JPH02166727A - 微結晶半導体薄膜の形成方法 - Google Patents
微結晶半導体薄膜の形成方法Info
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- JPH02166727A JPH02166727A JP63322972A JP32297288A JPH02166727A JP H02166727 A JPH02166727 A JP H02166727A JP 63322972 A JP63322972 A JP 63322972A JP 32297288 A JP32297288 A JP 32297288A JP H02166727 A JPH02166727 A JP H02166727A
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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
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
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、原料ガスを分解して基板上に微結晶半導体薄
膜を形成する微結晶半導体薄膜の形成刃法に関する。
膜を形成する微結晶半導体薄膜の形成刃法に関する。
[従来の技術]
従来、微結晶半導体I薄膜を形成する手法として、例え
ば特願昭61−52282号の出願明細書に記載されて
いるような、扁周彼グロー放成によるプラズマCVD法
が一般的であり、グロー放電用電庫に印加する高周波パ
ワーが大きいほど半導体薄膜の微結晶化が進むことが知
られている。
ば特願昭61−52282号の出願明細書に記載されて
いるような、扁周彼グロー放成によるプラズマCVD法
が一般的であり、グロー放電用電庫に印加する高周波パ
ワーが大きいほど半導体薄膜の微結晶化が進むことが知
られている。
[発明が解決しようとする課題]
従来のように、グロー放゛成用電極に印加する高周波パ
ワーを大きくすると、グロー放電によって生じるプラズ
マの高速荷電粒子が成長した半導体薄膜に衝突し、この
4涙がダメージを受けて欠陥が生じ、膜質が低ドし、デ
バイス特性の劣−ドを招くという問題点がある。
ワーを大きくすると、グロー放電によって生じるプラズ
マの高速荷電粒子が成長した半導体薄膜に衝突し、この
4涙がダメージを受けて欠陥が生じ、膜質が低ドし、デ
バイス特性の劣−ドを招くという問題点がある。
本発明は、前記の点に留意してなされ、ダメージのない
良好な膜質の微結晶半導体薄膜を形成できるようにする
ことを目的とする。
良好な膜質の微結晶半導体薄膜を形成できるようにする
ことを目的とする。
【課題を解決するための手段」
前記目的を達成するために、反応容器内に原料ガスを導
入し、前記原料ガスを分璃して前記容器内の基板上に微
結晶半導体薄膜全形成する微結晶半導体薄膜の形成方法
に8いて、本発明では、前記容器内の圧力を10 ’
〜10 −1TorrK保持し、水素又は不活性ガスな
どの励起用ガスにエネルギを与えて励起種を生成し、前
記励起種全前記容器内の前記基板の表面からほぼ10c
1n以下の位置の導入口から導入し、前記導入口から前
記基板との間に供給された削起原料ガスを前記励起種に
より分解することを特徴としている。
入し、前記原料ガスを分璃して前記容器内の基板上に微
結晶半導体薄膜全形成する微結晶半導体薄膜の形成方法
に8いて、本発明では、前記容器内の圧力を10 ’
〜10 −1TorrK保持し、水素又は不活性ガスな
どの励起用ガスにエネルギを与えて励起種を生成し、前
記励起種全前記容器内の前記基板の表面からほぼ10c
1n以下の位置の導入口から導入し、前記導入口から前
記基板との間に供給された削起原料ガスを前記励起種に
より分解することを特徴としている。
1作用]
以上のように4成されているため、従来のグロー放電法
のように基板付近に電界が存在せず、しかも島速荷電粒
子が発生することがない。
のように基板付近に電界が存在せず、しかも島速荷電粒
子が発生することがない。
さらに、反応容器内の圧力をio’〜10−1Torr
にし、励起種の導入口と基板との距離をほぼ10crI
I以ドにすることにより、基板上に微結晶の半導体イ専
膜が成長し、ダメージのない良好な膜質の微結晶半導体
薄膜が得られる。
にし、励起種の導入口と基板との距離をほぼ10crI
I以ドにすることにより、基板上に微結晶の半導体イ専
膜が成長し、ダメージのない良好な膜質の微結晶半導体
薄膜が得られる。
実施例について図面を参照して説明する。
薄膜形成装置を示す第1図において、fllは反応容器
、121は容器(1)内に設けられヒータ(3)を内蔵
