JPS61225818A - 半導体薄膜の成膜方法 - Google Patents
半導体薄膜の成膜方法Info
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- JPS61225818A JPS61225818A JP60065942A JP6594285A JPS61225818A JP S61225818 A JPS61225818 A JP S61225818A JP 60065942 A JP60065942 A JP 60065942A JP 6594285 A JP6594285 A JP 6594285A JP S61225818 A JPS61225818 A JP S61225818A
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- vapor deposition
- chemical vapor
- deposition
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02612—Formation types
- H01L21/02617—Deposition types
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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
本発明は、薄膜半導体装置、特にシリコン薄膜光電変換
装置に用いられるような半導体薄膜の成膜方法に関する
。
装置に用いられるような半導体薄膜の成膜方法に関する
。
光エネルギーを電気エネルギーに変換する光電変換デバ
イスを非晶質半導体を用いて実現するため、従来はグロ
ー放電などによるプラズマ化学蒸着法（プラズマＣＶＤ
法）が用いられてきた。このプラズマＣＶＤ法では、Ｓ
ＩＨ＊などの反応ガス中でグロー放電によりプラズマを
発生させ、基板上に半導体膜を形成する。グロー放電を
行わせるため、通常１３．５６ＭＨｚの高周波を用い、
電気エネルギーを印加する。これによりプラズマが形成
されて反応ガスが分解され、基板上に半導体膜が堆積す
る。しか、しこのようなプラズマＣＶＤ法では、膜形成
中に基板や形成された膜がプラズマ中に存在する高エネ
ルギー粒子や電磁波の衝撃にさらされる。特にグロー放
電開始時にこれらの衝撃が大きいため、初期に形成され
る膜部分、特に異なる導電特性の膜を積層して形成され
るデバイスの特性に対して重要である接合の部分の損傷
により、その半導体膜を使用した半導体装置の性能向上
が制限されてきた。
イスを非晶質半導体を用いて実現するため、従来はグロ
ー放電などによるプラズマ化学蒸着法（プラズマＣＶＤ
法）が用いられてきた。このプラズマＣＶＤ法では、Ｓ
ＩＨ＊などの反応ガス中でグロー放電によりプラズマを
発生させ、基板上に半導体膜を形成する。グロー放電を
行わせるため、通常１３．５６ＭＨｚの高周波を用い、
電気エネルギーを印加する。これによりプラズマが形成
されて反応ガスが分解され、基板上に半導体膜が堆積す
る。しか、しこのようなプラズマＣＶＤ法では、膜形成
中に基板や形成された膜がプラズマ中に存在する高エネ
ルギー粒子や電磁波の衝撃にさらされる。特にグロー放
電開始時にこれらの衝撃が大きいため、初期に形成され
る膜部分、特に異なる導電特性の膜を積層して形成され
るデバイスの特性に対して重要である接合の部分の損傷
により、その半導体膜を使用した半導体装置の性能向上
が制限されてきた。
本発明は、上述の問題を解決し、プラズマＣＶＤ法にお
けるグロー放電開始時の衝撃の影響によって接合部の損
傷を受けることにより性能が低下することのない半導体
薄膜の成膜方法を提供することを目的とする。
けるグロー放電開始時の衝撃の影響によって接合部の損
傷を受けることにより性能が低下することのない半導体
薄膜の成膜方法を提供することを目的とする。
本発明は、光化学蒸着法（光ＣＶＤ法）とプラズマ化学
蒸着法との組合わせにより上記の目的を達成するもので
、一つの導電特性を有する半導体薄膜を形成する際に、
最初は光ＣＶＤ法により、つづいて光ＣＶＤ法とプラズ
マＣＶＤ法とを併用し、最後はプラズマＣＶＤ法のみに
より成膜する。
蒸着法との組合わせにより上記の目的を達成するもので
、一つの導電特性を有する半導体薄膜を形成する際に、
最初は光ＣＶＤ法により、つづいて光ＣＶＤ法とプラズ
マＣＶＤ法とを併用し、最後はプラズマＣＶＤ法のみに
より成膜する。
