JPS62227090A - 非晶質薄膜の形成方法 - Google Patents
非晶質薄膜の形成方法Info
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- JPS62227090A JPS62227090A JP7053586A JP7053586A JPS62227090A JP S62227090 A JPS62227090 A JP S62227090A JP 7053586 A JP7053586 A JP 7053586A JP 7053586 A JP7053586 A JP 7053586A JP S62227090 A JPS62227090 A JP S62227090A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G5/00—Recording members for original recording by exposure, e.g. to light, to heat, to electrons; Manufacture thereof; Selection of materials therefor
- G03G5/02—Charge-receiving layers
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- G03G5/08—Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor characterised by the photoconductive material being inorganic
- G03G5/082—Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor characterised by the photoconductive material being inorganic and not being incorporated in a bonding material, e.g. vacuum deposited
- G03G5/08292—Germanium-based
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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〕
本発明は光ＣＶＤ法により非晶質シリコン、非晶質ゲル
マニウム等の非晶質薄膜を基板上に形成する非晶質薄膜
の形成方法に関する。
マニウム等の非晶質薄膜を基板上に形成する非晶質薄膜
の形成方法に関する。
非晶質シリコン（以下ａ−３ｉと略記する）、非晶質ゲ
ルマニウム（以下ａ−Ｇｅと略記する）等は優れた光電
特性を有することから、太陽電池、電子写真感光体、光
センサ−、薄膜トランジスタ等の広範な分野に利用され
ている。
ルマニウム（以下ａ−Ｇｅと略記する）等は優れた光電
特性を有することから、太陽電池、電子写真感光体、光
センサ−、薄膜トランジスタ等の広範な分野に利用され
ている。
ａ−３ｉ等の薄膜の製造方法としてはイオンブレーティ
ング法、スパッタリング法、真空蒸着法、ＣＶＤ法等が
あるが、Ｓ、ｉＨ４等のシラン類（Ｓ１ｎＨ２ｎ＋２）
をグロー放電により分解して生成させたプラズマからａ
−３ｉを基板上に堆積させるプラズマＯ’ＶＤ（Ｃｈｅ
ｍｉｃａｌＶａｐｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法が１
般的に使用されている。その理由は、プラズマＣＶＤ法
により製造されたａ−８１薄膜は適度な水素を含むので
、膜中の欠陥準位が少なくなり良好な充電特性を得やす
いためである。しかし、近年の研究により、プラズマＣ
ＶＤ法で製造されたａ−３ｉ薄膜はプラズマによる膜の
損傷及び水素原子によるチャンバー内壁から膜中への不
純物の取り込み等のために、光電特性の向上に限界のあ
ることが明らかになってきた。
ング法、スパッタリング法、真空蒸着法、ＣＶＤ法等が
