JPH0622203B2 - アモルフアス半導体薄膜生成装置 - Google Patents
アモルフアス半導体薄膜生成装置Info
- Publication number
- JPH0622203B2 JPH0622203B2 JP61001024A JP102486A JPH0622203B2 JP H0622203 B2 JPH0622203 B2 JP H0622203B2 JP 61001024 A JP61001024 A JP 61001024A JP 102486 A JP102486 A JP 102486A JP H0622203 B2 JPH0622203 B2 JP H0622203B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- semiconductor thin
- amorphous semiconductor
- gas
- substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- 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
Description
本発明は、化合物ガスをグロー放電を用いたプラズマ反
応により分解して基体上に堆積させるアモルファス半導
体薄膜生成装置に関する。
応により分解して基体上に堆積させるアモルファス半導
体薄膜生成装置に関する。
第２図に、半導体原料ガスをグロー放電を用いたプラズ
マ反応により分解し、半導体膜を堆積させるために従来
用いられている代表的な生成装置を示す。以下、モノシ
ラン（SiH4）ガスによりアモルファスシリコン半導体薄
膜を作成する場合を例にとり説明を行う。真空排気系に
排気管８を介して接続された反応室６内に原料ガスであ
るモノシランあるいはモノシランと水素の混合ガスを導
入管７より導入し、１Torr前後の減圧下で電圧１，２間
にグロー放電を生起させる。その結果、放電プラズマ中
では高速電子の衝突によりモノシランや水素の活性種が
生成され、これらがヒータ４により加熱される下部電極
２の上に置かれた基板３の上に堆積して半導体薄膜が生
成される。 こうして作成された半導体薄膜の特性は、放電プラズマ
の性質に大きく依存する。プラズマ生成には直流（以下
ＤＣと書く）電圧印加方式と高周波（以下ＲＦと書く）
電圧印加方式とがあるが、現在は絶縁物基板を電極上に
おいても一様なプラズマが得られることなどの利点から
ＲＦ印加方式が主に用いられている。しかし、ＲＦ放電
内では入力パワー以外のプラズマの人為的制御が困難で
あること、及びプラズマの物理的性質を評価する研究方
法が論理的にも実験的にも十分には確立されていないと
いう問題点がある。従って、一つの生成装置においてあ
る膜質の半導体薄膜を成長させるための最適放電条件は
別の生成装置に適用することが困難である。 さらに、第２図のような構造の生成装置では、ｐ形ある
いはｎ形のアモルファスシリコン膜を得るための例えば
ｐ形の場合B2H6，ｎ形の場合PH3などのドーピングガ
ス、あるいはａ−siＣ：Ｈ膜やａ−SiGe：Ｈ膜などのａ
−Si合金薄膜を生成するためのC2H2，GeH4などの化合物
原料ガスは、主原料ガスのSiH4と混合されて導入管７を
介して反応室６に導入される。従って分解エネルギーの
異なる各種のガスが同一の導入管より反応室に導かれ、
同一のプラズマグロー放電条件のもとで分解，生成され
るため、各原料ガスが必ずしも各々最適条件で分解され
ず、最適のｐ形及びｎ形アモルファスシリコン膜あるい
はアモルファス合金膜が得られないという欠点があっ
た。
マ反応により分解し、半導体膜を堆積させるために従来
用いられている代表的な生成装置を示す。以下、モノシ
ラン（SiH4）ガスによりアモルファスシリコン半導体薄
膜を作成する場合を例にとり説明を行う。真空排気系に
排気管８を介して接続された反応室６内に原料ガスであ
るモノシランあるいはモノシランと水素の混合ガスを導
入管７より導入し、１Torr前後の減圧下で電圧１，２間
にグロー放電を生起させる。その結果、放電プラズマ中
では高速電子の衝突によりモノシランや水素の活性種が
生成され、これらがヒータ４により加熱される下部電極
２の上に置かれた基板３の上に堆積して半導体薄膜が生
成される。 こうして作成された半導体薄膜の特性は、放電プラズマ
の性質に大きく依存する。プラズマ生成には直流（以下
ＤＣと書く）電圧印加方式と高周波（以下ＲＦと書く）
電圧印加方式とがあるが、現在は絶縁物基板を電極上に
おいても一様なプラズマが得られることなどの利点から
ＲＦ印加方式が主に用いられている。しかし、ＲＦ放電
内では入力パワー以外のプラズマの人為的制御が困難で
あること、及びプラズマの物理的性質を評価する研究方
法が論理的にも実験的にも十分には確立されていないと
