JPS6243120A - Formation of p-type amorphous semiconductor film - Google Patents
Formation of p-type amorphous semiconductor filmInfo
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- JPS6243120A JPS6243120A JP18334985A JP18334985A JPS6243120A JP S6243120 A JPS6243120 A JP S6243120A JP 18334985 A JP18334985 A JP 18334985A JP 18334985 A JP18334985 A JP 18334985A JP S6243120 A JPS6243120 A JP S6243120A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
この発明はＰ型アモルファス半導体膜の形成方法に関し
、特に光ＣＶＤ法によって、太陽電池や光センサなどの
窓材料として好適するＰ型アモルファス半導体膜を形成
する方法に関する。Detailed Description of the Invention (Industrial Application Field) The present invention relates to a method for forming a P-type amorphous semiconductor film, and in particular to a method for forming a P-type amorphous semiconductor film suitable as a window material for solar cells, optical sensors, etc., by photo-CVD method. Concerning how to form.
（従来技術）
従来、光ＣＶＤ法によって、Ｐ型アモルファスシリコン
カーバイド膜（ａ−３ｉＣ膜）を形成するために、たと
えば、Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、Ｌｅｔｔ、 、νｏ１．４
４゜Ｎｏ、９． Ｌ Ｍａｙ １９８４の第８７１頁〜
第８７３頁に示されるように、ｓ＋ｚＨｂなどを主原料
ガスとし、ボロン源すなわちドーピングガスとしてＢ２
Ｈ４を用い、カーボン源としてＳ ｉ Ｈａ（ＣＨｓ）
ｚ 、Ｓ ｆＨ２（ＣＨ）！ 、Ｃｔ Ｈｚなどを用い
ている。(Prior Art) Conventionally, in order to form a P-type amorphous silicon carbide film (a-3iC film) by a photo-CVD method, for example, Appl, Phys, Lett, , νo1.4
4°No, 9. L May 1984, page 871~
As shown on page 873, s+zHb etc. are used as the main raw material gas, and B2 is used as the boron source, that is, the doping gas.
Using H4, S i Ha (CHs) as a carbon source
z, S fH2(CH)! , Ct Hz, etc. are used.
（発明が解決しようとする問題点）
上述のようなガス組成において、ボロン源として用いら
れるＢｚＨｂはたとえばＪ、Ａｐｐｌ、 Ｐｈｙｓ。(Problems to be Solved by the Invention) In the gas composition as described above, BzHb used as a boron source is, for example, J, Appl, Phys.
Ｖｏｌ、５６ Ｎｏ、１０．１５ Ｎｏｖｅｍｂｅｒ
１９８４の第２８０３頁〜第２８０５頁に示されている
ように、主原料ガスＳｔ。Vol, 56 No, 10.15 November
1984, pages 2803 to 2805, the main raw material gas St.
Ｈ６に比べて、紫外線の吸収率が低いため、多量のドー
ピングガスを必要とする。ドーピングガスを多くすれば
、形成されるＰ型ａ−３ｉＣ膜の電気的特性たとえば光
学的バンドギャップが小さくなり、それが膜特性の低下
の一因になっていた。Since it has a lower ultraviolet absorption rate than H6, it requires a large amount of doping gas. If the amount of doping gas is increased, the electrical characteristics, such as the optical band gap, of the formed P-type a-3iC film become smaller, which is one reason for the deterioration of the film characteristics.
カーボン源としてＳ ｉ ）（ｘ （ＣＨ３）４−Ｘ系
ガスを用いれば、主原料ガスと同程度の流量を必要とす
る。このように混合ガスが大きな流量を必要とするとい
うことは、ガス利用効率が低いばかりであく、その反応
の制御性があまりよくないという問題がある。また、混
合ガスの流量が大きいと１、カーボンの分布特性が悪く
、したがって形成されるＰ型ａ−３ｉＣ膜の膜特性たと
えば電気導電率があまりよくないという問題がある。If Si ) ( There is a problem that not only the utilization efficiency is low, but also the controllability of the reaction is not very good.In addition, if the flow rate of the mixed gas is large, the carbon distribution characteristics are poor, and therefore the formed P-type a-3iC film However, there is a problem in that the film properties, such as electrical conductivity, are not very good.
また、カーボン源としてＣｔＨ，を用いれば、膜中にＣ
−Ｃ結合が多くなり、それがその膜の電気伝導度に影響
を与える。Furthermore, if CtH is used as a carbon source, CtH can be used as a carbon source.
