JPS58190811A - アモルフアス水素化シリコン光導電膜の製造法 - Google Patents
アモルフアス水素化シリコン光導電膜の製造法Info
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- JPS58190811A JPS58190811A JP6984282A JP6984282A JPS58190811A JP S58190811 A JPS58190811 A JP S58190811A JP 6984282 A JP6984282 A JP 6984282A JP 6984282 A JP6984282 A JP 6984282A JP S58190811 A JPS58190811 A JP S58190811A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/24—Deposition of silicon only
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
発明の技術分野
本発明は、プラズマ分光スペクトルを利用して光導電特
性の優れたアモルファス水素化シリコン（ａ−８ｉ：Ｈ
）光導電膜を再現性良く製造する方法に関する。
性の優れたアモルファス水素化シリコン（ａ−８ｉ：Ｈ
）光導電膜を再現性良く製造する方法に関する。
従来技術と問題点
プラズマ分解法によるａ−８ｉ：Ｈ光導電膜の諸物件（
光導電特性、電気的特性、光学的特性等）は、成膜パラ
メータ（高周波パワー、ガス圧、基板温度、ガス流量等
）によって大きく左右され、装置依存性がある。従来の
製造法ではこれらの成膜パラメータを最適値にするには
、その１つを種々の値とし他は固定した複数個のサンプ
ルを製作し、特性を調べて該１つのパラメータの最適値
を見出して該パラメータはその値に固定し、次に他のパ
ラメータの１つを種々の値とし残りのパラメータは固定
して複数のサンプルを製作し、その特性を調べて該１つ
のパラメータの最適値を見出し、といったプロセスをと
って、いわば試行錯誤的に、全パラメータを最適化する
他に道は々く、このために諸物件、特に光導電特性の優
れだａ−８ｔ：Ｈ光導電膜を製造する捷でに多大の労力
、時間等を費やす欠点がある。しかも、その様にして初
期設定された成膜パラメータも成膜中に変動するので、
完成品の特性を常に理想的な本のとするのは困難である
。
光導電特性、電気的特性、光学的特性等）は、成膜パラ
メータ（高周波パワー、ガス圧、基板温度、ガス流量等
）によって大きく左右され、装置依存性がある。従来の
製造法ではこれらの成膜パラメータを最適値にするには
、その１つを種々の値とし他は固定した複数個のサンプ
ルを製作し、特性を調べて該１つのパラメータの最適値
を見出して該パラメータはその値に固定し、次に他のパ
ラメータの１つを種々の値とし残りのパラメータは固定
して複数のサンプルを製作し、その特性を調べて該１つ
のパラメータの最適値を見出し、といったプロセスをと
って、いわば試行錯誤的に、全パラメータを最適化する
他に道は々く、このために諸物件、特に光導電特性の優
れだａ−８ｔ：Ｈ光導電膜を製造する捷でに多大の労力
、時間等を費やす欠点がある。しかも、その様にして初
期設定された成膜パラメータも成膜中に変動するので、
完成品の特性を常に理想的な本のとするのは困難である
。
発明の目的
本発明は、ａ−８ｌ：Ｈ成膜時のプラズマ状態を監視し
、該状態が光導電特性の優れたａ−８ｔ：Ｈ光導電膜の
製造に適したものとなるように成膜パラメータを制御し
、これによシ光導電特性の優れたａ−８ｉ：Ｈ光導電膜
を再現性良く製造可能とするものである。
、該状態が光導電特性の優れたａ−８ｔ：Ｈ光導電膜の
製造に適したものとなるように成膜パラメータを制御し
、これによシ光導電特性の優れたａ−８ｉ：Ｈ光導電膜
を再現性良く製造可能とするものである。
発明の構成
