JP3012143B2 - 非晶質半導体薄膜の形成方法 - Google Patents
非晶質半導体薄膜の形成方法Info
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- JP3012143B2 JP3012143B2 JP6060590A JP6059094A JP3012143B2 JP 3012143 B2 JP3012143 B2 JP 3012143B2 JP 6060590 A JP6060590 A JP 6060590A JP 6059094 A JP6059094 A JP 6059094A JP 3012143 B2 JP3012143 B2 JP 3012143B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、非晶質半導体薄膜の形
成方法に関するものである。
成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】非晶質シリコン（以下「ａ−Ｓｉ」と記
す）に代表される非晶質半導体は、太陽電池を始めとす
る半導体素子に用いられている。このような非晶質半導
体は、通常プラズマＣＶＤ法などの非平衡プラズマによ
って原料ガスを分解することにより、所定の温度に加熱
された基板上に形成される。太陽電池等の半導体素子に
おいては、通常非晶質半導体薄膜が複数積層して形成さ
れており、連続分離形成法ではそれぞれの薄膜層を別々
の反応室で形成している。このような連続分離形成法で
は、プラズマ分解により所定の薄膜形成が終了した後、
次の反応室に基板が移され、該反応室でプラズマ分解に
より所定の薄膜が形成される。
す）に代表される非晶質半導体は、太陽電池を始めとす
る半導体素子に用いられている。このような非晶質半導
体は、通常プラズマＣＶＤ法などの非平衡プラズマによ
って原料ガスを分解することにより、所定の温度に加熱
された基板上に形成される。太陽電池等の半導体素子に
おいては、通常非晶質半導体薄膜が複数積層して形成さ
れており、連続分離形成法ではそれぞれの薄膜層を別々
の反応室で形成している。このような連続分離形成法で
は、プラズマ分解により所定の薄膜形成が終了した後、
次の反応室に基板が移され、該反応室でプラズマ分解に
より所定の薄膜が形成される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うにして形成された薄膜の積層構造において、薄膜間の
界面で原子が一部混じりあい、界面近傍に欠陥が生成さ
れ易いという問題があった。
うにして形成された薄膜の積層構造において、薄膜間の
界面で原子が一部混じりあい、界面近傍に欠陥が生成さ
れ易いという問題があった。
【０００４】本発明の目的は、このような従来の問題点
を解消し、界面近傍における欠陥が発生しにくい非晶質
半導体薄膜の形成方法を提供することにある。
を解消し、界面近傍における欠陥が発生しにくい非晶質
半導体薄膜の形成方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の非晶質半導体薄
膜の形成方法は、非平衡プラズマを用いて原料ガスを分
解し所定の基板温度で基板上方に非晶質半導体薄膜を形
成する工程と、該非晶質半導体薄膜形成工程の次工程と
して該非晶質半導体薄膜の上に所定の基板温度で薄膜を
形成して積層する工程とを備え、非晶質半導体薄膜形成
工程の後、次工程としての薄膜形成工程の前に、非晶質
半導体薄膜形成工程の基板温度及び次工程の薄膜形成工
程の基板温度のうち高い方の基板温度よりも１０〜５０
℃高い温度に基板を加熱する工程と、加熱された基板の
温度を次工程の基板温度まで降温する工程とを備えるこ
とを特徴としている。
膜の形成方法は、非平衡プラズマを用いて原料ガスを分
