JPS6147224B2 - - Google Patents
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- JPS6147224B2 JPS6147224B2 JP58084121A JP8412183A JPS6147224B2 JP S6147224 B2 JPS6147224 B2 JP S6147224B2 JP 58084121 A JP58084121 A JP 58084121A JP 8412183 A JP8412183 A JP 8412183A JP S6147224 B2 JPS6147224 B2 JP S6147224B2
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- 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
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Description
技術分野
この発明は、特に電子写真感光体の形成に有効
な非晶質シリコンの製造方法に関する。 従来の技術 a−Si:H(水素化非晶質シリコン)によつて
電子写真感光体ドラムを形成する場合、充分な初
期電位(一般に500V以上)を得るために、膜厚
は20μm以上必要である。そのために、堆積速度
は大きいことが望ましく、希釈しないSiH4を数
100SCCM流し、高周波電力を1KW近くまで上げ
る方法が試みられている。 しかし、堆積速度を増加させると、一般に、
SiH2あるいは(SiH2)oの結合が増し、バンドギヤ
ツプ中に多量のトラツプがでるために、光感度の
低下や残留電位の上昇といつた問題をもたらす。 逆に、太陽電池などに最適なSiHの多い膜は、
光電導はよいが堆積速度は非常に遅い。 また、a−Si:Hは準平衡状態であるために、
内部応力が極めて大きく、その種類(圧縮応力、
引張り応力)と大きさは、成長条件に依存してい
る。このため、膜厚を大きくすると、膜の基板か
らの剥離という問題が起きる。 以上述べてきたように、a−Si:Hを用いて、
電子写真感光体を形成するには、(1)高堆積速度、
(2)良好な光電導度、(3)小さい内部応力という、3
つの条件を同時に満足することが必要であり、こ
れがa−SiH感光ドラム形成上の大きな問題とな
つてきた。 発明の目的 この発明は、このような問題を除去するために
なされたもので、高堆積速度、良好な光電導度、
小さい内部応力の三つの条件を満足するa−Si:
H薄膜を得ることのできる非晶質シリコン薄膜の
製造方法を提供することを目的とする。 発明の構成 この発明の非晶質シリコン薄膜の製造方法は、
モノシラン(SiH4)および0.1〜10VVPmの添加ガ
スを原料ガスとして、プラズマCVD法によつて
基板上に水素化非晶質シリコン薄膜を形成する場
合に印加する高周波電力を所定のガス流量および
気圧で堆積速度が飽和する電力の70〜130%の間
に設定するようにしたものである。 実施例 以下、この発明の非晶質シリコン薄膜の製造方
法の実施例について図面に基づき説明する。 ガラス、金属などの基板温度を200〜300℃、シ
ラン流量{ガスとして、モノシランおよび0.1〜
10VPPmの添加ガス(B2H6,PH3,O2など)など
を原料ガスとする}を200〜700SCCM、気圧を1
〜3Torrのある値に固定して、高周波電力を0〜
1KWまで変化させると、成長速度の高周波電力
Pの依存性は第1図のようになり、1〜3の性質
の異なつた領域がある。 この第1図はプラズマCVDによるa−Si:H
の堆積速度の高周波電力依存性を示すものであ
る。この場合、成長時の気圧を1Torr未満にする
と、光電導特性はよくなるが、成長速度が極めて
遅くなり、電子写真感光体の形成には問題があ
る。また、3Torr以上では、グロー放電が安定に
行われ難くなる。 この第1図において、1の領域は高周波電力に
比例して、堆積速度が増加する領域で、第2図
(1,2,3は第1図の領域1,2,3に対応)
に示す赤外線吸収スペクトルによる水素の結合状
態はSiH2の結合を示す2100cm-1の吸収量α
(2100)の方がSiHの結合を示す2000cm-1の吸収
量α(2000)より大きい。 また、内部応力は引張り応力を示し、高周波電
力が小さくなるほど応力は強まる。領域3は、堆
積速度が飽和したあと再びやや堆積速度が上昇す
る(成長条件によつてはしない場合もある)領域
で、α(2000)の方がα(2100)よりも大きい。
内部応力は圧縮応力を示し、高周波電力Pを増加
させるにしたがつて応力も強まる。 領域2は、堆積速度が飽和する領域で、その飽
和最小パワーをPs(第1図)とすれば、0.8Ps
P1.3Psの範囲を指す。 内部応力はこの領域において、高周波電力Pの
増加とともに、引張応力から圧縮応力へと変化
し、内部応力が0となる点P0(第1図)は成長条
件に依存してPsより小さい場合と大きい場合が
あるが、この領域に存在する。このP0で成長させ
た膜は、α(2000)/α(2100)1を満足して
