JPH0137861B2 - - Google Patents
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- JPH0137861B2 JPH0137861B2 JP55085019A JP8501980A JPH0137861B2 JP H0137861 B2 JPH0137861 B2 JP H0137861B2 JP 55085019 A JP55085019 A JP 55085019A JP 8501980 A JP8501980 A JP 8501980A JP H0137861 B2 JPH0137861 B2 JP H0137861B2
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- H10P14/20—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials
- H10P14/34—Deposited materials, e.g. layers
- H10P14/3402—Deposited materials, e.g. layers characterised by the chemical composition
- H10P14/3404—Deposited materials, e.g. layers characterised by the chemical composition being Group IVA materials
- H10P14/3411—Silicon, silicon germanium or germanium
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- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/50—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
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- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
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- H10F71/10—Manufacture or treatment of devices covered by this subclass the devices comprising amorphous semiconductor material
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- H10P14/3444—P-type
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
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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
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、直流又は低周波交流の例えばグロー
放電等の放電を利用して膜形成する膜形成法の改
良、殊に膜形成速度を飛躍的に向上させる膜形成
法に関する。
放電等の放電を利用して膜形成する膜形成法の改
良、殊に膜形成速度を飛躍的に向上させる膜形成
法に関する。
水素原子又はハロゲン原子の少なくともいずれ
か一方を含有し、シリコン原子又はゲルマニウム
原子の少なくともいずれか一方を母体とするアモ
ルフアス材料、例えばアモルフアス水素化シリコ
ン（以後Ａ−Si：Ｈと略す。）、アモルフアスハロ
ゲン化シリコン（以後Ａ−Si：Ｘと略す）、アモ
ルフアス水素化ゲルマニウム（以後Ａ−Ge：Ｈ
と略す）、アモルフアスハロゲン化ゲルマニウム
（以後Ａ−Ge：Ｘと略す）等は、従来のアモルフ
