JPH01164074A - 非晶質水素化シリコン光導電膜の製造方法 - Google Patents
非晶質水素化シリコン光導電膜の製造方法Info
- Publication number
- JPH01164074A JPH01164074A JP63233012A JP23301288A JPH01164074A JP H01164074 A JPH01164074 A JP H01164074A JP 63233012 A JP63233012 A JP 63233012A JP 23301288 A JP23301288 A JP 23301288A JP H01164074 A JPH01164074 A JP H01164074A
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- Japan
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- film
- amorphous silicon
- hydrogen concentration
- photoconductive
- silicon film
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F71/00—Manufacture or treatment of devices covered by this subclass
- H10F71/10—Manufacture or treatment of devices covered by this subclass the devices comprising amorphous semiconductor material
- H10F71/103—Manufacture or treatment of devices covered by this subclass the devices comprising amorphous semiconductor material including only Group IV materials
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F30/00—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors
- H10F30/10—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices being sensitive to infrared radiation, visible or ultraviolet radiation, and having no potential barriers, e.g. photoresistors
- H10F30/15—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices being sensitive to infrared radiation, visible or ultraviolet radiation, and having no potential barriers, e.g. photoresistors comprising amorphous semiconductors
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- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Light Receiving Elements (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】
本発明は、非晶質水素化シリコン光導電膜の製造法に関
する。
する。
非晶質水素化シリコン作成方法には、ＣＶＤ法。
プラズマＣＶＤ法２反応性スパッタ法、イオンブレーテ
ィング法等がある。非晶質水素化シリコンは化学的に活
性な水素を含む反応によって形成される。このため、た