いる。 実施例として、SiH4流量500SCCM、気圧
2Torr、基板温度250℃の場合に、高周波電力を
変化させた場合の応力とα(2000)/α(2100)
を次の第1表(応力の強さを測定した)に示す。
内部応力という点からすればα(2000)/α
(2100)1の場合が理想的であるが、基板と膜
との付着力が充分であれば0.9α(2000)/α
(2100)1.1であつても実用上は問題はない。
な非晶質シリコンの製造方法に関する。 従来の技術 a−Si:H(水素化非晶質シリコン)によつて
電子写真感光体ドラムを形成する場合、充分な初
期電位(一般に500V以上)を得るために、膜厚
は20μm以上必要である。そのために、堆積速度
は大きいことが望ましく、希釈しないSiH4を数
100SCCM流し、高周波電力を1KW近くまで上げ
る方法が試みられている。 しかし、堆積速度を増加させると、一般に、
SiH2あるいは(SiH2)oの結合が増し、バンドギヤ
ツプ中に多量のトラツプがでるために、光感度の
低下や残留電位の上昇といつた問題をもたらす。 逆に、太陽電池などに最適なSiHの多い膜は、
光電導はよいが堆積速度は非常に遅い。 また、a−Si:Hは準平衡状態であるために、
内部応力が極めて大きく、その種類(圧縮応力、
引張り応力)と大きさは、成長条件に依存してい
る。このため、膜厚を大きくすると、膜の基板か
らの剥離という問題が起きる。 以上述べてきたように、a−Si:Hを用いて、
電子写真感光体を形成するには、(1)高堆積速度、
(2)良好な光電導度、(3)小さい内部応力という、3
つの条件を同時に満足することが必要であり、こ
れがa−SiH感光ドラム形成上の大きな問題とな
つてきた。 発明の目的 この発明は、このような問題を除去するために
なされたもので、高堆積速度、良好な光電導度、
小さい内部応力の三つの条件を満足するa−Si:
H薄膜を得ることのできる非晶質シリコン薄膜の
製造方法を提供することを目的とする。 発明の構成 この発明の非晶質シリコン薄膜の製造方法は、
モノシラン(SiH4)および0.1〜10VVPmの添加ガ
スを原料ガスとして、プラズマCVD法によつて
基板上に水素化非晶質シリコン薄膜を形成する場
合に印加する高周波電力を所定のガス流量および
気圧で堆積速度が飽和する電力の70〜130%の間
に設定するようにしたものである。 実施例 以下、この発明の非晶質シリコン薄膜の製造方
法の実施例について図面に基づき説明する。 ガラス、金属などの基板温度を200〜300℃、シ
ラン流量{ガスとして、モノシランおよび0.1〜
10VPPmの添加ガス(B2H6,PH3,O2など)など
を原料ガスとする}を200〜700SCCM、気圧を1
〜3Torrのある値に固定して、高周波電力を0〜
1KWまで変化させると、成長速度の高周波電力
Pの依存性は第1図のようになり、1〜3の性質
の異なつた領域がある。 この第1図はプラズマCVDによるa−Si:H
の堆積速度の高周波電力依存性を示すものであ
る。この場合、成長時の気圧を1Torr未満にする
と、光電導特性はよくなるが、成長速度が極めて
遅くなり、電子写真感光体の形成には問題があ
る。また、3Torr以上では、グロー放電が安定に
行われ難くなる。 この第1図において、1の領域は高周波電力に
比例して、堆積速度が増加する領域で、第2図
(1,2,3は第1図の領域1,2,3に対応)
に示す赤外線吸収スペクトルによる水素の結合状
態はSiH2の結合を示す2100cm-1の吸収量α
(2100)の方がSiHの結合を示す2000cm-1の吸収
量α(2000)より大きい。 また、内部応力は引張り応力を示し、高周波電
力が小さくなるほど応力は強まる。領域3は、堆
積速度が飽和したあと再びやや堆積速度が上昇す
る(成長条件によつてはしない場合もある)領域
で、α(2000)の方がα(2100)よりも大きい。
内部応力は圧縮応力を示し、高周波電力Pを増加
させるにしたがつて応力も強まる。 領域2は、堆積速度が飽和する領域で、その飽
和最小パワーをPs(第1図)とすれば、0.8Ps
P1.3Psの範囲を指す。 内部応力はこの領域において、高周波電力Pの
増加とともに、引張応力から圧縮応力へと変化
し、内部応力が0となる点P0(第1図)は成長条
件に依存してPsより小さい場合と大きい場合が
あるが、この領域に存在する。このP0で成長させ
た膜は、α(2000)/α(2100)1を満足して
いる。 実施例として、SiH4流量500SCCM、気圧
2Torr、基板温度250℃の場合に、高周波電力を
変化させた場合の応力とα(2000)/α(2100)
を次の第1表(応力の強さを測定した)に示す。
内部応力という点からすればα(2000)/α
(2100)1の場合が理想的であるが、基板と膜
との付着力が充分であれば0.9α(2000)/α
(2100)1.1であつても実用上は問題はない。
【表】
一方、光電導度のσpの高周波電力依存性はあ
まり大きくなく、広い範囲に渡つてσp>10-7Ω
-1cm-1を満足し、電子写真感光体用としては充分
な値を示した。 以上述べてきたように、膜と基板との剥離の問
題の起こらない、内部応力の小さい高周波電力の
範囲は、最小堆積速度飽和電力Psの70%から130
%の間に存在する。 また、この領域で成長させた膜は、0.9α
(2000)/α(2100)1.1を満足するから、膜の
堆積速度を測定して領域2を見出す以外に、赤外
線吸収スペクトルを測定することによつても見出
すことができる。 この領域の成長条件を用いることによつて、前
記の3条件を満足したa−Si:H膜の形成が可能
となり、電子写真感光体ドラムへの応用が容易と
なる。 発明の効果 以上のように、この発明の非晶質シリコン薄膜
の製造方法によれば、モノシラン(SiH4)および
0.1〜10VPPmの添加ガス(B2H6,PH3,O2な
ど)を原料ガスとしてプラズマCVD法によつて
ガラス、金属などの基板上に水素化非晶質シリコ
ン薄膜を形成する際に、印加する高周波電力を所
定のガス流量、および気圧で堆積速度が飽和する
電力の70〜130%の間に設定するようにしたの
で、高堆積速度、良好な光電導度、小さい内部応
力の3条件を満足した電子写真感光体の形成に有
効な非晶質シリコン薄膜を得ることができる。
まり大きくなく、広い範囲に渡つてσp>10-7Ω
-1cm-1を満足し、電子写真感光体用としては充分
な値を示した。 以上述べてきたように、膜と基板との剥離の問
題の起こらない、内部応力の小さい高周波電力の
範囲は、最小堆積速度飽和電力Psの70%から130
%の間に存在する。 また、この領域で成長させた膜は、0.9α
(2000)/α(2100)1.1を満足するから、膜の
堆積速度を測定して領域2を見出す以外に、赤外
線吸収スペクトルを測定することによつても見出
すことができる。 この領域の成長条件を用いることによつて、前
記の3条件を満足したa−Si:H膜の形成が可能
となり、電子写真感光体ドラムへの応用が容易と
なる。 発明の効果 以上のように、この発明の非晶質シリコン薄膜
の製造方法によれば、モノシラン(SiH4)および
0.1〜10VPPmの添加ガス(B2H6,PH3,O2な
ど)を原料ガスとしてプラズマCVD法によつて
ガラス、金属などの基板上に水素化非晶質シリコ
ン薄膜を形成する際に、印加する高周波電力を所
定のガス流量、および気圧で堆積速度が飽和する
電力の70〜130%の間に設定するようにしたの
で、高堆積速度、良好な光電導度、小さい内部応
力の3条件を満足した電子写真感光体の形成に有
効な非晶質シリコン薄膜を得ることができる。
第1図はこの発明の非晶質シリコン薄膜の製造
方法に適用されるプラズマCVDによるa−Si:
Hの堆積速度の高周波電力依存性を示す図、第2
図は第1図の領域1,2,3に対応する2000〜
2100cm-1の赤外線吸収スペクトルを示す図であ
る。 1〜3……領域。
方法に適用されるプラズマCVDによるa−Si:
Hの堆積速度の高周波電力依存性を示す図、第2
図は第1図の領域1,2,3に対応する2000〜
2100cm-1の赤外線吸収スペクトルを示す図であ
る。 1〜3……領域。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 モノシランおよび0.1〜10VPPmの添加ガス
を原料ガスとしてプラズマCVD法によつてガラ
ス、金属などの基板上に水素化非晶質シリコン薄
膜を形成する場合に、印加する高周波電力を所定
ガス流量および気圧で堆積速度が飽和する電力
の、70〜130%の間に設定することを特徴とする
非晶質シリコン薄膜の製造方法。 2 水素化非晶質シリコン薄膜はガス圧を1〜
3Torrで成長させることを特徴とする特許請求の
範囲第1項記載の非晶質シリコン薄膜の製造方
法。 3 水素化非晶質シリコン薄膜にSi−HとSi−H2
の結合数比を赤外線吸収係数で0.9〜1.1含ませる
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の非
晶質シリコン薄膜の製造方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58084121A JPS59232909A (ja) | 1983-05-16 | 1983-05-16 | 非晶質シリコン薄膜の製造方法 |
US06/759,194 US4631198A (en) | 1983-05-16 | 1985-07-26 | Method of manufacturing thin amorphous silicon film |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58084121A JPS59232909A (ja) | 1983-05-16 | 1983-05-16 | 非晶質シリコン薄膜の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59232909A JPS59232909A (ja) | 1984-12-27 |
JPS6147224B2 true JPS6147224B2 (ja) | 1986-10-17 |
Family