アスシリコン（以後Ａ−Siと略す）或いはアモル
フアスゲルマニウム（以後Ａ−Geと略す）に比
してダングリンクボンド、及びボイド等の欠陥が
少ないので、光導電体として使用した場合、非常
に高感度であること、又結晶シリコン（以後Ｃ−
Siと略す。）或は結晶ゲルマニウム（以後Ｃ−Ge
と略す）と同様ホウ素Ｂの如く３族の元素、燐
（Ｐ）、砒素（As）の如く５族の元素をドーピン
グすることにより、伝導型をＰ型もしくはｎ型、
ｉ型に制御が可能であること、更にグロー放電
法、等の真空堆積法を利用して成膜し得るゆえに
大面積化が可能であることにより、最近太陽電池
用素子材料、撮像管のターゲツト材料、電子写真
用感光体の光導電材料として脚光をあび、それ等
の各目的の為に開発されている。しかしＡ−Si：
Ｈ、Ａ−Si：Ｘ、Ａ−Ge：Ｈ、Ａ−Ge：Ｘ等の
膜を上記の方法にて成膜しようとした場合の基板
の堆積速度は一般に0.1〜40Å／secでのSeの如き
光導電材料のそれと比較した場合非常に遅い。こ
の堆積速度の遅さは充分な厚さの厚膜が必要とさ
れる用途にＡ−Si：Ｈ、Ａ−Si−：Ｘ、Ａ−
Ge：Ｈ、Ａ−Ge：Ｘ等を利用しようとする場合
には生産性が低くなりコストアツプ化につながり
非常に大きな障害となつている。
か一方を含有し、シリコン原子又はゲルマニウム
原子の少なくともいずれか一方を母体とするアモ
ルフアス材料、例えばアモルフアス水素化シリコ
ン（以後Ａ−Si：Ｈと略す。）、アモルフアスハロ
ゲン化シリコン（以後Ａ−Si：Ｘと略す）、アモ
ルフアス水素化ゲルマニウム（以後Ａ−Ge：Ｈ
と略す）、アモルフアスハロゲン化ゲルマニウム
（以後Ａ−Ge：Ｘと略す）等は、従来のアモルフ
アスシリコン（以後Ａ−Siと略す）或いはアモル
フアスゲルマニウム（以後Ａ−Geと略す）に比
してダングリンクボンド、及びボイド等の欠陥が
少ないので、光導電体として使用した場合、非常
に高感度であること、又結晶シリコン（以後Ｃ−
Siと略す。）或は結晶ゲルマニウム（以後Ｃ−Ge
と略す）と同様ホウ素Ｂの如く３族の元素、燐
（Ｐ）、砒素（As）の如く５族の元素をドーピン
グすることにより、伝導型をＰ型もしくはｎ型、
ｉ型に制御が可能であること、更にグロー放電
法、等の真空堆積法を利用して成膜し得るゆえに
大面積化が可能であることにより、最近太陽電池
用素子材料、撮像管のターゲツト材料、電子写真
用感光体の光導電材料として脚光をあび、それ等
の各目的の為に開発されている。しかしＡ−Si：
Ｈ、Ａ−Si：Ｘ、Ａ−Ge：Ｈ、Ａ−Ge：Ｘ等の
膜を上記の方法にて成膜しようとした場合の基板
の堆積速度は一般に0.1〜40Å／secでのSeの如き
光導電材料のそれと比較した場合非常に遅い。こ
の堆積速度の遅さは充分な厚さの厚膜が必要とさ
れる用途にＡ−Si：Ｈ、Ａ−Si−：Ｘ、Ａ−
Ge：Ｈ、Ａ−Ge：Ｘ等を利用しようとする場合
には生産性が低くなりコストアツプ化につながり
非常に大きな障害となつている。
特に電子写真用感光体の光導電層を構成する光
導電材料としてＡ−Si：Ｈ、Ａ−Si：Ｘ或いはＡ
−Ge：Ｈ、Ａ−Ge：Ｘを利用しようとする場合
大概の電子写真手法に於いて良好な画質を得るた
めには光導電層は10μｍ以上の層厚が必要とな
り、光導電層の層形成時に於ける基板への堆積速
度の遅さは実用化する場合より深刻な問題となつ
ている。
導電材料としてＡ−Si：Ｈ、Ａ−Si：Ｘ或いはＡ
−Ge：Ｈ、Ａ−Ge：Ｘを利用しようとする場合
大概の電子写真手法に於いて良好な画質を得るた
めには光導電層は10μｍ以上の層厚が必要とな
り、光導電層の層形成時に於ける基板への堆積速
度の遅さは実用化する場合より深刻な問題となつ
ている。
因みに20μｍ厚のＡ−Si：Ｈ系若しくはＡ−
Si：Ｘ系の光導電層を形成しようとする場合堆積
速度が10Å／seaであると層形成に要する時間は
5.5時間となり非常に長時間の層形成時間が必要
になりハイコストな電子写真感光体となつてしま
う。
Si：Ｘ系の光導電層を形成しようとする場合堆積
速度が10Å／seaであると層形成に要する時間は
5.5時間となり非常に長時間の層形成時間が必要
になりハイコストな電子写真感光体となつてしま
う。
