JPH0465120A - 堆積膜の形成方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は堆積膜の形成方法に関するものであり、主に大
面積のａ−Ｓｉデバイスの製造方法に関する。

［従来の技術］ 従来、アモルファスシリコン（以下ａ−５ｉと略記）デ
バイスの堆積膜であるａ−Ｓ　４層の製造方法としては
ＳｉＨ４又は５ｉＪａを成膜ガスとするＲＦプラズマＣ
ＶＤ法（いわゆるＧＤ法）やマイクロ波プラズマＣＶＤ
法、あるいは水素ガス存在下でＳｉターゲットによりＡ
ｒプラズマ中で行なう反応性スパッタリング法などが用
いられて来た。実験的にはこの他にも光ＣＶＤ法、ＥＣ
ＲＣＶＤ法、水素原子存在下でのＳｉの真空蒸着法、な
どの報告があり、５ｉＪａなどによる熱ＣＶＤ法での成
膜例もある。これらの方法により得られるａ−Ｓｉ膜は
ほとんど水素を１０％又はそれ以上含むいわゆる水素化
ａ−３ｉであり、ａ−３ｉデバイスに利用出来る電子材
料としての特性を示すものはすべて１０％又はそれ以上
の水素を含む。この様なａ−Ｓｉの製法として最も普及
しているのはプラズマＣＶＤ法で、多くの場合５ｉＨａ
又は５ｉｚＨａガスを用い、必要に応じて水素ガスで希
釈して１３．５６ＭＨｚ又は２．５４ＧＨｚの高周波で
プラズマを発生させ、プラズマにより成膜ガスを分解し
て反応性のある活性種をつくり、基板上にａ−Ｓｉ［を
堆積させている。成膜ガス中にＰＨ３，Ｂ２）１６．　
ＢＦ３などのドーピングガスを混ぜればｎ型又はｐ型の
ａ−Ｓｉ膜が形成されるので、これを利用して様々なａ
−３ｉデバイスがつくられて来た。ａ−３ｉの場合には
単結晶Ｓｊと違って低温基板やガラス基板の上にも成膜
出来、大面積化も容易なだけでなく光吸収が結晶よりも
強い事、特性が等方向で方向性を持たない事、多結晶の
様な結晶粒界がない事などのため結晶とは異なる利用分
野が開けた。さらにアモルファス相の中に微結晶相を含
むものも含めてプラズマＣＶＤ法でつくる事が出来るた
め、必要に応じて微結晶相の割合を選択して様々に利用
されて来た。ここで、微結晶とは粒径３０Å以上、５０
０Å以下の微小な結晶が非晶質中に分散されたものと定
義する。主なａ−３ｉデバイスとしては太陽電池、ライ
ンセンサーやエリアセンサーなどのイメージセンサ−１
液晶デイスプレー駆動や光センサーのスイッチングに使
われるＴＦＴ又はＴＦＴアレイあるいはマトリックス、
電子写真感光体などが上げられる。単一の光センサーな
どの例はあるが、ａ−Ｓｉデバイスの中心はやはりその
特性を生かした上記の大面積デバイスである。

［発明が解決しようとしている課題］ しかしながら上記の従来例では常に成膜プロセスの条件
、特に基板温度が膜質に重大な影響を与えている事は良
く知られている。従って大面積基板を用いる場合には基
板温度を均一に保つ事が極めて重要である。例えばプラ
ズマＣＶＤによりａ−５ｉを成膜する場合通常０．１〜
Ｉ　Ｔｏｒｒ程度の圧力が用いられるが、この様な低圧
で１００〜１０００ｍｍのオーダーの大きな基板の基板
温度を均一に２００〜３００℃に保つ事は容易ではない
。またくり返して成膜を行なう場合の基板温度の再現性
を得る事もなかなか困難であり、通常かなりの長さの時
間が基板温度安定化のために必要となる。この他にも放
電の安定性その化成膜プロセスの制御性が不充分なため
に、成膜したａ−３ｉ膜の特性が変動し、なかなか高い
歩留りが得られないという問題点がある。例えば成膜バ
ッチごとに光劣化（いわゆる５ｔａｂｌｅｒ−Ｗｒｏｎ
ｓｋｉ効果）の程度に差が出たり１つのデバイスの中で
ムラが生じたりする。これらは太陽電池の歩留りを低下
させる。光劣化が生じる事そのものが重大な問題となっ
ている。太陽電池程の強い光を通常は照射しないイメー
ジセンサ−においてもこの種の光劣化の不均一性及びそ
の程度は問題である。電子写真感光体として用いた場合
にもａ−Ｓｉ膜の特性の不均一性は画像に大きな悪影響
を及ぼし、種々の濃度ムラや画像の劣化を引き起こす。

ａ−ＳｉをＴＰＴに用いた場合にも個々のＴＰＴの特性
の変動や劣化は重大な問題となる。液晶デイスプレーな
どにａ−３ｉ　ＴＦＴを用いる場合には大面積にＴＰＴ
をマトリックス状に配列する事になり、これ自体はａ−
５ｉ膜大面積成膜に向いているが、やはり全体の特性の
均一性を得るために様々な工夫が必要となってしまう。

光劣化が余り問題にならない様な場合でも例えば光セン
サーの１画素ごとの応答速度あるいは残像特性に不均一
性があると製造の歩留りは低下する。ＴＦＴアレイの場
合でも同様の問題が生ずる。

ａ−５ｊ膜の特性を改良するために従来提案されて来た
Ｈ２プラズマ処理を繰返す方法（例えば応用物理学関係
連合講演会予稿集１９９０年春季３１ａ−２Ｄ−８゜３
１ａ−２Ｄ−１１，１９８８年秋季５ｐ−２Ｆ−１など
）があるが、これらの方法ではＨ２プラズマ処理を充分
に行なうとａ−Ｓｉｌｌｉｊの結晶化が進行してしまう
ためその適用には限界があった。結晶化はデバイスの用
途によっては好都合な事もあるが光吸収が弱くなる事、
結晶粒界の影響により均一性が低下するなどの欠点もあ
り、特に受光デバイスにとっては不都合な事が多い。特
に制御出来ない結晶化は問題である。

この様なａ−３ｉデバイスの製造の不安定さは大面積デ
バイスの場合には特に重大であり、これらは製造コスト
にも大きな影響を与えるためａ−５ｉデバイスの普及の
妨げとなる。

従って本発明の目的は安定した製造安定性を得られるａ
−Ｓｉデバイスの製造方法を提供する事である。特に大
面積化が容易になる程の製造安定性を達成する方法を提
供する事が目的である。