解し所定の基板温度で基板上方に非晶質半導体薄膜を形
成する工程と、該非晶質半導体薄膜形成工程の次工程と
して該非晶質半導体薄膜の上に所定の基板温度で薄膜を
形成して積層する工程とを備え、非晶質半導体薄膜形成
工程の後、次工程としての薄膜形成工程の前に、非晶質
半導体薄膜形成工程の基板温度及び次工程の薄膜形成工
程の基板温度のうち高い方の基板温度よりも１０〜５０
℃高い温度に基板を加熱する工程と、加熱された基板の
温度を次工程の基板温度まで降温する工程とを備えるこ
とを特徴としている。
【０００６】
【作用】本発明者らは、界面近傍に欠陥が生成され易い
原因について種々検討した結果、以下のような知見を得
た。
原因について種々検討した結果、以下のような知見を得
た。
【０００７】すなわち、熱的に非平衡であるプラズマＣ
ＶＤ法を用いて非晶質半導体を形成する場合、膜の形成
が進行している最表面は、常にプラズマから飛来する中
性粒子やイオン及び電子などからエネルギーを受け、幾
分基板温度よりも温度が高くなっている。表面に付着し
たラジカルと呼ばれる前駆体は、基板加熱温度及び表面
がプラズマから受けているエネルギーによって安定化
し、膜が形成されていく。膜形成の終了時点において、
プラズマ生成を停止すると、表面が受けているエネルギ
ーが急激に消滅して、急冷された状態となる。このた
め、形成直後である膜表面付近の部分は十分に安定化さ
れないままであり、それ以前に形成した膜部分ほどには
緻密な構造となっていない。従って、この上に別の半導
体層などを形成した場合、新たに形成される膜の成分
が、構造が緻密になっていない下地層の表面部分と混じ
りあい、急峻な界面が得られず、界面近傍に欠陥が導入
され、その結果として界面特性が低下する。
ＶＤ法を用いて非晶質半導体を形成する場合、膜の形成
が進行している最表面は、常にプラズマから飛来する中
性粒子やイオン及び電子などからエネルギーを受け、幾
分基板温度よりも温度が高くなっている。表面に付着し
たラジカルと呼ばれる前駆体は、基板加熱温度及び表面
がプラズマから受けているエネルギーによって安定化
し、膜が形成されていく。膜形成の終了時点において、
プラズマ生成を停止すると、表面が受けているエネルギ
ーが急激に消滅して、急冷された状態となる。このた
め、形成直後である膜表面付近の部分は十分に安定化さ
れないままであり、それ以前に形成した膜部分ほどには
緻密な構造となっていない。従って、この上に別の半導
体層などを形成した場合、新たに形成される膜の成分
が、構造が緻密になっていない下地層の表面部分と混じ
りあい、急峻な界面が得られず、界面近傍に欠陥が導入
され、その結果として界面特性が低下する。
【０００８】本発明者らは、このような知見に基づき、
非晶質半導体薄膜形成工程の後、次工程としての薄膜形
成工程の前に、非晶質半導体薄膜形成工程の基板温度及
び次工程の薄膜形成工程の基板温度のうち高い方の基板
温度よりも高い温度に基板を加熱することにより非晶質
半導体薄膜の表面が安定化し、緻密な構造の膜表面とす
ることができ、この上に別の薄膜を形成した場合に、良
好な界面特性が得られることを見い出し、上記本発明を
完成するに至った。
非晶質半導体薄膜形成工程の後、次工程としての薄膜形
成工程の前に、非晶質半導体薄膜形成工程の基板温度及
び次工程の薄膜形成工程の基板温度のうち高い方の基板
温度よりも高い温度に基板を加熱することにより非晶質
半導体薄膜の表面が安定化し、緻密な構造の膜表面とす
ることができ、この上に別の薄膜を形成した場合に、良
好な界面特性が得られることを見い出し、上記本発明を
完成するに至った。
【０００９】従って、本発明によれば、次工程としての
薄膜形成工程の前に基板が加熱されるため、膜表面が成
膜中にプラズマから受けていたエネルギーに相当するエ
ネルギーがこの熱によって与えられ、膜表面の構造が安
