JPS6261110B2 - - Google Patents
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- JPS6261110B2 JPS6261110B2 JP59055887A JP5588784A JPS6261110B2 JP S6261110 B2 JPS6261110 B2 JP S6261110B2 JP 59055887 A JP59055887 A JP 59055887A JP 5588784 A JP5588784 A JP 5588784A JP S6261110 B2 JPS6261110 B2 JP S6261110B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- 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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- C23C16/32—Carbides
- C23C16/325—Silicon carbide
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Description
本発明はアモルフアス炭化けい素薄膜、特には
基体のダメージを少なくしたアモルフアス炭化け
い素薄膜の製造方法に関するものである。 アモルフアス炭化けい素（以下ａ―SiCと略称
する）については、これが高い光学ハンドキヤツ
プ（Eopt）を有するものであることから太陽電
池用窓枠材や発光素子、電子写真感光体などへの
応用が検討されており、この製造方法については
水素化シラン、アルキルシランまたはハロゲン化
シランと炭化水素化合物をプラズマCVDする方
法（特開昭57―27914号、特開昭57―22112号、特
開昭57―104276号、特開昭57―155365号、特開昭
57―200215号公報参照）、これらのガス、混合ガ
スを熱分解させる方法（特開昭57―116200号、特
開昭57―118082号公報参照）やイオンプレーテイ
ング法（特開昭55―18678号公報参照）、スパツタ
ー法（特開昭56―40284号公報参照）などが知ら
れている。 しかし、プラズマCVD法にはプラズマ放電に
伴なつて発生するイオンなどの高エネルギー粒子
が生成した膜と衝突するために高品質の膜が得ら
れにくく、また反応器壁に反応分解物が付着する
ため反応器の繰返し使用に限界があるほか均質な
膜を得るためにはこの付着物をクリーニングする
必要があるという不利があり、また始発原料とし
て発火性の高いSiH4またはSi2H6を使用するため
取扱いに厳重な注意が必要でコストも高いという
問題があつた。他方、原料ガスとしてハロゲン化
シランを使用する場合にはプラズマによる分解で
副生した塩酸や塩素の処理に難点があり、堆積速
度も遅いという欠点があつた。また、熱分解法は
高温を必要とするものであるため基体と皮膜との
間の熱膨張の差によつて皮膜にクラツクが発生し
易く、接着強度も劣ほか、各元素のクラスターが
できやすく、さらには均質で良質な膜が得られ
ず、皮膜速度も遅いという欠点があり、また始発
材料としてプラズマCVD法と同様のガスを使用
するため、プラズマCVD法と同じ不利があり、
さらにイオンプレーテイング法、スパツタ法も高
温を必要とされるために熱分解法と同じ欠点があ
ることが認められている。 本発明はこのような不利を解決したａ―SiC薄
膜の製造方法に関するもので、これは基体上にハ
イドロジエンシラン類とメチルハイドロジエンシ
ラン類とをキヤリヤーガスと共に供給し、光分解
あるいは水銀増感光分解させることを特徴とする
ものである。 すなわち、本発明者らはイオン発生がなく、高
温を必要としないａ―SiC薄膜の製造方法につい
て種々検討した結果、メチルハイドロジエンシラ
ン類単独では光分解反応は遅いが、これをSiH4
またはSi2H6などからなるハイドロジエンシラン
