JPH0644552B2 - 非晶質薄膜の製法 - Google Patents
非晶質薄膜の製法Info
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- JPH0644552B2 JPH0644552B2 JP58052662A JP5266283A JPH0644552B2 JP H0644552 B2 JPH0644552 B2 JP H0644552B2 JP 58052662 A JP58052662 A JP 58052662A JP 5266283 A JP5266283 A JP 5266283A JP H0644552 B2 JPH0644552 B2 JP H0644552B2
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- energy
- thin film
- gas
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- 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
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- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 本発明は非晶質薄膜の製法に関し、特に高速製膜でかつ
電気特性の良好な非晶質シリコン（以下α−Ｓｉと略称
する）薄膜の製法に関する。
電気特性の良好な非晶質シリコン（以下α−Ｓｉと略称
する）薄膜の製法に関する。
α−Ｓｉ薄膜は近年よく研究されており、太陽電池や感
光ドラムをはじめ、画像読取装置の走査回路、画像表示
デバイスの駆動回路等への利用が考えられている。
光ドラムをはじめ、画像読取装置の走査回路、画像表示
デバイスの駆動回路等への利用が考えられている。
α−Ｓｉ薄膜の作成は、通常、グロー放電、スパッタリ
ング、ＣＶＤ(chemical vapor deposition)、フォトＣ
ＶＤ(photoinduced chemical vapor deposition)等の方
法により行なわれるが、被膜の形成速度、即ち成膜速度
は数Å／sec以下と遅いものであった。成膜速度を大に
するため蒸着、イオンプレーテング等の手法も検討され
ているが、この場合、光電特性に関する膜質が不良とな
り、先に述べたデバイスにそのまま用いることはできな
い。それ故、現在は成膜速度を犠牲にし、グロー放電に
より成膜速度を５Å／sec以下としているのが実情であ
る。
ング、ＣＶＤ(chemical vapor deposition)、フォトＣ
ＶＤ(photoinduced chemical vapor deposition)等の方
法により行なわれるが、被膜の形成速度、即ち成膜速度
は数Å／sec以下と遅いものであった。成膜速度を大に
するため蒸着、イオンプレーテング等の手法も検討され
ているが、この場合、光電特性に関する膜質が不良とな
り、先に述べたデバイスにそのまま用いることはできな
い。それ故、現在は成膜速度を犠牲にし、グロー放電に
より成膜速度を５Å／sec以下としているのが実情であ
る。
またRFパワーを大にして光電特性を向上させることにつ
いては特開昭57-186319号公報に開示されているが、こ
の方法では多結晶シリコンの薄膜を形成するものであ
り、結晶化に必要な電力は本発明において採用されるエ
ネルギー範囲をはるかに越えて、たとえば最低でも８０
０ＫＪ／ｇ−ＳｉＨ４が必要である。このためエネルギ
ー的に不利となるばかりでなく、結晶化のためには薄膜
の形成速度を低くおさえねばならず、成膜速度の向上は
到底達成できなかった。
いては特開昭57-186319号公報に開示されているが、こ
の方法では多結晶シリコンの薄膜を形成するものであ
り、結晶化に必要な電力は本発明において採用されるエ
ネルギー範囲をはるかに越えて、たとえば最低でも８０
０ＫＪ／ｇ−ＳｉＨ４が必要である。このためエネルギ
ー的に不利となるばかりでなく、結晶化のためには薄膜
の形成速度を低くおさえねばならず、成膜速度の向上は
到底達成できなかった。
本発明者らは上記した従来法における問題を解決すべく
鋭意検討した結果、印加エネルギーと被膜の形成速度を
制禦することにより、成膜速度を２０Å／secを越える
程大にしても、アモルファス膜の光電性能の低下がない