本発明の他の目的は従来よりも光劣化が少なく、光応答
性や光起電力の高いａ−３ｉデバイスの製造方法を提供
する事である。

［課題を解決するための手段］ 本発明の目的はａ−Ｓｉデバイスの製造方法において、
ａ−Ｓｉ層を成膜する段階で下記の方法を用いる事によ
り達成される。

即ち、基体上にａ−３ｉ層を堆積する工程と堆積したａ
−Ｓｉ層に水素プラズマ照射をする工程とを交互に繰返
しながら堆積を行なうａ−３ｉ膜の堆積方法を用い、ａ
−Ｓｉ層を堆積する各工程での堆積層厚が１０Å以上で
ある事、及び水素プラズマ照射を行なう際の基体温度を
膜中水素濃度変化の転移温度Ｔｔ以上に保つものである
。

上記方法において、少なくとも水素プラズマ照射時に基
体側にバイアスを印加するとさらに効果がある。

主にａ−３ｉから成る太陽電池、ラインイメージセンサ
−１電子写真感光体あるいは液晶デイスプレｍｍＴＦＴ
アレイなどの大面積ａ−３ｉデバイスの製造方法は、大
面積基板のクリーニングを始めとして電極の成膜、ｐ、
ｉあるいはｎ型のａ−Ｓｉ層の成膜あるいはその積層、
さらに透明電極の形成やそれらの各層のフォトリソなど
によるパターニングなど多岐にわたり、さらにその上に
モジュール化やパッケージング等の各種の工程を含んで
いる。

これらの中でも最も製造のメカニズムに不明な点が多く
、又予測の難しい要因で特性が変動してしまう工程はａ
−Ｓｉ層の成膜の過程である。従ってａ−３ｉ層成膜の
工程を安定化させ、又ａ−３ｉ層の特性を向上させる事
がａ−３ｉデバイスの製造安定性を高め、デバイス特性
を向上させるための重要なポイントである。

本発明でａ−３ｉ膜を堆積する手順は、その−例を第１
図に示す様に、一定時間ｔｏの間ａ−Ｓｉ層の堆積を行
なった後この堆積したａ−３ｉ層に対して別の一定時間
ｔＡだけ水素プラズマ照射をするという一組のステップ
を繰返す事である。−例としてｔｏの間の堆積速度をｖ
Ｉｌ＋とすると各ステップをｎ回繰返した後の堆積膜厚
しとこれに要する堆積時間ｔアは単純に計算すれば次の
様になる。

Ｌ　＝　ｖＤｔＤｎ　　　　　　　　（１）ｔｔ　＝　
（ｔｔ＋　＋　ｔＡ）　ｎ　　　　　　　（２）従って
平均的な堆積速度ＶＤは、 となる。実際に成膜するとＬと■。は上式の値に一致す
るか又は若干小さい値になる。

各ステップのｔｏ、Ｖａ、ｔＡは上記の最も単純な例に
限定されない。各ステップ毎にｔ　Ｄ、　Ｖ　１１．　
ｔ　Ａが変化してもさしつかえない。さらにＶｏは一定
値でなく、時間の関数であっても良い。

ｔＡの間、堆積膜表面は水素プラズマ照射を受ける。こ
の間に何が起きているかは必ずしも明らかではないが水
素プラズマ中のＨ原子が堆積層の中へある程度拡散し、
過剰のＨ原子の引き抜きやＳｉネットワークの組換え（
構造緩和）が起きていると考えられる。ｔｏの間に堆積
するａ−５ｊの層厚（１（＝ｖｏ　ｔＤ）は２原子層程
度以上であることが好ましく、実際上１０Å以上である
ことが望ましい。もし新しく堆積した層が１原子層程度
しかないとアモルファス構造を安定に保つ事が出来ず、
水素プラズマ照射により限りなく結晶化して行き、その
程度を制御する事が極めて困難になる。

この原因としては１ステツプ前の水素プラズマ照射によ
り出来たａ−Ｓｉ表面のＨ原子の層が次のステップで表
面に堆積するＳｉ原子の表面拡散を促進し、さらにこの
ステップでＳｉが３次元的なネットワークをほとんど組
めないために次の水素プラズマ照射の時にアモルファス
のＳｉネットワーク（２次元的）を保てず、結晶化して
しまうというプロセスが考えられる。水素プラズマ照射
による過度のＳｉネットワークの組換えを防ぎ、制御性
良く構造緩和させるためには１０Å以上のａ−Ｓｊ層の
堆積が必要である。ｔｏの間に堆積するａ−３ｉ層は部
分的にμｃ−Ｓｉを含んでいても良いが、ｔｏの間の堆
積層厚が１０Å以上あればμｃ−３ｉを含む構造を保存
したまま構造緩和していくと考えられ、実際上、制御不
能な過度の結晶化を防ぐ事が出来る。

１０Å以上の層厚があって初めて、水素プラズマ照射を
充分に行なっても制御不能な結晶化が起らず、望みの程
度に微結晶を含んだアモルファス構造のまま構造緩和す
る。

各ステップでのａ−Ｓｉ層の層厚が１００Å以上だと水
素プラズマ照射をいくら行なっても構造緩和が進まなく
なる。この様な構造緩和の程度は膜中の水素濃度の減少
及びラマンスペクトルの４８０ｃｍ””のピーク半値幅
の減少により確かめる事が出来る。従ってｔｏの間に堆
積する層厚は１００Å以下、望ましくは５０Å以下であ
る必要がある。水素プラズマ照射中に基体に負バイアス
を印加するとこの層厚を１．５〜２倍増加させる事が出
来る。

負バイアスは基体をアースから浮かせてプラズマの自己
バイアスにより印加しても良い。

本発明において重要な事は基体温度を膜中水素濃度変化
の転移温度Ｔｔ以上に保つという事である。第２図に本
発明の方法で堆積したａ−５ｉ＠の膜中水素濃度と基体
温度との関係を示す。ｔＡを充分に永く取ると、通常の
ＧＤ法では現われない折れ曲り点が現われる。ここで何
らかの構造転移あるいは反応メカニズムの変化が起きて
いると考えられるが今のところ詳細なメカニズムは不明
である。しかし重要な事は上記の転移温度Ｔｔ以上の領
域では膜中水素濃度がかなり低く、しかも水素濃度の基
体温度依存性が小さいという事である。

Ｔｔ以上の領域では膜中水素濃度は低いがスピン密度は
１０１６ｃｍ−’程度以下であり、ダングリングボンド
は少ない。１Ａを充分に長く例えば６０ｓｅｃ程度にす
ると膜中の水素濃度をスピン密度を増加させずに５％又
はそれ以下にまで低下させる事が出来る。ｔＡを制御す
れば膜中水素濃度を制御する事が出来る。第２図に示す
様にｔＡを長くするとＴｔ以上での膜中水素濃度の温度
変化が小さくなるので通常の方法に較べて基体温度が変
化しても膜質の変化が少ない。このため基体各部の温度
にムラが出易い大面積ａ−５ｊデバイスのａ−Ｓｉ膜堆
積であっても広い範囲で膜質の均一性が得られ、歩留り
の向上に効果がある。

