JPH01270218A - 非晶質Ｓｉ系合金膜の製造方法 - Google Patents
非晶質Ｓｉ系合金膜の製造方法Info
- Publication number
- JPH01270218A JPH01270218A JP63098965A JP9896588A JPH01270218A JP H01270218 A JPH01270218 A JP H01270218A JP 63098965 A JP63098965 A JP 63098965A JP 9896588 A JP9896588 A JP 9896588A JP H01270218 A JPH01270218 A JP H01270218A
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- JP
- Japan
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- film
- amorphous
- heating
- substrate
- alloy film
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- Pending
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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
- 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］
本発明は、グロー放電分解法によって水素化シリコン、
水素化シリコンゲルマニウム、水素化シリコンカーバイ
ド、水素シリコンナイトライド等のシリコン（以下Ｓｔ
と表記する）系合金非晶質膜を製造する方法に関し、特
に基板材料の選択範囲が広く、しかも良質の非晶質Ｓｔ
系合金膜を能率良く製造することがで鮒る成膜方法に関
するものである。
水素化シリコンゲルマニウム、水素化シリコンカーバイ
ド、水素シリコンナイトライド等のシリコン（以下Ｓｔ
と表記する）系合金非晶質膜を製造する方法に関し、特
に基板材料の選択範囲が広く、しかも良質の非晶質Ｓｔ
系合金膜を能率良く製造することがで鮒る成膜方法に関
するものである。
［従来の技術］
非晶質Ｓｉ系合金膜の製造方法としては、高周波電源等
を用いてグロー放電を発生させ、この弱電離プラズマ領
域中にＳｉＨ４等の原料ガスを導入してこれを分解し、
適当な温度に加熱された基板上に非晶質Ｓｉ系合金膜の
堆積させるグロー放電分解法が知られている。こうして
得られる非晶質Ｓｉ系合金膜は、非晶質状態であるから
大面積薄膜化が容易であり、しかも光電特性に優れてい
るところから太陽電池、感光体、薄膜トランジスター等
の分野に適用されている。
を用いてグロー放電を発生させ、この弱電離プラズマ領
域中にＳｉＨ４等の原料ガスを導入してこれを分解し、
適当な温度に加熱された基板上に非晶質Ｓｉ系合金膜の
堆積させるグロー放電分解法が知られている。こうして
得られる非晶質Ｓｉ系合金膜は、非晶質状態であるから
大面積薄膜化が容易であり、しかも光電特性に優れてい
るところから太陽電池、感光体、薄膜トランジスター等
の分野に適用されている。
［発明が解決しようとする課題］
グロー放電分解法による非晶質Ｓｉ系合金膜の製造にお
いて、成膜速度を高める為の改良法としては主に次の２
つの方法が知られている。その１つは放電々圧を大きく
してプラズマ中のガス分解に寄与する高エネルギー電子
の数を増加させる方法であり、他の１つはガス圧力を高
めて分解に寄与する原料ガスの濃度を上げる方法である
。いずれの方法も（両者を併用する場合も含めて）成膜
速度を高めるという点では相当の成膜をあげることがで
きる。
いて、成膜速度を高める為の改良法としては主に次の２
つの方法が知られている。その１つは放電々圧を大きく
してプラズマ中のガス分解に寄与する高エネルギー電子
の数を増加させる方法であり、他の１つはガス圧力を高
めて分解に寄与する原料ガスの濃度を上げる方法である
。いずれの方法も（両者を併用する場合も含めて）成膜
速度を高めるという点では相当の成膜をあげることがで
きる。
しかしながらこれらの方法によって作製した非晶質Ｓｉ
系合金膜は、光電特性が悪く、またピンホールや非晶質
膜の異常成長等の膜欠陥が多く、得られた’ｆｉｔ膜を
利用するデバイスの性能並びに歩留りを低いものにして
いる。さらにまた成膜速度の向上に伴なって粉末状の非
晶質Ｓｔ系合金が副生ずる為、粉末除去の操作並びに工
