JP5053595B2 - DLC film forming method and DLC film manufacturing apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、パルス放電(DCパルス放電)を利用したプラズマ化学気相成長法(P−CVD)による、ダイモンドライクカーボン(Diamond Like Carbon;DLC)膜の形成方法及びDLC膜の製造装置に関するものであり、本発明は、太陽電池に用いられる光起電力素子の製造に適用することができる。   The present invention relates to a method for forming a diamond like carbon (DLC) film by plasma enhanced chemical vapor deposition (P-CVD) using pulse discharge (DC pulse discharge), and an apparatus for manufacturing a DLC film. The present invention can be applied to the production of photovoltaic elements used in solar cells.

従来より、電極間に発生するプラズマを利用したプラズマ化学気相成長法によって、基板表面にDLC膜を作製する方法が開発されている。また、このプラズマ化学気相成長法によってDLC膜を形成する場合には、原料ガスのガス圧を高くすることによって、成膜速度が大きくなることが知られている。   Conventionally, a method for producing a DLC film on the surface of a substrate by plasma chemical vapor deposition using plasma generated between electrodes has been developed. Further, it is known that when a DLC film is formed by this plasma chemical vapor deposition method, the film forming rate is increased by increasing the gas pressure of the source gas.

しかしながら、実際にガス圧を250Torrより高くした場合には、放電がアーク放電になってしまい、基板を損傷することがあった。また、放電開始電圧が高くなって放電ができなかったり、不安定になることもあった。更に、基板の一部にグローが偏ってしまい、基板全体に成膜できないという問題もあった。そのため、従来では、250Torr以下までしかガス圧を上げることができなかった(図1参照)。   However, when the gas pressure is actually higher than 250 Torr, the discharge becomes arc discharge, which may damage the substrate. In addition, the discharge start voltage becomes high and discharge may not be possible or may become unstable. Furthermore, there is a problem that the glow is biased to a part of the substrate, and the film cannot be formed on the entire substrate. Therefore, conventionally, the gas pressure could only be increased up to 250 Torr or less (see FIG. 1).

これに対して、DCパルス電源を用い、高いガス圧でプラズマ化学気相成長法を行うことによって、基板上にDLC膜やダイアモンド膜を形成する技術が提案されている(特許文献1参照)。   On the other hand, a technique for forming a DLC film or a diamond film on a substrate by performing a plasma chemical vapor deposition method using a DC pulse power source at a high gas pressure has been proposed (see Patent Document 1).

この技術は、DLC膜やダイアモンド膜によるコーティングを目的としたものであり、成膜速度改善や膜の密着性改善のために、パルス放電の際のパルス電圧の立ち上がり時間を20μs以下に設定したものである。   This technology is intended for coating with DLC film or diamond film. In order to improve film deposition speed and film adhesion, the rise time of pulse voltage during pulse discharge is set to 20 μs or less. It is.

このうち、ダイアモンド膜は、次世代の高温動作半導体素子材料として提案されており、一方、DLC膜は、その結合状態が主に2種類あることから、バンドギャップの制御ができる材料として注目されている。   Among these, the diamond film has been proposed as a next-generation high-temperature operating semiconductor element material, while the DLC film has been attracting attention as a material capable of controlling the band gap because of its two main bonding states. Yes.

つまり、グラファイト結合(sp2)とダイモンド結合(sp3)との比により、バンドギャップが変化することが知られており、よって、この比を調節することにより、バンドギャップの制御ができる可能性がある。 In other words, it is known that the band gap changes depending on the ratio of the graphite bond (sp 2 ) and the diamond bond (sp 3 ). Therefore, by adjusting this ratio, the band gap can be controlled. There is.

そして、バンドギャップが制御できると、光起電力素子において、分光感度に異なる多層構造、いわゆるタンデム構造の光起電力素子をつくることができ、この構造により、広い太陽スペクトルを電気に変えることができるので、変換効率の向上につながる。
特開2004−169183号公報
If the band gap can be controlled, it is possible to produce a photovoltaic device having a multilayer structure with different spectral sensitivity, that is, a so-called tandem photovoltaic device, and this structure can convert a wide solar spectrum into electricity. As a result, conversion efficiency is improved.
JP 2004-169183 A

しかしながら、上述した従来のプラズマ化学気相成長法では、基板の周囲にプラズマを発生させるために、基板の周囲の温度が高くなって、基板自体の温度が高くなってしまう。それによって、ダイアモンド粒子が成長し易くなるので、滑らかなDLC膜を形成しにくいという問題があった。つまり、優れた特性のDLC膜を形成することが容易ではないという問題があった。   However, in the above-described conventional plasma chemical vapor deposition method, since the plasma is generated around the substrate, the temperature around the substrate becomes high and the temperature of the substrate itself becomes high. This facilitates the growth of diamond particles, which makes it difficult to form a smooth DLC film. That is, there is a problem that it is not easy to form a DLC film having excellent characteristics.

また、上述したバンドギャップの制御が可能であれば、光起電力素子の変換効率の向上が望めるが、その具体的な手法は確立されていないのが現状である。
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、ダイモンド粒子の成長を抑制して滑らかなDLC膜を容易に形成でき、更には、バンドギャップの制御も可能なDLC膜の形成方法及びDLC膜の製造装置を提供することを目的とする。
Further, if the above-described band gap can be controlled, it is possible to improve the conversion efficiency of the photovoltaic device, but the specific method has not been established.
The present invention has been made to solve the above-described problems, and can easily form a smooth DLC film by suppressing the growth of diamond particles, and further, can form a DLC film capable of controlling a band gap. It is an object to provide a method and an apparatus for manufacturing a DLC film.

