JPH07107896B2 - 半導体素子の製造方法 - Google Patents
半導体素子の製造方法Info
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- JPH07107896B2 JPH07107896B2 JP60028161A JP2816185A JPH07107896B2 JP H07107896 B2 JPH07107896 B2 JP H07107896B2 JP 60028161 A JP60028161 A JP 60028161A JP 2816185 A JP2816185 A JP 2816185A JP H07107896 B2 JPH07107896 B2 JP H07107896B2
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、商業的に有効な手順で光導電合金及び素子を
形成する方法に係る。該方法は、商業的に有効な反応ガ
ス変換効率と商業的に有効な堆積速度とを同時に提供す
る。シリコン系アモルファス半導体合金から光導電素子
を形成することは提案されているが、合金の形成方法
は、商業的に実施するには堆積速度が遅過ぎ、ガス変換
効率が低過ぎる。本発明はより詳細には、選択された反
応ガスのマイクロ波プラズマ堆積により合金及び素子を
形成する方法に係る。更に、強化上部ブロッキング層及
び／又は改良赤外感光度を有する新規光導電素子が形成
され得る。光導電素子は、正又は負のいずれかの電荷を
受容するべく形成され得る。
形成する方法に係る。該方法は、商業的に有効な反応ガ
ス変換効率と商業的に有効な堆積速度とを同時に提供す
る。シリコン系アモルファス半導体合金から光導電素子
を形成することは提案されているが、合金の形成方法
は、商業的に実施するには堆積速度が遅過ぎ、ガス変換
効率が低過ぎる。本発明はより詳細には、選択された反
応ガスのマイクロ波プラズマ堆積により合金及び素子を
形成する方法に係る。更に、強化上部ブロッキング層及
び／又は改良赤外感光度を有する新規光導電素子が形成
され得る。光導電素子は、正又は負のいずれかの電荷を
受容するべく形成され得る。
シリコンは、大規模結晶半導体工業の基礎であり、高費
用高効率（18パーセント）の宇宙用結晶太陽電池の製造
材料である。結晶半導体技術は、商業的状態に達する
と、今日の大規模半導体デバイス製造工業の基礎となっ
た。これは、科学者が実質的に無欠陥のゲルマニウム及
び特にシリコン結晶を成長させ、ｐ型及びｎ型導電領域
を有する外因性材料に転換することができたためであ
る。この効果は、導電率を増加させ、ｐ又はｎ導電型の
いずれかに調節するべく、実質的に純粋な結晶材料に置
換不純物として導入されるドーパント物質のドナー
（ｎ）又はアクセプタ（ｐ）を該結晶材料の中に、ppm
単位で拡散させることにより達せられた。pn接合結晶を
形成するための製造方法は、非常に複雑で時間がかか
り、高費用の工程を含んでいる。従って、太陽電池及び
電流制御デバイスで有効な該結晶材料は、個々のシリコ
ン又はゲルマニウム単結晶を成長させることにより、
又、pn接合が必要な場合には非常に少量である臨界量の
ドーパントを該単結晶にドープすることにより、非常に
正確に調節された条件で製造されている。
用高効率（18パーセント）の宇宙用結晶太陽電池の製造
材料である。結晶半導体技術は、商業的状態に達する
と、今日の大規模半導体デバイス製造工業の基礎となっ
た。これは、科学者が実質的に無欠陥のゲルマニウム及
び特にシリコン結晶を成長させ、ｐ型及びｎ型導電領域
を有する外因性材料に転換することができたためであ
る。この効果は、導電率を増加させ、ｐ又はｎ導電型の
いずれかに調節するべく、実質的に純粋な結晶材料に置
換不純物として導入されるドーパント物質のドナー
（ｎ）又はアクセプタ（ｐ）を該結晶材料の中に、ppm
単位で拡散させることにより達せられた。pn接合結晶を
形成するための製造方法は、非常に複雑で時間がかか
り、高費用の工程を含んでいる。従って、太陽電池及び
電流制御デバイスで有効な該結晶材料は、個々のシリコ
ン又はゲルマニウム単結晶を成長させることにより、
又、pn接合が必要な場合には非常に少量である臨界量の
ドーパントを該単結晶にドープすることにより、非常に
正確に調節された条件で製造されている。
要約すると、結晶シリコンデバイスは、必要に応じて可
変の固定パラメータを有しており、大量の材料を必要と
し、比較的小面積でしか製造できず、コストが高く、製
造時間がかかる。アモルファスシリコンを使用するデバ
イスは、これらの結晶シリコンの欠点を解消することが
できる。アモルファスシリコンは、ダイレクトギャップ
半導体に類似の特性を有する吸光端を備えており、厚さ
50ミクロンの結晶シリコンと同一量の太陽光を吸収する
ために１ミクロン以下の材料厚さしか必要としない。更
に、アモルファスシリコンは結晶シリコンよりも早く、
簡単及び大面積に形成することができる。
変の固定パラメータを有しており、大量の材料を必要と
し、比較的小面積でしか製造できず、コストが高く、製
造時間がかかる。アモルファスシリコンを使用するデバ
イスは、これらの結晶シリコンの欠点を解消することが
できる。アモルファスシリコンは、ダイレクトギャップ
半導体に類似の特性を有する吸光端を備えており、厚さ
50ミクロンの結晶シリコンと同一量の太陽光を吸収する
ために１ミクロン以下の材料厚さしか必要としない。更
に、アモルファスシリコンは結晶シリコンよりも早く、
簡単及び大面積に形成することができる。
従って、アモルファス半導体合金又は薄膜を容易に堆積
するための方法を開発するべく多大な努力が払われてい
るが、いずれも比較的大面積に関するものであり、必要
であれば単に堆積設備の寸法によってのみ面積を限定
し、結晶材料から製造されるデバイスと同様にpn接合デ
バイスを形成しようとする場合には、ｐ型又はｎ型材料
を形成するべく容易にドープされ得る。長年の間、この
ような試みは実質的な効果を生じなかった。アモルファ
スシリコン又はゲルマニウム（IV族）薄膜は、一般に四
配位構造であり、エネルギギャップに高密度の局在状態
をもたらす微小空隙及び未結合手及び他の欠陥を有する
ことが認められている。アモルファスシリコン半導体薄
膜のエネルギギャップに高密度の局在状態が存在する
と、光導電率が低下し、キャリア寿命が短縮し、薄膜を
感光用途に不適合にする。更に、該薄膜はフェルミ準位
を伝導帯又は価電子帯寄りにシフトさせるべく良好にド
ープ又は他の方法で修正され得ず、pn接合を太陽電池及
び電流制御デバイス用途に不適合にしている。
するための方法を開発するべく多大な努力が払われてい
るが、いずれも比較的大面積に関するものであり、必要
であれば単に堆積設備の寸法によってのみ面積を限定
し、結晶材料から製造されるデバイスと同様にpn接合デ
バイスを形成しようとする場合には、ｐ型又はｎ型材料
を形成するべく容易にドープされ得る。長年の間、この
ような試みは実質的な効果を生じなかった。アモルファ
スシリコン又はゲルマニウム（IV族）薄膜は、一般に四
配位構造であり、エネルギギャップに高密度の局在状態
をもたらす微小空隙及び未結合手及び他の欠陥を有する
ことが認められている。アモルファスシリコン半導体薄
膜のエネルギギャップに高密度の局在状態が存在する
と、光導電率が低下し、キャリア寿命が短縮し、薄膜を
感光用途に不適合にする。更に、該薄膜はフェルミ準位
を伝導帯又は価電子帯寄りにシフトさせるべく良好にド
ープ又は他の方法で修正され得ず、pn接合を太陽電池及
び電流制御デバイス用途に不適合にしている。
アモルファスシリコン及びゲルマニウムに関する上記の
問題を最小化する試みとして、Carnegie Laboratory of
Physics,University of Dundee,in Dundee,Scotlandの
W.E.Spear及びP.G.Le Comberは、Solid State Communic
ations,Vol.17,pp.1193−1196,1975に所収の論文「アモ
ルファスシリコンの置換ドーピング（Substitutional D
oping of Amorphous Silicon）」において、アモルファ
スシリコン又はゲルマニウムを真性結晶シリコン又はゲ
ルマニウムにより接近させるべくアモルファスシリコン
又はゲルマニウムのエネルギギャップの局在状態を減少
させること又は、外因性及び／又はｐ又はｎ導電型にす
るべく、結晶材料のドーピングに使用されている適当な
従来のドーパントをアモルファス材料に置換ドープする
ことを企図している。
問題を最小化する試みとして、Carnegie Laboratory of
Physics,University of Dundee,in Dundee,Scotlandの
W.E.Spear及びP.G.Le Comberは、Solid State Communic
ations,Vol.17,pp.1193−1196,1975に所収の論文「アモ
ルファスシリコンの置換ドーピング（Substitutional D
oping of Amorphous Silicon）」において、アモルファ
スシリコン又はゲルマニウムを真性結晶シリコン又はゲ
ルマニウムにより接近させるべくアモルファスシリコン
又はゲルマニウムのエネルギギャップの局在状態を減少
させること又は、外因性及び／又はｐ又はｎ導電型にす
るべく、結晶材料のドーピングに使用されている適当な
従来のドーパントをアモルファス材料に置換ドープする
ことを企図している。
局在状態の減少は、アモルファスシリコン薄膜のグロー
放電堆積により得られ、この場合、シランガス（SiH4）
を反応管に通し、ガスをラジオ周波数グロー放電により
分解して約500−600゜K（227−327℃）の基板温度で基
板に堆積させる。こうして基板に堆積された材料は、シ
リコン及び酸素から構成される真性アモルファス材料で
あった。ドープされたアモルファス材料を製造するため
に、ｎ型導電の場合フォスフィン（PH3）ガスを、ｐ型
導電の場合ジボラン（B2H6）ガスをシランガスに予め混
合し、同一の操業条件下でグロー放電反応管に通した。
使用されたドーパントのガス濃度は、約５×10-6乃至10
