JPS59120240A - プラズマ気相反応装置 - Google Patents

プラズマ気相反応装置

Info

Publication number
JPS59120240A
JPS59120240A JP22937082A JP22937082A JPS59120240A JP S59120240 A JPS59120240 A JP S59120240A JP 22937082 A JP22937082 A JP 22937082A JP 22937082 A JP22937082 A JP 22937082A JP S59120240 A JPS59120240 A JP S59120240A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
electrodes
plasma
grid
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.)
Granted
Application number
JP22937082A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS621535B2 (ja
Inventor
Shunpei Yamazaki
舜平 山崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Original Assignee
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd filed Critical Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority to JP22937082A priority Critical patent/JPS59120240A/ja
Publication of JPS59120240A publication Critical patent/JPS59120240A/ja
Publication of JPS621535B2 publication Critical patent/JPS621535B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431Constructional details of the reactor

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Recrystallisation Techniques (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、プラズマ気相反応(以下POVDという)
K関するものである。この発明はPCVDを大面積で行
なう場合、または容量結合型のグロー放電をその電極間
距離を100m以上例えば30〜50am離して行なう
場合崖を均質に行なうことを目的としている。
この発明はPCVD法において、基板を配置し被膜を形
成する有効空間を太き(0,2m’″以上有する場合、
グロー放電がきわめて不拘@になシ、局部的に強い放電
が弱い均質な放電とともに発生し、形成される膜質を劣
化させてしまうことを防ぐため、電極と有効空間との間
に電気的KM板から遊離(フローティング)しかつ反応
性気体の通過を防げないグリッドを設けることを目的と
している。
この発明は、反応性気体の供給口のノズルと電極とグリ
ッドとの関係において、電極と有効空間と0間にグリッ
ドを設け、さらに反応性気体のノズルを電極またはグリ
ッドを併用せしめたことを特徴としている。
従来POVD iで関しては、第1図にその概要を示し
ているが、グロー放電法を用いた平行平板電極型におい
ては、その平板間隔を1〜1ocm例えば3cmとして
放電を行ないやすくしていた。
第】図はかかる構造を示したものであシ、反応炉(2)
Kは一対CtJj極(3) (8)が13.5MHzの
高周波電源(ト)と(4婁az)によシ連続して設けら
れている。さらに反応性気体はQO2□□□、(ハ)よ
多、例えば水素、シラン、ドーピングガス(B雪、PH
,等ンがそれぞれA人され、流量計(イ)、パルプ(ハ
)よシなつ又おシ、これらはノズル(5)よシ放電領域
(45)K供給される。基板(1)はヒータ(46)K
よシ加熱され、一方の電極(8)土に設けられている。
かかる構造によって反応性気体例えばシランを分解して
被形成面上に非単結晶半尋体を形成させている。この反
応後は反応性成物は(4りをへ′″C排気系にバルブ0
ゆ、0す、真空ポンプθQによシ放出される。ニードル
パルプ0つにより反応炉内は0.01〜0、5torr
例えばO,’1torr K保持され、電気エネルギー
を(ハ)よシ供給することによシ、有効空間にはグロー
放電がおき、反応生成物が基板(1)上に形成される。
しかしこの時この電極(3)、(8)が50cmoまた
はそれ以上であ゛る場合、この放電は必ずしも安定では
なく、局部的に輝度の大きい(明るい)強い放電03)
が数個観察され、この線状の電極間を走る放電は電極上
を5〜500 m7秒の速さに移動している。
この局部強放電はこの領域は他の均質な領域に比べて1
0倍以上の高エネルギ密度となるため、ここで反応した
反応生成は強い運動エネルギをもつ基板表面をスパッタ
(重湯)シてしまう。そのため形成された状膜は特性が
きわめて悪く、例えば珪素を用いたアモルファス太陽電
池を作ろうとする時、その中にいわゆる多結晶体が混入
し、その変換効率を5チも悪くシ、さらニ製造の7(ラ
ツキも0〜5チも大きく、実用上きわめて重大な問題で
あった。
さらにこの局部強放鮭は℃極間隙を5cm以上例えば1
0〜50cm離すとさらlI4+!’えl、おき、放電
がきわめて不安定になってしまうことが判明し7’C。
本発明はかかる不均質放電を防ぐため、このフローティ
ンググリッドを配設することにより、この問題を完全に
解くことができるという大きな特徴を有する0 そのため大鳩電:そをP工N接合型を有し1珪素を用い
て行なった時に6〜8%を大面積例えば20cmX60
cmという基板で作ることができ、製造歩留シも従来の
30チよ990%以上に向上させることができるという
大きな特徴を有する0 以下に図面に従って本発明の実施例を記す。
実施例1 第2図は本発明の概要を示すものである。
図面において、被形成面を表面に有する基板(1)は裏
面を互いに重ね合わせて対をなし、石英ホルダ(,1■
に配列されている0反応炉(2)へは予備室α■にとび
ら(gl)よシ挿入し、ポンプ01)Kでバルブ(30
)を開として真空引をする。1o−)torr以下の十
分な真空引がなされた後、ゲート弁翰を開けて図の如く
基板(1)、ホルダα俤を配設する。反応炉(2)内で
基板(1)は上方下方よシ赤外線ラング(γ)、(−/
)Kよシ加熱され、100〜400’0例えば25σC
! K 7111熱される。
反応性気体をドーピング系(ハ)にて帆暢鴨Q9↓シ流
量計(財)、パルプ(ハ)をへて供給口(]O)をへて
ノズル(5)は一方の電極(3)を併ね、他方の電極(
8)と容量結合型のグロー放電をおこさしめる。この一
対の電極はその外側金石莢フード(:33)、(34)
でおおわれ、反応炉(2)の内壁との寄生放電を防止し
ている。電極(3)(8)は高周波電源(ハ)の端子(
41) (42)を介して電気エネルギが供給される。
さらに図面においては一対の電極(34(8)と基板(
1)の配設された有効空間05〕との間に網目状の導電
性のグリッド例えば1〜2crrf′の空隙の醇ステン
1へ構成させている。このためこのグリッドは一般に電
極より10〜40mm離間して設けている〇さらに真空
排気系(32)は圧力調整用のニードルバルブαaとス
トップバルブ(1転真空ポンプ◇Qよシなっている。
図面において反粂炉は高さ800mm、巾800mm奥
行1000100Oを有し、有効空間(45)は20c
mX60amの基板を互いに8cm1Q7し10枚(1
Oセツ))配し、%’ocmx6ocmx6ocmc場
合である。
かくの如くして電極間隔も約30cm離れ、また電極面
7J(も60 c m’と大きい時、j”’)’)b 
 を投与に一合放電は従来例でもみられる局部高輝度放
電がさらにはげしくおきてしまう。
結果としてグリッドがない場合、全く均質な膜圧を有す
るプラズマOVDを期待することができなイ。ソのため
反応性気体を(ハ)よジシラン(社)よシジボラン、(
ハ)よシ7オスヒン、(ホ)よシキャリアガス例えば水
素を供給して、1つc p (1ooi)工(5000
i)N(1oo^)CP工N接合をガラス基板上o O
TF’(透明導電膜ン上に設けると、その変換効率は2
0X 60 c m” ?でて1チを得ることも不可能
であった。即ち15mmX40cmのセルを40段直列
連結した方式において、本来開放電圧SOW以上、短絡
電流600mm以上、効率59iS以上を得るべきとこ
ろ、電圧は5〜25Vと大きくばらつき、電流は70〜
500mAと大きくばらつき、さら(て効率0.1〜2
多と大さくばらついてしまった。
しかし本発明のグリッドを図の如く配設するとこの局部
高輝度放電が全くなくな夛、均質な肯黒い放電がみられ
、特性も前記した本来のlI’i゛性を有することがで
きた。
このことは大面積の太iメ電池を作る場合ンζきわめて
重要なことでらυ、従来のいかなるプラズマOVD装置
に、にいてもみられなかったことでちる。
さらに本発明で重要なことは、この有効空間に電気的に
70−ティングのグリッドOaの間隙をへて反応性気体
お↓びプラズマ放電が侵入し、さらに反応生成物f:基
板上に形成せしめ、不要生成物は他のグリッドα]より
排気ノズル(9)を有するフード(6)よシ外部に放出
するようになっている。即ちこのグリッド間にもp4λ
打の電位こうばいを有しこの土工のグリッドαの、α罎
を互いに連結し基板を静電遮へいを行なっていないこと
である。
かかる静電遮へいを行なうと、この遮へいされた内部空
間で速やかにプラズマ状態が消滅し、反応生成物がパウ
ダーとなり、基板表面に被膜形成をイト手ことができな
かった。
このためいわゆるCIl、、+OL等を用いたプラズマ
エツチングを用いる静電遮へいの構造とは全く異なって
いることがわかった。
即ち本発明はエツチングではなくディポジションであり
、プラズマ状態を有する反応性気体の夛(固体(OF、
では戸という気体)であムさらにこの固体の反応生成物
をプラズマ活性をして大きいを弱干有せしめているとい
う特徴を有す。
この図面での容量結合型のグロー放電の電界が被形成面
と概略平行を有し、基板表面への反応性気体のスパッタ
リングを防止している。さらに反応性気体の流れも被形
成面に平行となっておシ、被膜形成がなめらかにおきる
ようにしている。
この図面では反応炉は1つであるが、これをP工N接合
を形成する反応炉をそれぞれ独立せしめP型半導体層用
の反応炉、工型半導体j−用の反応炉およびN型半導体
層用の反応炉とし、それらを互いに連続し、外部にふれ
ることなく、基板を移動するマルチチャンバ一方式例え
ば本発明人の出願Kfr、る特許願56−55608 
(53−152sa17E153゜’12.10出願C
分割)を用いると有効である。また本発明は第2図に示
す如く、グリッドを正極←)負極榊のそれぞれ側に各一
対に)戸と設けている。
このグリッドは一方のみでもそのグリッドの設けられた
電極側では有効であるが、酸質H4のため双方に設ける
ことによシ局部強放電を完全に防止することができた。
実施例2 第2図においては、ノズル(5)と電極(3)とが同一
物よシなっておシ、ステンレス板にノズル穴(4)を設
けたものである。さらにこの電極(3)、ノズル0)グ
リッド(7)の問題に関し、第2図のPCVD装置であ
って特にその電極、グリッド等の導入系(5の1排気系
(51)を第3図の如くに変形を有せしめることができ
る。
第3図は寄生放電防止用7−ド(33)(34)を有し
、上側よυ下側に重力方向に反応性気体を流れさせる方
式であシ、上側が反応性気体の導入口(5o)、下側が
排気系(51)を示す。
第3図(4)は電極(3)がステンレスの配管であシ、
そこに穴をあけ反応性気体のノズル(5)としたもので
ある。グリッド(1すはステンレスメツシュ(間隙は1
5mm″)を設けている。排気系(5’l)は電極(8
)と排気ノズル(9)とを少し間隔をあけたものである
。実施例1と同様の効果を有せしめることができた。
実施例3 第3図(B)は本発明の他の実施例を示す。図面よシ明
らかな如く、電極(3)、グリッドoa、反応性気体の
導入ノズル(5)を有している。図面では(3)、θ■
はステンレスで設け(5)は石英で作った。
かくの如くすると、実施例1.2に比べて、フレーク(
雪片)の発生が少なくなった。即ちフレークがグリッド
部に付着し落下することによりa形成面に付着し、ピン
ホール等を作りやすいが、これを防ぐことができた。
実施例4 第3図(0)は本発明の他の実施例を示す。
図面において電極(3)の下側1〜4cm Kステンレ
ス配管を用いたグリッドαりを有し、このグリッド部が
外部と電気的に絶縁され、かつ反応性気体の導入口(5
)を有している。かくすると上側には第3図(B)よシ
も構造を簡単にでき、かつフレークの発生しγなくさせ
ることができた。被膜成長速度については全く変化がな
かった。
本発明においてはシランを用いた半導体膜の作製を示し
た。しかし半導体膜としてSiもSiF、とのPOVD
反応によるSl、シランとメタンとのPO’7Dによる
5ize、−イ(0<x< 1) 、シランとゲルマン
とによるs 1XG el−、(o <X< 1) 、
シランとアンモニアとの反応によるS iXN、、 (
0(X< 1)を非単結晶牛導体として設けることも本
発明は有効である。
また形成させる被膜として絶縁体である酸化珪素、炭化
珪素を作ってもよい。さらK TMA (A’1(OQ
、)を用いた金属アルミニューム、TMAとシランを用
いたシリコン添加アルミニュームの如き導体、またはS
 n OL、と酸化物気体とを用いた酸化スズ、工n 
O′3.、S n O1,r、と咲化物気体とを用いた
酸化インジュームスズ等の透光性導電膜を形成してもよ
いことはいうまでもない。
本発明は以上の如く大酉積電極、または電極間隔を1o
cm以上龍した場合即ち電極間電圧が500V以上にな
ってしまう場合特に有効であシ、かかる70−ティング
グリッドは電圧駆動式のグロー放電方法を用いたPOV
Dにおいて特に有効であるものと信する。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のプラズマO’7D法を示す。 第2図は本発明のプラズマOVD装盟を示す。 第3回は反応性気体の導入系、排気系を特に示したもの
である0 ネ1(Σ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ]、気圧以下の減圧状態に保持された反応容器と、
    該反応容器に反応性気体を供給する供給系と、不要反応
    生成分またはキャリアガスを真空排気する排気系と、前
    記供給系と排気系との間に被形成面を有する基板を配設
    する被膜形成領域とを具備したプラズマ気相反応装置に
    おいて、電気エネルギを前記反応性気体に供給をする一
    対をなす第1および第2の電極と、該電極の一方または
    双方と前記被膜形成領域との間に導電極を有し、かつ電
    気的にいずれの電極とも遊離した空隙を有するグリッド
    を配設せしめたことを特徴とするプラズマ気相反応装置
    。 2、特許請求の範囲第1項において、グリッドは空隙を
    有し0、かつ電極に概略平行に配設し蔦茫社に設けられ
    た被膜形成領域に局部放電が電極近傍より進行すること
    を防止するべく設けられたことを特徴とするプラズマ気
    相反
JP22937082A 1982-12-27 1982-12-27 プラズマ気相反応装置 Granted JPS59120240A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22937082A JPS59120240A (ja) 1982-12-27 1982-12-27 プラズマ気相反応装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22937082A JPS59120240A (ja) 1982-12-27 1982-12-27 プラズマ気相反応装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS59120240A true JPS59120240A (ja) 1984-07-11
JPS621535B2 JPS621535B2 (ja) 1987-01-14

Family

ID=16891102

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP22937082A Granted JPS59120240A (ja) 1982-12-27 1982-12-27 プラズマ気相反応装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS59120240A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5250463A (en) * 1990-06-26 1993-10-05 Kabushiki Kaisha Toshiba Method of making doped semiconductor film having uniform impurity concentration on semiconductor substrate

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5250463A (en) * 1990-06-26 1993-10-05 Kabushiki Kaisha Toshiba Method of making doped semiconductor film having uniform impurity concentration on semiconductor substrate
US5702529A (en) * 1990-06-26 1997-12-30 Kabushiki Kaisha Toshiba Method of making doped semiconductor film having uniform impurity concentration on semiconductor substrate and apparatus for making the same

Also Published As

Publication number Publication date
JPS621535B2 (ja) 1987-01-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4543267A (en) Method of making a non-single-crystalline semi-conductor layer on a substrate
JPH0341978B2 (ja)
CN101609858A (zh) 薄膜沉积方法
JPH0512850B2 (ja)
JPS63197329A (ja) プラズマ・チャンバー内で、無定形水素化シリコンを基板へ付着させる方法
US5487786A (en) Plasma chemical vapor deposition device capable of suppressing generation of polysilane powder
JPH09129555A (ja) プラズマ化学蒸着装置
JPH0370367B2 (ja)
JPS59120240A (ja) プラズマ気相反応装置
JP2626701B2 (ja) Mis型電界効果半導体装置
JPH08195348A (ja) 半導体装置製造装置
JPS59119828A (ja) プラズマ気相反応方法
JP3295133B2 (ja) 非晶質半導体の製造方法
JP2515329B2 (ja) 薄膜形成方法
JP2001291882A (ja) 薄膜の製造方法
JP2562686B2 (ja) プラズマ処理装置
JPS6062113A (ja) プラズマcvd装置
JPS5927522A (ja) アモルフアス半導体薄膜の製造方法
JPH0536620A (ja) 半導体表面処理方法及び装置
JPH0536621A (ja) 半導体表面処理方法及び装置
JPH0831420B2 (ja) 被膜作製装置
JP2626705B2 (ja) 被膜作製方法
WO1985003803A1 (en) Film forming method and apparatus
JPH0522375B2 (ja)
JPH1055970A (ja) 反応室のクリーニング方法