ICP合成によるZnO透明導電膜のプラズマパラメータ依存性

カテゴリ: 研究会(論文単位)

論文No: PST10123

グループ名: 【A】基礎・材料・共通部門 プラズマ研究会

発行日: 2010/12/18

タイトル(英語): Dependences of ZnO transparent conductive film on plasma parameter in the ICP synthesis

著者名: 吉田 善紀(茨城大学),土川 弘晃(茨城大学),佐藤 直幸(茨城大学),池畑 隆(茨城大学)

著者名(英語): Yoshinori Yoshida(Ibaraki University),Hiroaki Tsuchikawa(Ibaraki University),Naoyuki Sato(Ibaraki University),Takashi Ikehata(Ibaraki University)

キーワード: ＺｎＯ透明導電膜|広帯域光透過率|誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）|Ｚｎ－Ｏ２混合プラズマ|ZnO transparent conductive film|wide band light transmittance |ICP|Zn-O2 mixture plasma

要約(日本語): 多接合太陽電池の透明電極を念頭において，亜鉛-酸素混合のVHF帯ICPを用いて，ZnO透明導電膜(TCF)を合成している．これまで，ノンドープ条件で波長範囲365～2400 nmで平均光透過率<ζ>=90 %，シート抵抗Rs=80 Ω/□が得られている．今回は，ZnO-TCF特性の更なる向上のため，プラズマ生成条件や堆積条件を広範囲に変えて，プラズマパラメータとRsの相関を観察している．(透明導電膜(TCF)は，情報通信分野では，フラットパネルディスプレイ(FPD)やタッチパネルの電極，エネルギー分野では，太陽電池セルのn型半導体層やコンタクト層に使用されている．実用化されている主なTCFはスズドープ酸化インジウム(ITO)を主要材料としたスパッタ合成法等により得られていている．しかし，インジウム(In)は希少金属であり，近年の値段高騰や資源枯渇の問題点を抱えている．そこで，Znの埋蔵量が比較的豊富であり，光透過率ζが高く，シート抵抗RsではITOに劣るものの，代替材料としてZnO-TCFに注目している．　本研究では，特に多接合太陽電池の透明電極を念頭において，亜鉛-酸素混合のVHF帯誘導結合プラズマ(ICP)を用いたイオンプレーティング法により，広帯域で高いζ且つ低いRsのZnO透明導電膜(ZnO-TCF)を合成している．これまで，非加熱のパイレックスガラス基板にノンドープ条件で波長範囲365～2400 nmで平均光透過率<ζ>=90 %以上，Rs=約80 Ω/□のZnO-TCFが得られている．ICP中のプラズマパラメータ(電子温度Te，プラズマ密度n0，プラズマ電位Φ)を最適にすることで，ZnO-TCF特性の更なる向上が期待できる．基板は電気的に浮遊となっているため，Teが高い時はプラズマ-基板間の電位差は大きくなり，各種正イオンは高エネルギーで基板へ入射するので，イオン衝撃による基板加熱が顕著になる．また，n0が増加しても，基板加熱は促進され，最適な加熱温度でTCFの結晶性の向上が見込める．　そこで今回は，プラズマ生成条件や堆積条件を広範囲に変えて，プラズマパラメータとRsの相関を観察している．なお，プラズマパラメータはラングミュアプローブ法で測定された基板表面付近のV-I特性の解析から得ている．)

原稿種別: 日本語

PDFファイルサイズ: 631 Kバイト