-C bonds increase, which affects the electrical conductivity of the film.
それゆえに、この発明の主たる目的は、光ＣＶＤ法にお
ける原料ガス分解に関する問題を解決し、効率よく、Ｐ
型アモルファス半導体膜を形成する方法を提供すること
である。Therefore, the main purpose of this invention is to solve the problems related to the decomposition of raw material gas in the photoCVD method, and to efficiently
An object of the present invention is to provide a method for forming an amorphous semiconductor film.
（問題点を解決するための手段）
この発明は、簡単にいえば、光ＣＶＤ法において主原料
ガスを■族元素（たとえばＳｉ、Ｈ，。(Means for Solving the Problems) To put it simply, the present invention is based on a photo-CVD method in which the main raw material gas is a group Ⅰ element (for example, Si, H, etc.).
ＳｉＨ，等を）としたとき、Ｐ型ドーピングガスとして
、主として、Ｂ （ＣＨ３）３を用いて、ドーピングと
ワイドバンドギャップ化とを同時に行なうようにした、
Ｐ型アモルファス半導体膜の形成方法である。SiH, etc.), B (CH3)3 is mainly used as the P-type doping gas to simultaneously perform doping and widening the band gap.
This is a method for forming a P-type amorphous semiconductor film.
（作用）
Ｐ型ドーピングガスとしてのＢ （ＣＨｓ ） ｓの分
解によって、ＢがＰ型ドーパント（ボロンＲ）として、
またＣがワイドバンドギャップ化のためのカーボン源と
して作用する。(Function) B (CHs) as a P-type doping gas By the decomposition of s, B becomes a P-type dopant (boron R),
Further, C acts as a carbon source for widening the bandgap.
（発明の効果）
この発明によれば、Ｐ型ドーピングガスとして、ボロン
源とカーボン源との両特性を持ったＢ（ＣＨ３）３ガス
を用いるようにしているため、原料ガスが主原料ガスと
ドーピングガスとの２種類だけでよいため、その反応条
件の制御が容易になる。しかも、従来のようなガス組成
の場合に比べて、主原料ガス以外のガスの流量が小さく
てよいため、形成されるＰ型アモルファス半導体膜の電
気的あるいは熱的な特性が悪化することがなく、したが
って良好なアモルファス半導体膜が得られる。(Effects of the Invention) According to the present invention, B(CH3)3 gas, which has the characteristics of both a boron source and a carbon source, is used as the P-type doping gas, so that the source gas is not the main source gas. Since only two types of gases, including the doping gas, are required, the reaction conditions can be easily controlled. Moreover, compared to the case of conventional gas compositions, the flow rate of gases other than the main source gas may be smaller, so the electrical or thermal characteristics of the formed P-type amorphous semiconductor film will not deteriorate. , Therefore, a good amorphous semiconductor film can be obtained.
この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点
は、図面を参照して行なう以下の実施例の詳細な説明か
ら一層明らかとなろう。The above objects, other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of embodiments with reference to the drawings.
（実施例）
第１図はこの発明に用いられる光ＣＶＤ法による半導体
膜形成装置を示す図解図である。この形成装置１０は反
応室１２を含み、この反応室１２内には、基板１４を加
熱するためのヒータ１６が配置される。基板１４として
はたとえばガラスやステンレスのような金属などが利用
可能である。(Example) FIG. 1 is an illustrative diagram showing a semiconductor film forming apparatus using a photo-CVD method used in the present invention. The forming apparatus 10 includes a reaction chamber 12, and a heater 16 for heating the substrate 14 is disposed within the reaction chamber 12. As the substrate 14, for example, glass or metal such as stainless steel can be used.
反応室１２の上方には、低圧水銀灯１８が設けられ、こ
の低圧水銀灯１８からの光は、たとえば合成石英などか
らなる紫外線導入窓２０を通して反応室１２に配置され
た基板１４上に導入される。A low-pressure mercury lamp 18 is provided above the reaction chamber 12, and light from the low-pressure mercury lamp 18 is introduced onto a substrate 14 disposed in the reaction chamber 12 through an ultraviolet introduction window 20 made of, for example, synthetic quartz.
基板１４の近傍には、ガス導入口２２が形成され、この
ガス導入口２２を通して流Ｍ調整された原料ガスが反応
室１２内に流入される。A gas inlet 22 is formed in the vicinity of the substrate 14 , and a raw material gas whose flow rate M is adjusted flows into the reaction chamber 12 through this gas inlet 22 .
なお、反応室１２は真空排気ポンプ２４によって、たと
えば０．１〜１０Ｔｏｒｒ程度の圧力に保たれている。Note that the reaction chamber 12 is maintained at a pressure of, for example, about 0.1 to 10 Torr by a vacuum pump 24.
この形成装置において、ヒータ１６によって基板１４を
たとえば１００〜３００℃に加熱し、ガス導入口２２か
らの全ガス流量をたとえば１〜１００ｃｃ／ｍｉｎ、主
原料ガスに対するＰ型ドーピングガスの混入比を０．１
〜１０％として、紫外光を１ｍＷ／ｃｍ”以上連続的に
照射することにより、基板１４上にＰ型ａ−５ｉＣ膜を
堆積させる。In this forming apparatus, the substrate 14 is heated to, for example, 100 to 300° C. by the heater 16, the total gas flow rate from the gas inlet 22 is set to, for example, 1 to 100 cc/min, and the mixing ratio of the P-type doping gas to the main source gas is set to 0. .1
~10%, and a P-type a-5iC film is deposited on the substrate 14 by continuously irradiating ultraviolet light at 1 mW/cm'' or more.
このような形成装置ｌＯによって形成されたＰ型ａ−３
ｉＣ膜の特性が第２図に示される。この第２図では横軸
に上述の混入比（％）が示され、縦軸に導電率（Ω−１
ｃ ｍ −１）および光学的バンドギャップ（ｅ Ｖ）
が、それぞれ示される。この第２図かられかるように、
Ｐ型ドーピングガスとしてのＢ（ＣＨ３）３の流量比を
増加させるに従って、導電率σｐｈおよび暗導電率σｄ
のみならず、光学的バンドギャップＥｏｐｔもまた大き
くなる。P-type a-3 formed by such a forming apparatus IO
The characteristics of the iC film are shown in FIG. In this Figure 2, the horizontal axis shows the above-mentioned mixing ratio (%), and the vertical axis shows the conductivity (Ω-1
cm −1) and optical bandgap (e V)
are shown respectively. As you can see from this figure 2,
As the flow rate ratio of B(CH3)3 as P-type doping gas increases, the conductivity σph and dark conductivity σd
Not only that, but the optical bandgap Eopt also increases.
このように、導電率σｐｈおよびσｄならびに光学的バ
ンドギャップＥｏｐｔが大きい半導体膜は、特に、太陽
電池や光センサすなわち光電変換半導体装置の窓材料と
して好適する。As described above, a semiconductor film having a large conductivity σph and σd and a large optical band gap Eopt is particularly suitable as a window material for a solar cell or an optical sensor, that is, a photoelectric conversion semiconductor device.
この第２図かられかるように、この発明に従って、Ｐ型
ドーピングガスとしてＢ （ＣＨ３）ｓを用いれば、そ
の主原料ガス、この例では５ｉｚＨ４に対する混入比な
いし流量比が３％程度でも、十分な導電率および光学的
バンドギャップが実現できる。したがって、従来のガス
組成のように、そのような混合ガスの流量比を大きくす
る必要がなく、反応の制御が容易になるばかりでなく、
形成される膜特性もまた改善される。As can be seen from FIG. 2, if B (CH3)s is used as the P-type doping gas according to the present invention, even a mixing ratio or flow rate ratio of about 3% to the main source gas, 5izH4 in this example, is sufficient. conductivity and optical bandgap can be achieved. Therefore, unlike conventional gas compositions, there is no need to increase the flow rate ratio of such a mixed gas, which not only makes it easier to control the reaction, but also
The properties of the films formed are also improved.
なお、上述の実施例では、Ｐ型ドーピングガスＢ（ＣＨ
ｓ）ｓを単独で用いる場合について説明した。しかしな
がら、Ｐ型ドーパントの必要量や、さらに大きいバンド
ギャップが必要な場合には、他のボロン源（たとえばＢ
ｘ Ｈ６など）やカーボン源（たとえばＳ ｉ Ｈ−（
ＣＨｓ ） ａ−１ｌ、 ＣｚＨ２など）を添加するよ
うにしてもよい。このように、他のカーボン源やボロン
源などを混入させることにより、ドーパント量やバンド
ギャップをより精密に調整することができる。In addition, in the above-mentioned embodiment, P-type doping gas B (CH
s) The case where s is used alone has been explained. However, if the required amount of P-type dopants or a larger bandgap is required, other boron sources (e.g. B
x H6, etc.) and carbon sources (e.g. S i H-(
CHs) a-11, CzH2, etc.) may be added. In this way, by mixing other carbon sources, boron sources, etc., the dopant amount and band gap can be adjusted more precisely.
第１図はこの発明が適用される光ＣＶＤ法による半導体
膜形成装置を示す図解図である。
第２図はこの発明にしたがって形成されるＰ型アモルフ
ァス半導体膜の特性を示すグラフであり、横軸に主原料
ガスに対するＰ型ドーピングガスの混入率をとり、縦軸
に導電率および光学的バンドギャップをとる。
図において、１０は形成装置、１２は反応室、２０は紫
外線導入窓、２２はガス導入口を示す。
特許出願人 三洋電機株式会社
代理人 弁理士 山 １）義 人
（ほか１名）FIG. 1 is an illustrative diagram showing a semiconductor film forming apparatus using a photo-CVD method to which the present invention is applied. FIG. 2 is a graph showing the characteristics of a P-type amorphous semiconductor film formed according to the present invention, in which the horizontal axis shows the mixing ratio of P-type doping gas to the main raw material gas, and the vertical axis shows the conductivity and optical band. Take the gap. In the figure, 10 is a forming device, 12 is a reaction chamber, 20 is an ultraviolet introduction window, and 22 is a gas introduction port. Patent applicant Sanyo Electric Co., Ltd. agent Patent attorney Yama 1) Yoshito (and 1 other person)
Claims (1)
を分解させる光ＣＶＤ法によるＰ型アモルファス半導体
膜の形成方法において、 主原料ガスをIV族元素ガスとしたとき、Ｐ型ドーピング
ガスとして、主として、Ｂ（ＣＨ＿３）、を用い、それ
によって、ドーピングとワイドバンドギャップ化とを同
時に行なうようにしたことを特徴とする、Ｐ型アモルフ
ァス半導体膜の形成方法。 ２ さらに、ドーピングのために別のボロン源を混入す
る、特許請求の範囲第１項記載のＰ型アモルファス半導
体膜の形成方法。 ３ さらに、ワイドバンドギャップ化のために別のカー
ボン源を混入する、特許請求の範囲第１項または第２項
記載のＰ型アモルファス半導体膜の形成方法。[Claims] 1. In a method for forming a P-type amorphous semiconductor film by a photo-CVD method in which a source gas is irradiated with light and the source gas is decomposed by the light energy, when the main source gas is a group IV element gas, A method for forming a P-type amorphous semiconductor film, characterized in that B(CH_3) is mainly used as a P-type doping gas, thereby performing doping and widening the bandgap at the same time. 2. The method for forming a P-type amorphous semiconductor film according to claim 1, further comprising mixing another boron source for doping. 3. The method for forming a P-type amorphous semiconductor film according to claim 1 or 2, further comprising mixing another carbon source to widen the bandgap.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18334985A JPS6243120A (en) | 1985-08-20 | 1985-08-20 | Formation of p-type amorphous semiconductor film |
| US06/888,474 US4755483A (en) | 1985-07-30 | 1986-07-21 | Method for producing semiconductor device with p-type amorphous silicon carbide semiconductor film formed by photo-chemical vapor deposition |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18334985A JPS6243120A (en) | 1985-08-20 | 1985-08-20 | Formation of p-type amorphous semiconductor film |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6243120A true JPS6243120A (en) | 1987-02-25 |
Family
ID=16134179
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18334985A Pending JPS6243120A (en) | 1985-07-30 | 1985-08-20 | Formation of p-type amorphous semiconductor film |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6243120A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6411317A (en) * | 1987-07-06 | 1989-01-13 | Toshiba Corp | Manufacture of semiconductor device |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58115020A (en) * | 1981-12-28 | 1983-07-08 | Sharp Corp | Preparation of amorphous silicon film |
-
1985
- 1985-08-20 JP JP18334985A patent/JPS6243120A/en active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58115020A (en) * | 1981-12-28 | 1983-07-08 | Sharp Corp | Preparation of amorphous silicon film |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6411317A (en) * | 1987-07-06 | 1989-01-13 | Toshiba Corp | Manufacture of semiconductor device |
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