類と共に光照射すると水素引き抜きにより活性化
したハイドロジエンシランラジカルがこのメチル
ハイドロジエンシラン類を分解してａ―SiCが容
易に得られること、またこれによればラジカル反
応のみでａ―SiC薄膜の形成が行なわれるので欠
陥のない均質な膜が得られることを確認して本発
明を完成させた。 本発明の方法で始発材料とされるハイドロジエ
ンシラン類はSiH4、Si2H6またはSi3H8などで示さ
れるものとされるが、これは光分解反応でアモル
フアスけい素（以下ａ―Siと略記する）を生成す
るものであるから、このａ―Siをａ―SiCとする
ためにはこれに炭素源となるメチルハイドロジエ
ンシラン類を併用することが必要とされる。 このメチルハイドロジエンシラン類は一般式
（CH3）aSibHc（こゝにｂ＝１〜３、ａ＋ｃ＝2b＋
２、2b＋１≧ａ、ａ≧１、2b＋１≧ｃ、ｃ≧
１）で示されるメチルハイドロジエンシラン化合
物またはメチルハイドロジエンポリシラン化合物
であり、これにはCH3SiH3、（CH3）2SiH2、
（CH3）3SiH、（CH3SiH2）2、〔（CH3）2SiH〕2、
基体のダメージを少なくしたアモルフアス炭化け
い素薄膜の製造方法に関するものである。 アモルフアス炭化けい素（以下ａ―SiCと略称
する）については、これが高い光学ハンドキヤツ
プ（Eopt）を有するものであることから太陽電
池用窓枠材や発光素子、電子写真感光体などへの
応用が検討されており、この製造方法については
水素化シラン、アルキルシランまたはハロゲン化
シランと炭化水素化合物をプラズマCVDする方
法（特開昭57―27914号、特開昭57―22112号、特
開昭57―104276号、特開昭57―155365号、特開昭
57―200215号公報参照）、これらのガス、混合ガ
スを熱分解させる方法（特開昭57―116200号、特
開昭57―118082号公報参照）やイオンプレーテイ
ング法（特開昭55―18678号公報参照）、スパツタ
ー法（特開昭56―40284号公報参照）などが知ら
れている。 しかし、プラズマCVD法にはプラズマ放電に
伴なつて発生するイオンなどの高エネルギー粒子
が生成した膜と衝突するために高品質の膜が得ら
れにくく、また反応器壁に反応分解物が付着する
ため反応器の繰返し使用に限界があるほか均質な
膜を得るためにはこの付着物をクリーニングする
必要があるという不利があり、また始発原料とし
て発火性の高いSiH4またはSi2H6を使用するため
取扱いに厳重な注意が必要でコストも高いという
問題があつた。他方、原料ガスとしてハロゲン化
シランを使用する場合にはプラズマによる分解で
副生した塩酸や塩素の処理に難点があり、堆積速
度も遅いという欠点があつた。また、熱分解法は
高温を必要とするものであるため基体と皮膜との
間の熱膨張の差によつて皮膜にクラツクが発生し
易く、接着強度も劣ほか、各元素のクラスターが
できやすく、さらには均質で良質な膜が得られ
ず、皮膜速度も遅いという欠点があり、また始発
材料としてプラズマCVD法と同様のガスを使用
するため、プラズマCVD法と同じ不利があり、
さらにイオンプレーテイング法、スパツタ法も高
温を必要とされるために熱分解法と同じ欠点があ
ることが認められている。 本発明はこのような不利を解決したａ―SiC薄
膜の製造方法に関するもので、これは基体上にハ
イドロジエンシラン類とメチルハイドロジエンシ
ラン類とをキヤリヤーガスと共に供給し、光分解
あるいは水銀増感光分解させることを特徴とする
ものである。 すなわち、本発明者らはイオン発生がなく、高
温を必要としないａ―SiC薄膜の製造方法につい
て種々検討した結果、メチルハイドロジエンシラ
ン類単独では光分解反応は遅いが、これをSiH4
またはSi2H6などからなるハイドロジエンシラン
類と共に光照射すると水素引き抜きにより活性化
したハイドロジエンシランラジカルがこのメチル
ハイドロジエンシラン類を分解してａ―SiCが容
易に得られること、またこれによればラジカル反
応のみでａ―SiC薄膜の形成が行なわれるので欠