以下図を引用して本発明の一実施例について説明する。
第１図は用いた膜形成装置を示し、真空気密反応槽１内
には基板支持体２とメツシュ状のグロー放電電極３が配
置され、さらに電橋３上方の槽壁は石英ガラスからなる
透明窓４として形成されている。この透明窓４の上方の
槽外には、背後に反射板６を有する低圧水銀放電管５が
配置されている。基板７を支持体２の上に置き、反応槽
ｌ内を排気口８より排気しながら基板をヒータ９より加
熱し、ガス供給口１０よりＢＪａ、ＣＪｉおよびｈを含
有する５ｉｌｌ、ガスを流して全ガス圧をｌ Ｔｏｒｒ
に調整し、槽外の低圧水銀放電管５より紫外線を６０秒
照射した。この結果、基板７の上に光ＣＶＤ法によるＰ
型非晶質シリコン膜が５０人の厚さに形成される。つづ
いて基板支持体２とグロー放電電極３の間に高周波ある
いは直流の電圧を印加してプラズマＣＶＤ法により残り
のＰ型層を形成して全体のＰ型層の厚さを１５０人とす
るが、この際光ＣＶＤ法とプラズマＣＶＤ法の両方法が
約３秒間の時間的重なりをもつように実施した０次いで
反応ガスとして５ｉＪｉとｈを流し、紫外線を３分間照
射して光ＣＶＤ法により １５０人の厚さのＩ型シリコ
ン膜を形成し、つづいてＰ型層の場合と同様に重なり期
間を挟んでプラズマＣＶＤ法に切換え、全体として０．
７μ−の厚さの！膜を形成した。さらにＰＨ１およびＨ
８を含有した５ＩＪａガスを全ガス圧Ｉ Ｔｏｒｒで流
し、Ｐ型層、！膜の場合と同様に光ＣＶＤ法からプラズ
マＣＶＤ法への引きつぎによって厚さ２００人のＰ型層
を形成した。 最後に積層半導体薄膜上にＡ１薄膜を蒸着することによ
って得たＰＩＮ型非晶質３１太陽電池の出力特性を擬似
太陽光下で測定した。得られた開放電圧（Ｖｏｃ）の値
（相対値）を第２図に示した。この図において、横軸の
人は従来のプラズマＣＶＤ法のみによる場合を表わし、
この場合のＶｏｃの値を縦軸に示す、これに対して上述
したようにＰ、 Ｉ。 Ｎの各々の膜に光ＣＶＤ法とプラズマＣＶＤ法を用いて
形成した場合のＶｏｃの値をＥに示す、ＢはＰ型層のみ
を光ＣＶＤとグロー放電法を用い、■。 Ｎ型膜はグロー放電法のみで作成した場合の結果である
。Ｃはｌ型のみを、ＤはＮ型のみを光ＣｖＤ法、グロー
放電法を用いて作成したＰＩＮ型太陽電池のＶｏｃＯ値
を示す。 Ｐ、Ｉ、Ｎ型膜の少なくとも一つの導電型膜を本発明の
成膜方法を行うことにより、従来法に比べてＶｏｃの向
上がみられ、特にＩ型膜の場合には効果がある。これは
、光ＣＶＤ法において、紫外光で励起されたガス状態の
ところにグロー放電を行わせるため、放電の開始が円滑
になり、開始時の高エネルギー粒子の衝撃が減ることに
なる。この結果、膜特性の低下が抑制され、良質な接合
が形成されるためと考えられる。しかし第２図のＢ示示
すように、透明導電膜とＰ型層の間の接合の特性も改善
されるので、必ずしも異なる導電性を有する半導体膜の
間の接合のみに効果があるわけではない。
には基板支持体２とメツシュ状のグロー放電電極３が配
置され、さらに電橋３上方の槽壁は石英ガラスからなる
透明窓４として形成されている。この透明窓４の上方の
槽外には、背後に反射板６を有する低圧水銀放電管５が
配置されている。基板７を支持体２の上に置き、反応槽
ｌ内を排気口８より排気しながら基板をヒータ９より加
熱し、ガス供給口１０よりＢＪａ、ＣＪｉおよびｈを含
有する５ｉｌｌ、ガスを流して全ガス圧をｌ Ｔｏｒｒ
に調整し、槽外の低圧水銀放電管５より紫外線を６０秒
照射した。この結果、基板７の上に光ＣＶＤ法によるＰ
型非晶質シリコン膜が５０人の厚さに形成される。つづ
いて基板支持体２とグロー放電電極３の間に高周波ある
いは直流の電圧を印加してプラズマＣＶＤ法により残り
のＰ型層を形成して全体のＰ型層の厚さを１５０人とす
るが、この際光ＣＶＤ法とプラズマＣＶＤ法の両方法が
約３秒間の時間的重なりをもつように実施した０次いで
反応ガスとして５ｉＪｉとｈを流し、紫外線を３分間照
射して光ＣＶＤ法により １５０人の厚さのＩ型シリコ
ン膜を形成し、つづいてＰ型層の場合と同様に重なり期
間を挟んでプラズマＣＶＤ法に切換え、全体として０．
７μ−の厚さの！膜を形成した。さらにＰＨ１およびＨ
８を含有した５ＩＪａガスを全ガス圧Ｉ Ｔｏｒｒで流
し、Ｐ型層、！膜の場合と同様に光ＣＶＤ法からプラズ
マＣＶＤ法への引きつぎによって厚さ２００人のＰ型層
を形成した。 最後に積層半導体薄膜上にＡ１薄膜を蒸着することによ
って得たＰＩＮ型非晶質３１太陽電池の出力特性を擬似
太陽光下で測定した。得られた開放電圧（Ｖｏｃ）の値
