JPH0562913A - 堆積膜の成膜方法 - Google Patents
堆積膜の成膜方法Info
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- JPH0562913A JPH0562913A JP3224315A JP22431591A JPH0562913A JP H0562913 A JPH0562913 A JP H0562913A JP 3224315 A JP3224315 A JP 3224315A JP 22431591 A JP22431591 A JP 22431591A JP H0562913 A JPH0562913 A JP H0562913A
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- 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
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- Photovoltaic Devices (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 低い基体温度で成膜する。
【構成】 １５０℃以下の基体温度で、ＣＶＤ法により
アモルファスシリコンを基体上に堆積する工程と、堆積
したシリコン膜に水素プラズマを照射する工程とを交互
に繰返して成膜する。
アモルファスシリコンを基体上に堆積する工程と、堆積
したシリコン膜に水素プラズマを照射する工程とを交互
に繰返して成膜する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は水素化アモルファスシリ
コン、又はその合金を用いたデバイス等の製造に有用な
堆積膜の成膜方法に関する。
コン、又はその合金を用いたデバイス等の製造に有用な
堆積膜の成膜方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来アモルファスシリコン（以下ａ−Ｓ
ｉと略記）デバイスを構成するａ−Ｓｉ層の製造方法と
しては、ＳｉＨ4 又はＳｉ2 Ｈ6 を成膜ガスとするＲＦ
プラズマＣＶＤ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Ａｒプラズ
マ中でターゲットにＳｉを用いる反応性スパッタリング
法などが用いられて来た。この他にも、光ＣＶＤ法、Ｅ
ＣＲＣＶＤ法、水素原子存在下でのＳｉの真空蒸着法、
などが提案されており、Ｓｉ2 Ｈ6 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、ほとんどの場合水素を１０％、又はそれ以上
含む、いわゆる水素化ａ−Ｓｉであり、一般にａ−Ｓｉ
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の製造方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ＳｉＨ4 又はＳｉ2 Ｈ6 ガス
を用い、必要に応じて水素ガスで希釈して１３．５６Ｍ
Ｈｚ、又は２．５４ＧＨｚの高周波でプラズマを発生さ
せ、このプラズマにより成膜ガスを分解させて反応性の
ある活性種をつくり、これにより基板上にａ−Ｓｉ膜を
堆積させている。この場合成膜ガス中にＰＨ3 ，Ｂ2 Ｈ
6 ，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−Ｓｉデバイスがつくられて来た。ａ−Ｓｉの場
合には単結晶Ｓｉと違って、２００℃程度の低温基板や
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Ｓｉよりも強い事、特性が等方的で
方向性を持たない事、多結晶Ｓｉの様な結晶粒界がない
事などのため、結晶Ｓｉ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。
主なａ−Ｓｉ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ー、液晶デ
ィ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。これらの実用的なａ−Ｓ
ｉデバイスは、結晶Ｓｉに較べて低温で作成出来る長所
がある。通常ａ−Ｓｉ成膜を行なう際は基体の温度を２
００〜３５０℃程度に保つことが必要であり、より好ま
しくは２５０〜３００℃前後であった。
ｉと略記）デバイスを構成するａ−Ｓｉ層の製造方法と
しては、ＳｉＨ4 又はＳｉ2 Ｈ6 を成膜ガスとするＲＦ
プラズマＣＶＤ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Ａｒプラズ
マ中でターゲットにＳｉを用いる反応性スパッタリング
法などが用いられて来た。この他にも、光ＣＶＤ法、Ｅ
ＣＲＣＶＤ法、水素原子存在下でのＳｉの真空蒸着法、
などが提案されており、Ｓｉ2 Ｈ6 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、ほとんどの場合水素を１０％、又はそれ以上
含む、いわゆる水素化ａ−Ｓｉであり、一般にａ−Ｓｉ
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の製造方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ＳｉＨ4 又はＳｉ2 Ｈ6 ガス
を用い、必要に応じて水素ガスで希釈して１３．５６Ｍ
Ｈｚ、又は２．５４ＧＨｚの高周波でプラズマを発生さ
せ、このプラズマにより成膜ガスを分解させて反応性の
ある活性種をつくり、これにより基板上にａ−Ｓｉ膜を
堆積させている。この場合成膜ガス中にＰＨ3 ，Ｂ2 Ｈ
6 ，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−Ｓｉデバイスがつくられて来た。ａ−Ｓｉの場
合には単結晶Ｓｉと違って、２００℃程度の低温基板や