陥のない均質な膜が得られることを確認して本発
明を完成させた。 本発明の方法で始発材料とされるハイドロジエ
ンシラン類はSiH4、Si2H6またはSi3H8などで示さ
れるものとされるが、これは光分解反応でアモル
フアスけい素（以下ａ―Siと略記する）を生成す
るものであるから、このａ―Siをａ―SiCとする
ためにはこれに炭素源となるメチルハイドロジエ
ンシラン類を併用することが必要とされる。 このメチルハイドロジエンシラン類は一般式
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２、2b＋１≧ａ、ａ≧１、2b＋１≧ｃ、ｃ≧
１）で示されるメチルハイドロジエンシラン化合
物またはメチルハイドロジエンポリシラン化合物
であり、これにはCH3SiH3、（CH3）2SiH2、
（CH3）3SiH、（CH3SiH2）2、〔（CH3）2SiH〕2、
【式】
【式】
【式】などが例示
されるが、これらのうちではけい素原子にメチル
基を３個以上結合したものはメチル基が２個以下
のものにくらべて反応速度が遅いので、けい素原
子にメチル基が２個以下ついたものとすることが
好ましい。このメチルハイドロジエンシラン類は
これ単独では光分解速度が遅いが、SiH4、Si2H6
またはSi3H8などのようなハイドロジエンシラン
類と共存させると光分解反応が促進されるので、
このハイドロジエンシラン類の添加が必須要件と
される。本発明の方法で得られるａ―SiC薄膜の
性状はメチルハイドロジエンシラン類の添加量に
よつて相違し、これを10モル％以下とするとａ―
SiC中のカーボン量が少なくなり、90％以上とす
るとカーボン量が多くなり、高抵抗となつて実用
的ではなくなるので、10〜90モル％の範囲、好ま
しくは15〜80モル％とすることがよく、これによ
れば太陽電池用窓枠材として要求される2.0〜
2.5eVのような高い光学ハンドギヤツプをもつａ
―SiC薄膜を容易に得ることができる。また、こ
のハイドロジエンシラン類およびメチルハイドロ
ジエンシラン類はいずれもガス状で反応室に導入
されるのであるが、これらは必要に応じ濃度を適
宜に希釈するということからキヤリヤーガスに伴
流させる。このキヤリヤーガスとしては水素、ヘ
リウム、アルゴンなどの不活性ガスまたはこれら
の混合ガスとすればよい。 なお、これらのガスの光分解により得られるａ
―SiC薄膜はこの始発材料ガス中にPH3、B2H6な
どのドーピングを添加することによつてｎ型また
はｐ型のものとしてもよい。 他方、このメチルハイドロジエンシラン類を光
分解させるための光源としては高エネルギー光
（フオトン）を照射できるものであればよく、こ
れには高圧水銀ランプ、低圧水銀ランプなどが例
示されるが、低圧水銀ランプの波長（1849Å、
2537Å）ではSi2H6は反応するがSiH4では反応が
起きないので、SiH4を使用する場合には水銀増
感反応を使用することがよく、この場合には反応
系に極微量の水銀を添加する必要があり、光照射
によつて励起された水銀がガス分子と衝突すると
きにエネルギーをガス分子に与えるのでガスが分
解し目的を達することができる。 つぎの本発明の方法を添付の図面にもとづいて
説明する。第１図は本発明の光分解法によるａ―
SiC薄膜の製造方法を示したもので、この反応器
１には加熱用基台２の上に基板３が載置されてお
り、これは真空ポンプによる吸引口４からの吸引
で１〜５トール程度の真空状態に保持される。こ
の反応器にはまたその上部に石英ガラスなどによ
る蓋板５が設けられ、この石英ガラスを通して水
銀ランプ６からの光が照射されており、こゝにメ
チルハイドロジエンシラン類導入口７、ハイドロ
ジエンシラン類導入口８からキヤリヤーガスに伴
流されて原料ガスが導入されると、これは水銀ラ
ンプから照射されている光エネルギーによつて分
解され、こゝに生じたａ―SiCが基板３の上に薄
膜状に堆積される。また第２図はこれを水銀増感
法で実施するものを示したもので、この場合には
ハイドロジエンシラン類を20〜70℃に保持した水
銀貯槽９を経由して導入するようにしてこれに水
銀蒸気を伴流させるようになつている。 本発明の方法はハイドロジエンシラン類をメチ
ルハイドロジエンシラン類との共存下で光分解さ
せてａ―SiC薄膜を得るというものであるが、こ
のハイドロジエンシラン類およびメチルハイドロ
ジエンシラン類は水銀ランプなどからの光照射に
よつて容易に光分解反応によつてａ―SiCとな
り、このようにして得られたａ―SiC薄膜はこの
反応がラジカル反応であることから高温となら
ず、またイオン衝撃によるダメージもなく、充分
な接着力で基板に密着しており、さらには良質、
均質でかつ導電性の高いものになるという有利性
が与えられるほか、このａ―SiC薄膜はドーピン
グすることによつてｎ型、ｐ型のものとすること
ができ、これから作られたセルは高い光電変換効
率を示すという優位性が与えられる。 つぎに本発明方法の実施例をあげる。 実施例 １ 第１図に示した光分解装置を使用し、加熱用基
台上に２cm角のガラス基板（コーニング7059；米
国コーニングガラス社製商品名）を載置したの
ち、反応器内を減圧し、ここにヘリウムガスで10
容量％に希釈したSi2H6ガス200c.c.／分とメチルシ
ラン（CH3SiH3）ガス５c.c.／分（CH3SiH3／Si2H6
＋He＝0.025流量比）とを供給して圧力を５トー
ルに保持した。ついでガラス基板を200℃に加熱
し、低圧水銀ランプ（波長1.849Å）からの光を
60分照射したところ、この基板上に厚さ500Åの
ａ―SiC薄膜が形成された。 つぎにこのａ―SiC薄膜の光学的禁制帯巾
（Eopt）を測定したところ2.08eVであつたが、前
記におけるCH3SiH3／Si2H6＋Heの流量比を
0.05、0.1、0.5としたときのEoptは2.20、2.28、
2.34eVであり、このEoptはガス流量比で自由に
制御し得るものであることが判つた。 なお、上記においてCH3SiH3を添加せず、この
反応ガスをヘリウムで10容量％に希釈したSi2H6
ガス単独のものとして得た薄膜のEoptが1.72eV
であることから、CH3SiH3ガスを添加すればこの
添加量に比例してEoptが増加し、その光分解に
よつてａ―SiCが生成することが確認された。 実施例 ２ 実施例１の方法においてヘリウムガスで10容量
％に希釈したSi2H6ガスとCH3SiH3ガスとの流量
比を0.05とすると共に、水素ガスで１容量％に希
釈したB2H6ガスを１％、３％、５％量添加した
ほかは実施例１と同様に処理して厚さ500Åのａ
―SiC薄膜を作つたところ、得られたａ―SiC薄
膜はｐ型でそのEoptは2.0eVであつた。 つぎにこのａ―SiC薄膜の暗導電率および
AMI、100mw／cm2光照射下での光導電率を測定
したところ、第３図の線１に示したとおりの結果
が得られた。また、比較のためにCH3SiH3―
Si2H6、CH3SiH3―SiH4を原料ガスとし、ドープ
剤としてB2H6を使用して基板ヒーター温度350
℃、圧力１トール、プラズマ出力4W、周波数
13.56MHzの高周波電力によるプラズマCVD法で
厚さ5000Åのｐ型のａ―SiC薄膜を作り（Eopt＝
2.0eV）、この光導電率および暗導電率を測定し
たところ、第３図の線２（CH3SiH3―Si2H6のと
き）、線３（CH3SiH3―SiH4のとき）に示した結
果が得られ、この結果から光分解法によればプラ
ズマCVD法にくらべて高い導電率（高抵抗値）
のａ―SiC薄膜が得られることを確認した。した
がつて、これを太陽電池用窓枠材として使用すれ
ば開放電圧が大きくなり、光電変換効率が大幅に
向上されることが期待される。 実施例 ３ 第２図に示した水銀増感光分解装置を使用し、
加熱用基台上に実施例１と同じガラス基板を載置
して反応器を５トールに減圧したのち、ここにヘ
リウムガスで10容量％に希釈したSi2H6ガス200
c.c.／分、ジメチルシラン〔（CH3）2SiH2〕ガス５
c.c.／分（流量比0.025）およびSi2H6ガスとジメチ
