ガスパルス供給プラズマを用いた粒径8nm±1nmの微結晶Siの作製

伊福徹、 乙部雅則、 小田俊理  
 

我々は、超高真空装置にSiH4プラズマセルを組み合わせ、粒径10nm前後の微結晶Si を作製している。
1)今回核形成と核成長を時間的に分離して粒径を揃えることを目的 に、SiH4プラズマにH2をパルス供給することによる粒径制御を試みたのでその結果に ついて報告する。プラズマセルには、電源周波数としてVHF帯のものを用いた平行平板電極型を使っ た。SiH4プラズマ中にH2を1秒周期で0.5秒間パルス供給した。セルへH2を供給するこ とにより核形成速度が増加する。次にSiH4のみがセルに供給され、核の成長のみが起 きる。再度H2を供給することによりプラズマセル内のガス滞在時間が減少し、nc-Si をセルから押し出す。以上のような方法で作製したnc-Siの粒径は、SiH4のみで作製 した試料に比べ著しく揃っており、粒径8nm±1nmのnc-Siを成長することが出来た。 粒径はTEM像から求めた。

[謝辞]TEM観察に御協力いただいた東工大理学部八木・山本研究室に感謝します。本 研究の一部は文部省科学研究費補助金・新技術事業団「さきがけ研究21」・倉田奨励金 の援助を受けた。

1) M. Otobe et al: Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 377 (1995).
     (in press) 第43回応用物理学関係連合講演会, 26a-TC-1 (1996)