この為にＡ−Si：Ｈ、Ａ−Si：Ｘ更にはＡ−
Ge：Ｈ、Ａ−Ge：Ｘを成膜する手法として最つ
とも再現性よく高感度膜が得られると一般の言わ
れているグロー放電法の場合、堆積速度を向上す
るために堆積装置の工夫改良、放電電力、原料ガ
ス濃度、原料ガス圧力、原料ガス流量、放電々源
の周波数、基板温度と堆積速度の相関関係につい
て数多くの研究が行われてきている。例えばＡ−
Si：Ｈに関してはKnightの「Characterizationof
Plasma−Deposited」Amorphous Si：Ｈ
Thin Filmsという論文によると原料ガス濃度と
放電電力を増加することにより堆積速度が１Å／
seaから９Å／seaに増加することが述べられてい
る。
Ge：Ｈ、Ａ−Ge：Ｘを成膜する手法として最つ
とも再現性よく高感度膜が得られると一般の言わ
れているグロー放電法の場合、堆積速度を向上す
るために堆積装置の工夫改良、放電電力、原料ガ
ス濃度、原料ガス圧力、原料ガス流量、放電々源
の周波数、基板温度と堆積速度の相関関係につい
て数多くの研究が行われてきている。例えばＡ−
Si：Ｈに関してはKnightの「Characterizationof
Plasma−Deposited」Amorphous Si：Ｈ
Thin Filmsという論文によると原料ガス濃度と
放電電力を増加することにより堆積速度が１Å／
seaから９Å／seaに増加することが述べられてい
る。
又内田喜之等の「大面積アモルフアスSi太陽電
池」という論文によると原料ガス圧力を2Torr〜
20Torrの範囲で変化させると堆積速度が１Å／
seaから３Å／seaに増加することが述べられてい
る。更には原料ガス吐出口、排気口の工夫、放電
電極の工夫を行つて堆積速度の増加が計られてい
る。しかし現在まで数十μｍの膜厚で実用的な光
感度を有するＡ−Si：Ｈ、Ａ−Si：Ｘ、Ａ−
Ge：Ｈ、Ａ−Ge：Ｘ等の膜を数時間で成膜出来
る程の堆積速度、すなわち数十Å／sea程度の堆
積速度で持続的に所定の膜形成時間の間膜形成し
得る方法に就ては未だ報告されていない。
池」という論文によると原料ガス圧力を2Torr〜
20Torrの範囲で変化させると堆積速度が１Å／
seaから３Å／seaに増加することが述べられてい
る。更には原料ガス吐出口、排気口の工夫、放電
電極の工夫を行つて堆積速度の増加が計られてい
る。しかし現在まで数十μｍの膜厚で実用的な光
感度を有するＡ−Si：Ｈ、Ａ−Si：Ｘ、Ａ−
Ge：Ｈ、Ａ−Ge：Ｘ等の膜を数時間で成膜出来
る程の堆積速度、すなわち数十Å／sea程度の堆
積速度で持続的に所定の膜形成時間の間膜形成し
得る方法に就ては未だ報告されていない。
この様に高い堆積速度を維持させ乍ら、数十μ
ｍの厚膜を形成する方法の開発が多方面からアプ
ローチされているが有効に工業化し得る程の優れ
た堆積膜形成法は、今のところまだ提案されてい
ない。
ｍの厚膜を形成する方法の開発が多方面からアプ
ローチされているが有効に工業化し得る程の優れ
た堆積膜形成法は、今のところまだ提案されてい
ない。
他方、放電を利用した真空堆積法でＡ−Si：
Ｈ、Ａ−Si：ＸやＡ−Ge：Ｈ、Ａ−Ge：Ｘ等の
膜を形成する方法としては、通常容量型と誘導型
の方法があるが、均一特性を有する大面積の膜を
作製するには一般に容量型の方法、殊に、容量型
グロー放電法が有利であるとされている。そし
て、この容量型は、更に直流法と交流法に分類さ
れている。
Ｈ、Ａ−Si：ＸやＡ−Ge：Ｈ、Ａ−Ge：Ｘ等の
膜を形成する方法としては、通常容量型と誘導型
の方法があるが、均一特性を有する大面積の膜を
作製するには一般に容量型の方法、殊に、容量型
グロー放電法が有利であるとされている。そし
て、この容量型は、更に直流法と交流法に分類さ
れている。
この様な容量型グロー放電法により例えば
SiH4、Si2H6等の膜形成用の原料ガスを放電エネ
ルギーにより分解させて支持体上にシリコン原子
を母体とするアモルフアス材料を堆積させて膜を
形成しようとする場合、交流法に於いては通常グ
ロー放電を起す為の電源周波数は、数ＭHz〜数十
ＭHzの高周波が用いられている。