ルシランガスに対し0.05、0.2、１、２、５％量
の水素ガスで１容量％に希釈したB2H6ガスを添
加供給した。この際Si2H6ガスを温度50℃に保持
した水銀貯槽を径由するようにしてから、ガラス
基板を250℃に加熱し、ついでここに低圧水銀ラ
ンプ（2.537Å）からの光を60分間照射したとこ
ろ、この基板上に厚さ約1000Åのｐ型ａ―SiC薄
膜が形成されたので、この光導電率および暗導電
率を測定したところ、第４図に示したとおりの結
果が得られた。 比較例 １ 実施例３において原料ガスとしての
（CH3）2SiH2をアセチレンガス（C2H2）とし、
C2H2とヘリウムガスで10容量％に希釈したSi2H6
との流量比を0.02としたほかは実施例３と同様に
処理してｐ型ａ―SiC薄膜を作り、この光導電率
および暗導電率を測定したところ、第４図に併記
したとおりの結果が得られ、この場合にもｐ型ａ
―SiC薄膜が得られるが、ｐ型ａ―SiC薄膜を得
るためのB2H6量は（CH3）2SiH2のほうが少量です
むことが判つた。 実施例 ４ 第１図に示した光分解装置を使用して反応器内
にSi2H6ガスをキヤリヤーガスと共に導入し、実
施例１の方法に準じて第１表のNo.１に示した条件
でアルミニウム板上にｎ型Si層を堆積したのち、
第１表のNo.２の条件下でこのｎ型Si層の上にｉ型
Si層を堆積させ、ついで第２図に示した水銀増感
光分解装置内において水銀槽の温度を50℃とし第
１表のNo.３〜No.５に示した条件下でこのｉ型Si層
の上にｐ型SiC層またはｐ型SiC層を堆積させた
のち、これにSnO2・ITO層を蒸着させ、ガラス
板と積層してアルミニウム／nip（ａ―Si、ａ―
SiC）／SnO2・ITO／ガラスからなるセルを作
り、このセルの変換効率を測定したところ、下記
および第５図に示したとおりの結果が得られた。 （ｐ層形成条件） 実験No.３（第５図Ａ曲線） 原料ガス Si2H6＋（CH3）2SiH2 Voc＝0.831（ｖ）、Isc＝13.38（mA／cm2）、 FF＝0.609、EFF＝6.77（％） 実験No.４（第５図Ｂ曲線） 原料ガス Si2H6＋C2H2 Voc＝0.800（ｖ）、Isc＝12.37（mA／cm2）、 FF0.634、EFF＝6.28（％） 実験No.５（第５図Ｃ曲線） 原料ガス Si2H6 Voc＝0.799（ｖ）、Isc＝11.10（mA／cm2）、 FF＝0.610、EFF＝5.41（％） したがつて、このことからセルの変換効率は原
料ガスの種類によりSi2H6＋（CH3）2SiH2＞Si2H6
＋C2H2＞Si2H6の順となることが確認された。
基を３個以上結合したものはメチル基が２個以下
のものにくらべて反応速度が遅いので、けい素原
子にメチル基が２個以下ついたものとすることが
好ましい。このメチルハイドロジエンシラン類は
これ単独では光分解速度が遅いが、SiH4、Si2H6
またはSi3H8などのようなハイドロジエンシラン
類と共存させると光分解反応が促進されるので、
このハイドロジエンシラン類の添加が必須要件と
される。本発明の方法で得られるａ―SiC薄膜の
性状はメチルハイドロジエンシラン類の添加量に
よつて相違し、これを10モル％以下とするとａ―
SiC中のカーボン量が少なくなり、90％以上とす
るとカーボン量が多くなり、高抵抗となつて実用
的ではなくなるので、10〜90モル％の範囲、好ま
しくは15〜80モル％とすることがよく、これによ
れば太陽電池用窓枠材として要求される2.0〜
2.5eVのような高い光学ハンドギヤツプをもつａ
―SiC薄膜を容易に得ることができる。また、こ
のハイドロジエンシラン類およびメチルハイドロ
ジエンシラン類はいずれもガス状で反応室に導入
されるのであるが、これらは必要に応じ濃度を適
宜に希釈するということからキヤリヤーガスに伴
流させる。このキヤリヤーガスとしては水素、ヘ
リウム、アルゴンなどの不活性ガスまたはこれら
の混合ガスとすればよい。 なお、これらのガスの光分解により得られるａ
―SiC薄膜はこの始発材料ガス中にPH3、B2H6な
どのドーピングを添加することによつてｎ型また
はｐ型のものとしてもよい。 他方、このメチルハイドロジエンシラン類を光
分解させるための光源としては高エネルギー光
（フオトン）を照射できるものであればよく、こ
れには高圧水銀ランプ、低圧水銀ランプなどが例
示されるが、低圧水銀ランプの波長（1849Å、
2537Å）ではSi2H6は反応するがSiH4では反応が
起きないので、SiH4を使用する場合には水銀増
感反応を使用することがよく、この場合には反応
系に極微量の水銀を添加する必要があり、光照射
によつて励起された水銀がガス分子と衝突すると
きにエネルギーをガス分子に与えるのでガスが分
解し目的を達することができる。 つぎの本発明の方法を添付の図面にもとづいて
説明する。第１図は本発明の光分解法によるａ―
SiC薄膜の製造方法を示したもので、この反応器
１には加熱用基台２の上に基板３が載置されてお
り、これは真空ポンプによる吸引口４からの吸引
で１〜５トール程度の真空状態に保持される。こ
の反応器にはまたその上部に石英ガラスなどによ
る蓋板５が設けられ、この石英ガラスを通して水
銀ランプ６からの光が照射されており、こゝにメ
チルハイドロジエンシラン類導入口７、ハイドロ
ジエンシラン類導入口８からキヤリヤーガスに伴
流されて原料ガスが導入されると、これは水銀ラ
ンプから照射されている光エネルギーによつて分
解され、こゝに生じたａ―SiCが基板３の上に薄
膜状に堆積される。また第２図はこれを水銀増感
法で実施するものを示したもので、この場合には
ハイドロジエンシラン類を20〜70℃に保持した水
銀貯槽９を経由して導入するようにしてこれに水
銀蒸気を伴流させるようになつている。 本発明の方法はハイドロジエンシラン類をメチ
ルハイドロジエンシラン類との共存下で光分解さ
せてａ―SiC薄膜を得るというものであるが、こ
のハイドロジエンシラン類およびメチルハイドロ
ジエンシラン類は水銀ランプなどからの光照射に
よつて容易に光分解反応によつてａ―SiCとな
り、このようにして得られたａ―SiC薄膜はこの
反応がラジカル反応であることから高温となら
ず、またイオン衝撃によるダメージもなく、充分
な接着力で基板に密着しており、さらには良質、
均質でかつ導電性の高いものになるという有利性
が与えられるほか、このａ―SiC薄膜はドーピン
グすることによつてｎ型、ｐ型のものとすること
ができ、これから作られたセルは高い光電変換効
率を示すという優位性が与えられる。 つぎに本発明方法の実施例をあげる。 実施例 １ 第１図に示した光分解装置を使用し、加熱用基
台上に２cm角のガラス基板（コーニング7059；米
国コーニングガラス社製商品名）を載置したの
ち、反応器内を減圧し、ここにヘリウムガスで10
容量％に希釈したSi2H6ガス200c.c.／分とメチルシ
ラン（CH3SiH3）ガス５c.c.／分（CH3SiH3／Si2H6
＋He＝0.025流量比）とを供給して圧力を５トー
ルに保持した。ついでガラス基板を200℃に加熱
し、低圧水銀ランプ（波長1.849Å）からの光を
60分照射したところ、この基板上に厚さ500Åの
ａ―SiC薄膜が形成された。 つぎにこのａ―SiC薄膜の光学的禁制帯巾
（Eopt）を測定したところ2.08eVであつたが、前
記におけるCH3SiH3／Si2H6＋Heの流量比を
0.05、0.1、0.5としたときのEoptは2.20、2.28、
2.34eVであり、このEoptはガス流量比で自由に
制御し得るものであることが判つた。 なお、上記においてCH3SiH3を添加せず、この
反応ガスをヘリウムで10容量％に希釈したSi2H6
ガス単独のものとして得た薄膜のEoptが1.72eV
であることから、CH3SiH3ガスを添加すればこの
添加量に比例してEoptが増加し、その光分解に
よつてａ―SiCが生成することが確認された。 実施例 ２ 実施例１の方法においてヘリウムガスで10容量
％に希釈したSi2H6ガスとCH3SiH3ガスとの流量
比を0.05とすると共に、水素ガスで１容量％に希
釈したB2H6ガスを１％、３％、５％量添加した
ほかは実施例１と同様に処理して厚さ500Åのａ
―SiC薄膜を作つたところ、得られたａ―SiC薄
膜はｐ型でそのEoptは2.0eVであつた。 つぎにこのａ―SiC薄膜の暗導電率および
AMI、100mw／cm2光照射下での光導電率を測定
したところ、第３図の線１に示したとおりの結果
が得られた。また、比較のためにCH3SiH3―
Si2H6、CH3SiH3―SiH4を原料ガスとし、ドープ
剤としてB2H6を使用して基板ヒーター温度350
℃、圧力１トール、プラズマ出力4W、周波数
13.56MHzの高周波電力によるプラズマCVD法で
厚さ5000Åのｐ型のａ―SiC薄膜を作り（Eopt＝
2.0eV）、この光導電率および暗導電率を測定し
たところ、第３図の線２（CH3SiH3―Si2H6のと
き）、線３（CH3SiH3―SiH4のとき）に示した結
果が得られ、この結果から光分解法によればプラ
ズマCVD法にくらべて高い導電率（高抵抗値）
のａ―SiC薄膜が得られることを確認した。した
がつて、これを太陽電池用窓枠材として使用すれ
ば開放電圧が大きくなり、光電変換効率が大幅に
向上されることが期待される。 実施例 ３ 第２図に示した水銀増感光分解装置を使用し、
加熱用基台上に実施例１と同じガラス基板を載置
して反応器を５トールに減圧したのち、ここにヘ
リウムガスで10容量％に希釈したSi2H6ガス200
c.c.／分、ジメチルシラン〔（CH3）2SiH2〕ガス５
c.c.／分（流量比0.025）およびSi2H6ガスとジメチ
ルシランガスに対し0.05、0.2、１、２、５％量
の水素ガスで１容量％に希釈したB2H6ガスを添
加供給した。この際Si2H6ガスを温度50℃に保持
した水銀貯槽を径由するようにしてから、ガラス
基板を250℃に加熱し、ついでここに低圧水銀ラ
ンプ（2.537Å）からの光を60分間照射したとこ
ろ、この基板上に厚さ約1000Åのｐ型ａ―SiC薄
膜が形成されたので、この光導電率および暗導電
率を測定したところ、第４図に示したとおりの結
果が得られた。 比較例 １ 実施例３において原料ガスとしての
（CH3）2SiH2をアセチレンガス（C2H2）とし、
C2H2とヘリウムガスで10容量％に希釈したSi2H6
との流量比を0.02としたほかは実施例３と同様に
処理してｐ型ａ―SiC薄膜を作り、この光導電率
および暗導電率を測定したところ、第４図に併記
したとおりの結果が得られ、この場合にもｐ型ａ
―SiC薄膜が得られるが、ｐ型ａ―SiC薄膜を得
るためのB2H6量は（CH3）2SiH2のほうが少量です
むことが判つた。 実施例 ４ 第１図に示した光分解装置を使用して反応器内
にSi2H6ガスをキヤリヤーガスと共に導入し、実
施例１の方法に準じて第１表のNo.１に示した条件
でアルミニウム板上にｎ型Si層を堆積したのち、
第１表のNo.２の条件下でこのｎ型Si層の上にｉ型
Si層を堆積させ、ついで第２図に示した水銀増感
光分解装置内において水銀槽の温度を50℃とし第
１表のNo.３〜No.５に示した条件下でこのｉ型Si層
の上にｐ型SiC層またはｐ型SiC層を堆積させた
のち、これにSnO2・ITO層を蒸着させ、ガラス
板と積層してアルミニウム／nip（ａ―Si、ａ―
SiC）／SnO2・ITO／ガラスからなるセルを作
り、このセルの変換効率を測定したところ、下記
および第５図に示したとおりの結果が得られた。 （ｐ層形成条件） 実験No.３（第５図Ａ曲線） 原料ガス Si2H6＋（CH3）2SiH2 Voc＝0.831（ｖ）、Isc＝13.38（mA／cm2）、 FF＝0.609、EFF＝6.77（％） 実験No.４（第５図Ｂ曲線） 原料ガス Si2H6＋C2H2 Voc＝0.800（ｖ）、Isc＝12.37（mA／cm2）、 FF0.634、EFF＝6.28（％） 実験No.５（第５図Ｃ曲線） 原料ガス Si2H6 Voc＝0.799（ｖ）、Isc＝11.10（mA／cm2）、 FF＝0.610、EFF＝5.41（％） したがつて、このことからセルの変換効率は原