いう問題点がある。従って、一つの生成装置においてあ
る膜質の半導体薄膜を成長させるための最適放電条件は
別の生成装置に適用することが困難である。 さらに、第２図のような構造の生成装置では、ｐ形ある
いはｎ形のアモルファスシリコン膜を得るための例えば
ｐ形の場合B2H6，ｎ形の場合PH3などのドーピングガ
ス、あるいはａ−siＣ：Ｈ膜やａ−SiGe：Ｈ膜などのａ
−Si合金薄膜を生成するためのC2H2，GeH4などの化合物
原料ガスは、主原料ガスのSiH4と混合されて導入管７を
介して反応室６に導入される。従って分解エネルギーの
異なる各種のガスが同一の導入管より反応室に導かれ、
同一のプラズマグロー放電条件のもとで分解，生成され
るため、各原料ガスが必ずしも各々最適条件で分解され
ず、最適のｐ形及びｎ形アモルファスシリコン膜あるい
はアモルファス合金膜が得られないという欠点があっ
た。
本発明は、上記従来の装置にみられる欠点を取除くため
になされたものであり、異なる種類の原料ガスのそれぞ
れ適応した放電の制御が容易で、良質のｐ形及びｎ形ア
モルファス半導体薄膜あるいはアモルファス合金薄膜の
得られるアモルファス半導体薄膜生成装置を提供するこ
とを目的とする。
になされたものであり、異なる種類の原料ガスのそれぞ
れ適応した放電の制御が容易で、良質のｐ形及びｎ形ア
モルファス半導体薄膜あるいはアモルファス合金薄膜の
得られるアモルファス半導体薄膜生成装置を提供するこ
とを目的とする。
本発明によるアモルファス半導体薄膜生成装置は、真空
排気可能な反応室内に、一つの共通電極と開口部がそれ
に対向する複数の円筒状個別電極が配置され、共通電極
と個別電極の間にはそれぞれ独立して制御可能の電源が
接続され、個別電極の内部空間はそれぞれ独立した原料
化合物ガス導入管に連通するものである。これにより、
平行平板電極間のＤＣ放電やＲＦ放電では得られない高
密度，高エネルギーのプラズマを円筒状電極内に発生さ
せ、原料ガスの励起，解離等をより活発に行うホロー電
極方式が、各原料化合物ガスについて各個別電極を用い
てそのガスに適合して独立グロー放電条件下で行われる
ため、上記の目的を達成することができる。
排気可能な反応室内に、一つの共通電極と開口部がそれ
に対向する複数の円筒状個別電極が配置され、共通電極
と個別電極の間にはそれぞれ独立して制御可能の電源が
接続され、個別電極の内部空間はそれぞれ独立した原料
化合物ガス導入管に連通するものである。これにより、
平行平板電極間のＤＣ放電やＲＦ放電では得られない高
密度，高エネルギーのプラズマを円筒状電極内に発生さ
せ、原料ガスの励起，解離等をより活発に行うホロー電
極方式が、各原料化合物ガスについて各個別電極を用い
てそのガスに適合して独立グロー放電条件下で行われる
ため、上記の目的を達成することができる。
第１図はこの発明の実施例を示すもので、第２図と共通
の部分には同一の符号が付されている。図中符号９で示
したのは中空同筒型の金属でできたホロー陰極であり、
メッシュ電極11との間で電源12から給電される電力によ
りＤＣ放電を行い、プラズマ10を発生する。この場合、
ｐ形及びｎ形アモルファスシリコン膜、あるいはアモル
ファス合金膜の生成に必要なSiH4,B2H2,PH3,C2H2,GeH4
などの原料化合物ガスの種類に従い、複数個のホロー陰
極９を縦横に適当な間隔で配置する。また、各ホロー陰
極９へのガス導入は、それぞれ独立に原料ガス導入管７
から絶縁物の接続管17を介してホロー陰極内に供給さ
れ、ここで陰極内に生成されている高密度の負グロープ
ラズマ10中で効率よく電離あるいは解離され、これらの
生成物はメッシュ陽極11を通過して放電部分とメッシュ
電極を挟んで反対側に設置された取付台１上の基板３に
堆積する。この際、メッシュ電極11と基板取付台１の間
に接続されるＲＦ電源14によるＲＦ電界が堆積の均一化
に役立つ。基板３は取付台１に装備されたヒータ４によ
り任意の温度に加熱できる。ＤＣ電源15からの各ホロー
陰極９への給電電力は、各ホロー陰極との間に接続され
た可変抵抗13によって調整することができる。例えば電
源15の電圧が 400〜500 Ｗの場合に可変抵抗13の制御に
より流れる電流を０〜100WA の間に、従ってホロー陰極
９とメッシュ陽極11の間の放電電力は０〜50Ｗの間に調
整する。これにより、例えばC2H2のようなSiH4にくらべ
て分解しやすい原料ガスを供給するホロー陰極９とメッ
シュ陽極11の間の放電電力はSiH4を供給するホロー陰極
９の場合の1/2 ないし1/3 に低められ、最適条件で放電
が起こるようにすることができる。 第１図に示した装置では、電極等に付着したフレークや
ほこりが基板上に落下するのを防ぐために、基板３が上
部に設置されたデポアップ方式となっているが、基板を
下部に設置するデポダウン方式や、基板を鉛直面内に配
置する方式にも本発明を有効に実施できることは勿論で
ある。
の部分には同一の符号が付されている。図中符号９で示
したのは中空同筒型の金属でできたホロー陰極であり、
メッシュ電極11との間で電源12から給電される電力によ
りＤＣ放電を行い、プラズマ10を発生する。この場合、
ｐ形及びｎ形アモルファスシリコン膜、あるいはアモル
ファス合金膜の生成に必要なSiH4,B2H2,PH3,C2H2,GeH4
などの原料化合物ガスの種類に従い、複数個のホロー陰
極９を縦横に適当な間隔で配置する。また、各ホロー陰
極９へのガス導入は、それぞれ独立に原料ガス導入管７
から絶縁物の接続管17を介してホロー陰極内に供給さ
れ、ここで陰極内に生成されている高密度の負グロープ
ラズマ10中で効率よく電離あるいは解離され、これらの
生成物はメッシュ陽極11を通過して放電部分とメッシュ
電極を挟んで反対側に設置された取付台１上の基板３に
堆積する。この際、メッシュ電極11と基板取付台１の間
に接続されるＲＦ電源14によるＲＦ電界が堆積の均一化
に役立つ。基板３は取付台１に装備されたヒータ４によ
り任意の温度に加熱できる。ＤＣ電源15からの各ホロー
陰極９への給電電力は、各ホロー陰極との間に接続され
た可変抵抗13によって調整することができる。例えば電
源15の電圧が 400〜500 Ｗの場合に可変抵抗13の制御に
より流れる電流を０〜100WA の間に、従ってホロー陰極
９とメッシュ陽極11の間の放電電力は０〜50Ｗの間に調
整する。これにより、例えばC2H2のようなSiH4にくらべ
て分解しやすい原料ガスを供給するホロー陰極９とメッ
シュ陽極11の間の放電電力はSiH4を供給するホロー陰極
９の場合の1/2 ないし1/3 に低められ、最適条件で放電
が起こるようにすることができる。 第１図に示した装置では、電極等に付着したフレークや
ほこりが基板上に落下するのを防ぐために、基板３が上
部に設置されたデポアップ方式となっているが、基板を
下部に設置するデポダウン方式や、基板を鉛直面内に配
置する方式にも本発明を有効に実施できることは勿論で
ある。
本発明は、ｐ形及びｎ形アモルファスシリコン膜を生成
するためのドーピングガスあるいはアモルファス合金薄
膜を生成するための化合物ガスを主原料ガスであるシラ
ンガスとは別にそれぞれ独立に供給できるホロー電極を
備え、各ホロー電極によって共通電極との間にそれぞれ
の原料ガスの分解エネルギーに応じた分解条件で、プラ
ズマを生成できるようにしたものである。これにより、
ドーピング効率の優れた各導電形のアモルファスシリコ
ン膜あるいは良好な膜質のアモルファス合金膜を得るこ
とができる。特に、本発明による生成装置を用いてアモ
ルファス太陽電池を作成する場合、ｐ層，ｉ層，ｎ層各
膜の生成において大きな効果を得ることができ、太陽電
池の高効率化に寄与する。
するためのドーピングガスあるいはアモルファス合金薄
膜を生成するための化合物ガスを主原料ガスであるシラ
ンガスとは別にそれぞれ独立に供給できるホロー電極を
備え、各ホロー電極によって共通電極との間にそれぞれ
の原料ガスの分解エネルギーに応じた分解条件で、プラ
ズマを生成できるようにしたものである。これにより、
ドーピング効率の優れた各導電形のアモルファスシリコ
ン膜あるいは良好な膜質のアモルファス合金膜を得るこ
とができる。特に、本発明による生成装置を用いてアモ
ルファス太陽電池を作成する場合、ｐ層，ｉ層，ｎ層各
膜の生成において大きな効果を得ることができ、太陽電
池の高効率化に寄与する。
第１図は本発明の一実施例の断面図、第２図は従来の装
置の断面図である。 １：基板取付台、３：基板、６：反応室、７：ガス導入
管、９：ホロー陰極、11：メッシュ陽極、12：ＤＣ電
源、13：可変抵抗、14：ＲＦ電源、17：絶縁接続管。
置の断面図である。 １：基板取付台、３：基板、６：反応室、７：ガス導入
管、９：ホロー陰極、11：メッシュ陽極、12：ＤＣ電
源、13：可変抵抗、14：ＲＦ電源、17：絶縁接続管。
Claims (1)
- 【請求項１】化合物ガスを電極間に発生するグロー放電
を用いたプラズマ反応により分解して基体上にアモルフ
ァス半導体を堆積させるものにおいて、真空排気可能な
反応室内に一つの共通電極と開口部が該共通電極に対向
する複数の円筒状個別電極が配置され、共通電極と個別
電極の間にはそれぞれ独立して制御可能の電源が接続さ
れ、個別電極の内部空間はそれぞれ独立した化合物ガス
導入管に連通したことを特徴とするアモルファス半導体
薄膜生成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61001024A JPH0622203B2 (ja) | 1986-01-07 | 1986-01-07 | アモルフアス半導体薄膜生成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61001024A JPH0622203B2 (ja) | 1986-01-07 | 1986-01-07 | アモルフアス半導体薄膜生成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62159419A JPS62159419A (ja) | 1987-07-15 |
| JPH0622203B2 true JPH0622203B2 (ja) | 1994-03-23 |
Family
ID=11489995
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61001024A Expired - Lifetime JPH0622203B2 (ja) | 1986-01-07 | 1986-01-07 | アモルフアス半導体薄膜生成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0622203B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0622206B2 (ja) * | 1986-10-27 | 1994-03-23 | 株式会社富士電機総合研究所 | 合金薄膜製造方法 |
| WO2004107825A1 (ja) * | 2003-05-30 | 2004-12-09 | Tokyo Electron Limited | プラズマ源及びプラズマ処理装置 |
| JP2004356558A (ja) * | 2003-05-30 | 2004-12-16 | Toshio Goto | コーティング装置およびコーティング方法 |
| JP5116999B2 (ja) * | 2006-06-27 | 2013-01-09 | 株式会社ピュアロンジャパン | プラズマ発生装置 |
-
1986
- 1986-01-07 JP JP61001024A patent/JPH0622203B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62159419A (ja) | 1987-07-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20020090815A1 (en) | Method for forming a deposited film by plasma chemical vapor deposition | |
| JP5386360B2 (ja) | 電子サイクロトロン共鳴による勾配付きバンドギャップを有する非晶質膜の蒸着 | |
| EP2309023A1 (en) | Deposition film forming apparatus and deposition film forming method | |
| JPH06105691B2 (ja) | 炭素添加非晶質シリコン薄膜の製造方法 | |
| US20110220026A1 (en) | Plasma processing device | |
| US4933203A (en) | Process for depositing amorphous hydrogenated silicon in a plasma chamber | |
| JP5089669B2 (ja) | 薄膜形成装置 | |
| US6926934B2 (en) | Method and apparatus for deposited film | |
| JPH0622205B2 (ja) | プラズマｃｖｄ装置 | |
| JP4273382B2 (ja) | プラズマ処理装置と薄膜形成方法 | |
| JPH0622203B2 (ja) | アモルフアス半導体薄膜生成装置 | |
| JPH0576172B2 (ja) | ||
| JP3144165B2 (ja) | 薄膜生成装置 | |
| JPS59213176A (ja) | 薄膜太陽電池の製造方法 | |
| JPS6150372B2 (ja) | ||
| JPS62262419A (ja) | プラズマｃｖｄ装置 | |
| JP2741391B2 (ja) | 微結晶半導体薄膜の形成方法 | |
| JP3546095B2 (ja) | プラズマｃｖｄ装置 | |
| JP2001026878A (ja) | 薄膜形成装置および半導体薄膜の形成方法 | |
| JPS60123021A (ja) | アモルフアス半導体膜生成装置 | |
| JPS6332863B2 (ja) | ||
| JP2739336B2 (ja) | 薄膜形成方法 | |
| JPH0568109B2 (ja) | ||
| JPS6151631B2 (ja) | ||
| JPH0134926B2 (ja) |