ばかりか、寧ろ該光電性能が向上するという驚くべき現
象を見出し本発明を完成した。
鋭意検討した結果、印加エネルギーと被膜の形成速度を
制禦することにより、成膜速度を２０Å／secを越える
程大にしても、アモルファス膜の光電性能の低下がない
ばかりか、寧ろ該光電性能が向上するという驚くべき現
象を見出し本発明を完成した。
即ち、本発明は被膜形成性の気体をグロー放電により分
解して基板上に薄膜を形成する方法において、被膜の形
成速度が主として該気体の流量によって支配される領域
に存するように分解のためのエネルギーを加え、かつ該
形成速度を大にして被膜が結晶化することを妨げること
を特徴とする非晶質薄膜の製法である。
解して基板上に薄膜を形成する方法において、被膜の形
成速度が主として該気体の流量によって支配される領域
に存するように分解のためのエネルギーを加え、かつ該
形成速度を大にして被膜が結晶化することを妨げること
を特徴とする非晶質薄膜の製法である。
而して、本発明の方法による場合は、実施例の記載にお
いて明らかなように、例えばSinH2n+2（ｎ＝２または
３）（以下ジシランと総称する）を用いる場合におい
て、被膜形成性の気体をグロー放電により分解する際の
エネルギーを前述の領域に適合させることにより、成膜
速度が１０Å／secを越える大きい領域でも光電特性を
低下することなく、成膜し得るものである。
いて明らかなように、例えばSinH2n+2（ｎ＝２または
３）（以下ジシランと総称する）を用いる場合におい
て、被膜形成性の気体をグロー放電により分解する際の
エネルギーを前述の領域に適合させることにより、成膜
速度が１０Å／secを越える大きい領域でも光電特性を
低下することなく、成膜し得るものである。
即ち、本発明はアモルファス膜の高速形成と高性能化を
一挙に成し遂げたものである。
一挙に成し遂げたものである。
本発明において採用される被膜の形成速度が主として該
気体の流量によって支配される領域に存するための分解
のためのエネルギーの好ましい具体的範囲を数値として
示す場合は、ジシラン１ｇ当り６〜100ＫＪ、好ましく
は10〜100ＫＪの範囲である。而して被膜の形成速度を
大にして被膜が結晶化することを防止する具体的成膜速
度は６Å／sec以上であり、好ましくは10Å／sec以上更
に好ましくは15Å／sec以上である。
気体の流量によって支配される領域に存するための分解
のためのエネルギーの好ましい具体的範囲を数値として
示す場合は、ジシラン１ｇ当り６〜100ＫＪ、好ましく
は10〜100ＫＪの範囲である。而して被膜の形成速度を
大にして被膜が結晶化することを防止する具体的成膜速
度は６Å／sec以上であり、好ましくは10Å／sec以上更
に好ましくは15Å／sec以上である。
上記した被膜の形成速度が６Å／sec以下では本発明の
目的に合致せず、特に３Å／sec以下ではしばしば結晶
化するが成膜速度が６Å／sec以上では結晶化すること
なく印加されたエネルギーは光電特性を改善するために
有効に消費され、たとえばジシラン１ｇ当り100ＫＪの
エネルギーを印加しても結晶化することはない。
目的に合致せず、特に３Å／sec以下ではしばしば結晶
化するが成膜速度が６Å／sec以上では結晶化すること
なく印加されたエネルギーは光電特性を改善するために
有効に消費され、たとえばジシラン１ｇ当り100ＫＪの
エネルギーを印加しても結晶化することはない。
本発明においては被膜の形成速度が被膜形成性の気体の
流量に依存する領域になるようにエネルギーを印加する
ものであり、具体的には第１図によって示される。（第
１図に示したごとく横軸にジシラン単位質量当りの印加
エネルギーＩ、縦軸に被膜の形成速度Ｒを点綴した場
合、ある印加エネルギー以上の領域においては該形成速
度は被膜形成性気体の流量Ｖにのみ依存して変化すると
いう現象はもちろん本発明者らが初めて見出したもので
ある）第１図は平行平板型電極を有する容量結合型RFグ
ロー放電装置で得られたものであるが、他の装置たとえ
ば誘導結合型の放電装置においても同様であることは当
業者の容易に理解するところである。而して第１図にお
いて好ましい量のエネルギー印加領域はジシラン１ｇ当
り６×１０３ジュール（本発明では１０３ジュールをKJ
と表わす）を越える(b)の領域である。光電特性の良否
を判定する指標としては一般に光感度（σｐｈ／σＤ）
が用いられるが、例えば太陽電池の用途においてはσ
