JPS60125374A - 水素化アモルフアスシリコン膜の製造装置 - Google Patents
水素化アモルフアスシリコン膜の製造装置Info
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- JPS60125374A JPS60125374A JP23393383A JP23393383A JPS60125374A JP S60125374 A JPS60125374 A JP S60125374A JP 23393383 A JP23393383 A JP 23393383A JP 23393383 A JP23393383 A JP 23393383A JP S60125374 A JPS60125374 A JP S60125374A
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- film
- electrode
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- amorphous silicon
- electrodes
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- 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
-
- 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
- C23C16/44—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 method of coating
- C23C16/50—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 method of coating using electric discharges
- C23C16/505—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 method of coating using electric discharges using radio frequency discharges
- C23C16/509—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 method of coating using electric discharges using radio frequency discharges using internal electrodes
- C23C16/5096—Flat-bed apparatus
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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〕
この発明は、太陽電池、電子感光体、密着センサ、その
他に利用される水素化アモルファスシリコン（以下ａ−
８ｔ：Ｈと記す）膜の製造装置に関する。
他に利用される水素化アモルファスシリコン（以下ａ−
８ｔ：Ｈと記す）膜の製造装置に関する。
近年、ａ−８ｔ：Ｈ９は新しいデバイス材料として有望
視されているが、これはエネルギキャップ内の構造的欠
陥に由来する局在準位密度が小さいため、置換型の不純
物ドーピングが可能で、ｐｅｎ の伝導型制御や価電子
制御ができるからである。例えばａ−８ｉ：Ｈは、太陽
光スペクトルのピーク附近で吸収係数が琲結晶シリコン
のそれと比べて約１桁も大きく、薄膜太陽電池とした場
合の材料コストは、単結晶の場合の”／２００ 以下に
することがてきると予想される。
視されているが、これはエネルギキャップ内の構造的欠
陥に由来する局在準位密度が小さいため、置換型の不純
物ドーピングが可能で、ｐｅｎ の伝導型制御や価電子
制御ができるからである。例えばａ−８ｉ：Ｈは、太陽
光スペクトルのピーク附近で吸収係数が琲結晶シリコン
のそれと比べて約１桁も大きく、薄膜太陽電池とした場
合の材料コストは、単結晶の場合の”／２００ 以下に
することがてきると予想される。
このようなａ−８ｔ：Ｈ膜は、従来、第１図に示すよう
な製造装置によシ、製造されている。
な製造装置によシ、製造されている。
即ち、プラズマ反応室１内に、シランを主成分とする反
応ガスを、プラズマ反応室１の底部に設けられたガス供
給口２よシ、ガス圧力０．１Ｔｏｒｒから数Ｔｏｒｒ
程度まで導入する。そして、この反応ガスをプラズマ反
応によシ分解し、放電電極３，４に配置され、２００〜
５００℃に加熱された基板５上にａ−８ｉ：Ｈ膜６を形
成する。
応ガスを、プラズマ反応室１の底部に設けられたガス供
給口２よシ、ガス圧力０．１Ｔｏｒｒから数Ｔｏｒｒ
