JP2726676B2 - シリコンカーバイド微結晶薄膜の形成法 - Google Patents
シリコンカーバイド微結晶薄膜の形成法Info
- Publication number
- JP2726676B2 JP2726676B2 JP21828988A JP21828988A JP2726676B2 JP 2726676 B2 JP2726676 B2 JP 2726676B2 JP 21828988 A JP21828988 A JP 21828988A JP 21828988 A JP21828988 A JP 21828988A JP 2726676 B2 JP2726676 B2 JP 2726676B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- silane
- silicon carbide
- sicx
- silicon
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Led Devices (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明はシリコンカーバイド微結晶薄膜の形成法に関
するものであり、とくに、広い禁制帯幅を有するシリコ
ンカーバイド微結晶薄膜の形成法に関する。
するものであり、とくに、広い禁制帯幅を有するシリコ
ンカーバイド微結晶薄膜の形成法に関する。
シリコン微結晶薄膜はｐ型半導体、ｎ型半導体の性質
を付与できることが知られており、シリコン太陽電池を
はじめとして、薄膜半導体装置への適用が検討されてい
る。
を付与できることが知られており、シリコン太陽電池を
はじめとして、薄膜半導体装置への適用が検討されてい
る。
しかして、このシリコン微結晶薄膜の光学的特性の変
更や最適化のためにシリコンカーバイド微結晶薄膜（以
下μｃ−SiCxと略称する）が検討されている。従来μｃ
−SiCxはモノシランとメタンの電子サイクロトロン共鳴
マイクロ波放電分解により、形成されることがInternat
ional PVSEC−３（Tokyo,1987）で報告されている。こ
の形成条件は、高水素希釈でかつ、高放電電力を必要と
し、10eVほどの高いエネルギーの電子が薄膜形成雰囲気
に存在する苛酷な条件であるために、当該薄膜を用いる
半導体装置を構成する他の部分に水素原子による化学反
応や高エネルギー電子やイオン等の衝突による損傷等の
悪影響を及ぼすことが考えられている。また、従来技術
におけるグロー放電分解では、高放電電力、高水素希釈
の成膜条件においても、微結晶シリコンが形成されるの
みで、シリコンカーバイドは非晶質のままで存在するこ
とが、International PVSEC−３（Tokyo,1987）で同時
に報告されている。この結果として、当該薄膜単味の性
能向上が、半導体装置の特性向上に大きく貢献すること
なく、いまだ、課題を残している。さらに、電子サイク
ロトロン共鳴マイクロ波放電分解はアモルファスシリコ
ン太陽電池やアモルファス薄膜トランジスタ等の半導体
デバイスの大面積化のためには、製造装置のコスト高の
ために、実用性の面での課題も残る。このために、大面
積化に対応できるグロー放電によるシリコンカーバイド
微結晶薄膜の形成法が望まれている。
更や最適化のためにシリコンカーバイド微結晶薄膜（以
下μｃ−SiCxと略称する）が検討されている。従来μｃ
−SiCxはモノシランとメタンの電子サイクロトロン共鳴
マイクロ波放電分解により、形成されることがInternat
ional PVSEC−３（Tokyo,1987）で報告されている。こ
の形成条件は、高水素希釈でかつ、高放電電力を必要と
し、10eVほどの高いエネルギーの電子が薄膜形成雰囲気
に存在する苛酷な条件であるために、当該薄膜を用いる
半導体装置を構成する他の部分に水素原子による化学反
応や高エネルギー電子やイオン等の衝突による損傷等の
悪影響を及ぼすことが考えられている。また、従来技術
におけるグロー放電分解では、高放電電力、高水素希釈
の成膜条件においても、微結晶シリコンが形成されるの
みで、シリコンカーバイドは非晶質のままで存在するこ
とが、International PVSEC−３（Tokyo,1987）で同時
に報告されている。この結果として、当該薄膜単味の性