さらにＴｔ以上で堆積した膜は通常のＧＤ法で堆積した
ものに較べても光照射下での電気伝導度が大きく、又そ
の光劣化（いわゆる５ｔａｂＪｅｒ−Ｗｒｏｎｓｋｉ効
果）も少ないため、受光デバイスに適している。

Ｔｔの具体的な値は若干の装置依存性及び成膜条件依存
性を持つ場合があるがｔＡを３０　ｓｅｃ又はそれ以上
に取ると第２図に示す様な膜中水素濃度の転移領域が現
われるのでこれによりＴｔを決めてＴｔ以上で成膜を行
なう事は容易である。転位温度Ｔｔは、条件によっては
２５［１℃程度の低温となることもあるが、通常Ｔｔは
３０ｃｍ程度となる。

Ｔｔ以上の基体温度で、ｔｏの間に１０Å以上のａ−３
ｉ層の堆積を行ないｔＡの間に水素プラズマ照射をする
本発明の方法においては従来知られている他の方法（例
えば平成２年春季応用物理学関係連合講演会講演予稿集
３１ａ−２Ｄ−８）に見られる様な結晶化を抑える事が
出来る。ｔｏの間の堆積膜厚を１０Å以下にすると急速
に結晶化が進む様になる。ｔｏを変化させたサンプルで
ラマン分光分析による５２０ｃｍ−’付近の結晶のピー
クと４８０ｃｍ−’付近のアモルファスのピークの強度
比を測定すると第３図の様になる。従って同一構造のも
のを安定に成膜しようとすればｔＤＯ間に１０Å以上の
堆積が必要である。１０Å以上であればＴｔ以上の基体
温度においてｔＡを制御する事により第２図に示す様に
膜中水素濃度を制御出来、ｔＡを充分永く取れば膜の結
晶化を引き起こす事なく水素濃度が低く、スピン密度が
低く、キャリア輸送性が高く、光劣化のない良質のａ−
５ｊ膜の堆積が可能になる。膜質は基体温度に強く依存
しなくなり、製造安定性が増す。膜質のｔＡ依存性その
ものが小さくなる（第４図ａ）。

ｔｏの間の堆積層厚カ月００Å以上であれば第４図すに
示す様にｔＡを大きく取っても膜中水素濃度は減少せず
、水素プラズマ照射の効果はなくなってしまい、通常の
ＧＤ法と同様の膜質となる。第４図すの膜では光劣化が
大きく、また膜中水素濃度の基体温度依存性も大きい。

従って１Ｄの間の堆積層厚は１００Å以下、望ましくは
５０Å以下である必要がある（第５図ａ）。

平均の成膜速度Ｖｏは第（３）式かられかる様にｔｏｍ
ｔｌすなわち各ステップでの堆積層厚に依存する。ｔｏ
Ｖｏが１０〜５０人の間でのみ良質の膜質が得られ、膜
質の温度依存性が小さいとすると膜特性を劣化させずに
ＶＤを大きくするには困難がある。ｔｏの間の堆積層厚
を、膜質を低下させずに大きくする事は少なくとも水素
プラズマ照射時に基板側にバイアスを印加する事により
達成される。第５図すは基板に一７５Ｖを印加した場合
のβ（＝ｖｏｔｏ）と膜中水素濃度との関係を示すもの
であるが、バイアスを印加する事によりβが大きい領域
まで水素プラズマ照射の効果が現われている。バイアス
印加は外部からの電圧印加でも達成出来るし、基体をア
ースから浮かせる事によりプラズマによる自己バイアス
を利用しても良い。デバイスの生産性を向上させるため
にはバイアス印加は極めて有効である。

水素プラズマ照射の方法としては種々可能である。水素
プラズマ照射で重要な事は原子状水素をａ−３ｉの堆積
表面へ送る事であり、プラズマ発光部がａ−Ｓｉ表面に
触れる必要はない、水素プラズマ照射の最も単純な方法
は容量結合又は誘導結合方式により１００ｍＴｏｒｒ付
近の圧力の高周波グロー放電を行なう方法である。　１
３．５６ＭＨｚのＲＦグロー放電はａ−Ｓｉの成膜その
ものにも良く使われる方法である。基体上に堆積したａ
−Ｓｉ膜を基体ごと水素ガスのグロー放電プラズマ中に
置くか、プラズマの近傍に置く事により水素原子をａ−
Ｓｉ膜に供給する事が可能となる。この化マイクロ波プ
ラズマにより水素プラズマを発生させてａ−３ｉの表面
へ拡散させる方法やＥＣＲプラズマにより磁場を利用し
てａ−３ｉ表面へ水素プラズマ照射する方法も使用可能
である。ａ−３ｉ層を堆積する方法としてプラズマＣＶ
Ｄ法を用いる場合には水素プラズマも同一の方法で発生
させる事により極めて容易にａ−３ｉ層の堆積と水素プ
ラズマ照射を行なう事が可能となる。すなわち、水素プ
ラズマ照射の工程だけでなく　ａ−３ｉ層を堆積する工
程においても水素ガスを流す事により、ａ−Ｓｉ堆積の
際の成膜ガスである５ＩＨ４や５ｉＪａのみの流れを０
Ｎ１０ＦＦ制御するだけでａ−３ｉ堆積と水素プラズマ
照射の両方を容易に切り換える事が可能となる。Ｓｉ）
１４等の成膜ガスの水素ガスに対する割合を下げ過ぎる
と水素プラズマ照射時に結晶化が起き易い。成膜ガス濃
度は１０％以上、出来れば２ｏ％以上が望ましい。この
場合ａ−３ｉ層を堆積する工程と水素プラズマ照射をす
る工程の両方で切れ目なくプラズマを立てておく事も可
能であり、この様にすればプラズマ発生初期に生ずる膜
質の悪い膜の堆積を防止する効果がある。成膜ガスの流
れの０Ｎ１０ＦＦによるグロー放電プラズマの不安定性
を改善するためにプラズマ中にＡｒガスを混ぜる事は効
果的である。ｔｏの間にａ−Ｓｉ層を堆積する方法とし
てはＲＦグロー放電法の他にも種々の方法が可能である
。　ａ−Ｓｉ成膜の方法として知られている光ＣＶＤ法
やＥＣＲプラズマＣＶＤ法、あるいはＨ２ガスを含むガ
スを用いた反応性スパッター法やＡｒのみを用いる通常
のスパッター法も適用可能である。高周波スパッターを
用いた場合にはＡｒガスの流量を０Ｎ１０ＦＦ制御する
事によりプラズマを継続的に保持したままでａ−３ｉの
堆積と水素プラズマ照射を行なう事が出来る。水素プラ
ズマ照射の際若干のＡｒガスが残留する事は放電の安定
化のために好都合である。真空蒸着法によってａ−Ｓｉ
層の堆積を行なう場合も本発明の方法に従って水素プラ
ズマ照射をする事により良質のａ−Ｓｉｌｌｉが得られ
る。ＬＰ−ＣＶＤその他の熱ＣＶＤではガスの分解にか
なりの高温を要するためａ−Ｓｉ膜の堆積は必ずしも容
易ではないが、不可能ではなく、この様な膜に水素プラ
ズマ照射を本発明の方法に従って行なう事により良質の
ａ−Ｓｉｌｌｉが得られる。

水素プラズマ照射の際の放電条件は特に限定されないが
、放電のための投入パワーが低すぎると充分な水素原子
が発生せず、ｔＡをかなり永くしないと水素プラズマ照
射の効果が現われない、この情況は第２図のデータを取
る事により確かめる事が出来る０重要な事は水素原子が
充分にａ−Ｓｉの堆積表面に供給される事であるが、通
常広く用いられる放電条件の範囲でこれは容易に達成可
能である。

本発明の製造方法によって得られたａ−Ｓｉデバイスの
ａ−３ｉ膜はａ−３ｉ層の堆積の各ステップで通常若干
の極微量の不純物混入が避けられない。特に各ステップ
で堆積するａ−５ｉの層と層の界面は理想的には全く識
別不可能であるべきであるが、実際には層と層との界面
に薄い酸化層その他が存在する。この層はＴＥＭその他
でかろうじて分析可能なものから、ＳＩＭＳで膜全体と
しての不純物濃度が高い事が確認出来るレベルまで種々
ある。またｔ。

の間での１ステツプのａ−３ｉ層が厚いと水素濃度も多
層状に変化する。しかしその分析は困難で、船釣に容易
に分析可能とは言えないため、その効果は現時点では確
認し切れない。

本発明に使用可能な装置としては特に特別なものは必要
でなく、通常用いられるプラズマＣＶＤ装置などが使用
可能である事が、本発明の利点の一つである。第７図に
一例を示す。ａ−３ｉ堆積にもプラズマＣＶＤやスパッ
ター法などの様にガスによる１１電プラズマを用いる場
合には、ガスの精密な制御が必要である。このため例え
ば成膜室へのガスの供給ラインの他に、ガス供給バルブ
がＣ１ｏｓｅ　Ｌ／た時に供給元でのガスの流れを乱さ
ないために供給ラインから分れてガス流の不要部分をす
てるガスラインを持つ事は１Ｄ及びｔＡにおけるガスの
安定供給のために効果がある。第７図の７１４はその一
例である。この様な方法はＭＯＣＶＤその他の関連分野
で良く知られている。

本発明の方法はａ−３ｉデバイスのｉ層部分だけでなく
ｐ層やｎ層に適用しても効果がある。

［実施例］ 実施例１ 第９図の装置をａ−５ｉ屡の成膜に用いる事により第１
０図の画素構造を持つラインイメージセンサ−をつくっ
た。画素密度はｌ　６１２　ｐ／ｍｍで長さは３００ｍ
ｍである。１画素の構造は第１０図の通りであり１画素
の電極の大きさは５０μ×４０μである。

第９図において、９００．９０１．９０２．９０３．９
０４はそれぞれ真空チャンバーで排気ポンプ９１１．９
＋２．９１３９１４、９１５が付いている。９０３は基
板の挿入室で９００、９０１．９０２はそれぞれＣｒ、
　ａ−３ｉ、及びＩＴＯの成膜室、９０４は成膜後のン
ブル取出し室である。

９０３及び９０４により成膜室９００．９０１．９０２
を大気リークする事なく基板を出し入れする事が出来る
。９０５．９０６．９０７．９０８は各チャンバーを仕
切るゲートバルブで、図には明記していない基板搬送機
構により基板の搬送を行ない、成膜順に従って基板を各
真空チャンバーへ移動する。　９０９，９５５゜９５６
、９５７．９１０は電極をかねた基板支持台で、９１０
以外には基板加熱ヒーター９１６．９１７．９１８及び
９１９が設置しである。９０３と９０４にはＮ２ボンベ
９３１゜９３２がつなげてあり、チャンバーの大気リー
クの際にＮ２ガスを供給する。９２２．９５８．９２３
は高周波電極で９２２にはＣｒターゲット９２０が、９
２３にはＩＴＯターゲット９２１が取り付けである。９
２４．９２５．９２６はマツチングボックス、９２８．
９２９．９３０は１３．５６Ｍ）Ｉｚの高周波電源、９
２７．９３６．９３７．９３８．９３９．９４０．９４
１゜９４２、９４３．９４４．９５２．９５３．９５８
．９５９．９６０．９６１はガス配管のバルブ、９３４
はガス流量を安定に０Ｎ１０ＦＦするためのガスライン
排気ポンプ９３５への系統とチャンバー９０１への系統
を切りかえる三方弁である。

９４５、９４６．９４７．９５４はマスフローコントロ
ーラー９４８はＡｒボンベ、９４９はＨ２ボンベ、９５
０は５ｉｌ（４ボンベ、９５１は０□ボンベである。成
膜する際は基本的には実施例と同様の手順で行なうがま
ず充分クリーニングしたコーテング７０５のガラスを基
板挿入室９０３に入れて真空に引いた後、基板ヒータ９
１６で基板を１５０℃に加熱してからＣｒスパッター室
９００に搬入する。Ｃ「スパッター室ではＡ「ボンベ９
４８からのＡｒをバルブ９３８．９４１．９４２を開い
て流し、所定の圧力でスパッタリングにより７０５の基
板上にＣｒを成膜する。次にこの基板をａ−３ｉの成膜
室９０１へ搬入して成膜を行なう。第２図と同様のデー
タを本装置でとったところ転移温度Ｔｔは３００℃だっ
たので基板温度を３５０℃に設定した。

圧力は０．１Ｔｏｒｒ　、放電パワーは２０Ｗ、、Ｓｉ
Ｈ４ガスはボンベ９５０より、Ｎ２ガスは９４９から供
給する。

ｔＤは１０ｓｅｃ　、　ｔＡは３０ｓｅｃであり、Ｓｉ
Ｈ，とＨ２の流量はそれぞれ２０ｓｃｃｍ及び４０　ｓ
ｃｃｍである。各ステップを２００回繰り返して約６０
００人のａ−３ｉ膜がＣｒ上に堆積した。各ステップの
平均の堆積膜厚は３０人であった。ａ−Ｓｉ膜の堆積が
終了した後基板を成膜室９０２にうつし、Ａｒをボンベ
９４８から、０□をボンベ９５１から所定の流量で流し
ながらａ−３ｉ膜上にＩＴＯの成膜を行なった。基板温
度は１５０℃である。すべての成膜が終了した基板をサ
ンプル取り出し室９０４へ移し、ゲートバルブ９０８を
閉じた後基板温度が下ってから大気中に取り出した。こ
れを所定のフォトリソプロセスによりパターニングし、
あらかじめ用意した駆動回路とボンディングにより結線
してラインセンサーとし、特性を評価した。あらかじめ
チエツクしたところでは基板の中央と端でのチャンバー
９０１の中での温度差は５８℃であったが中央と端での
画素の特性、特に感度、暗電流、及び残像にはほとんど
差がなかった。光照射による感度低下もほとんど認めら
れなかった。これに対し基板温度２５０℃で連続してａ
−３ｉ膜をつけた（ｔＡ　＝Ｏ）サンプルでは中央と端
での温度差が３０℃程度であったにもかかわらず変動し
、感度で１０％、暗電流で１５％、残像で２３％の変動
があった。また強い光によって露光するとかなり大きな
光劣化（感度低下）が認められた。

実施例２ 本発明のａ−Ｓｉ：Ｈ膜をｉ層に用い、ｐｉｎ構成の光
起電力素子を作製した。

第６図は、本実施例で作製したｐｉｎ型光起電力素子を
模式的に表わしたものである。光が図の上部から入射す
る構造の光起電力素子で有り、図に於いて６００は光起
電力素子本体、６０１は基板、６０２は下部電極、６０
３はｎ型半導体層、６０４はｉ型半導体層、６０５はｐ
型半導体層、６０６は上部電極、６０７は集電電極を表
わす。

また第７図は本発明のａ−３ｉ：）ｌ膜をｉ層に用いた
ｐｉｎ構成の光起電力素子を作製するのに好適な成膜装
置出ある。

第７図に於て７００は反応チャンバー、７０１は基板、
７０２はアノード電極、７０３はカソード電極、７０４
は基板加熱用ヒーター、７０５は接地用端子、７０６は
マツチングボックス、７０７は１３．５６ＭＨｚのＲＦ
電源、７０８および７１４は排気層、７０９および７１
５排気ポンプ、７１０，７１２および７１５は成膜ガス
導入管、７１６は三方バルブ、７２０．７３０．７４０
．７５０゜７６０、７２２．７３２．７４２．７５２お
よび７６２はバルブ、７２１゜７３１、７４１，７５１
および７６１はマスフローコントローラーを示す。

成膜ガス導入管７１２には三方バルブ７１Ｂがとりつけ
られており、三方バルブ７１６を切り換えることにより
、成膜ガス導入管７］３あるいは排気管７１４に接続さ
れる。成膜ガス導入管７１２が、三方バルブ７１６によ
り成膜ガス導入管７１３に接続された時は、成膜ガス導
入管７１２より導入された成膜ガスはチャンバー７００
内に導入される。成膜ガス導入管７１２が三方バルブ７
１６により排気管７１４に接続された時は、成膜ガス導
入管７１２より導入された成膜ガスは、排気管７１４を
通して、排気ポンプ７１５より系外に排出される。

本装置において、三方バルブ７１４を成膜ガス導入管７
１３あるいは排気管７１４のいずれの方向に接続しても
成膜ガス導入管７１２の圧力は、大気圧より低いため、
マスフローは正常に動作する。また三方バルブ７１６の
切り換えによって成膜ガス導入管７１２内に、ガスの付
加的な滞留を生じることのないため三方バルブ７１６を
成膜ガス導入管７１３に接続したとき常に一定流量のガ
スがチャンバー内に導入される。

次に、本発明のａ−３ｉ　：Ｈ膜をｉ層に用いた第６図
に示すｐｉｎ構成の光起電力素子の作製手順を説明する
。

まず、表面を鏡面研磨し０．０５μｍＲｍａｘとした５
ｃｍ角の大きさのステンレス製（ＳｔｌＳ　３０４）基
板６０１を不図示のスパッタ装置にいれ、該装置内を１
０−’Ｔｏｒｒ以下に真空排気した後、Ａｒガスを導入
し、内圧を５　ｍ　Ｔｏｒｒとして２００Ｗのパワーで
ＤＣプラズマ放電を生起しＡｇのターゲットによりスパ
ッタを行い、約５００ＯＡのＡｇを堆積した。その後タ
ーゲットをＺｎＯに変えて内圧、パワーともに同じ条件
でＤＣプラズマ放電を生起しスパッタを行い、約５００
ＯＡのＺｎＯを堆積した。以上の工程で下部電極６０２
を作製した後、基板６０１を取り出し反応チャンバー７
００の中のカソードに取り付け排気ポンプ７０９により
充分排気し、不図示のイオンゲージで反応チャンバー７
００の中の真空度が１０−”Ｔｏｒｒと成るようにした
。次に基板加熱用ヒーター７０４で基板７０１を３５０
℃に加熱した。基板温度が一定になった後、バルブ７２
０．７２２を開け、マスフローコントローラー７２１の
流量を制御して不図示のＳｌ）＋４ガスボンベからＳｉ
Ｈ４ガス３０ｓｃｃｍをガス導入管７１０を介して反応
チャンバー７００の中に導入した。同様にしてバルブ７
４０．７４２を開はマスフローコントローラー７４１の
流量を制御してＨ２ガスを３０　ｓｅｃｍ供給し、バル
ブ７５０．７５２を開け、マスフローコントローラー７
５１の流量を制御してＨ２ガスで５％に希釈されたＰＨ
３ガスを１０１０５ｅ導入した。反応チャンバー７００
の内圧が１、５Ｔｏｒｒに成るように調整した後、マツ
チングボックス７０６を介してＲＦ電源７０７から１ｏ
Ｗのパワーを投入し、プラズマ放電を３分間行ないｎ型
非晶質シリコン層６０３を４０ＯＡ堆積した。ガス供給
をやめた後、反応チャンバー７００を再び真空に引き、
反応チャンバー７００の中の真空度が１Ｏ−６Ｔｏｒｒ
以下に排気した後、バルブ７４０．７４２を開けてＩ２
ガス３０　ｓｃｃｍを反応チャンバー７００に導入した
。

三方バルブ７１６を成膜ガス導入管７１２と排気管７１
４とを接続した状態にした後、バルブ７６０および７６
２を開けて、Ｓｌ）＋４ガス３０　ｓｃｃｍを成膜ガス
導入管７１２に流した。

この状態でＲＦ電源７０７から２０Ｗの高周波電力を投
入し、Ｈ２ガスによるプラズマ放電を電極７０２と７０
３との間に起こした。プラズマ放電が生起した後、三方
バルブ７１６を切り換え、成膜ガス導入管７１２と７１
３とを接続した状態にし、チャンバー７００に５ｉ）Ｉ
４ガス３０　ｓｅｃｍを１０秒間導入した。

１０秒後、三方バルブ７１６を再び切り換え、成膜ガス
導入管７１２と排気管７１４とを接続した状態にし、チ
ャンバー７００には、ＳｉＨ４ガスの導入を中止した。

この状態を４０秒間保った。

４０秒後再びＳｉＨ４ガス３０　ｓｃｃｍをチャンバー
７００に１０秒間導入し、１０秒後、ＳｉＨ４ガスの導
入を中止した。すなわち１０秒間５ｉＨａガス３０ｓｃ
Ｃｍをチャンバー７００に導入、４０秒間５ｉＨａガス
の導入中止という繰り返しを２００回行なった。その結
果ｎ型ａ−Ｓｉ：ＨＪｉｉ上に約６０００人のｉ型ａ−
Ｓｔ　：８層６０４が堆積された。

ｉ型ａ−Ｓｉ　：８層６０４の堆積後、ＲＦ電源７０７
のパワーをｏＷにしてプラズマ放電を止めてガス供給を
やめた後、反応チャンバー７００の中の真空度を１０−
’Ｔｏｒｒ以下に排気し、基板温度を２００℃に変えた
後、バルブ７２０　、７２２　、７３０　、７３２　、
７４０　。

７４２を開けてＳｉＨ４ガス１　ｓｃｃｍとＨ２ガスで
５％に希釈したＢ、）１６ガス１０１０５ｃとＩ２ガス
３００　ｓｅｃｍを反応チャンバー７００に導入した。

続いてＲＦ電源７０６から２００Ｗのパワーを投入し、
プラズマ放電を生起し５分開成膜を行ない９層６０５を
１００人堆積した。尚、この条件でｐ層をガラス基板状
に堆積した試料により粒径２０人から１００人の微結晶
であることを反射型高速電子線回折（Ｒ）ＩＥＥＤ）に
より確認した０次に、基板６０１を反応チャンバー７０
０から取り出し、不図示の抵抗加熱の蒸着装置に入れて
、該装置内を１０−’Ｔｏｒｒ以下に真空排気し、基板
温度を１６０℃に保った後、酸素ガスを導入し、内圧を
０．５ｍＴｏｒｒとした後ＩｎとＳｎの合金を抵抗加熱
により蒸着し、反射防止効果を兼ねた機能を有する透明
導電膜（ＩＴＯ膜）を７００人堆積し上部電極１０６と
した。蒸着終了後試料を取り出し不図示のドライエツチ
ング装置により１　ｃｍＸ　１　ｃｍの大きさのサブセ
ルに分離した後、別の蒸着装置に移し、電子ビーム蒸着
法によりアルミの集電電極６０７を形成した。得られた
光起電力素子をＮｏ、１とした。

比較例１ 実施例２において、ｉ層の成膜を５ｉＨａガスへ断続的
に導入せずに、常に三方バルブ７１６を成膜ガス導入管
７１２と７１３とが接続される状態に保ったまま、チャ
ンバー７００にＳｉＨ４ガスを３０　ｓｅｃｍ導入し、
ＲＦグロー放電を２００秒間行ない、ｎ型ａ−３ｉ膜上
に約６０００人のｉ型ａ−Ｓｉ膜を堆積した。その他の
操作は、実施例２と同じに行なってｐｉｎ構造のａ−３
ｉ　：Ｈ光起電力素子を作製した。得られた光起電力素
子をＮ０９２とした。

比較例２ 実施例２において、ｉ層の成膜時の基板温度のみを、２
５０℃に設定した条件で、他の作製条件及び手順は実施
例２と同じに光起電力素子を作製した。得られた光起電
力素子をＮＯ６３とする。

比較例３ 比較例１においてｉ層の成膜時の基板温度のみを、２５
０℃に設定した条件で他の作製条件、及び手順は比較例
１と同じに光起電力素子を作製した。本作製条件は、従
来のａ−３ｉ：Ｈ光起電力素子の作製条件に準拠した条
件である。得られた光起電力素子をＮｏ、４とする。

光起電力素子の評価 これらの試料をソーラーシミュレータを用いてＡＭ−１
，５の太陽光スペクトルの光を１００　ｍＷ／ｃｍ”の
強度で照射し、電圧電流曲線を求めることにより、光起
電力素子の初期光電変換効率η（０）を測定した。

次に、電圧電流曲線を求めることによって得られた開放
電圧ＶＯＣ及び短絡電流Ｉｓｃから、最適負荷を算出し
、負荷抵抗を各々の資料に接続した。

次に負荷抵抗を接続された試料を２５℃一定に保たれた
試料台上に配置し、前述と同じＡ　Ｍ　１．５光（１０
０ｍＶ／ｃｍ−”）を５００　ｈｒ連続照射した後、再
び前述と同様に試料の上部電極１０６側よりＡ　Ｍ　１
．５光（１００ｍＶ／ｃｍ””）を照射したときの光電
変換効率η（５００）を求めた。この様にして得られた
η（５００）とη（０）とから劣化率（１−η（５００
）／η（０））を求めた。

また光起電力素子Ｎｏ、１〜４の膜中の水素原子含有量
を二次イオン質量分析計（ＳＩＭＳ）により分析した。

表１に光起電力素子Ｎ００４の初期光電変換効率を１と
した時の光起電力素子Ｎ０１１〜４の初期光電変換効率
η（０）の相対値、光起電力素子Ｎ０９４の劣化率を１
とした時の光起電力素子Ｎ０８１〜４の劣化率の相対値
、及びＳＩＭＳで分析したｉ層中の水素原子含有量を示
す。

表１より本発明のａ−Ｓｉ　：Ｈ膜をｉ層に用いたｐｉ
ｎ構成の光起電力素子は比較例１〜３の方法によって作
製した光起電力素子に比べ、初期変換効率が高く、劣化
率が小さいことがわかる。特に劣化率の低下は著しい。

また実施例２及び比較例１〜３と同じ条件で、ただしｉ
層の膜厚が２μｍ以上になるように、ｉ層の成膜までの
工程を行ない、ラマン分光測定用の試料を作製した。

各試料のラマン分光測定の結果は、いずれも４８０　ｃ
ｍ−’付近にブロードのピークがある非晶質シリコン膜
の特徴がみられた。

実施例３ 本発明のａ−Ｓｉ：）ｌ膜を用い、第７図の成膜装置を
用い、第８図の構成の電界効果型薄膜トランジスタを作
製した。

第８図は、本発明によるａ−３ｉ：Ｈｆｆｌを用いた電
界効果型薄膜トランジスタの概略的構成図である。

同図において、絶縁性基板８０１上にゲート電極８０２
が所望のパターンで形成され、更にその上に絶縁層８０
３と半導体層８０４が積層形成されている。半導体層８
０４上には、オーミックコンタクト層８０５°および８
０５”を介して主電極８０６′および８０６°が各々形
成され、ゲート電極８０２に印加される電圧によって主
電極８０６°および８０６”間に流れる電流が制御され
る電界効果型トランジスタが構成される。