夫が必要となり結局生産性を上げることができないとい
う問題が存在する。
系合金膜は、光電特性が悪く、またピンホールや非晶質
膜の異常成長等の膜欠陥が多く、得られた’ｆｉｔ膜を
利用するデバイスの性能並びに歩留りを低いものにして
いる。さらにまた成膜速度の向上に伴なって粉末状の非
晶質Ｓｔ系合金が副生ずる為、粉末除去の操作並びに工
夫が必要となり結局生産性を上げることができないとい
う問題が存在する。
又上記２つの方法の他に、基板を加熱すると共にガス導
入口、基板保持電極、放電々力供給側電極等に加熱手段
を設けて導入ガスを加熱し、非晶質Ｓｉ系合金膜の成長
速度を高めるという工夫もなされており、上記２方法の
問題点を解決できるのではないかと期待されている。し
かるにこの方法においては、基板の温度が過度に上昇す
るので高分子材料等の比較的融点の低い材料は基板とし
て適用することができず、基板材料の選択範囲が狭くな
るという問題がある。
入口、基板保持電極、放電々力供給側電極等に加熱手段
を設けて導入ガスを加熱し、非晶質Ｓｉ系合金膜の成長
速度を高めるという工夫もなされており、上記２方法の
問題点を解決できるのではないかと期待されている。し
かるにこの方法においては、基板の温度が過度に上昇す
るので高分子材料等の比較的融点の低い材料は基板とし
て適用することができず、基板材料の選択範囲が狭くな
るという問題がある。
本発明はこうした事情に着目してなされたものであって
、基板材料の選択の幅を広げると共に粉状の非晶質Ｓｉ
系合金が生成付着するのを防止し、且つ光電特性の優れ
た非晶質Ｓｉ系合金膜を生産性良く製造する方法を提供
しようとするものである。
、基板材料の選択の幅を広げると共に粉状の非晶質Ｓｉ
系合金が生成付着するのを防止し、且つ光電特性の優れ
た非晶質Ｓｉ系合金膜を生産性良く製造する方法を提供
しようとするものである。
［課題を解決するための手段］
しかして上記目的を達成した本発明方法は、グロー放電
分解法によって非晶質Ｓｉ系合金膜を製造するに当たり
、基板上に成長する非晶質Ｓｔ系合金膜の表面を加熱し
つつ成膜を行なう点に要旨を有するものである。
分解法によって非晶質Ｓｉ系合金膜を製造するに当たり
、基板上に成長する非晶質Ｓｔ系合金膜の表面を加熱し
つつ成膜を行なう点に要旨を有するものである。
［作用］
本発明において、基板上に成長する非晶質Ｓｉ系合金膜
を加熱する手段については、特に制限を設けるものでは
なく、膜成長面を限定的に且つ指向的に加熱し得る手段
であれば任意に採用でき、例えば膜成長面に指向させた
ヒーターや赤外線ランプ等を挙げることができる。加熱
温度については、基板の過熱を防止するという本発明の
趣旨から理解されるように高温を避けることが望まれ、
具体的には２５０℃以下、より好ましくは２００℃以下
が推奨される。この程度であれば基板の温度を２５０℃
より高温に上昇させる恐れ無しに基板上での膜成長速度
を高めることができ、且つ膜欠陥や粉末合金の発生を抑
止することがで診る。
を加熱する手段については、特に制限を設けるものでは
なく、膜成長面を限定的に且つ指向的に加熱し得る手段
であれば任意に採用でき、例えば膜成長面に指向させた
ヒーターや赤外線ランプ等を挙げることができる。加熱
温度については、基板の過熱を防止するという本発明の
趣旨から理解されるように高温を避けることが望まれ、
具体的には２５０℃以下、より好ましくは２００℃以下
が推奨される。この程度であれば基板の温度を２５０℃
より高温に上昇させる恐れ無しに基板上での膜成長速度
を高めることができ、且つ膜欠陥や粉末合金の発生を抑
止することがで診る。
そして基板が過熱されることがないので、融点がそれほ
ど高くない汎用ポリマーであっても基板として支障なく
用いることができる。
ど高くない汎用ポリマーであっても基板として支障なく
用いることができる。
し実施例］
実施例１
第１図に示す装置を用いて、原料ガス導入部１からＳ
ｉ Ｈ４を２０ｃｃ／ｍｉｎ、希釈用Ｈ２を２０ｃｃ／
＋ｎｉｎの流量で夫々真空槽Ａに導入し、パラトロン真
空計で圧力測定を行ないながら真空槽内の圧力を０．２
Ｔｏｒｒに維持した。基板加熱ヒーター２によって基
板ン昌度を１５０℃に維持しつつ、成膜面加熱用ヒータ
ー８を作動させると共に、周波数１３．５６ Ｍ ｅ
Ｈｚの高周波電力を０．０４Ｗ／ｃｍ２の電力密度で電
極５に印加してグロー放電を開始させ、基板上に膜形成
を行なった。得られた非晶質５ｉ−８合金膜の光電導度
（ＡＭＩ、光量１００ｍＷ／ｃｍ２明部及び暗部）ＥＬ
びＥＳＲスピン密度を測定したところ第１表に示す結果
が得られた。