ｐｈ／σＤ値が大きい程光電変換効率が改善され、少く
ともσｐｈ／σＤ≧１０４であることが好ましいとされ
ている。
流量に依存する領域になるようにエネルギーを印加する
ものであり、具体的には第１図によって示される。（第
１図に示したごとく横軸にジシラン単位質量当りの印加
エネルギーＩ、縦軸に被膜の形成速度Ｒを点綴した場
合、ある印加エネルギー以上の領域においては該形成速
度は被膜形成性気体の流量Ｖにのみ依存して変化すると
いう現象はもちろん本発明者らが初めて見出したもので
ある）第１図は平行平板型電極を有する容量結合型RFグ
ロー放電装置で得られたものであるが、他の装置たとえ
ば誘導結合型の放電装置においても同様であることは当
業者の容易に理解するところである。而して第１図にお
いて好ましい量のエネルギー印加領域はジシラン１ｇ当
り６×１０３ジュール（本発明では１０３ジュールをKJ
と表わす）を越える(b)の領域である。光電特性の良否
を判定する指標としては一般に光感度（σｐｈ／σＤ）
が用いられるが、例えば太陽電池の用途においてはσ
ｐｈ／σＤ値が大きい程光電変換効率が改善され、少く
ともσｐｈ／σＤ≧１０４であることが好ましいとされ
ている。
本発明においては、印加するエネルギーの上限値として
被膜の結晶性が生じない値が採用される。この上限値は
一義的に決定されるものではなく、成膜速度や、成膜時
のグロー放電室の雰囲気圧力や、希釈ガスの種類や希釈
率等によって影響を受ける。
被膜の結晶性が生じない値が採用される。この上限値は
一義的に決定されるものではなく、成膜速度や、成膜時
のグロー放電室の雰囲気圧力や、希釈ガスの種類や希釈
率等によって影響を受ける。
成膜速度を大きくすれば、印加できるエネルギーは大き
くなるが、過度に大きくする場合はプラズマによって形
成する膜の損傷がはげしくなり、光電特性の低下をひき
おこす。印加エネルギーを過度に大きくすると、気相中
の反応が増大し、粉の発生や基板からのアモルファス膜
の剥離が生じるようになる。これらの粉の発生や膜の剥
離はまた雰囲気圧力や希釈ガスにより影響をうける。低
圧力、大希釈がこれらの粉発生や膜剥離に対しては効果
がある。例えば結晶化が生じる程のエネルギーが印加さ
れると形成された膜には損傷が大きく、そのまゝでは実
用性のないものとなり、水素アニール等のアニーリング
によって特性を改善した後においてはじめて実用性のあ
る膜となるにすぎない。
くなるが、過度に大きくする場合はプラズマによって形
成する膜の損傷がはげしくなり、光電特性の低下をひき
おこす。印加エネルギーを過度に大きくすると、気相中
の反応が増大し、粉の発生や基板からのアモルファス膜
の剥離が生じるようになる。これらの粉の発生や膜の剥
離はまた雰囲気圧力や希釈ガスにより影響をうける。低
圧力、大希釈がこれらの粉発生や膜剥離に対しては効果
がある。例えば結晶化が生じる程のエネルギーが印加さ
れると形成された膜には損傷が大きく、そのまゝでは実
用性のないものとなり、水素アニール等のアニーリング
によって特性を改善した後においてはじめて実用性のあ
る膜となるにすぎない。
本発明はこのアニール工程を不要とするものであり、成
膜速度が流量依存領域になるように高エネルギーを印加
することにより、膜質を劣化することなく、高成膜速度
及び高光電特性を達成することができるのである。前記
したエネルギーの上限値を具体的に例示することは困難
であるが、実験的に得られた値では、１０Å／secの成
膜速度の時、300KJ／α−Ｓｉ２Ｈ６のエネルギーまで
は形成された膜はアモルファス状態で存在することを電
子線回分析により確認している。
膜速度が流量依存領域になるように高エネルギーを印加
することにより、膜質を劣化することなく、高成膜速度
及び高光電特性を達成することができるのである。前記
したエネルギーの上限値を具体的に例示することは困難
であるが、実験的に得られた値では、１０Å／secの成
膜速度の時、300KJ／α−Ｓｉ２Ｈ６のエネルギーまで
は形成された膜はアモルファス状態で存在することを電
子線回分析により確認している。
本発明の別の好ましい示例としては被膜形成時の圧力を
高くして１〜１０Torrの範囲で行なうことであり、光電
特性をさらに改善することができる。この場合の圧力を
高めることにより光電特性が向上する詳細な理由は不明
である。圧力を高める具体的方法としては、ガス流量を
かえずに真空系へのコンダクタンスを小さくすることに
よっても可能であるが、好ましくは被膜形成性ガスの流
量を大にして行なうことである。流量を大にすることに
よる圧力上昇による効果の発現は元より、従来技術で問
題となったいた微量不純物の影響も少なくなると思われ
光電特性が良好になり、かつ再現性が向上する。
高くして１〜１０Torrの範囲で行なうことであり、光電
特性をさらに改善することができる。この場合の圧力を
高めることにより光電特性が向上する詳細な理由は不明
である。圧力を高める具体的方法としては、ガス流量を
かえずに真空系へのコンダクタンスを小さくすることに
よっても可能であるが、好ましくは被膜形成性ガスの流
量を大にして行なうことである。流量を大にすることに
よる圧力上昇による効果の発現は元より、従来技術で問
題となったいた微量不純物の影響も少なくなると思われ
光電特性が良好になり、かつ再現性が向上する。
さらに本発明においては基板上に薄膜を形成する際の温
度を200〜450℃に維持して非晶質薄膜が形成されるが、
好ましい示例としては250〜400℃で被膜の形成を行なう
ことである。特に好ましい条件の組み合わせとして上記
の温度範囲中比較的低温の条件においては印加エネルギ
ーを大きくすることである。このように被膜の形成温度
は印加エネルギーと密接に関係している。即ち被膜形成
反応には、グロー放電電力によって主としてエネルギー
が供給されるが、熱的なエネルギーも縦の関係で関与し
ているものである。
度を200〜450℃に維持して非晶質薄膜が形成されるが、
好ましい示例としては250〜400℃で被膜の形成を行なう
ことである。特に好ましい条件の組み合わせとして上記
の温度範囲中比較的低温の条件においては印加エネルギ
ーを大きくすることである。このように被膜の形成温度
は印加エネルギーと密接に関係している。即ち被膜形成
反応には、グロー放電電力によって主としてエネルギー
が供給されるが、熱的なエネルギーも縦の関係で関与し
ているものである。
実施例において示したように、光電特性の改善は形成温
度が低い場合、グロー放電電力が大きい領域で、形成温
度が高い場合、グロー放電電力が比較的小さい領域で、
認められた。
度が低い場合、グロー放電電力が大きい領域で、形成温
度が高い場合、グロー放電電力が比較的小さい領域で、
認められた。
本発明において用いられる被膜形成性の気体としては、
SinH2n+2（ｎは２または３）である例えば高純度ジシラ
ンであることが望ましいが、グロー放電により得られる
ａ−Ｓｉ薄膜の性質が似ているのでｎ＝３であるトリシ
ランが含まれていてもさしつかえない。本発明において
は、被膜形成性の気体としてジシランを主体とする気体
を使用するが、ジシランを主体とするとは、ジシランが
主であり、これに少量のトリシラン等の高次シランを含
有していてもよい趣旨である。而してジシランは物理的
な合成方法、たとえばモノシランを無声放電すると一部
がジシランに変化するがこれを分離して得る方法、又は
化学的な合成方法では製造されるか、そのいずれにおい
ても有用に使用される。しかし乍ら、太陽電池などを工
業的に生産する点からは、安定した品質で大量に得られ
る点で化学的に合成された物質が実用上便利に使用でき
る。
SinH2n+2（ｎは２または３）である例えば高純度ジシラ
ンであることが望ましいが、グロー放電により得られる
ａ−Ｓｉ薄膜の性質が似ているのでｎ＝３であるトリシ
ランが含まれていてもさしつかえない。本発明において
は、被膜形成性の気体としてジシランを主体とする気体
を使用するが、ジシランを主体とするとは、ジシランが
主であり、これに少量のトリシラン等の高次シランを含
有していてもよい趣旨である。而してジシランは物理的
な合成方法、たとえばモノシランを無声放電すると一部
がジシランに変化するがこれを分離して得る方法、又は
化学的な合成方法では製造されるか、そのいずれにおい
ても有用に使用される。しかし乍ら、太陽電池などを工
業的に生産する点からは、安定した品質で大量に得られ
る点で化学的に合成された物質が実用上便利に使用でき
る。
本発明の好ましい示例としてさらに希釈ガスを用いて薄
膜を形成する例がある。この場合の希釈ガスとしては、
He、Ｈ２、Ar等の使用が好ましい。これらの希釈ガスを
用いる場合は光電特性の再現性が向上する。希釈ガス
は、おそらく微量不純物の影響を少なくし、プラズマに
よる膜の損傷を緩和する役割を有していると考えられ
る。希釈の程度は特に限定されないが、５〜２０vol％
の範囲にあることが便利であり、前記の効果が発揮され
る。
膜を形成する例がある。この場合の希釈ガスとしては、
He、Ｈ２、Ar等の使用が好ましい。これらの希釈ガスを
用いる場合は光電特性の再現性が向上する。希釈ガス
は、おそらく微量不純物の影響を少なくし、プラズマに
よる膜の損傷を緩和する役割を有していると考えられ
る。希釈の程度は特に限定されないが、５〜２０vol％
の範囲にあることが便利であり、前記の効果が発揮され
る。
つぎに本発明の実施の態様について更に説明する。グロ
ー放電の可能な反応室中に基板を設置する。ついで被膜
形成性の気体を連続的に導入し、反応室内圧力を１〜１
０Torrの範囲に調節し、グロー放電を開始し、非晶質薄
膜を形成する。薄膜形成中は反応室内温度は200〜450℃
に維持される被膜形成速は６Å／sec以上に保持するよ
うに該気体の流量が調節され、該気体に印加されるエネ
ルギーは該形成速度が気体の流量に主として支配される
領域に存するように調節される。気体に印加されるエネ
ルギーは、例えば次のようにして堆算される。即ち、グ
ロー放電電力により分解のためのエネルギーを加える場
合には、 である。
ー放電の可能な反応室中に基板を設置する。ついで被膜
形成性の気体を連続的に導入し、反応室内圧力を１〜１
０Torrの範囲に調節し、グロー放電を開始し、非晶質薄
膜を形成する。薄膜形成中は反応室内温度は200〜450℃
に維持される被膜形成速は６Å／sec以上に保持するよ
うに該気体の流量が調節され、該気体に印加されるエネ
ルギーは該形成速度が気体の流量に主として支配される
領域に存するように調節される。気体に印加されるエネ
ルギーは、例えば次のようにして堆算される。即ち、グ
ロー放電電力により分解のためのエネルギーを加える場
合には、 である。
グロー放電電力と加熱の両方でエネルギーを与える場合
には、上式の分子に加熱の項を加えればよい。通常のグ
ロー放電の場合には加熱によるエネルギーは先にも述べ
たように従の役割をはたすものであるから、エネルギー
値を求める場合、該加熱項を省略することが本発明にお
いては許される。本加熱項は光電特性の最適化をはかる
ときに重要である。そして、それは装置の形式、原料ガ
スの流れ、流量等により影響を受けるので具体的な数値
として一義的に表わすことは困難である。
には、上式の分子に加熱の項を加えればよい。通常のグ
ロー放電の場合には加熱によるエネルギーは先にも述べ
たように従の役割をはたすものであるから、エネルギー
値を求める場合、該加熱項を省略することが本発明にお
いては許される。本加熱項は光電特性の最適化をはかる
ときに重要である。そして、それは装置の形式、原料ガ
スの流れ、流量等により影響を受けるので具体的な数値
として一義的に表わすことは困難である。
たとえばHeで希釈されたジシラン（１０vol％）100cc／
分に２０Ｗの電力を加える場合のエネルギーは、次のよ
うになる。
分に２０Ｗの電力を加える場合のエネルギーは、次のよ
うになる。
として求められる。第１図及び第２図における横軸は上
記の如くして求めた値である。
記の如くして求めた値である。
また別の実施の態様としては、グロー放電を実施中の反
応室へ、加熱された基板を装入して、基板上に非晶質薄
膜を作成できる。
応室へ、加熱された基板を装入して、基板上に非晶質薄
膜を作成できる。
以上本発明の実施の態様を無ドープの非晶質薄膜として
述べたが、PH3、ＡＳＨ３、Ｂ２Ｈ６等の通常用いられ
るドープ剤とともに用いてｎ型あるいはＰ型の導電型の
非晶質薄膜も作成できる。
述べたが、PH3、ＡＳＨ３、Ｂ２Ｈ６等の通常用いられ
るドープ剤とともに用いてｎ型あるいはＰ型の導電型の
非晶質薄膜も作成できる。
上記した本発明の方法により得られる非晶質薄膜は、各
種の半導体デバイスに適用され、特にアモルファスシリ
コン太陽電池の光活性領域に用いて好適である。
種の半導体デバイスに適用され、特にアモルファスシリ
コン太陽電池の光活性領域に用いて好適である。
以下に実施例をあげて本発明をさらに具体的に説明す
る。
る。
実施例１〜１０ 基板加熱手段、真空排気手段、ガス導入手段を設備した
平行平板電極を有するRF容量結合型反応装置中にローニ
ング社製７０５９ガラス基板を設置し、油拡散ポンプに
より、真空排気（１０−７Torr以下）しながら、該基板
を３００℃に加熱した。つぎに、真空系を油回転ポンプ
排気に切りかえ、Ｓｉ２Ｈ６／He＝10/90の容量比から
なる被膜形成性の気体をマスフローコントローラーを通
して導入し、反応室圧力は真空バルブにより調節した。
膜厚の測定は表面荒さ計で行なった。成膜速度は該膜厚
が約5000Åになるように形成し、この被膜形成に要した
時間で除した値である。電気伝導度σＤは室温で測定し
た。光電導率ＪｐｈはソーラシュミレーターによりＡＭ
Ｉ(100mW/cm2)の光を照射して測定した。光感度として
光導電率を電気伝導率（暗導電率）で除した値を用い
た。被膜形成性のガス流量及び印加するエネルギーを変
化させて得られた結果を第１表に記した。なお被膜速度
が６Å／secに満たない場合を参考例、印加エネルギー
が６KJ/gSi2H6に満たない場合を比較例として示した。
平行平板電極を有するRF容量結合型反応装置中にローニ
ング社製７０５９ガラス基板を設置し、油拡散ポンプに
より、真空排気（１０−７Torr以下）しながら、該基板
を３００℃に加熱した。つぎに、真空系を油回転ポンプ
排気に切りかえ、Ｓｉ２Ｈ６／He＝10/90の容量比から
なる被膜形成性の気体をマスフローコントローラーを通
して導入し、反応室圧力は真空バルブにより調節した。
膜厚の測定は表面荒さ計で行なった。成膜速度は該膜厚
が約5000Åになるように形成し、この被膜形成に要した
時間で除した値である。電気伝導度σＤは室温で測定し
た。光電導率ＪｐｈはソーラシュミレーターによりＡＭ
Ｉ(100mW/cm2)の光を照射して測定した。光感度として
光導電率を電気伝導率（暗導電率）で除した値を用い
た。被膜形成性のガス流量及び印加するエネルギーを変
化させて得られた結果を第１表に記した。なお被膜速度
が６Å／secに満たない場合を参考例、印加エネルギー
が６KJ/gSi2H6に満たない場合を比較例として示した。
実施例１〜１０、参考例１〜３及び比較例１〜６から明
らかなように、印加エネルギーが5.2KJ/g-Si2H6よりも
小さい場合は、σｐｈ／σＤが１×１０４よりも小さ
く、光電特性が不良である。これらの実施例及び比較例
において流量９２cc/min、300cc/min及び500cc/minの場
合をまとめて第１図に示した。第１図において領域(a)
の成膜速度Ｒが印加エネルギーＩ及び被膜形成性の気体
の流量Ｖとともに急速に増加する領域である。領域(b)
は成膜速度Ｒが印加エネルギーＩにほとんど関係なく、
被膜形成性の気体の流量に主として支配されて決定され
る領域である。
らかなように、印加エネルギーが5.2KJ/g-Si2H6よりも
小さい場合は、σｐｈ／σＤが１×１０４よりも小さ
く、光電特性が不良である。これらの実施例及び比較例
において流量９２cc/min、300cc/min及び500cc/minの場
合をまとめて第１図に示した。第１図において領域(a)
の成膜速度Ｒが印加エネルギーＩ及び被膜形成性の気体
の流量Ｖとともに急速に増加する領域である。領域(b)
は成膜速度Ｒが印加エネルギーＩにほとんど関係なく、
被膜形成性の気体の流量に主として支配されて決定され
る領域である。
また第２図は印加エネルギーＩと光感度（σｐｈ／
σＤ）の関係を示すものである。第１図と第２図を比較
すると前述の第１図の(b)領域と第２図の(d)領域とが一
致することが明らかである。即ち、被膜形成性の気体の
流量Ｖに成膜速度Ｒが主として支配されるようになるよ
うにエネルギーＩを印加することにより、光電特性が著
しく改善されることを示している。この現象は従来当業
者の間で知られていた現象、即ち、モノシランＳｉＨ４
からα−Ｓｉ薄膜を形成する時の成膜速度を大にした場
合の光電特性が減少する事実とは異なるものである。本
実施例はａ−Ｓｉ薄膜を２０Å／secを越える高速で形
成しても光電特性が低下しないことを示すものであり、
従来不可能とされていた、高速成膜によるデバイス作成
を可能とすることを開示するものである。
σＤ）の関係を示すものである。第１図と第２図を比較
すると前述の第１図の(b)領域と第２図の(d)領域とが一
致することが明らかである。即ち、被膜形成性の気体の
流量Ｖに成膜速度Ｒが主として支配されるようになるよ
うにエネルギーＩを印加することにより、光電特性が著
しく改善されることを示している。この現象は従来当業
者の間で知られていた現象、即ち、モノシランＳｉＨ４
からα−Ｓｉ薄膜を形成する時の成膜速度を大にした場
合の光電特性が減少する事実とは異なるものである。本
実施例はａ−Ｓｉ薄膜を２０Å／secを越える高速で形
成しても光電特性が低下しないことを示すものであり、
従来不可能とされていた、高速成膜によるデバイス作成
を可能とすることを開示するものである。
実施例１１〜１３ 前述の実施例において基板設定温度を250℃及び385℃と
した。結果を第２表に示した。
した。結果を第２表に示した。
本実施例においては印加エネルギーを大にすることに加
えて基板温度を適当に選択するとσｐｈ／σＤの値がさ
らに改善することを示している。実験結果は基板温度が
低い場合、印加エネルギーが大きい方がσｐｈ／σＤが
改善され、同温度が高い場合、印加エネルギーは相対的
に低い方が改善される傾向にあった。
えて基板温度を適当に選択するとσｐｈ／σＤの値がさ
らに改善することを示している。実験結果は基板温度が
低い場合、印加エネルギーが大きい方がσｐｈ／σＤが
改善され、同温度が高い場合、印加エネルギーは相対的
に低い方が改善される傾向にあった。
比較例７ 実施例１０において、Ｓｉ２Ｈ６／Heの流量を800〔cc/
min〕にして、５０Ｗの電力を加えて、グロー放電を行
い、アモルファスシリコン薄膜を作成した。印加エネル
ギーは5.4〔KJ/g-Si2H6〕であった。成膜速度は28.7
〔Å／sec〕と高速成膜が達成されたが、暗導電率（σ
Ｄ）、光導電率（σｐｈ）並びに光感度はそれぞれ１．
０×１０−１０、８．０×１０−７、８．０×１０３で
あり、最低でも４桁の光感度が要求されるアモルファス
太陽電池に用いる非晶質シリコン薄膜としては、不十分
な光電性能しか有していなかった。
min〕にして、５０Ｗの電力を加えて、グロー放電を行
い、アモルファスシリコン薄膜を作成した。印加エネル
ギーは5.4〔KJ/g-Si2H6〕であった。成膜速度は28.7
〔Å／sec〕と高速成膜が達成されたが、暗導電率（σ
Ｄ）、光導電率（σｐｈ）並びに光感度はそれぞれ１．
０×１０−１０、８．０×１０−７、８．０×１０３で
あり、最低でも４桁の光感度が要求されるアモルファス
太陽電池に用いる非晶質シリコン薄膜としては、不十分
な光電性能しか有していなかった。
比較例８ 実施例１０において、グロー放電電力を２０Ｗにした以
外は同様してアモルファスシリコン薄膜を作成した。印
加エネルギーは３．５〔KJ-g-Si2H6〕であった。成膜速
度は１５．５〔Å／sec〕と高速成膜が達成されたが、
暗導電率（σＤ）、光導電率（σｐｈ）並びに光感度は
それぞれ、８．９×１０−１Ｄ、７．８×１０−６、
８．８×１０３であり、最低でも４桁の光感度が要求さ
れるアモルファス太陽電池に用いる非晶質シリコン薄膜
としては、不十分な光電性能しか有していなかった。
外は同様してアモルファスシリコン薄膜を作成した。印
加エネルギーは３．５〔KJ-g-Si2H6〕であった。成膜速
度は１５．５〔Å／sec〕と高速成膜が達成されたが、
暗導電率（σＤ）、光導電率（σｐｈ）並びに光感度は
それぞれ、８．９×１０−１Ｄ、７．８×１０−６、
８．８×１０３であり、最低でも４桁の光感度が要求さ
れるアモルファス太陽電池に用いる非晶質シリコン薄膜
としては、不十分な光電性能しか有していなかった。
第１図は本発明における被膜形成速度Ｒと印加されるエ
ネルギーＩとの関係を示すグラフであり第２図は印加さ
れるエネルギーＩと膜の光電特性σｐｈ／σＤとの関係
を図示したグラフである。
ネルギーＩとの関係を示すグラフであり第２図は印加さ
れるエネルギーＩと膜の光電特性σｐｈ／σＤとの関係
を図示したグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−65142（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−152464（ＪＰ，Ａ) 信学技報，Ｖｏｌ．81，Ｎｏ．213 （1982−１−19），Ｐ．７〜９ Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．37 ［８」，（1980−10），Ｐ．725〜727
Claims (1)
- 【請求項１】ジシランを主とする被膜形成性の気体なら
びにＨｅまたは水素との混合ガスを高周波グロー放電及
び加熱により分解して、基板上にアモルファス太陽電池
に用いる薄膜を形成する方法において、当該被膜形成性
の気体をＨｅまたは水素で５〜２０vol.％の範囲に希釈
して供給し、被膜の形成速度が主として該気体の流量に
よって支配される領域である、該供給されるジシラン１
ｇ当たり８ｋＪ以上で５０ｋＪ以下の分解のためのエネ
ルギーを加え、かつ該形成速度を６Å／秒以上と大にし
て被膜が結晶化することを妨げることを特徴とするアモ
ルファス太陽電池に用いる非晶質薄膜の製法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58052662A JPH0644552B2 (ja) | 1983-03-30 | 1983-03-30 | 非晶質薄膜の製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58052662A JPH0644552B2 (ja) | 1983-03-30 | 1983-03-30 | 非晶質薄膜の製法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59179151A JPS59179151A (ja) | 1984-10-11 |
| JPH0644552B2 true JPH0644552B2 (ja) | 1994-06-08 |
Family
ID=12921072
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58052662A Expired - Lifetime JPH0644552B2 (ja) | 1983-03-30 | 1983-03-30 | 非晶質薄膜の製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0644552B2 (ja) |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54145539A (en) * | 1978-05-04 | 1979-11-13 | Canon Inc | Electrophotographic image forming material |
| JPS5665142A (en) * | 1979-11-01 | 1981-06-02 | Fuji Photo Film Co Ltd | Manufacture of electrophotographic receptor |
| JPS5742523A (en) * | 1980-08-26 | 1982-03-10 | Fuji Photo Film Co Ltd | Preparation of amorphous silicon film |
| JPS5767938A (en) * | 1980-10-16 | 1982-04-24 | Canon Inc | Production of photoconductive member |
| JPS5771127A (en) * | 1980-10-21 | 1982-05-01 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Manufacture of semiamorphous semiconductor |
| JPS5778546A (en) * | 1980-11-05 | 1982-05-17 | Stanley Electric Co Ltd | Production of photoconductive silicon layer |
| JPS57152464A (en) * | 1981-03-16 | 1982-09-20 | Canon Inc | Manufacture of photoconductive member |
| JPH0691010B2 (ja) * | 1983-01-11 | 1994-11-14 | 三井東圧化学株式会社 | 非晶質薄膜の製法 |
-
1983
- 1983-03-30 JP JP58052662A patent/JPH0644552B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．３７［８」，（１９８０−１０），Ｐ．７２５〜７２７ |
| 信学技報，Ｖｏｌ．８１，Ｎｏ．２１３（１９８２−１−１９），Ｐ．７〜９ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59179151A (ja) | 1984-10-11 |
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