定化し、緻密な膜表面を形成することができる。従っ
て、この上に別の膜を形成しても、その界面における欠
陥が大幅に減少され、良好な界面特性を得ることができ
る。
薄膜形成工程の前に基板が加熱されるため、膜表面が成
膜中にプラズマから受けていたエネルギーに相当するエ
ネルギーがこの熱によって与えられ、膜表面の構造が安
定化し、緻密な膜表面を形成することができる。従っ
て、この上に別の膜を形成しても、その界面における欠
陥が大幅に減少され、良好な界面特性を得ることができ
る。
【００１０】本発明が特に有用であるのは、次工程の基
板温度が、非晶質半導体薄膜形成工程における基板温度
と実質的に同じすなわち±１０℃程度以内の温度差であ
るか、あるいは低い温度の場合である。このように基板
温度が実質的に同じかあるいは低い場合には、次工程に
おいて基板温度が高められることがなく、膜表面におけ
る不安定化が生じ易いからである。
板温度が、非晶質半導体薄膜形成工程における基板温度
と実質的に同じすなわち±１０℃程度以内の温度差であ
るか、あるいは低い温度の場合である。このように基板
温度が実質的に同じかあるいは低い場合には、次工程に
おいて基板温度が高められることがなく、膜表面におけ
る不安定化が生じ易いからである。
【００１１】本発明の基板加熱工程において、基板温度
は、非晶質半導体薄膜形成工程の基板温度及び次工程の
薄膜形成工程の基板温度のうち高い方の基板温度よりも
１０〜５０℃高い温度に加熱される。１０℃未満である
と、膜表面を加熱するのに必要な熱エネルギーが不充分
となり、本発明の効果を得られない場合がある。また５
０℃よりも高いと、既に形成した膜に変質を生じるおそ
れがある。
は、非晶質半導体薄膜形成工程の基板温度及び次工程の
薄膜形成工程の基板温度のうち高い方の基板温度よりも
１０〜５０℃高い温度に加熱される。１０℃未満である
と、膜表面を加熱するのに必要な熱エネルギーが不充分
となり、本発明の効果を得られない場合がある。また５
０℃よりも高いと、既に形成した膜に変質を生じるおそ
れがある。
【００１２】また、本発明において、加熱された基板を
次工程の基板温度まで降温する際の降温速度は、１℃／
分以下であることが好ましい。降温速度が速すぎると、
熱的な緩和が十分に行われず、形成された半導体薄膜に
欠陥が導入される場合がある。
次工程の基板温度まで降温する際の降温速度は、１℃／
分以下であることが好ましい。降温速度が速すぎると、
熱的な緩和が十分に行われず、形成された半導体薄膜に
欠陥が導入される場合がある。
【００１３】また、基板を加熱し加熱後に次工程の基板
温度まで降温する際の雰囲気は、真空であってもよい
し、水素ガスや不活性ガスの雰囲気であってもよい。不
活性ガスとしては窒素または希ガスなどを用いることが
できる。このような水素ガス等のガス雰囲気中で加熱降
温することにより、膜表面を清浄化することができると
ともに、このようなガスが熱を伝達する媒体となるの
で、基板温度の制御がより容易なものとなる。
温度まで降温する際の雰囲気は、真空であってもよい
し、水素ガスや不活性ガスの雰囲気であってもよい。不
活性ガスとしては窒素または希ガスなどを用いることが
できる。このような水素ガス等のガス雰囲気中で加熱降
温することにより、膜表面を清浄化することができると
ともに、このようなガスが熱を伝達する媒体となるの
で、基板温度の制御がより容易なものとなる。
【００１４】本発明における基板加熱工程は、例えば、
非晶質半導体薄膜を形成する反応室と次工程の薄膜形成
の反応室との間に設けられた、温度調整室において行う
ことができ、このような温度調整室に加熱手段としての
ヒーターを設けることにより基板を加熱することができ
る。
非晶質半導体薄膜を形成する反応室と次工程の薄膜形成
の反応室との間に設けられた、温度調整室において行う