とえば透明電極のような水素に対して反応を示す基板で
は損傷（ダメージ）が多く、多くの界面準位を発生した
シ、さらにはピンホール、はがれ１表面の凹凸が発生す
る。膜形成初期の損傷は後に形成される膜の特性に大き
く影響を与える。基板表面近くの膜は水素の量が少ない
膜の方が基板から受ける影響は小さい。しかし、非晶質
水素化シリコンはある程度の水素量が膜内に入りこむこ
とにより光導電等の特性が良好となる。
ィング法等がある。非晶質水素化シリコンは化学的に活
性な水素を含む反応によって形成される。このため、た
とえば透明電極のような水素に対して反応を示す基板で
は損傷（ダメージ）が多く、多くの界面準位を発生した
シ、さらにはピンホール、はがれ１表面の凹凸が発生す
る。膜形成初期の損傷は後に形成される膜の特性に大き
く影響を与える。基板表面近くの膜は水素の量が少ない
膜の方が基板から受ける影響は小さい。しかし、非晶質
水素化シリコンはある程度の水素量が膜内に入りこむこ
とにより光導電等の特性が良好となる。
非晶質水素化シリコンの製造時における水素圧力、基板
温度とその特性の関係を反応性スパッタ法による場合を
例にして説明する。マグネトロン形スパッタ装置におい
てＳｉ多結晶をターゲットとし。Ａｒ圧力５ Ｘ １０
−’Ｔｏｒｒ放電バフー２００Ｗとしてガラス基板上の
工ｎ２ｏ３に非晶質水素化シリコンを形成する。このと
きの基板温度Ｔ８と水素分圧ＰＨ２によるピンホールの
発生の様子を第１図に示す。基板温度Ｔ８が高いほどピ
ンホールの発生が少なくなるのがわかる。基板温度Ｔ８
が高いと非晶質水素化シリコン中の水素量は減少する。
温度とその特性の関係を反応性スパッタ法による場合を
例にして説明する。マグネトロン形スパッタ装置におい
てＳｉ多結晶をターゲットとし。Ａｒ圧力５ Ｘ １０
−’Ｔｏｒｒ放電バフー２００Ｗとしてガラス基板上の
工ｎ２ｏ３に非晶質水素化シリコンを形成する。このと
きの基板温度Ｔ８と水素分圧ＰＨ２によるピンホールの
発生の様子を第１図に示す。基板温度Ｔ８が高いほどピ
ンホールの発生が少なくなるのがわかる。基板温度Ｔ８
が高いと非晶質水素化シリコン中の水素量は減少する。
また水素分圧が大きくなるとピンホールが発生しやすく
なる。
なる。
以上のことから、基板温度がＴｓが高いほど、また水素
分圧ＰＨが小さいほどピンホールの発生がなくなってく
ることがわかる。このことは、膜中の水素量が少ないほ
どピンホールの発生が少ないことを示している。
分圧ＰＨが小さいほどピンホールの発生がなくなってく
ることがわかる。このことは、膜中の水素量が少ないほ
どピンホールの発生が少ないことを示している。
本発明の製造法による非晶質水素化シリコン光導電膜は
上記の２点、すなわち非晶質水素化シリコンはある程度
の水素を含有しないと良好な光導電特性が得られないこ
と、および水素の含有量が少ないほどピンホール等の膜
欠陥が少なくなること、を勘案してなされたものである
。すなわち、本発明の非晶質水素化シリコンは、膜欠陥
に大きく影響する基板側の第１の非晶質水素化シリコン
の水素含有量を、前記第１の非晶質水素化シリコン上に
形成される第２の非晶質水素化シリコンの水素含有量よ
りも少なくしたものである。
上記の２点、すなわち非晶質水素化シリコンはある程度
の水素を含有しないと良好な光導電特性が得られないこ
と、および水素の含有量が少ないほどピンホール等の膜
欠陥が少なくなること、を勘案してなされたものである
。すなわち、本発明の非晶質水素化シリコンは、膜欠陥
に大きく影響する基板側の第１の非晶質水素化シリコン
の水素含有量を、前記第１の非晶質水素化シリコン上に
形成される第２の非晶質水素化シリコンの水素含有量よ
りも少なくしたものである。
本発明の実施例における非晶質水素化シリコン光導電膜
を用いて構成した撮像管ターゲットのバンド状態を第２
図（ａ）、（ロ）に示す。第２図（ａ）は非晶質水素化
シリコンの水素濃度が基板上の透明置版１から厚みＤの
ところで階段的に増加する場合を示し、第２図［有］）
は非晶質水素化シリコンの水素濃度が透明電極１より遠
ざかるにつれて直線的に増加する場合のバンド図を示す
。なお、これらの図において実線は透明電極１に正に印