能向上が、半導体装置の特性向上に大きく貢献すること
なく、いまだ、課題を残している。さらに、電子サイク
ロトロン共鳴マイクロ波放電分解はアモルファスシリコ
ン太陽電池やアモルファス薄膜トランジスタ等の半導体
デバイスの大面積化のためには、製造装置のコスト高の
ために、実用性の面での課題も残る。このために、大面
積化に対応できるグロー放電によるシリコンカーバイド
微結晶薄膜の形成法が望まれている。
本発明者等は、かかる観点に鑑み鋭意検討した結果、
原料として、不飽和炭化水素基を分子内に有するアルキ
ルシランおよびフッ化シランの混合ガスを用いることに
より、グロー放電分解により、μｃ−SiCxを形成できる
ことを見出して本課題を解決することができた。
原料として、不飽和炭化水素基を分子内に有するアルキ
ルシランおよびフッ化シランの混合ガスを用いることに
より、グロー放電分解により、μｃ−SiCxを形成できる
ことを見出して本課題を解決することができた。
すなわち、本発明は、ラジカル重合可能の不飽和基を
有するシリコン化合物およびフッ化シラン、および水素
を少なくともふくむ混合ガスを、グロー放電により分解
することを特徴とするシリコンカーバイド微結晶薄膜
（以下、μｃ−SiCxと略記する）の形成法、を要旨とす
る。
有するシリコン化合物およびフッ化シラン、および水素
を少なくともふくむ混合ガスを、グロー放電により分解
することを特徴とするシリコンカーバイド微結晶薄膜
（以下、μｃ−SiCxと略記する）の形成法、を要旨とす
る。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明において使用する、ラジカル重合可能の不飽和
基を有するシリコン化合物、すなわち、ラジカル重合可
能の不飽和炭化水素基を分子内に有するシラン（以下Ｕ
−シランと略称する）は、一般式RnSimH2m+2-n（ただ
し、Ｒはラジカル重合が可能である炭素数２〜10程度の
不飽和炭化水素基、m,nは自然数である。ｍは１または
２であり、ｍ＝１のとき、ｎ＝1,2,3,または４でありｍ
＝２のとき、ｎ＝1,2,3,4,5,または６である）で表示さ
れるシラン化合物である。
基を有するシリコン化合物、すなわち、ラジカル重合可
能の不飽和炭化水素基を分子内に有するシラン（以下Ｕ
−シランと略称する）は、一般式RnSimH2m+2-n（ただ
し、Ｒはラジカル重合が可能である炭素数２〜10程度の
不飽和炭化水素基、m,nは自然数である。ｍは１または
２であり、ｍ＝１のとき、ｎ＝1,2,3,または４でありｍ
＝２のとき、ｎ＝1,2,3,4,5,または６である）で表示さ
れるシラン化合物である。
このＵ−シランの具体的な示例としては、ビニルシラ
ン、ジビニルシラン、トリビニルシラン、ビニルジシラ
ン、ジビニルジシラン、トリビニルジシラン、１−プロ
ペニルシラン、２−プロペニルシラン、イソプロペニル
シラン、１−ブテニルシラン、２−ブテニルシラン、２
−ペンテニルシラン、エテニルシラン等の珪素化合物が
好ましいものとして挙げられる。
ン、ジビニルシラン、トリビニルシラン、ビニルジシラ
ン、ジビニルジシラン、トリビニルジシラン、１−プロ
ペニルシラン、２−プロペニルシラン、イソプロペニル
シラン、１−ブテニルシラン、２−ブテニルシラン、２
−ペンテニルシラン、エテニルシラン等の珪素化合物が
好ましいものとして挙げられる。
本発明で使用するに有用なフッ化シランは、SiaH
2a+2-bFb（ａは１または２であり、ｂはａ＝１のとき1,
2,3,または４であり、ａ＝２のとき1,2,3,4,5,または６
である。）の一般式であらわされるシリコン化合物であ
る。このフッ化シランの具体的な示例としては、モノフ
ルオロシラン、ジフルオロシラン、トリフルオロシラ
ン、テトラフルオロシラン、モノフルオロジシラン、ジ
フルオロジシラン、トリフルオロジシラン、テトラフル
オロジシラン、ペンタフルオロジシラン、ヘキサフルオ
ロジシラン等を有効に用いることができる。
2a+2-bFb（ａは１または２であり、ｂはａ＝１のとき1,
2,3,または４であり、ａ＝２のとき1,2,3,4,5,または６
である。）の一般式であらわされるシリコン化合物であ
る。このフッ化シランの具体的な示例としては、モノフ
ルオロシラン、ジフルオロシラン、トリフルオロシラ