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Ｓｉよりも強い事、特性が等方的で
方向性を持たない事、多結晶Ｓｉの様な結晶粒界がない
事などのため、結晶Ｓｉ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。
主なａ−Ｓｉ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ー、液晶デ
ィ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。これらの実用的なａ−Ｓ
ｉデバイスは、結晶Ｓｉに較べて低温で作成出来る長所
がある。通常ａ−Ｓｉ成膜を行なう際は基体の温度を２
００〜３５０℃程度に保つことが必要であり、より好ま
しくは２５０〜３００℃前後であった。
【０００３】そして、上記のａ−Ｓｉの製造において
は、常に成膜プロセスの条件、特に基体の温度が膜質に
重大な影響を与える事が良く知られている。
は、常に成膜プロセスの条件、特に基体の温度が膜質に
重大な影響を与える事が良く知られている。
【０００４】例えば、ＲＦプラズマＣＶＤではＳｉＨ
4 ，Ｓｉ2 Ｈ6 などのシラン誘導体ガスを原料とし、
０．０１〜１Ｔｏｒｒのオーダーの圧力下で、１３．５
６ＭＨｚ程度の高周波を用いてグロー放電を起こし、前
記ガスを分解して堆積させる方法が良く知られている。
原料ガスはＨ2 やＡｒその他のガスで希釈して供給して
も良い。基体としてはガラスや金属、Ｓｉなどの半導体
などが一般的に使われる。基体温度を変化させると堆積
したａ−Ｓｉ膜の特性は大きく変化する。一例として図
３に基体温度を変化させて堆積したａ−Ｓｉの光電流値
の変化を示した。２００℃以下の基体温度領域におい
て、光電流値が低下し、特性が悪くなっている事がわか
る。この様な傾向は反応性スパッターにより堆積した膜
でも見られ、基体温度を下げて良質のａ−Ｓｉデバイス
を作成する上で大きな障害になっている。良好なデバイ
ス特性のａ−Ｓｉを得るためには、結晶Ｓｉのエピタキ
シャル成長やポリクリスタルＳｉの成膜を行なう温度よ
りも低温であるものの通常ａ−Ｓｉの成膜に際しては２
００℃程度以上に基体温度を保つことが必要である。
4 ，Ｓｉ2 Ｈ6 などのシラン誘導体ガスを原料とし、
０．０１〜１Ｔｏｒｒのオーダーの圧力下で、１３．５
６ＭＨｚ程度の高周波を用いてグロー放電を起こし、前
記ガスを分解して堆積させる方法が良く知られている。
原料ガスはＨ2 やＡｒその他のガスで希釈して供給して
も良い。基体としてはガラスや金属、Ｓｉなどの半導体
などが一般的に使われる。基体温度を変化させると堆積
したａ−Ｓｉ膜の特性は大きく変化する。一例として図
３に基体温度を変化させて堆積したａ−Ｓｉの光電流値
の変化を示した。２００℃以下の基体温度領域におい
て、光電流値が低下し、特性が悪くなっている事がわか
る。この様な傾向は反応性スパッターにより堆積した膜
でも見られ、基体温度を下げて良質のａ−Ｓｉデバイス
を作成する上で大きな障害になっている。良好なデバイ
ス特性のａ−Ｓｉを得るためには、結晶Ｓｉのエピタキ
シャル成長やポリクリスタルＳｉの成膜を行なう温度よ
りも低温であるものの通常ａ−Ｓｉの成膜に際しては２
００℃程度以上に基体温度を保つことが必要である。
【０００５】従来は（１）基体の加熱に時間を要する、
（２）高温に加熱出来ない基体材料は使用出来ない、
（３）大面積基体の場合、温度の均一性を得るために様
々な工夫を要するなどの問題があった。
（２）高温に加熱出来ない基体材料は使用出来ない、
（３）大面積基体の場合、温度の均一性を得るために様
々な工夫を要するなどの問題があった。
【０００６】このため化学的には安定で、機械的にも強
じんで、また透明性も良く、更にガラス等のように落し
ても割れないポリカーボネート樹脂やポリエステル樹
脂、その他の有機高分子を基体材料に用いるのは困難で
あった。例えばポリカーボネート樹脂の場合は、そのガ
ラス転移温度は分子量に依存するものの、入手容易な分
子量においては通常１００〜１５０℃以上の温度でその
表面にａ−Ｓｉを成膜する事は困難である。
じんで、また透明性も良く、更にガラス等のように落し
ても割れないポリカーボネート樹脂やポリエステル樹
脂、その他の有機高分子を基体材料に用いるのは困難で
あった。例えばポリカーボネート樹脂の場合は、そのガ
ラス転移温度は分子量に依存するものの、入手容易な分
子量においては通常１００〜１５０℃以上の温度でその
表面にａ−Ｓｉを成膜する事は困難である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題を解
決するためになされたもので、その目的とするところは
有機高分子基体上に成膜可能な、低基体温度でも従来よ
り格段に良好な特性を示すａ−Ｓｉ又はａ−Ｓｉ合金堆
積膜を形成することのできる成膜方法を提供する事にあ
る。
決するためになされたもので、その目的とするところは
有機高分子基体上に成膜可能な、低基体温度でも従来よ
り格段に良好な特性を示すａ−Ｓｉ又はａ−Ｓｉ合金堆
積膜を形成することのできる成膜方法を提供する事にあ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、基体上に水素化アモルファスシリコン又は
水素化アモルファスシリコン合金堆積膜を形成する堆積
膜の成膜方法において、基体温度を１５０℃以下に保ち
ながら、基体上に水素化アモルファスシリコン層又は水
素化アモルファスシリコン合金層を堆積する工程と、堆
積した水素化アモルファスシリコン層又は水素化アモル
ファスシリコン合金層に水素原子又は水素イオン照射を
する工程とを交互に繰り返しながら堆積を行うもので、
また基体上に水素化アモルファスシリコン又は水素化ア
モルファスシリコン合金堆積膜を形成する堆積膜の成膜
方法において、基体温度を１５０℃以下に保つと共に水
素原子又は水素イオンで連続的に照射しながら、基体上
に断続的に水素化アモルファスシリコン層又は水素化ア
モルファスシリコン合金層を堆積するものである。
に本発明は、基体上に水素化アモルファスシリコン又は
水素化アモルファスシリコン合金堆積膜を形成する堆積
膜の成膜方法において、基体温度を１５０℃以下に保ち
ながら、基体上に水素化アモルファスシリコン層又は水
素化アモルファスシリコン合金層を堆積する工程と、堆
積した水素化アモルファスシリコン層又は水素化アモル
ファスシリコン合金層に水素原子又は水素イオン照射を
する工程とを交互に繰り返しながら堆積を行うもので、
また基体上に水素化アモルファスシリコン又は水素化ア
モルファスシリコン合金堆積膜を形成する堆積膜の成膜
方法において、基体温度を１５０℃以下に保つと共に水
素原子又は水素イオンで連続的に照射しながら、基体上
に断続的に水素化アモルファスシリコン層又は水素化ア
モルファスシリコン合金層を堆積するものである。
【０００９】更に本発明は水素化アモルファスシリコン
層又は水素化アモルファスシリコン合金層を堆積する各
工程での堆積層厚が１０オングストローム以上であるこ
と、水素原子又は水素イオン照射をする工程に水素プラ
ズマ照射を用いること、少なくとも水素イオン照射をす
る工程において基体側にバイアスを印加することを含
む。
層又は水素化アモルファスシリコン合金層を堆積する各
工程での堆積層厚が１０オングストローム以上であるこ
と、水素原子又は水素イオン照射をする工程に水素プラ
ズマ照射を用いること、少なくとも水素イオン照射をす
る工程において基体側にバイアスを印加することを含
む。
【００１０】以下、本発明を詳細に説明する。
【００１１】本発明においては基体上に水素化アモルフ
ァスシリコン又は水素化アモルファスシリコン合金堆積
膜を形成するものである。
ァスシリコン又は水素化アモルファスシリコン合金堆積
膜を形成するものである。
【００１２】基体としては通常用いられる無機材料や有
機材料が利用できる。
機材料が利用できる。
【００１３】本発明においてはこれらの基体を用いて、
基体温度を１５０℃以下に保った状態でａ−Ｓｉ又はａ
−Ｓｉ合金の堆積膜を形成するものである。
基体温度を１５０℃以下に保った状態でａ−Ｓｉ又はａ
−Ｓｉ合金の堆積膜を形成するものである。
【００１４】本発明でａ−Ｓｉ膜を堆積する手順は、そ
の一例を図１に示す様に、一定時間ｔD の間ａ−Ｓｉ層
の堆積を行なった後この堆積したａ−Ｓｉ層に対して別
の一定時間ｔA だけ水素プラズマ照射などにより水素原
子または水素イオンを照射するという一組のステップを
繰返す事である。
の一例を図１に示す様に、一定時間ｔD の間ａ−Ｓｉ層
の堆積を行なった後この堆積したａ−Ｓｉ層に対して別
の一定時間ｔA だけ水素プラズマ照射などにより水素原
子または水素イオンを照射するという一組のステップを
繰返す事である。
【００１５】また、他の例としては水素原子又は水素イ
オン照射をしながら一定時間ｔD の間にａ−Ｓｉ層の堆
積を行なった後、この堆積したａ−Ｓｉ層に対して更に
連続して別の一定時間ｔA だけ水素原子又は水素イオン
照射をするという一組のステップを繰返す事である。
オン照射をしながら一定時間ｔD の間にａ−Ｓｉ層の堆
積を行なった後、この堆積したａ−Ｓｉ層に対して更に
連続して別の一定時間ｔA だけ水素原子又は水素イオン
照射をするという一組のステップを繰返す事である。
【００１６】この場合、例えばｔD の間の堆積速度をｖ
D とすると各ステップをｎ回繰り返した後の堆積膜厚Ｌ
とこれに要する堆積時間ｔT は理論的には次の様にな
る。
D とすると各ステップをｎ回繰り返した後の堆積膜厚Ｌ
とこれに要する堆積時間ｔT は理論的には次の様にな
る。
【００１７】 ［式１］ Ｌ＝ｖD ｔD ｎ （１） ［式２］ ｔT=（ｔD ＋ｔA ）ｎ （２） 従って平均的な堆積速度ＶD は、 ［式３］ ＶD ＝Ｌ／ｔT ＝ｖD ・ｔD ／（ｔD ＋ｔA ） （３） となる。実際に成膜すると、ＬとＶD は上式の値に一致
するか、又は若干小さい値になる。
するか、又は若干小さい値になる。
【００１８】各ステップのｔD ，ｖD ，ｔA は、上記の
最も単純な例に限定されない。各ステップごとにｔD ，
ｖD ，ｔA を変化させてｔD '，ｖD '，ｔA 'としてもさし
つかえない。
最も単純な例に限定されない。各ステップごとにｔD ，
ｖD ，ｔA を変化させてｔD '，ｖD '，ｔA 'としてもさし
つかえない。
【００１９】さらにｖD は一定値でなく、時間の関数で
あっても良い。
あっても良い。
【００２０】少なくともｔA の期間は、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。ｔD の期間に堆積するａ−Ｓｉの層厚ｌ
（＝ｖD ｔD ）は２原子層程度以上必要で、実際上１０
Å以上必要である。
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。ｔD の期間に堆積するａ−Ｓｉの層厚ｌ
（＝ｖD ｔD ）は２原子層程度以上必要で、実際上１０
Å以上必要である。
【００２１】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ステップ前の水素プラズマ照射により出来たａ−Ｓ
ｉ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の
Ｓｉ層の層厚が薄すぎて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−Ｓ
ｉ層の堆積が必要である。ｔD の期間に堆積するａ−Ｓ
ｉ層は部分的に微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ）を含んで
いても良いが、ｔD の期間の堆積層厚が１０Å以上あれ
ばμｃ−Ｓｉ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。
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ステップ前の水素プラズマ照射により出来たａ−Ｓ
ｉ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の
Ｓｉ層の層厚が薄すぎて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−Ｓ
