JPH0210720A - アモルフアスシリコン‐ゲルマニウム合金製半導体層の製法と装置 - Google Patents
アモルフアスシリコン‐ゲルマニウム合金製半導体層の製法と装置Info
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- JPH0210720A JPH0210720A JP1071606A JP7160689A JPH0210720A JP H0210720 A JPH0210720 A JP H0210720A JP 1071606 A JP1071606 A JP 1071606A JP 7160689 A JP7160689 A JP 7160689A JP H0210720 A JPH0210720 A JP H0210720A
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- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
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- H01J37/321—Radio frequency generated discharge the radio frequency energy being inductively coupled to the plasma
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
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-
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、シリコン及びゲルマニウムを含むガス状の水
素含有化合物を反応炉内で電極間で気中放電−プラズマ
（低圧プラズマ）中において誘導又は容量高周波結合に
より励起し、固体アモルファスシリコン−ゲルマニウム
層として電極上に又はそこに施された基板上に堆積させ
ることよりなる、特に太陽電池に再加工するのに使用さ
れるアモルファスシリコン−ゲルマニウム合金からなる
半導体層を気相から析出させることにより製造する方法
並びにこの方法を実施するための装置に関する。
素含有化合物を反応炉内で電極間で気中放電−プラズマ
（低圧プラズマ）中において誘導又は容量高周波結合に
より励起し、固体アモルファスシリコン−ゲルマニウム
層として電極上に又はそこに施された基板上に堆積させ
ることよりなる、特に太陽電池に再加工するのに使用さ
れるアモルファスシリコン−ゲルマニウム合金からなる
半導体層を気相から析出させることにより製造する方法
並びにこの方法を実施するための装置に関する。
純粋なアモルファスシリコンＪｉ（ａ−３ｔ：Ｈ）を析
出させるためのこの種の方法及び装置は例えば米国特許
第４２９２３４３号明細書から公知である。上記明細書
では第１図には容量性のまた第２図には誘導性（７）Ｈ
Ｆグロー放電−反応炉装置が記載されている。この方法
及び装置を用いることにより、後に接触部として使用さ
れる基板上にアモルファスシリコンをベースとするｐｉ
ｎ型太陽電池が製造される。
出させるためのこの種の方法及び装置は例えば米国特許
第４２９２３４３号明細書から公知である。上記明細書
では第１図には容量性のまた第２図には誘導性（７）Ｈ
Ｆグロー放電−反応炉装置が記載されている。この方法
及び装置を用いることにより、後に接触部として使用さ
れる基板上にアモルファスシリコンをベースとするｐｉ
ｎ型太陽電池が製造される。
グロー放電技術はバンドギャップの異なる複数個のｐｉ
ｎ型電池を重ね合わせて析出する可能性を提供する。こ
のような二重又は三重タンデム電池によりすべての太陽
スペクトルは一層効果的に利用することができ、その結
果電池効率はより高められる。バンドギャップはアモル
ファスシリコンにゲルマニウムを添加することによって
減少させることができ、これにより電池は赤外線に対し
て一層敏感になる。
ｎ型電池を重ね合わせて析出する可能性を提供する。こ
のような二重又は三重タンデム電池によりすべての太陽
スペクトルは一層効果的に利用することができ、その結
果電池効率はより高められる。バンドギャップはアモル
ファスシリコンにゲルマニウムを添加することによって
減少させることができ、これにより電池は赤外線に対し
て一層敏感になる。
シリコン−ゲルマニウム層の状態密度はゲルマニウム含
有量が増すにつれて著しく増大し、薄膜タンデム太陽電
池用に使用されるような（エネルギーギャップ１．５
ｅ Ｖより小さい）ゲルマニウムに富んだ層は劣悪な半
導体特性を有するようになる。−船釣な見解によればそ
の理由は、水素原子のイオン化エネルギー及び結合エネ
ルギーが１０、５ ｅ Ｖのゲルマン（Ｇ（！Ｈ４）で
は、１１．４ｅＶのシラン（ＳｉＨ，）におけるよりも