ン、テトラフルオロシラン、モノフルオロジシラン、ジ
フルオロジシラン、トリフルオロジシラン、テトラフル
オロジシラン、ペンタフルオロジシラン、ヘキサフルオ
ロジシラン等を有効に用いることができる。
Ｕ−シランとフッ化シランとの混合比率は特に限定さ
れるものではないが、フッ化シランをＵ−シランに対し
て、比較的多量、すなわち、0.1容量倍から20容量倍程
度で用いるのが本発明の目的を達成するため、好まし
い。
れるものではないが、フッ化シランをＵ−シランに対し
て、比較的多量、すなわち、0.1容量倍から20容量倍程
度で用いるのが本発明の目的を達成するため、好まし
い。
本発明においては、さらに原料ガスとして、Ｕ−シラ
ンとフッ化シランと共に、水素を用いるものであるが、
水素は上記のシリコンの化合物に対して、好ましくは、
２容量倍以上で用いられる。好ましくは、４容量倍以上
で50容量倍以下である。水素量が50容量倍よりも大きい
条件においても、μｃ−SiCxは形成されるが、半導体デ
バイスの作製において、このような高水素量のμｃ−Si
Cx作製条件は、半導体デバイスの特性を低下させること
になるため、好ましい条件ではない。一方２容量倍より
も少ない条件では、μｃ−SiCxの特性低下が著しい。と
くに、ｐ型やｎ型の導電性をあたえるために導入する不
純物の効果が低下する。
ンとフッ化シランと共に、水素を用いるものであるが、
水素は上記のシリコンの化合物に対して、好ましくは、
２容量倍以上で用いられる。好ましくは、４容量倍以上
で50容量倍以下である。水素量が50容量倍よりも大きい
条件においても、μｃ−SiCxは形成されるが、半導体デ
バイスの作製において、このような高水素量のμｃ−Si
Cx作製条件は、半導体デバイスの特性を低下させること
になるため、好ましい条件ではない。一方２容量倍より
も少ない条件では、μｃ−SiCxの特性低下が著しい。と
くに、ｐ型やｎ型の導電性をあたえるために導入する不
純物の効果が低下する。
本発明においては、かかる混合ガスを、グロー放電分
解するものであるが、グロー放電分解は、プラズマCVD
（プラズマ化学堆積法）の手法を有効に用いることがで
きる。プラズマは直流電力、交流電力、高周波電力、マ
イクロ波電力等の電力を減圧下、原料ガス混合物に供給
することによって、発生させることができる。
解するものであるが、グロー放電分解は、プラズマCVD
（プラズマ化学堆積法）の手法を有効に用いることがで
きる。プラズマは直流電力、交流電力、高周波電力、マ
イクロ波電力等の電力を減圧下、原料ガス混合物に供給
することによって、発生させることができる。
本発明において、薄膜形成の条件は、原料としてシリ
コン化合物と水素とを混合して用いるほかには、とく
に、限定されるものはない。本発明においては、低放電
電力、低基板温度においてμｃ−SiCxを得ることができ
る。これは本発明の別の特徴である。さらに、モノシラ
ン、ジシラン等の水素化シリコンをＵ−シランと混合し
て使用することにより、μｃ−SiCxの炭素含有量の変化
が可能であり、光学的バンドギャップを変更することが
できる。さらに、不純物のドーピングによりｐ型、ｎ型
の半導体の性質を付与することもできる。ｐ型、および
ｎ型の性質を付与するには、それぞれ、ジボラン、およ
びホスフィンのような硼素およびリンを含有する化合物
を原料ガスとともに、グロー放電分散すればよい。
コン化合物と水素とを混合して用いるほかには、とく
に、限定されるものはない。本発明においては、低放電
電力、低基板温度においてμｃ−SiCxを得ることができ
る。これは本発明の別の特徴である。さらに、モノシラ
ン、ジシラン等の水素化シリコンをＵ−シランと混合し
て使用することにより、μｃ−SiCxの炭素含有量の変化
が可能であり、光学的バンドギャップを変更することが
できる。さらに、不純物のドーピングによりｐ型、ｎ型
の半導体の性質を付与することもできる。ｐ型、および
ｎ型の性質を付与するには、それぞれ、ジボラン、およ
びホスフィンのような硼素およびリンを含有する化合物
を原料ガスとともに、グロー放電分散すればよい。
本発明において、μｃ−SiCx作製時の基板温度、反応
圧力、原料ガス流量、放電電力等の具体的な成膜条件と
しては、用いるグロー放電分解方法により、最適条件が
異なるものであり、分解手法に応じて適宜決定されるも
