JPS61150385A - アモルフアスシリコン半導体装置 - Google Patents
アモルフアスシリコン半導体装置Info
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- JPS61150385A JPS61150385A JP59275541A JP27554184A JPS61150385A JP S61150385 A JPS61150385 A JP S61150385A JP 59275541 A JP59275541 A JP 59275541A JP 27554184 A JP27554184 A JP 27554184A JP S61150385 A JPS61150385 A JP S61150385A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
- H01L31/036—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes
- H01L31/0392—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes including thin films deposited on metallic or insulating substrates ; characterised by specific substrate materials or substrate features or by the presence of intermediate layers, e.g. barrier layers, on the substrate
- H01L31/03921—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes including thin films deposited on metallic or insulating substrates ; characterised by specific substrate materials or substrate features or by the presence of intermediate layers, e.g. barrier layers, on the substrate including only elements of Group IV of the Periodic Table
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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】
〈産業上の利用分野〉
本発明はアモルファスシリコン半導体装置に関し、特に
基板からアモルファスシリコン層への不純物の拡散を防
止すると共に基板とアモルファスシリコン層の密着性を
改善するようにしたアモルファスシリコン半導体装置に
関するものである。
基板からアモルファスシリコン層への不純物の拡散を防
止すると共に基板とアモルファスシリコン層の密着性を
改善するようにしたアモルファスシリコン半導体装置に
関するものである。
〈発明の概要〉
本発明は基板とアモルファスシリコン半導体層との間に
中間層を設けて基板からアモルファスンリコン半導体層
への不純物の拡散を防１卜する七共：τ基板とアモルフ
ァスノリコン半導体層の密着性を改善するようにしたも
のである。
中間層を設けて基板からアモルファスンリコン半導体層
への不純物の拡散を防１卜する七共：τ基板とアモルフ
ァスノリコン半導体層の密着性を改善するようにしたも
のである。
（従来の技術〉
一般ニ、アモルファスシリコン心ハスバッタ法。
ＣＶＤ法、蒸着法等の膜堆積法にて作製が可能であるだ
め、結晶成長工程を必要とする結晶／リコンと比べて、
製造方法が容易でコストが低く、シかも、大面積で任意
の形状に着膜可能である。このような利点を生かしイメ
ージセンサ、太陽電池等の材料として種々の面から研究
がなされている。
め、結晶成長工程を必要とする結晶／リコンと比べて、
製造方法が容易でコストが低く、シかも、大面積で任意
の形状に着膜可能である。このような利点を生かしイメ
ージセンサ、太陽電池等の材料として種々の面から研究
がなされている。
〈発明が解決しようとする問題点〉
しかし、アモルファスシリコン半導体層は直接基板上に
膜を堆積し、また、基板温度を通常１５０°Ｃ〜３５０
°Ｃに加熱するために基板からの不純物の拡散、特にア
ルカリ成分の拡散を考える必要があり、舊たアモルファ
スシリコンの成膜時においては、基板の粗度や表面状態
あるいは基板とアモルファスシリコンとの熱膨張係数の
差がアモルファスシリコンと基板との密着性に大きな影
響を与える等の問題点かある１、 例えばソーダガラス等のアルカリ成分を含むガラス基板
上に、アモルファスシリコンを堆積した場合、成膜中に
ナトｌ）ラム（Ｎａ１等のアルカリ成分がアモルファス