小さいため、Ｓ ｉＧｅ ： Ｈ材料中ではダングリン
グボンド（ｄａｎｇｌｉｎｇｂｏｎｄ）は、アモルファ
スＳｉ ：Ｈ材料中でのようには水素で飽和されないご
とにある。
有量が増すにつれて著しく増大し、薄膜タンデム太陽電
池用に使用されるような（エネルギーギャップ１．５
ｅ Ｖより小さい）ゲルマニウムに富んだ層は劣悪な半
導体特性を有するようになる。−船釣な見解によればそ
の理由は、水素原子のイオン化エネルギー及び結合エネ
ルギーが１０、５ ｅ Ｖのゲルマン（Ｇ（！Ｈ４）で
は、１１．４ｅＶのシラン（ＳｉＨ，）におけるよりも
小さいため、Ｓ ｉＧｅ ： Ｈ材料中ではダングリン
グボンド（ｄａｎｇｌｉｎｇｂｏｎｄ）は、アモルファ
スＳｉ ：Ｈ材料中でのようには水素で飽和されないご
とにある。
アモルファス構造でシリコンとゲルマニウムが共存して
いる場合、シリコンは優先的に水素によって飽和される
。従ってシリコン及びゲルマニウムを同じ高周波数、直
流電源又は光源で同時に析出させる場合、層中の珪素原
子及びゲルマニウム原子を同じように水素で飽和させる
ことは困難である。
いる場合、シリコンは優先的に水素によって飽和される
。従ってシリコン及びゲルマニウムを同じ高周波数、直
流電源又は光源で同時に析出させる場合、層中の珪素原
子及びゲルマニウム原子を同じように水素で飽和させる
ことは困難である。
シリコン−ゲルマニウム合金中でのダングリングボンド
飽和の改良は、例えばシラン−ゲルマン混合物を水素で
希釈するごとによって得ることができる。しかし層の品
質は薄膜−タンデム太陽電池に使用するには不十分であ
る。
飽和の改良は、例えばシラン−ゲルマン混合物を水素で
希釈するごとによって得ることができる。しかし層の品
質は薄膜−タンデム太陽電池に使用するには不十分であ
る。
（発明が解決しようとする課題〕
本発明の課題は、ダングリングボンドが水素で十分に飽
和されることを保証しかつこれを高められた効率を有す
る薄膜太陽電池に使用することを可能にする、アモルフ
ァスシリコン−ゲルマニウム合金層を製造することので
きる方法及び装置を提供するごとにある。
和されることを保証しかつこれを高められた効率を有す
る薄膜太陽電池に使用することを可能にする、アモルフ
ァスシリコン−ゲルマニウム合金層を製造することので
きる方法及び装置を提供するごとにある。
本発明は冒頭に記載した形式の方法において、プラズマ
を容量高周波結合によってまた誘導高周波結合によって
発生させ、両方のプラズマ励起を空間的に分離して、し
かし同じ反応炉内で実施し、また誘導励起プラズマに高
周波磁場に対して垂直に定磁場を重ねて共鳴励起させる
ことを特徴とするものである。
を容量高周波結合によってまた誘導高周波結合によって
発生させ、両方のプラズマ励起を空間的に分離して、し
かし同じ反応炉内で実施し、また誘導励起プラズマに高
周波磁場に対して垂直に定磁場を重ねて共鳴励起させる
ことを特徴とするものである。
この場合誘導プラズマを励起させるため水素含有シリコ
ン化合物を希釈用水素と共に、接地した基板保持プレー
ト上に配設されている被覆すべき裁板の範囲内でその中
央にかつ直接導入し、また水素含有ゲルマニウム化合物
に対しては基板保持プレートの縁部分にある反応炉への
導入口を使用することにより反応炉に各反応ガスを導入
する手段は本発明の枠内にある。
ン化合物を希釈用水素と共に、接地した基板保持プレー
ト上に配設されている被覆すべき裁板の範囲内でその中
央にかつ直接導入し、また水素含有ゲルマニウム化合物
に対しては基板保持プレートの縁部分にある反応炉への
導入口を使用することにより反応炉に各反応ガスを導入
する手段は本発明の枠内にある。
本発明はＥ、 Ｐ、Ｓｚｕｓｃｚｅｗｉｃｚの論文Ｅ
ザ・フィツクス・オプ・フルイズ（Ｔｈｅ Ｐｈｙｓｉ
ｃｓ ｏｆ Ｆｌｕｉｄｓ） Ｊ第１５巻、Ｎａ１２．
１９７２年１２月、第２２４０頁〜第２２４６頁に記載
されている認識、すなわち誘導励起プラズマを弱い磁場
でヘテロゲイン変換した場合電磁波共鳴すなわちヘリコ
ン共鳴が生じるという認識を利用する。この特殊な場合
電子サイクロトロン−電磁波共鳴は弱い定磁場を、誘導
ＨＦ結合により発生したプラズマに対して垂直に重ねる
ことによって得られる０本発明の対象では定磁場を重ね
ることによって、プラズマ中に結合されたＨＦ波が人泣
び右円偏波に分割される。共鳴崩壊で左円偏波は表皮効
果の場合と同様に導電性媒体（プラズマ）中で減衰する
。右円偏波は共鳴崩壊で実際に減衰せず、プラズマ中に
侵入し、従って電離密度を高める。
ザ・フィツクス・オプ・フルイズ（Ｔｈｅ Ｐｈｙｓｉ
ｃｓ ｏｆ Ｆｌｕｉｄｓ） Ｊ第１５巻、Ｎａ１２．
１９７２年１２月、第２２４０頁〜第２２４６頁に記載
されている認識、すなわち誘導励起プラズマを弱い磁場
でヘテロゲイン変換した場合電磁波共鳴すなわちヘリコ
ン共鳴が生じるという認識を利用する。この特殊な場合