ｉ Ｈ４を２０ｃｃ／ｍｉｎ、希釈用Ｈ２を２０ｃｃ／
＋ｎｉｎの流量で夫々真空槽Ａに導入し、パラトロン真
空計で圧力測定を行ないながら真空槽内の圧力を０．２
Ｔｏｒｒに維持した。基板加熱ヒーター２によって基
板ン昌度を１５０℃に維持しつつ、成膜面加熱用ヒータ
ー８を作動させると共に、周波数１３．５６ Ｍ ｅ
Ｈｚの高周波電力を０．０４Ｗ／ｃｍ２の電力密度で電
極５に印加してグロー放電を開始させ、基板上に膜形成
を行なった。得られた非晶質５ｉ−８合金膜の光電導度
（ＡＭＩ、光量１００ｍＷ／ｃｍ２明部及び暗部）ＥＬ
びＥＳＲスピン密度を測定したところ第１表に示す結果
が得られた。
尚光電導度は明部及び暗部共にその値が高いほど光電特
性が優れていることを意味し、ＥＳＲスピン密度はその
値が小さいほど膜欠陥が少ないことを意味する。
性が優れていることを意味し、ＥＳＲスピン密度はその
値が小さいほど膜欠陥が少ないことを意味する。
比較例１
実施例１において、成膜面ヒーター８は使用せず基板ヒ
ーター２のみを作動させて基板温度を２７０℃とする他
は、実施例１と同様にして成膜を行なったところ、第１
表に示す特性の非晶質５ｉ−８合金膜が得られた。
ーター２のみを作動させて基板温度を２７０℃とする他
は、実施例１と同様にして成膜を行なったところ、第１
表に示す特性の非晶質５ｉ−８合金膜が得られた。
実施例２
実施例１における成膜面ヒーター８の代わりに第２図に
示す様に、赤外線ランプ１０を用い、さらに原料ガス導
入部１に原料ガス加熱装置９を設けて導入ガスを１６５
℃に加熱する他は、実施例１と同様にして成膜を行なっ
たところ、第１表に示す特性の非晶質５ｔ−Ｈ合金膜が
得られた。
示す様に、赤外線ランプ１０を用い、さらに原料ガス導
入部１に原料ガス加熱装置９を設けて導入ガスを１６５
℃に加熱する他は、実施例１と同様にして成膜を行なっ
たところ、第１表に示す特性の非晶質５ｔ−Ｈ合金膜が
得られた。
第 １ 表
実施例３
第１図に示す装置を用いて、原料ガス導入部１からＳｉ
Ｈ４を２０ｃｃ／ｍｉｎ 、ＧｅＨ４を４ ｃｃ／ｍｉ
ｎ及び希釈用Ｈ２を２０ｃｃ／ｍｉｎの流量で夫々真空
槽Ａ内に導入する他は、実施例２と同様にして成膜を行
なったところ、第２表に示す特性の非晶質Ｓ １−Ｇｅ
−Ｈ合金膜が得られた。
Ｈ４を２０ｃｃ／ｍｉｎ 、ＧｅＨ４を４ ｃｃ／ｍｉ
ｎ及び希釈用Ｈ２を２０ｃｃ／ｍｉｎの流量で夫々真空
槽Ａ内に導入する他は、実施例２と同様にして成膜を行
なったところ、第２表に示す特性の非晶質Ｓ １−Ｇｅ
−Ｈ合金膜が得られた。
比較例２
成膜面ヒーター８による加熱は行なわず、基板ヒーター
２によって基板６を３００℃に加熱する他は、実施例３
と同様にして成膜を行なったところ、第２表に示す特性
の非晶質５ｉ−Ｇｅ−Ｈ合金膜が得られた。
２によって基板６を３００℃に加熱する他は、実施例３
と同様にして成膜を行なったところ、第２表に示す特性
の非晶質５ｉ−Ｇｅ−Ｈ合金膜が得られた。
第 ２ 表
第１．２表に示す通り、本発明方法の実施により基板温
度を高めることなしに、光電特性に優れ、膜欠陥の少な
い非晶質Ｓｉ系合金膜が得られることが分った。又基板
温度は２５０℃以下、更には２００℃以下に抑えること
も可能となり、比較的低融点のポリマー材料であっても
、基板として使用し得ることが確認された。
度を高めることなしに、光電特性に優れ、膜欠陥の少な
い非晶質Ｓｉ系合金膜が得られることが分った。又基板
温度は２５０℃以下、更には２００℃以下に抑えること
も可能となり、比較的低融点のポリマー材料であっても
、基板として使用し得ることが確認された。
第３図は実施例３（イ点）及び比較例２（０点）のデー
タを含む成膜条件下において、基板温度と光電導度（明
部）の関係並びに基板温度とＥＳＲスピン密度の関係を
示すグラフである。
タを含む成膜条件下において、基板温度と光電導度（明
部）の関係並びに基板温度とＥＳＲスピン密度の関係を
示すグラフである。
尚実施例３と比較例２の成膜条件の違いは成膜面加熱用
の赤外線ランプの温度が３００℃と３０℃（常温）の違
いである。
の赤外線ランプの温度が３００℃と３０℃（常温）の違
いである。
第３図に示す様に、赤外線ランプによる加熱を行なわな
い場合には良質膜（明部の光電導度が高く、ＥＳＲスピ
ン密度の小さい膜）を得る為に基板温度を２００〜３０
０℃に加熱しなければならないが、赤外線ランプによる
加熱を実施した場合（本発明）には基板温度が１５０〜
２００℃でも良質膜を得ることができた。
い場合には良質膜（明部の光電導度が高く、ＥＳＲスピ
ン密度の小さい膜）を得る為に基板温度を２００〜３０