SiH4、Si2H6等の膜形成用の原料ガスを放電エネ
ルギーにより分解させて支持体上にシリコン原子
を母体とするアモルフアス材料を堆積させて膜を
形成しようとする場合、交流法に於いては通常グ
ロー放電を起す為の電源周波数は、数ＭHz〜数十
ＭHzの高周波が用いられている。
このように高周波が用いられる利由は、例えば
Ａ−Si：Ｈ、Ａ−Si：Ｘ膜は107〜1015Ωcm程度の
高い体積抵抗率をもつているために膜が支持体も
しくは支持体を兼ねた放電々極上に堆積するにつ
れて、この形成された膜が割合小さな静電容量を
有する物質が放電領域に直列に挿入されたのと同
様の効果により起る放電インピーダンスの増加を
押えて長時間安定した放電を持続させるためであ
る。
Ａ−Si：Ｈ、Ａ−Si：Ｘ膜は107〜1015Ωcm程度の
高い体積抵抗率をもつているために膜が支持体も
しくは支持体を兼ねた放電々極上に堆積するにつ
れて、この形成された膜が割合小さな静電容量を
有する物質が放電領域に直列に挿入されたのと同
様の効果により起る放電インピーダンスの増加を
押えて長時間安定した放電を持続させるためであ
る。
この様に交流法に於いては、安定した放電を持
続させることが出来るという利点はあるが、一般
には、堆積速度が遅く厚膜のものを短時間で形成
し様とする場合には、不利である。
続させることが出来るという利点はあるが、一般
には、堆積速度が遅く厚膜のものを短時間で形成
し様とする場合には、不利である。
他方原料ガスを効率よく分解し、必要とする膜
形成成分のみを支持体に早い堆積速度で堆積させ
るには、直流によるグロ−放電を行うことが最適
であると考えられている。而乍ら膜の堆積が進む
につれて上記に説明したように放電インピーダン
ス増加が起こり、長時間安定した放電を持続する
ことが困難である。
形成成分のみを支持体に早い堆積速度で堆積させ
るには、直流によるグロ−放電を行うことが最適
であると考えられている。而乍ら膜の堆積が進む
につれて上記に説明したように放電インピーダン
ス増加が起こり、長時間安定した放電を持続する
ことが困難である。
すなわち例えば第１図に示すように放電々極
２，３が距離50mm程度離して対向させるように設
置されており更に放電々極２にAl基板４を保持
させ、且つAl基板４を加熱することを可能にす
るヒーター７を埋設させる機能を持たせた膜堆積
装置１内を矢印Ｂの方向に真空ポンプにより真空
度が２×10-6Torr程度迄排気しSiH4、Si2H6等の
膜形成用の原料ガスを矢印Ａの方向により原料ガ
ス、導入バルブ６を開いて流量50SCCMで膜堆積
装置１内に導入し、真空ポンプの排気能力を制御
して膜堆積装置１内の圧力を1Torrに調整し放電
電極２，３間に直流電源５により印加して放電を
起こさせて膜形成する場合を考慮する。
２，３が距離50mm程度離して対向させるように設
置されており更に放電々極２にAl基板４を保持
させ、且つAl基板４を加熱することを可能にす
るヒーター７を埋設させる機能を持たせた膜堆積
装置１内を矢印Ｂの方向に真空ポンプにより真空
度が２×10-6Torr程度迄排気しSiH4、Si2H6等の
膜形成用の原料ガスを矢印Ａの方向により原料ガ
ス、導入バルブ６を開いて流量50SCCMで膜堆積
装置１内に導入し、真空ポンプの排気能力を制御
して膜堆積装置１内の圧力を1Torrに調整し放電
電極２，３間に直流電源５により印加して放電を
起こさせて膜形成する場合を考慮する。
この場合の、放電電圧を600Vとしたときの膜
堆積時間と放電電流、膜堆積速度の各々の関係を
グラフ化したものを第２図に示す。
堆積時間と放電電流、膜堆積速度の各々の関係を
グラフ化したものを第２図に示す。
第２図に示される様に上記の直流グロー放電を
利用する方法に於いては膜形成が進行するにつれ
て放電電流、堆積速度が膜形成時間の経過と共に
急激に減少して行きやがては放電の自然停止が起
つて最早、そのままでは膜形成を続けることが出
来なくなり、材料依存性はあるが、例えばＡ−
Si：Ｈ膜の場合には高々数μ程度の膜厚のものし
か得ることが出来ない。
利用する方法に於いては膜形成が進行するにつれ
て放電電流、堆積速度が膜形成時間の経過と共に