ことができ、このような温度調整室に加熱手段としての
ヒーターを設けることにより基板を加熱することができ
る。
【００１５】また、本発明においては、非晶質半導体薄
膜を形成する反応室と次工程の薄膜形成を行う反応室と
の間に基板を搬送するための搬送手段を設け、この搬送
手段に加熱手段としてのヒーターを設けて、基板加熱工
程を実施してもよい。
膜を形成する反応室と次工程の薄膜形成を行う反応室と
の間に基板を搬送するための搬送手段を設け、この搬送
手段に加熱手段としてのヒーターを設けて、基板加熱工
程を実施してもよい。
【００１６】本発明において、次工程において形成され
る薄膜は、非晶質半導体薄膜であってもよいし、結晶性
の半導体薄膜であってもよい。本発明は、特に良好な界
面特性が要望される非晶質半導体薄膜の形成に有用であ
り、例えば光起電力装置の光電変換層を形成する方法と
して有用なものである。
る薄膜は、非晶質半導体薄膜であってもよいし、結晶性
の半導体薄膜であってもよい。本発明は、特に良好な界
面特性が要望される非晶質半導体薄膜の形成に有用であ
り、例えば光起電力装置の光電変換層を形成する方法と
して有用なものである。
【００１７】
【実施例】本発明に従う一実施例として、ａ−Ｓｉのｐ
層、ｉ層、及びｎ層を積層させた、光起電力素子の光電
変換層を形成する例について説明する。
層、ｉ層、及びｎ層を積層させた、光起電力素子の光電
変換層を形成する例について説明する。
【００１８】基板としては、酸化錫膜を光入射側電極と
して形成し、この酸化錫からなる透明電極層の上に、表
１に示す条件で、本発明に従い、ｐ層、ｉ層、及びｎ層
を積層した。また、積層後光電変換層上に形成する裏面
電極としては、通常の抵抗加熱蒸着法により銀層を形成
した。
して形成し、この酸化錫からなる透明電極層の上に、表
１に示す条件で、本発明に従い、ｐ層、ｉ層、及びｎ層
を積層した。また、積層後光電変換層上に形成する裏面
電極としては、通常の抵抗加熱蒸着法により銀層を形成
した。
【００１９】
【表１】
【００２０】図１（ａ）は、本実施例において光電変換
層を構成する非晶質半導体薄膜を形成するための装置を
示す概略構成図である。本装置は、各薄膜を連続して各
反応室で形成する連続分離型の半導体薄膜形成装置であ
る。図１（ａ）を参照して、ａ−Ｓｉ層のｐ層、ｉ層、
及びｎ層は、それぞれ反応室１，２及び３で形成され
る。各反応室１，２及び３では、プラズマＣＶＤ法によ
り薄膜が形成され、各反応室には、それぞれＲＦ放電電
極１ａ，２ａ及び３ａ、並びに、搬送されている基板４
を所定の基板温度に加熱するための加熱手段である基板
ヒーター１ｂ，２ｂ及び３ｂ、並びに、ＲＦ電源１ｃ，
２ｃ及び３ｃが設けられている。反応室１と反応室２の
間には、本発明に従い基板を加熱するための第１基板温
度調整室１１が設けられている。第１基板温度調整室１
１には、基板を所定温度に加熱し、加熱後所定速度で降
温するための基板温度調整ヒーター１１ｂが設けられて
いる。反応室２と反応室３との間には、本発明に従い基
板を加熱するための第２基板温度調整室２１が設けられ
ている。この第２基板温度調整室２１には、基板を所定
温度に加熱した後所定速度で降温するための基板温度調
整ヒーター２１ｂが設けられている。
層を構成する非晶質半導体薄膜を形成するための装置を
示す概略構成図である。本装置は、各薄膜を連続して各
反応室で形成する連続分離型の半導体薄膜形成装置であ
る。図１（ａ）を参照して、ａ−Ｓｉ層のｐ層、ｉ層、
及びｎ層は、それぞれ反応室１，２及び３で形成され
る。各反応室１，２及び３では、プラズマＣＶＤ法によ
り薄膜が形成され、各反応室には、それぞれＲＦ放電電
極１ａ，２ａ及び３ａ、並びに、搬送されている基板４
を所定の基板温度に加熱するための加熱手段である基板