あるが、Ｓ、ｉＨ４等のシラン類（Ｓ１ｎＨ２ｎ＋２）
をグロー放電により分解して生成させたプラズマからａ
−３ｉを基板上に堆積させるプラズマＯ’ＶＤ（Ｃｈｅ
ｍｉｃａｌＶａｐｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法が１
般的に使用されている。その理由は、プラズマＣＶＤ法
により製造されたａ−８１薄膜は適度な水素を含むので
、膜中の欠陥準位が少なくなり良好な充電特性を得やす
いためである。しかし、近年の研究により、プラズマＣ
ＶＤ法で製造されたａ−３ｉ薄膜はプラズマによる膜の
損傷及び水素原子によるチャンバー内壁から膜中への不
純物の取り込み等のために、光電特性の向上に限界のあ
ることが明らかになってきた。
そこで、最近上記の問題点のない光ＣＶＤ法が提案され
注目されている。この方法は光エネルギーを利用して原
料ガスを励起し、ラジカルを生成させて基板上にａ−３
ｉ薄膜を堆積させるものであり、直接励起法と水銀増感
励起法とがある。直接励起法はエキシマレーザ−等の極
めて強い光を原料ガスに照射して原料ガスを直接励起す
る方法であるが、まだ技術的に確立された方法とは云え
ない。他方、水銀増感励起法は原料ガスに微量の水銀蒸
気をドープし、低圧水銀ランプからの照射光により水銀
を励起し、生成した水銀ラジカルと原料ガスとの反応に
よりａ−３ｉ薄膜企基板上に堆積させる方法であり、徐
々に使用されつつある。
注目されている。この方法は光エネルギーを利用して原
料ガスを励起し、ラジカルを生成させて基板上にａ−３
ｉ薄膜を堆積させるものであり、直接励起法と水銀増感
励起法とがある。直接励起法はエキシマレーザ−等の極
めて強い光を原料ガスに照射して原料ガスを直接励起す
る方法であるが、まだ技術的に確立された方法とは云え
ない。他方、水銀増感励起法は原料ガスに微量の水銀蒸
気をドープし、低圧水銀ランプからの照射光により水銀
を励起し、生成した水銀ラジカルと原料ガスとの反応に
よりａ−３ｉ薄膜企基板上に堆積させる方法であり、徐
々に使用されつつある。
従来、水銀増感による光ＣＶＤ法は第２図に示すような
装置な用いて実施されていた。即ち、真空チャンバー１
内に基板２を水平に配置し、排気バルブ５を介して真空
チャンバー１内を減圧し、ヒーター３で基板２を加熱し
ながら、原料供給ノズル４からシラン類（ＳｉＨ）又は
これらの弗 ２ｎ４２ 化物、塩化物等の原料ガスに水銀をドープしたガスを供
給する。真空チャンバー１外には低圧水銀ランプ等の光
源６が設けてあり、真空チャンバー１に設けた紫外線を
透過しやすい合成石英ガラス等からなる窓８を通して光
Ｐ基板２の表面上に垂直に照射し、水銀及び原料ガスの
光化学反応を生起せしめる。
装置な用いて実施されていた。即ち、真空チャンバー１
内に基板２を水平に配置し、排気バルブ５を介して真空
チャンバー１内を減圧し、ヒーター３で基板２を加熱し
ながら、原料供給ノズル４からシラン類（ＳｉＨ）又は
これらの弗 ２ｎ４２ 化物、塩化物等の原料ガスに水銀をドープしたガスを供
給する。真空チャンバー１外には低圧水銀ランプ等の光
源６が設けてあり、真空チャンバー１に設けた紫外線を
透過しやすい合成石英ガラス等からなる窓８を通して光
Ｐ基板２の表面上に垂直に照射し、水銀及び原料ガスの
光化学反応を生起せしめる。
しかし、水銀増感した光ＣＶＤ法にも以下に述べるよう
な問題点があった。
な問題点があった。
（１）窓８の真空チャンバー１内側にはａ−３ｉ膜の付
着を防止するために油が塗布しであるが、光強度を強く
して成膜速度を上げる必要から基板２企窓８に接近させ
ると、基板２の熱で油が溶けて基板２に付着し膜質に悪
影響を及ぼす。そこで、油の影響を避けるために基板２
を窓８から遠ざける程成膜速度が低下すると共にａ−８
ｉ膜の膜質も低下しやすかった。
着を防止するために油が塗布しであるが、光強度を強く
して成膜速度を上げる必要から基板２企窓８に接近させ
ると、基板２の熱で油が溶けて基板２に付着し膜質に悪
影響を及ぼす。そこで、油の影響を避けるために基板２