本発明は、シランガスと水素ガスの混合雰囲気中でグロ
ー放電を生じさせ、これにより試料表面にアモルファス
水素化シリコン光導電膜を形成する方法において、該グ
ロー放電によるプラズマ状態をプラズマ分光スペクトル
によって監視し、そして波長６５６ｎｍの水素のバルマ
ー系列の発光強度〔Ｈα〕と波長４０７ｎｍの水素の発
光強度〔Ｈ，〕との比ＣＨｃｉ） ／ （Ｈｔ ）が最
小となり、且つ波長４１４ｎｍのモノシランの発光強度
（８１Ｈ）と該発光強度〔Ｈα〕との比［５ｉＩＯ／
（Ｈａ）が最大となるように高周波電力、ガス圧などの
成膜パラメータを制御することを特徴とするものである
。
ー放電を生じさせ、これにより試料表面にアモルファス
水素化シリコン光導電膜を形成する方法において、該グ
ロー放電によるプラズマ状態をプラズマ分光スペクトル
によって監視し、そして波長６５６ｎｍの水素のバルマ
ー系列の発光強度〔Ｈα〕と波長４０７ｎｍの水素の発
光強度〔Ｈ，〕との比ＣＨｃｉ） ／ （Ｈｔ ）が最
小となり、且つ波長４１４ｎｍのモノシランの発光強度
（８１Ｈ）と該発光強度〔Ｈα〕との比［５ｉＩＯ／
（Ｈａ）が最大となるように高周波電力、ガス圧などの
成膜パラメータを制御することを特徴とするものである
。
発明の実施例
以下、図面を参照しながら本発明の詳細な説明する。本
発明ではシランガスＳｉＨ，と水素ガス島の混合雰囲気
中でグロー放電を生じさせチャンバー内に置いたガラス
基板上にａ−８ｉ：Ｈ光導電膜を気相成長させるに際し
てグロー放電で生じる発光のスペクトル分析を行ない、
第１図に示すプラズマ分光スペクトル上の波長４０７ｎ
ｍの水素Ｈ１の発光強度〔Ｈ１〕と、波長４１４ｎｍの
モノシラン８ｉＨの発光強度［５ｉＨ）と、波長６５６
ｎｍの水素のバルマー系列Ｈａの発光強度〔Ｈα〕の３
点に注目する。そして強度比（ＳｉＨ） ／ （Ｈα〕
を最大にし、且つ強度比ＣＨａ） ／ （：Ｈｔ ）を
最小にする様に成膜パラメータを制御する。この制御の
方法は、簡単には成膜パラメータを１つずつ振って、例
えば先ず高周波電力を振って（この間ガス圧、基板温度
、ガス流量は固定する） ［５ＩＨ）／ （Ｈα〕をｒ
ｎａｘに、’ （：Ｈａ） ／［ｎｔ）をｍｌｎにし、
このときの値に高周波電力を固定し、次はガス圧を振っ
て（この間高周波電力は上記値に、基板温度、ガス流量
は前の値に固定する）ｍａｘ、ｍｉｎにする値を求め、
ガス圧はその値に固定し、といった操作を繰夛返して行
けばよい。これは従来法のようにサンプルを作る必要は
なく、単にスペクトルアナライザの指示を見て従って迅
速に行なうことができる。また測定が簡単、迅速なので
、あるパラメータはｍａｗ、 ｍｉｎの値からすらして
みてそれで全体としてはｍａｘ、 ｍｉｎは更に大。
発明ではシランガスＳｉＨ，と水素ガス島の混合雰囲気
中でグロー放電を生じさせチャンバー内に置いたガラス
基板上にａ−８ｉ：Ｈ光導電膜を気相成長させるに際し
てグロー放電で生じる発光のスペクトル分析を行ない、
第１図に示すプラズマ分光スペクトル上の波長４０７ｎ
ｍの水素Ｈ１の発光強度〔Ｈ１〕と、波長４１４ｎｍの
モノシラン８ｉＨの発光強度［５ｉＨ）と、波長６５６
ｎｍの水素のバルマー系列Ｈａの発光強度〔Ｈα〕の３
点に注目する。そして強度比（ＳｉＨ） ／ （Ｈα〕
を最大にし、且つ強度比ＣＨａ） ／ （：Ｈｔ ）を
最小にする様に成膜パラメータを制御する。この制御の
方法は、簡単には成膜パラメータを１つずつ振って、例
えば先ず高周波電力を振って（この間ガス圧、基板温度
、ガス流量は固定する） ［５ＩＨ）／ （Ｈα〕をｒ
ｎａｘに、’ （：Ｈａ） ／［ｎｔ）をｍｌｎにし、
このときの値に高周波電力を固定し、次はガス圧を振っ
て（この間高周波電力は上記値に、基板温度、ガス流量
は前の値に固定する）ｍａｘ、ｍｉｎにする値を求め、
ガス圧はその値に固定し、といった操作を繰夛返して行
けばよい。これは従来法のようにサンプルを作る必要は