-2容量部であった。このように堆積された材料は置換リ
ン又はボロンドーパントを含んでいると見なされ、外因
性及びｎ又はｐ導電型であった。
放電堆積により得られ、この場合、シランガス（SiH4）
を反応管に通し、ガスをラジオ周波数グロー放電により
分解して約500−600゜K（227−327℃）の基板温度で基
板に堆積させる。こうして基板に堆積された材料は、シ
リコン及び酸素から構成される真性アモルファス材料で
あった。ドープされたアモルファス材料を製造するため
に、ｎ型導電の場合フォスフィン（PH3）ガスを、ｐ型
導電の場合ジボラン（B2H6）ガスをシランガスに予め混
合し、同一の操業条件下でグロー放電反応管に通した。
使用されたドーパントのガス濃度は、約５×10-6乃至10
-2容量部であった。このように堆積された材料は置換リ
ン又はボロンドーパントを含んでいると見なされ、外因
性及びｎ又はｐ導電型であった。
前記研究者らからは不明であったが、シラン中の水素は
グロー放電堆積中に最適温度でシリコンの多数の未結合
手と結合し、エネルギギャップの局在状態密度を実質的
に減少させ、アモルファス材料の電気的特性を対応する
結晶材料により接近させることが明らかになった。
グロー放電堆積中に最適温度でシリコンの多数の未結合
手と結合し、エネルギギャップの局在状態密度を実質的
に減少させ、アモルファス材料の電気的特性を対応する
結晶材料により接近させることが明らかになった。
ラジオ周波数堆積法に水素を適用すると、シラン中の水
素対シリコンの固定比率に基づいて制限が生じるのみな
らず、より重要な点として、種々のSi:H結合構造によ
り、材料に有害な結果をもたらし得る新しい非結合状態
が導入される。従って、有効なｐ及びｎドーピングにと
っては特に有害な、材料中の局在状態密度の減少が基本
的に制限される。ラジオ周波数シラン堆積材料の状態密
度は空乏幅を狭くし、太陽電池及び自由キャリアの移動
に基づいて動作する他のデバイスの効率を限定する。シ
リコン及び水素のみを使用して上記材料を形成するラジ
オ周波数法は、更に表面状態密度を高くし、上記全パラ
メータを悪化させる。
素対シリコンの固定比率に基づいて制限が生じるのみな
らず、より重要な点として、種々のSi:H結合構造によ
り、材料に有害な結果をもたらし得る新しい非結合状態
が導入される。従って、有効なｐ及びｎドーピングにと
っては特に有害な、材料中の局在状態密度の減少が基本
的に制限される。ラジオ周波数シラン堆積材料の状態密
度は空乏幅を狭くし、太陽電池及び自由キャリアの移動
に基づいて動作する他のデバイスの効率を限定する。シ
リコン及び水素のみを使用して上記材料を形成するラジ
オ周波数法は、更に表面状態密度を高くし、上記全パラ
メータを悪化させる。
シランガスからシリコンをグロー放電堆積することが開
発されてから、堆積されたアモルファスシリコン薄膜の
特性に対する水素分子の効果を決定するべく、アルゴン
（スパッタ堆積法に必要）と水素分子との混合物雰囲気
中でアモルファスシリコン薄膜のスパッタ堆積が試みら
れた。この研究の結果、水素は、エネルギギャップの局
在状態を減少するべく結合する変質剤として機能するこ
とが明らかになった。しかしながら、スパッタ堆積法で
エネルギギャップの局在状態が減少する程度は、上述の
シラン堆積法に比べると著しく小さい。ｐ及びｎドープ
材料を生成するために、ｐ及びｎドーパントガスが同様
にスパッタ法に使用されている。該材料のドーピング効
率はグロー放電法で得られた材料よりも低い。どちらの
方法も商業的pn又はpin接合デバイスの製造に適した十
分高いアクセプタ濃度を有する効率的なｐドープ材料を
生成していない。ｎドーピング効率は、好ましい許容可
能な商業的レベルより低く、ｐドーピングは、バンドギ
ャップの幅を減少してバンドギャップ中の局在状態の数
を増加するので特に不適当である。
発されてから、堆積されたアモルファスシリコン薄膜の
特性に対する水素分子の効果を決定するべく、アルゴン
（スパッタ堆積法に必要）と水素分子との混合物雰囲気
中でアモルファスシリコン薄膜のスパッタ堆積が試みら
れた。この研究の結果、水素は、エネルギギャップの局
在状態を減少するべく結合する変質剤として機能するこ
とが明らかになった。しかしながら、スパッタ堆積法で
エネルギギャップの局在状態が減少する程度は、上述の
シラン堆積法に比べると著しく小さい。ｐ及びｎドープ
材料を生成するために、ｐ及びｎドーパントガスが同様
にスパッタ法に使用されている。該材料のドーピング効
率はグロー放電法で得られた材料よりも低い。どちらの
方法も商業的pn又はpin接合デバイスの製造に適した十
分高いアクセプタ濃度を有する効率的なｐドープ材料を
生成していない。ｎドーピング効率は、好ましい許容可
能な商業的レベルより低く、ｐドーピングは、バンドギ
ャップの幅を減少してバンドギャップ中の局在状態の数
を増加するので特に不適当である。
1980年10月７日付米国特許第4226898号に記載のグロー
放電、及び1980年８月12日付米国特許第4217374号に記
載の蒸着法により、エネルギギャップの局在状態濃度が
著しく低く高性能の電子特性を有する高度に改良された
アモルファスシリコン合金が形成されるに至った。これ
らの特許（参考資料）に開示されているように、局在状
態密度を実質的に減少させるためにアモルファスシリコ
ン半導体中にフッ素が導入される。小さいフッ素原子は
アモルファス体中に導入し易いので、活性フッ素は特に
アモルファス体中に拡散してアモルファスシリコンと結
合し、局在欠陥状態密度を実質的に減少させる。フッ素
はシリコンの未結合手と結合し、フレキシブルな結合角
度を有する部分的にイオン安定な結合形成し、水素及び
他の補償又は変質剤によって形成されるよりもより安定
且つより効率的な補償又は変質を可能にする。フッ素
は、超小形、高反応性、化学的結合の特異性及び負電性
により、単独又は水素と共に使用した時、水素に比べて
効率的な補償又は変質成分であると認められる。即ち、
フッ素は他のハロゲンと質的に異なっており、従って超
ハロゲンと見なされている。
放電、及び1980年８月12日付米国特許第4217374号に記
載の蒸着法により、エネルギギャップの局在状態濃度が
著しく低く高性能の電子特性を有する高度に改良された
アモルファスシリコン合金が形成されるに至った。これ
らの特許（参考資料）に開示されているように、局在状
態密度を実質的に減少させるためにアモルファスシリコ
ン半導体中にフッ素が導入される。小さいフッ素原子は
アモルファス体中に導入し易いので、活性フッ素は特に
アモルファス体中に拡散してアモルファスシリコンと結
合し、局在欠陥状態密度を実質的に減少させる。フッ素
はシリコンの未結合手と結合し、フレキシブルな結合角
度を有する部分的にイオン安定な結合形成し、水素及び
他の補償又は変質剤によって形成されるよりもより安定
且つより効率的な補償又は変質を可能にする。フッ素
は、超小形、高反応性、化学的結合の特異性及び負電性
により、単独又は水素と共に使用した時、水素に比べて
効率的な補償又は変質成分であると認められる。即ち、
フッ素は他のハロゲンと質的に異なっており、従って超
ハロゲンと見なされている。
例えば、補償はフッ素単独又は水素と組合わせて非常に
少量（例えば１原子パーセントのフラクション）添加す
ることにより達せられ得る。尤も、シリコン−水素−フ
ッ素合金を形成するためにはフッ素及び水素の最適使用
量は、該低比率より著しく大きい。このようなフッ素及
び水素合金量は、例えば１乃至５パーセント又はそれ以
上である。こうして形成された新規合金は、単なる未結
合手や類似の欠陥状態の中和によって得られるよりもエ
ネルギギャップの密度又は欠陥状態が低い。このように
大量のフッ素は、特にアモルファスシリコン含有材料の
新しい構造配列に実質的に関与するものと認められ、他
の合金材料、例えばゲルマニウムの添加を促進する。フ
ッ素は、上記の特徴に加えて、誘導及びイオン効果を介
してシリコン含有合金中の局在構造のオルガナイザであ
ると認められている。更にフッ素は、状態密度低下成分
として作用しながら水素による欠陥状態密度を減少する
べく好適に作用することにより水素の結合に効果を持つ
ことが認められている。該合金でフッ素が果たすイオン
機能は、最近接関係で重要な因子であると認められてい
る。
少量（例えば１原子パーセントのフラクション）添加す
ることにより達せられ得る。尤も、シリコン−水素−フ
ッ素合金を形成するためにはフッ素及び水素の最適使用
量は、該低比率より著しく大きい。このようなフッ素及
び水素合金量は、例えば１乃至５パーセント又はそれ以
上である。こうして形成された新規合金は、単なる未結
合手や類似の欠陥状態の中和によって得られるよりもエ
ネルギギャップの密度又は欠陥状態が低い。このように
大量のフッ素は、特にアモルファスシリコン含有材料の
新しい構造配列に実質的に関与するものと認められ、他
の合金材料、例えばゲルマニウムの添加を促進する。フ
ッ素は、上記の特徴に加えて、誘導及びイオン効果を介
してシリコン含有合金中の局在構造のオルガナイザであ
ると認められている。更にフッ素は、状態密度低下成分
として作用しながら水素による欠陥状態密度を減少する
べく好適に作用することにより水素の結合に効果を持つ
ことが認められている。該合金でフッ素が果たすイオン
機能は、最近接関係で重要な因子であると認められてい
る。
約45年前に、C.Carlsonは硫黄材料を使用する最初の電
子写真法を開発した。その後、上記用途としてセレン及
びセレン合金のようなカルコゲン化物、並びにポリビニ
ルカルバゾール（PVK）のような有機物質が提案され
た。しかしながら、該材料には多少の欠点がある。該材
料は毒性であるため取り扱いが困難であり、軟質である
ため損耗し易く、赤外光感光度が低い。
子写真法を開発した。その後、上記用途としてセレン及
びセレン合金のようなカルコゲン化物、並びにポリビニ
ルカルバゾール（PVK）のような有機物質が提案され
た。しかしながら、該材料には多少の欠点がある。該材
料は毒性であるため取り扱いが困難であり、軟質である
ため損耗し易く、赤外光感光度が低い。
上記材料の欠点に鑑みて、シリコン系アモルファス半導
体合金が電子写真法用に研究された。該材料は、アモル