ｉ層の堆積が必要である。ｔD の期間に堆積するａ−Ｓ
ｉ層は部分的に微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ）を含んで
いても良いが、ｔD の期間の堆積層厚が１０Å以上あれ
ばμｃ−Ｓｉ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。
【００２２】各ステップでのａ−Ｓｉ層の層厚が１００
Åを越える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-1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
ｔD の期間に堆積する層厚は１００Å以下、望ましくは
５０Å以下である。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。バイアス印加は外部からの電圧印加でも、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。
Åを越える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-1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
ｔD の期間に堆積する層厚は１００Å以下、望ましくは
５０Å以下である。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。バイアス印加は外部からの電圧印加でも、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。
【００２３】平均の成膜速度ＶD は第（３）式からわか
る様にｔD ｖD すなわち各ステップでの堆積層厚に依存
する。ｔD ｖD が１０〜５０Åのときに特に良質の膜質
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。ｔD の
期間の堆積層厚を、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負バイア
スを印加する事により達成される。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。
る様にｔD ｖD すなわち各ステップでの堆積層厚に依存
する。ｔD ｖD が１０〜５０Åのときに特に良質の膜質
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。ｔD の
期間の堆積層厚を、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負バイア
スを印加する事により達成される。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。
【００２４】図５は、基板に−７５Ｖを印加した場合の
ｌ（＝ｖD ｔD ）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ｌ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。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。
ｌ（＝ｖD ｔD ）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ｌ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。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。
【００２５】水素原子、又は水素イオン照射の方法とし
ては種々のものがあるが、一般的には水素プラズマ照射
が容易な方法である。水素プラズマ照射で重要な事は原
子状水素又は水素イオンをａ−Ｓｉの堆積表面へ送る事
であり、必ずしもプラズマ発光部が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
の水素ガス圧力下で高周波グロー放電を行なう方法であ
る。１３．５６ＭＨｚでの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。この他、
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
−Ｓｉ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−Ｓｉ表面へ水素プラズマ照射する
方法も使用可能である。また加熱したＷやＰｄのノズル
からＨ2ガスを吹き出す方法も採用できる。ａ−Ｓｉ層
を堆積する方法として、プラズマＣＶＤ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−Ｓｉ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−Ｓｉ層を堆積する工程においても
水素ガスを流し、ａ−Ｓｉ堆積の際の成膜ガスであるＳ
ｉＨ4 やＳｉ2 Ｈ6 のみの流れをＯＮ／ＯＦＦ制御する
だけでａ−Ｓｉ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。ＳｉＨ4 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２０％以上が望ましい。この場合ａ−Ｓｉ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
なくプラズマを発生させ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の悪い堆積膜の形成を防止す
る効果がある。成膜ガスの流れのＯＮ／ＯＦＦ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。
ては種々のものがあるが、一般的には水素プラズマ照射
が容易な方法である。水素プラズマ照射で重要な事は原
子状水素又は水素イオンをａ−Ｓｉの堆積表面へ送る事
であり、必ずしもプラズマ発光部が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
の水素ガス圧力下で高周波グロー放電を行なう方法であ
る。１３．５６ＭＨｚでの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。この他、
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
−Ｓｉ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−Ｓｉ表面へ水素プラズマ照射する
方法も使用可能である。また加熱したＷやＰｄのノズル
からＨ2ガスを吹き出す方法も採用できる。ａ−Ｓｉ層
を堆積する方法として、プラズマＣＶＤ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−Ｓｉ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−Ｓｉ層を堆積する工程においても
水素ガスを流し、ａ−Ｓｉ堆積の際の成膜ガスであるＳ
ｉＨ4 やＳｉ2 Ｈ6 のみの流れをＯＮ／ＯＦＦ制御する
だけでａ−Ｓｉ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。ＳｉＨ4 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２０％以上が望ましい。この場合ａ−Ｓｉ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
なくプラズマを発生させ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の悪い堆積膜の形成を防止す
る効果がある。成膜ガスの流れのＯＮ／ＯＦＦ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。
【００２６】ｔD の期間にａ−Ｓｉ層を堆積する方法と
してはＲＦグロー放電プラズマによる方法が挙げられて
いる。ａ−Ｓｉの堆積中にＳｉＨ4 などの反応ガスとと
もにＡｒガスやＨ2 ガスを同時に流す事はａ−Ｓｉの堆
積方法として良く行なわれる方法である。この他にも種
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 ガスを含むガスによる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ＯＮ
／ＯＦＦ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−Ｓｉ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−Ｓ
ｉ膜が得られる。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、不可能ではない。
してはＲＦグロー放電プラズマによる方法が挙げられて
いる。ａ−Ｓｉの堆積中にＳｉＨ4 などの反応ガスとと
もにＡｒガスやＨ2 ガスを同時に流す事はａ−Ｓｉの堆
積方法として良く行なわれる方法である。この他にも種
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 ガスを含むガスによる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ＯＮ
／ＯＦＦ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−Ｓｉ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−Ｓ
ｉ膜が得られる。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、不可能ではない。
【００２７】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。この情況は図２の
データを取る事により確かめる事が出来る。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。
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。この情況は図２の
データを取る事により確かめる事が出来る。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。
【００２８】本発明の製造方法によって得られたａ−Ｓ
ｉデバイスのａ−Ｓｉ膜はａ−Ｓｉ層の堆積の各ステッ
プにおいて、通常若干の不純物の混入が避けられない。
特に、各ステップで堆積するａ−Ｓｉの各層の界面は理
想的には全く識別不可能であるべきであるが、実際には
各層間の界面には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、Ｓ
ＩＭＳで膜全体としての不純物濃度が高い事が確認出来
るレベルのものまで種々のものがある。またｔ D の期間
での１ステップのａ−Ｓｉ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、一般的に容易に
分析可能とは言えないため、その効果は現時点では確認
していない。
ｉデバイスのａ−Ｓｉ膜はａ−Ｓｉ層の堆積の各ステッ
プにおいて、通常若干の不純物の混入が避けられない。
特に、各ステップで堆積するａ−Ｓｉの各層の界面は理
想的には全く識別不可能であるべきであるが、実際には
各層間の界面には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、Ｓ
ＩＭＳで膜全体としての不純物濃度が高い事が確認出来
るレベルのものまで種々のものがある。またｔ D の期間
での１ステップのａ−Ｓｉ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、一般的に容易に
分析可能とは言えないため、その効果は現時点では確認
していない。
【００２９】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。図４には、このようなＣＶＤ装置の一例を示してあ
る。図中１は基板で、ヒータープレートをかねた電極３
に取付けてある。電極３はアース線５により接地してあ
ると共に電線４を通して送られる電力により加熱され
る。２は電極である。６はコントローラ、７は高周波電
源である。成膜室１７は排気管８を介してポンプ９で排
気される。導波管１９を通してマイクロ波を送り、石英
管１８内でマイクロ波プラズマを発生させる。１４，１
５は排気ラインである。２０，２１，２２，３０，３
１，３２，４０，４１，４２，５０，５１，５２，はそ
れぞれガスラインで、また６０，６１，６２，７０，７
１，７２，８０，８１，８２，９０，９１，９２はそれ
ぞれ原料ガスラインを示している。反応ガスはライン１
２、バルブ１３、ライン１３を通り成膜室１７に入るも
のである。
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。図４には、このようなＣＶＤ装置の一例を示してあ
る。図中１は基板で、ヒータープレートをかねた電極３
に取付けてある。電極３はアース線５により接地してあ
ると共に電線４を通して送られる電力により加熱され
る。２は電極である。６はコントローラ、７は高周波電
源である。成膜室１７は排気管８を介してポンプ９で排
気される。導波管１９を通してマイクロ波を送り、石英
管１８内でマイクロ波プラズマを発生させる。１４，１
５は排気ラインである。２０，２１，２２，３０，３
１，３２，４０，４１，４２，５０，５１，５２，はそ
れぞれガスラインで、また６０，６１，６２，７０，７
１，７２，８０，８１，８２，９０，９１，９２はそれ
ぞれ原料ガスラインを示している。反応ガスはライン１
２、バルブ１３、ライン１３を通り成膜室１７に入るも
のである。
【００３０】ａ−Ｓｉ堆積にプラズマＣＶＤやスパッタ
ー法などの様にガスによる放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
膜室へのガス供給ラインの他に、ガス供給バルブを閉じ
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ためのガスラ
インを持つ事はｔD 及びｔA におけるガスの安定供給の
ために効果がある。図４中のライン１４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。
ー法などの様にガスによる放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
膜室へのガス供給ラインの他に、ガス供給バルブを閉じ
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ためのガスラ
インを持つ事はｔD 及びｔA におけるガスの安定供給の
ために効果がある。図４中のライン１４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。
【００３１】本発明の方法はａ−Ｓｉ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。
分だけでなく、ｐ層やｎ層に適用しても効果がある。
【００３２】本発明により、ａ−Ｓｉを堆積する各工程
での堆積層厚を１０Å以上とする堆積工程と、プラズマ
照射をする工程とを交互に繰返しながら製造する堆積膜
における光電流の基体温度依存性は図２に示す様にな
る。図２から明らかなように２００℃以下の温度領域で
の特性の低下は本発明により大幅に改善される。低温領
域でのこの様な顕著な効果は本発明により初めて達成出
来る。
での堆積層厚を１０Å以上とする堆積工程と、プラズマ
照射をする工程とを交互に繰返しながら製造する堆積膜
における光電流の基体温度依存性は図２に示す様にな
る。図２から明らかなように２００℃以下の温度領域で
の特性の低下は本発明により大幅に改善される。低温領
域でのこの様な顕著な効果は本発明により初めて達成出
来る。
【００３３】
【実施例】実施例１ 厚さ１ｍｍの透明なポリカーボネート樹脂基板上に、基
板表面温度１００℃にてａ−Ｓｉの成膜を行なった。最
終膜厚は約５０００Åであった。用いる装置は図４と基
本的に同一の装置である。基板１をヒータープレート３
に取りつけ、成膜室１７を１０-7Ｔｏｒｒ台まで減圧に
し、基板をアノードをかねたヒータープレート３のヒー
ターで加熱した。次に、Ｈ2 ガスライン２０，２１，２
２よりＨ 2 を、Ａｒガスライン３０，３１，３２よりＡ
ｒを成膜室１７に流し、導波管１９よりマイクロ波を送
り、石英管１８内でマイクロ波プラズマを発生させ、圧
力を５０ｍＴｏｒｒに合わせて電極３と２の間で１３．
５６ＭＨｚの高周波でグロー放電をさせた。そして、Ｓ
ｉＨ4 ガスライン６０，６１，６２よりＳｉＨ4 ガスを
流し始め、ＳｉＨ4 廃棄ライン１４，１５へ流した。ガ
スの流れが安定しているのを確認した上でａ−Ｓｉの成
膜に移った。
板表面温度１００℃にてａ−Ｓｉの成膜を行なった。最
終膜厚は約５０００Åであった。用いる装置は図４と基
本的に同一の装置である。基板１をヒータープレート３
に取りつけ、成膜室１７を１０-7Ｔｏｒｒ台まで減圧に
し、基板をアノードをかねたヒータープレート３のヒー
ターで加熱した。次に、Ｈ2 ガスライン２０，２１，２
２よりＨ 2 を、Ａｒガスライン３０，３１，３２よりＡ
ｒを成膜室１７に流し、導波管１９よりマイクロ波を送
り、石英管１８内でマイクロ波プラズマを発生させ、圧
力を５０ｍＴｏｒｒに合わせて電極３と２の間で１３．
５６ＭＨｚの高周波でグロー放電をさせた。そして、Ｓ
ｉＨ4 ガスライン６０，６１，６２よりＳｉＨ4 ガスを
流し始め、ＳｉＨ4 廃棄ライン１４，１５へ流した。ガ
スの流れが安定しているのを確認した上でａ−Ｓｉの成
膜に移った。
【００３４】バルブ１６を切りかえてガスライン１３を
通じてＳｉＨ4 を成膜室内に流し込み、成膜を行なっ
た。この際、図１の方式に従ってバルブ１６を定期的に
切りかえ、ＳｉＨ4 を断続的に成膜室１７内へ送り込ん
だ。これにより、ａ−Ｓｉの堆積工程とＳｉＨ4 なしの
状態で放電により水素プラズマ照射をする工程とをくり
返す事が出来た。ａ−Ｓｉの一工程の堆積により、３０
Åのａ−Ｓｉを堆積した。水素プラズマ照射の一工程は
６０ｓｅｃであった。ＳｉＨ4 を流した状態での成膜室
内圧力は約０．１Ｔｏｒｒであった。
通じてＳｉＨ4 を成膜室内に流し込み、成膜を行なっ
た。この際、図１の方式に従ってバルブ１６を定期的に
切りかえ、ＳｉＨ4 を断続的に成膜室１７内へ送り込ん
だ。これにより、ａ−Ｓｉの堆積工程とＳｉＨ4 なしの
状態で放電により水素プラズマ照射をする工程とをくり
返す事が出来た。ａ−Ｓｉの一工程の堆積により、３０
Åのａ−Ｓｉを堆積した。水素プラズマ照射の一工程は
６０ｓｅｃであった。ＳｉＨ4 を流した状態での成膜室
内圧力は約０．１Ｔｏｒｒであった。
【００３５】こうして堆積した厚さ約５０００Åのａ−
Ｓｉ膜の光電流を測定した。一方、通常のＲＦグロー放
電により基板温度２００℃でガラス基板上に連続して堆
積したａ−Ｓｉ膜の光電流を測定し、前記光電流と比較
したところ、２００℃で連続成膜した膜とほぼ同等の光
電流が得られた。
Ｓｉ膜の光電流を測定した。一方、通常のＲＦグロー放
電により基板温度２００℃でガラス基板上に連続して堆
積したａ−Ｓｉ膜の光電流を測定し、前記光電流と比較
したところ、２００℃で連続成膜した膜とほぼ同等の光
電流が得られた。
【００３６】また比較のため、ポリカーボネート基板に
基板温度２００℃でａ−Ｓｉの堆積を行なったところ、
基板が変形し、評価不能であった。
基板温度２００℃でａ−Ｓｉの堆積を行なったところ、
基板が変形し、評価不能であった。
【００３７】さらにポリカーボネート基板上に１００℃
で連続成膜したａ−Ｓｉ膜の光電流とも比較したとこ
ろ、１００℃で連続成膜した膜と較べて、本発明の膜は
約２桁大きな光電流が得られた。 実施例２ 実施例１と同様の方法によりｎ型ａ−Ｓｉを成膜した。
ＳｉＨ4 を流す時、同時にガスライン７０，７１，７２
を通じてＰＨ3 を流す事により成膜を行なった。基板温
度は１００℃、膜厚は５０００Åであった。基板をヒー
タープレート３に取り付け、成膜室１７を１０-7Ｔｏｒ
ｒ台まで減圧にし、基板を１００℃に加熱した。次にＨ
2 ガスライン２０，２１，２２よりＨ2 を、Ａｒガスラ
イン３０，３１，３２よりＡｒを成膜室１７に流し、圧
力を５０ｍＴｏｒｒに合わせた。そして導波管１９より
マイクロ波を送り、石英管１８内でマイクロ波プラズマ
を起こした。そしてＳｉＨ4 ガスライン６０，６１，６
２よりＳｉＨ4 ガスを、ＰＨ3 ガスライン７０，７１，
７２よりＨ2 で希釈済のＰＨ3 ガスを流し始め、ＳｉＨ
4 廃棄ライン１４，１５へ流した。ガスの流れが安定し
ているのを確認した上でａ−Ｓｉの成膜に移った。Ｈ2
ガスライン２０，２１，２２よりＨ2 を、Ａｒガスライ
ン３０，３１，３２よりＡｒを定常的に成膜室に流しつ
づけ石英管１８内でマイクロ波プラズマを維持しながら
電極２に１３．５６ＭＨｚの高周波を印加し、グロー放
電を起こした。次にプラズマが発生している状態でバル
ブ１６を切り換え、ガスライン１３を通じてＳｉＨ4 と
ＰＨ3 の混合ガスを成膜室内に流し込み、既に発生して
いるプラズマでＳｉＨ4 とＰＨ3 及びＨ2 を分解し成膜
を行なった。この時図１の方式に従ってバルブ１６を定
期的に切り換え、上記混合ガスを断続的に成膜室へ送る
様にした。これによりａ−Ｓｉの堆積工程とＳｉＨ4 ／
ＰＨ3 なしの状態での水素プラズマ照射をする工程と
を、プラズマを断続させる事なくくり返す事が出来た。
実施例１と同様にａ−Ｓｉの一工程の堆積により３０Å
のａ−Ｓｉを堆積した。水素プラズマ照射の一工程は６
０ｓｅｃとした。ＳｉＨ4 を流した状態での成膜室内圧
力は約０．１Ｔｏｒｒであった。
で連続成膜したａ−Ｓｉ膜の光電流とも比較したとこ
ろ、１００℃で連続成膜した膜と較べて、本発明の膜は
約２桁大きな光電流が得られた。 実施例２ 実施例１と同様の方法によりｎ型ａ−Ｓｉを成膜した。
ＳｉＨ4 を流す時、同時にガスライン７０，７１，７２
を通じてＰＨ3 を流す事により成膜を行なった。基板温
度は１００℃、膜厚は５０００Åであった。基板をヒー
タープレート３に取り付け、成膜室１７を１０-7Ｔｏｒ
ｒ台まで減圧にし、基板を１００℃に加熱した。次にＨ
2 ガスライン２０，２１，２２よりＨ2 を、Ａｒガスラ
イン３０，３１，３２よりＡｒを成膜室１７に流し、圧
力を５０ｍＴｏｒｒに合わせた。そして導波管１９より
マイクロ波を送り、石英管１８内でマイクロ波プラズマ
を起こした。そしてＳｉＨ4 ガスライン６０，６１，６
２よりＳｉＨ4 ガスを、ＰＨ3 ガスライン７０，７１，
７２よりＨ2 で希釈済のＰＨ3 ガスを流し始め、ＳｉＨ
4 廃棄ライン１４，１５へ流した。ガスの流れが安定し
ているのを確認した上でａ−Ｓｉの成膜に移った。Ｈ2
ガスライン２０，２１，２２よりＨ2 を、Ａｒガスライ
ン３０，３１，３２よりＡｒを定常的に成膜室に流しつ
づけ石英管１８内でマイクロ波プラズマを維持しながら
電極２に１３．５６ＭＨｚの高周波を印加し、グロー放
電を起こした。次にプラズマが発生している状態でバル
ブ１６を切り換え、ガスライン１３を通じてＳｉＨ4 と
ＰＨ3 の混合ガスを成膜室内に流し込み、既に発生して
いるプラズマでＳｉＨ4 とＰＨ3 及びＨ2 を分解し成膜
を行なった。この時図１の方式に従ってバルブ１６を定
期的に切り換え、上記混合ガスを断続的に成膜室へ送る
様にした。これによりａ−Ｓｉの堆積工程とＳｉＨ4 ／
ＰＨ3 なしの状態での水素プラズマ照射をする工程と
を、プラズマを断続させる事なくくり返す事が出来た。
実施例１と同様にａ−Ｓｉの一工程の堆積により３０Å
のａ−Ｓｉを堆積した。水素プラズマ照射の一工程は６
０ｓｅｃとした。ＳｉＨ4 を流した状態での成膜室内圧
力は約０．１Ｔｏｒｒであった。
【００３８】こうして堆積した約５０００Åのａ−Ｓｉ
の電気伝導度は１０-4ｓ・ｃｍ程度であり、この値は通
常のＲＦグロー放電により２００℃のガラス基板上に連
続して堆積したｎ型ａ−Ｓｉ膜と同等であった。 実施例３ 実施例１とほぼ同様の方法により、厚さ１ｍｍの透明な
ポリカーボネート樹脂基板上に、基板温度１２０℃にて
ａ−Ｓｉの成膜を行なった。この際ガスの流し方を変
え、ガスライン６０，６１，６２よりＳｉＨ4 を流すと
同時にガスライン９０，９１，９２よりＡｒガスを流
し、ＡｒがＳｉＨ4 とともに成膜室１７へ流れる様にし
た。Ｈ2 はＳｉＨ4 が成膜室へ流れていない時だけガス
ライン２０，２１，２２より成膜室へ流入させた。この
様にして電極３と２の間で１３．５６ＭＨｚの高周波に
よりグロー放電を起こし、図１の様にａ−Ｓｉの成膜を
行なったところ、充分大きな光電流が得られる良質のａ
−Ｓｉ膜が得られた。
の電気伝導度は１０-4ｓ・ｃｍ程度であり、この値は通
常のＲＦグロー放電により２００℃のガラス基板上に連
続して堆積したｎ型ａ−Ｓｉ膜と同等であった。 実施例３ 実施例１とほぼ同様の方法により、厚さ１ｍｍの透明な
ポリカーボネート樹脂基板上に、基板温度１２０℃にて
ａ−Ｓｉの成膜を行なった。この際ガスの流し方を変
え、ガスライン６０，６１，６２よりＳｉＨ4 を流すと
同時にガスライン９０，９１，９２よりＡｒガスを流
し、ＡｒがＳｉＨ4 とともに成膜室１７へ流れる様にし
た。Ｈ2 はＳｉＨ4 が成膜室へ流れていない時だけガス
ライン２０，２１，２２より成膜室へ流入させた。この
様にして電極３と２の間で１３．５６ＭＨｚの高周波に
よりグロー放電を起こし、図１の様にａ−Ｓｉの成膜を
行なったところ、充分大きな光電流が得られる良質のａ
−Ｓｉ膜が得られた。
【００３９】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明により１５０
℃以下の低温において通常のａ−Ｓｉの成膜法では達成
出来ない良好な特性のａ−Ｓｉを得る事が可能となり、
これにより高温では使用不可能な様々な基体材料が使用
可能となる。このため従来の基体を用いたａ−Ｓｉでは
不可能だった分野への応用が幅広く開ける。
℃以下の低温において通常のａ−Ｓｉの成膜法では達成
出来ない良好な特性のａ−Ｓｉを得る事が可能となり、
これにより高温では使用不可能な様々な基体材料が使用
可能となる。このため従来の基体を用いたａ−Ｓｉでは
不可能だった分野への応用が幅広く開ける。
【図１】本発明に係る成膜工程を示すタイムチャートで
ある。
ある。
【図２】本発明方法により製造した堆積膜の堆積時の基
体温度と光電流との関係を示すグラフである。
体温度と光電流との関係を示すグラフである。
【図３】従来法により製造した堆積膜の堆積時の基体温
度と光電流との関係を示すグラフである。
度と光電流との関係を示すグラフである。
【図４】本発明に使用するＣＶＤ装置の一例を示す説明
図である。
図である。
【図５】基板にバイアスを印加した場合の堆積膜厚ｌと
堆積膜中の水素濃度との関係を示すグラフである。
堆積膜中の水素濃度との関係を示すグラフである。
１ 基板 ２，３ 電極 １７ 成膜室 １９ 導波管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 31/04 // Ｈ０５Ｈ 1/46 9014−2Ｇ
Claims (5)
- 【請求項１】 基体上に水素化アモルファスシリコン又
は水素化アモルファスシリコン合金堆積膜を形成する堆
積膜の成膜方法において、基体温度を１５０℃以下に保
ちながら、基体上に水素化アモルファスシリコン層又は
水素化アモルファスシリコン合金層を堆積する工程と、
堆積した水素化アモルファスシリコン層又は水素化アモ
ルファスシリコン合金層に水素原子又は水素イオン照射
をする工程とを交互に繰り返しながら堆積を行う事を特
徴とする水素化アモルファスシリコン堆積膜又は水素化
アモルファスシリコン合金堆積膜の成膜方法。 - 【請求項２】 基体上に水素化アモルファスシリコン又
は水素化アモルファスシリコン合金堆積膜を形成する堆
積膜の成膜方法において、基体温度を１５０℃以下に保
つと共に水素原子又は水素イオンで連続的に照射しなが
ら、基体上に断続的に水素化アモルファスシリコン層又
は水素化アモルファスシリコン合金層を堆積する工程を
有することを特徴とする水素化アモルファスシリコン堆
積膜又は水素化アモルファスシリコン合金堆積膜の成膜
方法。 - 【請求項３】 水素化アモルファスシリコン層又は水素
化アモルファスシリコン合金層を堆積する各工程での堆
積層厚が１０オングストローム以上である請求項２又は
３記載の成膜方法。 - 【請求項４】 水素原子又は水素イオン照射をする工程
に水素プラズマ照射を用いる請求項１乃至３いずれか記
載の成膜方法。 - 【請求項５】 少なくとも水素イオン照射をする工程に
おいて基体側にバイアスを印加する請求項１乃至４いず
れか記載の成膜方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3224315A JPH0562913A (ja) | 1991-09-04 | 1991-09-04 | 堆積膜の成膜方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3224315A JPH0562913A (ja) | 1991-09-04 | 1991-09-04 | 堆積膜の成膜方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0562913A true JPH0562913A (ja) | 1993-03-12 |
Family
ID=16811827
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3224315A Pending JPH0562913A (ja) | 1991-09-04 | 1991-09-04 | 堆積膜の成膜方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0562913A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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