JP2012049472A - Amorphous carbon and method of manufacturing the same - Google Patents

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Masayoshi Umeno
正義 梅野
Seiji Yamashita
征士 山下
Kenichi Okumura
健一 奥村
Taizo Masuda
泰造 増田
Hideo Uchida
秀雄 内田
Shdeep Adhikari
スディープ アディカリ
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide amorphous carbon with low defect density, and a method of manufacturing the same.SOLUTION: The amorphous carbon is fluorinated amorphous carbon to which a small number of fluorine atoms are introduced, with fluorine concentration of 5×10to 3%(atm). Consequently, the number of defects in the amorphous carbon can be reduced, and the amorphous carbon with low defect density can be realized.

Description

本発明は、アモルファスカーボン及びその製造方法に関するものである。   The present invention relates to amorphous carbon and a method for producing the same.

従来、アモルファスカーボンとして、例えば特開2003−209270号公報に記載されるように光電素子に用いられるものが知られている。このアモルファスカーボンは、ナノカーボン分子層の最表面にレーザ光を照射することによりナノカーボン層が構造変化して形成されるものである。   Conventionally, as amorphous carbon, what is used for a photoelectric element as described, for example in Unexamined-Japanese-Patent No. 2003-209270 is known. This amorphous carbon is formed by changing the structure of the nanocarbon layer by irradiating the outermost surface of the nanocarbon molecular layer with laser light.

特開2003−209270号公報JP 2003-209270 A

ところで、炭素の結合形態にはsp2結合及びsp3結合の二種類があるが、アモルファスカーボンはsp2結合及びsp3結合が混在する構成を有しているため構造が複雑であり、未結合手等の欠陥密度が高くなってしまう。上記の特許文献1に記載された光電素子のアモルファスカーボン層はp型半導体層を形成しているが、このような理由により欠陥密度が高いため、欠陥がキャリアの再結合中心として働き、キャリアが再結合する傾向がある。キャリアが再結合すると、例えば太陽電池として利用するには電流を取り出しにくくなり、発電効率が低くなるという課題があった。   By the way, there are two types of carbon bonding forms, sp2 bonding and sp3 bonding, but amorphous carbon has a structure with a mixture of sp2 bonding and sp3 bonding, so the structure is complicated and defects such as dangling bonds are present. Density becomes high. The amorphous carbon layer of the photoelectric element described in Patent Document 1 above forms a p-type semiconductor layer. For this reason, since the defect density is high, the defect functions as a carrier recombination center. There is a tendency to recombine. When the carriers are recombined, there is a problem that, for example, it is difficult to take out current for use as a solar cell, and power generation efficiency is lowered.

そこで本発明は、このような技術課題を解決するためになされたものであって、欠陥密度の低いアモルファスカーボン及びその製造方法を提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention has been made to solve such technical problems, and an object thereof is to provide amorphous carbon having a low defect density and a method for producing the same.

本発明者らは上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、所定の条件を満たすフッ素濃度を規定することにより、欠陥密度の低いアモルファスカーボンが得られることを見出し、本発明に到達した。   As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have found that amorphous carbon having a low defect density can be obtained by defining a fluorine concentration that satisfies a predetermined condition, and have reached the present invention.

すなわち本発明に係るアモルファスカーボンは、フッ素濃度が5×10−5〜3%(atm)であることを特徴とする。 That is, the amorphous carbon according to the present invention is characterized in that the fluorine concentration is 5 × 10 −5 to 3% (atm).

本発明によれば、反応性の高いフッ素を含有させることにより、アモルファスカーボンの欠陥部分である未結合手にフッ素が選択的に結合し、その結果、未結合手がパッシベーション(保護)される。これにより、欠陥数を減少させることができ、欠陥密度の低いアモルファスカーボンが実現可能となる。   According to the present invention, by containing highly reactive fluorine, fluorine selectively binds to dangling bonds that are defective portions of amorphous carbon, and as a result, dangling bonds are passivated (protected). Thereby, the number of defects can be reduced, and amorphous carbon with a low defect density can be realized.

また本発明に係るアモルファスカーボンにおいて、フッ素濃度は5×10−5〜0.66%(atm)であることが好ましい。 In the amorphous carbon according to the present invention, the fluorine concentration is preferably 5 × 10 −5 to 0.66% (atm).

この発明によれば、より欠陥密度の低いアモルファスカーボンが実現可能となる。   According to the present invention, amorphous carbon having a lower defect density can be realized.

また本発明に係るアモルファスカーボンにおいて、フッ素濃度は0.1〜0.66%(atm)であることが好ましい。   In the amorphous carbon according to the present invention, the fluorine concentration is preferably 0.1 to 0.66% (atm).

この発明によれば、更により欠陥密度の低いアモルファスカーボンが実現可能となる。   According to the present invention, it is possible to realize amorphous carbon having an even lower defect density.

また本発明に係るアモルファスカーボンは、太陽電池の光電素子として用いられることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the amorphous carbon which concerns on this invention is used as a photoelectric element of a solar cell.

この発明によれば、欠陥密度の低いアモルファスカーボンが太陽電池の光電素子として用いられるため、半導体としての性質(移動度等)を向上させることができ、太陽電池において電流を取り出し易くなり、発電効率の向上が図られる。   According to the present invention, amorphous carbon having a low defect density is used as a photoelectric element of a solar cell, so that the properties as a semiconductor (mobility, etc.) can be improved, current can be easily taken out in the solar cell, and power generation efficiency Is improved.

本発明に係るアモルファスカーボン製造方法は、フッ素及びアルゴンを含む原料ガスをチャンバ内に供給する原料ガス供給工程と、チャンバ内で原料ガスのプラズマを生成するプラズマ生成工程と、プラズマによってチャンバ内の基板上にアモルファスカーボンを形成する形成工程と、を備えることを特徴とする。   An amorphous carbon manufacturing method according to the present invention includes a source gas supply step of supplying a source gas containing fluorine and argon into the chamber, a plasma generation step of generating plasma of the source gas in the chamber, and a substrate in the chamber by the plasma And a forming step of forming amorphous carbon thereon.

この発明によれば、プラズマを生成し易いアルゴンをフッ素と同時に供給することにより、フッ素の利用率が向上し、欠陥密度の低いアモルファスカーボンが製造可能となる。   According to the present invention, by supplying argon which is easy to generate plasma simultaneously with fluorine, the utilization rate of fluorine is improved, and amorphous carbon having a low defect density can be manufactured.

また本発明に係るアモルファスカーボン製造方法において、原料ガス中のフッ素は、フッ素(F)ガスとして供給されることが好ましい。 In the method for producing amorphous carbon according to the present invention, fluorine in the raw material gas is preferably supplied as fluorine (F 2 ) gas.