料ガスの種類によりSi2H6＋（CH3）2SiH2＞Si2H6
＋C2H2＞Si2H6の順となることが確認された。
【表】
第１図は本発明方法に使用される光分解装置の
縦断面要図、第２図は本発明方法に使用される水
銀増感光分解装置の縦断面要図、第３図は実施例
２で得られたａ―SiC薄膜の光導電率曲線、第４
図は実施例３および比較例１で得られたａ―SiC
光導電率曲線、暗導電率曲線、および光学的禁制
帯巾（Eopt）曲線、第５図は実施例４で得られ
たセルの変換効率曲線を示したものである。 １……反応器、２……加熱用基台、３……基
板、４……吸引口、５……蓋板、６……水銀ラン
プ、７，８……反応ガス導入口、９……水銀貯
槽。
縦断面要図、第２図は本発明方法に使用される水
銀増感光分解装置の縦断面要図、第３図は実施例
２で得られたａ―SiC薄膜の光導電率曲線、第４
図は実施例３および比較例１で得られたａ―SiC
光導電率曲線、暗導電率曲線、および光学的禁制
帯巾（Eopt）曲線、第５図は実施例４で得られ
たセルの変換効率曲線を示したものである。 １……反応器、２……加熱用基台、３……基
板、４……吸引口、５……蓋板、６……水銀ラン
プ、７，８……反応ガス導入口、９……水銀貯
槽。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 基体上にハイドロジエンシラン類とメチルハ
イドロジエンシラン類とをキヤリヤーガスと共に
供給し、光分解あるいは水銀増感光分解させるこ
とを特徴とするアモルフアス炭化けい素薄膜の製
造方法。 ２ メチルハイドロジエンシラン類が一般式
（CH3）aSibHc（こゝにｂ＝１〜３、ａ＋ｃ＝2b＋
２、2b＋１≧ａ、ａ≧１、2b＋１≧ｃ、ｃ≧
１）で示されるものである特許請求の範囲第１項
記載のアモルフアス炭化けい素薄膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59055887A JPS60200965A (ja) | 1984-03-23 | 1984-03-23 | アモルフアス炭化けい素薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59055887A JPS60200965A (ja) | 1984-03-23 | 1984-03-23 | アモルフアス炭化けい素薄膜の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60200965A JPS60200965A (ja) | 1985-10-11 |
| JPS6261110B2 true JPS6261110B2 (ja) | 1987-12-19 |
Family
ID=13011612
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59055887A Granted JPS60200965A (ja) | 1984-03-23 | 1984-03-23 | アモルフアス炭化けい素薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60200965A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62273767A (ja) * | 1986-05-21 | 1987-11-27 | Toshiba Corp | 固体撮像装置の製造方法 |
-
1984
- 1984-03-23 JP JP59055887A patent/JPS60200965A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60200965A (ja) | 1985-10-11 |
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