０℃に加熱しなければならないが、赤外線ランプによる
加熱を実施した場合（本発明）には基板温度が１５０〜
２００℃でも良質膜を得ることができた。
［発明の効果］
本発明は以上の様に構成されており、グロー放電分解を
利用して非晶質Ｓｉ系合金膜を製造するに際して、膜成
長表面を加熱することにより基板温度を過熱することな
く良質膜を得ることがでとる。
利用して非晶質Ｓｉ系合金膜を製造するに際して、膜成
長表面を加熱することにより基板温度を過熱することな
く良質膜を得ることがでとる。
即ち基板温度が２５０℃以下さらには２００℃以下でも
良質の非晶質を得ることができ、このことは比較的低融
点の汎用ポリマー材料であってもこれを基板とし、その
上に非晶質Ｓｉ系合金膜を成膜できることを意味する。
良質の非晶質を得ることができ、このことは比較的低融
点の汎用ポリマー材料であってもこれを基板とし、その
上に非晶質Ｓｉ系合金膜を成膜できることを意味する。
又高エネルギー（高電圧）や高濃度原料ガス（高圧）を
採用することなく高速で良質膜が得られることを意味す
る。
採用することなく高速で良質膜が得られることを意味す
る。
第１．２図は本発明方法を実施する為の装置を示す概略
説明図、第３図は赤外線ランプ温度が異なる場合の、基
板温度と明部の光電導度及びＥＳＲスピン密度の関係を
示すグラフである。 １・・・原料ガス導入部 ２・・・基板加熱ヒーター
３・・・基板側電極 ４・・・排気部５・・・電
力供給側電極 ６・・・基板７・・・高周波電源 ８・・・成膜面加熱用ヒーター ９・・・原料ガス加熱装置 １０・・・赤外線ランプ ＥＳＲ，＝、ビン密度Ｎ５（ＸＩＯ１６ｃ７ｎ−３）羨 ｇω 囚 光電導度 σｐσｄ （Ω−１，、Ｉ ）蹟 とω 因
説明図、第３図は赤外線ランプ温度が異なる場合の、基
板温度と明部の光電導度及びＥＳＲスピン密度の関係を
示すグラフである。 １・・・原料ガス導入部 ２・・・基板加熱ヒーター
３・・・基板側電極 ４・・・排気部５・・・電
力供給側電極 ６・・・基板７・・・高周波電源 ８・・・成膜面加熱用ヒーター ９・・・原料ガス加熱装置 １０・・・赤外線ランプ ＥＳＲ，＝、ビン密度Ｎ５（ＸＩＯ１６ｃ７ｎ−３）羨 ｇω 囚 光電導度 σｐσｄ （Ω−１，、Ｉ ）蹟 とω 因
Claims (1)
- グロー放電分解法によって非晶質Ｓｉ系合金膜を製造
するに当たり、基板上に成長する非晶質Ｓｉ系合金膜の
表面を加熱しつつ成膜を行なうことを特徴とする非晶質
Ｓｉ系合金膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63098965A JPH01270218A (ja) | 1988-04-20 | 1988-04-20 | 非晶質Ｓｉ系合金膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63098965A JPH01270218A (ja) | 1988-04-20 | 1988-04-20 | 非晶質Ｓｉ系合金膜の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01270218A true JPH01270218A (ja) | 1989-10-27 |
Family
ID=14233779
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63098965A Pending JPH01270218A (ja) | 1988-04-20 | 1988-04-20 | 非晶質Ｓｉ系合金膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01270218A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6216511A (ja) * | 1985-07-15 | 1987-01-24 | Mitsui Toatsu Chem Inc | 半導体薄膜の製造方法 |
-
1988
- 1988-04-20 JP JP63098965A patent/JPH01270218A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6216511A (ja) * | 1985-07-15 | 1987-01-24 | Mitsui Toatsu Chem Inc | 半導体薄膜の製造方法 |
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