(1)請求項1の発明は、プラズマ化学気相成長法によってDLC膜を形成するDLC膜製造装置であって、前記DLC膜を形成する基板とプラズマ放電を行う一対の対向する電極とが平行に配置されるとともに、前記2つの電極は、1個又は複数の棒状体で、且つ、前記2つの電極の対向する先端側が丸くなっていることを特徴とする。
従来では、使用する電極が対向電極(一方の電極と他方の電極である基板が対向したもの)であるため、絶縁体基板に成膜するのが困難であり、しかも、ガス圧を高くすると、異状放電(アーク)が発生することが多くなり、安定に成膜できないという問題があったが、本発明では、その様な問題を解決でき、異常放電を防止し、形成するDLC膜の膜厚分布を均一化することができる。
(2)請求項2の発明は、プラズマ化学気相成長法によってDLC膜を形成するDLC膜製造装置であって、前記DLC膜を形成する基板とプラズマ放電を行う一対の対向する電極とが平行に配置されるとともに、前記2つの電極は、板状であり、且つ、前記2つの板状の電極の対向する先端側の角が丸くなっていることを特徴とする。
本発明では、前記請求項1の発明と同様な効果を奏する。
)請求項の発明は、前記請求項1又は2に記載のDLC膜の製造装置を用い、原料ガス中に基材を配置し、パルス放電を利用したプラズマ化学気相成長法であって、基材の表面にDLC膜を形成するDLC膜の形成方法において、基材を冷却するとともに、(パルス放電による)プラズマ化学気相成長法によってDLC膜を形成することを特徴とする。
(1) The invention of claim 1 is a DLC film manufacturing apparatus for forming a DLC film by plasma enhanced chemical vapor deposition, wherein a substrate on which the DLC film is formed and a pair of opposed electrodes for performing plasma discharge are parallel to each other. And the two electrodes are one or a plurality of rod-shaped bodies, and the opposite tip sides of the two electrodes are rounded.
Conventionally, since the electrode to be used is a counter electrode (one electrode and the substrate that is the other electrode face each other), it is difficult to form a film on an insulator substrate, and when the gas pressure is increased, Although abnormal discharge (arc) often occurs and there is a problem that the film cannot be stably formed, the present invention can solve such a problem, prevent abnormal discharge, and the thickness of the DLC film to be formed. The distribution can be made uniform.
(2) The invention of claim 2 is a DLC film manufacturing apparatus for forming a DLC film by plasma enhanced chemical vapor deposition, wherein a substrate on which the DLC film is formed and a pair of opposed electrodes for performing plasma discharge are parallel to each other. The two electrodes are plate-shaped, and the corners on the front end sides of the two plate-shaped electrodes facing each other are rounded.
The present invention has the same effects as those of the first aspect of the invention.
(3) The invention according to claim 3, wherein using a DLC film manufacturing apparatus according to claim 1 or 2, a substrate placed in the source gas, met plasma enhanced chemical vapor deposition using pulse discharge In the DLC film forming method for forming the DLC film on the surface of the base material, the base material is cooled and the DLC film is formed by plasma chemical vapor deposition (by pulse discharge).

本発明では、基材(例えば基板)の表面にDLC膜を形成する際に、その基材を周囲の温度よりも冷却するようにしている。これにより、基材温度が低下するので、パルス放電によるプラズマ化学気相成長法によってDLC膜を形成する際に、ダイアモンド粒子の成長を抑制でき、よって、基材を冷却しない場合に比べて、DLC膜を滑らかにすることができる。その結果、優れた特性(例えば、きれいな接合を作れたり、低温プロセスが可能になりプラスチック基板のようなフレキシブル基板の使用ができる。)のDLC膜が得られるという利点がある。   In the present invention, when a DLC film is formed on the surface of a base material (for example, a substrate), the base material is cooled more than the ambient temperature. As a result, the substrate temperature is lowered, so that when the DLC film is formed by the plasma enhanced chemical vapor deposition method using pulse discharge, the growth of diamond particles can be suppressed, and therefore, compared with the case where the substrate is not cooled, The membrane can be smoothed. As a result, there is an advantage that a DLC film having excellent characteristics (for example, a clean bond can be formed, a low temperature process is possible, and a flexible substrate such as a plastic substrate can be used) can be obtained.

尚、冷却する温度としては、基材の温度を200℃以下に設定することが好適である。また、冷却方法としては、基材に隣接して冷却用装置を配置し、水冷や空冷等により冷やす方法が挙げられる。   In addition, as temperature to cool, it is suitable to set the temperature of a base material to 200 degrees C or less. Moreover, as a cooling method, the apparatus for cooling is arrange | positioned adjacent to a base material, and the method of cooling by water cooling, air cooling, etc. is mentioned.

)請求項の発明では、原料ガスのガス圧を、300Torr以上にすることを特徴とする。
本発明は、ガス圧を例示したものである。本発明では、パルス放電を行うので、パルス電圧等を制御することにより、図1に例示する様に、ガス圧を300Torr以上に上げた場合でも、アークの発生やグローの偏りを防止して、好適に(高い成膜速度で)DLC膜を形成することができる。尚、ガス圧を、250Torr程度に設定することで、アークやグローの偏りの発生を、一層効果的に抑制できる。
( 4 ) The invention of claim 4 is characterized in that the gas pressure of the source gas is set to 300 Torr or more.
The present invention illustrates gas pressure. In the present invention, since pulse discharge is performed, by controlling the pulse voltage and the like, as illustrated in FIG. 1, even when the gas pressure is increased to 300 Torr or more, generation of arc and bias of glow are prevented, A DLC film can be formed suitably (at a high film formation rate). Incidentally, by setting the gas pressure to about 250 Torr, it is possible to more effectively suppress the occurrence of arc or glow bias.

)請求項の発明では、原料ガスとして、水素ガスとハイドロカーボン系ガスとを含むガスを使用することを特徴とする。
上述した様に、グラファイト結合(sp2)とダイモンド結合(sp3)との存在状態(比)により、バンドギャップが変化するが、本願発明者等の研究により、水素ガスの量がダイモンド結合(sp3)の多さに関係し(水素ガスが多いほどダイモンド結合が多くなる)、ハイドロカーボン系ガスの量がグラファイト結合(sp2)の多さに関係すること(ハイドロカーボン系ガスが多いほどグラファイト結合が多くなること)が明かになっている。
( 5 ) The invention of claim 5 is characterized in that a gas containing hydrogen gas and hydrocarbon-based gas is used as the raw material gas.
As described above, the band gap changes depending on the existence state (ratio) of the graphite bond (sp 2 ) and the diamond bond (sp 3 ). sp 3 ) (the more hydrogen gas, the greater the number of diamond bonds), and the amount of hydrocarbon gas related to the number of graphite bonds (sp 2 ) (the more the hydrocarbon gas, the more It is clear that there are many graphite bonds.

従って、水素ガスとハイドロカーボン系ガスとの量比をコントロールすることにより、バンドギャップの制御を行うことができる。よって、光起電力素子において、分光感度に異なる多層構造(タンデム構造)の光起電力素子をつくることができるので、広い太陽スペクトルを電気に変えることができ、変換効率を向上させることができる。   Therefore, the band gap can be controlled by controlling the quantity ratio between the hydrogen gas and the hydrocarbon gas. Therefore, since a photovoltaic element having a multilayer structure (tandem structure) with different spectral sensitivities can be produced in the photovoltaic element, a wide solar spectrum can be changed to electricity, and conversion efficiency can be improved.