加をした場合のバンド図を示し、点線は透明電極１に電
圧印加のない場合のバンド図を示している。第２図（ａ
）の場合、水素濃度の小さい非晶質水素化シリコン２に
比べて水素濃度の大なる第２の非晶質水素化シリコン３
をもうけることにより、電極４からの電子の注入を阻止
し、良好な特性の光導電膜となる。
を用いて構成した撮像管ターゲットのバンド状態を第２
図（ａ）、（ロ）に示す。第２図（ａ）は非晶質水素化
シリコンの水素濃度が基板上の透明置版１から厚みＤの
ところで階段的に増加する場合を示し、第２図［有］）
は非晶質水素化シリコンの水素濃度が透明電極１より遠
ざかるにつれて直線的に増加する場合のバンド図を示す
。なお、これらの図において実線は透明電極１に正に印
加をした場合のバンド図を示し、点線は透明電極１に電
圧印加のない場合のバンド図を示している。第２図（ａ
）の場合、水素濃度の小さい非晶質水素化シリコン２に
比べて水素濃度の大なる第２の非晶質水素化シリコン３
をもうけることにより、電極４からの電子の注入を阻止
し、良好な特性の光導電膜となる。
また第２図（ロ）の場合、非晶質水素化シリコン６の水
素量を直線的に増加させているためバンドギャップは徐
々に増大し、光によって光導電膜内に励起された電子、
正孔は内部電界によって分離しやすくなり、良好な光導
電特性を示す。
素量を直線的に増加させているためバンドギャップは徐
々に増大し、光によって光導電膜内に励起された電子、
正孔は内部電界によって分離しやすくなり、良好な光導
電特性を示す。
以上のようにあらかじめピンホールの発生しない水素濃
度の非晶質水素化シリコンを形成し、その後所望の水素
量の非晶質シリコンを形成した非晶質水素化シリコン光
導電膜によシピンホールが少なくかつ光導電特性のすぐ
れた撮像管ターゲットが得られる。
度の非晶質水素化シリコンを形成し、その後所望の水素
量の非晶質シリコンを形成した非晶質水素化シリコン光
導電膜によシピンホールが少なくかつ光導電特性のすぐ
れた撮像管ターゲットが得られる。
なお、第２図ａのように膜の表面側に水素濃度の大きい
届３をもうけることにより透明電極１と反対側の電極４
からのキャリアの注入を阻止し、暗電流を減少させるこ
とができる。さらに第２図い）のように光導電膜内の水
素濃度を透明電極１よシ遠ざかるにつれて増加させるこ
とによシ光導電膜内に内部電界をつくシ、励起された電
子、正孔の分離を良くし、光導電特性が良くなる。
届３をもうけることにより透明電極１と反対側の電極４
からのキャリアの注入を阻止し、暗電流を減少させるこ
とができる。さらに第２図い）のように光導電膜内の水
素濃度を透明電極１よシ遠ざかるにつれて増加させるこ
とによシ光導電膜内に内部電界をつくシ、励起された電
子、正孔の分離を良くし、光導電特性が良くなる。
以下本発明の実施例をさらに具体的に示す。
（実施例１）
第３図に示すようにマグネトロンスパッタ装置でガラス
基板３１上の透明電極工ｎ２０３３２上に基板温度２ｏ
Ｏ℃アルゴン圧力 ＰＡｒ＝６×１σ３Ｔｏｒｒ。
基板３１上の透明電極工ｎ２０３３２上に基板温度２ｏ
Ｏ℃アルゴン圧力 ＰＡｒ＝６×１σ３Ｔｏｒｒ。
放電電力２００Ｗの条件で水素分圧Ｐ Ｈ２＝ ２Ｘ
１０− ’Ｔｏｒｒで１０分間水素濃度の比較的小さい
光導電膜３３の形成を行なった後水素分圧ＰＨ２＝８×
１Ｏ−５Ｔｏｒｒを導入して６０分間水素濃度の比較的
太きい光導電膜３４の形成を行なうとピンホールのない
良好な光導電膜が１μｍの厚さで得られた。
１０− ’Ｔｏｒｒで１０分間水素濃度の比較的小さい
光導電膜３３の形成を行なった後水素分圧ＰＨ２＝８×
１Ｏ−５Ｔｏｒｒを導入して６０分間水素濃度の比較的
太きい光導電膜３４の形成を行なうとピンホールのない
良好な光導電膜が１μｍの厚さで得られた。
（実施例２）
同様に第３図に示すようにマグネトロンスパッタ装置で
ガラス基板３１上の透明電極Ｓ ｎｏ ２３２上に基板
温度及２６０’Ｃ，ＰＡｒ＝３Ｘ１０−５Ｔｏｒｚ。
ガラス基板３１上の透明電極Ｓ ｎｏ ２３２上に基板
温度及２６０’Ｃ，ＰＡｒ＝３Ｘ１０−５Ｔｏｒｚ。
ＰＨ＝ Ｉ Ｘ １０ ＴＯｒ ｌ放電電力３００Ｗ