電子サイクロトロン−電磁波共鳴は弱い定磁場を、誘導
ＨＦ結合により発生したプラズマに対して垂直に重ねる
ことによって得られる０本発明の対象では定磁場を重ね
ることによって、プラズマ中に結合されたＨＦ波が人泣
び右円偏波に分割される。共鳴崩壊で左円偏波は表皮効
果の場合と同様に導電性媒体（プラズマ）中で減衰する
。右円偏波は共鳴崩壊で実際に減衰せず、プラズマ中に
侵入し、従って電離密度を高める。
本発明の他の実施態様、特にこの方法を実施する装置は
特許請求の範囲の欄に記載されている。
特許請求の範囲の欄に記載されている。
次に本発明を第１図及び第２図に示した実施例との関連
において詳述する。
において詳述する。
第１図に示すように、アモルファス水素化シリコン・ゲ
ルマニウム層を製造するために準備されたガス状化合物
中、ゲルマンは矢印２及び１２で示した箇所からまた水
素とシランとの混合物は矢印３で示した箇所から、予め
約１０−’ｍバールの残ガス分圧に真空化した特殊銅製
反応炉１に導入する３反応炉ｌにはその中央に石英ガラ
ス製フランジ４が接地されており、これは金属蓋５で密
閉される。金属蓋５はシラン用導管３を含み、また同時
に高励起プラズマ１７からのイオンを促進するためプラ
ズマと基板保持体６との間に例えば５０ｖの直流電圧を
励起するのに利用される。ＨＦエネルギー（１３，５Ｍ
Ｈｚ）を供給するごとによって電極８と基板保持体６と
して使用する電極を存する基板９との間でゲルマン（２
，１２）（７）グロー放電７を起こさせる。双方の電極
６．８を電極加熱部材ｌＯ及びＩＩにより２００〜３０
０°Ｃに加熱する。１３で示した箇所で電極６を接地す
る。２０は真空ポンプに接続されるガス排出管を示す。
ルマニウム層を製造するために準備されたガス状化合物
中、ゲルマンは矢印２及び１２で示した箇所からまた水
素とシランとの混合物は矢印３で示した箇所から、予め
約１０−’ｍバールの残ガス分圧に真空化した特殊銅製
反応炉１に導入する３反応炉ｌにはその中央に石英ガラ
ス製フランジ４が接地されており、これは金属蓋５で密
閉される。金属蓋５はシラン用導管３を含み、また同時
に高励起プラズマ１７からのイオンを促進するためプラ
ズマと基板保持体６との間に例えば５０ｖの直流電圧を
励起するのに利用される。ＨＦエネルギー（１３，５Ｍ
Ｈｚ）を供給するごとによって電極８と基板保持体６と
して使用する電極を存する基板９との間でゲルマン（２
，１２）（７）グロー放電７を起こさせる。双方の電極
６．８を電極加熱部材ｌＯ及びＩＩにより２００〜３０
０°Ｃに加熱する。１３で示した箇所で電極６を接地す
る。２０は真空ポンプに接続されるガス排出管を示す。
ゲルマンに対するプラズマ励起７と同時にシランに対す
るプラズマ励起１７も実施する。このため電極８はその
中央に切断部を有し、これに合わせ”ζ石英ガラス製フ
ランジ４を反応炉ｌに設け、ここを通って水素と混合さ
れたシラン（３）は反応炉１内に達する。双方の反応ガ
スは誘導コイル１４から出発する誘導励起プラズマ１７
によってイオン化される（ＨＦエネルギー２７ＭＨｚ）
。
るプラズマ励起１７も実施する。このため電極８はその
中央に切断部を有し、これに合わせ”ζ石英ガラス製フ
ランジ４を反応炉ｌに設け、ここを通って水素と混合さ
れたシラン（３）は反応炉１内に達する。双方の反応ガ
スは誘導コイル１４から出発する誘導励起プラズマ１７
によってイオン化される（ＨＦエネルギー２７ＭＨｚ）
。
中央の基板（９）の範囲で励起されたシランとゲルマン
とを混合し、両プラズマ７．１７をヘテロダイン変換し
、互いに部分的に干渉させる。電離密度を高めるため誘
導励起プラズマ１７にＨＦ磁場（両方向矢印１５参照）
に対して垂直に定磁場１６（矢印ＮＳ参照）を重ねる。
とを混合し、両プラズマ７．１７をヘテロダイン変換し
、互いに部分的に干渉させる。電離密度を高めるため誘
導励起プラズマ１７にＨＦ磁場（両方向矢印１５参照）
に対して垂直に定磁場１６（矢印ＮＳ参照）を重ねる。
定磁場を正しく選択した場合、すなわち外部に設けられ
かつ同様に極性化された２つのコイル１８及び１９内に
好ましいコイル電流が流れると、上記の電磁波共鳴すな
わちシリコン共鳴が生じる。
かつ同様に極性化された２つのコイル１８及び１９内に
好ましいコイル電流が流れると、上記の電磁波共鳴すな
わちシリコン共鳴が生じる。
その際電磁石コイル１８．１９の配列はいわゆるヘルム
ホルツ配列状態となり、そのコイル間隔はコイル半径に
等しい。
ホルツ配列状態となり、そのコイル間隔はコイル半径に
等しい。
ゲルマンを励起するための定量励起ＨＦ放電（７）と、
シラン及び水素を励起するための電磁場共鳴に近い誘導
結合ＨＦ放電（１７）と、加速電圧とを介してエネルギ
ーを互いに十分に無関係に選択可能に供給することによ
って、シラン、ゲルマン及び水素に対して適合されたガ
ス圧及びガス流との関連において、状態密度の小さいア
モルファスａ−３ｉＧｅ：Ｈ材料に適した析出条件を検