した基板ホルダ、(4)はホルダ12:に保持された基
板、(61は容@(l)に形成され真空排気系が接続さ
れた排気口、(6)は励起用ガスとしての水素ガス]H
2]の供給パイプ、(7)はパイプ状のプラズマチャン
バであり、−側にパイプ(6]及びマイクロ波導彼管(
8)が接続され、第1図中の斜線を施こした領域に導波
管(8)ヲ介してマイクロ波が供給され、このマイクロ
波のエネルギによって、パイプ(6)刀為ら供給される
H、がプラズマ化されて水系励起種が生成される。
、121は容器(1)内に設けられヒータ(3)を内蔵
した基板ホルダ、(4)はホルダ12:に保持された基
板、(61は容@(l)に形成され真空排気系が接続さ
れた排気口、(6)は励起用ガスとしての水素ガス]H
2]の供給パイプ、(7)はパイプ状のプラズマチャン
バであり、−側にパイプ(6]及びマイクロ波導彼管(
8)が接続され、第1図中の斜線を施こした領域に導波
管(8)ヲ介してマイクロ波が供給され、このマイクロ
波のエネルギによって、パイプ(6)刀為ら供給される
H、がプラズマ化されて水系励起種が生成される。
このとき、チャンバ(7)の他側が容器fll内に導入
され、チャンバ(7)の先端の励起種導入口(9)が基
板14)の表面から10m以下のところに位置している
。
され、チャンバ(7)の先端の励起種導入口(9)が基
板14)の表面から10m以下のところに位置している
。
さらに、第1図において、QGflシラ7[SiH,]
や高次シランなどの原料ガスの供給パイプであり、先端
部が容器111内に導入され、パイプαOを弁して導入
口(9)と基板14)との間に原料ガスが供給される。
や高次シランなどの原料ガスの供給パイプであり、先端
部が容器111内に導入され、パイプαOを弁して導入
口(9)と基板14)との間に原料ガスが供給される。
そして、容器11)内の圧力f 10−’ 〜] 0−
1Torrに保持し、チャンバ(7)に2いてH3にマ
イクロ波エネルギを与えることにより、水素励起種が生
成され、生成てれた励起種が導入口(97から容器Il
+内に導入されて原料ガスが分解され、基板(41上に
微結晶半導体薄膜が成長する。
1Torrに保持し、チャンバ(7)に2いてH3にマ
イクロ波エネルギを与えることにより、水素励起種が生
成され、生成てれた励起種が導入口(97から容器Il
+内に導入されて原料ガスが分解され、基板(41上に
微結晶半導体薄膜が成長する。
このとき、容器Fll内の圧力がlo−1Torrより
高い場合には、基板(41上に成長する薄膜は微結晶化
せずにアモルファスになり、容器fll内の圧力が10
”l’orrより低い場合には、原料ガスが導入口(9
1からチャンバ(7)内に逆流し、マイクロ波によって
プラズマ化されて高速荷電粒子が発生することから、良
好な膜質の微結晶半導体薄膜を得るためには、容器fl
l内の圧力を10−’ 〜l O−’ Torrにすれ
はよい。
高い場合には、基板(41上に成長する薄膜は微結晶化
せずにアモルファスになり、容器fll内の圧力が10
”l’orrより低い場合には、原料ガスが導入口(9
1からチャンバ(7)内に逆流し、マイクロ波によって
プラズマ化されて高速荷電粒子が発生することから、良
好な膜質の微結晶半導体薄膜を得るためには、容器fl
l内の圧力を10−’ 〜l O−’ Torrにすれ
はよい。
な2、チャンバ(7)への原料ガスの逆流の有無は、チ
ャンバ(7)内のプラズマの発光分析[0ptical
gmission 5pectroscopy :
OES ] により調べることができ、水素プラズマで
あるのか、水素と原料ガス成分の混ったプラズマである
の7)hf分析することにより、原料ガスの逆流の生じ
ない圧力を求めることができる。
ャンバ(7)内のプラズマの発光分析[0ptical
gmission 5pectroscopy :
OES ] により調べることができ、水素プラズマで
あるのか、水素と原料ガス成分の混ったプラズマである
の7)hf分析することにより、原料ガスの逆流の生じ
ない圧力を求めることができる。
つぎに、導入口(9)と基板14)との距離りの最適値
を求めるために、H2の流量を708CCU、原料ガス
としてのS市、の流量を30〜908CCMとし、距離
ufI:変化させたときのシリコン薄膜の結晶性をラマ
ン分光法により調べた結果、第3図に示すようになった
。
を求めるために、H2の流量を708CCU、原料ガス
としてのS市、の流量を30〜908CCMとし、距離
ufI:変化させたときのシリコン薄膜の結晶性をラマ
ン分光法により調べた結果、第3図に示すようになった
。
ここで、微結晶及びアモルファスの場合のラマンスペク
トルはそれぞれ第2図(al、 (blに示すようにな
り、微結晶の場合にはアモルファスに比べて非常に急峻