ファスシリコン合金の硬度と非毒性と改良された赤外光
感光度とにより有効であると認められた。更に、上述の
ように、該材料の状態密度は電子写真複写に必要な電位
を材料に印加できると見なされる点まで低下できる。即
ち、上述の方法で形成されたアモルファス半導体合金
は、電子写真用に適した感光特性を示した。
体合金が電子写真法用に研究された。該材料は、アモル
ファスシリコン合金の硬度と非毒性と改良された赤外光
感光度とにより有効であると認められた。更に、上述の
ように、該材料の状態密度は電子写真複写に必要な電位
を材料に印加できると見なされる点まで低下できる。即
ち、上述の方法で形成されたアモルファス半導体合金
は、電子写真用に適した感光特性を示した。
下部及び上部ブロッキング層を有する光導電素子にラジ
オ周波数法の合金を使用することが提案されている。光
導電素子は、十分な飽和電圧、例えば約350ボルトに荷
電する場合、厚さ15ミクロンのオーダである必要があ
る。しかしながら、従来技術のラジオ周波数法は、毎秒
10オングストローム以下のオーダの比較的低い堆積速度
であり、反応ガス供給ストックの利用度が低く、該材料
を用いて光導電素子を商業的な規模で形成するには重要
な問題である。例えば印加ラジオ周波数パワーを増加す
ることにより、堆積速度を毎秒約10オングストロームよ
り大に増加するなら、有害な粉末及び／又はポリマが合
金に形成及び混入される。
オ周波数法の合金を使用することが提案されている。光
導電素子は、十分な飽和電圧、例えば約350ボルトに荷
電する場合、厚さ15ミクロンのオーダである必要があ
る。しかしながら、従来技術のラジオ周波数法は、毎秒
10オングストローム以下のオーダの比較的低い堆積速度
であり、反応ガス供給ストックの利用度が低く、該材料
を用いて光導電素子を商業的な規模で形成するには重要
な問題である。例えば印加ラジオ周波数パワーを増加す
ることにより、堆積速度を毎秒約10オングストロームよ
り大に増加するなら、有害な粉末及び／又はポリマが合
金に形成及び混入される。
本願出願人は、光導電アモルファス半導体合金及び素子
の新規で改良された形成方法、並びに改良デバイス構造
を発見した。本発明方法は、ポリマまたは粉末を形成せ
ずに堆積速度及び反応ガス変換効率を商業的に有効な値
まで実質的に増加し得る。本発明は又、強化上部ブロッ
キング層及び／又は改良赤外感光度を提供し得る。
の新規で改良された形成方法、並びに改良デバイス構造
を発見した。本発明方法は、ポリマまたは粉末を形成せ
ずに堆積速度及び反応ガス変換効率を商業的に有効な値
まで実質的に増加し得る。本発明は又、強化上部ブロッ
キング層及び／又は改良赤外感光度を提供し得る。
本発明は、従来技術の値よりも実質的に高い商業的に有
効な反応ガス変換効率及び堆積速度で光導電合金及び素
子を形成するための方法を提供する。更に、強化上部ブ
ロッキング層及び／又は改良赤外観光度を有する光導電
素子が形成され得る。素子は正又は負に荷電されるよう
に形成され得る。
効な反応ガス変換効率及び堆積速度で光導電合金及び素
子を形成するための方法を提供する。更に、強化上部ブ
ロッキング層及び／又は改良赤外観光度を有する光導電
素子が形成され得る。素子は正又は負に荷電されるよう
に形成され得る。
本発明方法は、マイクロ波エネルギソースを使用し、光
導電合金を堆積する基板を収容する実質的に密閉された
反応槽にマイクロ波エネルギを連結することを含んでい
る。合金は、少なくとも１種の堆積すべき半導体成分を
含む反応ガスから堆積される。マイクロ波エネルギ及び
反応ガスは、反応ガスから基板にアモルファス光導電半
導体合金を堆積するべく槽内でグロー放電プラズマを形
成する。
導電合金を堆積する基板を収容する実質的に密閉された
反応槽にマイクロ波エネルギを連結することを含んでい
る。合金は、少なくとも１種の堆積すべき半導体成分を
含む反応ガスから堆積される。マイクロ波エネルギ及び
反応ガスは、反応ガスから基板にアモルファス光導電半
導体合金を堆積するべく槽内でグロー放電プラズマを形
成する。
反応ガスは、シラン（SiH4）、四フッ化シリコン（Si
F4）、ジボラン（B2H6）、フォスフィン（PH3）、水素
（H2）、四フッ化ゲルマニウム（GeF4）及びゲルマン
（GeH4）及びこれらの組合わせを含み得る。正荷電型光
導電素子は、基板から光導電層への電子注入を阻止する
ように第１のブロッキング層を基板に堆積することによ
り形成され得る。ブロッキング層は、水素及び／又はフ
ッ素を含む厚さ200〜2000オングストロームのオーダの
ｐ型アモルファスシリコン合金から形成される。ブロッ
キング層の上には、水素及び／又はフッ素を含む厚さ10
〜25ミクロンのオーダの実質的に真性のアモルファスシ
リコン合金からなる第２の光導電層が形成される。光導
電層の上には、電荷容量を高め、暗減衰を遅くし、機械
的に堅い表面を提供するべく絶縁合金からなる上部ブロ
ッキング層が形成されている。上部ブロッキング層は、
更に、素子の安定性を改良するべく湿度及び温度効果に
対する化学的抵抗を提供する。上部ブロッキング層は、
厚さ50〜1000オングストロームのオーダのシリコン、水
素及び／又はフッ素、及び炭素、窒素又は酸素の少なく
とも１個の合金から形成されている。上部層は、酸素
（O2）、メタン（CH4）、アンモニア（NH3）又は窒素
（N2）を添加することにより形成され得る。
F4）、ジボラン（B2H6）、フォスフィン（PH3）、水素
（H2）、四フッ化ゲルマニウム（GeF4）及びゲルマン
（GeH4）及びこれらの組合わせを含み得る。正荷電型光
導電素子は、基板から光導電層への電子注入を阻止する
ように第１のブロッキング層を基板に堆積することによ
り形成され得る。ブロッキング層は、水素及び／又はフ
ッ素を含む厚さ200〜2000オングストロームのオーダの
ｐ型アモルファスシリコン合金から形成される。ブロッ
キング層の上には、水素及び／又はフッ素を含む厚さ10
〜25ミクロンのオーダの実質的に真性のアモルファスシ
リコン合金からなる第２の光導電層が形成される。光導
電層の上には、電荷容量を高め、暗減衰を遅くし、機械
的に堅い表面を提供するべく絶縁合金からなる上部ブロ
ッキング層が形成されている。上部ブロッキング層は、
更に、素子の安定性を改良するべく湿度及び温度効果に
対する化学的抵抗を提供する。上部ブロッキング層は、
厚さ50〜1000オングストロームのオーダのシリコン、水
素及び／又はフッ素、及び炭素、窒素又は酸素の少なく
とも１個の合金から形成されている。上部層は、酸素
（O2）、メタン（CH4）、アンモニア（NH3）又は窒素
（N2）を添加することにより形成され得る。
負荷電型光導電素子は、基板から光導電層への正孔の注
入を阻止するように第１のブロッキング層を基板に堆積
することにより形成され得る。ブロッキング層は、水素
及び／又はフッ素を含む厚さ200〜2000オングストロー
ムのｎ型アモルファスシリコン合金から形成されてい
る。ブロッキング層上には、厚さ10〜25ミクロンのオー
ダの水素及び／又はフッ素を含むややｎ型の真性アモル
ファスシリコン合金からなる第２の光導電層が形成され
ている。光導電層の上には、上述の特徴を提供するべく
絶縁合金からなる上部ブロッキング層が形成されてい
る。上部ブロッキング絶縁合金は、正荷電型層と同様に
厚さ50〜1000オングストロームのオーダで形成され得
る。
入を阻止するように第１のブロッキング層を基板に堆積
することにより形成され得る。ブロッキング層は、水素
及び／又はフッ素を含む厚さ200〜2000オングストロー
ムのｎ型アモルファスシリコン合金から形成されてい
る。ブロッキング層上には、厚さ10〜25ミクロンのオー
ダの水素及び／又はフッ素を含むややｎ型の真性アモル
ファスシリコン合金からなる第２の光導電層が形成され
ている。光導電層の上には、上述の特徴を提供するべく
絶縁合金からなる上部ブロッキング層が形成されてい
る。上部ブロッキング絶縁合金は、正荷電型層と同様に
厚さ50〜1000オングストロームのオーダで形成され得
る。
ラジオ周波数グロー放電から高品質のアモルファス合金
を堆漬することにより、正又は負型荷電素子の上部ブロ
ッキング層の前に上部強化ブロッキング層が付加され得
る。強化層は、正荷電型素子の場合には実質的に真性の
合金、負荷電型素子の場合にはややｎ型の真性合金から
形成されている。いずれの型の層も欠乏幅が厚さ約1000
〜4000オングストロームのシリコン、水素及び／又はフ
ッ素のアモルファス合金から形成される。いずれの型の
素子においても上部ブロッキング層の手前に上部ブロッ
キング強化層を有するか又は有さない赤外感光層が付加
され得る。赤外感光層は、厚さ10000オングストローム
のオーダのアモルファスシリコン、水素及び／又はフッ
素、及びゲルマニウムのような低バンドギャップ半導体
の合金から形成されている。
を堆漬することにより、正又は負型荷電素子の上部ブロ
ッキング層の前に上部強化ブロッキング層が付加され得
る。強化層は、正荷電型素子の場合には実質的に真性の
合金、負荷電型素子の場合にはややｎ型の真性合金から
形成されている。いずれの型の層も欠乏幅が厚さ約1000
〜4000オングストロームのシリコン、水素及び／又はフ
ッ素のアモルファス合金から形成される。いずれの型の
素子においても上部ブロッキング層の手前に上部ブロッ
キング強化層を有するか又は有さない赤外感光層が付加
され得る。赤外感光層は、厚さ10000オングストローム
のオーダのアモルファスシリコン、水素及び／又はフッ
素、及びゲルマニウムのような低バンドギャップ半導体
の合金から形成されている。
すなわち、本発明は、基体上に、下部半導体層と、該下
部半導体層よりも厚い実質的に真性の真性アモルファス
半導体層と、該真性アモルファス半導体層よりも薄い上
部半導体層と、を順次、反応ガスからプラズマ放電によ
り堆積させる半導体素子の製造方法において、前記真性
アモルファス半導体層の主要部をマイクロ波エネルギに
よるプラズマ放電により堆積した後、該主要部より薄い
前記半導体層の残りの部分をラジオ周波数エネルギによ
るプラズマ放電により堆積し、その後、前記上部半導体
層を堆積させることを特徴とする半導体素子の製造方法
にある。
部半導体層よりも厚い実質的に真性の真性アモルファス
半導体層と、該真性アモルファス半導体層よりも薄い上
部半導体層と、を順次、反応ガスからプラズマ放電によ
り堆積させる半導体素子の製造方法において、前記真性
アモルファス半導体層の主要部をマイクロ波エネルギに
よるプラズマ放電により堆積した後、該主要部より薄い
前記半導体層の残りの部分をラジオ周波数エネルギによ
るプラズマ放電により堆積し、その後、前記上部半導体
層を堆積させることを特徴とする半導体素子の製造方法
にある。
以下、添付図面に関して本発明の好適具体例を説明す
る。
る。
第１図は、本発明方法の実施に好適なマイクロ波堆積装
置10を示している。装置10は、光導電アモルファス半導
体合金を堆積すべき基板14を収容している透明管状チャ
ンバ即ち反応槽12から構成されている。基板14は、ロッ
ド又はシャフト18に装着された基板ホルダ16に配置され
ている。基板ホルダ16は、適当なヒータと基板14の温度
を調節するための調節手段（図示せず）とを備え得る。
シャフト18は、エンドギャップ22の開口部20を気密に通
過している。チャンバ12の対向端部は第２のエンドキャ
ップ24により密閉されている。エンドキャップ24はチャ
ンバ12を密閉する機能しか持っておらず、他方、エンド
キャップ22は基板ホルダ16の開口部20、反応ガスの導入
及び排出用開口部（図示せず）及びアンテナ管28の開口
部26を提供している。
置10を示している。装置10は、光導電アモルファス半導
体合金を堆積すべき基板14を収容している透明管状チャ
ンバ即ち反応槽12から構成されている。基板14は、ロッ
ド又はシャフト18に装着された基板ホルダ16に配置され
ている。基板ホルダ16は、適当なヒータと基板14の温度
を調節するための調節手段（図示せず）とを備え得る。
シャフト18は、エンドギャップ22の開口部20を気密に通
過している。チャンバ12の対向端部は第２のエンドキャ
ップ24により密閉されている。エンドキャップ24はチャ
ンバ12を密閉する機能しか持っておらず、他方、エンド
キャップ22は基板ホルダ16の開口部20、反応ガスの導入
及び排出用開口部（図示せず）及びアンテナ管28の開口
部26を提供している。
スロットの１個32を有する型のマイクロ波アンテナ30を
示すべくアンテナ管28の一部は切欠いてある。スロット
付アンテナ30は、1983年11月11日付日本国特許出願第21
2316/83号に開示の型であり得る。アンテナシステムは
更に、1983年９月22日付日本国特許出願第176099/83号
に開示の型であり得る。
示すべくアンテナ管28の一部は切欠いてある。スロット
付アンテナ30は、1983年11月11日付日本国特許出願第21
2316/83号に開示の型であり得る。アンテナシステムは
更に、1983年９月22日付日本国特許出願第176099/83号
に開示の型であり得る。
エネルギを反応槽12に連結するアンテナ30には、マイク
ロ波エネルギソースが連結されている。反応ガスとアン
テナ30からのマイクロ波エネルギとを組み合わせること
により、基板14の領域にプラズマが形成され、基板に光
導電合金が堆積される。本発明によると、反応ガスはプ
ラズマを形成するべく少なくとも１種の半導体成分を含
んでいる。基板14の温度は約300℃に保持され、マイク
ロ波エネルギの周波数は2.45ギガヘルツ以上、好ましく
は約2.45ギガヘルツであり得る。既述のように、マイク
ロ波エネルギと反応ガスとの組合わせにより、堆積工程
を実施するべくプラズマが形成される。
ロ波エネルギソースが連結されている。反応ガスとアン
テナ30からのマイクロ波エネルギとを組み合わせること
により、基板14の領域にプラズマが形成され、基板に光
導電合金が堆積される。本発明によると、反応ガスはプ
ラズマを形成するべく少なくとも１種の半導体成分を含
んでいる。基板14の温度は約300℃に保持され、マイク
ロ波エネルギの周波数は2.45ギガヘルツ以上、好ましく
は約2.45ギガヘルツであり得る。既述のように、マイク
ロ波エネルギと反応ガスとの組合わせにより、堆積工程
を実施するべくプラズマが形成される。
作動中、装置10はまず所望の堆積圧力、例えば10-5トル
より低く減圧される。反応ガス、例えば四フッ化シリコ
ン（SiF4）、シラン（SiH4）、四フッ化ゲルマニウム
（GeF4）、ゲルマン（GeH4）、水素（H2）、ジボラン
（B2H6）、フォスフィン（PH3）、酸素（O2）、メタン
（CH4）、窒素（N2）、アンモニア（NH3）又はこれらの
組合わせをエンドキャップ22から槽12に供給する。必要
であるなら、希釈剤、例えばアルゴン（Ar）を使用して
もよい。槽12は所望の操業圧力、例えば0.05トルに昇圧
される。
より低く減圧される。反応ガス、例えば四フッ化シリコ
ン（SiF4）、シラン（SiH4）、四フッ化ゲルマニウム
（GeF4）、ゲルマン（GeH4）、水素（H2）、ジボラン
（B2H6）、フォスフィン（PH3）、酸素（O2）、メタン
（CH4）、窒素（N2）、アンモニア（NH3）又はこれらの
組合わせをエンドキャップ22から槽12に供給する。必要
であるなら、希釈剤、例えばアルゴン（Ar）を使用して
もよい。槽12は所望の操業圧力、例えば0.05トルに昇圧
される。
基板14の領域にプラズマを形成するべく、アンテナ30か
らのマイクロ波エネルギが槽12に送られる。その結果、
基板14にアモルファス半導体合金が堆積される。ヒータ
は基板を温度約300℃に保持する。マイクロ波エネルギ
ソースの出力電力は、好ましくは立方センチメートル当
たり約0.1〜１ワットの電力密度に調節される。反応ガ
スの流量は、１〜20SCCMであり得る。前記の操業条件を
使用して毎秒少なくとも100オングストロームの堆積速
度が得られる。このような高堆積速度でも、堆積された
アモルファス半導体薄膜は、電子写真用に適した高品質
感光特性を示す。
らのマイクロ波エネルギが槽12に送られる。その結果、
基板14にアモルファス半導体合金が堆積される。ヒータ
は基板を温度約300℃に保持する。マイクロ波エネルギ
ソースの出力電力は、好ましくは立方センチメートル当
たり約0.1〜１ワットの電力密度に調節される。反応ガ
スの流量は、１〜20SCCMであり得る。前記の操業条件を
使用して毎秒少なくとも100オングストロームの堆積速
度が得られる。このような高堆積速度でも、堆積された
アモルファス半導体薄膜は、電子写真用に適した高品質
感光特性を示す。
毎秒100オングストローム以上の堆積速度で高品質合金
を形成するの不可欠な要素のひとつは、低い操業圧力に
ある。0.05トルの操業圧力は、従来のラジオ周波数堆積
圧力の0.5トルに比較して約１桁小さい値である。
を形成するの不可欠な要素のひとつは、低い操業圧力に
ある。0.05トルの操業圧力は、従来のラジオ周波数堆積
圧力の0.5トルに比較して約１桁小さい値である。
毎秒100オングストロームの堆積速度でも、合金はほと
んどポリマ又は粉末含量を含んでいない。該半導体合金
を毎秒10オングストロームより大且つ毎秒20オングスト
ロームより小の高ラジオ周波数堆積速度で堆積しようと
すると、大量のポリマ（SiH2n）及び／又は粉末含量を
含む極めて低品質の合金が生成される。
んどポリマ又は粉末含量を含んでいない。該半導体合金
を毎秒10オングストロームより大且つ毎秒20オングスト
ロームより小の高ラジオ周波数堆積速度で堆積しようと
すると、大量のポリマ（SiH2n）及び／又は粉末含量を
含む極めて低品質の合金が生成される。
製造すべき商業的に有効な光導電素子の場合、堆積時間
及び使用される材料の量は最小化されなければならな
い。当然のことながら、堆積時間がラジオ周波数速度の
10倍以上であるなら、大きな経済的利益が得られる。更
に、本発明のマイクロ波法の反応ガス変換効率は従来技
術のラジオ周波数堆積法と著しく異なる。一般的なラジ
オ周波数方法は、変換及び反応ガスの堆積の効率が著し
く低く、一般に反応ガスからアモルファスシリコン合金
への変換効率は２パーセントのオーダである。これに対
して、本発明のマイクロ波法は実質的に反応ガスの100
パーセントを堆積種に変換する。その結果、実用的光導
電素子又はデバイスに必要な厚さの半導体合金を堆積で
きるという別の大きな経済的利点が生じる。
及び使用される材料の量は最小化されなければならな
い。当然のことながら、堆積時間がラジオ周波数速度の
10倍以上であるなら、大きな経済的利益が得られる。更
に、本発明のマイクロ波法の反応ガス変換効率は従来技
術のラジオ周波数堆積法と著しく異なる。一般的なラジ
オ周波数方法は、変換及び反応ガスの堆積の効率が著し
く低く、一般に反応ガスからアモルファスシリコン合金
への変換効率は２パーセントのオーダである。これに対
して、本発明のマイクロ波法は実質的に反応ガスの100
パーセントを堆積種に変換する。その結果、実用的光導
電素子又はデバイスに必要な厚さの半導体合金を堆積で
きるという別の大きな経済的利点が生じる。
第２図は、基板36、第１のｐ型ブロッキング層38、光導
電層40及び上部絶縁ブロッキング層42を含む第１の生荷
電型光導電素子即ちデバイス34を示している。基板36
は、金属のように導体であるか、或いはガラス又はポリ
マ上に導体被覆を形成された何らかの適当な材料から形
成され得る。第１の即ち下部ブロッキング層38は、ｐ型
アモルファスシリコン、水素及び／又はフッ素合金から
形成されている。このような構造を有するデバイス34は
正荷電デバイスであり、層38は基板36から光導電層40へ
の電子注入を阻止する。
電層40及び上部絶縁ブロッキング層42を含む第１の生荷
電型光導電素子即ちデバイス34を示している。基板36
は、金属のように導体であるか、或いはガラス又はポリ
マ上に導体被覆を形成された何らかの適当な材料から形
成され得る。第１の即ち下部ブロッキング層38は、ｐ型
アモルファスシリコン、水素及び／又はフッ素合金から
形成されている。このような構造を有するデバイス34は
正荷電デバイスであり、層38は基板36から光導電層40へ
の電子注入を阻止する。
ブロッキング層38は、好ましくはH2中にSiH4とB2H6、又
はH2中にSiH4及び／又はSiF4とB2H6とを混合してなる反
応ガス混合物から形成される。ブロッキング層38は、0.
2〜0.3eVの高ｐ型導電活性化エネルギ（ΔＥ）を有する
合金を生成するべく形成されている。好適な配合の一例
は、SiH420部、SiF45部及びH2中に5.5パーセントのB2H6
を混合してなる混合物２部である。第２の好適な配合
は、SiH4約20部及びH2中に5.5パーセントのB2H6を混合
してなる混合物２部である。ブロッキング層38は好まし
くは、立方センチメートル当たり0.1〜1.0ワット、好ま
しくは立方センチメートル当たり約0.7ワットの有効電
力密度で堆積される。ブロッキング層38は好ましくは厚
さ200〜2000オングストロームである。
はH2中にSiH4及び／又はSiF4とB2H6とを混合してなる反
応ガス混合物から形成される。ブロッキング層38は、0.
2〜0.3eVの高ｐ型導電活性化エネルギ（ΔＥ）を有する
合金を生成するべく形成されている。好適な配合の一例
は、SiH420部、SiF45部及びH2中に5.5パーセントのB2H6
を混合してなる混合物２部である。第２の好適な配合
は、SiH4約20部及びH2中に5.5パーセントのB2H6を混合
してなる混合物２部である。ブロッキング層38は好まし
くは、立方センチメートル当たり0.1〜1.0ワット、好ま
しくは立方センチメートル当たり約0.7ワットの有効電
力密度で堆積される。ブロッキング層38は好ましくは厚
さ200〜2000オングストロームである。
光導電層40も同様に、立方センチメートル当たり0.1〜
1.0ワット、好ましくは立方センチメートル当たり約0.7
ワットの有効電力密度で堆積される。光導電層40は好ま
しくは、合金層の全体の厚さが少なくとも10〜25ミクロ
ンとなるように厚さ10〜25ミクロンに堆積される。10ミ
クロンの厚さは、約350ボルトの飽和電圧を確保する。
光導電合金は、厚さミクロン当たり約35〜40ボルトまで
の電界を支持し得る。光導電層40は、実質的に真性の合
金を形成するべく少量のｐ型ドーパントと共にSiH4又は
SiH4及び／又はSiF4の反応ガス混合物から形成される。
ドーパントを含まない真性合金はΔＥ＝0.7eVのややｎ
型である。少量のｐ型ドーパントを添加すると、ΔＥは
約1.0eVに変化する。好適配合の一例は、SiH420部、SiF
45部及びH2中に550ppmのB2H6を混合した混合物0.5部で
ある。第２の好適配合は、SiH420部及びH2中に550ppmの
B2H6を混合した混合物0.5部である。
1.0ワット、好ましくは立方センチメートル当たり約0.7
ワットの有効電力密度で堆積される。光導電層40は好ま
しくは、合金層の全体の厚さが少なくとも10〜25ミクロ
ンとなるように厚さ10〜25ミクロンに堆積される。10ミ
クロンの厚さは、約350ボルトの飽和電圧を確保する。
光導電合金は、厚さミクロン当たり約35〜40ボルトまで
の電界を支持し得る。光導電層40は、実質的に真性の合
金を形成するべく少量のｐ型ドーパントと共にSiH4又は
SiH4及び／又はSiF4の反応ガス混合物から形成される。
ドーパントを含まない真性合金はΔＥ＝0.7eVのややｎ
型である。少量のｐ型ドーパントを添加すると、ΔＥは
約1.0eVに変化する。好適配合の一例は、SiH420部、SiF
45部及びH2中に550ppmのB2H6を混合した混合物0.5部で
ある。第２の好適配合は、SiH420部及びH2中に550ppmの
B2H6を混合した混合物0.5部である。
上部ブロッキング層42は、組合せ層38,40及び42の厚さ
ミクロン当たり35〜40ボルトの高荷電容量を提供するべ
く絶縁体として形成されている。上部ブロッキング層42
は更に、１秒当たり15パーセント未満のオーダの低速度
暗減衰と、カルコゲン化物、例えばSe又はSe92Te8に比
較して非常に堅い表面を提供する。上部ブロッキング層
42は、改良された安定性を有する素子を提供するべく湿
度及び温度効果に対して化学的に抵抗性である。層のバ
ンドギャップは3.0eVより大である。上部ブロッキング
層42は、好ましくはSiH4又はSiH4及び／又はSiF4と酸
素、炭素又は窒素の少なくとも１種を含むガスとの反応
ガス混合物から形成される。好適配合の一例は、CH422
部及びSiH410部である。第２の好適配合は、CH422部、S
iH410部及びSiF410部である。SiO2の酸化物ブロッキン
グ層は、H21部及びSiF4中に５パーセントのO2を混合し
た混合物５部から形成され得る。酸化物層は、立方セン
チメートル当たり0.34ワットの電力密度で堆積され得、
基板温度350℃で毎秒約48オングストロームである。同
様にN2とSiH4又はNH3とSiH4から窒化物ブロッキング層
を堆積することができる。上部ブロッキング層42は、立
方センチメートル当たり0.2〜1.2ワットの電力密度で堆
積され得、好ましくは厚さ50〜1000オングストロームで
ある。
ミクロン当たり35〜40ボルトの高荷電容量を提供するべ
く絶縁体として形成されている。上部ブロッキング層42
は更に、１秒当たり15パーセント未満のオーダの低速度
暗減衰と、カルコゲン化物、例えばSe又はSe92Te8に比
較して非常に堅い表面を提供する。上部ブロッキング層
42は、改良された安定性を有する素子を提供するべく湿
度及び温度効果に対して化学的に抵抗性である。層のバ
ンドギャップは3.0eVより大である。上部ブロッキング
層42は、好ましくはSiH4又はSiH4及び／又はSiF4と酸
素、炭素又は窒素の少なくとも１種を含むガスとの反応
ガス混合物から形成される。好適配合の一例は、CH422
部及びSiH410部である。第２の好適配合は、CH422部、S
iH410部及びSiF410部である。SiO2の酸化物ブロッキン
グ層は、H21部及びSiF4中に５パーセントのO2を混合し
た混合物５部から形成され得る。酸化物層は、立方セン
チメートル当たり0.34ワットの電力密度で堆積され得、
基板温度350℃で毎秒約48オングストロームである。同
様にN2とSiH4又はNH3とSiH4から窒化物ブロッキング層
を堆積することができる。上部ブロッキング層42は、立
方センチメートル当たり0.2〜1.2ワットの電力密度で堆
積され得、好ましくは厚さ50〜1000オングストロームで
ある。
第１のブロッキング層38及び光導電層40は、毎秒100オ
ングストローム以上、即ち従来技術方法の少なくとも10
倍の堆積速度で堆積される。反応ガスの約80パーセント
が利用され得、この値も又従来技術利用率である２パー
セントを大幅に上回っている。上部絶縁ブロッキング層
42は毎秒約30オングストロームより多少遅い速度で堆積
されるが、従来技術のラジオ周波数堆積に比較すると著
しく速い。
ングストローム以上、即ち従来技術方法の少なくとも10
倍の堆積速度で堆積される。反応ガスの約80パーセント
が利用され得、この値も又従来技術利用率である２パー
セントを大幅に上回っている。上部絶縁ブロッキング層
42は毎秒約30オングストロームより多少遅い速度で堆積
されるが、従来技術のラジオ周波数堆積に比較すると著
しく速い。
第３図は、強化上部ブロッキング層を有する別の正荷電
型光導電素子を示している。第２図と本質的に同様に、
基板46、下部ｐ型ブロッキング層48、光導電層50及び上
部ブロッキング層52が形成されている。ブロッキング層
52の前に強化上部ブロッキング層54が堆積されている。
マイクロ波堆積は高品質合金層を提供するが、適切に堆
積されたラジオ周波数層よりも堆積速度が速いのでより
多くの欠陥を含み得る。従って、マイクロ波堆積光導電
層50より低い状態密度を有する高品質を提供するべく、
従来のラジオ周波数プラズマにより強化上部層54を堆積
する。状態密度の低下によりバンドベンディングが増加
し、電荷保持が良好になるので、ラジオ周波数層54はブ
ロッキング層52を強化する。強化ブロッキング層54の空
乏幅の厚さが好ましくはほぼ1000〜4000オングストロー
ムのオーダであるので、全体の有効堆積速度及び反応ガ
ス利用が大幅に低下することはない。強化ブロッキング
層54は、光導電層50と同一の反応ガス混合物から堆積さ
れ得る。
型光導電素子を示している。第２図と本質的に同様に、
基板46、下部ｐ型ブロッキング層48、光導電層50及び上
部ブロッキング層52が形成されている。ブロッキング層
52の前に強化上部ブロッキング層54が堆積されている。
マイクロ波堆積は高品質合金層を提供するが、適切に堆
積されたラジオ周波数層よりも堆積速度が速いのでより
多くの欠陥を含み得る。従って、マイクロ波堆積光導電
層50より低い状態密度を有する高品質を提供するべく、
従来のラジオ周波数プラズマにより強化上部層54を堆積
する。状態密度の低下によりバンドベンディングが増加
し、電荷保持が良好になるので、ラジオ周波数層54はブ
ロッキング層52を強化する。強化ブロッキング層54の空
乏幅の厚さが好ましくはほぼ1000〜4000オングストロー
ムのオーダであるので、全体の有効堆積速度及び反応ガ
ス利用が大幅に低下することはない。強化ブロッキング
層54は、光導電層50と同一の反応ガス混合物から堆積さ
れ得る。
第４図は、改良された赤外感光度を有する正荷電型光導
電素子即ちデバイス56を示している。第２図と本質的に
同様に、基板58、下部ブロッキング層60、光導電層62及
び上部絶縁ブロッキング層64が形成されている。低バン
ドギャップ層66により、赤外感光度が改良される。光導
電層62のバンドギャップは一般に1.7〜1.8eVであり、ほ
とんどの感光用途に好適であるが、レーザラインプリン
タのような赤外用には十分な低さではない。レーザライ
ンプリンタは、約840nmのダイオードGaAsレーザを用い
て作動され得る。低バンドギャップ赤外層66は、ゲルマ
ニウムのような低バンドギャップ半導体成分の添加によ
る層40の堆積に関して述べたと同一であり得る反応ガス
混合物及び工程により形成され得る。ガス混合物にはゲ
ルマン（GeH4）又は四フッ化ゲルマニウム（GeF4）とし
てゲルマニウムが添加され得る。低バンドギャップ赤外
層66は約1.5eVのバンドギャップで厚さ約10000オングス
トロームに形成され得る。低バンドギャップ赤外層66
は、GeH41部、SiF45部及びH23部の反応ガス混合物から
形成され得る。層は、立方センチメートル当たり0.1〜
1.0ワットの有効電力密度、好ましくは立方センチメー
トル当たり0.34ワットの電力密度で堆積され得、275℃
の基板温度で毎秒約13オングストロームである。低バン
ドギャップは赤外周波数の応答を増加する。主に赤外領
域より短い波長から成る光に対して光導電素子を使用す
る場合、低バンドギャップ赤外層66は必要ないので除去
され得る。
電素子即ちデバイス56を示している。第２図と本質的に
同様に、基板58、下部ブロッキング層60、光導電層62及
び上部絶縁ブロッキング層64が形成されている。低バン
ドギャップ層66により、赤外感光度が改良される。光導
電層62のバンドギャップは一般に1.7〜1.8eVであり、ほ
とんどの感光用途に好適であるが、レーザラインプリン
タのような赤外用には十分な低さではない。レーザライ
ンプリンタは、約840nmのダイオードGaAsレーザを用い
て作動され得る。低バンドギャップ赤外層66は、ゲルマ
ニウムのような低バンドギャップ半導体成分の添加によ
る層40の堆積に関して述べたと同一であり得る反応ガス
混合物及び工程により形成され得る。ガス混合物にはゲ
ルマン（GeH4）又は四フッ化ゲルマニウム（GeF4）とし
てゲルマニウムが添加され得る。低バンドギャップ赤外
層66は約1.5eVのバンドギャップで厚さ約10000オングス
トロームに形成され得る。低バンドギャップ赤外層66
は、GeH41部、SiF45部及びH23部の反応ガス混合物から
形成され得る。層は、立方センチメートル当たり0.1〜
1.0ワットの有効電力密度、好ましくは立方センチメー
トル当たり0.34ワットの電力密度で堆積され得、275℃
の基板温度で毎秒約13オングストロームである。低バン
ドギャップは赤外周波数の応答を増加する。主に赤外領
域より短い波長から成る光に対して光導電素子を使用す
る場合、低バンドギャップ赤外層66は必要ないので除去
され得る。
低バンドギャップ赤外層66は、同様に、層54による強化
上部ブロッキング層と赤外感光度との両者を提供するべ
く従来のラジオ周波数プラズマを用いて堆積され得る。
上部ブロッキング層と赤外感光度との両者を提供するべ
く従来のラジオ周波数プラズマを用いて堆積され得る。
第５図は、強化上部ブロッキング層と改良された赤外感
光度との両者を有する正荷電型光導電素子即ちデバイス
68を示している。第２図と本質的に同様に、基板70、下
部ブロッキング層72、光導電層74及び上部ブロッキング
層76が形成されている。夫々第４図及び第３図の層と本
質的に同様に、マイクロ波堆積低バンドギャップ赤外層
78及び上部ブロッキング強化層80が形成されている。
光度との両者を有する正荷電型光導電素子即ちデバイス
68を示している。第２図と本質的に同様に、基板70、下
部ブロッキング層72、光導電層74及び上部ブロッキング
層76が形成されている。夫々第４図及び第３図の層と本
質的に同様に、マイクロ波堆積低バンドギャップ赤外層
78及び上部ブロッキング強化層80が形成されている。
従来のある種の光導電素子、例えばSe系ドラムは正荷電
型デバイスであるが、本発明のアモルファス光導電合金
素子は更に、負荷電型デバイスとしての使用に特に適し
ている。合金の電子移動度と電子再結合寿命、τとの積
は正孔よりも非ドープ合金材料において大であり、従っ
て、カルコゲン化物系と異なり、該合金は正又は負荷電
型構造のいずれかで作動し得る。第６図〜第９図は負荷
電型デバイス即ち素子を示している。
型デバイスであるが、本発明のアモルファス光導電合金
素子は更に、負荷電型デバイスとしての使用に特に適し
ている。合金の電子移動度と電子再結合寿命、τとの積
は正孔よりも非ドープ合金材料において大であり、従っ
て、カルコゲン化物系と異なり、該合金は正又は負荷電
型構造のいずれかで作動し得る。第６図〜第９図は負荷
電型デバイス即ち素子を示している。
第６図は、基板84、第１のｎ型ブロッキング層86、光導
電層88及び上部絶縁ブロッキング層90を含む第１の負荷
電型光導電素子即ちデバイス82を示している。基板84は
同様に、金属のように導体であるか又はガラス又はポリ
マ上に導体を被覆された適当な材料から形成され得る。
第１の即ち下部ブロッキング層86は、ｎ型アモルファス
シリコン、水素及び／又はフッ素合金から形成されてい
る。該構造のデバイス82は負荷電デバイスであり、ｎ型
ブロッキング層86が基板84から光導電層88への正孔注入
を阻止する。
電層88及び上部絶縁ブロッキング層90を含む第１の負荷
電型光導電素子即ちデバイス82を示している。基板84は
同様に、金属のように導体であるか又はガラス又はポリ
マ上に導体を被覆された適当な材料から形成され得る。
第１の即ち下部ブロッキング層86は、ｎ型アモルファス
シリコン、水素及び／又はフッ素合金から形成されてい
る。該構造のデバイス82は負荷電デバイスであり、ｎ型
ブロッキング層86が基板84から光導電層88への正孔注入
を阻止する。
ｎ型ブロッキング層86は、好ましくはH2中にSiH4とP
H3、又はH2中にSiH4及び／又はSiF4とPH3を混合した反
応ガス混合物から形成される。好適配合の一例は、SiH4
20部、SiF45部及びH2中に5.5パーセントのPH3を混合し
た混合物２部である。第２の好適配合は、SiH420部及び
H2中に5.5パーセントのPH3を混合した混合物２部であ
る。ブロッキング層86は、好ましくは立方センチメート
ル当たり0.1〜1.0ワット、好ましくは立方センチメート
ル当たり約0.7ワットの有効電力密度で堆積される。ブ
ロッキング層86は、好ましくはΔＥ＝0.2〜0.3eVの高い
ｎ型で厚さ200〜2000オングストロームである。
H3、又はH2中にSiH4及び／又はSiF4とPH3を混合した反
応ガス混合物から形成される。好適配合の一例は、SiH4
20部、SiF45部及びH2中に5.5パーセントのPH3を混合し
た混合物２部である。第２の好適配合は、SiH420部及び
H2中に5.5パーセントのPH3を混合した混合物２部であ
る。ブロッキング層86は、好ましくは立方センチメート
ル当たり0.1〜1.0ワット、好ましくは立方センチメート
ル当たり約0.7ワットの有効電力密度で堆積される。ブ
ロッキング層86は、好ましくはΔＥ＝0.2〜0.3eVの高い
ｎ型で厚さ200〜2000オングストロームである。
光導電層88は同様に好ましくは、立方センチメートル当
たり0.1〜1.0ワット、好ましくは立方センチメートル当
たり約0.7ワットの有効電力密度で堆積され得る。光導
電層88は、合金層の全体の厚さが少なくとも10〜25ミク
ロンとなるように厚さ10〜25ミクロンに堆積される。10
ミクロンの厚さは少なくとも350ボルトの飽和電圧を確
保する。合金は、厚さミクロン当たり約35〜40ボルトま
での電界を支持し得る。光導電層88は、好ましくはΔＥ
＝約0.7〜0.9eVの真性合金（該真性合金はややｎ型であ
る）を形成するべくSiH4及び／又はSiF4反応ガス混合物
から形成される。好適配合の一例は、SiH420部及びSiF4
5部である。第２の好適配合はSiH420部である。
たり0.1〜1.0ワット、好ましくは立方センチメートル当
たり約0.7ワットの有効電力密度で堆積され得る。光導
電層88は、合金層の全体の厚さが少なくとも10〜25ミク
ロンとなるように厚さ10〜25ミクロンに堆積される。10
ミクロンの厚さは少なくとも350ボルトの飽和電圧を確
保する。合金は、厚さミクロン当たり約35〜40ボルトま
での電界を支持し得る。光導電層88は、好ましくはΔＥ
＝約0.7〜0.9eVの真性合金（該真性合金はややｎ型であ
る）を形成するべくSiH4及び／又はSiF4反応ガス混合物
から形成される。好適配合の一例は、SiH420部及びSiF4
5部である。第２の好適配合はSiH420部である。
上部ブロッキング層90は、組合わせ層86,88及び90の厚
さミクロン当たり35〜40ボルトの高い荷電容量を提供す
るべく絶縁体として形成されている。上部ブロッキング
層90は更に、１秒間に15パーセント未満のオーダの遅い
暗減衰と、カルコゲン化物例えばSe又はSe92Te8に比較
して非常に堅い表面とを提供する。上部ブロッキング層
90は、改良された素子安定性を提供すべく化学的に抵抗
性であり、3.0eVより大のバンドギャップを有する。上
部ブロッキング層90はSiH4又はSiH4及び／又はSiF4と酸
素、炭素又は窒素の少なくとも１種を含むガスとの反応
ガス混合物から絶縁体として形成され得る。好適配合の
一例は、CH422部及びSiH410部である。第２の好適配合
は、CH422部、SiH410部及びSiF410部である。H21部とSi
F4中に５パーセントのO2を混合した混合物５部とからSi
O2の酸化物ブロッキング層が形成され得る。酸化物層
は、立方センチメートル当たり約0.34ワットの電力密
度、毎秒約48オングストローム、基板温度350℃で堆積
され得る。同様にN2とSiH4又はNH3とSiH4から窒化物ブ
ロッキング層が形成され得る。上部ブロッキング層90は
立方センチメートル当たり0.1〜1.0ワットの有効電力密
度で堆積され、好ましくは厚さ50〜1000オングストロー
ムである。
さミクロン当たり35〜40ボルトの高い荷電容量を提供す
るべく絶縁体として形成されている。上部ブロッキング
層90は更に、１秒間に15パーセント未満のオーダの遅い
暗減衰と、カルコゲン化物例えばSe又はSe92Te8に比較
して非常に堅い表面とを提供する。上部ブロッキング層
90は、改良された素子安定性を提供すべく化学的に抵抗
性であり、3.0eVより大のバンドギャップを有する。上
部ブロッキング層90はSiH4又はSiH4及び／又はSiF4と酸
素、炭素又は窒素の少なくとも１種を含むガスとの反応
ガス混合物から絶縁体として形成され得る。好適配合の
一例は、CH422部及びSiH410部である。第２の好適配合
は、CH422部、SiH410部及びSiF410部である。H21部とSi
F4中に５パーセントのO2を混合した混合物５部とからSi
O2の酸化物ブロッキング層が形成され得る。酸化物層
は、立方センチメートル当たり約0.34ワットの電力密
度、毎秒約48オングストローム、基板温度350℃で堆積
され得る。同様にN2とSiH4又はNH3とSiH4から窒化物ブ
ロッキング層が形成され得る。上部ブロッキング層90は
立方センチメートル当たり0.1〜1.0ワットの有効電力密
度で堆積され、好ましくは厚さ50〜1000オングストロー
ムである。
ｎ型ブロッキング層86及び光導電層88も又毎秒100オン
グストローム以上で堆積され、この厚さは上述のように
従来技術の堆積速度の少なくとも10倍である。更に、約
２パーセントという従来技術の利用百分率に比較して著
しく大きい約80パーセントの反応ガスが利用され得る。
上部ブロッキング層90は毎秒約30オングストロームより
多少遅い速度で堆積され、この速度は従来技術のラジオ
周波数堆積速度よりも大である。
グストローム以上で堆積され、この厚さは上述のように
従来技術の堆積速度の少なくとも10倍である。更に、約
２パーセントという従来技術の利用百分率に比較して著
しく大きい約80パーセントの反応ガスが利用され得る。
上部ブロッキング層90は毎秒約30オングストロームより
多少遅い速度で堆積され、この速度は従来技術のラジオ
周波数堆積速度よりも大である。
第７図は、素子68（第５図参照）に類似の強化上部ブロ
ッキング層を有する別の負荷電型光導電素子92を示して
いる。第６図と本質的に同様に、基板94、下部ｎ型ブロ
ッキング層96、光導電層98及び上部絶縁ブロッキング層
100が形成されている。上部絶縁ブロッキング層100の以
前に強化上部ブロッキング層102が堆積されている。上
述のように、マイクロ波堆積は高品質合金層を提供する
が、堆積速度が適切に堆積されたラジオ周波数層よりも
速いためにより多くの欠陥を含み得る。従って、強化ブ
ロッキング層102は、状態密度がマイクロ波堆積光導電
層98よりも低い高品質層を形成するべく従来のラジオ周
波数プラズマにより堆積され得る。状態密度が低いため
にバンドベンディングが大きく電荷保持が良好なので、
ラジオ周波数強化層102は上部絶縁ブロッキング層100を
強化する。強化層102は好ましくは空乏幅厚さがほぼ100
0〜4000オングストロームのオーダであるので、全体の
有効堆積速度及び反応ガス利用は過度に低下しない。強
化上部ブロッキング層102は、光導電層98と同一の反応
ガス混合物から堆積され得る。
ッキング層を有する別の負荷電型光導電素子92を示して
いる。第６図と本質的に同様に、基板94、下部ｎ型ブロ
ッキング層96、光導電層98及び上部絶縁ブロッキング層
100が形成されている。上部絶縁ブロッキング層100の以
前に強化上部ブロッキング層102が堆積されている。上
述のように、マイクロ波堆積は高品質合金層を提供する
が、堆積速度が適切に堆積されたラジオ周波数層よりも
速いためにより多くの欠陥を含み得る。従って、強化ブ
ロッキング層102は、状態密度がマイクロ波堆積光導電
層98よりも低い高品質層を形成するべく従来のラジオ周
波数プラズマにより堆積され得る。状態密度が低いため
にバンドベンディングが大きく電荷保持が良好なので、
ラジオ周波数強化層102は上部絶縁ブロッキング層100を
強化する。強化層102は好ましくは空乏幅厚さがほぼ100
0〜4000オングストロームのオーダであるので、全体の
有効堆積速度及び反応ガス利用は過度に低下しない。強
化上部ブロッキング層102は、光導電層98と同一の反応
ガス混合物から堆積され得る。
第８図は、改良された赤外感光度を有する負荷電型光導
電素子即ちデバイス104を示している。第６図と本質的
に同様に、基板106、下部ブロッキング層108、光導電層
110及び上部絶縁ブロッキング層112が形成されている。
改良された赤外感光度は、低バンドギャップ層114によ
り得られる。光導電層110は一般にほとんどの感光用途
に好適な1.7〜1.8eVのバンドギャップを備えているが、
レーザラインプリンタのようなIR用には十分低くない。
レーザラインプリンタは約840nmのダイオードGaAsレー
ザを用いて作動され得る。低バンドギャップ層114は、
ゲルマニウムのような低バンドギャップ半導体成分の添
加を用いる光導電層88（第６図）の堆積で説明したと同
一の反応ガス混合物及び工程により形成され得る。
電素子即ちデバイス104を示している。第６図と本質的
に同様に、基板106、下部ブロッキング層108、光導電層
110及び上部絶縁ブロッキング層112が形成されている。
改良された赤外感光度は、低バンドギャップ層114によ
り得られる。光導電層110は一般にほとんどの感光用途
に好適な1.7〜1.8eVのバンドギャップを備えているが、
レーザラインプリンタのようなIR用には十分低くない。
レーザラインプリンタは約840nmのダイオードGaAsレー
ザを用いて作動され得る。低バンドギャップ層114は、
ゲルマニウムのような低バンドギャップ半導体成分の添
加を用いる光導電層88（第６図）の堆積で説明したと同
一の反応ガス混合物及び工程により形成され得る。
ガス混合物にはゲルマン（GeH4）又は四フッ化ゲルマニ
ウム（GeF4）としてゲルマニウムが添加され得る。低バ
ンドギャップ層114は、約1.5eVのバンドギャップで厚さ
約10000オングストロームに堆積され得る。低バンドギ
ャップ層は、GeH41部、SiF45部及びH23部の反応ガス混
合物から形成され得る。層は、立方センチメートル当た
り0.34ワットの電力密度、275℃の基板温度、毎秒約13
オングストロームで堆積され得る。低バンドギャップは
赤外周波数応答を増加する。主に赤外領域より短い波長
から成る光に対して光導電素子を使用する場合、低バン
ドギャップ層114は必要ないので除去され得る。
ウム（GeF4）としてゲルマニウムが添加され得る。低バ
ンドギャップ層114は、約1.5eVのバンドギャップで厚さ
約10000オングストロームに堆積され得る。低バンドギ
ャップ層は、GeH41部、SiF45部及びH23部の反応ガス混
合物から形成され得る。層は、立方センチメートル当た
り0.34ワットの電力密度、275℃の基板温度、毎秒約13
オングストロームで堆積され得る。低バンドギャップは
赤外周波数応答を増加する。主に赤外領域より短い波長
から成る光に対して光導電素子を使用する場合、低バン
ドギャップ層114は必要ないので除去され得る。
低バンドギャップ層114は、強化層102（第７図）により
形成される強化上部ブロッキング層と改良された赤外感
光度との両者を提供するべく従来のラジオ周波数プラズ
マにより堆積され得る。
形成される強化上部ブロッキング層と改良された赤外感
光度との両者を提供するべく従来のラジオ周波数プラズ
マにより堆積され得る。
第９図は、強化上部ブロッキング層と改良赤外感光度と
を有する負荷電型光導電素子即ちデバイス116を示して
いる。本質的に第６図と同様に、基板118、ｎ型下部ブ
ロッキング層120、光導電層122及び上部絶縁ブロッキン
グ層124が形成されている。夫々第８図及び第７図と同
様にマイクロ波堆積低バンドギャップ赤外層126及び上
部ブロッキング強化層128が形成されている。
を有する負荷電型光導電素子即ちデバイス116を示して
いる。本質的に第６図と同様に、基板118、ｎ型下部ブ
ロッキング層120、光導電層122及び上部絶縁ブロッキン
グ層124が形成されている。夫々第８図及び第７図と同
様にマイクロ波堆積低バンドギャップ赤外層126及び上
部ブロッキング強化層128が形成されている。
上記教示に基づいて本発明の変更及び変形が可能であ
る。第１図は平たんな静止基板14を示しているが、必要
であるならドラム型の基板に光導電素子を堆積すること
もできる。その場合、ドラム又はシリンダの外側を被覆
するべくロッド又はシャフト18が回転され得る。１個以
上のドラムに堆積する好適システム及び方法は、日本国
特許出願中に開示されている。下部ブロッキング層はア
モルファスである必要はなく、例えば多結晶であり得
る。（「アモルファス」なる語は、短距離又は中距離秩
序性を有するか又は多少の結晶含量を含んでいる場合も
あるが、長距離無秩序性を有する合金又は材料の意であ
る。）従って、本発明の特許請求の範囲に該当するなら
以上の記載以外の方法で実施され得ると理解されるべき
である。
る。第１図は平たんな静止基板14を示しているが、必要
であるならドラム型の基板に光導電素子を堆積すること
もできる。その場合、ドラム又はシリンダの外側を被覆
するべくロッド又はシャフト18が回転され得る。１個以
上のドラムに堆積する好適システム及び方法は、日本国
特許出願中に開示されている。下部ブロッキング層はア
モルファスである必要はなく、例えば多結晶であり得
る。（「アモルファス」なる語は、短距離又は中距離秩
序性を有するか又は多少の結晶含量を含んでいる場合も
あるが、長距離無秩序性を有する合金又は材料の意であ
る。）従って、本発明の特許請求の範囲に該当するなら
以上の記載以外の方法で実施され得ると理解されるべき
である。
第１図は本発明の光導電アモルファス半導体合金及び素
子を堆積するためのマイクロ波プラズマ堆積システムの
一部切欠斜視図、第２図は本発明方法により形成された
アモルファス半導体受光合金の一適用例を示す正荷電型
光導電素子の部分断面図、第３図は本発明方法により形
成された強化上部ブロッキング層を有する正荷電型光導
電素子の部分断面図、第４図は本発明方法により形成さ
れた改良赤外感光度を有する正荷電型光導電素子の部分
断面図、第５図は本発明方法により形成された強化上部
ブロッキング層及び改良赤外感光度を有する正荷電型光
導電素子の部分断面図、第６図は本発明方法により形成
されたアモルファス半導体受光合金の一適用例を示す負
荷電型光導電素子の部分断面図、第７図は本発明方法に
より形成された強化上部ブロッキング層を有する負荷電
型光導電素子の部分断面図、第８図は本発明方法により
形成された改良赤外感光度を有する負荷電型光導電素子
の部分断面図、及び第９図は本発明方法により形成され
た強化上部ブロッキング層及び改良赤外感光度を有する
負荷電型光導電素子の部分断面図である。 10……堆積装置、12……反応槽、14……基板、16……基
板ホルダ、18……シャフト、20,26……開口部、22,24…
…エンドキャップ、28……アンテナ管。
子を堆積するためのマイクロ波プラズマ堆積システムの
一部切欠斜視図、第２図は本発明方法により形成された
アモルファス半導体受光合金の一適用例を示す正荷電型
光導電素子の部分断面図、第３図は本発明方法により形
成された強化上部ブロッキング層を有する正荷電型光導
電素子の部分断面図、第４図は本発明方法により形成さ
れた改良赤外感光度を有する正荷電型光導電素子の部分
断面図、第５図は本発明方法により形成された強化上部
ブロッキング層及び改良赤外感光度を有する正荷電型光
導電素子の部分断面図、第６図は本発明方法により形成
されたアモルファス半導体受光合金の一適用例を示す負
荷電型光導電素子の部分断面図、第７図は本発明方法に
より形成された強化上部ブロッキング層を有する負荷電
型光導電素子の部分断面図、第８図は本発明方法により
形成された改良赤外感光度を有する負荷電型光導電素子
の部分断面図、及び第９図は本発明方法により形成され
た強化上部ブロッキング層及び改良赤外感光度を有する
負荷電型光導電素子の部分断面図である。 10……堆積装置、12……反応槽、14……基板、16……基
板ホルダ、18……シャフト、20,26……開口部、22,24…
…エンドキャップ、28……アンテナ管。
フロントページの続き (72)発明者 ステイーヴン・ジエイ・ハドジエンス アメリカ合衆国、ミシガン・48075、サウ スフイールド、アリグザーンドリア・タウ ン・２ (56)参考文献 特開 昭56−125881（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−18685（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−25226（ＪＰ，Ａ) ＪＯＵＲＮＡＬ ＤＥ ＰＨＹＳＩＱＵ Ｅ 10〔42〕，（1981−10），ＰＰ．Ｃ４ −265〜Ｃ４−268
Claims (4)
- 【請求項１】基体上に、下部半導体層と、該下部半導体
層よりも厚い実質的に真性の真性アモルファス半導体層
と、該真性アモルファス半導体層よりも薄い上部半導体
層と、を順次、反応ガスからプラズマ放電により堆積さ
せる半導体素子の製造方法において、 前記真性アモルファス半導体層の主要部をマイクロ波エ
ネルギによるプラズマ放電により堆積した後、該主要部
より薄い前記半導体層の残りの部分をラジオ周波数エネ
ルギによるプラズマ放電により堆積し、 その後、前記上部半導体層を堆積させることを特徴とす
る半導体素子の製造方法。 - 【請求項２】特許請求の範囲第１項において、前記下部
半導体層は多結晶層であることを特徴とする半導体素子
の製造方法。 - 【請求項３】特許請求の範囲第１項または第２項におい
て、前記上部半導体層は、シリコンを含むガスと、酸
素、炭素又は窒素の少なくとも１種を含むガスと、の混
合物から形成されることを特徴とする半導体素子の製造
方法。 - 【請求項４】特許請求の範囲第１項、第２項または第３
項において、前記真性アモルファス半導体層はゲルマニ
ウムを含む領域を備えていることを特徴とする半導体素
子の製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US58008184A | 1984-02-14 | 1984-02-14 | |
| US580081 | 1984-02-14 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60189274A JPS60189274A (ja) | 1985-09-26 |
| JPH07107896B2 true JPH07107896B2 (ja) | 1995-11-15 |
Family
ID=24319608
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60028161A Expired - Lifetime JPH07107896B2 (ja) | 1984-02-14 | 1985-02-14 | 半導体素子の製造方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0151754B1 (ja) |
| JP (1) | JPH07107896B2 (ja) |
| AT (1) | ATE70665T1 (ja) |
| AU (1) | AU3872885A (ja) |
| CA (1) | CA1241617A (ja) |
| DE (2) | DE151754T1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| EP0192473A3 (en) * | 1985-02-19 | 1988-04-06 | Exxon Research And Engineering Company | Amorphous photoreceptor with high sensitivity to long wavelengths |
| CA1271076A (en) * | 1985-08-26 | 1990-07-03 | Stephen J. Hudgens | Enhancement layer for electrophotographic devices and method for decreasing charge fatigue through the use of said layer |
| US4675272A (en) * | 1985-11-01 | 1987-06-23 | Energy Conversion Devices, Inc. | Electrolevelled substrate for electrophotographic photoreceptors and method of fabricating same |
| EP0231531A3 (en) * | 1986-02-03 | 1988-10-05 | Energy Conversion Devices, Inc. | Method and apparatus for tuning microwave transmission windows |
| JPS62220961A (ja) * | 1986-03-20 | 1987-09-29 | Minolta Camera Co Ltd | 感光体 |
| JPS62220959A (ja) * | 1986-03-20 | 1987-09-29 | Minolta Camera Co Ltd | 感光体 |
| EP0238095A1 (en) * | 1986-03-20 | 1987-09-23 | Minolta Camera Kabushiki Kaisha | Photosensitive member composed of charge transporting layer and charge generating layer |
| EP0241033A1 (en) * | 1986-04-09 | 1987-10-14 | Minolta Camera Kabushiki Kaisha | Photosensitive member composed of charge transporting layer and charge generating layer |
| US4888521A (en) * | 1986-07-04 | 1989-12-19 | Hitachi Ltd. | Photoconductive device and method of operating the same |
| US5233265A (en) * | 1986-07-04 | 1993-08-03 | Hitachi, Ltd. | Photoconductive imaging apparatus |
| EP0261651A1 (en) * | 1986-09-26 | 1988-03-30 | Minolta Camera Kabushiki Kaisha | Photosensitive member comprising charge generating layer and charge transporting layer |
| US4799968A (en) * | 1986-09-26 | 1989-01-24 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Photovoltaic device |
| EP0283699B1 (en) * | 1987-03-23 | 1994-06-15 | Hitachi, Ltd. | Photoelectric conversion device |
| JP2627323B2 (ja) * | 1988-10-27 | 1997-07-02 | 三洋電機株式会社 | 半導体装置及びその製造方法 |
| JPH02141578A (ja) * | 1988-11-24 | 1990-05-30 | Canon Inc | 堆積膜形成装置 |
| US5256576A (en) * | 1992-02-14 | 1993-10-26 | United Solar Systems Corporation | Method of making pin junction semiconductor device with RF deposited intrinsic buffer layer |
| JP2008115460A (ja) | 2006-10-12 | 2008-05-22 | Canon Inc | 半導体素子の形成方法及び光起電力素子の形成方法 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2033355B (en) * | 1978-09-07 | 1982-05-06 | Standard Telephones Cables Ltd | Semiconductor processing |
| US4282267A (en) * | 1979-09-20 | 1981-08-04 | Western Electric Co., Inc. | Methods and apparatus for generating plasmas |
| JPS56125881A (en) * | 1980-03-06 | 1981-10-02 | Fuji Photo Film Co Ltd | Optical semiconductor element |
| IE52208B1 (en) * | 1980-09-09 | 1987-08-05 | Energy Conversion Devices Inc | Method for increasing the band gap in photoresponsive amorphous alloys and devices |
| US4394425A (en) * | 1980-09-12 | 1983-07-19 | Canon Kabushiki Kaisha | Photoconductive member with α-Si(C) barrier layer |
| US4557987A (en) * | 1980-12-23 | 1985-12-10 | Canon Kabushiki Kaisha | Photoconductive member having barrier layer and amorphous silicon charge generation and charge transport layers |
| DE3200376A1 (de) * | 1981-01-09 | 1982-11-04 | Canon K.K., Tokyo | Fotoleitfaehiges element |
| JPS57177156A (en) * | 1981-04-24 | 1982-10-30 | Canon Inc | Photoconductive material |
| JPS5825226A (ja) * | 1982-07-19 | 1983-02-15 | Shunpei Yamazaki | プラズマ気相反応装置 |
| JPS5918685A (ja) * | 1982-07-21 | 1984-01-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光電変換素子の製造方法 |
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1984
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- 1984-12-13 AT AT84115397T patent/ATE70665T1/de not_active IP Right Cessation
- 1984-12-13 EP EP84115397A patent/EP0151754B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1984-12-13 DE DE8484115397T patent/DE3485373D1/de not_active Expired - Fee Related
-
1985
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- 1985-02-14 AU AU38728/85A patent/AU3872885A/en not_active Abandoned
- 1985-02-14 JP JP60028161A patent/JPH07107896B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ＪＯＵＲＮＡＬＤＥＰＨＹＳＩＱＵＥ１０〔４２〕，（１９８１−１０），ＰＰ．Ｃ４−２６５〜Ｃ４−２６８ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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