JP2573970B2 - 半導体薄膜製造装置 - Google Patents
半導体薄膜製造装置Info
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- semiconductor thin
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- glow discharge
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
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- Photovoltaic Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ 本発明は、グロー放電により、高性能の半導体薄膜を
形成する製造装置に関し、特に、高性能・高能率製造に
関する。
形成する製造装置に関し、特に、高性能・高能率製造に
関する。
［従来技術］ シリコン化合物をグロー放電法などのプラズマに高周
波電流を導入することができず、また、電気力線にもと
ずく端効果および先の表皮効果の結果、高周波印加電極
周辺部のグロー放電が強くなり、得られた薄膜の特性
は、不均一となり、また有効に高周波を導入できない。
波電流を導入することができず、また、電気力線にもと
ずく端効果および先の表皮効果の結果、高周波印加電極
周辺部のグロー放電が強くなり、得られた薄膜の特性
は、不均一となり、また有効に高周波を導入できない。
さらに、高速形成を目的として、グロー放電を発生さ
せる場合、高周波印加電極周辺部のグローはより強くな
り、条件によっては、異常グロー放電も生じ、一般に高
速形成時には、異常放電が生じ易く、粉発生を起こすと
いう問題があった。
せる場合、高周波印加電極周辺部のグローはより強くな
り、条件によっては、異常グロー放電も生じ、一般に高
速形成時には、異常放電が生じ易く、粉発生を起こすと
いう問題があった。
［発明の目的］ 本発明の目的は、高周波印加電極と接地電極間におい
て、均一なプラズマを有効に生じさせ、被着される基本
上に均一な半導体薄膜を高速に形成することができ、か
つその形成速度を任意に制御することのできる半導体薄
膜製造装置を提供するものである。
て、均一なプラズマを有効に生じさせ、被着される基本
上に均一な半導体薄膜を高速に形成することができ、か
つその形成速度を任意に制御することのできる半導体薄
膜製造装置を提供するものである。
［基本的着想］ しかして本発明者らは、種々のプラズマCVD装置およ
びグロー放電の詳細な検討の結果、高周波印加電極と接
地電極間の空間におけるプラズマを均一、かつ電力的に
有効に生じさせるためには、高周波印加電極と半導体薄
膜が被着される基体あるいは、基体を保持している基体
キャリヤーの間に、プラズマを生じさせることが、重要
であることを見いだし、本発明を完成した。
びグロー放電の詳細な検討の結果、高周波印加電極と接
地電極間の空間におけるプラズマを均一、かつ電力的に
有効に生じさせるためには、高周波印加電極と半導体薄
膜が被着される基体あるいは、基体を保持している基体
キャリヤーの間に、プラズマを生じさせることが、重要
であることを見いだし、本発明を完成した。
［発明の開示］ すなわち、本発明は、グロー放電を用いた薄膜半導体
形成装置であって、少なくともグロー放電を発生させる
ために設けられた高周波印加電極と半導体薄膜が被着さ
れる基体を備え、該高周波印加電極と該基体を金属壁に
より囲むとともに、該金属壁が直流電気的には、浮遊さ
れ、かつ、その金属壁にグロー放電を発生させるための
高周波電圧とは独立に、直流電圧を印加することが可能
なように構成してなる半導体薄膜製造装置である。
形成装置であって、少なくともグロー放電を発生させる
ために設けられた高周波印加電極と半導体薄膜が被着さ
れる基体を備え、該高周波印加電極と該基体を金属壁に
より囲むとともに、該金属壁が直流電気的には、浮遊さ
れ、かつ、その金属壁にグロー放電を発生させるための
高周波電圧とは独立に、直流電圧を印加することが可能
なように構成してなる半導体薄膜製造装置である。
例えば、第１図は、本発明の半導体薄膜製造装置の一
実施例を示す模式図であるが、これに基づいて説明する
と、グロー放電を用いた薄膜半導体形成装置であり、少
なくともグロー放電を発生させるために用いられた高周
波印加電極１（および薄膜形成用ガス分散放出電極）と