出することができる。例えば圧力１０−”ｍバールの場
合、ＳｉＨ４：ＧｅＨ４流１０：ｌで合計流量は５０〜
１０１００５ｅに調整する。
シラン及び水素を励起するための電磁場共鳴に近い誘導
結合ＨＦ放電（１７）と、加速電圧とを介してエネルギ
ーを互いに十分に無関係に選択可能に供給することによ
って、シラン、ゲルマン及び水素に対して適合されたガ
ス圧及びガス流との関連において、状態密度の小さいア
モルファスａ−３ｉＧｅ：Ｈ材料に適した析出条件を検
出することができる。例えば圧力１０−”ｍバールの場
合、ＳｉＨ４：ＧｅＨ４流１０：ｌで合計流量は５０〜
１０１００５ｅに調整する。
第１図と同じ符号を使用して表した第２図の反応炉を用
いて、大きな基板表面上に均質な析出を得ることができ
る。この場合石英ガラス製フランジは符号４．２４．４
４で、その盈は５．２５．３５で、シラン供給導管は３
．２３．４３で、誘導コイルは１４．３４．５４で、Ｈ
Ｆ磁場の方向は１５．４５．５５でまた相応する電磁石
コイルは１８．１９．２８．２９で示されている。
いて、大きな基板表面上に均質な析出を得ることができ
る。この場合石英ガラス製フランジは符号４．２４．４
４で、その盈は５．２５．３５で、シラン供給導管は３
．２３．４３で、誘導コイルは１４．３４．５４で、Ｈ
Ｆ磁場の方向は１５．４５．５５でまた相応する電磁石
コイルは１８．１９．２８．２９で示されている。
第１図は垂直に重ねられた定磁場を有するシラン用定量
ＨＦ励起及びゲルマン用誘導励起を伴う反応炉を示す断
面図、第２図は誘導結合を数倍に増すことによって大き
な基板表面を被覆することのできる装置を示す断面図で
ある。 ■・・・反応炉 ４・・・フランジ ５・・・金属蓋 ６・・・基板保持体 ７・・・プラズマ ９・・・基板 ４・・・誘導コイル ５・・・高周波磁場 ６・・・定磁場 ７・・・高励起プラズマ ８．１９・・・電磁石コイル ４・・・フランジ ８．２９・・・電磁石コイル ４・・・誘導コイル ４・・・フランジ ４・・・誘導コイル
ＨＦ励起及びゲルマン用誘導励起を伴う反応炉を示す断
面図、第２図は誘導結合を数倍に増すことによって大き
な基板表面を被覆することのできる装置を示す断面図で
ある。 ■・・・反応炉 ４・・・フランジ ５・・・金属蓋 ６・・・基板保持体 ７・・・プラズマ ９・・・基板 ４・・・誘導コイル ５・・・高周波磁場 ６・・・定磁場 ７・・・高励起プラズマ ８．１９・・・電磁石コイル ４・・・フランジ ８．２９・・・電磁石コイル ４・・・誘導コイル ４・・・フランジ ４・・・誘導コイル
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）シリコン及びゲルマニウムを含むガス状の水素含
有化合物を、反応炉内で電極間で気中放電−プラズマ中
において誘導又は容量高周波結合により励起し、固体ア
モルファスシリコン−ゲルマニウム層として電極上に又
はそこに施された基板上に堆積させることよりなる、ア
モルファスシリコン−ゲルマニウム合金からなる半導体
層を気相から析出させることにより製造する方法におい
て、プラズマを容量高周波結合によってまた誘導高周波
結合によって発生させ、両方のプラズマ励起（７、１７
）を空間的に分離して、しかし同じ反応炉（１）内で実
施し、また誘導励起プラズマ（１７）に高周波磁場（１
５）に対して垂直に定磁場（１６）を重ねて共鳴励起さ
せることを特徴とするアモルファスシリコン−ゲルマニ
ウム合金製半導体層の製法。 （２）誘導プラズマ励起（１７）のため水素含有シリコ
ン化合物及び希釈用水素を、接地した基板保持体（６）
上に配設されている被覆すべき基板（９）の範囲内でそ
の中心にかつ直接導入し、また水素含有ゲルマニウム化
合物（２、１２）に対しては基板保持体（６）の縁範囲
内にある反応炉（１）への導入口を使用することにより
、反応炉（１）内への反応ガス（２、１２、３）の導入
を実施することを特徴とする請求項１記載の方法。 （３）反応ガスとしてシラン（ＳｉＨ＿４）及びゲルマ
ン（ＧｅＨ＿４）を水素と混合して使用することを特徴
とする請求項１又は２記載の方法。 （４）誘導コイル（１４）により励起されたプラズマ（
１７）からイオンを加速するためにプラズマ（１７）と
基板保持体（６）の間に最高１００Ｖ（有利には５０Ｖ
）の直流電圧をかけることを特徴とする請求項１ないし
３の１つに記載の方法。 （５）横方向磁場を有する誘導励起ＨＦ放電（１７）に
対して２７ＭＨｚのＨＦエネルギーを、また容量励起Ｈ
Ｆ放電（７）に対して１３．５ＭＨｚ（７）ＨＦエネル
ギーを供給することを特徴とする請求項１ないし４の１
つに記載の方法。 （６）ａ）反応炉壁の中央に配設された、外側から金属
蓋（５）で密閉される石英ガラス製フ ランジ（４）を少なくとも１個有する主と して特殊銅からなる反応炉（１）と、 ｂ）反応炉（１）内に向かい合って配設されＨＦ発生器
に接続されている加熱可能の電 極（６、８、１０、１１）であって、その うち１つの電極（６）は接地されまた基板 保持体として構成されており、また反応炉 （１）の中央にある他の電極（８）は石英 ガラス製フランジ（４）の範囲で少なくと も１つの切断部を有しているものと、 ｃ）切断部を有する電極（８）の縁部分で反応炉壁（１
）に設けられたガス導入及び排 出管（２、１２）と、 ｄ）反応炉壁（１）に設けられた石英ガラスからなるフ
ランジ付きガス導入管（４）を 囲むＨＦ誘導コイル（１４）と、 ｅ）誘導コイル（１４）及び石英ガラス製フランジ（４
）を囲む同様に極性化された２ 個の電極石コイル（１８、１９）と、 ｆ）反応炉（１）内の反応ガスの流速及び圧力を調整す
る装置と を有することを特徴とする請求項１ないし５の１つに記
載の方法を実施するための装置。 （７）反応炉（１）の側壁に沿ってガス導入管用の複数
個の石英ガラス製フランジ（４、２４、４４）を備えて
おり、その際石英ガラス製フランジ（４、２４、４４）
のそれぞれが電極切断部に相対しており、また各フラン
ジ（４、２４、４４）のそれぞれが１つの誘導コイル（
１４、３４、５４）と２個の電磁石コイル（１８、１９
、２８、２９）とで囲まれていることを特徴とする請求
項６記載の装置。 （８）特徴ｅ）に基づく電磁石コイル（１８、１９、２
８、２９）の配列がヘルムホルツ配列であり、その際コ
イルの間隔がコイルの半径に等しいことを特徴とする請
求項６又は７記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3810021 | 1988-03-24 | ||
| DE3810021.5 | 1988-03-24 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0210720A true JPH0210720A (ja) | 1990-01-16 |
Family
ID=6350618
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1071606A Pending JPH0210720A (ja) | 1988-03-24 | 1989-03-23 | アモルフアスシリコン‐ゲルマニウム合金製半導体層の製法と装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4948750A (ja) |
| EP (1) | EP0334109B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0210720A (ja) |
| DE (1) | DE58904540D1 (ja) |
| ES (1) | ES2040914T3 (ja) |
Families Citing this family (33)
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|---|---|---|---|---|
| US5187115A (en) * | 1977-12-05 | 1993-02-16 | Plasma Physics Corp. | Method of forming semiconducting materials and barriers using a dual enclosure apparatus |
| IT1227877B (it) * | 1988-11-25 | 1991-05-14 | Eniricerche S P A Agip S P A | Procedimento per la deposizione via plasma di strati multipli dimate riale amorfo a composizione variabile |
| US5421891A (en) * | 1989-06-13 | 1995-06-06 | Plasma & Materials Technologies, Inc. | High density plasma deposition and etching apparatus |
| US5122251A (en) * | 1989-06-13 | 1992-06-16 | Plasma & Materials Technologies, Inc. | High density plasma deposition and etching apparatus |
| JP3056772B2 (ja) * | 1990-08-20 | 2000-06-26 | 株式会社日立製作所 | プラズマの制御方法ならびにプラズマ処理方法およびその装置 |
| US6074512A (en) * | 1991-06-27 | 2000-06-13 | Applied Materials, Inc. | Inductively coupled RF plasma reactor having an overhead solenoidal antenna and modular confinement magnet liners |
| US6238588B1 (en) | 1991-06-27 | 2001-05-29 | Applied Materials, Inc. | High pressure high non-reactive diluent gas content high plasma ion density plasma oxide etch process |
| US6063233A (en) * | 1991-06-27 | 2000-05-16 | Applied Materials, Inc. | Thermal control apparatus for inductively coupled RF plasma reactor having an overhead solenoidal antenna |
| US6165311A (en) * | 1991-06-27 | 2000-12-26 | Applied Materials, Inc. | Inductively coupled RF plasma reactor having an overhead solenoidal antenna |
| US6488807B1 (en) | 1991-06-27 | 2002-12-03 | Applied Materials, Inc. | Magnetic confinement in a plasma reactor having an RF bias electrode |
| US6077384A (en) | 1994-08-11 | 2000-06-20 | Applied Materials, Inc. | Plasma reactor having an inductive antenna coupling power through a parallel plate electrode |
| US6514376B1 (en) | 1991-06-27 | 2003-02-04 | Applied Materials Inc. | Thermal control apparatus for inductively coupled RF plasma reactor having an overhead solenoidal antenna |
| US20010054601A1 (en) * | 1996-05-13 | 2001-12-27 | Jian Ding | Low ceiling temperature process for a plasma reactor with heated source of a polymer-hardening precursor material |
| US6036877A (en) * | 1991-06-27 | 2000-03-14 | Applied Materials, Inc. | Plasma reactor with heated source of a polymer-hardening precursor material |
| US5332441A (en) * | 1991-10-31 | 1994-07-26 | International Business Machines Corporation | Apparatus for gettering of particles during plasma processing |
| US5521108A (en) * | 1993-09-15 | 1996-05-28 | Lsi Logic Corporation | Process for making a conductive germanium/silicon member with a roughened surface thereon suitable for use in an integrated circuit structure |
| US5849372A (en) * | 1993-09-17 | 1998-12-15 | Isis Innovation Limited | RF plasma reactor and methods of generating RF plasma |
| US5460693A (en) * | 1994-05-31 | 1995-10-24 | Texas Instruments Incorporated | Dry microlithography process |
| GB9418658D0 (en) * | 1994-09-16 | 1994-11-02 | Central Research Lab Ltd | An apparatus for generating a glow discharge |
| DE4443608C1 (de) * | 1994-12-07 | 1996-03-21 | Siemens Ag | Plasmareaktor und Verfahren zu dessen Betrieb |
| TW279240B (en) | 1995-08-30 | 1996-06-21 | Applied Materials Inc | Parallel-plate icp source/rf bias electrode head |
| US6036878A (en) | 1996-02-02 | 2000-03-14 | Applied Materials, Inc. | Low density high frequency process for a parallel-plate electrode plasma reactor having an inductive antenna |
| US6054013A (en) | 1996-02-02 | 2000-04-25 | Applied Materials, Inc. | Parallel plate electrode plasma reactor having an inductive antenna and adjustable radial distribution of plasma ion density |
| DE19645912C1 (de) * | 1996-11-07 | 1997-08-28 | Dresden Ev Inst Festkoerper | Plasma-CVD-Reaktor |
| US6132551A (en) * | 1997-09-20 | 2000-10-17 | Applied Materials, Inc. | Inductive RF plasma reactor with overhead coil and conductive laminated RF window beneath the overhead coil |
| US6589437B1 (en) | 1999-03-05 | 2003-07-08 | Applied Materials, Inc. | Active species control with time-modulated plasma |
| JP2003530481A (ja) * | 1999-11-19 | 2003-10-14 | ナノ スケール サーフェイス システムズ インコーポレイテッド | 無機／有機誘電体フィルムを堆積させるシステム及び方法 |
| US6401652B1 (en) | 2000-05-04 | 2002-06-11 | Applied Materials, Inc. | Plasma reactor inductive coil antenna with flat surface facing the plasma |
| US20090014423A1 (en) * | 2007-07-10 | 2009-01-15 | Xuegeng Li | Concentric flow-through plasma reactor and methods therefor |
| WO2008143716A2 (en) * | 2007-01-22 | 2008-11-27 | Innovalight, Inc. | In situ modification of group iv nanoparticles using gas phase nanoparticle reactors |
| US8968438B2 (en) * | 2007-07-10 | 2015-03-03 | Innovalight, Inc. | Methods and apparatus for the in situ collection of nucleated particles |
| US8471170B2 (en) | 2007-07-10 | 2013-06-25 | Innovalight, Inc. | Methods and apparatus for the production of group IV nanoparticles in a flow-through plasma reactor |
| FR2922358B1 (fr) * | 2007-10-16 | 2013-02-01 | Hydromecanique & Frottement | Procede de traitement de surface d'au moins une piece au moyen de sources elementaires de plasma par resonance cyclotronique electronique |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2904171A1 (de) * | 1979-02-05 | 1980-08-14 | Siemens Ag | Verfahren zum herstellen von aus amorphem silizium bestehenden halbleiterkoerpern durch glimmentladung |