の条件で７０分間非晶質水素化シリコン３３を形成後、
基板温度２００°Ｃに低下して１０分間水素濃度の太き
い膜３４を形成する。最後に電極Ｓｂ２Ｓ３３６を形成
して撮像管ターゲットを形成する。透明電極３２を正に
して電圧を印加した場合の電圧−電流特性を第４図に示
す。同図より明らかなように、実施例２の撮像管ターゲ
ットは従来の撮像管ターゲットと比べる光電流はわずか
じか変化しないが、暗電流は水素濃度の大きい光導電膜
３４のある本実施例の場合は、ない場合に比較して暗電
流は減少している。
の条件で７０分間非晶質水素化シリコン３３を形成後、
基板温度２００°Ｃに低下して１０分間水素濃度の太き
い膜３４を形成する。最後に電極Ｓｂ２Ｓ３３６を形成
して撮像管ターゲットを形成する。透明電極３２を正に
して電圧を印加した場合の電圧−電流特性を第４図に示
す。同図より明らかなように、実施例２の撮像管ターゲ
ットは従来の撮像管ターゲットと比べる光電流はわずか
じか変化しないが、暗電流は水素濃度の大きい光導電膜
３４のある本実施例の場合は、ない場合に比較して暗電
流は減少している。
（実施例３）
この実施例ではプラズマＣＶＤ法によって傾斜型にバン
ドギャップの変化する光導電膜を作る。
ドギャップの変化する光導電膜を作る。
すなわち反応炉を真空にした後、Ｓ Ｉ Ｈ４とＨ２の
混合ガスを導入し、圧力Ｉ Ｔｏｒｒとする。ここでＰ
ｓｉＨ４／（ＰｓｉＨ４＋ＰＨ２）＝０．１、放電電力
５Ｗとして非晶質水素化シリコンの膜形成を行なう。こ
のとき第５図に示すように基板温度を高いところから低
下させる実線のプログラムＡで膜形成を行なった場合と
、基板温度をしだいに増加させるプログラムＢで膜形成
を行った場合を比較した。基板温度をしだいに増加させ
゛ると基板側はど光導電膜の水素濃度が大きくなシ堆積
した膜からの水素の離脱があり、多くのピンホールが発
生した。しかし、基板温度を低下させて光導電膜の水素
濃度を膜厚方向にしだいに増加するようにして膜作成を
するとピンホールフリーの良質の傾斜型バンドギャップ
を有する膜が得られた。
混合ガスを導入し、圧力Ｉ Ｔｏｒｒとする。ここでＰ
ｓｉＨ４／（ＰｓｉＨ４＋ＰＨ２）＝０．１、放電電力
５Ｗとして非晶質水素化シリコンの膜形成を行なう。こ
のとき第５図に示すように基板温度を高いところから低
下させる実線のプログラムＡで膜形成を行なった場合と
、基板温度をしだいに増加させるプログラムＢで膜形成
を行った場合を比較した。基板温度をしだいに増加させ
゛ると基板側はど光導電膜の水素濃度が大きくなシ堆積
した膜からの水素の離脱があり、多くのピンホールが発
生した。しかし、基板温度を低下させて光導電膜の水素
濃度を膜厚方向にしだいに増加するようにして膜作成を
するとピンホールフリーの良質の傾斜型バンドギャップ
を有する膜が得られた。
なお、実施例２のように水素濃度の大きい光導電膜３４
に不純物、例えばボロンＢをドープしてＰ層にした場合
さらに、膜欠陥の発生を防止する効果は大きくなる。
に不純物、例えばボロンＢをドープしてＰ層にした場合
さらに、膜欠陥の発生を防止する効果は大きくなる。
以上説明したように本発明の製造方法を用いた非晶質水
素化シリコン光導電膜は、ピンホール等の膜欠陥を防止
できかつ良好な光導電特性を示すものであシ、撮像管タ
ーゲットの形成に最適のものである。
素化シリコン光導電膜は、ピンホール等の膜欠陥を防止
できかつ良好な光導電特性を示すものであシ、撮像管タ
ーゲットの形成に最適のものである。
シリコン光導電膜のピンホール発生度合いの関係を示す
図、第２図（−） 、 （ｂ）はそれぞれ本発明の実施
例の製造法による非晶質水素化シリコン光導電膜のエネ
ルギーバンドを示す図、第３図は本発明の実施例におけ
る非晶質水素化シリコン光導電膜を用いた撮像管ターゲ
ットの断面図、第４図は本発明の実施例における作成し
た撮像管ターゲットの電圧−電流特性を示す図、第５図
は基板温度によって光導電膜の水素濃度を変化させる方
法を示す図である。
図、第２図（−） 、 （ｂ）はそれぞれ本発明の実施
例の製造法による非晶質水素化シリコン光導電膜のエネ
ルギーバンドを示す図、第３図は本発明の実施例におけ