シリコン）摸中に拡散するため、ｊ摸特性として暗室導
度及び光応答性に悪影響を与える。即ちアモルファスシ
リコン膜の暗室導度が大きくなり′）Ｙ：、応答の安定
性を悪くするため、かかるアモルファスシリコン半導体
層を用いては良好な特性、例えば明暗比の良好なイメー
ジセンサ、あるいは特性の良好な電子写真感光体等を得
ることができない。また、アルカリ成分が全く含まれな
い石英ガラス基板等を用いるとコストが非常に高くなる
。また基板の粗度や表面状態、あるいは基板とアモルフ
ァスシリコン５熱膨張の差（例えばホウケイ酸ガラスは
４６Ｘ Ｉ ０−７７に、アモルファスシリコンの場合
はｌ ５ Ｘ Ｉ Ｏ−７／Ｋ ）により、基板上に直
接アモルファス７リコン膜を堆積した場合に、基板との
密着性が不良であるためや成膜後の冷却過程で、収縮量
に差が生じるためにアモルファスシリコンが基板から剥
離する場合も多い等の問題がある。
膜を堆積し、また、基板温度を通常１５０°Ｃ〜３５０
°Ｃに加熱するために基板からの不純物の拡散、特にア
ルカリ成分の拡散を考える必要があり、舊たアモルファ
スシリコンの成膜時においては、基板の粗度や表面状態
あるいは基板とアモルファスシリコンとの熱膨張係数の
差がアモルファスシリコンと基板との密着性に大きな影
響を与える等の問題点かある１、 例えばソーダガラス等のアルカリ成分を含むガラス基板
上に、アモルファスシリコンを堆積した場合、成膜中に
ナトｌ）ラム（Ｎａ１等のアルカリ成分がアモルファス
シリコン）摸中に拡散するため、ｊ摸特性として暗室導
度及び光応答性に悪影響を与える。即ちアモルファスシ
リコン膜の暗室導度が大きくなり′）Ｙ：、応答の安定
性を悪くするため、かかるアモルファスシリコン半導体
層を用いては良好な特性、例えば明暗比の良好なイメー
ジセンサ、あるいは特性の良好な電子写真感光体等を得
ることができない。また、アルカリ成分が全く含まれな
い石英ガラス基板等を用いるとコストが非常に高くなる
。また基板の粗度や表面状態、あるいは基板とアモルフ
ァスシリコン５熱膨張の差（例えばホウケイ酸ガラスは
４６Ｘ Ｉ ０−７７に、アモルファスシリコンの場合
はｌ ５ Ｘ Ｉ Ｏ−７／Ｋ ）により、基板上に直
接アモルファス７リコン膜を堆積した場合に、基板との
密着性が不良であるためや成膜後の冷却過程で、収縮量
に差が生じるためにアモルファスシリコンが基板から剥
離する場合も多い等の問題がある。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、ア
ルカリ分の含まれる、価格の安いガラスを用いた場合に
おいても、暗伝導度を低く抑え、光応答性を良好にし、
あるいは基板の粗度や表面状態が多少悪くとも、基板と
アモルファスシリコ／膜との密着性を良好にするように
したアモルファスシリコン半導体装置を提供することを
目的としている。
ルカリ分の含まれる、価格の安いガラスを用いた場合に
おいても、暗伝導度を低く抑え、光応答性を良好にし、
あるいは基板の粗度や表面状態が多少悪くとも、基板と
アモルファスシリコ／膜との密着性を良好にするように
したアモルファスシリコン半導体装置を提供することを
目的としている。
〈問題点を解決するための手段〉
第１図は本発明のアモルファスシリコン半導体装置の構
造を示す模式図である。
造を示す模式図である。
第１図において、ｌは基板、２は基板１上に形成された
絶縁性中間層でありＳｉ３Ｎ４膜、Ｓ ｉ ０２膜ある
いはＴａ２０５膜等により構成される。また３は絶縁性
中間層２上に形成されたアモルファスシリコン半導体層
である。
絶縁性中間層でありＳｉ３Ｎ４膜、Ｓ ｉ ０２膜ある
いはＴａ２０５膜等により構成される。また３は絶縁性
中間層２上に形成されたアモルファスシリコン半導体層
である。
〈作 用〉
上記第１図に示す構成により、絶縁性中間層２が不純物
拡散防止層として作用して基板からの例ｔＵアルカリ成
分のアモルファスシリコン半導体層への拡散が防止され
、その結果アモルファスノリコン半導体層の暗伝導度を
低く抑えることが出来ると共に光応答性が良好となる。
拡散防止層として作用して基板からの例ｔＵアルカリ成
分のアモルファスシリコン半導体層への拡散が防止され
、その結果アモルファスノリコン半導体層の暗伝導度を
低く抑えることが出来ると共に光応答性が良好となる。
壕だ中間層２の存在によって基板１の粗度や表面状態が
多少悪くとも、基板とアモルファスシリコン半導体層と
の密着性が良好となり、また基板とアモルファスシリコ
ンとの熱膨張係数の差による歪が緩和され、アモルファ
スシリコン層の剥離等が防止される。
多少悪くとも、基板とアモルファスシリコン半導体層と
の密着性が良好となり、また基板とアモルファスシリコ
ンとの熱膨張係数の差による歪が緩和され、アモルファ
スシリコン層の剥離等が防止される。
〈実施例〉
次に本発明を実施例を挙げてその製造過程と共に詳細に
説明する。
説明する。
丑ず、ガラス基板■の上に、スパッタ法あるいはプラズ
マＣＶＤ法９元ＣＶＤ法等により、絶縁性中間層２とし