程度まで導入する。そして、この反応ガスをプラズマ反
応によシ分解し、放電電極３，４に配置され、２００〜
５００℃に加熱された基板５上にａ−８ｉ：Ｈ膜６を形
成する。
こうして得られるａ−８ｉ：Ｈ膜の性質は、基板温度、
反応時のガス圧、ガス流量などに依存しているが、？’
Ａｌ１３０〜４０％もの水素が含まれていることが確か
められている。その水素の組み込まれ方に−）いても種
々研究され、例えば赤外吸収スペクトルか・ら８１−Ｈ
結合の存在が認められている。このようにして１．−８
１：１１膜中に５ｔ−Ｈの形で組み込まれた水素は、い
わゆるダングリングボンドを補償し、局在準位密度を２
０（ＹＸ−’から１Ｏ−１６ｃ４程度にまで減少させて
いるものと考えられている。しかし、デバイス材料とし
て使われる充電特性の良いａ−８１：Ｈ膜中には、１０
％前後の水素が含まれているに過ぎず、過剰な水素はＳ
ｉＨ２あるいはＳ目■３形の結合を増やし、電気的欠陥
を生じ膜の光電特性を低下させる原因°となっている。
反応時のガス圧、ガス流量などに依存しているが、？’
Ａｌ１３０〜４０％もの水素が含まれていることが確か
められている。その水素の組み込まれ方に−）いても種
々研究され、例えば赤外吸収スペクトルか・ら８１−Ｈ
結合の存在が認められている。このようにして１．−８
１：１１膜中に５ｔ−Ｈの形で組み込まれた水素は、い
わゆるダングリングボンドを補償し、局在準位密度を２
０（ＹＸ−’から１Ｏ−１６ｃ４程度にまで減少させて
いるものと考えられている。しかし、デバイス材料とし
て使われる充電特性の良いａ−８１：Ｈ膜中には、１０
％前後の水素が含まれているに過ぎず、過剰な水素はＳ
ｉＨ２あるいはＳ目■３形の結合を増やし、電気的欠陥
を生じ膜の光電特性を低下させる原因°となっている。
又、この方法では、プラズマ反応の起こる空間でのガス
濃度分布がガス供給口２の位置を中心として径方向に濃
度勾配を持ち、基板５上に形成されるａ−８ｔ：Ｈ膜６
の膜厚が不均一になる。
濃度分布がガス供給口２の位置を中心として径方向に濃
度勾配を持ち、基板５上に形成されるａ−８ｔ：Ｈ膜６
の膜厚が不均一になる。
且つ膜の堆積速度が約１校と極めて遅く、生（で
産性に欠け、膜の堆積速度を上げるため、供給する放電
パワーを増加させるど、成長しつつあるａ−８ｔ：Ｈ膜
６の表面がたえず尚濃度プラズマにさらされ、高エネル
ギーイオンによって衝撃され、該イオン＠撃によってボ
イド等の多数の欠陥を生じ良好な膜が得られないなどの
問題点を有していた。
パワーを増加させるど、成長しつつあるａ−８ｔ：Ｈ膜
６の表面がたえず尚濃度プラズマにさらされ、高エネル
ギーイオンによって衝撃され、該イオン＠撃によってボ
イド等の多数の欠陥を生じ良好な膜が得られないなどの
問題点を有していた。
この発明の目的は、膜中に組み込まれる水素量を効果的
に低減し、良質なａ−ａｔ：ｎ膜を生産性良く得ること
ができるａ−５１：Ｈ膜の製造装置を提供することであ
る。
に低減し、良質なａ−ａｔ：ｎ膜を生産性良く得ること
ができるａ−５１：Ｈ膜の製造装置を提供することであ
る。
この発明は、プラズマ反応室内に対向配設された一対の
放ｆｉｔ電極の少なくとも一方の電極面に複数個のガス
供給口を有し、この電極面に対向する反応室の壁面に対
称的に設けられた複数個のガス排気口よシ排気を行なう
ことによシ、安定したガスの流れを作り、基板面に平行
な面内での反応ガス濃度を均一にし、且つ一対の放電電
ｉ鈍間に、一方の加護と同電位のメツシュ電極を設けだ
ａ ８１：Ｈ膜の製造装置である。
放ｆｉｔ電極の少なくとも一方の電極面に複数個のガス
供給口を有し、この電極面に対向する反応室の壁面に対
称的に設けられた複数個のガス排気口よシ排気を行なう
ことによシ、安定したガスの流れを作り、基板面に平行
な面内での反応ガス濃度を均一にし、且つ一対の放電電
ｉ鈍間に、一方の加護と同電位のメツシュ電極を設けだ
ａ ８１：Ｈ膜の製造装置である。
〔発明の実施ρ１〕
この発明のａ Ｓ ｉ ：Ｈ膜の製造装置は第２図及び
第３図に示すよう（＝構成され、真空槽からなるプラズ
マ反応室７の底部には、第３図からも明らかなように複
数のガス排気口８が対称に設けられている。このガス排
気口８は、真空ポンプその他の真空排気系（図示せず）
に接続され゛Ｃ真空排気される。上記のようなプラズマ
反応室７の内部には、一対の放電電極９，１０が所定間
隔で対向して配設され、少なくとも一方の電極例えば放
電電極９はガス供給部を兼ねており、複数のガス供給口
１１が放射状に設けられている。そしてこの放電電極９
は、プラズマ反応室２の上部を貫通してガス導入管１２
に連結されると共に、周波数１３．５ＭＨｚの高周波電
源１３の一端に接続され、この高周波電源１３の他端は
接地されている。又、他方の放電電極１０は基板ホルダ
ーを兼ね、動作時にはａ−８ｔ二Ｈ膜が形成される基板
１４が載置されるが、この基板１４を加熱するだめのヒ
ーター１５が放電電極１０の近くに設けられている〇尚
、この放電電極１０は、プラズマ反応室７の底部を貫通
して接地されている０更に、上記一対の放電電極９，１
００間には、上記放電電極９を覆うようにメック５電極
１６が配設され、゛上記放電電極１０の上方１０〜２０
圀に位置しておシ、放電ｆｆｉ極９と同電位に保たれて
いるＯｔｂ作時には、放電電極１０上に基板１４が置か
れ、ヒーター１６により加熱される。そして、ガス導入
管１２を介して、シランガス（ＳｉＨ４）及び水素ガス
の混合気体が、放電電極９に設けたガス供給口１１から
プラズマ反応室？内に漸次供給され、０１〜数Ｔ＊ｒｒ
３度の真空度に保たれる。この状態でシランガス（Ｓ
ｉＨ４）をプラズマ反応によシ分解し、上記基板１４上
にａ−８ｉ：Ｈ膜が形成される。
第３図に示すよう（＝構成され、真空槽からなるプラズ
マ反応室７の底部には、第３図からも明らかなように複
数のガス排気口８が対称に設けられている。このガス排
気口８は、真空ポンプその他の真空排気系（図示せず）
に接続され゛Ｃ真空排気される。上記のようなプラズマ
反応室７の内部には、一対の放電電極９，１０が所定間
隔で対向して配設され、少なくとも一方の電極例えば放
電電極９はガス供給部を兼ねており、複数のガス供給口
１１が放射状に設けられている。そしてこの放電電極９
は、プラズマ反応室２の上部を貫通してガス導入管１２
に連結されると共に、周波数１３．５ＭＨｚの高周波電
源１３の一端に接続され、この高周波電源１３の他端は
接地されている。又、他方の放電電極１０は基板ホルダ
ーを兼ね、動作時にはａ−８ｔ二Ｈ膜が形成される基板
１４が載置されるが、この基板１４を加熱するだめのヒ
ーター１５が放電電極１０の近くに設けられている〇尚
、この放電電極１０は、プラズマ反応室７の底部を貫通
して接地されている０更に、上記一対の放電電極９，１
００間には、上記放電電極９を覆うようにメック５電極
１６が配設され、゛上記放電電極１０の上方１０〜２０
圀に位置しておシ、放電ｆｆｉ極９と同電位に保たれて
いるＯｔｂ作時には、放電電極１０上に基板１４が置か
れ、ヒーター１６により加熱される。そして、ガス導入
管１２を介して、シランガス（ＳｉＨ４）及び水素ガス
の混合気体が、放電電極９に設けたガス供給口１１から
プラズマ反応室？内に漸次供給され、０１〜数Ｔ＊ｒｒ
３度の真空度に保たれる。この状態でシランガス（Ｓ
ｉＨ４）をプラズマ反応によシ分解し、上記基板１４上
にａ−８ｉ：Ｈ膜が形成される。
この発明によれば、ａ−８１：Ｈ膜の形成に際し、従来
のグロー放電分解法を改良して、反応ガスの流れを安定
させることにより均一な膜を得、放電成極９，１０間に
メツシュ心極１６を設けることにより、局在準位密度の
小さい良質な膜を生産性良く得ることができる。即ち、
メツシュ電甑１６を設けることによシ、放電する供給パ
ワーを高くしても堆積したａ−８ｉ ： Ｈ膜が直接プ
ラズマにさらされることがなくなシ、良質の膜を生産性
良く１０ることができる。このようにしてｆｏられたａ
−８ｔ：Ｈ膜は膜厚も均一であシ、局在準位密度も１０
−”ｃｍ−” 以下と、通常のグロー放電法の１／１ｏ
程度と良質なものである。これは、高い放電パワーで
は一般にＳｉＨラジカルに対して水素ラジカル濃度が大
きくなり、基板表面でＳｉＨ，、ＳｉＨ３など高次の水
素結合ができ易く、基板ホルダーである放電電極１０に
比し温度の低いメツシュ電極１６上にこれら高次の水素
結合ラジカルが把えられ、その後Ｓｔ とＨの分離が起
こシ、一部は８４ の状態で基板上に析出することによ
る。
のグロー放電分解法を改良して、反応ガスの流れを安定
させることにより均一な膜を得、放電成極９，１０間に
メツシュ心極１６を設けることにより、局在準位密度の
小さい良質な膜を生産性良く得ることができる。即ち、
メツシュ電甑１６を設けることによシ、放電する供給パ
ワーを高くしても堆積したａ−８ｉ ： Ｈ膜が直接プ
ラズマにさらされることがなくなシ、良質の膜を生産性
良く１０ることができる。このようにしてｆｏられたａ
−８ｔ：Ｈ膜は膜厚も均一であシ、局在準位密度も１０
−”ｃｍ−” 以下と、通常のグロー放電法の１／１ｏ
程度と良質なものである。これは、高い放電パワーで
は一般にＳｉＨラジカルに対して水素ラジカル濃度が大
きくなり、基板表面でＳｉＨ，、ＳｉＨ３など高次の水
素結合ができ易く、基板ホルダーである放電電極１０に
比し温度の低いメツシュ電極１６上にこれら高次の水素
結合ラジカルが把えられ、その後Ｓｔ とＨの分離が起
こシ、一部は８４ の状態で基板上に析出することによ
る。
このように、この発明ではメツシュ電極１６を設けてい
るため、供給パワーの洩れを防いでパワー効率を向上し
、高密度のプラズマを形成することが可能となシ、材料
ガスの分解効率を向上させ、膜の堆積速度を上げること
ができる。
るため、供給パワーの洩れを防いでパワー効率を向上し
、高密度のプラズマを形成することが可能となシ、材料
ガスの分解効率を向上させ、膜の堆積速度を上げること
ができる。
又、プラズマ生成領域と膜堆積領域が分離されるため、
ａｓｉ：ＨＭのプラズマ衝撃による劣化を防ぐことがで
きる。と同時に、プラズマが反応室７の壁面を叩くこと
によシ、壁面に吸着していたガスが脱ガスし、膜中に取
シ込まれ欠陥準位密度が高まるのを防ぐことができる０
ａｓｉ：ＨＭのプラズマ衝撃による劣化を防ぐことがで
きる。と同時に、プラズマが反応室７の壁面を叩くこと
によシ、壁面に吸着していたガスが脱ガスし、膜中に取
シ込まれ欠陥準位密度が高まるのを防ぐことができる０
筆１図は従来のａ−８ｔ：Ｈ膜の製造装置を示す）１略
１析面１゛４、第２ｒ′！Ｊはこの発明の一実施例に係
るａ Ｓ ｌ：Ｈ版の一猿造装置を示す概略断面図、第
３図は第２図の底面図である０ ７・・プラズマ反応室、８・・・・ガス排気口、９゜１
０・・・放喝電・跡、１１・・・ガスイル、給口、１２
・・・ガス導入管、１３・・・高周波電源、１４・・・
基板、１５・・ヒーター、１６・・・メツシュ電極。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第１ト１
１析面１゛４、第２ｒ′！Ｊはこの発明の一実施例に係
るａ Ｓ ｌ：Ｈ版の一猿造装置を示す概略断面図、第
３図は第２図の底面図である０ ７・・プラズマ反応室、８・・・・ガス排気口、９゜１
０・・・放喝電・跡、１１・・・ガスイル、給口、１２
・・・ガス導入管、１３・・・高周波電源、１４・・・
基板、１５・・ヒーター、１６・・・メツシュ電極。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第１ト１
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ＋１） ガス排気口を有する真空槽からなるプラズマ反
応室と、このプラズマ反応室内に対向配設され一対にし
て少なくとも一方がガス供給部を兼ねて複数のガス供給
口を有する放電電極と、この一対の放電電極間に設けら
れ、一方の電極と同電位のメツシュ電極と、上記一対の
放電電極の一方に載置される基板を加熱するヒータとを
具備し、 基板を加熱し、上記ガス供給口からプラズマ反応室内に
導入されるシランを主成分とする反応ガスのプラズマ放
電反応によシ、上記基板上に水素化アモルファスシリコ
ン膜を形成スる水素化アモルファスシリコン膜の製造装
置。 （２）上記ガス排気口は、上記ガス供給口と対向する側
に対称に複数個設けられている特許請求の範囲第１項記
載の水素化アモルファスシリコン膜の製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23393383A JPS60125374A (ja) | 1983-12-12 | 1983-12-12 | 水素化アモルフアスシリコン膜の製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23393383A JPS60125374A (ja) | 1983-12-12 | 1983-12-12 | 水素化アモルフアスシリコン膜の製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60125374A true JPS60125374A (ja) | 1985-07-04 |
Family
ID=16962883
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23393383A Pending JPS60125374A (ja) | 1983-12-12 | 1983-12-12 | 水素化アモルフアスシリコン膜の製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60125374A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5948379A (en) * | 1993-02-06 | 1999-09-07 | Koenig; Udo | Plasma-chemical deposition of very fine particles |
-
1983
- 1983-12-12 JP JP23393383A patent/JPS60125374A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5948379A (en) * | 1993-02-06 | 1999-09-07 | Koenig; Udo | Plasma-chemical deposition of very fine particles |
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