を窓８から遠ざける程成膜速度が低下すると共にａ−８
ｉ膜の膜質も低下しやすかった。
（２）窓８への膜の付着を防止する別の方法として原料
ガス供給ノズル４と窓８との間に設けた不活性ガス供給
ノズル９からＨｅやＡｒ等を供給し、窓８に近接して不
活性ガスをパージする方法があるが、基板２と窓８の間
に原料ガス領域と不活性ガス領域を設けねばならず、装
置が大型化するほか成膜速度や膜質が低下する等の欠点
があった。
ガス供給ノズル４と窓８との間に設けた不活性ガス供給
ノズル９からＨｅやＡｒ等を供給し、窓８に近接して不
活性ガスをパージする方法があるが、基板２と窓８の間
に原料ガス領域と不活性ガス領域を設けねばならず、装
置が大型化するほか成膜速度や膜質が低下する等の欠点
があった。
（３）光源６には光強度の分布があるので、この分布に
応じて基板２表面で成膜速度が不均一になり、得られた
ａ−３ｉ膜に膜厚のバラツキが発生する。
応じて基板２表面で成膜速度が不均一になり、得られた
ａ−３ｉ膜に膜厚のバラツキが発生する。
大面積で均一な膜厚を得るためには光源６から基板２を
遠ざける必要があるが、両者の間隔が離れるほど成膜速
度が低下すると共に膜質の低下傾向があった。
遠ざける必要があるが、両者の間隔が離れるほど成膜速
度が低下すると共に膜質の低下傾向があった。
本発明は、水銀増感した光ＣＶＤ法により、前記のよう
に窓への膜の付着がなく、高い成膜速度で膜質の良い非
晶質薄膜を形成することのできる方法号提供することを
目的とする。
に窓への膜の付着がなく、高い成膜速度で膜質の良い非
晶質薄膜を形成することのできる方法号提供することを
目的とする。
本発明による水銀増感した光ＣＶＤ法は、任意の形状に
集光した光を基板の表面に平行に近接して照射すること
を特徴としている。
集光した光を基板の表面に平行に近接して照射すること
を特徴としている。
本発明の方法を製造装置の一興体例を示した第１図によ
り説明する。
り説明する。
真空チャンバー１の側壁には基板２の水平方向側面に合
成石英ガラスからなる窓８を設け、その横に低圧水銀ラ
ンプ等の光源６を配置し、光源６と窓８の間に凸し２ン
ズやシリンドリカルレンズを組合せた光学系７が設けで
ある。真空チャンバー１内に基板２を水平に配置し、内
部を排気バルブ５を介して減圧し、ヒーター３で基板２
を加熱しながら、原料供給ノズル４からＳｉ Ｈ等のシ
ラン類（ＳｉＨ）又はＧｅＨ、Ｇｅ Ｈ等、もしくはこ
ｎ ２ｎ＋２ ４ ２
６れらの弗化物、塩化物等の原料ガスに水銀をドープし
たガスを原料ガス供給ノズル４から真空チャンバー１内
の基板２近くに供給する。光源６からの光を光学系７で
任意の形状に集光し、窓８を通して基板２の表面近くに
基板２に平行に入射させ、水銀及び原料ガスの光化学反
応を基板２の表面近くのみで生起せしめる。
成石英ガラスからなる窓８を設け、その横に低圧水銀ラ
ンプ等の光源６を配置し、光源６と窓８の間に凸し２ン
ズやシリンドリカルレンズを組合せた光学系７が設けで
ある。真空チャンバー１内に基板２を水平に配置し、内
部を排気バルブ５を介して減圧し、ヒーター３で基板２
を加熱しながら、原料供給ノズル４からＳｉ Ｈ等のシ
ラン類（ＳｉＨ）又はＧｅＨ、Ｇｅ Ｈ等、もしくはこ
ｎ ２ｎ＋２ ４ ２
６れらの弗化物、塩化物等の原料ガスに水銀をドープし
たガスを原料ガス供給ノズル４から真空チャンバー１内
の基板２近くに供給する。光源６からの光を光学系７で
任意の形状に集光し、窓８を通して基板２の表面近くに
基板２に平行に入射させ、水銀及び原料ガスの光化学反
応を基板２の表面近くのみで生起せしめる。
基板表面と光との間の最短距離、即ち基板２と入射光１
０の基板２に最も近い光束外周端との距離はシランラジ
カルの拡散長内であれば、真空チャンバー１の内圧、原
料ガスの流量、入射光１゜の強度及び形状等により当業
者が適宜選択できるが、この距離は小さいほど非晶質薄
膜の膜質が良好になるの“でｌＱｍｍ以下、好ましくは
５朋以下とする。
０の基板２に最も近い光束外周端との距離はシランラジ
カルの拡散長内であれば、真空チャンバー１の内圧、原
料ガスの流量、入射光１゜の強度及び形状等により当業
者が適宜選択できるが、この距離は小さいほど非晶質薄
膜の膜質が良好になるの“でｌＱｍｍ以下、好ましくは
５朋以下とする。
水銀増感での光ＣＶＤ法による光化学反応は、ＳｉＨを
例にとれば、次の反応式によるものと考えられている： 龍＋ツーＨｇ＊ Ｈｇ※＋Ｈ→２Ｈ※＋Ｈｇ ５ｉＨ＋Ｈ’−） Ｓ□□※＋８ （式中、Ｈｇ系、Ｈ×、ＳｉＨ※は夫々水銀、水素、シ
ランのラジカルを表わす。） Ｈｇ系、Ｈ※、ＳｉＨ※は極めて活性であるため、真空
チャンバー１内に存在する他の化学種と二次反応分起こ
して不所望なＳｉＨ×やＳｉＨ※等のラジカルを生成し
やすく、種々の実験により本発明者等は特にＳｉＨ※の
多量存在下で製造したａ−３ｉ薄膜は光電特性が悪化し
やすいものと考えている。
例にとれば、次の反応式によるものと考えられている： 龍＋ツーＨｇ＊ Ｈｇ※＋Ｈ→２Ｈ※＋Ｈｇ ５ｉＨ＋Ｈ’−） Ｓ□□※＋８ （式中、Ｈｇ系、Ｈ×、ＳｉＨ※は夫々水銀、水素、シ
ランのラジカルを表わす。） Ｈｇ系、Ｈ※、ＳｉＨ※は極めて活性であるため、真空
チャンバー１内に存在する他の化学種と二次反応分起こ
して不所望なＳｉＨ×やＳｉＨ※等のラジカルを生成し
やすく、種々の実験により本発明者等は特にＳｉＨ※の
多量存在下で製造したａ−３ｉ薄膜は光電特性が悪化し
やすいものと考えている。
本発明方法においては、入射光１０は基板２の表面に近
接して平行に照射されるので、上記の光化学反応が基板
２の表面近くのみで起こり、生成※ したＳｉＨは直ちに基板２の表面に到達し、不所望なＳ
ｉＨ’やＳｉＨ２等が多量に生成する時間的余裕がなく
、その結果、光電特性に優れたａ−３ｉ薄膜が高い成膜
速度で形成されるものと考えられる。
接して平行に照射されるので、上記の光化学反応が基板
２の表面近くのみで起こり、生成※ したＳｉＨは直ちに基板２の表面に到達し、不所望なＳ
ｉＨ’やＳｉＨ２等が多量に生成する時間的余裕がなく
、その結果、光電特性に優れたａ−３ｉ薄膜が高い成膜
速度で形成されるものと考えられる。
又、光は任意の形状に集光されるので、光源の強度分布
が殆んどなくなり均一な成膜が達成でき、同時に光強度
が増加するので成膜速度も増加する。
が殆んどなくなり均一な成膜が達成でき、同時に光強度
が増加するので成膜速度も増加する。
第１図の装置な用いて、第１表に示す原料ガスで水銀増
感光ＣＶＤ法により基板上に非晶質薄膜を製造した。
感光ＣＶＤ法により基板上に非晶質薄膜を製造した。
第 １ 表
サンプル 原料ガス 原料ガス流量（ｃｃ）Ｉ
ＳｉＨ１００ ２ＧｅＨ３０ ３Ｓ１２Ｈ６／Ｇｅ１４５／２０ 尚、基板温度２５０Ｃ１水銀温度７０ Ｃとし、光源は
Ｚｏｏ ｍＷ／１ｍの低圧水銀ランプを使用し、入射光
の形状は横幅３０謂及び厚さ２朋で、基板と入射光の最
短距離は２鴎とし、縦×横が３０Ｘ３０ｆｆｉｆｉの基
板上に成膜時間１時間で成膜した。
ＳｉＨ１００ ２ＧｅＨ３０ ３Ｓ１２Ｈ６／Ｇｅ１４５／２０ 尚、基板温度２５０Ｃ１水銀温度７０ Ｃとし、光源は
Ｚｏｏ ｍＷ／１ｍの低圧水銀ランプを使用し、入射光
の形状は横幅３０謂及び厚さ２朋で、基板と入射光の最
短距離は２鴎とし、縦×横が３０Ｘ３０ｆｆｉｆｉの基
板上に成膜時間１時間で成膜した。
得られた非晶質薄膜の特性を第２表に示す。
第 ２ 表
サンプル １ ２ ３
膜 ａ−３ｉ ａ−Ｇｅ ａ−３ｉＧ
ｅ膜厚（μｍ ） ０．５ ０．６ ０．４成
膜速度（Ａ／ｅ） ８３ １００ ６７σｐ
ｈ／σａ ３Ｘ１０ ２Ｘ１０ ５Ｘ１０Ｋｇ
（ｅ’Ｖ） １．８２ １．２ １
．５Ｆａｃｔ （ｅＶ） ０．８５ ０．５
０．７比較のために、第２図の装置を用いて集光しない
光を基板の上方から照射したこと以外は上記と同様にし
て、従来の水銀増感光ＣＶＤ法により製造した最も良好
な非晶質薄膜の特性を第３表に示した。
ｅ膜厚（μｍ ） ０．５ ０．６ ０．４成
膜速度（Ａ／ｅ） ８３ １００ ６７σｐ
ｈ／σａ ３Ｘ１０ ２Ｘ１０ ５Ｘ１０Ｋｇ
（ｅ’Ｖ） １．８２ １．２ １
．５Ｆａｃｔ （ｅＶ） ０．８５ ０．５
０．７比較のために、第２図の装置を用いて集光しない
光を基板の上方から照射したこと以外は上記と同様にし
て、従来の水銀増感光ＣＶＤ法により製造した最も良好
な非晶質薄膜の特性を第３表に示した。
第 ３ 表
膜 ａ−３ｉ ａ−Ｇｅ ａ−３ｉＧ
ｅ成膜速度（Ａ／分）５０ ４０ ３０σｐ
ｈ／σｄ１×１０１×１０５×１１０３Ｅ （ｅＶ）
１．８２１．２ １．５Ｅａｃｔ （ｅＶ） ０．
６ ０．２０．５〔発明の効果〕 本発明によれば、光を集光して基板の表面に近接して平
行に照射するので光化学反応を基板の表面近くのみで起
こすことができ、膜質が良好で光電特性の優れた非晶質
薄膜を高い成膜速度で且つ一定の膜厚分布で形成するこ
とができる。得られる膜質が良好なため、ａ−Ｇｅ等の
低ベンドキャップ材でも長波長用として有効なデバイス
を製造できる。又、光の通過する窓に塗布した油の影晋
を避けることができ、窓への膜付着分防止できるので、
装置を長期間に亘って使用することが可能である。
ｅ成膜速度（Ａ／分）５０ ４０ ３０σｐ
ｈ／σｄ１×１０１×１０５×１１０３Ｅ （ｅＶ）
１．８２１．２ １．５Ｅａｃｔ （ｅＶ） ０．
６ ０．２０．５〔発明の効果〕 本発明によれば、光を集光して基板の表面に近接して平
行に照射するので光化学反応を基板の表面近くのみで起
こすことができ、膜質が良好で光電特性の優れた非晶質
薄膜を高い成膜速度で且つ一定の膜厚分布で形成するこ
とができる。得られる膜質が良好なため、ａ−Ｇｅ等の
低ベンドキャップ材でも長波長用として有効なデバイス
を製造できる。又、光の通過する窓に塗布した油の影晋
を避けることができ、窓への膜付着分防止できるので、
装置を長期間に亘って使用することが可能である。
第１図は本発明の方法を実施するための装置の一具体例
を示す概略断面図であり、第２図は従来の装置の概略断
面図である。 １・・真空チャンバー ２・・基板 ３・・ヒーター４
・・原料ガス供給ノズル ６・・光源 ７・・光学系８
・・窓 １０・・入射光
を示す概略断面図であり、第２図は従来の装置の概略断
面図である。 １・・真空チャンバー ２・・基板 ３・・ヒーター４
・・原料ガス供給ノズル ６・・光源 ７・・光学系８
・・窓 １０・・入射光
Claims (2)
- （１）水銀増感した光ＣＶＤ法により基板上に非晶質薄
膜を製造する方法において、任意の形状に集光した光を
真空チャンバー内の基板の表面に平行に近接して照射す
ることを特徴とする非晶質薄膜の形成方法。 - （２）集光した光と基板表面との間の最短距離を１０ｍ
ｍ以下とする、特許請求の範囲（１）項記載の非晶質薄
膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7053586A JPS62227090A (ja) | 1986-03-28 | 1986-03-28 | 非晶質薄膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7053586A JPS62227090A (ja) | 1986-03-28 | 1986-03-28 | 非晶質薄膜の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62227090A true JPS62227090A (ja) | 1987-10-06 |
Family
ID=13434328
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7053586A Pending JPS62227090A (ja) | 1986-03-28 | 1986-03-28 | 非晶質薄膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62227090A (ja) |
-
1986
- 1986-03-28 JP JP7053586A patent/JPS62227090A/ja active Pending
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