ID=13821682
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58084121A Granted JPS59232909A (ja) | 1983-05-16 | 1983-05-16 | 非晶質シリコン薄膜の製造方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4631198A (ja) |
JP (1) | JPS59232909A (ja) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3181357B2 (ja) * | 1991-08-19 | 2001-07-03 | 株式会社東芝 | 半導体薄膜の形成方法および半導体装置の製造方法 |
US5582880A (en) * | 1992-03-27 | 1996-12-10 | Canon Kabushiki Kaisha | Method of manufacturing non-single crystal film and non-single crystal semiconductor device |
JPH0653151A (ja) * | 1992-06-03 | 1994-02-25 | Showa Shell Sekiyu Kk | アモルファスシリコン薄膜およびそれを応用した太陽電池 |
AUPP055497A0 (en) * | 1997-11-26 | 1997-12-18 | Pacific Solar Pty Limited | High rate deposition of amorphous silicon films |
KR101507967B1 (ko) * | 2008-09-23 | 2015-04-03 | 삼성디스플레이 주식회사 | 비정질 실리콘층 형성 방법 및 이를 이용한 액정표시장치 제조 방법 |
WO2012176607A1 (ja) * | 2011-06-24 | 2012-12-27 | 東京応化工業株式会社 | 積層体の製造方法、基板の処理方法および積層体 |
TW201503390A (zh) * | 2013-07-11 | 2015-01-16 | Univ Nat Cheng Kung | 微晶矽太陽能電池結構及其製造方法 |
CN114709295B (zh) * | 2022-06-06 | 2022-09-02 | 一道新能源科技(衢州)有限公司 | 一种降低perc电池片衰减的方法及装置 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57158650A (en) * | 1981-03-25 | 1982-09-30 | Minolta Camera Co Ltd | Amorphous silicon photoconductor layer |
JPS57158649A (en) * | 1981-03-25 | 1982-09-30 | Minolta Camera Co Ltd | Amorphous silicon photoconductor layer |
JPS5824266A (ja) * | 1981-08-04 | 1983-02-14 | Seiko Epson Corp | イメ−ジセンサ |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59200248A (ja) * | 1983-04-28 | 1984-11-13 | Canon Inc | 像形成部材の製造法 |
-
1983
- 1983-05-16 JP JP58084121A patent/JPS59232909A/ja active Granted
-
1985
- 1985-07-26 US US06/759,194 patent/US4631198A/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS57158650A (en) * | 1981-03-25 | 1982-09-30 | Minolta Camera Co Ltd | Amorphous silicon photoconductor layer |
JPS57158649A (en) * | 1981-03-25 | 1982-09-30 | Minolta Camera Co Ltd | Amorphous silicon photoconductor layer |
JPS5824266A (ja) * | 1981-08-04 | 1983-02-14 | Seiko Epson Corp | イメ−ジセンサ |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS59232909A (ja) | 1984-12-27 |
US4631198A (en) | 1986-12-23 |
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