半導体薄膜が被着される基体７を基本的に備え、該高周
波印加電極と該基体は金属壁３により囲まれている。該
金属壁３は直流電気的に、浮遊され、かつ、その金属壁
にグロー放電を発生させるための高周波電圧（すなわち
高周波電源９）とは独立に、直流電圧を印加することが
可能なように、直流バイアス電源11に接続されている。
なお、図において、２は高周波シールド板、４は絶縁碍
子製の真空シール治具、５は電流導入端子付き絶縁碍
子、６は基体加熱板、８は整合回路である。基体７は基
体キャリヤー13に保持されて基体搬送治具により所望の
位置に搬送される。
実施例を示す模式図であるが、これに基づいて説明する
と、グロー放電を用いた薄膜半導体形成装置であり、少
なくともグロー放電を発生させるために用いられた高周
波印加電極１（および薄膜形成用ガス分散放出電極）と
半導体薄膜が被着される基体７を基本的に備え、該高周
波印加電極と該基体は金属壁３により囲まれている。該
金属壁３は直流電気的に、浮遊され、かつ、その金属壁
にグロー放電を発生させるための高周波電圧（すなわち
高周波電源９）とは独立に、直流電圧を印加することが
可能なように、直流バイアス電源11に接続されている。
なお、図において、２は高周波シールド板、４は絶縁碍
子製の真空シール治具、５は電流導入端子付き絶縁碍
子、６は基体加熱板、８は整合回路である。基体７は基
体キャリヤー13に保持されて基体搬送治具により所望の
位置に搬送される。
本発明における高周波印加電極１とは、容量結合型の
平行平板電極であり、形状はとくに問わないが、円板状
あるいは四角状が製作および放電特性の点において、好
ましい形状である。材質については、とくに制限される
ものではないが、形成される半導体薄膜に与える不純物
量、電気伝導性、熱的安定性等を考慮するとステンレス
鋼であるSUS316やSUS304が好適に用いられ、アルミニウ
ムも好ましい材料である。
平行平板電極であり、形状はとくに問わないが、円板状
あるいは四角状が製作および放電特性の点において、好
ましい形状である。材質については、とくに制限される
ものではないが、形成される半導体薄膜に与える不純物
量、電気伝導性、熱的安定性等を考慮するとステンレス
鋼であるSUS316やSUS304が好適に用いられ、アルミニウ
ムも好ましい材料である。
本発明でいう金属壁３とは、具体的には、金属板ない
しは、金属性メッシュであり、材質的には、先に述べた
高周波印加電極と本質的に同じである。本金属壁は、絶
縁碍子５により直流電気的に浮遊させ、直流電圧を印加
可能とする。なお、金属壁が、金属製メッシュの場合
は、メッシュ・サイズについては、特に限定するもので
はないが、５メッシュ以下が好ましい。また、印加する
直流電圧は、−500〜＋500Vであり、印加しない場合に
は、直流電気的に浮遊させるかあるいは、接地する。
しは、金属性メッシュであり、材質的には、先に述べた
高周波印加電極と本質的に同じである。本金属壁は、絶
縁碍子５により直流電気的に浮遊させ、直流電圧を印加
可能とする。なお、金属壁が、金属製メッシュの場合
は、メッシュ・サイズについては、特に限定するもので
はないが、５メッシュ以下が好ましい。また、印加する
直流電圧は、−500〜＋500Vであり、印加しない場合に
は、直流電気的に浮遊させるかあるいは、接地する。
本発明に用いる半導体薄膜製造装置は、上記したごと
く、少なくともプラズマを発生させるための高周波印加
電極と半導体薄膜が被着される基体を備えているもので
あるが、基本的には、当然のことながら、反応ガスおよ
びパージ・ガス導入手段および排気手段を備えた金属製
の反応容器からなるものであり、さらに、半導体薄膜が
形成される基体を設置固定する治具である基体キャリヤ
ー13、基体を加熱するための加熱板等の加熱手段６、お
よび基体キャリヤーを移動させるための基体キャリヤー
搬送治具等の搬送手段10からなる。
く、少なくともプラズマを発生させるための高周波印加
電極と半導体薄膜が被着される基体を備えているもので
あるが、基本的には、当然のことながら、反応ガスおよ
びパージ・ガス導入手段および排気手段を備えた金属製
の反応容器からなるものであり、さらに、半導体薄膜が
形成される基体を設置固定する治具である基体キャリヤ
ー13、基体を加熱するための加熱板等の加熱手段６、お
よび基体キャリヤーを移動させるための基体キャリヤー
搬送治具等の搬送手段10からなる。
反応容器の材質は、ステンレス、ニッケルおよびその
合金、アルミニウムおよびその合金などであるが、加工
性、耐蝕性、取扱上ステンレス（SUS316,SUS304）ある
いはアルミニウムが好ましい。
合金、アルミニウムおよびその合金などであるが、加工
性、耐蝕性、取扱上ステンレス（SUS316,SUS304）ある
いはアルミニウムが好ましい。
反応ガス導入手段については、高周波印加電極より吹
き出すシャワー・タイプが均一性、体積速度および体積
効率の点から、好ましい形態であるが、本発明を実施す
る上ではとくに制限されるものではない。
き出すシャワー・タイプが均一性、体積速度および体積
効率の点から、好ましい形態であるが、本発明を実施す
る上ではとくに制限されるものではない。
ガス排気手段については、基体に対して、対称に排気
されることを考慮した排気口より行われることが望まし
い。
されることを考慮した排気口より行われることが望まし
い。
基体の設置方向については、本発明の目的を達成する
に、何ら規定されるものではない。一般には、基体は、
高周波印加電極に対して対向させるものである。
に、何ら規定されるものではない。一般には、基体は、
高周波印加電極に対して対向させるものである。
用いる基体は、ガラス基板、酸化スズや酸化スズ・イ
ンジウムの様な透明導電性膜付きガラス基板、セラミッ
クス基板、アルミニウム、クロム、ステンレス（SUS31
6,SUS304）などの金属蒸着したセラミックス基板やポリ
エチレンテレフタレートなどの樹脂基板、ステンレス基
板、多結晶および単結晶シリコン基板などである。
ンジウムの様な透明導電性膜付きガラス基板、セラミッ
クス基板、アルミニウム、クロム、ステンレス（SUS31
6,SUS304）などの金属蒸着したセラミックス基板やポリ
エチレンテレフタレートなどの樹脂基板、ステンレス基
板、多結晶および単結晶シリコン基板などである。
ここで用いる反応性ガスは、主にシリコン化合物ガス
であり、一般式SinH2n+2（ここでｎは自然数）で示され
るシラン、例えばモノシラン、ジシランである。さら
に、一般式SiHxF4-x（ｘは、０〜４の整数）で示される
フルオロシラン、一般式GenH2n+2（ｎは、自然数）で示
される水素化ゲルマンなどである。また、目的に応じ
て、フォスフィンPH3、ジボランB2H6、ヘリウムHe、炭
化水素ガスCyH2y+2，CyH2y，CyH2y-2（ｙは、自然
数）、モノメチルシランなどの有機けい素ガスなどを単
独ないし添加して用いる。
であり、一般式SinH2n+2（ここでｎは自然数）で示され
るシラン、例えばモノシラン、ジシランである。さら
に、一般式SiHxF4-x（ｘは、０〜４の整数）で示される
フルオロシラン、一般式GenH2n+2（ｎは、自然数）で示
される水素化ゲルマンなどである。また、目的に応じ
て、フォスフィンPH3、ジボランB2H6、ヘリウムHe、炭
化水素ガスCyH2y+2，CyH2y，CyH2y-2（ｙは、自然
数）、モノメチルシランなどの有機けい素ガスなどを単
独ないし添加して用いる。
［実施例］ 以下、本発明を、実施例によって、詳細に説明する。
本発明の半導体薄膜製造装置を用い、アモルファスシ
リコン薄膜を成膜した。反応ガスは、ジシランを用い
た。まず、基体挿入室に基体を保持した基体キャリヤー
を設置し、低真空系と高真空系排気にて、10-6torr台ま
で真空排気した後、反応室内に基体キャリヤーを搬送手
段にて移送後、高真空排気系にて、10-6torr台まで排気
し、加熱手段で基体キャリヤーに保持された基体を目的
の温度200℃になるまで加熱した。所定の基体温度に達
した後、反応室内に反応性ガスを流量計を通して導入
し、所定の反応圧力に設定し、13.56MHzの高周波を高周
波印加電極に供給し、グロー放電を生じさせ、成膜し
た。これらの作製条件と得られたａ−Si膜の特性の結果
を第１表に示した。
リコン薄膜を成膜した。反応ガスは、ジシランを用い
た。まず、基体挿入室に基体を保持した基体キャリヤー
を設置し、低真空系と高真空系排気にて、10-6torr台ま
で真空排気した後、反応室内に基体キャリヤーを搬送手
段にて移送後、高真空排気系にて、10-6torr台まで排気
し、加熱手段で基体キャリヤーに保持された基体を目的
の温度200℃になるまで加熱した。所定の基体温度に達
した後、反応室内に反応性ガスを流量計を通して導入
し、所定の反応圧力に設定し、13.56MHzの高周波を高周
波印加電極に供給し、グロー放電を生じさせ、成膜し
た。これらの作製条件と得られたａ−Si膜の特性の結果
を第１表に示した。
また比較例として、従来型の平行平板型の高周波印加