のであるが、その場合の有効な指針となりうる点を以下
にあげておくことにする。
圧力、原料ガス流量、放電電力等の具体的な成膜条件と
しては、用いるグロー放電分解方法により、最適条件が
異なるものであり、分解手法に応じて適宜決定されるも
のであるが、その場合の有効な指針となりうる点を以下
にあげておくことにする。
基板温度はμｃ−SiCxの光学的あるいは電気的性質を
変更する。基板温度は100℃以上、350℃以下であるが、
好ましくは150℃以上、300℃以下であり、さらに、好ま
しくは、175℃以上、250℃以下である。ｐ型、ｎ型の半
導体の性質を付与するときに、温度の低下は光透過率を
大きくするが、電気抵抗が大きくなりすぎて、半導体装
置に用いるに好ましくない。また、温度上昇にともない
光学的バンドギャップが減少し、さらに、μｃ−SiCxが
基板から剥離する傾向があらわれるために、好ましくな
い。
変更する。基板温度は100℃以上、350℃以下であるが、
好ましくは150℃以上、300℃以下であり、さらに、好ま
しくは、175℃以上、250℃以下である。ｐ型、ｎ型の半
導体の性質を付与するときに、温度の低下は光透過率を
大きくするが、電気抵抗が大きくなりすぎて、半導体装
置に用いるに好ましくない。また、温度上昇にともない
光学的バンドギャップが減少し、さらに、μｃ−SiCxが
基板から剥離する傾向があらわれるために、好ましくな
い。
一方、反応圧力は、0.01torrから10torr程度の範囲
で、好ましくは、0.02torrから2.0torr程度の範囲であ
る。
で、好ましくは、0.02torrから2.0torr程度の範囲であ
る。
また、原料ガス流量や放電電力は成膜装置の成膜室や
放電電極の大きさ、基板の大きさ、目的とする炭素含有
量、成膜速度等によって、適宜選択される。原料ガス流
量としては、シリコン化合物においては、１から1000sc
cmで充分であり、水素は２倍から50倍の範囲で用いられ
る。放電電力は、低下させることができ、5Wから150Wで
充分であり、好ましくは、10Wから100W、さらに、好ま
しくは10Wから60W程度である。
放電電極の大きさ、基板の大きさ、目的とする炭素含有
量、成膜速度等によって、適宜選択される。原料ガス流
量としては、シリコン化合物においては、１から1000sc
cmで充分であり、水素は２倍から50倍の範囲で用いられ
る。放電電力は、低下させることができ、5Wから150Wで
充分であり、好ましくは、10Wから100W、さらに、好ま
しくは10Wから60W程度である。
珪素化合物のプラズマ分解においては、シリコン関連
の各種のラジカル種が形成されることが、一般的に認識
されている。本発明のＵ−シランが特に有効に作用する
のは、これらシリコン関連のラジカルと本発明のＵ−シ
ラン中の不飽和炭化水素基とはラジカル反応を起こしう
るので、ペンダントとして、残存する炭化水素基が少な
くなり、炭素がシリコンのネットワーク中に効果的に取
り込まれるために、従来技術におけるがごとき苛酷な条
件を用いずにμｃ−SiCxが形成されるものと考えられ
る。
の各種のラジカル種が形成されることが、一般的に認識
されている。本発明のＵ−シランが特に有効に作用する
のは、これらシリコン関連のラジカルと本発明のＵ−シ
ラン中の不飽和炭化水素基とはラジカル反応を起こしう
るので、ペンダントとして、残存する炭化水素基が少な
くなり、炭素がシリコンのネットワーク中に効果的に取
り込まれるために、従来技術におけるがごとき苛酷な条
件を用いずにμｃ−SiCxが形成されるものと考えられ
る。
特に、成膜に要する放電電力を、上記したごとく従来
技術におけるよりも大幅に低下できることは、半導体デ
バイス、たとえば、薄膜太陽電池、発光素子、光センサ
ー等を形成する時に死活的に好ましい条件を提供できる
こととなる。けだし、半導体デバイスは、電極ならびに
数種類の薄膜半導体で形成されることが、ほとんどであ
るところ、従来技術におけるがごとく、μｃ−SiCxの形
成に際し、放電電力が高い形成条件を採用せざるを得な
い状況では、すでに形成されている電極や半導体薄膜に
大きなプラズマ損傷を与えざるを得ないことが、当業者
には周知の事実となっており、このために、分解に要す
る電力を低下させる各種の試みが必死に模索されている
にもかかわらず、これを突破する技術的飛躍は今までな
