JPH0477281B2 - - Google Patents
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- JPH0477281B2 JPH0477281B2 JP58176612A JP17661283A JPH0477281B2 JP H0477281 B2 JPH0477281 B2 JP H0477281B2 JP 58176612 A JP58176612 A JP 58176612A JP 17661283 A JP17661283 A JP 17661283A JP H0477281 B2 JPH0477281 B2 JP H0477281B2
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-
- G—PHYSICS
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- G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
- G02B1/11—Anti-reflection coatings
- G02B1/113—Anti-reflection coatings using inorganic layer materials only
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Description
本発明は、レンズ、メガネ、あるいは太陽電
池、光導波路等、受光機能を要する光学素子に利
用可能な、水素化及び弗素化した非晶質炭化ケイ
素薄膜の形成方法に関し、特に、最終的に形成さ
れた当該非晶質炭化ケイ素薄膜の屈折率を所望の
値にするための形成方法に関する。 一般に、広く受光機能を必要とする光学素子に
おいては表面における光の反射を小さくするため
に、光入射面を反射防止膜で覆つたものが多く利
用されている。 また可視光に対し透明なレンズ材料として一般
にガラスが用いられている。 ガラスの屈折率は組成によつて異なるが、大略
1.44から2.0の値である。その表面を反射防止膜
で覆う場合の条件は一層コートでは以下の式に従
う。 n2 1＝n0n2 ……(1) δ1＝2π／λn1d1＝π／２ ……(2) ここで、n1、d1は反射防止膜の屈折率と膜厚、
n0，n1はそれぞれ空気、ガラスの屈折率、 そして、ガラス表面を反射防止膜で覆う場合、
ガラスより屈折率の小さい材料が少ないため、一
般に真空蒸着法による弗化マグネシウム（屈折率
1.38）の薄膜が用いられている。 しかし、この場合ガラス材料の種類によつては
その屈折率も大きく異なり、そのため無反射条件
を満足する屈折率の適当な材料を選ぶのが極めて
困難である。 更に、二層以上の多層コートにおいてはそれぞ
れの条件式に従う屈折率の材料を選び、且つこれ
等の材料を必要とする膜厚の薄膜とすることは設
計を複雑にし、またその製造も極めて困難なもの
としている。 また従来の方法によつて得られた反射防止膜で
は波長によつては反射を起すこともあり、可視光
全体と言うような連続的な波長について全ての波
長領域で反射防止作用を持たせることは不可能で
あつた。 本発明は、上記実情に鑑み、その屈折率を任意
に制御可能な反射防止膜を有する光学素子の開発
をその動機とし、実質的にはプラズマ化学気相成
長法により水素化及び弗素化した非晶質炭化ケイ
素薄膜、つまりアモルフアスSixC1-x（Hy：Fz）
を成長させるに際し、その屈折率を所望の値に制
御し、さらに必要に応じては、当該薄膜の成長方
向に沿つて屈折率が所望の変化を示すようにも制
御し得る形成方法を提供せんとするものである。 即ち、本願発明者等の研究によればアモルフア
スSixC1-x（Hy：Fz）膜はシリコンに対する炭素
の割合あるいは弗素と水素の組成比を変えること
により、1.1から4.5の範囲内の任意の屈折率を示
し、一系統の材料で積層膜として光学素子に応用
することができる。例えば光学ガラスの反射防止
膜に応用する場合、この発明では一層コートで、
ガラスの屈折率より小さい値が任意に選べるた
め、ガラス屈折率に対して無反射条件を満足する
屈折率のアモルフアスSixC1-x（Hy：Fz）膜を用
い反射率を従来の弗化マグネシウム（屈折率
1.38）に比べて小さくすることが可能となる。 またこの発明によれば、屈折率の異なる２種以
上のアモルフアスSixC1-x（Hy：Fz）の薄膜を基
板上に積層することができ、更に屈折率を連続的
に可変したアモルフアスSixC1-x（Hy：Fz）の薄
膜を基板上に積層することができ、このため比較
的広い波長領域で低い反射率を得ることができ
る。特に、屈折率を連続的に可変とした薄膜を積
層することができるため、空気のように屈折率を
1.0に近い小さい値から光学ガラスの1.5程度の値
まで連続的に変えたグレーテツド構造のアモルフ
アスSixC1-x（Hy：Fz）薄膜を基板上に積層する
ことができ、したがつて光の波長によらず低い反
射率が実現できる。 これは、近年盛んに研究されている非晶質シリ
コン太陽電池の反射防止膜として応用することが
できる。 例えば、ガラス基板の片面上にガラスの屈折率
から1.1まで連続的に変化させたアモルフアスSix
C1-x（Hy：Fz）の薄膜を堆積し、ガラス基板の
反対側にはガラス側からガラスの屈折率より透明
導電膜の屈折率（2.0）まで徐々に変えたアモル
フアスSixC1-x（Hy：Fz）の薄膜を堆積して反射
防止膜を形成し、更にその上に透明導電膜、ｐ型
アモルフアスSixC1-x（Hy：Fz），ｉ，ｎ型アモル
フアスSi：Ｈを堆積し、裏面電極に金属を蒸着し
て太陽電池を形成するようにすれば、光入射に対
し全波長の光反射を抑制することができる。 なお、薄膜成長法に限つて言えば、アモルフア
スSixC1-x（Hy：Fz）の薄膜は、プラズマ化学気
相成長法（以下、プラズマCVD法と記す）、光励
起化学気相成長法（以下、光励起CVD法と記す）
等のCVD法により基板上に積層することができ
る。 この場合、CVD法による成長条件を変化させ
ることにより屈折率の異なつた或は連続的に可変
したアモルフアスSixC1-x（Hy：Fz）の薄膜を同
一装置内で連続的に得ることができる。 しかし、上述した各種CVD法の中でも、特に
プラズマCVD法によれば、アモルフアスSixC1-x
（Hy：Fz）薄膜は原料ガスをプラズマに分解す
ることで必要に応じて加熱した基板上に再現性良
く均一に堆積させることができる。 このとき、原料ガスは炭素、弗素、ケイ素、水
素等の単体或はその化合物のガスを使用でき、例
えばH2，F2，SiH4，Si2H6，SiF4，C2F6，CH4，
CH≡CH，メチルシラン等を使用できる。 なおN2，Ar，He，B2H6，PH3，O2などの他
のガスは、トーピング、及びプラズマの活性化を
目的として原料ガスに必要に応じて加えることが
できる。 また基板としてはガラス、石英、ステンレス、
ポリイミドなどのプラスチツク、金属等を選択す
ることができ、その形状はレンズの様に表面が曲
率を有するものについてもその表面に薄膜を堆積
することができる。 そして、以上のプラズマCVD法においては放
電電力（なおプラズマ放電は直流、低周波、高周
波にわたつて使用可能である）、基板温度、及び
ガス組成を変えることにより積層されるアモルフ
アスSixC1-x（Hy：Fz）の屈折率が可視光に対し
て1.1〜4.5までのものを得ることができる。 例えば原料ガスは炭素、ケイ素、水素、弗素の
割合を変えるか、或は基板の温度を室温から600
℃程度の範囲で変えることにより異なつた屈折率
の薄膜を得ることができ、このためこの発明にお
いては屈折率を連続的に変化させた薄膜が得られ
る。 また、この発明においては基板温度を500〜600
℃程度でも使用できるが、好ましくは室温から
400℃程度であり、このように低温プロセスで薄
膜が得られるため、光導波路の様にプラナー構造
の光学素子では基板及びその上に作り込まれた受
光素子などの表面にアモルフアスSixC1-x（Hy：
Fz）の薄膜を堆積させることができる。 なお反応槽内の圧力はグロー放電が安定に持続
する程度が望ましく、またグロー放電を起させる
放電電源の周波数は直流〜低周波〜高周波まで広
範囲に選択することができる。 むしろ、低周波を用いると整合回路による調整
が不要となるため、反応ガスの流量を徐々に減少
させるときなどは安定な放電を維持することが簡
単に行えるという効果を期待することができる。 また、この発明の薄膜で基板の表面を覆う場合
には、従来の弗化マグネシウムのような絶縁膜と
異なり、その表面がアモルフアスSixC1-x（Hy：
Fz）の半導体膜であるため、帯電してほこり等
を付着することが少ない等の利点を有する。 以下、この発明の実施例を示す。 実施例 １ プラズマCVD法による屈折率の異なるアモル
フアスSixC1-x（Hy：Fz）薄膜の作製条件につい
て以下に述べる。 第１図は、この実施例に使用する容量結合型平
板電極を用いたプラズマCVD装置であつて、反
応槽１内には上下に上部電極２、下部電極３が設
けられ、更にその上端には排気管４，４を設け、
またその下端からは反応ガス導入管５を挿入する
とともに、その導入口５ａを下部電極３の中央に
開口する。 なお、下部電極３には高周波電源６が接続さ
れ、また上部電極２にはヒーターを内蔵するとと
もに、その上端を接地してある。 以上のプラズマCVD装置においてこの実施例
では基板ａとしてNo.7059ガラス（50mm×50mm、厚
み１mm）（コーニング社製）と、シリコン単結晶
基板（20mm×15mm、厚み400μm）を使用した。 これ等の基板ａは洗浄後上部電極２の表面に設
置し、次いで反応槽１内を絶対圧真空計で
20mTorrまで真空引きを行ない、上部電極２に
内蔵されるヒーターで、基板ａを下記の表−１に
示す所定の温度まで昇温し、更に表−１に示す流
量で反応ガスを供給後、排気側のコンダクタンス
をバルブにより変え、チヤンバー内の圧力を
350mTorrと一定にし、13.56MHzの高周波高電圧
を表−１に示す電力で上部及び下部の両電極２，
３間に印加し、20分間グロー放電を起こさせた。
そして基板ａ上にアモルフアスSixC1-x（Hy：Fz）
の薄膜を得た。 シリコン基板上の薄膜はエリプソメトリー（光
源He−Neレーザー）によつて屈折率を測定し
た。ガラス基板上の薄膜は可視光に対する分光透
過特性から光の多重反射を利用して算出した。屈
折率の測定結果を下記の表−１、第２図及び第３
図に示す。第２図は表−１の基板温度400℃、放
電電力30Wにおけるガス組成に付する屈折率の値
をグラフ化したもので（但し、屈折率は1.5〜
2.0μmにおける分光透過特性の干渉より算出した
値）、第３図は表−１の基板温度350℃、CF4／
（CF4＋SiH4）≒0.8における高周波高電圧電力に
対する屈折率の変化を示したものである（但し、
屈折率は6328Åにおける値）。 以上の結果より明らかなように、この実施例に
よれば放電電力、基板温度、及びガス組成を変え
ることにより容易に屈折率が可視光に対して1.1
から4.5までの薄膜を得ることができた。
池、光導波路等、受光機能を要する光学素子に利
用可能な、水素化及び弗素化した非晶質炭化ケイ
素薄膜の形成方法に関し、特に、最終的に形成さ
れた当該非晶質炭化ケイ素薄膜の屈折率を所望の
値にするための形成方法に関する。 一般に、広く受光機能を必要とする光学素子に
おいては表面における光の反射を小さくするため
に、光入射面を反射防止膜で覆つたものが多く利
用されている。 また可視光に対し透明なレンズ材料として一般
にガラスが用いられている。 ガラスの屈折率は組成によつて異なるが、大略
1.44から2.0の値である。その表面を反射防止膜
で覆う場合の条件は一層コートでは以下の式に従
う。 n2 1＝n0n2 ……(1) δ1＝2π／λn1d1＝π／２ ……(2) ここで、n1、d1は反射防止膜の屈折率と膜厚、
n0，n1はそれぞれ空気、ガラスの屈折率、 そして、ガラス表面を反射防止膜で覆う場合、
ガラスより屈折率の小さい材料が少ないため、一
般に真空蒸着法による弗化マグネシウム（屈折率
1.38）の薄膜が用いられている。 しかし、この場合ガラス材料の種類によつては
その屈折率も大きく異なり、そのため無反射条件
を満足する屈折率の適当な材料を選ぶのが極めて
困難である。 更に、二層以上の多層コートにおいてはそれぞ
れの条件式に従う屈折率の材料を選び、且つこれ
等の材料を必要とする膜厚の薄膜とすることは設
計を複雑にし、またその製造も極めて困難なもの
としている。 また従来の方法によつて得られた反射防止膜で
は波長によつては反射を起すこともあり、可視光
全体と言うような連続的な波長について全ての波
長領域で反射防止作用を持たせることは不可能で
あつた。 本発明は、上記実情に鑑み、その屈折率を任意
に制御可能な反射防止膜を有する光学素子の開発
をその動機とし、実質的にはプラズマ化学気相成
長法により水素化及び弗素化した非晶質炭化ケイ
素薄膜、つまりアモルフアスSixC1-x（Hy：Fz）
を成長させるに際し、その屈折率を所望の値に制
御し、さらに必要に応じては、当該薄膜の成長方
向に沿つて屈折率が所望の変化を示すようにも制
御し得る形成方法を提供せんとするものである。 即ち、本願発明者等の研究によればアモルフア
スSixC1-x（Hy：Fz）膜はシリコンに対する炭素
の割合あるいは弗素と水素の組成比を変えること
により、1.1から4.5の範囲内の任意の屈折率を示
し、一系統の材料で積層膜として光学素子に応用
することができる。例えば光学ガラスの反射防止
膜に応用する場合、この発明では一層コートで、
ガラスの屈折率より小さい値が任意に選べるた
め、ガラス屈折率に対して無反射条件を満足する
屈折率のアモルフアスSixC1-x（Hy：Fz）膜を用
い反射率を従来の弗化マグネシウム（屈折率
1.38）に比べて小さくすることが可能となる。 またこの発明によれば、屈折率の異なる２種以
上のアモルフアスSixC1-x（Hy：Fz）の薄膜を基
板上に積層することができ、更に屈折率を連続的
に可変したアモルフアスSixC1-x（Hy：Fz）の薄
膜を基板上に積層することができ、このため比較
的広い波長領域で低い反射率を得ることができ
る。特に、屈折率を連続的に可変とした薄膜を積
層することができるため、空気のように屈折率を
1.0に近い小さい値から光学ガラスの1.5程度の値
まで連続的に変えたグレーテツド構造のアモルフ
アスSixC1-x（Hy：Fz）薄膜を基板上に積層する
ことができ、したがつて光の波長によらず低い反
射率が実現できる。 これは、近年盛んに研究されている非晶質シリ
コン太陽電池の反射防止膜として応用することが
できる。 例えば、ガラス基板の片面上にガラスの屈折率
から1.1まで連続的に変化させたアモルフアスSix
C1-x（Hy：Fz）の薄膜を堆積し、ガラス基板の
反対側にはガラス側からガラスの屈折率より透明
導電膜の屈折率（2.0）まで徐々に変えたアモル
フアスSixC1-x（Hy：Fz）の薄膜を堆積して反射
防止膜を形成し、更にその上に透明導電膜、ｐ型
アモルフアスSixC1-x（Hy：Fz），ｉ，ｎ型アモル
フアスSi：Ｈを堆積し、裏面電極に金属を蒸着し
て太陽電池を形成するようにすれば、光入射に対
し全波長の光反射を抑制することができる。 なお、薄膜成長法に限つて言えば、アモルフア
スSixC1-x（Hy：Fz）の薄膜は、プラズマ化学気
相成長法（以下、プラズマCVD法と記す）、光励
起化学気相成長法（以下、光励起CVD法と記す）
等のCVD法により基板上に積層することができ
る。 この場合、CVD法による成長条件を変化させ
ることにより屈折率の異なつた或は連続的に可変
したアモルフアスSixC1-x（Hy：Fz）の薄膜を同
一装置内で連続的に得ることができる。 しかし、上述した各種CVD法の中でも、特に
プラズマCVD法によれば、アモルフアスSixC1-x
（Hy：Fz）薄膜は原料ガスをプラズマに分解す
ることで必要に応じて加熱した基板上に再現性良
く均一に堆積させることができる。 このとき、原料ガスは炭素、弗素、ケイ素、水
素等の単体或はその化合物のガスを使用でき、例
えばH2，F2，SiH4，Si2H6，SiF4，C2F6，CH4，
CH≡CH，メチルシラン等を使用できる。 なおN2，Ar，He，B2H6，PH3，O2などの他
のガスは、トーピング、及びプラズマの活性化を
目的として原料ガスに必要に応じて加えることが
できる。 また基板としてはガラス、石英、ステンレス、
ポリイミドなどのプラスチツク、金属等を選択す
ることができ、その形状はレンズの様に表面が曲
率を有するものについてもその表面に薄膜を堆積
することができる。 そして、以上のプラズマCVD法においては放
電電力（なおプラズマ放電は直流、低周波、高周
波にわたつて使用可能である）、基板温度、及び
ガス組成を変えることにより積層されるアモルフ
アスSixC1-x（Hy：Fz）の屈折率が可視光に対し
て1.1〜4.5までのものを得ることができる。 例えば原料ガスは炭素、ケイ素、水素、弗素の
割合を変えるか、或は基板の温度を室温から600
℃程度の範囲で変えることにより異なつた屈折率
の薄膜を得ることができ、このためこの発明にお
いては屈折率を連続的に変化させた薄膜が得られ
る。 また、この発明においては基板温度を500〜600
℃程度でも使用できるが、好ましくは室温から
400℃程度であり、このように低温プロセスで薄
膜が得られるため、光導波路の様にプラナー構造
の光学素子では基板及びその上に作り込まれた受
光素子などの表面にアモルフアスSixC1-x（Hy：
Fz）の薄膜を堆積させることができる。 なお反応槽内の圧力はグロー放電が安定に持続
する程度が望ましく、またグロー放電を起させる
放電電源の周波数は直流〜低周波〜高周波まで広
範囲に選択することができる。 むしろ、低周波を用いると整合回路による調整
が不要となるため、反応ガスの流量を徐々に減少
させるときなどは安定な放電を維持することが簡
単に行えるという効果を期待することができる。 また、この発明の薄膜で基板の表面を覆う場合
には、従来の弗化マグネシウムのような絶縁膜と
異なり、その表面がアモルフアスSixC1-x（Hy：
Fz）の半導体膜であるため、帯電してほこり等
を付着することが少ない等の利点を有する。 以下、この発明の実施例を示す。 実施例 １ プラズマCVD法による屈折率の異なるアモル
フアスSixC1-x（Hy：Fz）薄膜の作製条件につい
て以下に述べる。 第１図は、この実施例に使用する容量結合型平
板電極を用いたプラズマCVD装置であつて、反
応槽１内には上下に上部電極２、下部電極３が設
けられ、更にその上端には排気管４，４を設け、
またその下端からは反応ガス導入管５を挿入する
とともに、その導入口５ａを下部電極３の中央に
開口する。 なお、下部電極３には高周波電源６が接続さ
れ、また上部電極２にはヒーターを内蔵するとと
もに、その上端を接地してある。 以上のプラズマCVD装置においてこの実施例
では基板ａとしてNo.7059ガラス（50mm×50mm、厚
み１mm）（コーニング社製）と、シリコン単結晶
基板（20mm×15mm、厚み400μm）を使用した。 これ等の基板ａは洗浄後上部電極２の表面に設
置し、次いで反応槽１内を絶対圧真空計で
20mTorrまで真空引きを行ない、上部電極２に
内蔵されるヒーターで、基板ａを下記の表−１に
示す所定の温度まで昇温し、更に表−１に示す流
量で反応ガスを供給後、排気側のコンダクタンス
をバルブにより変え、チヤンバー内の圧力を
350mTorrと一定にし、13.56MHzの高周波高電圧
を表−１に示す電力で上部及び下部の両電極２，
３間に印加し、20分間グロー放電を起こさせた。
そして基板ａ上にアモルフアスSixC1-x（Hy：Fz）
の薄膜を得た。 シリコン基板上の薄膜はエリプソメトリー（光
源He−Neレーザー）によつて屈折率を測定し
た。ガラス基板上の薄膜は可視光に対する分光透
過特性から光の多重反射を利用して算出した。屈
折率の測定結果を下記の表−１、第２図及び第３
図に示す。第２図は表−１の基板温度400℃、放
電電力30Wにおけるガス組成に付する屈折率の値
をグラフ化したもので（但し、屈折率は1.5〜
2.0μmにおける分光透過特性の干渉より算出した
値）、第３図は表−１の基板温度350℃、CF4／
（CF4＋SiH4）≒0.8における高周波高電圧電力に
対する屈折率の変化を示したものである（但し、
屈折率は6328Åにおける値）。 以上の結果より明らかなように、この実施例に
よれば放電電力、基板温度、及びガス組成を変え
ることにより容易に屈折率が可視光に対して1.1
から4.5までの薄膜を得ることができた。
【表】
実施例 ２
プラズマCVD法によりアモルフアスSixC1-x
（Hy：Fx）膜の屈折率を連続的に変えた薄膜の
作成方法、及びそれを用いて光学ガラスの反射を
全波長域において減少させた結果を以下に述べ
る。 プラズマCVD装置としては実施例１と同様な
装置を使用し、基板ａとしてはホウケイ酸ガラス
（屈折率1.53、50mm×50mm、厚さ２mm）を使用し、
該基板ａは洗浄後上部電極２上に設置した。次に
反応槽１内を絶対圧真空計で20mTorrまで真空
引きを行ない、上部電極２内に内蔵されるヒータ
ーにより基板ａを200℃まで昇温し、更に四弗化
炭素を45.5SCCM、シランを16SCCMチヤンバー
内に供給して排気側のコンダクタンスをバルブに
よつて変え、チヤンバー内の圧力を300mTorrと
一定にし、13.56MHzの高周波高電圧を90Wの電
力で上部及び下部の両電極２，３間に印加して20
秒毎にシランの流量を1SCCMづつ減少させ、３
分間薄膜を堆積させた。冷却後試料を取り出し、
一部を膜厚測定のため全面に薄くアルミニウムの
薄膜を蒸着し、アモルフアスSixC1-x（Hy：Fz）
膜と基板部分の段差を干渉顕微鏡で測定した膜厚
は940Åであつた。可視分光透過特性は島津
MPS5000を使用した。 測定波長領域において反射がガラス表面に比べ
５％減少した。 実施例 ３ 実施例１に述べたアモルフアスSixC1-x（Hy：
Fx）膜をガラス基板側から光の入射するｐ−ｉ
−ｎ構造のアモルフアスシリコン太陽電池に適用
した例を以下に述べる。 アモルフアスシリコン太陽電池はｐ層にアモル
フアスSixC1-x（Hy：Fz）を利用した。 プラズマCVD装置としては第１図と同様な装
置を使用し、基板ａとしてはNo.7059ガラス基板
（50mm×50mm、厚さ1.1mm）（コーニング社製）を
使用し、該基板ａは洗浄後、上部電極２上に設置
した。次に反応槽１内を絶対圧真空計で
20mTorrまで真空引きを行ない、上部電極２に
内蔵されるヒーターにより基板ａを350℃まで昇
温し、さらに四弗化炭素を60SCCM、シランを
15SCCMチヤンバー内に供給して排気側のコンダ
クタンスをバルブによつて変え、チヤンバー内圧
力を350mTorrに固定した。周波数13.56MHzの高
周波高電圧を上部及び下部の両電極２，３間に
70Wの電力で印加後、10秒毎にシランの流量を
1SCCM 増加させる３分間薄膜を堆積させた。
この基板を冷却後反応槽１内から取り出し、
CVD法により基板温度350℃において酸化スズ被
膜（比抵抗2.0×10-3Ωcm）を3000Å堆積させた。
次に再び第１図の反応槽１内の上部電極２上に酸
化スズ皮膜側を堆積面にして設置した。そして、
反応槽１内を絶対圧真空計により20mTorrまで
真空引き後、上部電極２に内蔵されるヒーターに
より350℃に昇温後、四弗化炭素を10SCCM、シ
ランを15SCCM、及び水素で１％を希釈したB2
H6を2SCCMづつ反応槽１内に供給した。排気側
のコンダクタンスをバルブによつて変えチヤンバ
ー内圧力を300mTorrに固定した。周波数13.56M
Hzの高周波高電圧を両電極間に30Wの電力で70秒
間印加し、ｐ層を150Å堆積させた。次にチヤン
バー内を排気後シランを15SCCM真空槽内に供給
した。排気側のバルブによつて反応槽１内の圧力
を300mTorrに固定した。同様に周波数13.56MHz
の高周波高電圧を10Wの電力で印加し、30分間膜
を5000Å堆積させてｉ層とした。最後にｎ層は反
応槽１内の真空引き後、シラン15SCCM、及び
H2で1.0％に希釈したホスフインを5SCCMそれぞ
れ反応槽１内に供給後、周波数13.56MHz高周波
高電圧を10Wの電力で印加し、２分間薄膜を300
Å堆積させてｎ層とした。更に、ガラス基板の光
入射面と反射面に反射防止膜をプラズマCVD法
により実施例２と同様な手順で形成した後、基板
冷却後ｎ層上に真空蒸着によりアルミニウムを
2000Å程度堆積させた。 また比較のため同一ガラス基板上に同じ条件で
酸化スズ被膜を形成後、その上にアモルフアスｐ
−ｉ−ｎ層を同じ条件で形成後、真空蒸着により
アルミニウムを2000Å堆積させた太陽電池を作成
した。このアモルフアスSixC1-x（Hy：Fz）の反
射防止層を持たない太陽電池と反射防止層を持つ
太陽電池の出力特性を比較した。光源はキセノン
ランプを用いAM1、100mWの照射強度下でどち
らも受光面積４mm2の試料を測定した。 反射防止層を持つた太陽電池は7.0％から7.7％
と変換効率で0.7％にを上がつた。また光入射側
の可視光に対する反射率は反射防止層を持つた太
陽電池は無いものに比べ約10％減少した。 実施例 ４ ガラス基板上に屈折率がガラス基板より小さい
アモルフアスSixC1-x（Hy：Fz）膜をプラズマC.
V.D.法により堆積させガラス基板表面における
反射率を減少させた結果を以下に述べる。 基板ａはNo.7059（屈折率1.53、50mm×50mm、厚
さ２mm）（コーニング社製）を使用し、基板ａは
洗浄後、上部電極上に設置した。反応槽１内を絶
対圧真空計で20mTorrまで真空引きを行なつた
後、上部電極２に内蔵されるヒーターにより基板
を350℃まで昇温し、四弗化炭素を45SCCM、シ
ランを9SCCMチヤンバー内に供給して排気側の
コンダクタンスをバルブによつて変えチヤンバー
内の圧力を300mTorrと一定にした。次に、
13.56MHzの高周波高電圧を90Wの出力で上部及
び下部電極２，３間に印加後、20分間薄膜を堆積
させた。冷却後試料を取り出し島津HPS5000を
用い可視分光反射特性を測定した。この結果を第
４図に示す。この結果より、566nmにおいてNo.
7059ガラス基板の9.5％に対して、アモルフアス
SixC1-x（Hy：Fz）薄膜を堆積させた試料では7.2
％であつた。
（Hy：Fx）膜の屈折率を連続的に変えた薄膜の
作成方法、及びそれを用いて光学ガラスの反射を
全波長域において減少させた結果を以下に述べ
る。 プラズマCVD装置としては実施例１と同様な
装置を使用し、基板ａとしてはホウケイ酸ガラス
（屈折率1.53、50mm×50mm、厚さ２mm）を使用し、
該基板ａは洗浄後上部電極２上に設置した。次に
反応槽１内を絶対圧真空計で20mTorrまで真空
引きを行ない、上部電極２内に内蔵されるヒータ
ーにより基板ａを200℃まで昇温し、更に四弗化
炭素を45.5SCCM、シランを16SCCMチヤンバー
内に供給して排気側のコンダクタンスをバルブに
よつて変え、チヤンバー内の圧力を300mTorrと
一定にし、13.56MHzの高周波高電圧を90Wの電
力で上部及び下部の両電極２，３間に印加して20
秒毎にシランの流量を1SCCMづつ減少させ、３
分間薄膜を堆積させた。冷却後試料を取り出し、
一部を膜厚測定のため全面に薄くアルミニウムの
薄膜を蒸着し、アモルフアスSixC1-x（Hy：Fz）
膜と基板部分の段差を干渉顕微鏡で測定した膜厚
は940Åであつた。可視分光透過特性は島津
MPS5000を使用した。 測定波長領域において反射がガラス表面に比べ
５％減少した。 実施例 ３ 実施例１に述べたアモルフアスSixC1-x（Hy：
Fx）膜をガラス基板側から光の入射するｐ−ｉ
−ｎ構造のアモルフアスシリコン太陽電池に適用
した例を以下に述べる。 アモルフアスシリコン太陽電池はｐ層にアモル
フアスSixC1-x（Hy：Fz）を利用した。 プラズマCVD装置としては第１図と同様な装
置を使用し、基板ａとしてはNo.7059ガラス基板
（50mm×50mm、厚さ1.1mm）（コーニング社製）を
使用し、該基板ａは洗浄後、上部電極２上に設置
した。次に反応槽１内を絶対圧真空計で
20mTorrまで真空引きを行ない、上部電極２に
内蔵されるヒーターにより基板ａを350℃まで昇
温し、さらに四弗化炭素を60SCCM、シランを
15SCCMチヤンバー内に供給して排気側のコンダ
クタンスをバルブによつて変え、チヤンバー内圧
力を350mTorrに固定した。周波数13.56MHzの高
周波高電圧を上部及び下部の両電極２，３間に
70Wの電力で印加後、10秒毎にシランの流量を
1SCCM 増加させる３分間薄膜を堆積させた。
この基板を冷却後反応槽１内から取り出し、
CVD法により基板温度350℃において酸化スズ被
膜（比抵抗2.0×10-3Ωcm）を3000Å堆積させた。
次に再び第１図の反応槽１内の上部電極２上に酸
化スズ皮膜側を堆積面にして設置した。そして、
反応槽１内を絶対圧真空計により20mTorrまで
真空引き後、上部電極２に内蔵されるヒーターに
より350℃に昇温後、四弗化炭素を10SCCM、シ
ランを15SCCM、及び水素で１％を希釈したB2
H6を2SCCMづつ反応槽１内に供給した。排気側
のコンダクタンスをバルブによつて変えチヤンバ
ー内圧力を300mTorrに固定した。周波数13.56M
Hzの高周波高電圧を両電極間に30Wの電力で70秒
間印加し、ｐ層を150Å堆積させた。次にチヤン
バー内を排気後シランを15SCCM真空槽内に供給
した。排気側のバルブによつて反応槽１内の圧力
を300mTorrに固定した。同様に周波数13.56MHz
の高周波高電圧を10Wの電力で印加し、30分間膜
を5000Å堆積させてｉ層とした。最後にｎ層は反
応槽１内の真空引き後、シラン15SCCM、及び
H2で1.0％に希釈したホスフインを5SCCMそれぞ
れ反応槽１内に供給後、周波数13.56MHz高周波
高電圧を10Wの電力で印加し、２分間薄膜を300
Å堆積させてｎ層とした。更に、ガラス基板の光
入射面と反射面に反射防止膜をプラズマCVD法
により実施例２と同様な手順で形成した後、基板
冷却後ｎ層上に真空蒸着によりアルミニウムを
2000Å程度堆積させた。 また比較のため同一ガラス基板上に同じ条件で
酸化スズ被膜を形成後、その上にアモルフアスｐ
−ｉ−ｎ層を同じ条件で形成後、真空蒸着により
アルミニウムを2000Å堆積させた太陽電池を作成
した。このアモルフアスSixC1-x（Hy：Fz）の反
射防止層を持たない太陽電池と反射防止層を持つ
太陽電池の出力特性を比較した。光源はキセノン
ランプを用いAM1、100mWの照射強度下でどち
らも受光面積４mm2の試料を測定した。 反射防止層を持つた太陽電池は7.0％から7.7％
と変換効率で0.7％にを上がつた。また光入射側
の可視光に対する反射率は反射防止層を持つた太
陽電池は無いものに比べ約10％減少した。 実施例 ４ ガラス基板上に屈折率がガラス基板より小さい
アモルフアスSixC1-x（Hy：Fz）膜をプラズマC.
V.D.法により堆積させガラス基板表面における
反射率を減少させた結果を以下に述べる。 基板ａはNo.7059（屈折率1.53、50mm×50mm、厚
さ２mm）（コーニング社製）を使用し、基板ａは
洗浄後、上部電極上に設置した。反応槽１内を絶
対圧真空計で20mTorrまで真空引きを行なつた
後、上部電極２に内蔵されるヒーターにより基板
を350℃まで昇温し、四弗化炭素を45SCCM、シ
ランを9SCCMチヤンバー内に供給して排気側の
コンダクタンスをバルブによつて変えチヤンバー
内の圧力を300mTorrと一定にした。次に、
13.56MHzの高周波高電圧を90Wの出力で上部及
び下部電極２，３間に印加後、20分間薄膜を堆積
させた。冷却後試料を取り出し島津HPS5000を
用い可視分光反射特性を測定した。この結果を第
４図に示す。この結果より、566nmにおいてNo.
7059ガラス基板の9.5％に対して、アモルフアス
SixC1-x（Hy：Fz）薄膜を堆積させた試料では7.2
％であつた。
第１図は、この発明に使用するプラズマCVD
装置の一例を示す概略図、第２図は、基板温度
400℃、放電電力30Wにおけるガス組成に対する
屈折率の関係を示す図、第３図は、基板温度350
℃、CF4／（CF4＋SiH4）≒0.8における放電電力
に対する屈折率の関係を示す図、第４図は実施例
４で得られた試料の可視分光反射特性を示す図で
ある。
装置の一例を示す概略図、第２図は、基板温度
400℃、放電電力30Wにおけるガス組成に対する
屈折率の関係を示す図、第３図は、基板温度350
℃、CF4／（CF4＋SiH4）≒0.8における放電電力
に対する屈折率の関係を示す図、第４図は実施例
４で得られた試料の可視分光反射特性を示す図で
ある。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 原料ガス中に少なくともCF4ガスとSiH4ガス
を含ませ、プラズマ化学気相成長法により、所望
の屈折率の水素化及び弗素化した非晶質炭化ケイ
素薄膜を基板上に形成する方法であつて； 上記プラズマ化学気相成長法による薄膜成長時
の上記基板温度、上記原料ガス中のガス組成比
CF4／（CF4＋SiH4）、上記プラズマを生成する
高周波電力の中、少なくとも一つを制御するこ
と； を特徴とする水素化及び弗素化した非晶質炭化ケ
イ素薄膜の形成方法。 ２ 原料ガス中に少なくともCF4ガスとSiH4ガス
を含ませ、プラズマ化学気相成長法により、該成
長方向に屈折率が所望の変化を示す水素化及び弗
素化した非晶質炭化ケイ素薄膜を基板上に形成す
る方法であつて； 上記プラズマ化学気相成長法による薄膜成長時
において、該成長の進行に伴い上記基板温度を変
化させるか、上記原料ガス中のガス組成比CF4／
（CF4＋SiH4）を変化させるか、上記プラズマを
生成する高周波電力を変化させること； を特徴とする水素化及び弗素化した非晶質炭化ケ
イ素薄膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58176612A JPS6067901A (ja) | 1983-09-24 | 1983-09-24 | 水素化及び弗素化した非晶質炭化ケイ素薄膜を用いた光学素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58176612A JPS6067901A (ja) | 1983-09-24 | 1983-09-24 | 水素化及び弗素化した非晶質炭化ケイ素薄膜を用いた光学素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6067901A JPS6067901A (ja) | 1985-04-18 |
| JPH0477281B2 true JPH0477281B2 (ja) | 1992-12-08 |
Family
ID=16016608
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58176612A Granted JPS6067901A (ja) | 1983-09-24 | 1983-09-24 | 水素化及び弗素化した非晶質炭化ケイ素薄膜を用いた光学素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6067901A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2723304B2 (ja) * | 1989-09-05 | 1998-03-09 | 株式会社日立製作所 | 反射防止膜及びその形成方法 |
| DE4441973C2 (de) * | 1994-11-25 | 2000-01-05 | Tuhh Tech Gmbh | Lichtwellenleitende Struktur auf einem Substrat |
| EP0897898B1 (de) * | 1997-08-16 | 2004-04-28 | MERCK PATENT GmbH | Verfahren zur Abscheidung optischer Schichten |
| KR20030093270A (ko) * | 2001-03-23 | 2003-12-06 | 다우 코닝 코포레이션 | 수소화 규소 옥시카바이드 필름의 제조 방법 |
| FR2896807B1 (fr) * | 2006-01-30 | 2008-03-14 | Eads Ccr Groupement D Interet | Structure multicouche mince, piece la comprenant et son procede de depot |
| US8987039B2 (en) | 2007-10-12 | 2015-03-24 | Air Products And Chemicals, Inc. | Antireflective coatings for photovoltaic applications |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57115559A (en) * | 1981-01-09 | 1982-07-19 | Canon Inc | Photoconductive material |
| JPS57119357A (en) * | 1981-01-16 | 1982-07-24 | Canon Inc | Photoconductive member |
| JPS57177148A (en) * | 1981-04-23 | 1982-10-30 | Canon Inc | Image forming member for electrophotography |
-
1983
- 1983-09-24 JP JP58176612A patent/JPS6067901A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57115559A (en) * | 1981-01-09 | 1982-07-19 | Canon Inc | Photoconductive material |
| JPS57119357A (en) * | 1981-01-16 | 1982-07-24 | Canon Inc | Photoconductive member |
| JPS57177148A (en) * | 1981-04-23 | 1982-10-30 | Canon Inc | Image forming member for electrophotography |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6067901A (ja) | 1985-04-18 |
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