電極を有するプラズマCVD装置用い、成膜した結果も第
１表に示した。
電極を有するプラズマCVD装置用い、成膜した結果も第
１表に示した。
［発明の効果］ 第１表に示した実施例、比較例から明らかなごとく、
本発明の浮遊金属壁の囲みを備えた半導体薄膜製造装置
を用いることにより、大面積の均質成膜が、高速堆積
で、かつ高堆積効率にて得られ、得られた薄膜の特性も
優れ、膜厚分布の良好な膜の成膜が可能であることがわ
かる。
本発明の浮遊金属壁の囲みを備えた半導体薄膜製造装置
を用いることにより、大面積の均質成膜が、高速堆積
で、かつ高堆積効率にて得られ、得られた薄膜の特性も
優れ、膜厚分布の良好な膜の成膜が可能であることがわ
かる。
更に、金属壁に印加する直流電圧を変化させること
で、被着される半導体薄膜の堆積速度を大きく変化させ
ることができ、直流電圧により堆積速度の制御ができる
ことが分かる。
で、被着される半導体薄膜の堆積速度を大きく変化させ
ることができ、直流電圧により堆積速度の制御ができる
ことが分かる。
本発明はこのように、顕著な作用効果を奏するもので
あり、その産業上の利用可能性は、極めて大きいと言わ
ねばならない。
あり、その産業上の利用可能性は、極めて大きいと言わ
ねばならない。
第１図は、本発明による、浮遊金属壁の囲みを備えた製
造装置の断面を示す模式図である。 図において、 １……高周波印加電極および薄膜形成用ガス分散放出電
極、２……高周波シールド板、３……金属壁、４……絶
縁碍子製真空シール治具、５……電流導入端子付き絶縁
碍子、６……基体加熱板、７……半導体薄膜が被着され
る基体、８……整合回路、９……高周波電源、10……基
体キャリヤー搬送治具、11……直流バイアス電源、12…
…仕切弁、13……基体キャリヤー、を示す。
造装置の断面を示す模式図である。 図において、 １……高周波印加電極および薄膜形成用ガス分散放出電
極、２……高周波シールド板、３……金属壁、４……絶
縁碍子製真空シール治具、５……電流導入端子付き絶縁
碍子、６……基体加熱板、７……半導体薄膜が被着され
る基体、８……整合回路、９……高周波電源、10……基
体キャリヤー搬送治具、11……直流バイアス電源、12…
…仕切弁、13……基体キャリヤー、を示す。
Claims (1)
- 【請求項１】グロー放電を用いた薄膜半導体形成装置で
あって、少なくともグロー放電を発生させるために設け
られた高周波印加電極と半導体薄膜が被着される基体を
備え、該高周波印加電極と該基体を金属壁により囲むと
ともに、該金属壁が直流電気的には、浮遊され、かつ、
その金属壁にグロー放電を発生させるための高周波電圧
とは独立に、直流電圧を印加することが可能なように構
成してなる半導体薄膜製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26820187A JP2573970B2 (ja) | 1987-10-26 | 1987-10-26 | 半導体薄膜製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26820187A JP2573970B2 (ja) | 1987-10-26 | 1987-10-26 | 半導体薄膜製造装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01111319A JPH01111319A (ja) | 1989-04-28 |
| JP2573970B2 true JP2573970B2 (ja) | 1997-01-22 |
Family
ID=17455326
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26820187A Expired - Fee Related JP2573970B2 (ja) | 1987-10-26 | 1987-10-26 | 半導体薄膜製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2573970B2 (ja) |
-
1987
- 1987-10-26 JP JP26820187A patent/JP2573970B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01111319A (ja) | 1989-04-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |