JPS59199037A - 薄膜生成装置 - Google Patents

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】 （発明の属する技術分野） 本発明は、例えば非晶質半導体などの薄膜を、対向する
電極間への電圧印加により発生するグロー放電によって
化合物ガスを分゛解して形成する薄膜生成装置に関する
。

（従来技術とその問題点） 非晶質半導体（シリコン、ゲルマニウム、炭素等）を太
陽電池、その他のデバイスに適用する研究が各方面でさ
かんに研究され、一部はすでに商品化されている。非晶
質薄膜の大きな軽微として、大面積の素子が形成可能で
あること、あるいは多数の素子を一度に形成可能なこと
である。第１図は非晶質シリコン（以下α−ｓｉと記す
）薄膜の形成に用いられる従来の容量結合型高周波グロ
ー放電装置の概念図を示している。二枚の平行平板の電
極１，２を設えた真空槽３内に原料ガス（例えばモノシ
ラン）を導入し、電極間に高周波電源４を接続し、グロ
ー放電を起こすことにより、原料ガスを分解する。こう
することで、下部電極２あるいは上部電極１上に置かれ
た基板５の上にａ　−ｓｉ膜を堆積させることが出来る
。ところがこの様にして堆積したα−ｓｉ膜は不均一性
が現われ、特に装置が大きくなるにつれて顕著になる。

第２図の実線１１は第１図の従来装置で堆積したα−８
ｉ膜の膜厚分布であり、周辺部の堆積速度が遅いことを
示している。

この原因は、中心部に高周波電力が集中していることで
説明出来る。というのは、次に述べる実験事実でも明ら
かである。第１図の実験装置で通常よりやや高電力（例
えば、電極間隔６０ｍｍ、電極の直径６００ｍｍの装置
で１ｏｏｋ）で堆積させると、電極の中心部に置かれた
基板上のα−ｓｉ膜は一部微結晶化し、周辺部は通常の
α−８ｉ膜であった。高放電電力で、粒径が１００Ａ程
度の結晶粒（微結晶）を含んだα−ｓｉ膜が出来ること
は、当業者にとって周知の事柄であるが、このことから
前述の実験事実を考えると、中心部に電力の集中が起こ
っていることは明らかである。

さらに、第１図の装置において、流入口６から真空槽３
に導入され排気ロアから排出される原料ガスの流量を増
加した場合には、面内の［ＦＪ分布は第２図の点線１２
のごとく、流入Ｄ　６に近い所が成長速度が速いことが
分かった。

（発明の目的） 本発明はこれらの経験に基づき、電力の集中あるいは原
料ガスの流速変化による基板面上に形成される薄膜の不
均一を解消して、良好な均一性を持つ薄膜を生成できる
装置を提供することを目的とする。

（発明の要点） 本発明は、電力の集中あるいは基板表面上を流れる原料
ガ′支の流速の不均一が生じないように電圧が印加され
る対向電極間の間隔が場所によって異なることにより上
記の目的を達成する。さらに少なくとも一方の電極を分
割し、分割された各部分の対向電極との間隔が調整可能
であるようにすることも有効である。

（発明の実施例） 第３図は第一の実施例を示し、基本構成は第一の実施例
と同じであるが、上部型ｆｉＪ？２１をドーム形にして
あり、下部電極２２との電極間隔゛が中心部において周
辺部より２倍位広くしである。この装置を用いてα−ｓ
ｉ膜を堆積させると、基板５の上に膜厚、膜質共に良好
な均一性を持つ薄膜が得られた。これは第３図の電極構
造が電力集中を防いだ結果である。

第４図は第二の実施例を示し、上部電極３１と下部電極
３２との間隔がガス流入口６に向って広くされている。

この装置を用い、原料ガスの流量を増加した場合も第一
の実施例と同様に生成薄膜の良好な均一性が得られた。

以上二側で見た様に、ある一定の生成条件（ガス流量、
電力等）で、薄膜生成する場合、均一性を得るために、
それに合わせて電極間隔を変える必要がある。従って、
出来れば、第５図のごとく、電極４１を分割してそれぞ
れを可動にし、他の条件に対応して各部分の下部電極４
２との間隔を調整することも有効である。あるいは一方
の電極を、例えば柔軟な金属から形成して可塑性にし、
適宜変形させて電極間隔を調整できるようにしてもよい
。

今まで述べて来たのは、モノシランを原料ガスとしたａ
−ｆ３ｉの例であるが、他の非晶質薄膜、例えばモノシ
ランとゲルマンＧｅＨ４を用いて生成する非晶質５ｉ−
ａｅ、モノシランと炭化水素を用いて生成する非晶質５
ｉ−ａ等にも適用出来ることはいうまでもない。

（発明の効果） 本発明はグロー放電分解を行うための対向電極の間隔を
電力あるいはガス流量等の生成条件にヌ」応して場所に
より変化させることによって基板上に全面にわたって均
一な薄膜を形成するもので、これにより生成条件の変化
が可能になるため所望の膜質あるいは膜厚の薄膜の生成
装置として利用範囲が拡大され、得られる効果は極めて
大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のα−ｓｉ薄膜生成装置の一例の断面図、
第２図はそれによって得られた薄膜の膜厚分布線図、第
３図は本発明の一実施例の断面図、第４図は異なる実施
例の断面図、第５図はさらに別の実施例の断面図である
。 ３：真空槽、４：高周波電源、２１，３１，４１：上部
電極、２２，３２，４２：下部電極。 第１図 第２図 電極上の位置 Ｊζ１］ ３１」 ４几１ °イ ン

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）対向する電極間への電圧印加により発生するグロー
   放電により化合物ガスを分解するものにおいて、対向電
   極間の間隔が場所によって異なることを特徴とする薄膜
   生成装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載の装置において、対向電
   極間の間隔が中央部において周辺部より大きいことを特
   徴とする薄膜生成装置。 ３）特許請求の範囲第１項または第２項記載の装置にお
   いて、対向電極間の間隔がガス流入口に近い側において
   遠い側より大きいことを特徴とする薄膜生成装置。 ４）特許請求の範囲第１項記載の装置において、少なく
   とも一方の電極を分割し、分割された各部分の対向電極
   との間隔が調整可能であるようにされたことを特徴とす
   る薄膜生成装置。