なく、単にスペクトルアナライザの指示を見て従って迅
速に行なうことができる。また測定が簡単、迅速なので
、あるパラメータはｍａｗ、 ｍｉｎの値からすらして
みてそれで全体としてはｍａｘ、 ｍｉｎは更に大。
小になるかのチェックを行なうことも容易にできる。
第２図は成膜パラメータのうちのガス圧を種々に異なら
せて形成した複数個のａ−８１！：１（’膜の光導電率
σｐ（５００ｔＸの白色光照射）と暗導電率σｄの実測
データ（１，ｏｆσｐ＋ Ｌｏｔσｄ）である。同図か
ら明らかなように両導電率はいずれもガス圧１０Ｔｏｒ
ｒ近傍にピークを有する。第３図は同時に測定されたガ
ス圧と発光強度比の関係である。この図から明らかなこ
とは、（ＳｉＨ）／〔Ｈα〕が最大となり、１つ〔Ｈａ
）／（：Ｈｚ）が最小となるガス圧は、第２図で導電率
σｐ、σｄを最大にしたガス圧１．０ Ｔｏｒｒに一致
する点である。このことはプラズマ分光スペクトルを常
時モニターして［８ｉＨ）／（Ｈα〕が最大、且つ〔Ｈ
ａ）／（Ｈｔ）が最小となるようにガス圧を制御すれば
、サンプルを作って測定してみる迄もなく導電率σｐ、
σｄの最も高いａ−８Ｓ：Ｈ膜を製造できることを意味
する。同様のことは他の成膜パラメータ（高周波パワー
、基板温度、ガス流量）についても当てはまる。［５ｉ
Ｈ）／ＣＨα〕を最大とし、且つ〔Ｈａ） ／ ［：Ｈ
ｔ ）を最小とするこれらの成膜パラメータの組合せは
、ａ−８ｔ：Ｈ膜の諸物件を最適化する値であると言え
る。
せて形成した複数個のａ−８１！：１（’膜の光導電率
σｐ（５００ｔＸの白色光照射）と暗導電率σｄの実測
データ（１，ｏｆσｐ＋ Ｌｏｔσｄ）である。同図か
ら明らかなように両導電率はいずれもガス圧１０Ｔｏｒ
ｒ近傍にピークを有する。第３図は同時に測定されたガ
ス圧と発光強度比の関係である。この図から明らかなこ
とは、（ＳｉＨ）／〔Ｈα〕が最大となり、１つ〔Ｈａ
）／（：Ｈｚ）が最小となるガス圧は、第２図で導電率
σｐ、σｄを最大にしたガス圧１．０ Ｔｏｒｒに一致
する点である。このことはプラズマ分光スペクトルを常
時モニターして［８ｉＨ）／（Ｈα〕が最大、且つ〔Ｈ
ａ）／（Ｈｔ）が最小となるようにガス圧を制御すれば
、サンプルを作って測定してみる迄もなく導電率σｐ、
σｄの最も高いａ−８Ｓ：Ｈ膜を製造できることを意味
する。同様のことは他の成膜パラメータ（高周波パワー
、基板温度、ガス流量）についても当てはまる。［５ｉ
Ｈ）／ＣＨα〕を最大とし、且つ〔Ｈａ） ／ ［：Ｈ
ｔ ）を最小とするこれらの成膜パラメータの組合せは
、ａ−８ｔ：Ｈ膜の諸物件を最適化する値であると言え
る。
＆ −８Ｓ ：Ｈ膜の成長に先立って前記方法で各成膜
パラメータの最適値を見出しておき、この条件で試料面
上へのａ−８１：Ｈ膜の成長に入る。成長中に生じる変
動に対しては、初期設定値を基準値とする帰還制御を折
々えばよい。尚、本発明においてスペクトラムから３つ
の波長４０７．４１４．６５６ｎｍを選んだ理由は、（
１）分光上顕著性がある１２）ｎ、。
パラメータの最適値を見出しておき、この条件で試料面
上へのａ−８１：Ｈ膜の成長に入る。成長中に生じる変
動に対しては、初期設定値を基準値とする帰還制御を折
々えばよい。尚、本発明においてスペクトラムから３つ
の波長４０７．４１４．６５６ｎｍを選んだ理由は、（
１）分光上顕著性がある１２）ｎ、。
ＳｉＨ，Ｈがａ−８ｉ ：Ｈ膜の性質に強く影響を与え
る、（３）発光強度（Ｈｔ）、 （ｓｔＨ）、 ＣＨａ
〕が分子Ｈ，，ＳｉＨ。
る、（３）発光強度（Ｈｔ）、 （ｓｔＨ）、 ＣＨａ
〕が分子Ｈ，，ＳｉＨ。
Ｈの漉度と相関を有する、からである。即ち、ａ−８ｉ
：Ｈ膜の生成に当ってはシランと水素の混合ガス中の
グロー放電により ■、→ ２Ｈ・四−・・■ ＳｉＨ＋Ｈ−＋ ＳＩＨ，・・・・・・・・・■という
２つの反応が生じる。■式のＨはラジカルであって前記
Ｈａを生じる。このＨは多いとＨｌへ戻る反応が生じ、
０式が充分性なわれなくなる。
：Ｈ膜の生成に当ってはシランと水素の混合ガス中の
グロー放電により ■、→ ２Ｈ・四−・・■ ＳｉＨ＋Ｈ−＋ ＳＩＨ，・・・・・・・・・■という
２つの反応が生じる。■式のＨはラジカルであって前記
Ｈａを生じる。このＨは多いとＨｌへ戻る反応が生じ、
０式が充分性なわれなくなる。
従ってＨひいてはＨαは少ない方がよく、さらにＳｉＨ
が多い必要がある。［５ｉＨ）／（Ｈα〕を最大としか
つ〔Ｈα）／（Ｈｚ）を最小とするという条件は、上記
要求が満足されているかについての有力な指標となる。
が多い必要がある。［５ｉＨ）／（Ｈα〕を最大としか
つ〔Ｈα）／（Ｈｚ）を最小とするという条件は、上記
要求が満足されているかについての有力な指標となる。
第４図は本発明を実施する容量結合型のグロー放電装置
の概略構成で、１はペルジャー、２はアノード、３はヒ
ータ、４はガラス基板等の試料、５は対向電極、６は熱
電対、７はガス流入口、８はガス排出口、９はヒータ６
への通電用トランス、１０は電極２．５間に高周波ＲＦ
を印加する発振源、１１は石英窓、１２は分光器、１３
はその出力光電子を増倍するフォトマルチプライヤ、１
４はフォトマルチプライヤ１３によって光電変換された
発光強度を波長対応で記録するＸ−Ｙレコーダ、１５は
分光器１２の分光波長を電圧値として取り出すボテンシ
薯メータである。電極２．５間は一般に５０ｍ程度であ
り、またガス流入ロアからはシランＳｉＨ４と水素Ｈ７
の混合ガスが導入される。Ｘ−Ｙレコーダ１４はＸ軸に
ポテンショメータ１５によりスペクトルの波長をとって
各波長の発光強度をＹ軸方向に記録する。尚、分光器１
２がマルチチャネルアナライザであれば〔Ｈ７〕、〔Ｓ
ＩＨ〕、〔Ｈα〕を同時に測定できる。このようにして
実測される強度比（ＳＩＨ）／ （：Ｈα〕、〔Ｈα）
／（Ｈ２：］を、初期調整等で判明した最大、最小値と
比較しながら各種の成膜パラメータをフィードバック制
御する。
の概略構成で、１はペルジャー、２はアノード、３はヒ
ータ、４はガラス基板等の試料、５は対向電極、６は熱
電対、７はガス流入口、８はガス排出口、９はヒータ６
への通電用トランス、１０は電極２．５間に高周波ＲＦ
を印加する発振源、１１は石英窓、１２は分光器、１３
はその出力光電子を増倍するフォトマルチプライヤ、１
４はフォトマルチプライヤ１３によって光電変換された
発光強度を波長対応で記録するＸ−Ｙレコーダ、１５は
分光器１２の分光波長を電圧値として取り出すボテンシ
薯メータである。電極２．５間は一般に５０ｍ程度であ
り、またガス流入ロアからはシランＳｉＨ４と水素Ｈ７
の混合ガスが導入される。Ｘ−Ｙレコーダ１４はＸ軸に
ポテンショメータ１５によりスペクトルの波長をとって
各波長の発光強度をＹ軸方向に記録する。尚、分光器１
２がマルチチャネルアナライザであれば〔Ｈ７〕、〔Ｓ
ＩＨ〕、〔Ｈα〕を同時に測定できる。このようにして
実測される強度比（ＳＩＨ）／ （：Ｈα〕、〔Ｈα）
／（Ｈ２：］を、初期調整等で判明した最大、最小値と
比較しながら各種の成膜パラメータをフィードバック制
御する。
発明の効果
以上述べたように本発明によれば、従来多数の試行を経
ながら製造していた光導Ｉ！特性に優れるａ−８ｔ：Ｈ
光導電膜を、製造に際し実測して設定し、要すれば負帰
還を施しながら再現性良く製造できる利点がある。
ながら製造していた光導Ｉ！特性に優れるａ−８ｔ：Ｈ
光導電膜を、製造に際し実測して設定し、要すれば負帰
還を施しながら再現性良く製造できる利点がある。
第１図はシランと水素の混合雰囲気中におけるグロー放
を発生時のプラズマ分光スペクトルの説明図、第２図は
ａ−８ｌ：Ｈ膜の光導電率と成膜時ガス圧の関係を示す
特性図、第３図は本発明に係る発光強度比とガス圧の関
係を示す特性図、第４図は本発明に係るａ−８１：Ｈ膜
の製造装置の概略構成図である。 図中、１は真空ペルジャー、２．５は電極、４は試料、
７は混合ガス流入口、１２は分光器、１４はＸ−Ｙレコ
ーダである。 出願人 富士通株式会社 代理人弁理士 青 柳 稔第１図 吠 オ ラ ノ３ イ１ 、亡 有
を発生時のプラズマ分光スペクトルの説明図、第２図は
ａ−８ｌ：Ｈ膜の光導電率と成膜時ガス圧の関係を示す
特性図、第３図は本発明に係る発光強度比とガス圧の関
係を示す特性図、第４図は本発明に係るａ−８１：Ｈ膜
の製造装置の概略構成図である。 図中、１は真空ペルジャー、２．５は電極、４は試料、
７は混合ガス流入口、１２は分光器、１４はＸ−Ｙレコ
ーダである。 出願人 富士通株式会社 代理人弁理士 青 柳 稔第１図 吠 オ ラ ノ３ イ１ 、亡 有
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 シランガスと水素ガスの混合雰囲気中でグロー放電１を
生じさせ、これにより試料表面にアモルファス水素化シ
リコン光導電膜を形成する方法において、該グロー放電
によるプラズマ状態をプラズマ分光スペクトルによって
監視し、そして波長６５６ｎｒｎの水素のバルマー系列
の発光強度〔Ｈα〕と波長Ａ０７ｎｍの水素の発光強度
〔Ｈ７〕との比（Ｈｄ’）／ＣＨ２）が最小となり、且
つ波長４１４ｎｍのモノシランの発光強度［：８’ｉＨ
］と該発光強度〔Ｈα〕との比（ＳｉＨ）／ＣＨα〕が
最大となるように高周波型、力、ガス圧などの成膜パラ
メータを制御することを特徴とするアモルファス水素化
シリコン光導電膜の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6984282A JPS58190811A (ja) | 1982-04-26 | 1982-04-26 | アモルフアス水素化シリコン光導電膜の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6984282A JPS58190811A (ja) | 1982-04-26 | 1982-04-26 | アモルフアス水素化シリコン光導電膜の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58190811A true JPS58190811A (ja) | 1983-11-07 |
Family
ID=13414455
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6984282A Pending JPS58190811A (ja) | 1982-04-26 | 1982-04-26 | アモルフアス水素化シリコン光導電膜の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58190811A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60190563A (ja) * | 1984-03-08 | 1985-09-28 | Konishiroku Photo Ind Co Ltd | グロ−放電分解方法 |
| JPS60257513A (ja) * | 1984-06-05 | 1985-12-19 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | シリコン系膜形成状態測定方法 |
| EP0268756A2 (de) * | 1986-11-15 | 1988-06-01 | Degussa Aktiengesellschaft | Verfahren zur Herstellung von Disilan aus Monosilan |
| JPS63177415A (ja) * | 1987-01-17 | 1988-07-21 | Yuasa Battery Co Ltd | プラズマ反応監視装置 |
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