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レーザーアブレーション法による半導体FeSi2の成膜方法 新技術説明会

シーズコード S090003490
掲載日 2010年3月30日
研究者
  • 吉武 剛
技術名称 レーザーアブレーション法による半導体FeSi2の成膜方法 新技術説明会
技術概要 レーザアブレーション装置のターゲット5と基板8との間の距離は10~100mmにする。高速回転体1は少なくとも回転軸とそれに放射状に取付けた多数のステンレス鋼又はセラミックで製作した平面吸着板12とからなる。高速回転体1をターゲット5と基板8との間に設ける。回転体1をエネルギービームを遮らないように、ビームの入射角と基板サイズに応じて基板寄りにセットする。回転体1の回転軸の方向と平面吸着板12の面は飛散粒子の飛翔方向に平行である。平面吸着板12の回転方向の前側の面は飛散粒子のうちドロップレットのみを捕捉吸着する面をなす。平面吸着板12の粒子の飛翔方向の長さ及び隣接する平面吸着板12間の内部角はVmax<hω/θ(Vmaxは捕捉すべきドロップレットの最高速度、ωは回転体の角速度)を満たすように定められている。FeSi合金をターゲット5とし、平面吸着板12を回転させた時の投影が基板8全体を覆うように平面吸着板12の放射状方向の幅を定める。hを1~50mm、θを1~5度とし、前記式を満たす角速度(ω)で回転体を高速回転させ、ドロップレットを平面吸着板12に選択捕捉吸着させる。
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展開可能なシーズ FeSiは、Si基板上にエピタキシャル成長可能であり、吸収係数が大きい、0.85eVのバントギャップを持つ直接遷移型の半導体であることから、次世代の半導体材料として注目を集めている。レーザーアブレーション法によるβ-FeSiあるいはアモルファスFeSiの成膜において生成膜へのドロップレットの堆積を完全に防ぐ手段を開発する。
低環境負荷型の半導体β-FeSi薄膜のレーザーアブレーション法で室温の基板に膜堆積を行うので、極めて良質なアモルファスFeSi膜を作製できる。その膜は粒状でない平坦で極めて滑らかな連続膜であり、積層化などの様々な応用が期待できる。さらに、レーザーフルーエンスを自由に設定してドロップレットフリーなアモルファスFeSiあるいはβ-FeSiが成膜可能である。
用途利用分野 光デバイス材料、高効率太陽電池材料、集積回路

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