ヒーター１ｂ，２ｂ及び３ｂ、並びに、ＲＦ電源１ｃ，
２ｃ及び３ｃが設けられている。反応室１と反応室２の
間には、本発明に従い基板を加熱するための第１基板温
度調整室１１が設けられている。第１基板温度調整室１
１には、基板を所定温度に加熱し、加熱後所定速度で降
温するための基板温度調整ヒーター１１ｂが設けられて
いる。反応室２と反応室３との間には、本発明に従い基
板を加熱するための第２基板温度調整室２１が設けられ
ている。この第２基板温度調整室２１には、基板を所定
温度に加熱した後所定速度で降温するための基板温度調
整ヒーター２１ｂが設けられている。
【００２１】基板４は図示されない搬送手段によって、
反応室１から反応室３まで順次薄膜を形成しながら搬送
される。図１（ｂ）は本実施例における各反応室及び温
度調整室での基板温度を示す図である。透明導電層が形
成された基板４上に、まず反応室１内でｐ層が形成され
る。ｐ層が形成された後、基板４は第１基板温度調整室
１１に搬送される。この際、図１（ｂ）に示すように、
基板４は一旦２２０℃に加熱され、その後反応室２にお
ける基板温度である２００℃まで徐々に降温する。な
お、この際の降温速度は０．９℃／分となるように基板
４の第１基板温度調整室１１内での搬送速度が調整され
ている。
反応室１から反応室３まで順次薄膜を形成しながら搬送
される。図１（ｂ）は本実施例における各反応室及び温
度調整室での基板温度を示す図である。透明導電層が形
成された基板４上に、まず反応室１内でｐ層が形成され
る。ｐ層が形成された後、基板４は第１基板温度調整室
１１に搬送される。この際、図１（ｂ）に示すように、
基板４は一旦２２０℃に加熱され、その後反応室２にお
ける基板温度である２００℃まで徐々に降温する。な
お、この際の降温速度は０．９℃／分となるように基板
４の第１基板温度調整室１１内での搬送速度が調整され
ている。
【００２２】反応室２内において、基板４の上方にｉ層
を形成した後、基板４は第２基板温度調整室２１に搬送
される。図１（ｂ）に示されるように、基板４は第２基
板温度調整室２１内の基板温度調整ヒーター２１ｂによ
り、一旦基板温度２４０℃となるように加熱される。次
に、この温度から徐々に反応室３での基板温度２００℃
になるように基板温度を降温する。降温速度が０．９℃
／分となるように、第２基板温度調整室２１内の基板４
の搬送速度が調整されている。
を形成した後、基板４は第２基板温度調整室２１に搬送
される。図１（ｂ）に示されるように、基板４は第２基
板温度調整室２１内の基板温度調整ヒーター２１ｂによ
り、一旦基板温度２４０℃となるように加熱される。次
に、この温度から徐々に反応室３での基板温度２００℃
になるように基板温度を降温する。降温速度が０．９℃
／分となるように、第２基板温度調整室２１内の基板４
の搬送速度が調整されている。
【００２３】次に、反応室３において、基板４の上方に
ｎ層が形成される。反応室３でｎ層を形成した後、上述
のようにこの上に裏面電極を形成して光起電力素子とさ
れる。
ｎ層が形成される。反応室３でｎ層を形成した後、上述
のようにこの上に裏面電極を形成して光起電力素子とさ
れる。
【００２４】第１基板温度調整室１１及び第２基板温度
調整室２１内の雰囲気を真空としたものを実施例１とし
て、１Ｔｏｒｒの水素雰囲気としたものを実施例２とし
た。得られた光起電力素子の光電変換効率（ＡＭ１．
５，１００ｍＷ／ｃｍ2 照射光下での特性）を表２に示
す。
調整室２１内の雰囲気を真空としたものを実施例１とし
て、１Ｔｏｒｒの水素雰囲気としたものを実施例２とし
た。得られた光起電力素子の光電変換効率（ＡＭ１．
５，１００ｍＷ／ｃｍ2 照射光下での特性）を表２に示
す。
【００２５】図１（ｃ）は、比較のため、従来の方法に
従い、各反応室間で基板温度を変化させることなく形成
した従来例の基板温度を示している。この従来例では、
