日本奈良先端大學(xué)在2006年9月14日~15日于東京國(guó)際論壇舉辦的“2006日本創(chuàng)新——大學(xué)商品展示會(huì)”上,,就使用蛋白質(zhì)的多晶硅生長(zhǎng)技術(shù)進(jìn)行了相關(guān)展示(圖1),。該技術(shù)是用來(lái)生產(chǎn)半導(dǎo)體材料的,設(shè)想的用途是在塑料或玻璃底板上形成多晶硅層,。與老方法相比,,不僅可減少觸媒即鎳的用量,還可得到大粒徑的硅結(jié)晶,。該課題由奈良先端大學(xué)教授冬木 隆領(lǐng)導(dǎo)的研究室和松下電器產(chǎn)業(yè)聯(lián)合研究。
利用非晶硅生成大粒徑硅時(shí),,有一種用鎳作為觸媒的方法,。此次介紹的技術(shù)則使用在外徑約12nm、內(nèi)徑約7nm的蛋白質(zhì)殼中包含鎳的物質(zhì)作為觸媒,。蛋白質(zhì)殼稱(chēng)為鐵蛋白質(zhì)(ferritin ),。
通過(guò)將以鎳為核心的鐵蛋白吸附到非晶硅層上,使鎳發(fā)生分散(圖2),。然后再利用紫外線和臭氧去除蛋白質(zhì),。與普通蒸鍍和濺鍍法相比,,其特點(diǎn)是更容易使鎳分散到非晶硅層上,。結(jié)果,就能使硅結(jié)晶粒徑達(dá)到幾個(gè)至十μm,。可利用鎳-鐵蛋白溶液濃度,,改變鎳在非晶硅層上的吸附密度,以調(diào)節(jié)硅結(jié)晶粒徑(圖3),。
與蒸鍍和濺鍍等方法相比,制作相同粒徑的硅結(jié)晶時(shí),,能夠?qū)㈡囉昧繙p少2~3位數(shù)。原有的蒸鍍和濺鍍法容易使鎳單體凝聚到非晶硅層的部分位置,,因此用量就會(huì)增大,。另外,由于鎳都是相連的,,因此結(jié)晶粒徑就會(huì)變小,。
實(shí)用化目標(biāo)目前尚未確定,。課題之一就是鐵蛋白價(jià)格昂貴。不過(guò),,量產(chǎn)以后,,估計(jì)價(jià)格會(huì)不斷下降。日本Kikkoman等公司也已經(jīng)制定量產(chǎn)計(jì)劃,。