（相対値）を第２図に示した。この図において、横軸の
人は従来のプラズマＣＶＤ法のみによる場合を表わし、
この場合のＶｏｃの値を縦軸に示す、これに対して上述
したようにＰ、 Ｉ。 Ｎの各々の膜に光ＣＶＤ法とプラズマＣＶＤ法を用いて
形成した場合のＶｏｃの値をＥに示す、ＢはＰ型層のみ
を光ＣＶＤとグロー放電法を用い、■。 Ｎ型膜はグロー放電法のみで作成した場合の結果である
。Ｃはｌ型のみを、ＤはＮ型のみを光ＣｖＤ法、グロー
放電法を用いて作成したＰＩＮ型太陽電池のＶｏｃＯ値
を示す。 Ｐ、Ｉ、Ｎ型膜の少なくとも一つの導電型膜を本発明の
成膜方法を行うことにより、従来法に比べてＶｏｃの向
上がみられ、特にＩ型膜の場合には効果がある。これは
、光ＣＶＤ法において、紫外光で励起されたガス状態の
ところにグロー放電を行わせるため、放電の開始が円滑
になり、開始時の高エネルギー粒子の衝撃が減ることに
なる。この結果、膜特性の低下が抑制され、良質な接合
が形成されるためと考えられる。しかし第２図のＢ示示
すように、透明導電膜とＰ型層の間の接合の特性も改善
されるので、必ずしも異なる導電性を有する半導体膜の
間の接合のみに効果があるわけではない。
本発明によれば、半導体薄膜の形成の場合に最初に光Ｃ
ＶＤ法によって成膜を行い、つづいて時間的に重なる形
でプラズマＣＶＤ法に切換えて成膜を行うようにしたの
で、グロー放電開始時の高エネルギー粒子による損傷が
なくなり、膜質の低下が抑制される結果、下層との良質
な接合が形成され、特にＰＩＮ接合を有する太陽電池な
どの薄膜半導体装置の出力特性の向上に有効である。
ＶＤ法によって成膜を行い、つづいて時間的に重なる形
でプラズマＣＶＤ法に切換えて成膜を行うようにしたの
で、グロー放電開始時の高エネルギー粒子による損傷が
なくなり、膜質の低下が抑制される結果、下層との良質
な接合が形成され、特にＰＩＮ接合を有する太陽電池な
どの薄膜半導体装置の出力特性の向上に有効である。
第１図は本発明の実施に用いる装置の概念的断面図、第
２図は本発明の実施例により作成された半導体薄膜を用
いた太陽電池の開放電圧特性を比較して示す線図である
。
２図は本発明の実施例により作成された半導体薄膜を用
いた太陽電池の開放電圧特性を比較して示す線図である
。
Claims (1)
- １）一つの導電特性を有する半導体薄膜を形成する際に
、最初は光化学蒸着法により、つづいて光化学蒸着法と
プラズマ化学蒸着法を併用し、最後にプラズマ化学蒸着
法のみにより行うことを特徴とする半導体薄膜の成膜方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60065942A JPS61225818A (ja) | 1985-03-29 | 1985-03-29 | 半導体薄膜の成膜方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60065942A JPS61225818A (ja) | 1985-03-29 | 1985-03-29 | 半導体薄膜の成膜方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61225818A true JPS61225818A (ja) | 1986-10-07 |
Family
ID=13301525
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60065942A Pending JPS61225818A (ja) | 1985-03-29 | 1985-03-29 | 半導体薄膜の成膜方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61225818A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6473079A (en) * | 1987-09-11 | 1989-03-17 | Sony Corp | Cvd device |
-
1985
- 1985-03-29 JP JP60065942A patent/JPS61225818A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6473079A (en) * | 1987-09-11 | 1989-03-17 | Sony Corp | Cvd device |
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