| CA1159012A (en) * | 1980-05-02 | 1983-12-20 | Seitaro Matsuo | Plasma deposition apparatus |
| JPH0635323B2 (ja) * | 1982-06-25 | 1994-05-11 | 株式会社日立製作所 | 表面処理方法 |
| US4521447A (en) * | 1982-10-18 | 1985-06-04 | Sovonics Solar Systems | Method and apparatus for making layered amorphous semiconductor alloys using microwave energy |
| US4583492A (en) * | 1983-12-19 | 1986-04-22 | United Technologies Corporation | High rate, low temperature silicon deposition system |
| DE3533146A1 (de) * | 1985-09-17 | 1987-03-26 | Siemens Ag | Farbsensorelement, farbempfindliche sensoranordnung mit derartigen farbsensorelementen, eine anwendung des elements oder der anordnung und ein verfahren zur herstellung eines halbleitermaterials fuer das farbsensorelement |
| KR910003169B1 (ko) * | 1985-11-12 | 1991-05-20 | 가부시끼가이샤 한도다이 에네르기 겐뀨소 | 반도체 장치 제조 방법 및 장치 |
| US4686113A (en) * | 1985-12-18 | 1987-08-11 | Fairchild Semiconductor Corporation | Plasma confinement in a low pressure electrically grounded R.F. heated reactor and deposition method |
| US4760008A (en) * | 1986-01-24 | 1988-07-26 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Electrophotographic photosensitive members and methods for manufacturing the same using microwave radiation in magnetic field |
| US4859908A (en) * | 1986-09-24 | 1989-08-22 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Plasma processing apparatus for large area ion irradiation |
| JPH0676666B2 (ja) * | 1987-02-10 | 1994-09-28 | 株式会社半導体エネルギ−研究所 | 炭素膜作製方法 |
-
1989
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- 1989-03-08 EP EP89104129A patent/EP0334109B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1989-03-13 US US07/322,117 patent/US4948750A/en not_active Expired - Fee Related
- 1989-03-23 JP JP1071606A patent/JPH0210720A/ja active Pending
Also Published As
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| DE58904540D1 (de) | 1993-07-08 |
| EP0334109B1 (de) | 1993-06-02 |
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