JPS6281021A - 薄膜半導体製造装置 - Google Patents
薄膜半導体製造装置Info
- Publication number
- JPS6281021A JPS6281021A JP60221182A JP22118285A JPS6281021A JP S6281021 A JPS6281021 A JP S6281021A JP 60221182 A JP60221182 A JP 60221182A JP 22118285 A JP22118285 A JP 22118285A JP S6281021 A JPS6281021 A JP S6281021A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- electrode
- substrate
- film
- potential
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
本発明は、プラズマＣＶＤ法を用いた、例えば非晶質シ
リコン薄膜のような薄膜半導体の製造装置に関する。
リコン薄膜のような薄膜半導体の製造装置に関する。
プラズマＣＶＤ法による非晶質シリコンＦｉｆｌｙは、
将来の大規模発電用太陽電池材料として、注目を集め、
研究、開発が進められている。第２図にプラズマＣＶＤ
法を用いた非晶質シリコン製造装置の典型的な一例を示
す。ガス回路系を通ってガス導入口６から反応槽１内に
導入された原料ガスが、高周波電源１１または直流電源
１２によって上下両電極２．３の間で発生したグロー放
電により分解し、導電性の支持台４上の下部電極３の上
に搭載された基板５に非晶質シリコン膜を形成し、未反
応ガスはガス排出ロアを通って排気される。なお、放電
電源には大面積にわたって均一性が良好である点から高
周波電源が広く使われている。この種の非晶質シリコン
薄膜としては、−静的にＳ ｉ ＩＩ ａまたは５ｉＨ
ａとＨ２の混合ガスにより形成されるａ −Ｓｉ：Ｈ膜
が用いられ、成膜用基板５としては安価で大面積比が容
易である点から酸化錫またはインジウム錫酸化物からな
る透明電極８をコーティングしたガラス基板が使われて
いる。 ところで、高周波電源を用いてａ −３ｒ：Ｈ膜を形成
する装置では、下部電極３は接地されているため電位０
であるが、その上に搭載された絶縁基板５は負方向に自
己バイアスされる。したがってグロー放電プラズマ中の
、例えばＳｉＨ’ 、 ＳｉＨ２”やＳ ｉ ＩＩ ｓ
ｏなどの正イオンは、下部電極上をたたいて成膜中のＳ
ｉとＨのネットワーク中にイオン衝撃を与える。このた
めネットワーク中には、ダングリングボンド等の欠陥を
生しることになり、膜質の低下をひきおこす、この問題
の解決策として第３図に示した様に高周波電源に直流バ
イアスを重畳させた方法が考えられている。この場合、
高周波型ａｌｌに直列に直流電源１２を設けてグロー放
電プラズマを発生させ、下部１１ｊ３の電位が上部電極
２の電位に対して正方向にバイアスされているようにす
る。したがって、プラズマ中の正イオンは下部電極表面
をたたかず、イオン衝撃は少な（なる。しかし、ガラス
基板５は下部電極と絶縁されているため、この基板５上
の成膜部分は依然として負方向に自己バイアスされてお
り、プラズマ中の正イオンの衝撃を防止することができ
ない。
将来の大規模発電用太陽電池材料として、注目を集め、
研究、開発が進められている。第２図にプラズマＣＶＤ
法を用いた非晶質シリコン製造装置の典型的な一例を示
す。ガス回路系を通ってガス導入口６から反応槽１内に
導入された原料ガスが、高周波電源１１または直流電源
１２によって上下両電極２．３の間で発生したグロー放
電により分解し、導電性の支持台４上の下部電極３の上
に搭載された基板５に非晶質シリコン膜を形成し、未反
応ガスはガス排出ロアを通って排気される。なお、放電
電源には大面積にわたって均一性が良好である点から高
周波電源が広く使われている。この種の非晶質シリコン
薄膜としては、−静的にＳ ｉ ＩＩ ａまたは５ｉＨ
ａとＨ２の混合ガスにより形成されるａ −Ｓｉ：Ｈ膜
が用いられ、成膜用基板５としては安価で大面積比が容
易である点から酸化錫またはインジウム錫酸化物からな
る透明電極８をコーティングしたガラス基板が使われて
いる。 ところで、高周波電源を用いてａ −３ｒ：Ｈ膜を形成
する装置では、下部電極３は接地されているため電位０
であるが、その上に搭載された絶縁基板５は負方向に自
己バイアスされる。したがってグロー放電プラズマ中の
、例えばＳｉＨ’ 、 ＳｉＨ２”やＳ ｉ ＩＩ ｓ
ｏなどの正イオンは、下部電極上をたたいて成膜中のＳ
ｉとＨのネットワーク中にイオン衝撃を与える。このた
めネットワーク中には、ダングリングボンド等の欠陥を
生しることになり、膜質の低下をひきおこす、この問題
の解決策として第３図に示した様に高周波電源に直流バ
イアスを重畳させた方法が考えられている。この場合、
高周波型ａｌｌに直列に直流電源１２を設けてグロー放
電プラズマを発生させ、下部１１ｊ３の電位が上部電極
２の電位に対して正方向にバイアスされているようにす
る。したがって、プラズマ中の正イオンは下部電極表面
をたたかず、イオン衝撃は少な（なる。しかし、ガラス
基板５は下部電極と絶縁されているため、この基板５上
の成膜部分は依然として負方向に自己バイアスされてお
り、プラズマ中の正イオンの衝撃を防止することができ
ない。
本発明によれば、原料ガス導入口と排出口を備えた反応
槽内に一対の放電電極が対向配置され、一方の′ｒＨ，
極上に！！置される絶縁基板上に半導体薄膜を生成する
薄膜半導体製造装置の両Ｔ！！極間に交流電源と基板の
！！＝される一方の電極の電位を他の電極の電位に対し
て正方向にバイアスする直流電源とが接続され、かつそ
の一方の電極と絶縁基板上の４電層とが接続されている
ことによって、基板上の導電層の電位が一方の放電電極
と同電位となり、他の放電ｉ！極の電位に対して正方向
にバイアスされて上記の目的が達成される。絶縁基板上
の導電層としては、例えば非晶質シリコン太陽電池にお
けるガラス基板上の透明電極を利用することができる。
槽内に一対の放電電極が対向配置され、一方の′ｒＨ，
極上に！！置される絶縁基板上に半導体薄膜を生成する
薄膜半導体製造装置の両Ｔ！！極間に交流電源と基板の
！！＝される一方の電極の電位を他の電極の電位に対し
て正方向にバイアスする直流電源とが接続され、かつそ
の一方の電極と絶縁基板上の４電層とが接続されている
ことによって、基板上の導電層の電位が一方の放電電極
と同電位となり、他の放電ｉ！極の電位に対して正方向
にバイアスされて上記の目的が達成される。絶縁基板上
の導電層としては、例えば非晶質シリコン太陽電池にお
けるガラス基板上の透明電極を利用することができる。
以下、第１．第４図を引用して本発明の実施例について
説明する。各図において、第２．第３図と共通の部分に
は同一の符号を付している。第１図は本発明の一実施例
を示し、下部電極３の上に搭載されたガラス基板５の表
面には透明電極８がコーティングされており、この透明
電極に接触させて導電性の成膜用マスク９が重ねられて
いる。 さらに、導電性マスク９と下部電極３を接続導体１０に
よって電気的に接続させ、上下電極２．３の間に高周波
電源１１と直流型ａ１２を直列に挿入する。 したがって、ガラス基板５の非晶質膜形成部分は、接続
導体１０および成膜用マスク９を介して下部電極３と同
電位になる。このため非晶質膜形成部分は正方向にバイ
アスされることになり、グロー放電分解中のプラズマ中
の正イオンのイオン衝撃を防止することができ、得られ
る膜のｌｌ！Ｊ質を向上させることができる。 第４図は、本発明の別の実施例である。ａ −Ｓｉ：Ｈ
膜の暗状態の導電率は１０−” 〜ｔｏ−’ ” （Ω
ｃｍｃＩａ）−’程度、通常の室内のもとでも１０−’
（ΩＧ）柵程度とかなり高抵抗の膜である。したがっ
て、第１図に示した実施例の場合、グロー放電分解が進
むにつれて、ａ−Ｓｉｌｌ（膜２０が堆積し、これに伴
い咳ａ−５ｉ：Ｈ膜の堆積部分は下部電極と絶縁される
ことになって再び負方向にバイアスされ、プラズマ中の
正イオンのイオン衝撃を受ける。そこで第４図に示す様
に、キセノンランプ等の光源２１を設け、窓２２を通し
て成膜中の基板５へ向けて光２３を照射する。 ａ−
３ｉ：Ｈ膜２０の導電率は光照射にともなって急激に増
加し、ｌｏｏｍｗ／−程度の入射光では〜１Ｏ−４（９
口）−１までに上昇する。したがって、光ａ２１より光
照射することによって、基板５に成膜中のａ−５ｉ；Ｈ
膜２０は導電性を有するようになって、下部電極３と同
電位となり、ａ −５ｉｌｌ（膜の堆積中にプラズマ中
からの正イオン衝撃を完全に阻止することができる。よ
って、得られる膜の膜質を向上させることができる。 このような装置によって製造した非晶質シリコン薄膜の
光導電率は正方向バイアスを加えないときの１０−’
（Ωａｍ）−’から１Ｏ−３（０ｃｍ）−’まテ上昇し
、このｙｉ膜を用いた太陽電池の短絡電圧は従来の方法
による太Ｖ４電池の１．２倍となり、フィルファクタ（
ＦＦ）も６０％より７０％に向上する。
説明する。各図において、第２．第３図と共通の部分に
は同一の符号を付している。第１図は本発明の一実施例
を示し、下部電極３の上に搭載されたガラス基板５の表
面には透明電極８がコーティングされており、この透明
電極に接触させて導電性の成膜用マスク９が重ねられて
いる。 さらに、導電性マスク９と下部電極３を接続導体１０に
よって電気的に接続させ、上下電極２．３の間に高周波
電源１１と直流型ａ１２を直列に挿入する。 したがって、ガラス基板５の非晶質膜形成部分は、接続
導体１０および成膜用マスク９を介して下部電極３と同
電位になる。このため非晶質膜形成部分は正方向にバイ
アスされることになり、グロー放電分解中のプラズマ中
の正イオンのイオン衝撃を防止することができ、得られ
る膜のｌｌ！Ｊ質を向上させることができる。 第４図は、本発明の別の実施例である。ａ −Ｓｉ：Ｈ
膜の暗状態の導電率は１０−” 〜ｔｏ−’ ” （Ω
ｃｍｃＩａ）−’程度、通常の室内のもとでも１０−’
（ΩＧ）柵程度とかなり高抵抗の膜である。したがっ
て、第１図に示した実施例の場合、グロー放電分解が進
むにつれて、ａ−Ｓｉｌｌ（膜２０が堆積し、これに伴
い咳ａ−５ｉ：Ｈ膜の堆積部分は下部電極と絶縁される
ことになって再び負方向にバイアスされ、プラズマ中の
正イオンのイオン衝撃を受ける。そこで第４図に示す様
に、キセノンランプ等の光源２１を設け、窓２２を通し
て成膜中の基板５へ向けて光２３を照射する。 ａ−
３ｉ：Ｈ膜２０の導電率は光照射にともなって急激に増
加し、ｌｏｏｍｗ／−程度の入射光では〜１Ｏ−４（９
口）−１までに上昇する。したがって、光ａ２１より光
照射することによって、基板５に成膜中のａ−５ｉ；Ｈ
膜２０は導電性を有するようになって、下部電極３と同
電位となり、ａ −５ｉｌｌ（膜の堆積中にプラズマ中
からの正イオン衝撃を完全に阻止することができる。よ
って、得られる膜の膜質を向上させることができる。 このような装置によって製造した非晶質シリコン薄膜の
光導電率は正方向バイアスを加えないときの１０−’
（Ωａｍ）−’から１Ｏ−３（０ｃｍ）−’まテ上昇し
、このｙｉ膜を用いた太陽電池の短絡電圧は従来の方法
による太Ｖ４電池の１．２倍となり、フィルファクタ（
ＦＦ）も６０％より７０％に向上する。
本発明は、プラズマＣＶＤを用いた薄膜半導体製造装置
の絶縁基板上の導？ｉｔ層を放電電極と接続して薄膜形
成部分の電位を放電ｔｔｉと同電位とし、かつ放電発生
用の高周波電源と直列に接続された直流電源により正方
向にバイアスすることによりプラズマ中の正イオンのイ
オン衝撃を阻止し、得られる薄膜の膜質を改善させるこ
とができる。
の絶縁基板上の導？ｉｔ層を放電電極と接続して薄膜形
成部分の電位を放電ｔｔｉと同電位とし、かつ放電発生
用の高周波電源と直列に接続された直流電源により正方
向にバイアスすることによりプラズマ中の正イオンのイ
オン衝撃を阻止し、得られる薄膜の膜質を改善させるこ
とができる。
第１図は本発明の一実施例の断面図、第２図は従来の薄
膜半導体製造装置の断面図、第３図は別の薄膜半導体製
ａ装置の断面図、第４図は本発明の異なる実施例の断面
図である。 １：反応槽、２：上部電極、３：下部ＴＬ極、４：支持
台、５ニガラス基板、６：ガス導入口、７：ガス排出口
、８：ｉ３明電極、９：成膜用マスク、１０：接Ｖｔ導
体、２Ｑ： ａ−５ｉ：Ｈ膜、２１：光源、２３−入射
光。 第１図 第３図
膜半導体製造装置の断面図、第３図は別の薄膜半導体製
ａ装置の断面図、第４図は本発明の異なる実施例の断面
図である。 １：反応槽、２：上部電極、３：下部ＴＬ極、４：支持
台、５ニガラス基板、６：ガス導入口、７：ガス排出口
、８：ｉ３明電極、９：成膜用マスク、１０：接Ｖｔ導
体、２Ｑ： ａ−５ｉ：Ｈ膜、２１：光源、２３−入射
光。 第１図 第３図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）原料ガス導入口と排出口を備えた反応槽内に一対の
放電電極が対向配置され、一方の放電電極上に載置され
る絶縁基板上に半導体薄膜を生成するものにおいて、両
放電電極間に交流電源と基板の載置される一方の放電電
極の電位を他の放電電極の電位に対して正方向にバイア
スする直流電源とが接続され、かつ該一方の電極と絶縁
基板上の導電層が接続されたことを特徴とする薄膜半導
体製造装置。 ２）特許請求の範囲第１項記載の装置において、基板上
に光を照射する光源を備えたことを特徴とする薄膜半導
体製造装置。 ３）特許請求の範囲第１項または第２項記載の装置にお
いて、基板が透明基板であり導電層が透明電極であるこ
とを特徴とする薄膜半導体製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60221182A JPS6281021A (ja) | 1985-10-04 | 1985-10-04 | 薄膜半導体製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60221182A JPS6281021A (ja) | 1985-10-04 | 1985-10-04 | 薄膜半導体製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6281021A true JPS6281021A (ja) | 1987-04-14 |
Family
ID=16762763
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60221182A Pending JPS6281021A (ja) | 1985-10-04 | 1985-10-04 | 薄膜半導体製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6281021A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6336522A (ja) * | 1986-07-30 | 1988-02-17 | Yoshihiro Hamakawa | 非晶質薄膜の形成方法 |
| JPS63313872A (ja) * | 1987-06-17 | 1988-12-21 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 非晶質薄膜の形成方法 |
| CN1078329C (zh) * | 1996-03-12 | 2002-01-23 | 蓝治成 | 同轴式双密封座板阀 |
-
1985
- 1985-10-04 JP JP60221182A patent/JPS6281021A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6336522A (ja) * | 1986-07-30 | 1988-02-17 | Yoshihiro Hamakawa | 非晶質薄膜の形成方法 |
| JPS63313872A (ja) * | 1987-06-17 | 1988-12-21 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 非晶質薄膜の形成方法 |
| CN1078329C (zh) * | 1996-03-12 | 2002-01-23 | 蓝治成 | 同轴式双密封座板阀 |
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