急激に減少して行きやがては放電の自然停止が起
つて最早、そのままでは膜形成を続けることが出
来なくなり、材料依存性はあるが、例えばＡ−
Si：Ｈ膜の場合には高々数μ程度の膜厚のものし
か得ることが出来ない。
依つて本発明はＡ−Si：Ｈ、Ａ−Si：Ｘ或いは
Ａ−Ge：Ｈ、Ａ−Ge：Ｘ等の水素原子又はハロ
ゲン原子Ｘの少なくともいずれか一方を含有し、
ゲルマニウム原子又はシリコン原子の少なくとも
いずれか一方を母体とするアモルフアス材料から
成る膜の堆積速度を、実用的な光感度を有する膜
が得られる状態を維持したまゝで増大させる堆積
膜形成法を提供することを目的とする。
Ａ−Ge：Ｈ、Ａ−Ge：Ｘ等の水素原子又はハロ
ゲン原子Ｘの少なくともいずれか一方を含有し、
ゲルマニウム原子又はシリコン原子の少なくとも
いずれか一方を母体とするアモルフアス材料から
成る膜の堆積速度を、実用的な光感度を有する膜
が得られる状態を維持したまゝで増大させる堆積
膜形成法を提供することを目的とする。
又、本発明は、形成される膜全領域に於いて、
特性の均一な膜が容易に形成され得る堆積膜形成
法を提供することも目的とする。
特性の均一な膜が容易に形成され得る堆積膜形成
法を提供することも目的とする。
本発明の膜形成法は直流又は低周波交流の放電
を利用して、水素原子又はハロゲン原子の少なく
ともいずれか一方を含有し、シリコン原子又はゲ
ルマニウム原子の少なくともいずれか一方を母体
とするアモルフアス材料から成る膜を支持体上に
形成する過程で、前記アモルフアス材料の感受す
る電磁波を形成膜面に照射して、放電の持続を妨
げる放電インピーダンスの増加を押える事を特徴
とする。
を利用して、水素原子又はハロゲン原子の少なく
ともいずれか一方を含有し、シリコン原子又はゲ
ルマニウム原子の少なくともいずれか一方を母体
とするアモルフアス材料から成る膜を支持体上に
形成する過程で、前記アモルフアス材料の感受す
る電磁波を形成膜面に照射して、放電の持続を妨
げる放電インピーダンスの増加を押える事を特徴
とする。
本発明の膜形成法に於いて膜形成の際、膜面に
照射される電磁波としては、形成される膜が電磁
波照射を受けて導電性が向上し、且つ電磁波照射
による特性の劣化がない様な電磁波であれば大概
のものが採用され得る。
照射される電磁波としては、形成される膜が電磁
波照射を受けて導電性が向上し、且つ電磁波照射
による特性の劣化がない様な電磁波であれば大概
のものが採用され得る。
その様な電磁波としては紫外光線、可視光線、
赤外光線、Ｘ線、γ線等を挙げることが出来る。
而乍ら、膜形成時の安全性、電磁波照射装置の簡
便さ、照射効率の良さ等の点より紫外光線、可視
光線、赤外光線等が頻繁に採用され得る。
赤外光線、Ｘ線、γ線等を挙げることが出来る。
而乍ら、膜形成時の安全性、電磁波照射装置の簡
便さ、照射効率の良さ等の点より紫外光線、可視
光線、赤外光線等が頻繁に採用され得る。
この様な電磁波の中で、本発明に於いて、殊に
好ましいとされるのは、形成するアモルフアス材
料のエネルギーバンドギヤツプEgよりも大きい
エネルギーを有し、形成される膜面に照射した際
に、膜表面領域部分だけでなく、膜内部でもある
程度吸収される様な波長スペクトルを有する電磁
波である。
好ましいとされるのは、形成するアモルフアス材
料のエネルギーバンドギヤツプEgよりも大きい
エネルギーを有し、形成される膜面に照射した際
に、膜表面領域部分だけでなく、膜内部でもある
程度吸収される様な波長スペクトルを有する電磁
波である。
その様な電磁波としては、例えば、形成される
膜がＡ−Si：Ｈ、Ａ−Si：Ｘで構成される場合に
は、350nｍ〜850nｍの波長領域、殊には500nｍ
〜800nｍの波長領域に波長分布を有する可視光
線を挙げることが出来る。
膜がＡ−Si：Ｈ、Ａ−Si：Ｘで構成される場合に
は、350nｍ〜850nｍの波長領域、殊には500nｍ
〜800nｍの波長領域に波長分布を有する可視光
線を挙げることが出来る。
膜形成過程に於ける電磁波の照射は、膜形成中
連続的に行なつても良いし、膜形成速度との相関
関係の基に断続して行つても良い。
連続的に行なつても良いし、膜形成速度との相関