尚、ハイドロカーボン系ガスとしては、CH4、C24、C22、C46、C48、C58が挙げられる(以下同様)
)請求項の発明では、原料ガスにおけるハイドロカーボン系ガスの混合比を、1%〜50%(体積比)に制御することを特徴とする。
Examples of the hydrocarbon-based gas include CH 4 , C 2 H 4 , C 2 H 2 , C 4 H 6 , C 4 H 8 , and C 5 H 8 (the same applies hereinafter).
( 6 ) The invention of claim 6 is characterized in that the mixing ratio of the hydrocarbon-based gas in the raw material gas is controlled to 1% to 50% (volume ratio).

この様に混合比を代えることにより、後述する図7に例示するように、混合比に応じてバンドギャップ(BG)を、3.9eVから0.5eVに制御することができる。
ここで、混合比とは、水素ガス及びハイドロカーボン系ガス以外のガスが含まれている場合でも、水素ガス及びハイドロカーボン系ガスの合計に対するハイドロカーボン系ガスの割合のことである。
By changing the mixing ratio in this way, the band gap (BG) can be controlled from 3.9 eV to 0.5 eV according to the mixing ratio, as illustrated in FIG. 7 described later.
Here, the mixing ratio is the ratio of the hydrocarbon gas to the total of the hydrogen gas and the hydrocarbon gas even when a gas other than the hydrogen gas and the hydrocarbon gas is included.

尚、混合比としては、モル比、体積比等を採用できる。
)請求項の発明では、原料ガスとして、アルゴンガスとハイドロカーボン系ガスとを含むガスを使用することを特徴とする。
In addition, as a mixing ratio, a molar ratio, a volume ratio, etc. are employable.
( 7 ) The invention of claim 7 is characterized in that a gas containing an argon gas and a hydrocarbon-based gas is used as a raw material gas.

本発明により、より安定な放電が可能になる。
)請求項の発明では、原料ガスとして、アルゴンガスと水素ガスとハイドロカーボン系ガスとを含むガスを使用することを特徴とする。
The present invention enables more stable discharge.
( 8 ) The invention of claim 8 is characterized in that a gas containing argon gas, hydrogen gas, and hydrocarbon-based gas is used as the raw material gas.

本発明により、より安定な放電が可能になる。また、水素ガスとハイドロカーボン系ガスとの量比を調節することによりバンドギャップの制御が可能である。
)請求項の発明では、原料ガスとして、アルゴンガスと窒素ガスとハイドロカーボン系ガスとを含むガスを使用して、n型半導体のDLC膜を形成することを特徴とする。
The present invention enables more stable discharge. Further, the band gap can be controlled by adjusting the quantity ratio between the hydrogen gas and the hydrocarbon gas.
( 9 ) The invention of claim 9 is characterized in that an n-type semiconductor DLC film is formed using a gas containing argon gas, nitrogen gas, and hydrocarbon-based gas as a source gas.

本発明では、上述したアルゴンガスとハイドロカーボン系ガスとを含むガスを使用することによる効果を奏するとともに、原料ガス中に窒素ガスを含むので、n型半導体のDLC膜を形成することができる。   In the present invention, the effect of using the gas including the argon gas and the hydrocarbon-based gas described above is achieved, and the nitrogen gas is included in the source gas, so that an n-type semiconductor DLC film can be formed.

10)請求項10の発明では、原料ガスとして、水素ガスとアルゴンガスと窒素ガスとハイドロカーボン系ガスとを含むガスを使用して、n型半導体のDLC膜を形成することを特徴とする。 ( 10 ) The invention of claim 10 is characterized in that a DLC film of an n-type semiconductor is formed using a gas containing hydrogen gas, argon gas, nitrogen gas and hydrocarbon-based gas as a source gas. .

本発明では、前記請求項の発明の効果を奏するとともに、水素ガスを含むので、水素ガスとハイドロカーボン系ガスとの量比を調節することにより、バンドギャップの制御が可能である。 In the present invention, the effect of the invention of the ninth aspect is achieved, and since hydrogen gas is included, the band gap can be controlled by adjusting the quantity ratio of the hydrogen gas to the hydrocarbon-based gas.

11)請求項11の発明では、原料ガスとして、水素ガスとトリメチルボロンガスとハイドロカーボン系ガスとを含むガスを使用して、p型半導体のDLC膜を形成することを特徴とする。 ( 11 ) The invention of claim 11 is characterized in that a p-type semiconductor DLC film is formed using a gas containing hydrogen gas, trimethylboron gas, and hydrocarbon-based gas as a source gas.

本発明では、上述した水素ガスとハイドロカーボン系ガスとを含むガスを使用することによる効果を奏するとともに、原料ガス中にトリメチルボロンガスを含むので、p型半導体のDLC膜を形成することができる。   In the present invention, the effects of using the gas containing the hydrogen gas and the hydrocarbon-based gas described above are obtained, and the trimethylboron gas is contained in the source gas, so that a p-type semiconductor DLC film can be formed. .

12)請求項12の発明では、請求項9又10の形成方法で、n型半導体のDLC膜を形成するN工程と、請求項11の形成方法で、p型半導体のDLC膜を形成するP工程と、によって、n型半導体のDLC膜とp型半導体のDLC膜とを積層して、pn接合の半導体のDLC膜を形成することを特徴とする。 ( 12 ) In the twelfth aspect of the invention, the N-type semiconductor DLC film is formed by the formation method of the ninth or tenth aspect , and the p-type semiconductor DLC film is formed by the formation method of the eleventh aspect. According to the P process, an n-type semiconductor DLC film and a p-type semiconductor DLC film are stacked to form a pn junction semiconductor DLC film.

本発明では、例えばN工程でn型半導体のDLC膜を形成し、その上に、P工程でp型半導体のDLC膜を形成する。或いは、その逆に、P工程でp型半導体のDLC膜を形成し、その上に、N工程でn型半導体のDLC膜を形成する。これにより、pn接合の半導体のDLC膜を容易に形成することができる。このpn接合の半導体のDLC膜は、光起電力素子として利用することができる。   In the present invention, for example, an n-type semiconductor DLC film is formed in an N process, and a p-type semiconductor DLC film is formed thereon in a P process. Or, conversely, a p-type semiconductor DLC film is formed in the P process, and an n-type semiconductor DLC film is formed thereon in the N process. Thus, a pn junction semiconductor DLC film can be easily formed. This pn junction semiconductor DLC film can be used as a photovoltaic element.