第１基板温度調整室１１及び第２基板温度調整室２１に
おいて、基板温度が２００℃になるよう基板温度調整ヒ
ーター１１ｂ及び２１ｂを調整した。上記実施例１及び
２と同様に、薄膜形成後裏面電極を形成して光起電力素
子とし、光電変換効率を測定した。
従い、各反応室間で基板温度を変化させることなく形成
した従来例の基板温度を示している。この従来例では、
第１基板温度調整室１１及び第２基板温度調整室２１に
おいて、基板温度が２００℃になるよう基板温度調整ヒ
ーター１１ｂ及び２１ｂを調整した。上記実施例１及び
２と同様に、薄膜形成後裏面電極を形成して光起電力素
子とし、光電変換効率を測定した。
【００２６】
【表２】
【００２７】表２から明らかなように、本発明に従う実
施例１及び２では、薄膜間の界面特性が改善され、従来
例に比べ高い光電変換効率を示している。また、比較の
ため、上記従来例に従い薄膜を形成し、全薄膜形成工程
終了後に２４０℃まで加熱した後、上記従来例と同様に
して光起電力素子としたものについて、光電変換効率を
測定した。その結果、光電変換効率は１０．０％であ
り、やはり本発明に従う実施例１及び２のような高い光
電変換効率は得られなかった。従って、非晶質半導体薄
膜を加熱する工程は、形成直後であって次工程の薄膜形
成工程前に行わなければならないことがわかる。
施例１及び２では、薄膜間の界面特性が改善され、従来
例に比べ高い光電変換効率を示している。また、比較の
ため、上記従来例に従い薄膜を形成し、全薄膜形成工程
終了後に２４０℃まで加熱した後、上記従来例と同様に
して光起電力素子としたものについて、光電変換効率を
測定した。その結果、光電変換効率は１０．０％であ
り、やはり本発明に従う実施例１及び２のような高い光
電変換効率は得られなかった。従って、非晶質半導体薄
膜を加熱する工程は、形成直後であって次工程の薄膜形
成工程前に行わなければならないことがわかる。
【００２８】次に、上記実施例２において、ｉ層形成後
に加熱する基板温度を変化させて光起電力素子を作製し
た。すなわち図１（ａ）に示す第２基板温度調整室２１
（１Ｔｏｒｒの水素雰囲気）における基板加熱温度を１
０℃から６０℃の範囲内で変化させて、光起電力素子を
作製した。得られた光起電力素子の光電変換効率を測定
し、加熱温度差と光電変換効率との関係を図３に示し
た。図３から明らかなように、本実施例のようにａ−Ｓ
ｉ層を積層させて光起電力素子とする場合においては、
非晶質半導体薄膜形成後に加熱する温度は、非晶質半導
体薄膜形成工程の基板温度及び次工程の薄膜形成工程の
基板温度のうち高い方の基板温度より１０℃〜５０℃高
い温度であることが好ましいことがわかる。
に加熱する基板温度を変化させて光起電力素子を作製し
た。すなわち図１（ａ）に示す第２基板温度調整室２１
（１Ｔｏｒｒの水素雰囲気）における基板加熱温度を１
０℃から６０℃の範囲内で変化させて、光起電力素子を
作製した。得られた光起電力素子の光電変換効率を測定
し、加熱温度差と光電変換効率との関係を図３に示し
た。図３から明らかなように、本実施例のようにａ−Ｓ
ｉ層を積層させて光起電力素子とする場合においては、
非晶質半導体薄膜形成後に加熱する温度は、非晶質半導
体薄膜形成工程の基板温度及び次工程の薄膜形成工程の
基板温度のうち高い方の基板温度より１０℃〜５０℃高
い温度であることが好ましいことがわかる。
【００２９】また、上記実施例２において、図１（ａ）
に示す第２基板温度調整室２１での基板加熱温度を約５
０℃とし、この基板温度から降温速度１．１℃／分とし
て降温させ、その他は上記実施例２と同様にして光起電
力素子を作製した。得られた光起電力素子の光電変換効
率は、１１．６％であった。従って、降温速度は１℃／
分以下が好ましいことがわかる。
に示す第２基板温度調整室２１での基板加熱温度を約５