関係の基に断続して行つても良い。
本発明に於いて、使用される放電としては、直
流又は低周波の交流のグロー放電又はアーク放電
が採用されるが殊に直流のグロー放電を利用して
膜形成する場合に本発明の顕著な効果が現われ
る。
流又は低周波の交流のグロー放電又はアーク放電
が採用されるが殊に直流のグロー放電を利用して
膜形成する場合に本発明の顕著な効果が現われ
る。
低周波交流としては、数Hz〜数＋Hzの直流に近
い極低周波の交流の場合に本発明は有効であり、
殊に、数Hzの堆積によつてグロー放電を生起させ
て膜形成を行う場合には良好な結果を得る。
い極低周波の交流の場合に本発明は有効であり、
殊に、数Hzの堆積によつてグロー放電を生起させ
て膜形成を行う場合には良好な結果を得る。
本発明に於いては、一層の良好な効果を得る為
に、膜形成する過程に於いて電磁波照射を行うと
共に、膜形成の為の基板（支持体）を所望の温度
に加熱するのが望ましい。
に、膜形成する過程に於いて電磁波照射を行うと
共に、膜形成の為の基板（支持体）を所望の温度
に加熱するのが望ましい。
本発明に於いて、加熱される基板の温度（基板
温度Ts）としては、通常の場合50℃上、好まし
くは100℃〜450℃の範囲とされるのが望ましいも
のである。
温度Ts）としては、通常の場合50℃上、好まし
くは100℃〜450℃の範囲とされるのが望ましいも
のである。
以上詳述された様に本発明の膜形成によれば基
板上に形成されるアモルフアス材料から成る膜の
裏面若しくは表面を電磁波照射しながら直流放電
又は低周波交流放電を行うと早い堆積速度を長時
間の間維持しながら膜作製が可能で、更には放電
電圧、放電電流がほゞ一定の条件で、換言すれば
ほゞ一定の放電エネルギーのもとで膜作製が可能
であり、膜中の水素原子濃度、又は／及びハロゲ
ン原子Ｘ濃度が大面積に亘つて均一でその特性が
均一な膜の作製が可能である。
板上に形成されるアモルフアス材料から成る膜の
裏面若しくは表面を電磁波照射しながら直流放電
又は低周波交流放電を行うと早い堆積速度を長時
間の間維持しながら膜作製が可能で、更には放電
電圧、放電電流がほゞ一定の条件で、換言すれば
ほゞ一定の放電エネルギーのもとで膜作製が可能
であり、膜中の水素原子濃度、又は／及びハロゲ
ン原子Ｘ濃度が大面積に亘つて均一でその特性が
均一な膜の作製が可能である。
本発明の顕著な効果を示す為にシリコンを母体
とするアモルフアス材料の例を挙げて更に詳細に
述べるが、ゲルマニウム原子、又は、シリコン原
子とゲルマニウム原子を母体とするアモルフアス
材料の膜を形成する場合も略々同様な効果を得る
ことが出来るのである。
とするアモルフアス材料の例を挙げて更に詳細に
述べるが、ゲルマニウム原子、又は、シリコン原
子とゲルマニウム原子を母体とするアモルフアス
材料の膜を形成する場合も略々同様な効果を得る
ことが出来るのである。
以下の実施例に於いては、説明の煩雑さを避け
る為に、本発明に於いて殊に有効である容量型直
流グロー放電法を利用する場合に就て述べる。
る為に、本発明に於いて殊に有効である容量型直
流グロー放電法を利用する場合に就て述べる。
実施例 １
第３図に示す膜堆積装置８内に放電々極ホルダ
ー９，１０を50mm離して対向配置する放電電極ホ
ルダー９にはハロゲンランプ１３−１，１３−
２、基板加熱ヒーター１４が収納されていてホル
ダー開口部にITO〔In2O3（Sn）〕透明電極が被覆
されたガラス基板１１が電極面が下向きになるよ
う保持された。
ー９，１０を50mm離して対向配置する放電電極ホ
ルダー９にはハロゲンランプ１３−１，１３−
２、基板加熱ヒーター１４が収納されていてホル
ダー開口部にITO〔In2O3（Sn）〕透明電極が被覆
されたガラス基板１１が電極面が下向きになるよ
う保持された。
又放電電極ホルダー１０にはハロゲンランプ１
５−１，１５−２が収納されていてホルダー開口
部にはITO透明電極が被覆されたガラス基板１２
が電極面が上向きになるように保持されている。
放電電極ホルダー９とガラス基板１１の電極面と
は電気的に導通状態にあり、放電電極ホルダー９
は直流電源１６のマイナス電極端子に接続されて
いる。放電電極ホルダー１０とガラス基板１２の
電極面も同様に電気的に導通状態にあり放電電極
ホルダー１０は接地されている。
５−１，１５−２が収納されていてホルダー開口
部にはITO透明電極が被覆されたガラス基板１２
が電極面が上向きになるように保持されている。
放電電極ホルダー９とガラス基板１１の電極面と
は電気的に導通状態にあり、放電電極ホルダー９
は直流電源１６のマイナス電極端子に接続されて
いる。放電電極ホルダー１０とガラス基板１２の
電極面も同様に電気的に導通状態にあり放電電極
ホルダー１０は接地されている。
この膜堆積装置８内を矢印B′の方向に真空ポ
ンプにより真空度が約２×10-6Torrになるまで
排気した。更に基板加熱ヒーター１４をオンして
透明電極被覆ガラス基板１１を200℃になる様に
加熱し、この状態を堆持した。真空度が２×
10-6Torr、基板温度が200℃に達した時点に於い
て原料ガス流入バルブ１７を開き50SCCMの流量
でSiH4を膜堆積装置８内に導入し、そして真空
ポンプ排気能力を調整して膜堆積装置８内の圧力
を1Torrにした。
ンプにより真空度が約２×10-6Torrになるまで
排気した。更に基板加熱ヒーター１４をオンして
透明電極被覆ガラス基板１１を200℃になる様に
加熱し、この状態を堆持した。真空度が２×
10-6Torr、基板温度が200℃に達した時点に於い
て原料ガス流入バルブ１７を開き50SCCMの流量
でSiH4を膜堆積装置８内に導入し、そして真空
ポンプ排気能力を調整して膜堆積装置８内の圧力
を1Torrにした。
直流電源１６をオンして基板ホルダー９に
600Vの電圧を印加してグロー放電を起こさしめ
ると同時にランプ１３，１５を点灯しITO被覆基
板ガラス１１上にＡ−Si：Ｈ膜の形成を行つた。
このときの放電電流は100ｍＡでこの電流値は堆
積時間中ほぼ同一に保持された。この様にして膜
形成を行つた際の堆積時間と、放電電流、堆積時
間と膜堆積速度との関係が第４図に各々示される
（図の実線）。
600Vの電圧を印加してグロー放電を起こさしめ
ると同時にランプ１３，１５を点灯しITO被覆基
板ガラス１１上にＡ−Si：Ｈ膜の形成を行つた。
このときの放電電流は100ｍＡでこの電流値は堆
積時間中ほぼ同一に保持された。この様にして膜
形成を行つた際の堆積時間と、放電電流、堆積時
間と膜堆積速度との関係が第４図に各々示される
（図の実線）。
又、2hrの堆積時間でITO被覆基板ガラス１１
上には約28μｍのＡ−Si：Ｈ膜が形成された。
上には約28μｍのＡ−Si：Ｈ膜が形成された。
実施例 ２
第５図に本実施例で使用した膜堆積装置１８の
横断面図を示す。膜堆積装置１８内には実施例１
と同様に放電電極１９，２０を間隔50mmで対向さ
せ、放電電極１９には導電性基板を保持する機能
を持たせてAl基板２１を保持させた。又放電電
極１９内には図示されていないがAl基板２１を
加熱するためのヒーターを埋設した。放電電極２
０の外側に放電領域を限定するための静電遮蔽筒
２２を設けた。又静電遮蔽筒２２の２ケ所に光が
透過出来るように金属メツシユ２３，２４を設け
た。
横断面図を示す。膜堆積装置１８内には実施例１
と同様に放電電極１９，２０を間隔50mmで対向さ
せ、放電電極１９には導電性基板を保持する機能
を持たせてAl基板２１を保持させた。又放電電
極１９内には図示されていないがAl基板２１を
加熱するためのヒーターを埋設した。放電電極２
０の外側に放電領域を限定するための静電遮蔽筒
２２を設けた。又静電遮蔽筒２２の２ケ所に光が
透過出来るように金属メツシユ２３，２４を設け
た。
金属メツシユ２３，２４の外側には放電電極１
９，２０の膜堆積面を光照射するためのハロゲン
ランプ２５，２６を配置した。
９，２０の膜堆積面を光照射するためのハロゲン
ランプ２５，２６を配置した。
以上述べた膜堆積装置１８にて実施例１と同様
の堆積条件にて2hrの膜堆積をAl基板に行なつた
ところ極めて良好な特性を有する膜が約30μ厚に
形成され、良い結果を得た。
の堆積条件にて2hrの膜堆積をAl基板に行なつた
ところ極めて良好な特性を有する膜が約30μ厚に
形成され、良い結果を得た。
第１図は従来法を説明する為の装置の模式的説
明図、第２図は、第１図の装置による従来法で得
られる結果の一例を示す為の説明図、第３図及び
第５図は夫々本発明の膜形成法を具現化する装置
の模式的説明図、第４図は本発明の方法で得た結
果の一例を示す為の説明図である。 ８……膜堆積装置、９，１０……放電電極ホル
ダー、１３，１５……ハロゲンランプ、１６……
直流電源、１８……膜堆積装置、１９，２０……
放電電極。
明図、第２図は、第１図の装置による従来法で得
られる結果の一例を示す為の説明図、第３図及び
第５図は夫々本発明の膜形成法を具現化する装置
の模式的説明図、第４図は本発明の方法で得た結
果の一例を示す為の説明図である。 ８……膜堆積装置、９，１０……放電電極ホル
ダー、１３，１５……ハロゲンランプ、１６……
直流電源、１８……膜堆積装置、１９，２０……
放電電極。
Claims (1)
- １ 直流又は低周波交流の放電を利用して、水素
原子又はハロゲン原子の少なくともいずれか一方
を含有し、シリコン原子又はゲルマニウム原子の
少なくともいずれか一方を母体とするアモルフア
ス材料から成る膜を支持体上に形成する過程で、
前記アモルフアス材料の感受する電磁波を形成膜
面に照射して、放電の持続を妨げる放電インピー
ダンスの増加を押える事を特徴とする膜形成法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8501980A JPS5710920A (en) | 1980-06-23 | 1980-06-23 | Film forming process |
| DE19813124447 DE3124447A1 (de) | 1980-06-23 | 1981-06-22 | Verfahren zur bildung eines niederschlagfilms |
| GB8119171A GB2081745B (en) | 1980-06-23 | 1981-06-22 | Coating by gas decomposition |
| US06/487,718 US4448801A (en) | 1980-06-23 | 1983-04-29 | Process for forming deposition film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8501980A JPS5710920A (en) | 1980-06-23 | 1980-06-23 | Film forming process |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5710920A JPS5710920A (en) | 1982-01-20 |
| JPH0137861B2 true JPH0137861B2 (ja) | 1989-08-09 |
Family
ID=13847015
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8501980A Granted JPS5710920A (en) | 1980-06-23 | 1980-06-23 | Film forming process |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4448801A (ja) |
| JP (1) | JPS5710920A (ja) |
| DE (1) | DE3124447A1 (ja) |
| GB (1) | GB2081745B (ja) |
Families Citing this family (69)
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| JPS59106572A (ja) * | 1982-12-06 | 1984-06-20 | 信越化学工業株式会社 | 炭素繊維の表面処理方法 |
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