13)請求項13の発明は、請求項11の形成方法で、p型半導体のDLC膜を形成するP工程と、請求項3〜8のいずれかの形成方法で、真性層であるi層のDLC膜を形成するI工程と、請求項9又は10の形成方法で、n型半導体のDLC膜を形成するN工程と、によって、p型半導体のDLC膜とn型半導体のDLC膜との間にi層のDLC膜を挟むように積層して、pin接合の半導体のDLC膜を形成する。 ( 13 ) The invention of claim 13 is the formation method of claim 11 , the P step of forming a p-type semiconductor DLC film, and the i layer which is an intrinsic layer in the formation method of any of claims 3 to 8 A DLC film of the p-type semiconductor and a DLC film of the n-type semiconductor by the I process of forming the DLC film of the N-type semiconductor and the N process of forming the DLC film of the n-type semiconductor by the formation method of claim 9 or 10 . A DLC film of a pin junction semiconductor is formed by laminating with an i-layer DLC film interposed therebetween.

本発明では、例えばN工程でn型半導体のDLC膜を形成し、その上に、I工程でi層のDLC膜を形成し、その上に、P工程でp型半導体のDLC膜を形成する。或いは、その逆に、P工程でp型半導体のDLC膜を形成し、その上に、I工程でi層のDLC膜を形成し、その上に、N工程でn型半導体のDLC膜を形成する。これにより、pin接合の半導体のDLC膜を容易に形成することができる。このpin接合の半導体のDLC膜は、薄膜の光起電力素子として利用することができる。   In the present invention, for example, an n-type semiconductor DLC film is formed in the N process, an i-layer DLC film is formed in the I process, and a p-type semiconductor DLC film is formed in the P process. . Or, conversely, a p-type semiconductor DLC film is formed in the P process, an i-layer DLC film is formed in the I process, and an n-type semiconductor DLC film is formed in the N process. To do. As a result, a pin junction semiconductor DLC film can be easily formed. This pin junction semiconductor DLC film can be used as a thin film photovoltaic device.

以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
[第1実施形態]
本実施形態では、図2に示すように、DCパルス放電によるプラズマ化学気相成長法によって、基板表面にDLC膜を形成するDLC膜製造装置1として、DCパルス電源3と、放電電極である一対の電極5、7(陽極又は陰極)と、電極5、7の近傍に配置されてDLC膜が形成される基板(例えばSiウエハー基板)9と、基板9を載置するとともに基板9の冷却を行う基板ホルダー11と、電極5、7及び基板9及び基板ホルダー11等を収容しその内部にてプラズマ化学気相成長法が行われる反応室13とを備えている。尚、電極5、7の極性は、適宜設定できる。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[First Embodiment]
In this embodiment, as shown in FIG. 2, a DC pulse power supply 3 and a pair of discharge electrodes are used as a DLC film manufacturing apparatus 1 for forming a DLC film on a substrate surface by plasma chemical vapor deposition using DC pulse discharge. Electrodes 5 and 7 (anode or cathode), a substrate (for example, a Si wafer substrate) 9 disposed in the vicinity of the electrodes 5 and 7 on which a DLC film is formed, and the substrate 9 are placed and the substrate 9 is cooled. A substrate holder 11 to be performed, and a reaction chamber 13 in which the electrodes 5, 7 and the substrate 9, the substrate holder 11, etc. are accommodated and plasma chemical vapor deposition is performed are provided. The polarities of the electrodes 5 and 7 can be set as appropriate.

また、このDLC膜製造装置1には、反応室13内に原料ガスを供給する構成として、第1給気バルブ15及び第1マスフローコントローラー(MFC)17を介して、水素ボンベ19が接続されるとともに、第2給気バルブ21及び第2マスフローコントローラー(MFC)23を介して、ハイドロカーボン(CXY)系ガスボンベ25が接続されている。更に、反応室13内のガスを排出する構成として、排気バルブ27を介して真空排気ポンプ29が接続されている。 In addition, a hydrogen cylinder 19 is connected to the DLC film manufacturing apparatus 1 through a first air supply valve 15 and a first mass flow controller (MFC) 17 as a configuration for supplying a raw material gas into the reaction chamber 13. In addition, a hydrocarbon (C X H Y ) gas cylinder 25 is connected via a second air supply valve 21 and a second mass flow controller (MFC) 23. Furthermore, a vacuum exhaust pump 29 is connected via an exhaust valve 27 as a configuration for discharging the gas in the reaction chamber 13.

このうち、前記電極5、7は、図3(a)に示すように、複数の棒状の電極5、7が、その先端側が対向するように平行に、且つ、基板9の上面に平行に配置されたものであり、各電極5、7の先端側は丸くなっている。   Among these, as shown in FIG. 3A, the electrodes 5 and 7 are arranged such that a plurality of rod-shaped electrodes 5 and 7 are arranged in parallel so that their tip ends face each other and in parallel to the upper surface of the substrate 9. The tip side of each electrode 5 and 7 is rounded.

或いは、図3(b)に示すように、左右一対の板状の電極31、33を、その先端側が対向するように平行に、且つ、基板9の上面に平行に配置してもよい。この板状の電極31、33の先端側の角は丸くなっている。   Alternatively, as shown in FIG. 3B, the pair of left and right plate-like electrodes 31 and 33 may be arranged in parallel so that the tip ends face each other and in parallel with the upper surface of the substrate 9. The corners on the tip side of the plate-like electrodes 31 and 33 are rounded.

尚、各電極5、7、31、33は、基板9に対して平行に移動可能である。
また、基板ホルダー11は、内部に冷却水を供給して、基板9の温度を例えば200℃以下に調節するものである。
Each electrode 5, 7, 31, 33 can move in parallel to the substrate 9.
The substrate holder 11 supplies cooling water to the inside to adjust the temperature of the substrate 9 to 200 ° C. or lower, for example.

更に、図4に示すように、前記DCパルス電源3は、直流電源35と、その出力を断続させるインテリジェントパワーモジュール37及びパルス発信器39と、高圧トランス41と、抵抗43と、高圧トランス41の高圧側からの電圧を放電するためのダイオード45とを備えている。   Further, as shown in FIG. 4, the DC pulse power source 3 includes a DC power source 35, an intelligent power module 37 and a pulse transmitter 39 for intermittently outputting the DC power source 35, a high voltage transformer 41, a resistor 43, and a high voltage transformer 41. And a diode 45 for discharging the voltage from the high voltage side.

このDCパルス電源3では、プラズマを生成する放電をパルス化し、パルス発信器39によるパルスの発信から放電電圧が放電開始電圧となるまでのパルス電圧の立ち上がり時間を20μs以下として大気圧以下のガス圧力でパルス放電を行い、基板9上に薄膜(DLC膜)を作製する。   In this DC pulse power source 3, the discharge for generating plasma is pulsed, and the rise time of the pulse voltage from the transmission of the pulse by the pulse transmitter 39 until the discharge voltage becomes the discharge start voltage is set to 20 μs or less, and the gas pressure below atmospheric pressure. A pulse discharge is performed to produce a thin film (DLC film) on the substrate 9.

つまり、前記パルス電圧の立ち上がり時間を20μs以下と短くすることにより、インテリジェントパワーモジュール37及びパルス発信器39によって直流電源35と高圧トランス41の一次側を断続させる際の断続時間を短くすることができ、その結果、ガス圧力を高くするにしたがって高くなる放電に必要な高圧(放電開始電圧)を得ることができる。   That is, by shortening the rise time of the pulse voltage to 20 μs or less, the intermittent time when the primary side of the DC power source 35 and the high voltage transformer 41 is intermittently connected by the intelligent power module 37 and the pulse transmitter 39 can be shortened. As a result, it is possible to obtain a high voltage (discharge start voltage) necessary for discharge that increases as the gas pressure increases.

また、パルスの周期と放電および放電停止時間を調節すること、また、電極5、7間の距離を調節することにより放電がアークにならず安定した放電になるようにすることができる。このようにすることで、ガス圧力を300Torr以上大気圧以下に高くした場合にもアーク放電にならず安定したパルス放電が可能となり、プラズマ化学気相成長法の成膜速度を大幅に上げることができ、また作製されるDLC膜の品質も良好なものとすることができる。   In addition, by adjusting the pulse period, the discharge and the discharge stop time, and adjusting the distance between the electrodes 5 and 7, the discharge does not become an arc but a stable discharge can be achieved. In this way, even when the gas pressure is increased to 300 Torr or more and atmospheric pressure, stable pulse discharge is possible without causing arc discharge, and the film deposition rate of the plasma chemical vapor deposition method can be greatly increased. In addition, the quality of the produced DLC film can be improved.

特に、本実施形態では、基板ホルダー11によって基板9を冷却して、基板温度が過度に上昇しないようにするとともに、DCパルス放電によるプラズマ化学気相成長法において、原料ガスとして、水素ガスとハイドロカーボン系ガス(CH4、C24、C22、C46、C48、C58)を用い、混合比をハイドロカーボン系ガスを1%から50%に調整する。 In particular, in this embodiment, the substrate 9 is cooled by the substrate holder 11 so that the substrate temperature does not rise excessively, and in plasma enhanced chemical vapor deposition using DC pulse discharge, hydrogen gas and hydro Carbon gas (CH 4 , C 2 H 4 , C 2 H 2 , C 4 H 6 , C 4 H 8 , C 5 H 8 ) is used, and the mixing ratio is adjusted from 1% to 50% for the hydrocarbon gas. To do.

これにより、DLC膜中にてダイアモンド粒子の成長を抑制できるとともに、各ハイドロカーボン系ガスの濃度に応じて、バンドギャップを3.9evから0.5eVまで制御したDLC膜を得ることができる。
[第2実施形態]
上述したプラズマ化学気相成長法により、原料ガスとして、少なくとも水素ガスと、アルゴンガスと、窒素ガスと、ハイドロカーボン系ガス(CH4、C24、C22、C46、C48、C58)とを含むガスを使用することで、n型半導体のDLC膜を得ることができる。
Thereby, the growth of diamond particles in the DLC film can be suppressed, and a DLC film in which the band gap is controlled from 3.9 ev to 0.5 eV according to the concentration of each hydrocarbon gas can be obtained.
[Second Embodiment]
By the plasma chemical vapor deposition method described above, at least hydrogen gas, argon gas, nitrogen gas, and hydrocarbon gases (CH 4 , C 2 H 4 , C 2 H 2 , C 4 H 6 , By using a gas containing C 4 H 8 , C 5 H 8 ), an n-type semiconductor DLC film can be obtained.

この場合は、前記DLC膜製造装置1のボンベとして、各ガスを供給するボンベを用いる。
[第3実施形態]
上述したプラズマ化学気相成長法において、原料ガスとして、少なくとも水素ガスと、トリメチルボロンガスと、ハイドロカーボン系ガス(CH4、C24、C22、C46、C48、C58)とを含むガスを使用することで、p型半導体のDLC膜を得ることができる。
In this case, a cylinder for supplying each gas is used as the cylinder of the DLC film manufacturing apparatus 1.
[Third Embodiment]
In the plasma chemical vapor deposition method described above, at least hydrogen gas, trimethylboron gas, and hydrocarbon gases (CH 4 , C 2 H 4 , C 2 H 2 , C 4 H 6 , C 4 H) are used as source gases. 8 and C 5 H 8 ), a p-type semiconductor DLC film can be obtained.

この場合は、前記DLC膜製造装置1のボンベとして、各ガスを供給するボンベを用いる。
[第4実施形態]
原料ガスとして、水素ガスと、アルゴンガスと、ハイドロカーボン系ガス(CH4、C24、C22、C46、C48、C58)とを含むガスを使用して、プラズマ化学気相成長させるとともに、負の電極にボロンターゲットを設置し同時にスパッタし、DLC膜にボロンをドープすることにより、p型半導体のDLC膜を得ることができる。
In this case, a cylinder for supplying each gas is used as the cylinder of the DLC film manufacturing apparatus 1.
[Fourth Embodiment]
Gas containing hydrogen gas, argon gas, and hydrocarbon-based gas (CH 4 , C 2 H 4 , C 2 H 2 , C 4 H 6 , C 4 H 8 , C 5 H 8 ) as a source gas It is possible to obtain a p-type semiconductor DLC film by using the plasma chemical vapor deposition and setting a boron target on the negative electrode and performing sputtering at the same time and doping the DLC film with boron.