この発明によれば、結合エネルギーが低いフッ素(F)ガスとしてフッ素を供給することにより、原子状のフッ素(F)の供給量が増加し、効率よく欠陥を低減することができる。 According to the present invention, by supplying fluorine as fluorine (F 2 ) gas having a low binding energy, the supply amount of atomic fluorine (F) is increased, and defects can be efficiently reduced.

また本発明に係るアモルファスカーボン製造方法において、形成工程において形成されたアモルファスカーボンをフッ素(F)ガスに曝露させるフッ素処理工程を備えることが好ましい。 Moreover, the amorphous carbon manufacturing method according to the present invention preferably includes a fluorine treatment step in which the amorphous carbon formed in the forming step is exposed to fluorine (F 2 ) gas.

この発明によれば、より欠陥密度の低いアモルファスカーボンが製造可能となる。   According to the present invention, amorphous carbon having a lower defect density can be produced.

本発明によれば、欠陥密度の低いアモルファスカーボン及びその製造方法を提供することができる。   According to the present invention, amorphous carbon having a low defect density and a method for producing the same can be provided.

本発明の実施形態に係るアモルファスカーボン製造方法に適用される装置の構成概要図である。1 is a schematic configuration diagram of an apparatus applied to an amorphous carbon production method according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施例におけるアモルファスカーボンの製造条件を示す表である。It is a table | surface which shows the manufacturing conditions of the amorphous carbon in the Example of this invention. 図2中の実施例3の条件において基板の温度を変化させた場合のアモルファスカーボンの欠陥密度を示す図である。It is a figure which shows the defect density of the amorphous carbon at the time of changing the temperature of a board | substrate on the conditions of Example 3 in FIG. アモルファスカーボン中のフッ素濃度と欠陥密度との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the fluorine density | concentration in amorphous carbon, and a defect density.

以下、添付図面を参照しながら本発明のアモルファスカーボン及びその製造方法の実施の形態を詳細に説明する。   Embodiments of amorphous carbon and a method for producing the same according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

本実施形態に係るアモルファスカーボンは、太陽電池の光電素子として用いることができるカーボン半導体である。このアモルファスカーボンは、フッ素濃度が5×10−5〜3%(atm)である。すなわち、このアモルファスカーボンは、少量のフッ素原子を導入したフッ素化アモルファスカーボンである。また、このアモルファスカーボンは、水素濃度が15〜30%(atm)程度であり、ドーピング元素を含有している。このアモルファスカーボンは、例えば、炭素を主成分としており、炭素の結合形態としてsp2結合及びsp3結合の二種類の結合形態が混在する構成を有している。 The amorphous carbon according to the present embodiment is a carbon semiconductor that can be used as a photoelectric element of a solar cell. This amorphous carbon has a fluorine concentration of 5 × 10 −5 to 3% (atm). That is, this amorphous carbon is fluorinated amorphous carbon into which a small amount of fluorine atoms is introduced. The amorphous carbon has a hydrogen concentration of about 15 to 30% (atm) and contains a doping element. This amorphous carbon has, for example, carbon as a main component, and has a configuration in which two types of bond forms of sp2 bond and sp3 bond are mixed as carbon bond forms.

このアモルファスカーボンの成分であるフッ素の含有濃度は、5×10−5〜3%(atm)である。このフッ素濃度は、5×10−5〜1%(atm)であることがより好ましく、5×10−5〜0.66%(atm)であることが更により好ましく、0.1〜0.66%(atm)であることが更により好ましく、0.2〜0.5%(atm)であることが特に好ましい。このようなフッ素濃度とすることにより、アモルファスカーボンの欠陥部分である未結合手にフッ素が選択的に結合し、その結果、未結合手がパッシベーション(保護)される。すなわち、未結合手がフッ素により終端される。これにより、アモルファスカーボン中の欠陥数を減少させることができ、欠陥密度の低いアモルファスカーボンが実現可能となる。このフッ素によるパッシベーションは、水素によるパッシベーションよりも効果的である。 The content concentration of fluorine, which is a component of this amorphous carbon, is 5 × 10 −5 to 3% (atm). The fluorine concentration is more preferably 5 × 10 −5 to 1% (atm), still more preferably 5 × 10 −5 to 0.66% (atm), and 0.1 to 0. It is still more preferable that it is 66% (atm), and it is especially preferable that it is 0.2 to 0.5% (atm). By setting such a fluorine concentration, fluorine is selectively bonded to dangling bonds that are defective portions of amorphous carbon, and as a result, dangling bonds are passivated (protected). That is, dangling bonds are terminated with fluorine. Thereby, the number of defects in the amorphous carbon can be reduced, and amorphous carbon with a low defect density can be realized. This fluorine passivation is more effective than hydrogen passivation.

図1は、本実施形態に係るアモルファスカーボンの製造に適用される装置である、プラズマCVD(Chemical Vapor Deposition)装置10の構成を示す側面断面図である。図1に示すように、プラズマCVD装置10は、チャンバ11と、原料ガス源12と、導波路14と、マイクロ波発生部15とを備えている。   FIG. 1 is a side sectional view showing a configuration of a plasma CVD (Chemical Vapor Deposition) apparatus 10 which is an apparatus applied to the production of amorphous carbon according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the plasma CVD apparatus 10 includes a chamber 11, a source gas source 12, a waveguide 14, and a microwave generator 15.

チャンバ11は、原料ガスGのプラズマPを生成するための気密容器である。チャンバ11は、原料ガス源12と配管22を介して接続されている。原料ガス源12はチャンバ11に原料ガスGを供給する。原料ガス源12及び配管22は、原料ガス供給部として機能する。   The chamber 11 is an airtight container for generating the plasma P of the source gas G. The chamber 11 is connected to the source gas source 12 via a pipe 22. A source gas source 12 supplies a source gas G to the chamber 11. The source gas source 12 and the pipe 22 function as a source gas supply unit.

チャンバ11の排出口19には、排気ポンプからなる排気手段13が設けられている。アモルファスカーボン膜を成長するに先立って、排気手段13は真空引きによりチャンバ11内を減圧する。チャンバ11内には、アモルファスカーボンCを成長させるための基板Bが収容されている。また、チャンバ11内には、基板Bを支持するための基板ステージ18が設けられている。基板Bに対しては、基板Bの温度を制御するための基板温度制御部(図示せず)が設けられている。基板温度制御部により、基板Bは所定の温度となるように制御される。基板Bの温度(以下、「基板温度」という)は、250〜500℃とすることが好ましく、300〜400℃とすることがより好ましく、360〜390℃とすることが更により好ましい。   An exhaust unit 13 including an exhaust pump is provided at the discharge port 19 of the chamber 11. Prior to growing the amorphous carbon film, the exhaust means 13 depressurizes the inside of the chamber 11 by evacuation. A substrate B for growing amorphous carbon C is accommodated in the chamber 11. A substrate stage 18 for supporting the substrate B is provided in the chamber 11. For the substrate B, a substrate temperature control unit (not shown) for controlling the temperature of the substrate B is provided. The substrate B is controlled to have a predetermined temperature by the substrate temperature control unit. The temperature of the substrate B (hereinafter referred to as “substrate temperature”) is preferably 250 to 500 ° C., more preferably 300 to 400 ° C., and still more preferably 360 to 390 ° C.

基板温度を高温にすると、いわゆるマイグレーションが促進され、欠陥が減少する。一方、高温にすることによりカーボン中の水素脱離により欠陥が増加する。基板温度が上記の範囲内となるよう基板温度制御部によって制御することにより、マイグレーションによる欠陥減少と水素脱離による欠陥増加とがバランスし、その結果、欠陥密度を減少させることができる。また、基板温度を高温にすることにより、フッ素添加ガスとしてのフッ素(F)ガス(詳しくは後述)を熱分解により原子状のフッ素(F)とすることができ、基板ステージ18及び基板B近傍に存在する原子状のフッ素(F)によって、シリコン基板B上の酸化ケイ素(SiO)、窒化シリコンのエッチング除去に利用できる。 When the substrate temperature is increased, so-called migration is promoted and defects are reduced. On the other hand, by increasing the temperature, defects increase due to hydrogen desorption in carbon. By controlling the substrate temperature by the substrate temperature control unit so as to be within the above range, the defect reduction due to migration and the defect increase due to hydrogen desorption are balanced, and as a result, the defect density can be reduced. Further, by increasing the substrate temperature, fluorine (F 2 ) gas (details will be described later) as a fluorine-added gas can be converted into atomic fluorine (F) by thermal decomposition, and the substrate stage 18 and the substrate B The atomic fluorine (F) present in the vicinity can be used for etching removal of silicon oxide (SiO 2 ) and silicon nitride on the silicon substrate B.

マイクロ波発生部15は、チャンバ11に導入された原料ガスGをプラズマ化するためのマイクロ波Wを、導波路14を介してチャンバ11へ出力し、原料ガスGに照射する。マイクロ波発生部15は、例えば出力600〜1400[W]、周波数2.45GHzのマイクロ波Wをマグネトロン等により発生する。マイクロ波発生部15により発生されるマイクロ波Wは、パルス化された周波数を有しており、その出力、周波数、duty比は所定の値に制御されるように構成されている。マイクロ波の周波数やduty比を制御することによって、プラズマPの状態を大きく変化させることができるため、アモルファスカーボンの物性を容易に制御することができる。   The microwave generation unit 15 outputs the microwave W for converting the raw material gas G introduced into the chamber 11 into plasma through the waveguide 14 to the chamber 11 and irradiates the raw material gas G. The microwave generation unit 15 generates, for example, a microwave W having an output of 600 to 1400 [W] and a frequency of 2.45 GHz by a magnetron or the like. The microwave W generated by the microwave generator 15 has a pulsed frequency, and its output, frequency, and duty ratio are controlled to predetermined values. By controlling the frequency and duty ratio of the microwave, the state of the plasma P can be greatly changed, so that the physical properties of the amorphous carbon can be easily controlled.

導波路14は、マイクロ波発生部15から出力されたマイクロ波Wを導波しつつ、チャンバ11の内部へ提供する。導波路14は、チャンバ11上に石英窓16を介して設けられている。導波路14におけるチャンバ11と対向する面にはスロットアンテナ17が設けられており、マイクロ波Wはこのスロットアンテナ17を介してチャンバ11内部の原料ガスGに照射される。なお、導波路14上には導波路14を冷却するための冷却ファン20が設置されている。石英窓16は、プラズマPが生成する面を構成しており、プラズマPの生成部に相当する。   The waveguide 14 guides the microwave W output from the microwave generator 15 and provides it to the interior of the chamber 11. The waveguide 14 is provided on the chamber 11 via a quartz window 16. A slot antenna 17 is provided on the surface of the waveguide 14 facing the chamber 11, and the microwave W is irradiated to the source gas G inside the chamber 11 through the slot antenna 17. A cooling fan 20 for cooling the waveguide 14 is installed on the waveguide 14. The quartz window 16 forms a surface on which the plasma P is generated, and corresponds to a plasma P generation unit.

原料ガス源12は、アモルファスカーボンCを成長するための原料ガスGをチャンバ11に供給する。原料ガスGは、炭素原子を含有する材料ガス、不純物元素としてのドーピング元素(ドーパント)を含有するドーパントガス、キャリアガス、及びフッ素添加ガスを含んで構成される。   The source gas source 12 supplies a source gas G for growing amorphous carbon C to the chamber 11. The source gas G includes a material gas containing carbon atoms, a dopant gas containing a doping element (dopant) as an impurity element, a carrier gas, and a fluorine-added gas.

より具体的には、原料ガス源12は、材料ガス源としてエチレン(C)、又はアセチレン(C)のうち少なくとも一つを含んで構成される。材料ガス源としては、エチレン(C)よりもアセチレン(C)を用いることが好ましい。アモルファスカーボンの炭素源として、アセチレンのように水素含有量の少ない炭化水素を用いることにより、水素ラジカルによるエッチング作用が抑制されるため、アモルファスカーボンの欠陥密度を低減できる。この水素ラジカルによるエッチング作用とは、高エネルギー粒子の衝突による欠陥の生成作用を意味する。 More specifically, the source gas source 12 includes at least one of ethylene (C 2 H 4 ) and acetylene (C 2 H 2 ) as a material gas source. As the material gas source, acetylene (C 2 H 2 ) is preferably used rather than ethylene (C 2 H 4 ). By using a hydrocarbon having a low hydrogen content, such as acetylene, as the carbon source of amorphous carbon, the etching action by hydrogen radicals is suppressed, so that the defect density of amorphous carbon can be reduced. The etching action by the hydrogen radical means a defect generating action due to collision of high energy particles.

また、原料ガス源12は、ドーパントガス源として例えばトリメチルボロン(B(CH)や窒素(N)を含んで構成される。図1においては、これらドーパントガス源の図示は省略している。 The source gas source 12 includes, for example, trimethylboron (B (CH 3 ) 3 ) or nitrogen (N 2 ) as a dopant gas source. In FIG. 1, illustration of these dopant gas sources is omitted.

トリメチルボロンは、ドーピング元素としてのホウ素をアモルファスカーボンに含有させるためのドーパントガスである。トリメチルボロンの添加によって、ホウ素を含有するアモルファスカーボンが製造可能となる。ホウ素を含有するアモルファスカーボンによれば、所定の水素濃度を満たすことを条件として、p型半導体の物性を示すp型アモルファスカーボンが実現可能となる。   Trimethylboron is a dopant gas for allowing amorphous carbon to contain boron as a doping element. By adding trimethylboron, amorphous carbon containing boron can be produced. According to amorphous carbon containing boron, p-type amorphous carbon exhibiting physical properties of a p-type semiconductor can be realized on condition that a predetermined hydrogen concentration is satisfied.

また、窒素(N)は、ドーピング元素としての窒素(N)をアモルファスカーボンに含有させるためのドーパントガスである。窒素(N)の添加によって、窒素(N)を含有するアモルファスカーボンが製造可能となる。窒素(N)を含有するアモルファスカーボンによれば、所定の水素濃度を満たすことを条件として、n型半導体の物性を示すn型アモルファスカーボンが実現可能となる。 Nitrogen (N 2 ) is a dopant gas for causing amorphous carbon to contain nitrogen (N) as a doping element. By adding nitrogen (N 2 ), amorphous carbon containing nitrogen (N) can be produced. According to amorphous carbon containing nitrogen (N), n-type amorphous carbon exhibiting physical properties of an n-type semiconductor can be realized on condition that a predetermined hydrogen concentration is satisfied.

また、原料ガス源12は、キャリアガス源として、アルゴン(Ar)等の不活性ガス源を含んで構成される。さらに、原料ガス源12は、フッ素添加ガス源として、フッ素(F)及びアルゴン(Ar)の混合ガスを含んで構成されている。この混合ガスは、例えば、フッ素(F):アルゴン(Ar)が容積比で5:95となるよう、フッ素(F)をアルゴン(Ar)により希釈したガスである。この容積比は、0.1:99.9〜10:90の範囲内とすることが好ましい。以下の説明においては、フッ素(F)及びアルゴン(Ar)の混合ガスを、希釈フッ素という。 The source gas source 12 includes an inert gas source such as argon (Ar) as a carrier gas source. Further, the source gas source 12 includes a mixed gas of fluorine (F 2 ) and argon (Ar) as a fluorine-added gas source. This mixed gas is, for example, a gas obtained by diluting fluorine (F 2 ) with argon (Ar) so that the volume ratio of fluorine (F 2 ): argon (Ar) is 5:95. This volume ratio is preferably in the range of 0.1: 99.9 to 10:90. In the following description, a mixed gas of fluorine (F 2 ) and argon (Ar) is referred to as diluted fluorine.

また、フッ素添加ガス(希釈フッ素)は、成膜後のアモルファスカーボンをフッ素(F)に曝露させるためのフッ素処理ガス源としても用いられる。なお、原料ガス源12は、フッ素処理ガス源として、希釈フッ素とはフッ素(F):アルゴン(Ar)の容積比が異なる別のフッ素(F)及びアルゴン(Ar)の混合ガスを備えていてもよいし、キャリアガスとしてのアルゴン(Ar)と希釈フッ素とを同時に供給することによりフッ素処理ガス源としても用いてもよい。 The fluorine-added gas (diluted fluorine) is also used as a fluorine treatment gas source for exposing amorphous carbon after film formation to fluorine (F 2 ). The source gas source 12 includes a mixed gas of fluorine (F 2 ) and argon (Ar), which has a different volume ratio of fluorine (F 2 ): argon (Ar) from diluted fluorine, as a fluorine processing gas source. Alternatively, argon (Ar) as a carrier gas and diluted fluorine may be simultaneously supplied to be used as a fluorine processing gas source.

この原料ガス源12は、それぞれのガス流量を調整する図示しないマスフローコントローラ(MFC:Mass Flow Controller)を介してチャンバ11に接続されており、各原料ガスはマスフローコントローラを経由した後に混合されて原料ガスG(又はフッ素処理ガス)としてチャンバ11に供給される。   This source gas source 12 is connected to the chamber 11 via a mass flow controller (MFC: Mass Flow Controller) (not shown) that adjusts each gas flow rate, and each source gas is mixed after passing through the mass flow controller. The gas G (or fluorine processing gas) is supplied to the chamber 11.

上記の構成を有するプラズマCVD装置10において、チャンバ11内の基板Bは、プラズマPの生成部である石英窓16から所定の距離dだけ離間されて設けられている。言い換えれば、プラズマPの生成部16から基板Bまでの距離は、距離dとされている。距離dは、基板Bの配置位置を変更することにより可変に設定されうる構成となっている。以下の説明においては、プラズマPの生成部16から基板Bまでの距離dを基板距離という。   In the plasma CVD apparatus 10 having the above-described configuration, the substrate B in the chamber 11 is provided at a predetermined distance d from the quartz window 16 that is a plasma P generation unit. In other words, the distance from the plasma P generator 16 to the substrate B is the distance d. The distance d is configured to be variably set by changing the arrangement position of the substrate B. In the following description, the distance d from the plasma P generator 16 to the substrate B is referred to as a substrate distance.

基板距離dは、0.7〜5cmとすることが好ましく、1〜3cmとすることがより好ましい。言い換えれば、基板Bは、プラズマPの存在領域近傍又は存在領域内に設けられることが好ましい。基板距離が短くなると、プラズマPによる欠陥のエッチング効果が高められるとともに、カーボン(炭素)自体のエッチングも多くなる。基板距離dが上記の範囲内となるよう基板Bを配置することにより、欠陥のエッチング効果を高めつつ、カーボン自体のエッチングを抑えることができる。   The substrate distance d is preferably 0.7 to 5 cm, and more preferably 1 to 3 cm. In other words, the substrate B is preferably provided in the vicinity of or in the existence region of the plasma P. When the substrate distance is shortened, the effect of etching defects caused by plasma P is enhanced and the etching of carbon (carbon) itself is also increased. By disposing the substrate B so that the substrate distance d is within the above range, the etching of carbon itself can be suppressed while enhancing the etching effect of defects.

次に、本実施形態に係るアモルファスカーボン製造装置の動作及びアモルファスカーボン製造方法について説明する。   Next, the operation of the amorphous carbon production apparatus and the amorphous carbon production method according to this embodiment will be described.

図1において、まず、チャンバ11の基板ステージ18に基板Bを設置したのち、チャンバ11の内部を減圧する。そして、原料ガス源12より、アセチレン等の材料ガスと、トリメチルボロン又は窒素等のドーパントガスと、アルゴン等のキャリアガスと、希釈フッ素等のフッ素添加ガスとを含む原料ガスGをチャンバ11内に供給する(原料ガス供給工程)。この際、各原料ガスのチャンバ11への供給流量は、マスフローコントローラにより精密に制御される。ここでは、アルゴンとフッ素とが同時に供給される。また、原料ガスGをチャンバ11内に供給しつつ、マイクロ波発生部15からマイクロ波Wを出力し、このマイクロ波Wをチャンバ11内の原料ガスGに照射する。   In FIG. 1, first, after the substrate B is set on the substrate stage 18 of the chamber 11, the inside of the chamber 11 is decompressed. A source gas G containing a source gas such as acetylene, a dopant gas such as trimethylboron or nitrogen, a carrier gas such as argon, and a fluorine-added gas such as diluted fluorine is supplied into the chamber 11 from the source gas source 12. Supply (raw material gas supply process). At this time, the supply flow rate of each source gas to the chamber 11 is precisely controlled by the mass flow controller. Here, argon and fluorine are supplied simultaneously. In addition, while supplying the source gas G into the chamber 11, the microwave W is output from the microwave generator 15, and the source gas G in the chamber 11 is irradiated with the microwave W.

チャンバ11の内部では、マイクロ波発生部15から導波路14を介して照射されたマイクロ波Wによって表面波プラズマPが発生する(プラズマ生成工程)。これにより、原料ガスGは炭素を含むラジカルに変化し、基板Bの表面へ移動し、堆積する。また、ここで、フッ素(F)と同時に供給されたアルゴン(Ar)がプラズマ化してアルゴンプラズマとなり、原子状のフッ素(F)が効率よく生成する。この際、基板Bの温度は、基板温度制御部によって所定の温度となるように制御されている。 Inside the chamber 11, surface wave plasma P is generated by the microwave W irradiated from the microwave generation unit 15 through the waveguide 14 (plasma generation step). As a result, the source gas G changes to radicals containing carbon, moves to the surface of the substrate B, and is deposited. Here, argon (Ar) supplied simultaneously with fluorine (F 2 ) is turned into plasma and becomes argon plasma, and atomic fluorine (F) is efficiently generated. At this time, the temperature of the substrate B is controlled to be a predetermined temperature by the substrate temperature control unit.

そして、プラズマPが基板B上に堆積してアモルファスカーボンCが形成(成膜)され、アモルファスカーボンCを生成することができる(形成工程)。   Then, plasma P is deposited on the substrate B to form amorphous carbon C (film formation), and amorphous carbon C can be generated (forming process).

さらに、アモルファスカーボンCの成膜後、原料ガスGの供給及びマイクロ波Wの出力を停止し、チャンバ11内にフッ素処理ガスとしての希釈フッ素を所定時間供給する(フッ素処理工程)。これにより、アモルファスカーボンCはFガスに曝露され、フッ素処理が行われる。 Further, after the amorphous carbon C is formed, the supply of the raw material gas G and the output of the microwave W are stopped, and diluted fluorine as a fluorine processing gas is supplied into the chamber 11 for a predetermined time (fluorine processing step). As a result, the amorphous carbon C is exposed to F 2 gas, and fluorine treatment is performed.

以上説明した本実施形態に係るアモルファスカーボンCによれば、欠陥密度の低いアモルファスカーボンが実現可能となる。   According to the amorphous carbon C according to the present embodiment described above, amorphous carbon having a low defect density can be realized.

また、欠陥密度の低いアモルファスカーボンCを太陽電池の光電素子として用いることにより、半導体としての性質(移動度等)を向上させることができ、太陽電池において電流を取り出し易くなり、発電効率の向上が図られる。   Further, by using amorphous carbon C having a low defect density as a photoelectric element of a solar cell, it is possible to improve the properties (mobility, etc.) as a semiconductor, and it is easy to take out current in the solar cell, thereby improving the power generation efficiency. Figured.

また、本実施形態に係るアモルファスカーボン製造方法によれば、プラズマPを生成し易いアルゴンをフッ素と同時に供給することにより、フッ素の利用率が向上し、欠陥密度の低いアモルファスカーボンCが製造可能となる。   In addition, according to the amorphous carbon manufacturing method according to the present embodiment, by supplying argon that easily generates plasma P together with fluorine, the utilization rate of fluorine is improved, and amorphous carbon C having a low defect density can be manufactured. Become.

また、結合エネルギーが低いFガスとしてフッ素を供給することにより、原子状のフッ素(F)の供給量が増加し、効率よく欠陥を低減することができる。 Further, by supplying fluorine as F 2 gas having low binding energy, the supply amount of atomic fluorine (F) increases, and defects can be efficiently reduced.

さらに、基板温度を高温にすることにより、原子状のフッ素(F)を生成することが容易になるため、低温での熱分解による欠陥低減が可能となる。この場合、マイクロ波などプラズマ生成装置を不要とすることができる。   Furthermore, since it becomes easy to generate atomic fluorine (F) by increasing the substrate temperature, defects can be reduced by thermal decomposition at a low temperature. In this case, a plasma generation device such as a microwave can be dispensed with.

以上、本発明に係るアモルファスカーボンの製造装置及び製造方法について説明したが、本発明に係るアモルファスカーボンの製造装置及び製造方法は上記実施形態に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で、上記実施形態を変形したものであってもよい。例えば、上記実施形態ではフッ素添加ガスとしてフッ素(F)ガスを用いる場合について説明したが、フッ素を含有する他のガスであってもよい。その場合、結合エネルギーの低いガス、すなわち他の原料ガスと同等又は低い結合エネルギーを有するガスが好ましい。結合エネルギーの高い四フッ化炭素(CF)ガスを用いた場合、好ましい欠陥低減効果が得られない。また、プラズマCVD装置10は、プラズマPと基板Bとの間に電圧を印加するためのバイアス電源を設けたものであってもよい。 The amorphous carbon manufacturing apparatus and manufacturing method according to the present invention have been described above. However, the amorphous carbon manufacturing apparatus and manufacturing method according to the present invention are not limited to the above-described embodiments, and the gist described in each claim. The above embodiment may be modified as long as it is not changed. For example, although the case where fluorine (F 2 ) gas is used as the fluorine-added gas has been described in the above embodiment, other gas containing fluorine may be used. In that case, a gas having a low binding energy, that is, a gas having a binding energy equivalent to or lower than that of other raw material gases is preferable. When carbon tetrafluoride (CF 4 ) gas having a high binding energy is used, a preferable defect reduction effect cannot be obtained. Further, the plasma CVD apparatus 10 may be provided with a bias power supply for applying a voltage between the plasma P and the substrate B.

また、上記実施形態では、プラズマCVD法によって製造されるアモルファスカーボン及びその製造方法について説明したが、本発明に係るアモルファスカーボンは、PVD(Physical Vapor Deposition)法によって製造されるものであってもよい。   Moreover, in the said embodiment, although the amorphous carbon manufactured by plasma CVD method and its manufacturing method were demonstrated, the amorphous carbon which concerns on this invention may be manufactured by PVD (Physical Vapor Deposition) method. .

以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。図2は本実施例におけるアモルファスカーボンの製造条件を示す表である。図2中の「F」列に示される流量は、希釈フッ素の流量、すなわち希釈のためのアルゴンを含んだ流量である。 EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated more concretely based on an Example and a comparative example, this invention is not limited to a following example at all. FIG. 2 is a table showing the production conditions of amorphous carbon in this example. The flow rate shown in the “F 2 ” column in FIG. 2 is a flow rate of diluted fluorine, that is, a flow rate containing argon for dilution.

図2に示すように、上記実施形態に係る製造装置及び製造方法により、アモルファスカーボンを製造した。ただし、特に説明のない限り、上記製造方法におけるアモルファスカーボンC成膜後のフッ素処理は行っていない。   As shown in FIG. 2, amorphous carbon was manufactured with the manufacturing apparatus and manufacturing method which concern on the said embodiment. However, unless otherwise specified, the fluorine treatment after the amorphous carbon C film formation in the above manufacturing method is not performed.

(実施例1)
実施例1では、原料ガスの供給流量を、アルゴン、アセチレン、希釈フッ素について、それぞれ180sccm,50sccm,20sccmとした。また、マイクロ波の条件として、出力を800W,動作周波数を500Hz,duty比を30%(on)とした。さらに、チャンバ11内の圧力を50Pa,基板温度を25℃,基板距離を10cm,堆積時間を30minとした。ここで、ドーパントガスを加えておらず、基板温度や基板距離を上記実施形態で好ましいとした範囲内としていないのは、希釈フッ素の添加有無がアモルファスカーボンの欠陥密度に及ぼす影響を調べるためである。
Example 1
In Example 1, the supply flow rates of the source gases were 180 sccm, 50 sccm, and 20 sccm for argon, acetylene, and diluted fluorine, respectively. As microwave conditions, the output was 800 W, the operating frequency was 500 Hz, and the duty ratio was 30% (on). Furthermore, the pressure in the chamber 11 was 50 Pa, the substrate temperature was 25 ° C., the substrate distance was 10 cm, and the deposition time was 30 min. Here, the dopant gas is not added, and the reason why the substrate temperature and the substrate distance are not within the ranges preferred in the above embodiment is to investigate the influence of the presence or absence of diluted fluorine on the defect density of amorphous carbon. .

上記条件にてアモルファスカーボンを製造した結果、表1に示すように、欠陥密度9.38×1019cm−3のアモルファスカーボンが得られた。 As a result of producing amorphous carbon under the above conditions, as shown in Table 1, amorphous carbon having a defect density of 9.38 × 10 19 cm −3 was obtained.

Figure 2012049472
Figure 2012049472

(比較例1)
一方、比較例1として、上記実施例1の条件において希釈フッ素を供給せずに製造したアモルファスカーボンでは、表1に示すように、欠陥密度は2.16×1020cm−3であった。
(Comparative Example 1)
On the other hand, as Comparative Example 1, in the amorphous carbon produced without supplying diluted fluorine under the conditions of Example 1, the defect density was 2.16 × 10 20 cm −3 as shown in Table 1.

この実施例及び比較例から、希釈フッ素を添加した場合、添加しなかった場合に比べて欠陥密度の低いアモルファスカーボンが得られることが確認された。また、分子シミュレーションの結果より、フッ素濃度を最適化することにより、さらに1×1016cm−3まで欠陥密度を低減可能であることが確認された。この結果より、アモルファスカーボンにおいても、アモルファスシリコン(a−Si)並みの欠陥密度が実現可能と考えられる。 From this Example and Comparative Example, it was confirmed that when diluted fluorine was added, amorphous carbon having a lower defect density was obtained than when not added. From the results of molecular simulation, it was confirmed that the defect density could be further reduced to 1 × 10 16 cm −3 by optimizing the fluorine concentration. From this result, it is considered that a defect density comparable to amorphous silicon (a-Si) can be realized even in amorphous carbon.

(実施例1´)
さらに、上記実施例1の原料ガスに加えて、トリメチルボロンを30sccm、あるいは窒素を10sccmの流量で供給して成膜されたアモルファスカーボンのそれぞれについて、フッ素処理を行った。アモルファスカーボンの成膜においては、アルゴンの供給流量を200sccmとし、他の条件は上記実施例1と同一とした。その後のフッ素処理においては、アルゴンを200sccmで供給するとともに、フッ素(F):アルゴン(Ar)の容積比で0.5:95.5とした希釈フッ素を20sccmで供給し、曝露時間は180秒又は10秒とした。また、基板温度は25℃とした。
(Example 1 ')
Further, in addition to the raw material gas of Example 1, each of the amorphous carbon films formed by supplying trimethylboron at a flow rate of 30 sccm or nitrogen at a flow rate of 10 sccm was subjected to fluorine treatment. In the amorphous carbon film formation, the supply flow rate of argon was set to 200 sccm, and other conditions were the same as those in Example 1. In the subsequent fluorine treatment, argon is supplied at 200 sccm, diluted fluorine with a volume ratio of fluorine (F 2 ): argon (Ar) of 0.5: 95.5 is supplied at 20 sccm, and the exposure time is 180 Second or 10 seconds. The substrate temperature was 25 ° C.

上記条件にてアモルファスカーボンをフッ素処理した結果、トリメチルボロン(ホウ素)を添加した場合では、表2に示すように、曝露時間180秒、10秒のフッ素処理により、欠陥密度がそれぞれ1.8×1018cm−3、1.4×1018cm−3のアモルファスカーボンが得られた。また、窒素を添加した場合では、曝露時間180秒、10秒のフッ素処理により、欠陥密度がそれぞれ1.5×1018cm−3、8.0×1017cm−3のアモルファスカーボンが得られた。 As a result of fluorine treatment of amorphous carbon under the above conditions, when trimethylboron (boron) was added, the defect density was 1.8 × by fluorine treatment with an exposure time of 180 seconds and 10 seconds, as shown in Table 2. An amorphous carbon of 10 18 cm −3 and 1.4 × 10 18 cm −3 was obtained. In addition, when nitrogen is added, amorphous carbon having a defect density of 1.5 × 10 18 cm −3 and 8.0 × 10 17 cm −3 is obtained by fluorine treatment with an exposure time of 180 seconds and 10 seconds, respectively. It was.