る非晶質水素化シリコン光導電膜を用いた撮像管ターゲ
ットの断面図、第４図は本発明の実施例における作成し
た撮像管ターゲットの電圧−電流特性を示す図、第５図
は基板温度によって光導電膜の水素濃度を変化させる方
法を示す図である。
３１・・・・・・ガラス基板、１，３２・・・・・・透
明電極、２．３３・・・・・・水素濃度の小さい光導電
膜、３，３４・・・・・・水素濃度の大きい光導電膜、
４・・・・・・電極。
明電極、２．３３・・・・・・水素濃度の小さい光導電
膜、３，３４・・・・・・水素濃度の大きい光導電膜、
４・・・・・・電極。
代理人の氏名 弁理士 粟 野 重 孝 ほか１名第１
図 フト（［圧〉ケ ＰＨｚ （ｘ １Ｏ−３Ｔｂとと９第
３図 ＪＳ σ１ ｒｓ４図 １ 尻 （Ｖ）
図 フト（［圧〉ケ ＰＨｚ （ｘ １Ｏ−３Ｔｂとと９第
３図 ＪＳ σ１ ｒｓ４図 １ 尻 （Ｖ）
Claims (3)
- （１）基板上に透明電極を形成する工程と、前記透明電
極に接触して第１の非晶質シリコン膜を形成する工程と
、前記第１の非晶質シリコン膜上に前記第１の非晶質シ
リコン膜よりも水素濃度が大である第２の非晶質シリコ
ン膜を形成する工程とを備え、前記第１の非晶質シリコ
ン膜の水素濃度が、成膜時において前記第２の非晶質シ
リコン膜の水素濃度よりも小であるよう制御することを
特徴とする非晶質シリコン光導電膜の製造方法。 - （２）第１の非晶質シリコン膜を形成する基板温度が第
２の非晶質シリコン膜を形成する基板温度より大である
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の非晶質シ
リコン光導電膜の製造方法。 - （３）第１の非晶質シリコン膜を形成するプラズマ雰囲
気の水素分圧が前記第２の非晶質シリコン膜を形成する
プラズマ雰囲気の水素分圧より小であることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の非晶質シリコン光導電膜
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63233012A JPH01164074A (ja) | 1988-09-16 | 1988-09-16 | 非晶質水素化シリコン光導電膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63233012A JPH01164074A (ja) | 1988-09-16 | 1988-09-16 | 非晶質水素化シリコン光導電膜の製造方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57026241A Division JPS58142582A (ja) | 1982-02-19 | 1982-02-19 | 非晶質水素化シリコン光導電膜 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01164074A true JPH01164074A (ja) | 1989-06-28 |
| JPH0458192B2 JPH0458192B2 (ja) | 1992-09-16 |
Family
ID=16948432
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63233012A Granted JPH01164074A (ja) | 1988-09-16 | 1988-09-16 | 非晶質水素化シリコン光導電膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01164074A (ja) |
-
1988
- 1988-09-16 JP JP63233012A patent/JPH01164074A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0458192B2 (ja) | 1992-09-16 |
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