以下、実施例により、本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。もちろん、本発明は以下の実施例等に限定されるものではなく、細部については様々な態様が可能であることは言うまでもない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail by way of examples. Of course, the present invention is not limited to the following examples and the like, and it goes without saying that various aspects are possible in detail.

本実施例では、上述したDLC膜製造装置1を用い、パルス放電によるプラズマ化学気相成長法によって、DLC膜を作製し、その性質を評価した。
具体的には、DLC膜製造装置1において、反応室13内を真空排気ポンプ29で真空にした後、排気バルブ27を閉め、第1及び第2給気バルブ15、21を開けて、第1及び第2マスフローコントローラ17、23で設定した流量の水素(H2)とメタン(CH4)を、それぞれ反応室13へ導入した。
In this example, a DLC film was produced by the plasma chemical vapor deposition method using pulse discharge using the DLC film production apparatus 1 described above, and its properties were evaluated.
Specifically, in the DLC film manufacturing apparatus 1, after the inside of the reaction chamber 13 is evacuated by the vacuum exhaust pump 29, the exhaust valve 27 is closed, the first and second air supply valves 15, 21 are opened, and the first In addition, hydrogen (H 2 ) and methane (CH 4 ) having flow rates set by the second mass flow controllers 17 and 23 were respectively introduced into the reaction chamber 13.

この実施例では、水素のガスの流量とメタンの流量を100SCCMとし、メタン濃度(Cm)を、1%、3%、10%、20%、30%、40%、50%(体積%)として、それぞれの濃度でDLC膜を形成した。   In this embodiment, the flow rate of hydrogen gas and the flow rate of methane are set to 100 SCCM, and the methane concentration (Cm) is set to 1%, 3%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50% (volume%). A DLC film was formed at each concentration.

ガス圧は90Torrとし、パルス放電の繰り返し周波数は800Hz、デューティ比20%で成膜した。
成膜する基板としては、ガラス基板を用いたが、Si基板やITO膜付き基板を用いることもできる。
The film was formed with a gas pressure of 90 Torr, a pulse discharge repetition frequency of 800 Hz, and a duty ratio of 20%.
Although a glass substrate was used as the substrate for film formation, a Si substrate or a substrate with an ITO film can also be used.

放電については、DCパルス電源1の電圧を上げ、陰極5と補助電極7の間で放電を開始して成膜した。
そして、各成膜の際に、プラズマ発光分析装置により、プラズマ放電の発光スペクトルを調べた。また、各DLC膜に対して、ラマン分光分析装置により、ラマンスペクトルを測定し、更に、分光光度計により、バンドギャップを測定した。
Regarding the discharge, the voltage of the DC pulse power source 1 was increased, and the discharge was started between the cathode 5 and the auxiliary electrode 7 to form a film.
Then, at the time of each film formation, the emission spectrum of plasma discharge was examined by a plasma emission analyzer. For each DLC film, a Raman spectrum was measured by a Raman spectroscopic analyzer, and a band gap was further measured by a spectrophotometer.

図5にプラズマ放電の発光スペクトルを示す。同図からメタン濃度(Cm)が高くなるほど炭素C2のピークが大きくなっているのがわかる。
図6にラマンスペクトルの測定結果を示す。同図から1333cm-1付近のDピーク(ダイモンドピーク)と1600cm-1付近のGピーク(グラファイトピーク)の比が変化していることがわかる。これは、それぞれsp3結合とsp2結合に対応するものである。従って、同図から、メタン濃度が大きくなるほど、Gピークが大きくなり(sp2結合が多くなり)、バンドギャップが小さくなることが分かる。
FIG. 5 shows an emission spectrum of plasma discharge. It can be seen from the figure that the peak of carbon C 2 increases as the methane concentration (Cm) increases.
FIG. 6 shows the measurement result of the Raman spectrum. It can be seen that the ratio of D peak around 1333 cm -1 from the drawing (die Mondo peak) and 1600 cm -1 vicinity of G peak (graphite peak) changes. This corresponds to sp 3 and sp 2 bonds, respectively. Therefore, it can be seen from the figure that as the methane concentration increases, the G peak increases (sp 2 bonds increase) and the band gap decreases.

図7にバンドギャップとメタン濃度のグラフを示す。同図からバンドギャップがメタン濃度の増加につれて、小さくなっており、メタン濃度30%では太陽電池に適した1.5eVになることがわかった。尚、縦軸のEgはバンドギャップのエネルギーである。   FIG. 7 shows a graph of band gap and methane concentration. From the figure, it was found that the band gap became smaller as the methane concentration increased, and it became 1.5 eV suitable for solar cells at a methane concentration of 30%. Note that Eg on the vertical axis is the energy of the band gap.

これにより、メタン濃度の混合比を調節することにより、バンドキャップを制御できることが分かる。
また、本実施例では、基板9を基板ホルダー11によって200℃以下に冷却しているので、DLC膜におけるダイアモンド粒子の成長を抑制することができ、これにより、滑らかなDLC膜を形成することができた。このことは、光学顕微鏡観察、電子顕微鏡観察によって、確認することができた。
This shows that the band cap can be controlled by adjusting the mixing ratio of the methane concentration.
In the present embodiment, since the substrate 9 is cooled to 200 ° C. or lower by the substrate holder 11, the growth of diamond particles in the DLC film can be suppressed, whereby a smooth DLC film can be formed. did it. This could be confirmed by optical microscope observation and electron microscope observation.

本実施例では、パルス放電によるプラズマ化学気相成長法によってDLC膜を形成する際に、原料ガスとして、水素ガスと窒素ガスとメタンガスとを、80:10:10の割合(体積比)で使用した。尚、本実施例では、前記DLC膜製造装置1の構成に加え、窒素ガスを供給する構成を備えている。   In this embodiment, when forming a DLC film by plasma enhanced chemical vapor deposition using pulse discharge, hydrogen gas, nitrogen gas, and methane gas are used as raw material gases in a ratio (volume ratio) of 80:10:10. did. In this embodiment, in addition to the configuration of the DLC film manufacturing apparatus 1, a configuration for supplying nitrogen gas is provided.

これにより、n型半導体のDLC膜を得ることができた。このn型半導体のDLC膜の導電性を調べたところ、導電率が窒素ドープ無しの場合の2x10-12Ω・cmから5x10-8Ω・cmに改善された。 Thus, an n-type semiconductor DLC film could be obtained. When the conductivity of the n-type semiconductor DLC film was examined, the conductivity was improved from 2 × 10 −12 Ω · cm without nitrogen doping to 5 × 10 −8 Ω · cm.

本実施例では、パルス放電によるプラズマ化学気相成長法によってDLC膜を形成する際に、原料ガスとして、水素ガス、メタンガス、トリメチルボロンガスを含むガスを使用し、プラズマ化学気相成長させる際に、DLC膜にボロンをドープした。尚、本実施例では、前記DLC膜製造装置1の構成に加え、トリメチルボロンガスを供給する構成を備えている。   In this embodiment, when a DLC film is formed by plasma enhanced chemical vapor deposition using pulse discharge, a gas containing hydrogen gas, methane gas, or trimethylboron gas is used as a source gas, and plasma chemical vapor deposition is performed. Boron was doped into the DLC film. In this embodiment, in addition to the configuration of the DLC film manufacturing apparatus 1, a configuration for supplying trimethylboron gas is provided.

これにより、p型半導体のDLC膜を得ることができた。このp型半導体のDLC膜の導電性を調べたところ、導電率がボロンドープ無しの場合の2x10-12Ω・cmから3x10-6Ω・cmに改善された。 As a result, a p-type semiconductor DLC film was obtained. When the conductivity of the p-type semiconductor DLC film was examined, the conductivity was improved from 2 × 10 −12 Ω · cm without boron doping to 3 × 10 −6 Ω · cm.

本実施例では、図8に示すDLC膜製造装置51を用い、パルス放電によるプラズマ化学気相成長法によってDLC膜を形成した。
DLC膜製造装置51では、負の電極53にボロンターゲット55を設置し、対向する陽極57の近傍に基板59を配置し、基板59の上方には、基板59を保持するとともに基板59を冷却する基板ホルダー61を配置した。
In this example, a DLC film was formed by plasma chemical vapor deposition using pulse discharge using the DLC film manufacturing apparatus 51 shown in FIG.
In the DLC film manufacturing apparatus 51, the boron target 55 is installed on the negative electrode 53, the substrate 59 is disposed in the vicinity of the opposing anode 57, the substrate 59 is held above the substrate 59, and the substrate 59 is cooled. A substrate holder 61 was placed.

そして、原料ガスとして、水素ガス、メタンガスを含むガスを使用して、プラズマ化学気相成長により、基板59の表面にDLC膜を形成するとともに、同時にスパッタし、DLC膜にボロンをドープした。   Then, using a gas containing hydrogen gas and methane gas as a source gas, a DLC film was formed on the surface of the substrate 59 by plasma chemical vapor deposition, and simultaneously sputtered to dope the DLC film with boron.

これにより、p型半導体のDLC膜を得ることができた。このp型半導体のDLC膜の導電性を調べたところ、導電率がボロンドープ無しの場合の4x10-12Ω・cmから5x10-6Ω・cmに改善された。 As a result, a p-type semiconductor DLC film was obtained. When the conductivity of the p-type semiconductor DLC film was examined, the conductivity was improved from 4 × 10 −12 Ω · cm without boron doping to 5 × 10 −6 Ω · cm.

本実施例では、前記実施例4の方法にてp型半導体のDLC膜を形成し、その上に、前記実施例2の方法にてn型半導体のDLC膜を積層形成したものである。
これにより、図9に示す様に、pn接合の構造を有する太陽電池(光起電力素子)71を製造することができる。
In this example, a D-type semiconductor DLC film was formed by the method of Example 4, and an n-type semiconductor DLC film was stacked thereon by the method of Example 2.
As a result, as shown in FIG. 9, a solar cell (photovoltaic element) 71 having a pn junction structure can be manufactured.

本実施例では、前記実施例4の方法にてp型半導体のDLC膜を形成し、その上に、前記実施例1の方法にて真性層(i層)の半導体のDLC膜を積層形成し、その上に、前記実施例2の方法にてn型半導体のDLC膜を積層形成したものである。   In this embodiment, a p-type semiconductor DLC film is formed by the method of the embodiment 4, and an intrinsic layer (i-layer) semiconductor DLC film is stacked thereon by the method of the embodiment 1. On top of that, an n-type semiconductor DLC film is laminated by the method of the second embodiment.

これにより、図10に示す様に、pin接合の構造を有する太陽電池(光起電力素子)73を製造することができる。   Thereby, as shown in FIG. 10, a solar cell (photovoltaic element) 73 having a pin junction structure can be manufactured.

本発明のパルス放電によるプラズマ化学気相成長装置の安定したグロー放電領域を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the stable glow discharge area | region of the plasma chemical vapor deposition apparatus by the pulse discharge of this invention. 補助電極を用いた場合のDLC膜製造装置を例示する概念図である。It is a conceptual diagram which illustrates the DLC film manufacturing apparatus at the time of using an auxiliary electrode. 電極近傍の構成を例示する説明図である。It is explanatory drawing which illustrates the structure of an electrode vicinity. DCパルス電源を例示する回路図である。It is a circuit diagram which illustrates DC pulse power supply. メタン濃度を変化させた場合のプラズマ放電の発光スペクトルを示すグラフである。It is a graph which shows the emission spectrum of the plasma discharge at the time of changing methane concentration. メタン濃度を変化させて成膜したDLC膜のラマンスペクトルを示すグラフである。It is a graph which shows the Raman spectrum of the DLC film formed into a film by changing methane concentration. メタン濃度とバンドギャップとの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between a methane density | concentration and a band gap. 実施例4のDLC膜製造装置を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the DLC film manufacturing apparatus of Example 4. FIG. 実施例5の光起電力素子を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing a photovoltaic element of Example 5. 実施例6の光起電力素子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the photovoltaic element of Example 6.