で鋭いピークを示すため、微結晶とアモルファスとを容
易に識別することができる。
トルはそれぞれ第2図(al、 (blに示すようにな
り、微結晶の場合にはアモルファスに比べて非常に急峻
で鋭いピークを示すため、微結晶とアモルファスとを容
易に識別することができる。
ところで、第3図は距離りと容器(1)内の圧力を変化
させt;ときのシリコン7薄膜の結晶性を表わして忘り
、0.・は測定点を示し、Oは微結晶、・はアモルファ
スを−それぞれ示している。hz、弗3図中の斜線は成
膜しな刀≧つた領域である。
させt;ときのシリコン7薄膜の結晶性を表わして忘り
、0.・は測定点を示し、Oは微結晶、・はアモルファ
スを−それぞれ示している。hz、弗3図中の斜線は成
膜しな刀≧つた領域である。
そして、第3図から、距離りがほぼ1ocmを境として
、10ar1より大きいときにはアモルファスとなり、
10cmより小さいときには微結晶になることから、微
結晶半導体薄膜を得るためには距離りを10副以下にす
ればよい。
、10ar1より大きいときにはアモルファスとなり、
10cmより小さいときには微結晶になることから、微
結晶半導体薄膜を得るためには距離りを10副以下にす
ればよい。
このとき、原料ガスにSiH,を用いると、i型の微結
晶シリコン薄膜が得られ、これにジボラン[H,)16
1及びホスフィン[1’H3] tそれぞれ混合するこ
とにより、P型及びn型の微結晶シリコン薄膜が得られ
、これらの形成条件をまとめると、表1のようになる。
晶シリコン薄膜が得られ、これにジボラン[H,)16
1及びホスフィン[1’H3] tそれぞれ混合するこ
とにより、P型及びn型の微結晶シリコン薄膜が得られ
、これらの形成条件をまとめると、表1のようになる。
(表1)
つぎに、前記した方法による微結晶シリコン薄膜を備え
た太陽電池Aを作成し、従来の方法による微結晶シリコ
ン薄膜を備えた太陽電池Bとの特性比較を行った。
た太陽電池Aを作成し、従来の方法による微結晶シリコ
ン薄膜を備えた太陽電池Bとの特性比較を行った。
な8、太陽電池の構成は、第4図に示すように周知のも
のであり、ガラス基板(111上に、透明導電膜112
1.p型機結晶シリコン層03.i型アモルファスシリ
コン層圓、n型微結晶シリコン層(151,金属電極H
を順次積層したものである。
のであり、ガラス基板(111上に、透明導電膜112
1.p型機結晶シリコン層03.i型アモルファスシリ
コン層圓、n型微結晶シリコン層(151,金属電極H
を順次積層したものである。
このとき、AM−1,0,100mW/io状態テ+7
)太陽電池A、Hの電圧−電流密度特性は、第5図に示
すようになり、実線が太陽電池A、1点鎖線が太陽電池
Bを示し、第5図かられかるように、太陽電池Aの方が
太陽電池Bに比べ、電圧−電流密度特注が向上している
。
)太陽電池A、Hの電圧−電流密度特性は、第5図に示
すようになり、実線が太陽電池A、1点鎖線が太陽電池
Bを示し、第5図かられかるように、太陽電池Aの方が
太陽電池Bに比べ、電圧−電流密度特注が向上している
。
また、太陽電池A、Hの変換効率を測定したところ、そ
れぞれ11.0%、 9.721となり、太陽電池B
に比へ、太陽電池Aの変換効率の大幅な向上が見られ、
これらの結果から、微結晶シリコン薄膜形成時のダメー
ジの低減によって、太陽電池Aの特性が向上したことが
わかる。
れぞれ11.0%、 9.721となり、太陽電池B
に比へ、太陽電池Aの変換効率の大幅な向上が見られ、
これらの結果から、微結晶シリコン薄膜形成時のダメー
ジの低減によって、太陽電池Aの特性が向上したことが
わかる。
従って、反応容器fil内の圧力’jzlO’〜1O−
1Torrにし、導入口(9]と基板(4)との距離を
ほぼ10cm以下にし、Hlにマイクロ波エネルギを与
えて水素励起種を生成し、この励起種によって原料ガス
を分解するようにしたため、従来のグロー放電法のよう
に基板付近に電界が存在せず、しかも高速荷電粒子の発
生もなく、ダメージのない良好な膜質の微結晶半導体τ
譚膜を形成することができる。
1Torrにし、導入口(9]と基板(4)との距離を
ほぼ10cm以下にし、Hlにマイクロ波エネルギを与
えて水素励起種を生成し、この励起種によって原料ガス
を分解するようにしたため、従来のグロー放電法のよう
に基板付近に電界が存在せず、しかも高速荷電粒子の発
生もなく、ダメージのない良好な膜質の微結晶半導体τ
譚膜を形成することができる。
な3、前記実施例では、励起用ガスとして、Hlを用い
た場合について説明したが、アルゴン、ヘリウムなどの
不活性ガスを用いても、本発明を同様に実施することが
できる。
た場合について説明したが、アルゴン、ヘリウムなどの
不活性ガスを用いても、本発明を同様に実施することが
できる。