Figure 2012049472
Figure 2012049472

(比較例1´)
一方、上記実施例1´においてフッ素処理をしなかった場合、表2に示すように、トリメチルボロン(ホウ素)を添加したアモルファスカーボンでは欠陥密度が2.6×1018cm−3であり、窒素を添加したアモルファスカーボンでは欠陥密度が1.9×1018cm−3であった。
(Comparative Example 1 ')
On the other hand, when the fluorine treatment was not performed in Example 1 ′, as shown in Table 2, the amorphous carbon to which trimethylboron (boron) was added had a defect density of 2.6 × 10 18 cm −3 and nitrogen. The defect density of the amorphous carbon added with 1.9 was 1.9 × 10 18 cm −3 .

この実施例及び比較例から、成膜したアモルファスカーボンを、Fガスに曝露させることで、欠陥密度を低減できることが確認された。また、曝露時間を最適化することにより、欠陥密度をより小さくできることが確認された。 From this example and the comparative example, it was confirmed that the defect density can be reduced by exposing the deposited amorphous carbon to F 2 gas. It was also confirmed that the defect density can be reduced by optimizing the exposure time.

(実施例2)
実施例2では、上記実施例1の希釈フッ素に替えてドーパントガスとしての窒素(N)を流量10sccmで供給し、アルゴンの供給流量を200sccm、マイクロ波出力を1000W、基板温度を400℃、基板距離を1cmとし、他の条件は上記実施例1と同一とした。以下の実施例において、フッ素を加えていないのは、基板距離、基板温度、及び材料ガスの条件がアモルファスカーボンの欠陥密度に及ぼす影響を調べるためである。
(Example 2)
In Example 2, nitrogen (N 2 ) as a dopant gas is supplied at a flow rate of 10 sccm instead of the diluted fluorine of Example 1 above, the supply flow rate of argon is 200 sccm, the microwave output is 1000 W, the substrate temperature is 400 ° C., The substrate distance was 1 cm, and other conditions were the same as those in Example 1. In the following examples, fluorine is not added in order to investigate the influence of the substrate distance, the substrate temperature, and the material gas conditions on the defect density of amorphous carbon.

上記条件にてアモルファスカーボンを製造した結果、表3に示すように、欠陥密度8.46×1018cm−3のアモルファスカーボンが得られた。 As a result of producing amorphous carbon under the above conditions, amorphous carbon having a defect density of 8.46 × 10 18 cm −3 was obtained as shown in Table 3.

Figure 2012049472
Figure 2012049472

(比較例2)
一方、比較例2として、上記実施例2の条件において基板距離を0.5cmとした場合、アモルファスカーボンは成膜されなかった。また、基板距離を5.0cmとして製造したアモルファスカーボンでは、表3に示すように、欠陥密度は3.38×1019cm−3であった。
(Comparative Example 2)
On the other hand, as Comparative Example 2, when the substrate distance was 0.5 cm under the conditions of Example 2, the amorphous carbon was not formed. In addition, in the amorphous carbon manufactured with the substrate distance of 5.0 cm, as shown in Table 3, the defect density was 3.38 × 10 19 cm −3 .

この実施例及び比較例から、基板距離を最適化することにより、欠陥密度を低減できることが確認された。   From this example and the comparative example, it was confirmed that the defect density can be reduced by optimizing the substrate distance.

(実施例3)
実施例3では、基板温度を380℃とし、他の条件は上記実施例2と同一とした。この条件でアモルファスカーボンを製造した結果、欠陥密度2.10×1018cm−3のアモルファスカーボンが得られた。
(Example 3)
In Example 3, the substrate temperature was 380 ° C., and other conditions were the same as in Example 2 above. As a result of producing amorphous carbon under these conditions, amorphous carbon having a defect density of 2.10 × 10 18 cm −3 was obtained.

(比較例3)
一方、比較例3として、上記実施例2の条件において基板温度を350℃、400℃として製造したアモルファスカーボンでは、欠陥密度はそれぞれ、3.60×1019cm−3、9.69×1018cm−3であった。
(Comparative Example 3)
On the other hand, as Comparative Example 3, in the amorphous carbon manufactured with the substrate temperatures of 350 ° C. and 400 ° C. under the conditions of Example 2, the defect densities are 3.60 × 10 19 cm −3 and 9.69 × 10 18, respectively. cm −3 .

この実施例及び比較例の結果を図3に示す。図3に示すように、基板温度を最適化することにより、欠陥密度を減少させることができることが確認された。   The results of this example and comparative example are shown in FIG. As shown in FIG. 3, it was confirmed that the defect density can be reduced by optimizing the substrate temperature.

(実施例4)
実施例4では、マイクロ波出力を800W、基板温度を25℃とし、他の条件は上記実施例2と同一とした。ここで、基板温度を上記実施形態で好ましいとした範囲内としていないのは、材料ガスの条件がアモルファスカーボンの欠陥密度に及ぼす影響を調べるためである。
Example 4
In Example 4, the microwave output was 800 W, the substrate temperature was 25 ° C., and other conditions were the same as in Example 2 above. Here, the reason why the substrate temperature is not within the range preferred in the above embodiment is to investigate the influence of the material gas condition on the defect density of the amorphous carbon.

上記条件にてアモルファスカーボンを製造した結果、欠陥密度1.19×1019cm−3及び4.45×1018cm−3のアモルファスカーボンが得られた。 As a result of producing amorphous carbon under the above conditions, amorphous carbon having a defect density of 1.19 × 10 19 cm −3 and 4.45 × 10 18 cm −3 was obtained.

(比較例4)
一方、比較例4として、上記実施例4の条件におけるアセチレン(C)に替えて同流量のエチレン(C)として製造したアモルファスカーボンでは、欠陥密度は9.08×1019cm−3及び6.53×1019cm−3であった。また、同流量のメタン(CH4)とした場合、アモルファスカーボンは成膜されなかった。
(Comparative Example 4)
On the other hand, as Comparative Example 4, amorphous carbon produced as ethylene (C 2 H 4 ) at the same flow rate instead of acetylene (C 2 H 2 ) under the conditions of Example 4 above has a defect density of 9.08 × 10 19. cm −3 and 6.53 × 10 19 cm −3 . In addition, when the same flow rate of methane (CH4) was used, amorphous carbon was not formed.

この実施例及び比較例から、材料ガスとしてアセチレンを用いることにより、欠陥密度を減少させることができることが確認された。   From this Example and Comparative Example, it was confirmed that the defect density can be reduced by using acetylene as the material gas.

図4は、アモルファスカーボン中のフッ素濃度と欠陥密度との関係を示す図である。図4に示す各プロットは、(x,y)=(フッ素濃度(%(atm)),欠陥密度(cm−3))と表記した場合に、それぞれ(0,2.62×1018)、(0.3,8.00×1017)、(0.5,1.41×1018)、(0.66,1.76×1018)、及び(4.42,3.21×1018)となっている。 FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the fluorine concentration in the amorphous carbon and the defect density. Each plot shown in FIG. 4 is expressed as (0, 2.62 × 10 18 ) when (x, y) = (fluorine concentration (% (atm)), defect density (cm −3 )), respectively. (0.3, 8.00 × 10 17 ), (0.5, 1.41 × 10 18 ), (0.66, 1.76 × 10 18 ), and (4.42, 3.21 × 10 18 ).

これらは、成膜後のアモルファスカーボンに対し、実施例1´と同様にアルゴン及び希釈フッ素を供給して、曝露時間及び基板温度の条件を以下のように変えてフッ素処理を行った結果である。すなわち、(0.3,8.00×1017)は、窒素を添加したアモルファスカーボンにおいて、曝露時間10秒、基板温度25℃の条件により得られた結果である。また、(0.5,1.41×1018)は、トリメチルボロン(ホウ素)を添加したアモルファスカーボンにおいて、曝露時間10秒、基板温度25℃の条件により得られた結果である。さらに、(0.66,1.76×1018)は、トリメチルボロン(ホウ素)を添加したアモルファスカーボンにおいて、曝露時間180秒、基板温度25℃の条件により得られた結果である。また、(4.42,3.21×1018)は、トリメチルボロン(ホウ素)を添加したアモルファスカーボンにおいて、曝露時間10秒、基板温度100℃の条件により得られた結果である。なお、(0,2.62×1018)は、フッ素処理を行わなかった場合の結果である。 These are the results obtained by supplying argon and diluted fluorine to the amorphous carbon after film formation, and performing the fluorine treatment by changing the exposure time and substrate temperature conditions as follows. . That is, (0.3, 8.00 × 10 17 ) is a result obtained under conditions of an exposure time of 10 seconds and a substrate temperature of 25 ° C. in amorphous carbon to which nitrogen is added. Further, (0.5, 1.41 × 10 18 ) is a result obtained under the conditions of an exposure time of 10 seconds and a substrate temperature of 25 ° C. in amorphous carbon to which trimethylboron (boron) is added. Further, (0.66, 1.76 × 10 18 ) is a result obtained under the conditions of an exposure time of 180 seconds and a substrate temperature of 25 ° C. in amorphous carbon to which trimethylboron (boron) is added. Further, (4.42, 3.21 × 10 18 ) is a result obtained under the conditions of an exposure time of 10 seconds and a substrate temperature of 100 ° C. in amorphous carbon to which trimethylboron (boron) is added. In addition, (0, 2.62 × 10 18 ) is a result when the fluorine treatment is not performed.

図4に示すように、フッ素濃度が5×10−5〜3%(atm)の範囲において、欠陥密度は約2×1018cm−3以下となっている。なお、ここで、フッ素濃度の下限である5×10−5%(atm)は、欠陥数の十分の一以上のフッ素(F)があれば、欠陥を減少させる効果があるとしたことによる。 As shown in FIG. 4, the defect density is about 2 × 10 18 cm −3 or less when the fluorine concentration is in the range of 5 × 10 −5 to 3% (atm). Here, 5 × 10 −5 % (atm), which is the lower limit of the fluorine concentration, is due to the fact that if there is fluorine (F) having a sufficient number of defects, there is an effect of reducing defects.

10…プラズマCVD装置、11…チャンバ、12…原料ガス源、13…排気手段、14…導波路、15…マイクロ波発生部、16…石英窓、17…スロットアンテナ、18…基板ステージ、19…排出口、20…冷却ファン、B…基板、C…アモルファスカーボン、G…原料ガス、P…表面波プラズマ、W…マイクロ波。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Plasma CVD apparatus, 11 ... Chamber, 12 ... Source gas source, 13 ... Exhaust means, 14 ... Waveguide, 15 ... Microwave generator, 16 ... Quartz window, 17 ... Slot antenna, 18 ... Substrate stage, 19 ... Exhaust port, 20 ... cooling fan, B ... substrate, C ... amorphous carbon, G ... source gas, P ... surface wave plasma, W ... microwave.

Claims (7)

フッ素濃度が5×10−5〜3%(atm)であることを特徴とする、
アモルファスカーボン。
The fluorine concentration is 5 × 10 −5 to 3% (atm),
Amorphous carbon.
前記フッ素濃度は5×10−5〜0.66%(atm)である、
請求項1記載のアモルファスカーボン。
The fluorine concentration is 5 × 10 −5 to 0.66% (atm).
The amorphous carbon according to claim 1.
前記フッ素濃度は0.1〜0.66%(atm)である、
請求項1又は2記載のアモルファスカーボン。
The fluorine concentration is 0.1 to 0.66% (atm).
The amorphous carbon according to claim 1 or 2.
太陽電池の光電素子として用いられる、
請求項1〜3のいずれか一項記載のアモルファスカーボン。
Used as a photoelectric element for solar cells,
The amorphous carbon as described in any one of Claims 1-3.
フッ素及びアルゴンを含む原料ガスをチャンバ内に供給する原料ガス供給工程と、
前記チャンバ内で前記原料ガスのプラズマを生成するプラズマ生成工程と、
前記プラズマによって前記チャンバ内の基板上にアモルファスカーボンを形成する形成工程と、を備えることを特徴とする、
アモルファスカーボン製造方法。
A source gas supply step of supplying a source gas containing fluorine and argon into the chamber;
A plasma generating step for generating plasma of the source gas in the chamber;
A step of forming amorphous carbon on the substrate in the chamber by the plasma,
Amorphous carbon manufacturing method.
前記原料ガス中のフッ素は、フッ素(F)ガスとして供給される、
請求項5記載のアモルファスカーボン製造方法。
The fluorine in the source gas is supplied as fluorine (F 2 ) gas.
The method for producing amorphous carbon according to claim 5.
前記形成工程において形成されたアモルファスカーボンをフッ素(F)ガスに曝露させるフッ素処理工程を備える、
請求項5又は6記載のアモルファスカーボン製造方法。
Comprising a fluorine treatment step of exposing the amorphous carbon formed in the forming step to fluorine (F 2 ) gas,
The method for producing amorphous carbon according to claim 5 or 6.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2019220536A (en) * 2018-06-18 2019-12-26 国立研究開発法人情報通信研究機構 Semiconductor substrate and method for manufacturing the same, crystal laminate structure and method for manufacturing the same, and semiconductor device

Cited By (1)

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JP2019220536A (en) * 2018-06-18 2019-12-26 国立研究開発法人情報通信研究機構 Semiconductor substrate and method for manufacturing the same, crystal laminate structure and method for manufacturing the same, and semiconductor device

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