次に、第８図に示す構成の電界効果型薄膜トランジスタ
の作製方法を記す。

まず、ガラス基板８０１（コーニング社製＃７０５９）
上にＡＩゲート電極８０２を形成した後、チャンバー７
００内のアノード電極７０４上に固定した。そして、チ
ャンバー７００内の圧力を１×１０−’Ｔｏｒｒ以下に
して、ヒーター７０４により、基板の温度を３５０℃に
保持する。次に成膜ガス導入管７１０よりアンモニア（
ＮＨＳ）を１５０　ｓｃｃｍ、　Ｈｚガスを３０　ｓｃ
ｃｍ、チャンバー７００内に導入した。チャンバー７０
０内の圧力を０．４Ｔｏｒｒになるように、排気ポンプ
７０９の排気量を調整した。

この状態でアノード電極７０３とカソード電極７０２と
の間に高周波電源７０７よりマツチングボックス７０６
を介して１０Ｗの高周波電力を導入した。その結果、ア
ノード電極７０３とカソード電極７０２との間にＮＨ３
ガスとＨ２ガスとによるプラズマが生起した。

この状態で、三方バルブ７１６を１周期的に切り換える
ことにより、成膜ガス導入管７１３より５ｉｚＨ６ガス
２０５ｃｃｎ＋を周期的に断続導入した。

周期の５ｉｚＨａガスの導入時間は２０秒で、導入しな
い時間は４０秒である。

この繰り返しを１００周期繰り返すことにより、ＳｉＮ
：Ｈの絶縁層８０３を厚さ約１５００人堆積した。

次に放電を止め、ガスの導入を止め排気ポンプ７０９で
十分に排気を行ない、チャンバー７００内圧力をＩ　Ｘ
　１０−６Ｔｏｒｒ以下にした後、チャンバー７００内
に成膜ガス導入管７１０を介してＨ２ガスを３０　ｓｅ
ｃｍ導入した。排気ポンプ７０９の排気量を調整するこ
とによりチャンバー内の圧力を０．３Ｔｏｒｒにした。

高周波電力１０Ｗを印加し、アノード電極７０３とカソ
ード電極７０２との間にＨ２ガスによるプラズマを生起
した。

この状態で三方バルブ７１６を周期的に切り換えること
により、成膜ガス導入管７１３より５ｉＪａガス２０　
ｓｃｃｍを周期的に断続導入した。−周期の５ｉｚｆｈ
ガスの導入時間は５秒で、導入しない時間は４０秒であ
る。

この繰り返しを２５周期繰り返すことにより、ノンドー
プのａ−Ｓｉ　：　Ｈ層８０４を厚さ約５０人堆積した
。次に放電を止め、ガスの導入を止め、排気ポンプ７０
９で十分に排気を行ない、チェンバー７００内圧力をＩ
　Ｘ　１０−’Ｔｏｒｒ以下にした後、チャンバー７０
０内に成膜ガス導入管７１０を介してＨ２ガスを３０　
ｓｅｃｍ導入した。排気ポンプ７０９の排気量を調整す
ることにより、チャンバー内の圧力を０、３Ｔｏｒｒに
した。

高周波電力１０Ｗを印加し、アノード電極７０３とカソ
ード電極７０２との間にＨ２ガスによるプラズマを生起
した。

この状態で三方バルブ７１６を周期的に切り換えること
により、成膜ガス導入管７１３より１０００　ｐｐｍの
ＰＨ，を混合した５ｉＪａガス２０ｓｅｃｍを周期的に
断続導入した。−周期の５ｉＪａガスの導入時間は５秒
で、導入しない時間は４０秒である。

この繰り返しを１７周期繰り返すことにより、導電率０
．Ｉ　Ｓ／ｃｍの００シリコンを５００人堆積させ、オ
ーミックコンタクト層８０５を形成した０次に蒸着法に
よってへρ層８０６を堆積させ、チャンネル部分のオー
ミックコンタクト層８０５及びＡｉ層８０６をホトリソ
グラフィーによってパターニングし、チャンネル部分を
除去して、オーミックコンタクト８０５″層および８０
５”を介した主電極８０６°および８０６”を形成した
。

その結果、ガラス基板上に電界効果型薄膜トランジスタ
が形成された。チャンネル幅Ｗとチャンネル長しはＷ／
Ｌ＝１００にした。

また、比較のために、５ｉＪａガスを断続的に導入した
のでなく、連続的に導入し、他の条件は、本実施例と同
じにし、各層の成膜時間は、本実施例の５ｉＪｅガスを
流さない時間をのぞいた時間になるようにして、電界効
果型薄膜トランジスタを作製した。上記２種の電界効果
型薄膜トランジスタの特性を比較したところ、本発明に
よる電界効果型薄膜トランジスタは、比較のための薄膜
トランジスタに比べ移動層において１ケタ向上しており
、またバイアス印加時のＶｔｈのシフトもｌ／１０以下
になっており、良好な特性を示した。

実施例４ ａ−３ｉ膜成膜の安定性を独立に調べるため、特にデバ
イスにはせず３００ｍｍ　Ｘ２０ｍｍの７０５９基板上
に本発明の方法により実施例１と同様の条件でａ−Ｓｉ
膜のみの成膜を行なった。条件は実施例１のａ−Ｓｉ膜
の成膜条件とほぼ同一であるが、基板温度を３２０℃と
３７０℃の２段階に変えてそれぞれ成膜を行なった。圧
力は０．１ｔｏｒｒ　ＲＦパワー２０Ｗ、ｔｏは１０ｓ
ｅｃ　、　ｔＡは４０　ｓｅｃ　、　５ｉＨａ２０　ｓ
ｃｃｍ、　Ｈ２４０ｓｃｃｍである。転移温度Ｔｔは約
３００℃であった。各ステップを３００回繰り返して約
９０００人のａ−３ｉが堆積した。この膜の中央部と端
部とにギャップ幅２５０μｍのＡρのくし型電極をＥＢ
蒸着し、光電気伝導度を測定したところ両者でほとんど
差が無く、しかも全体に光電気伝導度が１０−４〜１０
ツＳ／ｃｍと大きく良質な膜と判断出来る。また光劣化
もほとんどない。ラマンスペクトルには５２０ｃｍ−’
付近のピークは現われず４８０ｃｍ−’付近のピークの
みがある。さらに基板を１”φのＳｉウェハーにとり換
えただけで他の成膜条件が全く等しいサンプルをつくり
膜中の水素濃度を赤外吸収スペクトルから測定した。こ
の除光の７０５９基板の中央に相当する位置と端に相当
する位置にＳｉウェハーを置いて比較した。従って基板
温度の変化を含め４種のサンプルがある事になる。その
結果７０５９基板の中央に相当する位置のサンプルと端
に相当する位置のサンプルとで水素濃度はともに約４ａ
ｔ％で大きな差が出なかった。

