JPS6041453B2 - 微結晶化非晶質シリコン膜の生成方法 - Google Patents

微結晶化非晶質シリコン膜の生成方法

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JPS6041453B2
JPS6041453B2 JP56072196A JP7219681A JPS6041453B2 JP S6041453 B2 JPS6041453 B2 JP S6041453B2 JP 56072196 A JP56072196 A JP 56072196A JP 7219681 A JP7219681 A JP 7219681A JP S6041453 B2 JPS6041453 B2 JP S6041453B2
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silicon film
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producing microcrystalline
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正和 上野
喜之 内田
剛重 市村
幸雄 武田
修 鍋田
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Agency of Industrial Science and Technology
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    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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    • H01L21/02617—Deposition types
    • H01L21/0262—Reduction or decomposition of gaseous compounds, e.g. CVD

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はプラズマＣＶＤ法による高伝導性の徴結晶化非
晶質シリコン膜の生成方法に関する。
例えばモノシラン（Ｓｉ比）を原料としプラズマＣＶＤ
法により生成される非晶質シリコン膜は太陽電池の光源
変換層として利用されている。これは非結晶シリコンの
光吸収係数が、太陽光の軸射スペクトルのピーク付近で
ある５５仇帆の波長に対して１〜２×１び仇‐１で、結
晶質シリコンの５×１ぴ〜１×１ぴ肌‐１より大きいの
で、厚さｌｒｍ程度で太陽光を吸収でき、所要材料費が
少ないために低価格化できるからである。しかし変換効
率は単結晶あるいは多結晶シリコンを用いた太陽電池に
くらべて低い。非晶質シリコン太陽電池の変換効率を上
げるためにはその導電率ならびにライフタイムを高める
必要がある。従来ＳｉはとＰＨ３（フオスフィン）との
混合ガス中でグロー放電させることによって得られたｎ
形非晶質シリコン膜の導亀率は高々１０‐４０‐１・抑
‐１程度であった。しかるにグロ−放電のための印加電
力を電極面積当り０．１８Ｗ／のに高めると、非晶質シ
リコン膜が１００Ａ前後の粒蓬に微結晶化し導電率が１
びＱ‐１・仇‐１程度に増加することが近年明らかにさ
れた。この微結晶化膜は１０原子％以上の水素を含有す
る点で従来の多結晶シリコンと本質的に異なり、その吸
収係数も５５仇ｍにおいて約５×１び仇‐１であって結
晶質シ１」コンよりかなり高い。従って太陽電池に対し
て２ｒｍ程度の厚さを要するだけであり、ライフタイム
も向上するので非晶質シリコン太陽電池より変換効率を
高めることができる。このような微結晶化は、非晶質シ
リコン膜を高温で熱処理することによっても可能ではあ
るが、本発明はさらに簡単な方法で微絃晶化非晶質シリ
コン膜を得ることを目的とする。この目的はモノシラン
を主成分とするガスを分圧比でモノシランの８折音以上
の水素により希釈し希釈されたガスを用いてプラズマＣ
ＶＤ法により基板上にシリコン膜を成長せしめることに
よって達成される。
このような希釈ガスを用いることにより、プラズマ発生
のための入力を非晶質シリコン膜生成時と同程度とする
ことができる。
以下図面を用いて本発明の実施例について説明する。
図に示すプラズマＣＶＤ装置において、反応槽１内には
上部電極２と下部電極３が対向して配置されている。反
応槽１を排気管４を介して真空排気しつつ、給気管５よ
り反応ガスを槽１内に導入する。給気管５にはモノシラ
ンポンべ６、フオスフィンボンべ７、水素ボンベ８を接
続し、Ｓｉ比，ＰＨ３および日２の混合ガスを弁９，１
０，１１を開くことによって反応槽１内に導入する。弁
９，１０，１１により反応室内の分圧をＳｉ比が１×１
０‐２のｒｒ、ＰＨ３が１×１０‐４ｔｏｎ、日２が０
．９９ｏｎになるように調節する。下部電極３の上に図
示しないが基板を載せ、ヒーター１２によって加熱しな
がら、上下電極２，３間に１３．５８ＭＨｚの高周波電
圧を電源１３によって印加する。印加電力は電極の単位
面積当り２５ｍＷ／ので、前述の水素ガスで希釈しない
場合の１８仇ｈＷ／のに〈らべてはるかに小さい。これ
により基板上に得られたｎ形の微結晶化膿は５×１び○
仇‐１の導電率を示した。さらに希釈した反応ガスを用
いることにより基板上に得られたシリコン膜の諸特性は
全面において極めて均一になった。このような微結晶化
非晶質シリコン膜を用いて製作した太陽電池によって従
来の非晶質シリコン太陽電池の１．３音の変換効率を得
た。同様な微結晶化膜はＰＨ３の代りにＢ２公（ジボラ
ン）を添加して生成したｐ形膜、あるいは添加ガスのな
い場合のｉ膜についても本発明の方法によって得ること
ができた。
また、ＳｊＦ４の分解によるふつ素を含有した膜の微結
晶化も同様に実施できた。本発明はプラズマＣＶＤのＳ
ｊＨ４を含む反応ガスを日２により希釈することによっ
てプラズマ発生のための印加電力を高めることなく微結
晶化非晶質シリコン膜を得るものである。
これにより導電率およびライフタイムが向上し光吸収係
数の高くしかも全面に均質のシリコン膜が得られるので
、大面積太陽電池ばかりでなく電界効果トランジスタあ
るいは集積回路等に極めて有効に使用することができる
。
【図面の簡単な説明】
図は本発明実施のための装置の一例の説明図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ モノシランを主成分とするガスを分圧比でモノシラ
    ンの８０倍以上の水素により希釈し、希釈されたガスを
    用いてプラズマＣＶＤにより基板上にシリコン膜を成長
    せしめることを特徴とする徴結晶化非晶質シリコン膜の
    生成方法。
JP56072196A 1981-05-15 1981-05-15 微結晶化非晶質シリコン膜の生成方法 Expired JPS6041453B2 (ja)

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JPS57187935A JPS57187935A (en) 1982-11-18
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NL8501769A (nl) * 1984-10-02 1986-05-01 Imec Interuniversitair Micro E Bipolaire heterojunctie-transistor en werkwijze voor de vervaardiging daarvan.
US5225378A (en) * 1990-11-16 1993-07-06 Tokyo Electron Limited Method of forming a phosphorus doped silicon film
JPH0758014A (ja) * 1993-08-11 1995-03-03 Nec Corp シリコン薄膜の形成方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5771127A (en) * 1980-10-21 1982-05-01 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Manufacture of semiamorphous semiconductor

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