０℃とし、この基板温度から降温速度１．１℃／分とし
て降温させ、その他は上記実施例２と同様にして光起電
力素子を作製した。得られた光起電力素子の光電変換効
率は、１１．６％であった。従って、降温速度は１℃／
分以下が好ましいことがわかる。
【００３０】図２は、本発明に従う他の実施例における
半導体薄膜形成装置を示す概略構成図である。図２に示
す装置においては、薄膜形成のための３つの反応室６，
７及び８が設けられており、これらの反応室６，７及び
８は、基板搬送室５に接続されている。基板搬送室５内
には、基板を搬送するための搬送装置５ｂが設けられて
いる。反応室６，７及び８内には、それぞれ基板を所定
の基板温度に加熱するための加熱手段としてのヒーター
６ｂ，７ｂ及び８ｂがそれぞれ設けられている。また搬
送装置５ｂ内には基板を加熱するための加熱手段として
のヒーターが設けられており、このヒーターにより非晶
質半導体薄膜形成後、次工程としての薄膜形成工程の前
に、基板が加熱される。
半導体薄膜形成装置を示す概略構成図である。図２に示
す装置においては、薄膜形成のための３つの反応室６，
７及び８が設けられており、これらの反応室６，７及び
８は、基板搬送室５に接続されている。基板搬送室５内
には、基板を搬送するための搬送装置５ｂが設けられて
いる。反応室６，７及び８内には、それぞれ基板を所定
の基板温度に加熱するための加熱手段としてのヒーター
６ｂ，７ｂ及び８ｂがそれぞれ設けられている。また搬
送装置５ｂ内には基板を加熱するための加熱手段として
のヒーターが設けられており、このヒーターにより非晶
質半導体薄膜形成後、次工程としての薄膜形成工程の前
に、基板が加熱される。
【００３１】図１及び図２に示す上記実施例の薄膜形成
装置は、何れも各薄膜毎に別の反応室で形成する分離形
成装置であるが、本発明はこのような分離形成装置を用
いることに限定されるものではない。例えば、いわゆる
単室のプラズマＣＶＤ装置を用いて、各薄膜形成工程の
間で、反応室内であるいは反応室から取り出して基板を
加熱し、本発明を実施することができる。
装置は、何れも各薄膜毎に別の反応室で形成する分離形
成装置であるが、本発明はこのような分離形成装置を用
いることに限定されるものではない。例えば、いわゆる
単室のプラズマＣＶＤ装置を用いて、各薄膜形成工程の
間で、反応室内であるいは反応室から取り出して基板を
加熱し、本発明を実施することができる。
【００３２】
【発明の効果】本発明に従えば、非晶質半導体薄膜形成
工程の後、次工程としての薄膜形成工程の前に、非晶質
半導体薄膜形成工程の基板温度及び次工程の薄膜形成工
程の基板温度のうち高い方の基板温度よりも高い温度に
基板温度が加熱される。従って、薄膜形成工程直後の非
晶質半導体薄膜の不安定な表面を加熱によるエネルギー
によって安定化させることができ、このように安定化し
た非晶質半導体薄膜の上に薄膜を形成して積層すること
ができる。このため、本発明に従えば、良好な界面特性
を有する積層薄膜を得ることができ、例えば光起電力素
子の光電変換層の薄膜形成に本発明を適用することによ
り、光電変換効率の高い光起電力素子を得ることができ
る。
工程の後、次工程としての薄膜形成工程の前に、非晶質
半導体薄膜形成工程の基板温度及び次工程の薄膜形成工
程の基板温度のうち高い方の基板温度よりも高い温度に
基板温度が加熱される。従って、薄膜形成工程直後の非
晶質半導体薄膜の不安定な表面を加熱によるエネルギー
によって安定化させることができ、このように安定化し
た非晶質半導体薄膜の上に薄膜を形成して積層すること
ができる。このため、本発明に従えば、良好な界面特性
を有する積層薄膜を得ることができ、例えば光起電力素
子の光電変換層の薄膜形成に本発明を適用することによ
り、光電変換効率の高い光起電力素子を得ることができ
