃, 堆積 ガス圧 1.2mTorr である。これらの膜について X 線回折法、レーザーラマン分光法で構造 解析を行い、光吸収係数、暗伝導度測定、および光照射前後の伝導度測定を行い光学的、 電気的特性の評価を行った。 3. 結果 図 1 に poly-Si 膜のラマンスペクトルとそれより求められる結晶化率の SiH4 流 量依存性を示す。この図は結晶化率が SiH4 流量を低下させることにより向上することを 表している。また、図 2 に光吸収係数の光エネルギー依存性を示す。cat-CVD poly-Si 膜 は全波長領域において結晶シリコンよりも大きな光吸収係数を持ち、LPCVD で作製した 通常の poly-Si 膜と比較しても光吸収係数は大きくなる。これらより、光吸収係数は結晶 化率の高い膜においては比較的低く、結晶化率の低いアモルファス相の多い膜においては 高い値となることが明らかになっ 4. まとめ cat-CVD 法においては、原料ガスの流量比などを変化させることで、膜中の 結晶化率の制御が可能で、一般的な poly-Si 膜に比べ大きな光吸収が得られることが明ら かになった。これは太陽電池に用いた場合、従来の poly-Si 膜より膜厚を薄くできること を意味している。またここでは掲載していないが、良好な電気特性も得られており、これ らは cat-CVD poly-Si 膜の太陽電池材料としての有用性を示している。 図は 平成 8 年度修士論文研究発表要旨集参照 keywords. cat-CVD 法, 多結晶シリコン, アモルファスシリコン. Copyright c 1997 by Ritsuko Iiduka.
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