これに対しｔＡ＝０として成膜した膜では基板温度３２
０℃のとき１０％、３２０℃の時７％であり、光電気伝
導度は上記サンプルに較べて１桁以上低かった。

また、ｊＤ＝　２　ｓｅｃとして成膜した膜ではどちら
の基板温度でもラマンスペクトルには５２０　ｃｍ−’
付近のピーク強度が強く、４８０ｃｍ”’のピークはよ
く見えないので大部分が結晶化してしまったと考えられ
る。

実施例５ 実施例４と同様の方法でＳｉウェハー上及び７０５９ガ
ラス上にａ−Ｓｉ膜を形成した。実施例４と同様に基板
の表面温度がＳｉウェハーと７０５９とで一致する様に
して成膜を行なった。成膜条件は圧力０．ＩＴｏｒｒ、
ＲＦパワー２０　Ｗ、　ｔｏ２０　ｓｅｃ　、　ｔＡ４
０ｓｅｃ　、　ＳｉＨ＜２０　ｓｅｃｍ、　）１２４０
　ｓｅｃｍである。基板温度は３５０℃で転移温度より
高く設定した。さらに基板に一６０Ｖのバイアスを印加
して各ステップを２００回くり返し１．１μｍのａ−Ｓ
ｉ膜を得た。またバイアスを印加しないで成膜したサン
プルも用意し、特性の比較を行なった。バイアスＯ■で
成膜したものは水素濃度が８％で光電気伝導度がバイア
ス−６０Ｖのものより１桁低くまた光劣化は通常のＧＤ
法と同レベルであったが一６０Ｖのバイアス印加したも
のは水素濃度が５．５％で光電気伝導度も高く光劣化は
バイアスｏ■のものの１７３以下であった。従ってバイ
アス印加は膜質を落さずに成膜速度を上げる有効な方法
といえる。

比較例４ 実施例４とほぼ同様の方法でＳｉウェハー及び７０５９
ガラスにａ−Ｓｉを堆積する際、基板温度を転移温度よ
り低く設定して成膜を行なった。基板温度は２５０℃。

こうして出来た膜は水素濃度が高いだけでなく、中央と
端での水素濃度差が８％と１３％であり差が大きかった
。また光電気伝導度は１Ｏ−６〜１０−’　Ｓ／ｃｍ程
度であり、大きくはない。さらに通常のＧＤ法と同程度
の光劣化を示す。この様に基板温度が転移温度Ｔｔより
低い場合には水素プラズマ照射の効果が現われにくい。

［発明の効果コ 以上説明したように本発明によればａ−Ｓｉ成膜の際の
膜質の基板温度依存性が少なくなるためａ−５ｔデバイ
スの製造安定性が向上するだけでなく大面積均一性が向
上するので特に大面積デバイスにおいて歩留りが向上す
る。また従来の方法に較べて光導電性、キャリア輸送性
などが向上し、光劣化も少なくなるのでデバイス性能の
向上が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１ｒＩＩＪは本発明の手順を示す図、第２図は本発明
に特徴的な転移温度を示す図、第３図はラマンスペクト
ルの結晶のピークとアモルファスのピークの比と七〇の
間に堆積するａ−Ｓｉ膜厚との関係を示す図、第４図は
ｔａと膜中水素濃度との関係を示す図、第５図はｔｏの
間に堆積する膜の水素濃度と各ステップでの成膜膜厚と
の関係を示す図、第６図は、本発明のａ−３ｉ　：　Ｈ
膜をｉ層に用いたｐｉｎ構成の光起電力素子を模式的に
示す図、第７図は、本発明のａ−Ｓｉ　：　Ｈ膜をｉ層
に用いたｐｉｎ構成の光起電力素子を作製するのに好適
な成膜装置を示す模式図、第８図は、本発明のａ−Ｓｉ
　：　Ｈ膜を半導体層に用いた電界効果型薄膜トランジ
スタを模式的に示す図、第９図は本発明を実施するため
の装置の一例を示す図、第１０図はシミトキバリア型イ
メジセンサーの１画素の構造を示す図である。 ６０１−・・基板　　　　　６０２・・・下部電極６０
３・・・ｎ型半導体層　６０４・・・ｉ型半導体層６０
５・・・ｐ型半導体層　６０６・・・透明電極６０７・
・・集電電極　　　７００・・・反応チャンバー７０１
・・・基板　　　　　７０２・・・アノード電極７０３
−・・カソード電極 ７０４・・・基板加熱用ヒーター ７０５・・・接地用端子 ７０６・・・マツチングボックス ７０７・−ＲＦ電源　　　７０８，７１４・・・排気管
７０９．７１５・・・排気ポンプ ７１０、７１２．７１３・・・成膜ガス導入管７２０、
７３０．７４０．７５０．７６０．７２２．７３２．７
４２．７５２．７６２・・・バルブ ７２１、７３１．７４１，７５１．７６１川マスフロー
コントローラー ８０１・・・絶縁性基板　　８０２・・・ゲート電極８
０３・・・絶縁層　　　　８０４・・・半導体層８０５
”、　８０５°゛・・・オーミックコンタクト屡８０６
°、８０６”・・・主電極 ９０３、９００．９０１．９０２・・・真空チャンバー
９５８・−ＲＦ電極 ９１１、９１２．９１３．９１４．９１５．９３５・・
・真空排気ポンプ９３１、９３２．９４８．９４９．９
５０．９５１−ｉ　スホンヘ９３４・・・３方弁 ９３５−・・成膜ガス用排気ポンプ ９２４．９２５．９２６−・・マツチングボックス９２
８、９２９．９３０・・・高周波電源９４５、９４６．
９４７・・・マスフローコントローラー９１６、９１７
．９１８．９１９・・・基板ヒーター１００１・・・ガ
ラス基板　　１ｏ０２・・・Ｃｒ電極１００３−ａ−Ｓ
ｉ層　　　　１００４・ＩＴＯ層１００５−・・パシベ
ーション膜 １００６−１配線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基体上にａ−Ｓｉ層を堆積する工程と堆積したａ−
   Ｓｉ層に水素プラズマ照射をする工程とを交互に繰返し
   ながら堆積を行なうａ−Ｓｉ膜の堆積方法を用い、前記
   ａ−Ｓｉ層を堆積する工程での堆積層厚が１０Å以上で
   ある事及び水素プラズマ照射を行なう際の基体温度を膜
   中水素濃度変化の転移温度Ｔ＿ｔ以上に保つ事を特徴と
   する堆積膜の形成方法。 ２、少なくとも水素プラズマ照射時に基体側にバイアス
   を印加する事を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
   の堆積膜の形成方法。