る。
【図１】（ａ）は、本発明に従う実施例における薄膜形
成装置を示しており、（ｂ）は実施例における基板温
度、（ｃ）は従来例における基板温度を示す図。
成装置を示しており、（ｂ）は実施例における基板温
度、（ｃ）は従来例における基板温度を示す図。
【図２】本発明に従う他の実施例における薄膜形成装置
を示す概略構成図。
を示す概略構成図。
【図３】実施例において基板加熱温度を変化させたとき
の光電変換効率を示す図。
の光電変換効率を示す図。
１，２，３…反応室 １ａ，２ａ，３ａ…ＲＦ放電電極 １ｂ，２ｂ，３ｂ…基板ヒーター １ｃ，２ｃ，３ｃ…ＲＦ電源 １１…第１基板温度調整室 １１ｂ…基板温度調整ヒーター ２１…第２基板温度調整室 ２１ｂ…基板温度調整ヒーター
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−187618（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/205 C23C 16/24 C23C 16/46 C23C 16/50
Claims (2)
- 【請求項１】 非平衡プラズマを用いて原料ガスを分解
し、所定の基板温度で基板上方に非晶質半導体薄膜を形
成する工程と、該非晶質半導体薄膜形成工程の次工程と
して前記非晶質半導体薄膜の上に所定の基板温度で薄膜
を形成して積層する工程とを備える非晶質半導体薄膜の
形成方法において、 前記非晶質半導体薄膜形成工程の後、前記次工程として
の薄膜形成工程の前に、前記非晶質半導体薄膜形成工程
の基板温度及び次工程の薄膜形成工程の基板温度のうち
高い方の基板温度よりも１０〜５０℃高い温度に基板を
加熱する工程と、 前記加熱された基板の温度を次工程の基板温度まで降温
する工程とを備えることを特徴とする非晶質半導体薄膜
の形成方法。 - 【請求項２】 前記加熱された基板の温度を次工程の基
板温度まで降温する際の降温速度を１℃／分以下とする
ことを特徴とする請求項１に記載の非晶質半導体薄膜の
形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6060590A JP3012143B2 (ja) | 1994-03-30 | 1994-03-30 | 非晶質半導体薄膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6060590A JP3012143B2 (ja) | 1994-03-30 | 1994-03-30 | 非晶質半導体薄膜の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07273044A JPH07273044A (ja) | 1995-10-20 |
| JP3012143B2 true JP3012143B2 (ja) | 2000-02-21 |
Family
ID=13146612
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6060590A Expired - Lifetime JP3012143B2 (ja) | 1994-03-30 | 1994-03-30 | 非晶質半導体薄膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3012143B2 (ja) |
-
1994
- 1994-03-30 JP JP6060590A patent/JP3012143B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07273044A (ja) | 1995-10-20 |
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