てＳｉ３Ｎ４嘆またば５１０２膜またＡ〜１０００Δ、
１００Ａ〜５００Ａ堆積する。この上に、蒸着法あるい
はスパッタ法あるいはプラズマＣＶＤ法あるいは光ＣＶ
Ｄ法等によりアモルファスシリコン膜３を所望の厚さし
て［，１１層する。
マＣＶＤ法９元ＣＶＤ法等により、絶縁性中間層２とし
てＳｉ３Ｎ４嘆またば５１０２膜またＡ〜１０００Δ、
１００Ａ〜５００Ａ堆積する。この上に、蒸着法あるい
はスパッタ法あるいはプラズマＣＶＤ法あるいは光ＣＶ
Ｄ法等によりアモルファスシリコン膜３を所望の厚さし
て［，１１層する。
第２図に基板としてソーダガラスを用い、この上にＳｉ
３Ｎ４及びＳ ｉ Ｏｚ及びＴａ２０５をそれぞれ膜厚
を変化させてスパッタ法を用いて堆積した後、プラズマ
ＣＶＤ法によりアモルファスノリコン暎を１μｍ積層し
た時の室温での暗室導度を示す。
３Ｎ４及びＳ ｉ Ｏｚ及びＴａ２０５をそれぞれ膜厚
を変化させてスパッタ法を用いて堆積した後、プラズマ
ＣＶＤ法によりアモルファスノリコン暎を１μｍ積層し
た時の室温での暗室導度を示す。
第２図において、曲線４（ａ）はＳｉ３Ｎ４を中間層と
した場合の暗電流と膜厚の関係を示したものでこの曲線
４（ａ）より明らかな様に、中間層を形成しなければ暗
伝導度は６ ｘ Ｉｏ−５（Ω・ｃｍ ） −１と高い
が、例えばＳｉ３Ｎ４を１００Ａ以上中間層として堆積
すれば、暗伝導度は急激に低下し始め、膜厚が４０ＯＡ
を超えると、暗伝導は８ｘ１０−ｔ。
した場合の暗電流と膜厚の関係を示したものでこの曲線
４（ａ）より明らかな様に、中間層を形成しなければ暗
伝導度は６ ｘ Ｉｏ−５（Ω・ｃｍ ） −１と高い
が、例えばＳｉ３Ｎ４を１００Ａ以上中間層として堆積
すれば、暗伝導度は急激に低下し始め、膜厚が４０ＯＡ
を超えると、暗伝導は８ｘ１０−ｔ。
（Ω・α）−１となった。この値は、アルカリ成分が含
まれない石英基板上にアモルファスシリコンを堆積した
場合の暗伝導度（第４図点線）の値とほぼ一致する。
まれない石英基板上にアモルファスシリコンを堆積した
場合の暗伝導度（第４図点線）の値とほぼ一致する。
このことは、基板からアモルファスシリコン膜へのアル
カリ成分の拡散が十分に抑えられることによる。また５
ｉ０２膜を中間層として用いた場合にｊ曲線４ Ｌｉ）
）ｉｃ示すよ’＋Ｑこｉｉ’Ｊ ８００ Ａ 、 Ｔａ
２０５１嵌を中間層として用い／こ場合は曲線４（ｃ
）Ｋ示すように約３０ＯＡでほぼ完全にアルカリの拡散
を防止できることになる。
カリ成分の拡散が十分に抑えられることによる。また５
ｉ０２膜を中間層として用いた場合にｊ曲線４ Ｌｉ）
）ｉｃ示すよ’＋Ｑこｉｉ’Ｊ ８００ Ａ 、 Ｔａ
２０５１嵌を中間層として用い／こ場合は曲線４（ｃ
）Ｋ示すように約３０ＯＡでほぼ完全にアルカリの拡散
を防止できることになる。
また、プラズマＣＶＤ法によってアモルファスノリコン
１１１■を堆積する場合、種々の放電条件によりＩＦを
作製するが、この場合、作製条件やｌ１％’ｆの密度、
膜厚によってはアモルファスシリコンが基板から剥離す
る場合かある。例えばコーニング社製ホウケイ酸ガラス
＃７０５９上にアモルファスシリコン膜を３μｍ程度堆
積した場合、作製条件によってはアモルファスシリコン
膜が約６０％程度剥離した。
１１１■を堆積する場合、種々の放電条件によりＩＦを
作製するが、この場合、作製条件やｌ１％’ｆの密度、
膜厚によってはアモルファスシリコンが基板から剥離す
る場合かある。例えばコーニング社製ホウケイ酸ガラス
＃７０５９上にアモルファスシリコン膜を３μｍ程度堆
積した場合、作製条件によってはアモルファスシリコン
膜が約６０％程度剥離した。
しかし、第１図に示すようにＳｉ：＋Ｎ４膜を２５ＯＡ
堆積した基板を用いると、全く剥離が生じなかった。
堆積した基板を用いると、全く剥離が生じなかった。
第３図に、波長５６５れｍ、２Ｈ２のパルス光を照射し
た時の暗出力を示す。５（ａ）はソーダガラス基板上に
直接アモルファスノリコンを堆積した場合の光出力の時
間変化を示したものであるが、時間とともに暗出力が上
昇し不安定であることを示している。しかし、例えばソ
ーダガラス基板上にＳｉ３Ｎ４を約５０ＯＡ堆積した後
、アモルファス７リコンを堆積した場合は５（ｂ）に示
すように時間に対して暗出力はほとんど変化せず、安定
な光応答が得られた。
た時の暗出力を示す。５（ａ）はソーダガラス基板上に
直接アモルファスノリコンを堆積した場合の光出力の時
間変化を示したものであるが、時間とともに暗出力が上
昇し不安定であることを示している。しかし、例えばソ
ーダガラス基板上にＳｉ３Ｎ４を約５０ＯＡ堆積した後
、アモルファス７リコンを堆積した場合は５（ｂ）に示
すように時間に対して暗出力はほとんど変化せず、安定
な光応答が得られた。
〈発明の効果〉
以上説明したように、本発明においては、基板とアモル
ファス膜との間に中間層を設けることにより、暗室導度
を低く抑え、光応答性を安定にし、あるいは基板とアモ
ルファスシリコンとの密着性を良好にすることができ、
低コストで特性の良好なアモルファスシリコン半導体装
置を得ることが可能となる。
ファス膜との間に中間層を設けることにより、暗室導度
を低く抑え、光応答性を安定にし、あるいは基板とアモ
ルファスシリコンとの密着性を良好にすることができ、
低コストで特性の良好なアモルファスシリコン半導体装
置を得ることが可能となる。
第１図は本発明により作製したアモルファスシリコン半
導体層置の構造を示す模式図、第２図は中間層の膜厚と
暗室導度の関係を示す南、第３図は２Ｈｚパルス元照射
時の光出力の時間変化を示す図である。 １・・・ガラス基板、 ２・絶縁性中間層、 ３ アモルファスシリコン半導体層。 代理人 弁理士 福 士 愛 彦（他２名）７う／に７
７２−ジグ、７．／中１瓢イ木士七ｌ穫式図名 ｌ １ 第２図 身重／ ｍｔ７７
導体層置の構造を示す模式図、第２図は中間層の膜厚と
暗室導度の関係を示す南、第３図は２Ｈｚパルス元照射
時の光出力の時間変化を示す図である。 １・・・ガラス基板、 ２・絶縁性中間層、 ３ アモルファスシリコン半導体層。 代理人 弁理士 福 士 愛 彦（他２名）７う／に７
７２−ジグ、７．／中１瓢イ木士七ｌ穫式図名 ｌ １ 第２図 身重／ ｍｔ７７
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、ａ）基板と、 ｂ）該基板上に形成された絶縁性中間層と、ｃ）該絶縁
性中間層上に形成されたアモルファスシリコン半導体層
とを、 ｄ）備えたことを特徴とするアモルファスシリコン半導
体装置。 ２、前記基板をソーダガラスあるいはホウケイ酸ガラス
のいずれかによって構成したことを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載のアモルファスシリコン半導体装置。 ３、前記中間層をＳｉ＿３Ｎ＿４、ＳｉＯ＿２、Ｔａ＿
２Ｏ＿５のうちいずれかによって形成したことを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載のアモルファスシリコン
半導体装置。 ４、前記中間層を膜厚１００Å乃至８００ÅのＳｉ＿３
Ｎ＿４膜で形成したことを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載のアモルファスシリコン半導体装置。 ５、前記中間層を膜厚２００Å乃至１０００ÅのＳｉＯ
＿２膜で形成したことを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載のアモルファスシリコン半導体装置。 ６、前記中間層を膜厚１００Å乃至５００ÅのＴａ＿２
Ｏ＿５膜で形成したことを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載のアモルファスシリコン半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59275541A JPS61150385A (ja) | 1984-12-25 | 1984-12-25 | アモルフアスシリコン半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59275541A JPS61150385A (ja) | 1984-12-25 | 1984-12-25 | アモルフアスシリコン半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61150385A true JPS61150385A (ja) | 1986-07-09 |
Family
ID=17556887
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59275541A Pending JPS61150385A (ja) | 1984-12-25 | 1984-12-25 | アモルフアスシリコン半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61150385A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5328861A (en) * | 1991-11-25 | 1994-07-12 | Casio Computer Co., Ltd. | Method for forming thin film transistor |
-
1984
- 1984-12-25 JP JP59275541A patent/JPS61150385A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5328861A (en) * | 1991-11-25 | 1994-07-12 | Casio Computer Co., Ltd. | Method for forming thin film transistor |
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