符号の説明Explanation of symbols

1、51…DCL膜製造装置
3…DCパルス電源
5、7、31、33、53、57…電極
9、59…基板
11、61…基板ホルダー
13…反応室
19、25…ボンベ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,51 ... DCL film manufacturing apparatus 3 ... DC pulse power supply 5, 7, 31, 33, 53, 57 ... Electrode 9, 59 ... Substrate 11, 61 ... Substrate holder 13 ... Reaction chamber 19, 25 ... Cylinder

Claims (13)

プラズマ化学気相成長法によってDLC膜を形成するDLC膜製造装置であって、A DLC film manufacturing apparatus for forming a DLC film by plasma enhanced chemical vapor deposition,
前記DLC膜を形成する基板とプラズマ放電を行う一対の対向する電極とが平行に配置されるとともに、前記2つの電極は、1個又は複数の棒状体で、且つ、前記2つの電極の対向する先端側が丸くなっていることを特徴とするDLC膜の製造装置。  The substrate on which the DLC film is formed and a pair of opposing electrodes for performing plasma discharge are arranged in parallel, and the two electrodes are one or a plurality of rod-shaped bodies, and the two electrodes are opposed to each other. An apparatus for producing a DLC film, wherein the tip side is rounded.
プラズマ化学気相成長法によってDLC膜を形成するDLC膜製造装置であって、A DLC film manufacturing apparatus for forming a DLC film by plasma enhanced chemical vapor deposition,
前記DLC膜を形成する基板とプラズマ放電を行う一対の対向する電極とが平行に配置されるとともに、前記2つの電極は、板状であり、且つ、前記2つの板状の電極の対向する先端側の角が丸くなっていることを特徴とするDLC膜の製造装置。  The substrate on which the DLC film is formed and a pair of opposing electrodes that perform plasma discharge are arranged in parallel, and the two electrodes are plate-shaped, and the tips of the two plate-shaped electrodes are opposed to each other An apparatus for producing a DLC film, wherein the side corners are rounded.
前記請求項1又は2に記載のDLC膜の製造装置を用い、
原料ガス中に基材を配置し、パルス放電を利用したプラズマ化学気相成長法によって、前記基材の表面にダイアモンドライクカーボン(DLC)膜を形成するDLC膜の形成方法であって
前記基材を冷却するとともに、前記プラズマ化学気相成長法によって前記DLC膜を形成することを特徴とするDLC膜の形成方法。
Using the DLC film manufacturing apparatus according to claim 1 or 2,
The substrate was placed in the raw material gas by a plasma chemical vapor deposition method using a pulsed discharge, a method of forming a DLC film to form a diamond-like carbon (DLC) film on a surface of the substrate,
A method for forming a DLC film, comprising cooling the base material and forming the DLC film by the plasma enhanced chemical vapor deposition method.
前記原料ガスのガス圧を、300Torr以上にすることを特徴とする請求項に記載のDLC膜の形成方法。 4. The method for forming a DLC film according to claim 3 , wherein a gas pressure of the source gas is set to 300 Torr or more. 前記原料ガスとして、水素ガスとハイドロカーボン系ガスとを含むガスを使用することを特徴とする請求項3又は4に記載のDLC膜の形成方法。 The method for forming a DLC film according to claim 3 or 4 , wherein a gas containing hydrogen gas and a hydrocarbon-based gas is used as the source gas. 前記原料ガスにおけるハイドロカーボン系ガスの混合比を、1%〜50%に制御することを特徴とする請求項に記載のDLC膜の形成方法。 6. The method for forming a DLC film according to claim 5 , wherein a mixing ratio of the hydrocarbon-based gas in the source gas is controlled to 1% to 50%. 前記原料ガスとして、アルゴンガスとハイドロカーボン系ガスとを含むガスを使用することを特徴とする請求項3又は4に記載のDLC膜の形成方法。 The method for forming a DLC film according to claim 3 or 4 , wherein a gas containing an argon gas and a hydrocarbon-based gas is used as the source gas. 前記原料ガスとして、アルゴンガスと水素ガスとハイドロカーボン系ガスとを含むガスを使用することを特徴とする請求項3又は4に記載のDLC膜の形成方法。 5. The method for forming a DLC film according to claim 3 , wherein a gas containing argon gas, hydrogen gas, and hydrocarbon-based gas is used as the source gas. 前記原料ガスとして、アルゴンガスと窒素ガスとハイドロカーボン系ガスとを含むガスを使用して、n型半導体のDLC膜を形成することを特徴とする請求項3又は4に記載のDLC膜の形成方法。 5. The DLC film formation according to claim 3, wherein a gas containing an argon gas, a nitrogen gas, and a hydrocarbon-based gas is used as the source gas to form an n-type semiconductor DLC film. Method. 前記原料ガスとして、水素ガスとアルゴンガスと窒素ガスとハイドロカーボン系ガスとを含むガスを使用して、n型半導体のDLC膜を形成することを特徴とする請求項3又は4に記載のDLC膜の形成方法。 5. The DLC film according to claim 3, wherein an n-type semiconductor DLC film is formed using a gas containing hydrogen gas, argon gas, nitrogen gas, and hydrocarbon-based gas as the source gas. Method for forming a film. 前記原料ガスとして、水素ガスとトリメチルボロンガスとハイドロカーボン系ガスとを含むガスを使用して、p型半導体のDLC膜を形成することを特徴とする請求項3又は4に記載のDLC膜の形成方法。 Wherein as the raw material gas, using a gas containing hydrogen gas and trimethyl boron gas and hydrocarbon-based gas, a DLC film according to claim 3 or 4, characterized in that the DLC film is formed of a p-type semiconductor Forming method. 前記請求項9又10の形成方法で、前記n型半導体のDLC膜を形成するN工程と、
前記請求項11の形成方法で、前記p型半導体のDLC膜を形成するP工程と、
によって、前記n型半導体のDLC膜と前記p型半導体のDLC膜とを積層して、pn接合の半導体のDLC膜を形成することを特徴とするDLC膜の形成方法。
An N step of forming the n-type semiconductor DLC film by the method of claim 9 or 10 ;
In the formation method of claim 11 , a P step of forming the DLC film of the p-type semiconductor;
The DLC film is formed by laminating the n-type semiconductor DLC film and the p-type semiconductor DLC film to form a pn junction semiconductor DLC film.
前記請求項11の形成方法で、前記p型半導体のDLC膜を形成するP工程と、
前記請求項3〜8のいずれかの形成方法で、真性層であるi層のDLC膜を形成するI工程と、
前記請求項9又は10の形成方法で、前記n型半導体のDLC膜を形成するN工程と、
によって、前記p型半導体のDLC膜と前記n型半導体のDLC膜との間に前記i層のDLC膜を挟むように積層して、pin接合の半導体のDLC膜を形成することを特徴とするDLC膜の形成方法。
In the formation method of claim 11 , a P step of forming the DLC film of the p-type semiconductor;
An I step of forming an i-layer DLC film as an intrinsic layer by the formation method according to any one of claims 3 to 8 ;
An N step of forming the DLC film of the n-type semiconductor by the formation method according to claim 9 or 10 ,
The p-type semiconductor DLC film and the n-type semiconductor DLC film are stacked so as to sandwich the i-layer DLC film, thereby forming a pin junction semiconductor DLC film. A method of forming a DLC film.
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