し遂げられていなかったからである。
技術におけるよりも大幅に低下できることは、半導体デ
バイス、たとえば、薄膜太陽電池、発光素子、光センサ
ー等を形成する時に死活的に好ましい条件を提供できる
こととなる。けだし、半導体デバイスは、電極ならびに
数種類の薄膜半導体で形成されることが、ほとんどであ
るところ、従来技術におけるがごとく、μｃ−SiCxの形
成に際し、放電電力が高い形成条件を採用せざるを得な
い状況では、すでに形成されている電極や半導体薄膜に
大きなプラズマ損傷を与えざるを得ないことが、当業者
には周知の事実となっており、このために、分解に要す
る電力を低下させる各種の試みが必死に模索されている
にもかかわらず、これを突破する技術的飛躍は今までな
し遂げられていなかったからである。
以下、実施例により、本発明の実施の態様をさらに具
体的に説明する。
体的に説明する。
〔実施例１〕 薄膜形成装置としては、原料流量制御手段を有する
原料供給手段、原料を分解するための放電を発生する
ための手段，10torr以下の圧力に薄膜形成雰囲気を保
持するための真空排気手段、その上にμｃ−SiCx薄膜
が形成される基板を薄膜形成室内に挿入するための手
段、当該基板を保持する手段、当該基板の加熱手
段、圧力、温度等の形成条件を測定する手段を少なくと
も備えた薄膜形成室を有する当該装置を用いて、μｃ−
SiCx薄膜の形成を実施した。原料ガスとしては、モノビ
ニルシラン、ジフルオロシランおよび水素の混合ガスを
用いた。μｃ−SiCxの特性測定のために、基板は石英ガ
ラスを用いた。薄膜形成温度は200℃とした。モノビニ
ルシランを5sccm、ジフルオロシランを5sccm、水素を40
sccmの流量で薄膜形成室に供給しながら、真空排気手段
により、当該薄膜形成室の圧力を50mtorrに保持した。
周波数は13.56MHzで放電電力は60Wで実施した。薄膜は
１μｍの厚みに形成した。光学的バンドギャップは2.35
eVであった。また、ラマン散乱スペクトルには、740cm
-1および520cm-1にピークを観察することができた。こ
れらのピークはそれぞれキュービックSiC結晶、結晶シ
リコンに特有のラマンピークであり、本発明において、
シリコンカーバイド微結晶（微結晶SiC）が主体として
生成していることを確認した。すなわち、本薄膜はシリ
コンの微結晶をも含む高可視光透過率の薄膜である。
原料供給手段、原料を分解するための放電を発生する
ための手段，10torr以下の圧力に薄膜形成雰囲気を保
持するための真空排気手段、その上にμｃ−SiCx薄膜
が形成される基板を薄膜形成室内に挿入するための手
段、当該基板を保持する手段、当該基板の加熱手
段、圧力、温度等の形成条件を測定する手段を少なくと
も備えた薄膜形成室を有する当該装置を用いて、μｃ−
SiCx薄膜の形成を実施した。原料ガスとしては、モノビ
ニルシラン、ジフルオロシランおよび水素の混合ガスを
用いた。μｃ−SiCxの特性測定のために、基板は石英ガ
ラスを用いた。薄膜形成温度は200℃とした。モノビニ
ルシランを5sccm、ジフルオロシランを5sccm、水素を40
sccmの流量で薄膜形成室に供給しながら、真空排気手段
により、当該薄膜形成室の圧力を50mtorrに保持した。
周波数は13.56MHzで放電電力は60Wで実施した。薄膜は
１μｍの厚みに形成した。光学的バンドギャップは2.35
eVであった。また、ラマン散乱スペクトルには、740cm
-1および520cm-1にピークを観察することができた。こ
れらのピークはそれぞれキュービックSiC結晶、結晶シ
リコンに特有のラマンピークであり、本発明において、
シリコンカーバイド微結晶（微結晶SiC）が主体として
生成していることを確認した。すなわち、本薄膜はシリ
コンの微結晶をも含む高可視光透過率の薄膜である。
〔実施例２〕 実施例１において、形成条件を次のように変更して、
ｐ型の高透過率でかつ高導電性の薄膜の形成を実施し
た。放電電力を20W、薄膜形成温度を250℃とした。モノ
ビニルシランを5sccm、ジフルオロシランを5sccm、水素
を100sccmの流量で薄膜形成室に供給しながら、真空排
気手段により、当該薄膜形成室の圧力を70mtorrに保持
した。原料ガスにさらに、ジボラン１容量％を添加し
て、ｐ型μｃ−SiCx薄膜の形成を試みた。光学バンドギ
ャップは約2.2eV、導電率は25S/cmであった。このよう
に、光透過性でかつ、低抵抗のｐ型薄膜の形成ができ
た。
ｐ型の高透過率でかつ高導電性の薄膜の形成を実施し
た。放電電力を20W、薄膜形成温度を250℃とした。モノ
ビニルシランを5sccm、ジフルオロシランを5sccm、水素
を100sccmの流量で薄膜形成室に供給しながら、真空排
気手段により、当該薄膜形成室の圧力を70mtorrに保持
した。原料ガスにさらに、ジボラン１容量％を添加し
て、ｐ型μｃ−SiCx薄膜の形成を試みた。光学バンドギ
ャップは約2.2eV、導電率は25S/cmであった。このよう
に、光透過性でかつ、低抵抗のｐ型薄膜の形成ができ
た。
〔実施例３〕 実施例２において、太陽電池の光入射側に使用できる
性能を有していることが、明らかとなったので、該ｐ型
薄膜を用いてpin型のアモルファス太陽電池の形成を試
みた。ｐ型μｃ−SiCxを透明電極上に150Å形成後、プ
ラズマ分解（プラズマCVD）により、ｉ型アモルファス
膜、ｎ型μｃ−Siの順序でそれぞれの膜厚を500Å、300
Å形成した。さらに、金属電極を形成して、AM1,100mW/
cm2の擬似太陽光を照射して、太陽電池の性能を測定し
た。太陽電池の開放端電圧が0.98Vを示し、従来技術で
一般的な0.8V台に比べて、きわめて高いことが明らかと
なった。これは、本発明のμｃ−SiCx形成条件が温和な
ために、透明電極に与える影響が軽減された結果を表す
ものである。
性能を有していることが、明らかとなったので、該ｐ型
薄膜を用いてpin型のアモルファス太陽電池の形成を試
みた。ｐ型μｃ−SiCxを透明電極上に150Å形成後、プ
ラズマ分解（プラズマCVD）により、ｉ型アモルファス
膜、ｎ型μｃ−Siの順序でそれぞれの膜厚を500Å、300
Å形成した。さらに、金属電極を形成して、AM1,100mW/
cm2の擬似太陽光を照射して、太陽電池の性能を測定し
た。太陽電池の開放端電圧が0.98Vを示し、従来技術で
一般的な0.8V台に比べて、きわめて高いことが明らかと
なった。これは、本発明のμｃ−SiCx形成条件が温和な
ために、透明電極に与える影響が軽減された結果を表す
ものである。
〔実施例４〕 実施例２において、水素希釈率の影響を調べるため
に、水素混合量を２容量倍に低下せしめて、μｃ−SiCx
を形成した。得られた薄膜の光学的バンドギャップは約
2.35eVであり、暗導電率は８×10-1S/cmと依然として、
良好なドーピング特性を示した。このように、薄膜の導
電率を大きく低下させずに、水素の希釈量を低下せしめ
得ることは、半導体装置を作製するときの放電あるいは
水素原子による反応等による損傷を軽減する上できわめ
て有利であり、本発明の大きい利点である。
に、水素混合量を２容量倍に低下せしめて、μｃ−SiCx
を形成した。得られた薄膜の光学的バンドギャップは約
2.35eVであり、暗導電率は８×10-1S/cmと依然として、
良好なドーピング特性を示した。このように、薄膜の導
電率を大きく低下させずに、水素の希釈量を低下せしめ
得ることは、半導体装置を作製するときの放電あるいは
水素原子による反応等による損傷を軽減する上できわめ
て有利であり、本発明の大きい利点である。
〔実施例５〕 実施例２において、ジボランのかわりに、ホスフィン
を用いた。ホスフィンの供給量はシリコン化合物にたい
して0.5容量％で実施した。放電電力は15Wとした。得ら
れた薄膜の光学的バンドギャップは約2.35eV、暗導電率
は70S/cm以上であり、ｎ型の半導体薄膜として、極めて
優れたドーピング特性を示すことが明らかとなった。
を用いた。ホスフィンの供給量はシリコン化合物にたい
して0.5容量％で実施した。放電電力は15Wとした。得ら
れた薄膜の光学的バンドギャップは約2.35eV、暗導電率
は70S/cm以上であり、ｎ型の半導体薄膜として、極めて
優れたドーピング特性を示すことが明らかとなった。
〔実施例６〕 実施例２において、さらにＵシランとフッ化シランの
混合比率の影響を調べるために、モノビニルシランを0.
5sccm,ジフルオロシランを10sccmに変更して、μｃ−Si
Cxを形成した。得られた薄膜の光学的バンドギャップは
約2.0eVと若干狭くなったが、暗導電率は30S/cmと依然
として良好なドーピング特性を有していた。
混合比率の影響を調べるために、モノビニルシランを0.
5sccm,ジフルオロシランを10sccmに変更して、μｃ−Si
Cxを形成した。得られた薄膜の光学的バンドギャップは
約2.0eVと若干狭くなったが、暗導電率は30S/cmと依然
として良好なドーピング特性を有していた。
〔比較例１〕 実施例１のモノビニルシランのかわりに、メタンを用
いた。当該薄膜の光学的バンドギャップは約1.9eVであ
り、ラマン散乱スペクトルにおいては、480cm-1アモル
ファスシリコンに特有のピークを得るのみであった。こ
のように、原料を、本発明で規定する範囲外のものに変
更することにより、μｃ−SiCxの形成が困難になること
が明らかとなった。
いた。当該薄膜の光学的バンドギャップは約1.9eVであ
り、ラマン散乱スペクトルにおいては、480cm-1アモル
ファスシリコンに特有のピークを得るのみであった。こ
のように、原料を、本発明で規定する範囲外のものに変
更することにより、μｃ−SiCxの形成が困難になること
が明らかとなった。
〔比較例２〕 比較例１において、従来技術で行われているように、
放電電力を200Wに変更して、薄膜を形成した。放電電力
を200Wにすることにより、μｃ−SiCxの形成が出来ない
ばかりか、薄膜は基板から剥離してしまった。
放電電力を200Wに変更して、薄膜を形成した。放電電力
を200Wにすることにより、μｃ−SiCxの形成が出来ない
ばかりか、薄膜は基板から剥離してしまった。
以上の実施例から明らかなように、本発明の原料混合
物を用いることにより、広い光学的バンドギャップで、
かつ、高い導電率を示す電気特性にすぐれたシリコンカ
ーバイド微結晶薄膜を与えるものである。また、放電分
解時のプラズマ損傷についても、放電電力を低下せしめ
得ることが可能である。このように、本発明の原料混合
物を使用した方法は、薄膜を利用する半導体デバイス、
たとえば、薄膜太陽電池、発光素子、光センサー、薄膜
トランジスタ、PPC用感光体等を形成するための方法と
してすぐれたものであることが明らかである。
物を用いることにより、広い光学的バンドギャップで、
かつ、高い導電率を示す電気特性にすぐれたシリコンカ
ーバイド微結晶薄膜を与えるものである。また、放電分
解時のプラズマ損傷についても、放電電力を低下せしめ
得ることが可能である。このように、本発明の原料混合
物を使用した方法は、薄膜を利用する半導体デバイス、
たとえば、薄膜太陽電池、発光素子、光センサー、薄膜
トランジスタ、PPC用感光体等を形成するための方法と
してすぐれたものであることが明らかである。
Claims (3)
- 【請求項１】ラジカル重合可能の不飽和基を有するシリ
コン化合物およびフッ化シラン、および水素を少なくと
もふくむ混合ガスを、グロー放電により分解することを
特徴とするシリコンカーバイド微結晶薄膜の形成法。 - 【請求項２】請求項１記載の薄膜の形成法において、該
混合ガスにｐ型の導電性を与える不純物を添加して分解
するシリコンカーバイド微結晶ｐ型薄膜の形成法。 - 【請求項３】請求項１記載の薄膜の形成法において、該
混合ガスにｎ型の導電性を与える不純物を添加して分解
するシリコンカーバイド微結晶ｎ型薄膜の形成法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21828988A JP2726676B2 (ja) | 1988-09-02 | 1988-09-02 | シリコンカーバイド微結晶薄膜の形成法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21828988A JP2726676B2 (ja) | 1988-09-02 | 1988-09-02 | シリコンカーバイド微結晶薄膜の形成法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0267719A JPH0267719A (ja) | 1990-03-07 |
| JP2726676B2 true JP2726676B2 (ja) | 1998-03-11 |
Family
ID=16717503
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21828988A Expired - Fee Related JP2726676B2 (ja) | 1988-09-02 | 1988-09-02 | シリコンカーバイド微結晶薄膜の形成法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2726676B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3210307B2 (ja) * | 1990-12-29 | 2001-09-17 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | テレビ受像機 |
| JP2006176811A (ja) * | 2004-12-21 | 2006-07-06 | Rikogaku Shinkokai | 結晶性ＳｉＣ膜の製造方法 |
-
1988
- 1988-09-02 JP JP21828988A patent/JP2726676B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0267719A (ja) | 1990-03-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100559616C (zh) | 多结太阳能电池及其形成方法和设备 | |
| CN101542745B (zh) | 多结太阳能电池及其形成方法与设备 | |
| US5151255A (en) | Method for forming window material for solar cells and method for producing amorphous silicon solar cell | |
| JP2726676B2 (ja) | シリコンカーバイド微結晶薄膜の形成法 | |
| JP2723548B2 (ja) | 炭素含有シリコン微結晶薄膜の形成法 | |
| JP3106810B2 (ja) | 非晶質酸化シリコン薄膜の生成方法 | |
| JP2003188400A (ja) | 結晶性ＳｉＣ膜の製造方法、結晶性ＳｉＣ膜及び太陽電池 | |
| JP2659400B2 (ja) | 炭素含有シリコン薄膜の形成法 | |
| JPS6316914B2 (ja) | ||
| Kenne et al. | High deposition rate preparation of amorphous silicon solar cells by rf glow discharge decomposition of disilane | |
| JPH0831413B2 (ja) | Ｐｉｎ型光電変換素子の製造方法 | |
| JPH06260665A (ja) | 非晶質太陽電池 | |
| JPH0691010B2 (ja) | 非晶質薄膜の製法 | |
| JPS6216514A (ja) | 光電変換素子の製造方法 | |
| Schropp | Present status of hot wire chemical vapor deposition technology | |
| JP2728874B2 (ja) | 半導体装置の製法 | |
| JP2575397B2 (ja) | 光電変換素子の製造方法 | |
| JP2003197939A (ja) | 太陽電池用シリコン膜、シリコン太陽電池及びその製造方法 | |
| JP3126176B2 (ja) | 半導体薄膜 | |
| JP2659401B2 (ja) | 炭素含有シリコン薄膜の形成方法 | |
| JP2680702B2 (ja) | 非晶質合金半導体薄膜の作製方法 | |
| JP2543498B2 (ja) | 半導体薄膜 | |
| JPH07297138A (ja) | 結晶性半導体薄膜形成方法 | |
| EP0137043B1 (en) | Method of manufacturing hydrogenated amorphous silicon thin film and solar cell | |
| JPH01280365A (ja) | 光電変換素子 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |