JPS6273622A - 非晶質半導体膜の形成方法 - Google Patents
非晶質半導体膜の形成方法Info
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- JPS6273622A JPS6273622A JP60212922A JP21292285A JPS6273622A JP S6273622 A JPS6273622 A JP S6273622A JP 60212922 A JP60212922 A JP 60212922A JP 21292285 A JP21292285 A JP 21292285A JP S6273622 A JPS6273622 A JP S6273622A
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- gas
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- semiconductor film
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- 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
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
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
本発明ハシリコン、ゲルマニューム、カーボンなどの局
在化状態密度を減少せしめる補償元素を含む非晶質半導
体膜を形成する方法に関する。
在化状態密度を減少せしめる補償元素を含む非晶質半導
体膜を形成する方法に関する。
従来の技術
太陽電池、電子写真感光体などの非晶質シリコン、非晶
質ゲルマニューム、非晶質カーボンなどの非晶質半導体
膜の形成には従来、比較的低温で薄膜が形成できるプラ
ズマＣＶＤ法が最もよく使用されている。この方法は、
例えば非晶質シリコン膜を形成する場合、原料ガスとし
てＳｉＨ，（シランガス）あるいはＳｉＨ４とＨ２の混
合ガスを使用し、基板温度を２００〜３５０℃に、また
ガス圧力を０．１〜１０ Ｔｏｒｒに制御しながら電極
と対向した基板間に高周波電力を印加してプラズマを発
生させ、シランガスを分解して基板上に膜を形成する方
法である。この場合、堆積速度は約３μｍ／ｈと遅く、
約２０μｍ以上を要する電子写真感光体を製作する場合
には６時間以上を必要とし、迅速な量産が困難である。
質ゲルマニューム、非晶質カーボンなどの非晶質半導体
膜の形成には従来、比較的低温で薄膜が形成できるプラ
ズマＣＶＤ法が最もよく使用されている。この方法は、
例えば非晶質シリコン膜を形成する場合、原料ガスとし
てＳｉＨ，（シランガス）あるいはＳｉＨ４とＨ２の混
合ガスを使用し、基板温度を２００〜３５０℃に、また
ガス圧力を０．１〜１０ Ｔｏｒｒに制御しながら電極
と対向した基板間に高周波電力を印加してプラズマを発
生させ、シランガスを分解して基板上に膜を形成する方
法である。この場合、堆積速度は約３μｍ／ｈと遅く、
約２０μｍ以上を要する電子写真感光体を製作する場合
には６時間以上を必要とし、迅速な量産が困難である。
また、堆積速度を上げるために高周波電力を増加すると
、原料ガス中で気相反応によシ粉体状のシリコンが大量
に発生し、製造装置の排気系にめづまシを起こし量産上
大きな問題であった。
、原料ガス中で気相反応によシ粉体状のシリコンが大量
に発生し、製造装置の排気系にめづまシを起こし量産上
大きな問題であった。
上記のプラズマＣＶＤ装置の持つ問題点を解決する手段
として提案されたのが、電子サイクロトｏ７共鳴（ＩＣ
ＯＲ）を用いたプラズマＣＶＤ装置１１である。（特開
昭５６−１５５５３５号公報、特開昭５９−１５９１６
７号公報） 第１図にこの装置の基本構成を示す。１はプラズマ生成
室、２は膜形成室であり、プラズマ生成室１はマグネト
ロン電源（図示せず）と導波管３及び導波用窓４で接続
されており、その外周には磁気コイル５が設置されてい
る。また、プラズマ生成室１はその外部に配した水冷バ
イブロで冷却されている。プラズマ生成室１には第１ガ
ス導入ロアよりプラズマ励起用ガスを導入し、マイクロ
波によりプラズマ生成室１内にプラズマを励起し、更に
磁場を印加することによりプラズマ中に電子サイクロト
ロン共鳴を起こし、拡散磁界によりプラズマを導入口８
より膜形成室２に配置された基板ホルダー９上の基板１
０に導く。膜形成室２に第２ガス導入口１１，１１ムよ
り原料ガスを導入しプラズマと接触させ、原料ガス１２
を分解し膜を堆積させる。
として提案されたのが、電子サイクロトｏ７共鳴（ＩＣ
ＯＲ）を用いたプラズマＣＶＤ装置１１である。（特開
昭５６−１５５５３５号公報、特開昭５９−１５９１６
７号公報） 第１図にこの装置の基本構成を示す。１はプラズマ生成
室、２は膜形成室であり、プラズマ生成室１はマグネト
ロン電源（図示せず）と導波管３及び導波用窓４で接続
されており、その外周には磁気コイル５が設置されてい
る。また、プラズマ生成室１はその外部に配した水冷バ
イブロで冷却されている。プラズマ生成室１には第１ガ
ス導入ロアよりプラズマ励起用ガスを導入し、マイクロ
波によりプラズマ生成室１内にプラズマを励起し、更に
磁場を印加することによりプラズマ中に電子サイクロト
ロン共鳴を起こし、拡散磁界によりプラズマを導入口８
より膜形成室２に配置された基板ホルダー９上の基板１
０に導く。膜形成室２に第２ガス導入口１１，１１ムよ
り原料ガスを導入しプラズマと接触させ、原料ガス１２
を分解し膜を堆積させる。
この方法は、電子サイクロトロン共鳴を用いていること
から、２ ｘ １０−’〜ｏ、Ｉ Ｔｏｒｒの低圧力下
でも放電の持続が可能になっており、更に膜形成に利用
されるエネルギーは基板に入射するイオンの有するエネ
ルギーで与えられ、膜表面のイオンの衝突が膜をちみっ
にするため、基板温度を室温に設定している場合におい
ても良質な膜が得られる。この方法により半導体プロセ
ス用として良質なＳｉ３Ｎ、、ＳｉＯ□ などの絶縁層
、またはＳｉを低温で形成できることが示されている。
から、２ ｘ １０−’〜ｏ、Ｉ Ｔｏｒｒの低圧力下
でも放電の持続が可能になっており、更に膜形成に利用
されるエネルギーは基板に入射するイオンの有するエネ
ルギーで与えられ、膜表面のイオンの衝突が膜をちみっ
にするため、基板温度を室温に設定している場合におい
ても良質な膜が得られる。この方法により半導体プロセ
ス用として良質なＳｉ３Ｎ、、ＳｉＯ□ などの絶縁層
、またはＳｉを低温で形成できることが示されている。
これは、ごく表面のみがイオンエネルギーによって高温
に上昇し５ｉ−Ｈの結合を立ち切ることによると考えら
れている。
に上昇し５ｉ−Ｈの結合を立ち切ることによると考えら
れている。
一方、特開昭５９−１５９１８７号公報には、励起ガス
として不活性ガス、水素を含むガスを用いて非晶質シリ
コン膜を堆積することが開示されている。しかしながら
これは、プラズマの影響を避けるため０．１ Ｔｏｒｘ
以上にて堆積するものであり、基板加熱を必要とする従
来のｃｖｎ法と同じ堆積機構のためシリコン粉体の発生
も多く、非晶質シリコンを用いた電子写真感光体のよう
な２０μｍ以上の厚みを必要とする場合、粉体の処理が
製造上非常に重要な課題となっていた。
として不活性ガス、水素を含むガスを用いて非晶質シリ
コン膜を堆積することが開示されている。しかしながら
これは、プラズマの影響を避けるため０．１ Ｔｏｒｘ
以上にて堆積するものであり、基板加熱を必要とする従
来のｃｖｎ法と同じ堆積機構のためシリコン粉体の発生
も多く、非晶質シリコンを用いた電子写真感光体のよう
な２０μｍ以上の厚みを必要とする場合、粉体の処理が
製造上非常に重要な課題となっていた。
発明が解決しようとする問題点
上記のようなＨＣＲを用いたＣＶＤ法は低温で高速に絶
縁膜の堆積ができる半面、良質な半導体膜を形成するに
は基板加熱が必要で、またＣＶＤ法の欠点であったシリ
コン粉体の発生についてもまだまだ未解決の状態である
。
縁膜の堆積ができる半面、良質な半導体膜を形成するに
は基板加熱が必要で、またＣＶＤ法の欠点であったシリ
コン粉体の発生についてもまだまだ未解決の状態である
。
つまり、イオンの入射により局在化状態密度を減少せし
める１価補償元素である水素を含む良質な非晶質半導体
膜が室温にて形成できるか否かについては未知の状態で
ある。
める１価補償元素である水素を含む良質な非晶質半導体
膜が室温にて形成できるか否かについては未知の状態で
ある。
本発明は、粉体の発生量が著しく少なく、また室温にお
いて良質な非晶質半導体膜が大面積においても均一に得
られる非晶質半導体膜の堆積方法の実現を目的とする。
いて良質な非晶質半導体膜が大面積においても均一に得
られる非晶質半導体膜の堆積方法の実現を目的とする。
問題点を解決するための手段
被着される基板が配置された減圧容器内に、被着膜原材
料であるガス化された分子を導入し前記基板上に堆積す
る非晶質膜の形成方法であって、電気的放電を用いて励
起ガスを前励起しイオンを含む励起されたガスを前記容
器内に導入された前記原材料ガスと接触させ、その原材
料ガスをラジカル化し前記基板上に堆積する工程を含み
、前記基板と前記イオン及びラジカルを含むプラズマを
導入する導入口との間の距離（ｄとする）が、容器内に
存在する分子の平均自由行程（λとする）に対しｄ（１
００λとなるガス圧とするとともに、前記励起ガスと前
記原材料ガスの流量をそれぞれＦ＆、’Ｆｒｎとした時
の比がＦｍ／（Ｆａ＋Ｆｍ）＜０．９となるガス流量比
にて堆積する。
料であるガス化された分子を導入し前記基板上に堆積す
る非晶質膜の形成方法であって、電気的放電を用いて励
起ガスを前励起しイオンを含む励起されたガスを前記容
器内に導入された前記原材料ガスと接触させ、その原材
料ガスをラジカル化し前記基板上に堆積する工程を含み
、前記基板と前記イオン及びラジカルを含むプラズマを
導入する導入口との間の距離（ｄとする）が、容器内に
存在する分子の平均自由行程（λとする）に対しｄ（１
００λとなるガス圧とするとともに、前記励起ガスと前
記原材料ガスの流量をそれぞれＦ＆、’Ｆｒｎとした時
の比がＦｍ／（Ｆａ＋Ｆｍ）＜０．９となるガス流量比
にて堆積する。
作用
電気的放電によって励起されイオン化された励起ガスは
基板が設置された容器内に導入される時、イオンは電子
をひきつれ原材料ガスと接触し多量のラジカルを生成す
る。このラジカルは基板表面まで拡散し基板上の膜材料
と反応し堆積する。
基板が設置された容器内に導入される時、イオンは電子
をひきつれ原材料ガスと接触し多量のラジカルを生成す
る。このラジカルは基板表面まで拡散し基板上の膜材料
と反応し堆積する。
その際、イオンの寿命は比較的短く、プラズマの存在し
ないシース内に存在する中性分子との衝突により基板に
付着する前にエネルギーを失う。
ないシース内に存在する中性分子との衝突により基板に
付着する前にエネルギーを失う。
このため、多量に発生したイオンも基板に到達する量は
極く少ないことが、堆積速度を遅くしている原因と考え
られる。またこの際、気相においてイオン、ラジカルど
うしの衝突により多量の気相反応が誘起され半導体材料
のポリマーが発生し、反応容器内に粉体を付着させる。
極く少ないことが、堆積速度を遅くしている原因と考え
られる。またこの際、気相においてイオン、ラジカルど
うしの衝突により多量の気相反応が誘起され半導体材料
のポリマーが発生し、反応容器内に粉体を付着させる。
従って、プラズマの導入口と基板間の距離に対して分子
の平均自由行程が十分大きくなるように反応容器内の分
子の圧力を制御することにより、粉体の発生を著しく減
少させることが出来る。また、励起ガスプラズマのイオ
ンが十分なエネルギーを持った状態で基板に入射させる
ことにより、室温においても、局在化状態密度を減少せ
しめる１価原子を含む光感度の高い良質な半導体膜を形
成することができる。
の平均自由行程が十分大きくなるように反応容器内の分
子の圧力を制御することにより、粉体の発生を著しく減
少させることが出来る。また、励起ガスプラズマのイオ
ンが十分なエネルギーを持った状態で基板に入射させる
ことにより、室温においても、局在化状態密度を減少せ
しめる１価原子を含む光感度の高い良質な半導体膜を形
成することができる。
また、この時入射するイオンの量が堆積する分子に対し
一定量以上を必要とすることから原料ガスが励起ガスに
対しその流量化を一定量以下とすることが必要であると
考えられる。
一定量以上を必要とすることから原料ガスが励起ガスに
対しその流量化を一定量以下とすることが必要であると
考えられる。
実施例
以下、図面をもって本発明の実施例について述べる。
〔実施例１〕
第１図に示す従来と同様の膜堆積装置を用いた。
イオン源には励起ガスとして水素を含むガスを励起ガス
導入ロアよシ導入した。プラズマを発生させるために２
．４５ ＧＨｚのマイクロ波を空洞共振器を構成するプ
ラズマ生成室１に導き、励起ガスを励起する。プラズマ
生成室１には外部磁気コイル５より磁界を印加し、プラ
ズマを反応容器２内に導く発散磁界（空洞共振器から反
応容器内に近ずくにつれて磁界が弱くなる）を形成した
。この磁界はプラズマ生成室１の中央付近にて電子サイ
クロトロン共鳴条件を満足するよう設定した。発散磁界
によってプラズマは反応容器を構成する膜形成室２内に
導入口８から導入され、膜形成室２内にて原料ガス導入
１１ムより導入されたシランガス（ＳｉＨ，）と接触し
、シランガスをラジカル化した。この時の磁界は最大的
ＩＫＧであった。この時、膜形成室２では、プラズマと
電気的に絶縁された基板１０との間にシースを形成し自
己負バイアス約２０ｖが誘起されている。このためプラ
ズマ中の陽イオンは基板に加速される。この時反応室の
圧力は原料ガスで５ＸＩＱ”〜３Ｘ１０−’Ｔｏ ｒｒ
にポンプによって排気、制御した。またプラズマ導入口
８から基板１ｏまでの距離は約１５１に設定した。この
時導入されたガス分子の平均自由行程は０．１６〜２ｏ
αである。このような状態にて基板１ｏ上に堆積した非
晶質シリコン膜の、室温における暗導電率、光導電率（
５４６ｎｍ＋光で１．４μＷ／１）、および水素含有量
を赤外吸収の吸光度からもとめた。基板は室温からヒー
タ１３によシ３６０℃まで制御したが基板温度に対する
依存性は認められなかった。
導入ロアよシ導入した。プラズマを発生させるために２
．４５ ＧＨｚのマイクロ波を空洞共振器を構成するプ
ラズマ生成室１に導き、励起ガスを励起する。プラズマ
生成室１には外部磁気コイル５より磁界を印加し、プラ
ズマを反応容器２内に導く発散磁界（空洞共振器から反
応容器内に近ずくにつれて磁界が弱くなる）を形成した
。この磁界はプラズマ生成室１の中央付近にて電子サイ
クロトロン共鳴条件を満足するよう設定した。発散磁界
によってプラズマは反応容器を構成する膜形成室２内に
導入口８から導入され、膜形成室２内にて原料ガス導入
１１ムより導入されたシランガス（ＳｉＨ，）と接触し
、シランガスをラジカル化した。この時の磁界は最大的
ＩＫＧであった。この時、膜形成室２では、プラズマと
電気的に絶縁された基板１０との間にシースを形成し自
己負バイアス約２０ｖが誘起されている。このためプラ
ズマ中の陽イオンは基板に加速される。この時反応室の
圧力は原料ガスで５ＸＩＱ”〜３Ｘ１０−’Ｔｏ ｒｒ
にポンプによって排気、制御した。またプラズマ導入口
８から基板１ｏまでの距離は約１５１に設定した。この
時導入されたガス分子の平均自由行程は０．１６〜２ｏ
αである。このような状態にて基板１ｏ上に堆積した非
晶質シリコン膜の、室温における暗導電率、光導電率（
５４６ｎｍ＋光で１．４μＷ／１）、および水素含有量
を赤外吸収の吸光度からもとめた。基板は室温からヒー
タ１３によシ３６０℃まで制御したが基板温度に対する
依存性は認められなかった。
またこの時の堆積速度は１１μｍ／ｈと非常に早いこと
が確認された。
が確認された。
第２図に暗導電率と光導電率の結果を示す。図中２１１
Ｌ 、２１ｂは、それぞれ原料ガスと励起ガスにＳｉＨ
４とＨ２をもちい、それぞれの流量比ＳｉＨ，／（Ｓｉ
Ｈ４＋ Ｈ２）が６７％、２２２Ｌ、２２ｂは流量の比
が３４影の条件で作成したものであり、２１ｂ。
Ｌ 、２１ｂは、それぞれ原料ガスと励起ガスにＳｉＨ
４とＨ２をもちい、それぞれの流量比ＳｉＨ，／（Ｓｉ
Ｈ４＋ Ｈ２）が６７％、２２２Ｌ、２２ｂは流量の比
が３４影の条件で作成したものであり、２１ｂ。
２２ｂは暗導電率、２１１Ｌ 、 ２２＆は光導電率を
示す。ガス導入口と基板までの距離が１５７”＋１１で
あるため、膜形成室内に存在する分子に対し平均自由行
程λ（ｏ、１６ｃｍ ） （７）１００倍となる５Ｘ１
０−２’ｒｏｒｒ付近で光導電率が暗導電率と等しくな
る。
示す。ガス導入口と基板までの距離が１５７”＋１１で
あるため、膜形成室内に存在する分子に対し平均自由行
程λ（ｏ、１６ｃｍ ） （７）１００倍となる５Ｘ１
０−２’ｒｏｒｒ付近で光導電率が暗導電率と等しくな
る。
また、λの約２０倍となるＩ Ｘ １０−３では十分良
好な光感度が得られるようになる。一方、６ ＸＩ Ｑ
−’Ｔｏｒｒでの原料ガスと励起ガスの流量の比によっ
て非晶質シリコン膜に含まれる水素量が変わる。
好な光感度が得られるようになる。一方、６ ＸＩ Ｑ
−’Ｔｏｒｒでの原料ガスと励起ガスの流量の比によっ
て非晶質シリコン膜に含まれる水素量が変わる。
このようすを第６図に示す。θ１は励起ガスに水素を１
００％、６２は励起ガスにＨＯを用いた場合について示
したもので、それぞれ４０〜１４ ａｔｎ％、１３〜５
ａｔｍ％まで変化する事が分かった。このような水素量
の変化にも拘らず、光感度は高く良質な非晶質半導体膜
が形成できた。
００％、６２は励起ガスにＨＯを用いた場合について示
したもので、それぞれ４０〜１４ ａｔｎ％、１３〜５
ａｔｍ％まで変化する事が分かった。このような水素量
の変化にも拘らず、光感度は高く良質な非晶質半導体膜
が形成できた。
また、このような堆積条件では通常のプラズマＣＶＤ法
と明らかに異なり、堆積容器内のシリコン粉体の発生量
が著しく少なく、電子写真感光体に必要な２０μｍ以上
の膜厚に堆積しても粉体の発生が極めて少ないため、装
置の保守に必要だった時間が不用になるため生産性が著
しく向上することができた。
と明らかに異なり、堆積容器内のシリコン粉体の発生量
が著しく少なく、電子写真感光体に必要な２０μｍ以上
の膜厚に堆積しても粉体の発生が極めて少ないため、装
置の保守に必要だった時間が不用になるため生産性が著
しく向上することができた。
次に励起ガスと原料ガスの比を変えて堆積速度及び光感
度の測定を行なった。第３図における３１ ＆ 、３１
ｂは水素を励起ガスとし、原料ガスとしてＳ ｉＨ４
を用いた結果を示す。横軸は原料ガス流■／（原料ガス
流量＋励起ガス流量）をパーセントで示している。３１
ｂは室温での暗導電率を、３１１Ｌは光導電率を示す。
度の測定を行なった。第３図における３１ ＆ 、３１
ｂは水素を励起ガスとし、原料ガスとしてＳ ｉＨ４
を用いた結果を示す。横軸は原料ガス流■／（原料ガス
流量＋励起ガス流量）をパーセントで示している。３１
ｂは室温での暗導電率を、３１１Ｌは光導電率を示す。
５Ｘ１０ Ｔｏｒｒでも９０％では光感度は著しく減
少し、６０形以下では、良好な光感度が得られている。
少し、６０形以下では、良好な光感度が得られている。
また、第１図に膜堆積速度の結果を示す。図中４１では
５０％付近で飽和しつつあるものの１０μｍ／Ｈ以上の
堆積速度が得られている。５０％以下では急激に減少し
０に直線的に接近する。下限値は製造時間を制限する堆
積速度で制約される。
５０％付近で飽和しつつあるものの１０μｍ／Ｈ以上の
堆積速度が得られている。５０％以下では急激に減少し
０に直線的に接近する。下限値は製造時間を制限する堆
積速度で制約される。
また、原料ガスとしてｓｉＨ，を用いたが、他のＳｉＦ
４＋５ｉＣ１，，８ｉ２Ｈ６＋５ｉ２Ｆ、 、５ｉＨ２
Ｆ、、 、ＳｉＨ３Ｆ。
４＋５ｉＣ１，，８ｉ２Ｈ６＋５ｉ２Ｆ、 、５ｉＨ２
Ｆ、、 、ＳｉＨ３Ｆ。
５ｉＨＣ１，などのシリコン系ガスのほかに、ＧｅＨ，
＊ＧｅＦ、 、ＧｅＨ２Ｆ２．Ｇｅ２Ｆ６．ＧａＨ３Ｆ
＋ＧａＨＦ、などのゲルマニューム系ガスを用いて非晶
ａゲルマニューム、 ６）ルいハ非晶質シリコン、ゲル
マニューム半導体膜を形成することもできる。
＊ＧｅＦ、 、ＧｅＨ２Ｆ２．Ｇｅ２Ｆ６．ＧａＨ３Ｆ
＋ＧａＨＦ、などのゲルマニューム系ガスを用いて非晶
ａゲルマニューム、 ６）ルいハ非晶質シリコン、ゲル
マニューム半導体膜を形成することもできる。
また、ＣＨ４ｖ Ｃ２Ｈ６＋ ＯｚＨ４ｐ Ｃ３Ｈ６＋
ｎ−Ｃａ Ｈｌ ｇ ＋ｉ−Ｃ，Ｈ，。、Ｃ４Ｈ，ｔ
ＣＨ３Ｃ１，Ｃ２Ｈ，Ｃ１＋ＣＨ３Ｂｒ、５ｉ（Ｃ２Ｈ
，）４１ｓｉ（ＯＨ３） ４，５ｉｌｌ（ＯＨ３）３，
５ｉＣ１□（ＯＨ３）２１ＳｉＣ１，（Ｈ３を用いて非
晶質カーボン膜、あるいは上記シリコン、ゲルマニュー
ムガスと混合し、非晶質ゲルマニュームカーバイド、非
晶質シリコンカーバイド、非晶質ゲルマニュームシリコ
ンカーバイド等の半導体膜も形成出来る。
ｎ−Ｃａ Ｈｌ ｇ ＋ｉ−Ｃ，Ｈ，。、Ｃ４Ｈ，ｔ
ＣＨ３Ｃ１，Ｃ２Ｈ，Ｃ１＋ＣＨ３Ｂｒ、５ｉ（Ｃ２Ｈ
，）４１ｓｉ（ＯＨ３） ４，５ｉｌｌ（ＯＨ３）３，
５ｉＣ１□（ＯＨ３）２１ＳｉＣ１，（Ｈ３を用いて非
晶質カーボン膜、あるいは上記シリコン、ゲルマニュー
ムガスと混合し、非晶質ゲルマニュームカーバイド、非
晶質シリコンカーバイド、非晶質ゲルマニュームシリコ
ンカーバイド等の半導体膜も形成出来る。
〔実施例２〕
次に、第１図の装置を用いて堆積容器内にドーピングガ
スとしてＢ、Ｈ，を添加した場合について述べる。
スとしてＢ、Ｈ，を添加した場合について述べる。
第６図に、５ｘ１ｏ Ｔｏｒｒ、 ＳｉＨ４／Ｈ２が
３４％で８２Ｈ，の量を変化させて第３図と同様に暗導
電率５１ｂと光導電率５１＆を測定した結果を示す。
３４％で８２Ｈ，の量を変化させて第３図と同様に暗導
電率５１ｂと光導電率５１＆を測定した結果を示す。
一方、５Ｘ１０ Ｔｏｒｒでは、５２ｂ 、５２１Ｌ
に示すように感度が低く、またシリコン粉体の発生量も
著しく増加してくる。
に示すように感度が低く、またシリコン粉体の発生量も
著しく増加してくる。
〔実施例３〕
次に、励起ガスとしてＨｅガスを用いたが、第１図４２
のようにＨ２ガスと同様に堆積速度も高い。
のようにＨ２ガスと同様に堆積速度も高い。
また、第３図３２＆ 、３２ｂに示すように高い光感度
の良質な半導体膜が得られる。図中３２１Ｌは光導電率
を３２ｂは室温における暗導電率を示す。
の良質な半導体膜が得られる。図中３２１Ｌは光導電率
を３２ｂは室温における暗導電率を示す。
励起ガスとして水素を混合しても同じような結果が得ら
れる。
れる。
ドーピング材料としては、Ｂ以外にもｐ 、 ｈｓ、Ｇ
ａなどのガス化可能な材料はすべて適応出来ることは明
らかである。
ａなどのガス化可能な材料はすべて適応出来ることは明
らかである。
発明の効果
本発明によると、極めて早い堆積速度でしかも反応容器
内にほとんど粉体を発生させずに低温にて良質な非晶質
半導体膜を堆積できる。さらに半導体膜には局在化状態
密度を減少せしめる１価元素を含み価電子制御が可能な
非晶質半導体膜が容易に得られる。
内にほとんど粉体を発生させずに低温にて良質な非晶質
半導体膜を堆積できる。さらに半導体膜には局在化状態
密度を減少せしめる１価元素を含み価電子制御が可能な
非晶質半導体膜が容易に得られる。
これにより、電子写真感光体、太陽電池などの非晶質半
導体膜をもちいた機能デバイスは従来のＣＶＤ法に比較
して更に安価に、容易に製造できる。
導体膜をもちいた機能デバイスは従来のＣＶＤ法に比較
して更に安価に、容易に製造できる。
第１図は本発明に用いる堆積装置の一実施例を示す概略
図、第２図、第３図はそれぞれ本発明に係わる非晶質半
導体膜の暗導電率、光導電率を示す特性図、第１図は本
発明に係わる非晶質半導体膜の堆積速度を示す特性図、
第５図はＢドープによる暗導電率、光導電率の変化を示
す特性図、第６図はガス流量比と膜中の水素濃度との関
係を示す特性図である。 １・・・・・・プラズマ生成室、２・・・・・・膜形成
室、３・・・・・・導波管、４・・・・・・導波用窓、
６・・・・・・磁気コイル、６・・・・・・水冷パイプ
、了・・・・・・励起ガス導入口、８・・・・・・プラ
ズマ導入口、９・・・・・・基板ホルダ、１０・・・・
・・基板、１１，１１Ａ・・・・・・原料ガス導入口、
１２・・・・・・原料ガス、１３・・・・・・ヒータ。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第２
図 第３図 ）Ｖ゛スｅｌｃ”ｊＥ、比 ＩＩｓ＆／（ｓ６士Ｘ）］
７’Ｔ；ｆビし ＸｉＨｏｒ−Ｈｚ 第１図 ｒ＝ ｒ’、しＸ１Ｈ２ｏｒＨｅ 第５図 第６図
図、第２図、第３図はそれぞれ本発明に係わる非晶質半
導体膜の暗導電率、光導電率を示す特性図、第１図は本
発明に係わる非晶質半導体膜の堆積速度を示す特性図、
第５図はＢドープによる暗導電率、光導電率の変化を示
す特性図、第６図はガス流量比と膜中の水素濃度との関
係を示す特性図である。 １・・・・・・プラズマ生成室、２・・・・・・膜形成
室、３・・・・・・導波管、４・・・・・・導波用窓、
６・・・・・・磁気コイル、６・・・・・・水冷パイプ
、了・・・・・・励起ガス導入口、８・・・・・・プラ
ズマ導入口、９・・・・・・基板ホルダ、１０・・・・
・・基板、１１，１１Ａ・・・・・・原料ガス導入口、
１２・・・・・・原料ガス、１３・・・・・・ヒータ。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第２
図 第３図 ）Ｖ゛スｅｌｃ”ｊＥ、比 ＩＩｓ＆／（ｓ６士Ｘ）］
７’Ｔ；ｆビし ＸｉＨｏｒ−Ｈｚ 第１図 ｒ＝ ｒ’、しＸ１Ｈ２ｏｒＨｅ 第５図 第６図
Claims (3)
- （１）被着される基板が配置された減圧された容器内に
、被着膜原材料のガス化された原材料ガスを導入し前記
基板上に堆積する非晶質半導体膜の形成方法において、
前記容器に隣接した空間で電気的放電を用いて励起ガス
を前励起し、イオンを含む励起されたガスを前記容器内
に導入された前記原材料ガスと接触させ、前記原材料ガ
スをラジカル化し基板上に堆積する工程を含み、前記基
板と、前記イオン及びラジカルを含むプラズマを導入す
る導入口との間の距離（ｄとする）が容器内の分子の平
均自由行程（λとする）に対しｄ＜１００λとなるガス
圧とするとともに、前記励起ガスと前記原材料ガスの流
量をそれぞれＦａ、Ｆｍとした時、Ｆｍ／（Ｆａ＋Ｆｍ
＜０．９となるガス流量比にて前記堆積工程を実施する
事を特徴とする非晶質半導体膜の形成方法。 - （２）原材料ガスにシリコンを含むガスを用い、また励
起ガスとして水素を含むガスを用い、水素を含む非晶質
シリコン膜を堆積する特許請求の範囲第１項記載の非晶
質半導体膜の形成方法。 - （３）励起ガスとして不活性ガスを用い、ガス流量比を
Ｆｍ／（Ｆａ＋Ｆｍ）＜０．６とすることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の非晶質半導体膜の形成方法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60212922A JPH0650729B2 (ja) | 1985-09-26 | 1985-09-26 | 非晶質半導体膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60212922A JPH0650729B2 (ja) | 1985-09-26 | 1985-09-26 | 非晶質半導体膜の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6273622A true JPS6273622A (ja) | 1987-04-04 |
| JPH0650729B2 JPH0650729B2 (ja) | 1994-06-29 |
Family
ID=16630505
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60212922A Expired - Lifetime JPH0650729B2 (ja) | 1985-09-26 | 1985-09-26 | 非晶質半導体膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0650729B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62295411A (ja) * | 1986-06-16 | 1987-12-22 | Hitachi Ltd | シリコン系アモルフアス膜の形成方法 |
| JPH0195515A (ja) * | 1987-10-07 | 1989-04-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ヘテロ接合素子の製造方法 |
| JPH01295412A (ja) * | 1988-05-24 | 1989-11-29 | Sumitomo Metal Ind Ltd | プラズマ気相成長装置 |
| JPH02208928A (ja) * | 1989-02-08 | 1990-08-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非晶質薄膜の製造方法 |
| JP2014195101A (ja) * | 2009-02-17 | 2014-10-09 | Korea Inst Of Industrial Technology | 誘導結合プラズマ化学気相蒸着法を利用した太陽電池の製造方法 |
-
1985
- 1985-09-26 JP JP60212922A patent/JPH0650729B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62295411A (ja) * | 1986-06-16 | 1987-12-22 | Hitachi Ltd | シリコン系アモルフアス膜の形成方法 |
| JPH0195515A (ja) * | 1987-10-07 | 1989-04-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ヘテロ接合素子の製造方法 |
| JPH01295412A (ja) * | 1988-05-24 | 1989-11-29 | Sumitomo Metal Ind Ltd | プラズマ気相成長装置 |
| JPH02208928A (ja) * | 1989-02-08 | 1990-08-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非晶質薄膜の製造方法 |
| JP2014195101A (ja) * | 2009-02-17 | 2014-10-09 | Korea Inst Of Industrial Technology | 誘導結合プラズマ化学気相蒸着法を利用した太陽電池の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0650729B2 (ja) | 1994-06-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |