JPS6336522A - 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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- JPS6336522A JPS6336522A JP61179149A JP17914986A JPS6336522A JP S6336522 A JPS6336522 A JP S6336522A JP 61179149 A JP61179149 A JP 61179149A JP 17914986 A JP17914986 A JP 17914986A JP S6336522 A JPS6336522 A JP S6336522A
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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
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】
［産業上の利用分野コ
本発明は、非晶質薄膜の形成方法に関し、特に太陽電池
、簿膜半導体、電子感光体や光センサ等の各種電子デバ
イスに使用される非晶質薄膜の形成方法に係わる。
、簿膜半導体、電子感光体や光センサ等の各種電子デバ
イスに使用される非晶質薄膜の形成方法に係わる。
［従来の技術］
アモルファスシリコンに代表される非晶質ｎ ＩＩＩの
形成には、グロー放電プラズマを用いる、いわゆるプラ
ズマＣＶＤによる方法が数多く提案されている。
形成には、グロー放電プラズマを用いる、いわゆるプラ
ズマＣＶＤによる方法が数多く提案されている。
例えば、アモルファス太陽電池は通常、第２図に示す構
造になっている。即ち、図中の１はガラス等からなる基
板であり、この基板１上には透明な伝導膜２が被覆され
ている。この伝導膜２は、酸化インジウムと酸化スズの
混合物からなるＩＴＯと呼ばれる層と５ｎ０２とで構成
され、スパッタリングや熱ＣＶＤ等により堆積される。
造になっている。即ち、図中の１はガラス等からなる基
板であり、この基板１上には透明な伝導膜２が被覆され
ている。この伝導膜２は、酸化インジウムと酸化スズの
混合物からなるＩＴＯと呼ばれる層と５ｎ０２とで構成
され、スパッタリングや熱ＣＶＤ等により堆積される。
前記伝導膜２上には、０層３．１層４．０層５の３つの
層からなるアモルファスシリコンが後述するプラズマＣ
ＶＤ装置等により夫々堆積されている。
層からなるアモルファスシリコンが後述するプラズマＣ
ＶＤ装置等により夫々堆積されている。
前記０層５上には、アルミニウムや銀等からなる薄ＷＡ
電極６が真空蒸着等により堆積されている。
電極６が真空蒸着等により堆積されている。
前記アモルファスシリコンを堆積するためのプラズマＣ
ＶＤ装置は、第３図に示す構造になっている。図中の１
１は、反応容器であり、この容器１１内には一対の電極
１２．１３が対向して取付けられている。前記一方の電
極１２は、高周波電源１４に接続されている。また、図
中の１５は前記反応容器１１内を排気する真空ポンプ、
１６は前記基板１を載せる支持台、１７は基板１を加熱
するヒータ、１８は層形成用の原料ガスの導入管である
。このようなＣＶＤ装置により前記ｐ層３を形成するに
は、まず、支持台１６上に基板１を載置し、真空ポンプ
１５を作動して反応容器１１内を排気しながらシランガ
ス（ＳｉＨ４）と不純物としてのジボラン（８２Ｈ＆
）やカーパイ１−とするためのメタン（ＣＨ４）等を導
入管１８を通して反応容器１１に導入した後、ヒータ１
７により基板１を加熱しながら高周波電源１４により電
極１２．１３間に例えば１３．５ＭＨｚの高周波電圧を
印加し、グロー放電プラズマを発生させる。
ＶＤ装置は、第３図に示す構造になっている。図中の１
１は、反応容器であり、この容器１１内には一対の電極
１２．１３が対向して取付けられている。前記一方の電
極１２は、高周波電源１４に接続されている。また、図
中の１５は前記反応容器１１内を排気する真空ポンプ、
１６は前記基板１を載せる支持台、１７は基板１を加熱
するヒータ、１８は層形成用の原料ガスの導入管である
。このようなＣＶＤ装置により前記ｐ層３を形成するに
は、まず、支持台１６上に基板１を載置し、真空ポンプ
１５を作動して反応容器１１内を排気しながらシランガ
ス（ＳｉＨ４）と不純物としてのジボラン（８２Ｈ＆
）やカーパイ１−とするためのメタン（ＣＨ４）等を導
入管１８を通して反応容器１１に導入した後、ヒータ１
７により基板１を加熱しながら高周波電源１４により電
極１２．１３間に例えば１３．５ＭＨｚの高周波電圧を
印加し、グロー放電プラズマを発生させる。
この時、シランガス等は電極１２．１３間のグロー放電
空間で分解され中性ラジカルが発生して基板１上のＩ）
１１３が形成される。また、ｉ層４を形成するにはシラ
ンガスのみを導入し、ｎｉ５を形成するにはシランガス
とフォスフイン（Ｐｌ−１３＞を導入する。なお、ｐ層
の形成にはガス濃度によるが大体１分間程度必要とし、
ｉ層の形成には１時間程度、１層の形成には３分間程度
必要である。
空間で分解され中性ラジカルが発生して基板１上のＩ）
１１３が形成される。また、ｉ層４を形成するにはシラ
ンガスのみを導入し、ｎｉ５を形成するにはシランガス
とフォスフイン（Ｐｌ−１３＞を導入する。なお、ｐ層
の形成にはガス濃度によるが大体１分間程度必要とし、
ｉ層の形成には１時間程度、１層の形成には３分間程度
必要である。
［発明が解決しようとする問題点］
上述した従来の装置では、グロー放電プラズマにより中
性ラジカルの他に、Ｈ＋やｓ＋＋１の陽イオンが発生す
る。これらの陽イオンは、高周波電界によって加速され
、膜表面を直撃する。その結果、膜内の欠陥準位が増加
する。
性ラジカルの他に、Ｈ＋やｓ＋＋１の陽イオンが発生す
る。これらの陽イオンは、高周波電界によって加速され
、膜表面を直撃する。その結果、膜内の欠陥準位が増加
する。
マタ、グロー放電によりシランガスは分解されるが、過
渡状態を経た後に定常状態に移行する。
渡状態を経た後に定常状態に移行する。
即ち、放電開始直後にＳｉＨラジカル濃度に急激な立ち
上がりが生じた後に定常状態になるので、形成され膜に
ゆらぎが生じることになる。
上がりが生じた後に定常状態になるので、形成され膜に
ゆらぎが生じることになる。
このような現象は、非晶質薄膜をプラズマＣＶＤにより
形成する時の大きな問題になるが、特にアモルファスシ
リコン太陽電池においては伝導膜と１）Ｊｌ又はｐ層と
ｉＪｌの界面付近の欠陥が素子特性の劣化につながる。
形成する時の大きな問題になるが、特にアモルファスシ
リコン太陽電池においては伝導膜と１）Ｊｌ又はｐ層と
ｉＪｌの界面付近の欠陥が素子特性の劣化につながる。
本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされた
もので、膜形成時の陽イオンの衝撃を緩和すると共にＳ
ｉＨラジカル等の濃度の急激な立上がりを防止し得る非
晶質薄膜の形成方法を提供しようとするものである。
もので、膜形成時の陽イオンの衝撃を緩和すると共にＳ
ｉＨラジカル等の濃度の急激な立上がりを防止し得る非
晶質薄膜の形成方法を提供しようとするものである。
［問題点を解決するための手段］
本発明は、グロー放電プラズマを用いて基板上へ非晶質
薄膜を形成する方法において、グロー放電開始時から少
なくとも３０秒間前記基板を正の電荷に帯電させること
を特徴とする非晶質薄膜の形成方法である。
薄膜を形成する方法において、グロー放電開始時から少
なくとも３０秒間前記基板を正の電荷に帯電させること
を特徴とする非晶質薄膜の形成方法である。
［作用］
本発明では、非晶質薄膜の形成に際してグロー放Ｎ間始
時から少なくとも３０秒間基板を正の電荷に帯電させる
ので、膜形成初期の段階において陽イオンが基板の電界
により押し戻される形となり、非晶質薄膜形成界面での
陽イオンの衝撃が緩和される。また、基板側を正に帯電
させることによりＳ ｉ ｌ−１ラジ力ル濃度が下がり
、代わってＳ ｉ Ｈ２１ｍ度が上昇するので、放電初
期のＳｉＨラジカル濃度のＲｅな立ち上がりが防止され
る。
時から少なくとも３０秒間基板を正の電荷に帯電させる
ので、膜形成初期の段階において陽イオンが基板の電界
により押し戻される形となり、非晶質薄膜形成界面での
陽イオンの衝撃が緩和される。また、基板側を正に帯電
させることによりＳ ｉ ｌ−１ラジ力ル濃度が下がり
、代わってＳ ｉ Ｈ２１ｍ度が上昇するので、放電初
期のＳｉＨラジカル濃度のＲｅな立ち上がりが防止され
る。
［発明の実施例コ
以下、本発明の実施例を第１図のプラズマＣＶＤ装置を
参照して説明する。なお、第１図において前述した第３
図と同様な部材は同符号を付して説明を省略する。
参照して説明する。なお、第１図において前述した第３
図と同様な部材は同符号を付して説明を省略する。
図中の１９は、支持台１６上に載置される基板１に正の
電荷を帯電させるための直流１１ｉ１１であり、この電
源１９のプラス側は金属製の支持台１６に接続され、マ
イナス側はガス入口付近の所定の箇所に接続されている
。
電荷を帯電させるための直流１１ｉ１１であり、この電
源１９のプラス側は金属製の支持台１６に接続され、マ
イナス側はガス入口付近の所定の箇所に接続されている
。
次に、基板上にｉ層を形成する方法を同第１図図示の８
直を参照して説明する。
直を参照して説明する。
まず、基板１を支持台１６上に載置し、真空ポンプ１５
を作動して反応容器１１内を排気しながらシランガス（
ＳｉＨ＋）を導入管１８を通して反応容器１１に導入し
た後、ヒータ１７により基板１を加熱しながら高周波電
源１４により電極１２．１３間に例えば１３．５ＭＨｚ
の高周波電圧を印加し、グロー放電プラズマを発生させ
た。この放電開始と同時に直流電源１９により基板１に
＋１５０Ｖの電圧を加え、１０秒後、又は２０秒後と１
０秒間きざみで電ｒＡ１９からの電圧供給を停止して基
板上にｉＭを形成した。
を作動して反応容器１１内を排気しながらシランガス（
ＳｉＨ＋）を導入管１８を通して反応容器１１に導入し
た後、ヒータ１７により基板１を加熱しながら高周波電
源１４により電極１２．１３間に例えば１３．５ＭＨｚ
の高周波電圧を印加し、グロー放電プラズマを発生させ
た。この放電開始と同時に直流電源１９により基板１に
＋１５０Ｖの電圧を加え、１０秒後、又は２０秒後と１
０秒間きざみで電ｒＡ１９からの電圧供給を停止して基
板上にｉＭを形成した。
しかして、堆積されたｉ層における基板への正の電荷を
帯電する時間とダメージ発生等の関係を調べたところ、
放電開始時から３０秒間より早い時期に基板への正の帯
電を停止した場合には陽イオンの直撃によるｉｌのダメ
ージ及びＳｉＨラジカル濃度の急激な立ち上がりの影響
を防止することができなかった。これに対し、放電開始
時から３０秒間以上の開基板に正の電荷を帯電させた場
合には、陽イオンの直撃によるｉ層のダメージ及びＳｉ
Ｈラジカル濃度の急激な立ち上がりの影響を防止するこ
とができた。但し、基板への正の電荷の帯電が放電開始
時から３分間を越えると、性能の向上はない。このため
、生産性の問題又は不純物の熱拡散による素子劣化を考
慮すると、ｔＩｌ電開始時から３分間が経過する前に基
板への正の帯電を停止し、ＳｉＨラジカル濃度を上昇さ
せて膜形成スピードを早めた方がよいと思われる。
帯電する時間とダメージ発生等の関係を調べたところ、
放電開始時から３０秒間より早い時期に基板への正の帯
電を停止した場合には陽イオンの直撃によるｉｌのダメ
ージ及びＳｉＨラジカル濃度の急激な立ち上がりの影響
を防止することができなかった。これに対し、放電開始
時から３０秒間以上の開基板に正の電荷を帯電させた場
合には、陽イオンの直撃によるｉ層のダメージ及びＳｉ
Ｈラジカル濃度の急激な立ち上がりの影響を防止するこ
とができた。但し、基板への正の電荷の帯電が放電開始
時から３分間を越えると、性能の向上はない。このため
、生産性の問題又は不純物の熱拡散による素子劣化を考
慮すると、ｔＩｌ電開始時から３分間が経過する前に基
板への正の帯電を停止し、ＳｉＨラジカル濃度を上昇さ
せて膜形成スピードを早めた方がよいと思われる。
また、放電開始時から３０秒間以上の開基板に正の電荷
を帯電させる条件にてガラス基板の伝導股上にｐ層、ｉ
層、ｎ層を形成することにより得たアモルファスシリコ
ン太陽電池では、従来法で形成した同太陽電池に比べて
辺終電流及び曲線因子を増大でき、光電変換効率が３乃
至４％改善された。
を帯電させる条件にてガラス基板の伝導股上にｐ層、ｉ
層、ｎ層を形成することにより得たアモルファスシリコ
ン太陽電池では、従来法で形成した同太陽電池に比べて
辺終電流及び曲線因子を増大でき、光電変換効率が３乃
至４％改善された。
［発明の効果コ
以上詳述した如く、本発明によれば膜形成時の陽イオン
の衝撃を緩和すると共にＳｉＨラジカル等の濃度の急激
な立上がりを防止でき、ひいては太陽電池、薄膜半導体
、電子写真感光体や光センサ等の各種の電子デバイスに
好適な非晶質ｉｉ１ｗＡの形成方法を提供できる。
の衝撃を緩和すると共にＳｉＨラジカル等の濃度の急激
な立上がりを防止でき、ひいては太陽電池、薄膜半導体
、電子写真感光体や光センサ等の各種の電子デバイスに
好適な非晶質ｉｉ１ｗＡの形成方法を提供できる。
第１図は本発明の実施例に使用されるプラズマＣＶＤ装
置の一形態を示す概略図、第２図は一般的なアモルファ
スシリコン太陽電池を示す概略図、第３図は従来のプラ
ズマＣＶＤ装置を示す概略図である。 １・・・基板、３・・・ｐ層、４・・・ｉ層、５・・・
ｎ層、１１・・・反応容器、１２．１３・・・電極、１
４・・・高周波電源、１６・・・支持台、１９・・・直
流Ｎ源。 出願人復代理人 弁理士 鈴江武彦 津１図 第２図 優３図
置の一形態を示す概略図、第２図は一般的なアモルファ
スシリコン太陽電池を示す概略図、第３図は従来のプラ
ズマＣＶＤ装置を示す概略図である。 １・・・基板、３・・・ｐ層、４・・・ｉ層、５・・・
ｎ層、１１・・・反応容器、１２．１３・・・電極、１
４・・・高周波電源、１６・・・支持台、１９・・・直
流Ｎ源。 出願人復代理人 弁理士 鈴江武彦 津１図 第２図 優３図
Claims (1)
- グロー放電プラズマを用いて基板上へ非晶質薄膜を形成
する方法において、グロー放電開始時から少なくとも３
０秒間前記基板を正の電荷に帯電させることを特徴とす
る非晶質薄膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61179149A JPH0611645B2 (ja) | 1986-07-30 | 1986-07-30 | 非晶質薄膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61179149A JPH0611645B2 (ja) | 1986-07-30 | 1986-07-30 | 非晶質薄膜の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6336522A true JPS6336522A (ja) | 1988-02-17 |
| JPH0611645B2 JPH0611645B2 (ja) | 1994-02-16 |
Family
ID=16060820
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61179149A Expired - Lifetime JPH0611645B2 (ja) | 1986-07-30 | 1986-07-30 | 非晶質薄膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0611645B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63312852A (ja) * | 1987-06-16 | 1988-12-21 | Brother Ind Ltd | 圧電素子駆動型インパクト印字ヘッド |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5939713A (ja) * | 1982-08-29 | 1984-03-05 | Agency Of Ind Science & Technol | シリコン薄膜及びその製造方法 |
| JPS6281021A (ja) * | 1985-10-04 | 1987-04-14 | Fuji Electric Co Ltd | 薄膜半導体製造装置 |
-
1986
- 1986-07-30 JP JP61179149A patent/JPH0611645B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5939713A (ja) * | 1982-08-29 | 1984-03-05 | Agency Of Ind Science & Technol | シリコン薄膜及びその製造方法 |
| JPS6281021A (ja) * | 1985-10-04 | 1987-04-14 | Fuji Electric Co Ltd | 薄膜半導体製造装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0611645B2 (ja) | 1994-02-16 |
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