また、励起用ガスにエネルギを与える手段は、前記した
マイクロ波に限るものではない。
マイクロ波に限るものではない。
さらに、原料ガスは、形成する半導体薄膜の組成に応じ
て適宜選択すればよく、例えは微結晶シリコンカーバイ
ド薄膜を形成する場合には、シランや高次シランと、炭
化水素ガスとを原料ガスとして用いれはよい。
て適宜選択すればよく、例えは微結晶シリコンカーバイ
ド薄膜を形成する場合には、シランや高次シランと、炭
化水素ガスとを原料ガスとして用いれはよい。
本発明は、以上説明したように構成されているので、以
下に記載する効果を奏する。
下に記載する効果を奏する。
反応容器内の圧力をlO〜10’l’orrにし、導入
口と基板との距離をほぼ1Ocm以下にし、励起用ガス
にエネルギを与えて励起種を生成し、この励起種によっ
て原料ガスを分解するようにしたため、ダメージのない
良好な膜質の微結晶半導体、1f摸を形成することがで
き、半導体デバイスの特性の向上を図ることができる。
口と基板との距離をほぼ1Ocm以下にし、励起用ガス
にエネルギを与えて励起種を生成し、この励起種によっ
て原料ガスを分解するようにしたため、ダメージのない
良好な膜質の微結晶半導体、1f摸を形成することがで
き、半導体デバイスの特性の向上を図ることができる。
図面は、本発明の微結晶半導体薄膜の形成方法の1実施
例を示し、第1図は形成装置の概略図、第2図(al、
(blはそれぞれ微結晶、アモルファスの概略図及び
電圧−電流密度特性図である。 fi+・・反応容器、(4)・・・基板、(9(・・導
入口。 代理人 弁理士 藤 1)鼎太部 第 図 1 反光容器 4・・幕板 9 ・ 落入0 え#D(cm戸−→−
例を示し、第1図は形成装置の概略図、第2図(al、
(blはそれぞれ微結晶、アモルファスの概略図及び
電圧−電流密度特性図である。 fi+・・反応容器、(4)・・・基板、(9(・・導
入口。 代理人 弁理士 藤 1)鼎太部 第 図 1 反光容器 4・・幕板 9 ・ 落入0 え#D(cm戸−→−
Claims (1)
- (1)反応容器内に原料ガスを導入し、前記原料ガスを
分解して前記容器内の基板上に微結晶半導体薄膜を形成
する微結晶半導体薄膜の形成方法において、 前記容器内の圧力を10^−^5〜10^−^1Tor
rに保持し、水素又は不活性ガスなどの励起用ガスにエ
ネルギを与えて励起種を生成し、前記励起種を前記容器
内の前記基板の表面からほぼ10cm以下の位置の導入
口から導入し、前記導入口から前記基板との間に供給さ
れた前記原料ガスを前記励起種により分解することを特
徴とする微結晶半導体薄膜の形成方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63322972A JP2741391B2 (ja) | 1988-12-20 | 1988-12-20 | 微結晶半導体薄膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63322972A JP2741391B2 (ja) | 1988-12-20 | 1988-12-20 | 微結晶半導体薄膜の形成方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02166727A true JPH02166727A (ja) | 1990-06-27 |
JP2741391B2 JP2741391B2 (ja) | 1998-04-15 |
Family
ID=18149706
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63322972A Expired - Fee Related JP2741391B2 (ja) | 1988-12-20 | 1988-12-20 | 微結晶半導体薄膜の形成方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2741391B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009021563A (ja) * | 2007-06-05 | 2009-01-29 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 光電変換装置の作製方法 |
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- 1988-12-20 JP JP63322972A patent/JP2741391B2/ja not_active Expired - Fee Related
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