JPH0267719A - シリコンカーバイド微結晶薄膜の形成法 - Google Patents
シリコンカーバイド微結晶薄膜の形成法Info
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- JPH0267719A JPH0267719A JP63218289A JP21828988A JPH0267719A JP H0267719 A JPH0267719 A JP H0267719A JP 63218289 A JP63218289 A JP 63218289A JP 21828988 A JP21828988 A JP 21828988A JP H0267719 A JPH0267719 A JP H0267719A
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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】
〔技術分野〕
本発明はシリコンカーバイド微結晶薄膜の形成法に関す
るものであり、とくに、広い禁制帯幅を有するシリコン
カーバイド微結晶薄膜の形成法に関する。
るものであり、とくに、広い禁制帯幅を有するシリコン
カーバイド微結晶薄膜の形成法に関する。
シリコン微結晶薄膜はＰ型半導体、ｎ型半導体の性質を
付与できることが知られており、シリコン太陽電池をは
じめとして、薄膜半導体装置への通用が検討されている
。
付与できることが知られており、シリコン太陽電池をは
じめとして、薄膜半導体装置への通用が検討されている
。
しかして、このシリコン微結晶薄膜の光学的特性の変更
や最適化のためにシリコンカーバイド微結晶薄膜（以下
μｃ−３ｉＣｘと略称する）が検討されている。従来μ
ｃ−３ｉＣｘはモノシランとメタンの電子サイクロトロ
ン共鳴マイクロ波放電分解により、形成されることがＩ
ｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＰＶＳＥＣ−３（Ｔｏｋｙｏ
、 １９８７）で報告されている。この形成条件は、高
水素希釈でかつ、高放電電力を必要とし、ＬＯｅＶはど
の高いエネルギーの電子が薄膜形成雰囲気に存在する苛
酷な条件であるために、当該薄膜を用いる半導体装置を
構成する他の部分に水素原子による化学反応や高エネル
ギー電子やイオン等の衝突による損傷等の悪影響を及ぼ
すことが考えられている。また、従来技術におけるグロ
ー放電分解では、高放電電力、高水素希釈の成膜条件に
おいても、微結晶シリコンが形成されるのみで、シリコ
ンカーバイドは非晶質のままで存在することが、Ｉｎｔ
ｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ＰＶＳＥＣ−３（Ｔｏｋｙｏ。
や最適化のためにシリコンカーバイド微結晶薄膜（以下
μｃ−３ｉＣｘと略称する）が検討されている。従来μ
ｃ−３ｉＣｘはモノシランとメタンの電子サイクロトロ
ン共鳴マイクロ波放電分解により、形成されることがＩ
ｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＰＶＳＥＣ−３（Ｔｏｋｙｏ
、 １９８７）で報告されている。この形成条件は、高
水素希釈でかつ、高放電電力を必要とし、ＬＯｅＶはど
の高いエネルギーの電子が薄膜形成雰囲気に存在する苛
酷な条件であるために、当該薄膜を用いる半導体装置を
構成する他の部分に水素原子による化学反応や高エネル
ギー電子やイオン等の衝突による損傷等の悪影響を及ぼ
すことが考えられている。また、従来技術におけるグロ
ー放電分解では、高放電電力、高水素希釈の成膜条件に
おいても、微結晶シリコンが形成されるのみで、シリコ
ンカーバイドは非晶質のままで存在することが、Ｉｎｔ
ｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ＰＶＳＥＣ−３（Ｔｏｋｙｏ。
１９８７）で同時に報告されている。この結果として、
当該薄膜単味の性能向上が、半導体装置の特性向上に大
きく貢献することなく、いまだ、課題を残している。さ
らに、電子サイクロトロン共鳴マイクロ波放電分解はア
モルファスシリコン太陽電池やアモルファス薄膜トラン
ジスタ等の半導体デバイスの大面積化のためには、製造
装置のコスト高のために、実用性の面での課題も残る。
当該薄膜単味の性能向上が、半導体装置の特性向上に大
きく貢献することなく、いまだ、課題を残している。さ
らに、電子サイクロトロン共鳴マイクロ波放電分解はア
モルファスシリコン太陽電池やアモルファス薄膜トラン
ジスタ等の半導体デバイスの大面積化のためには、製造
装置のコスト高のために、実用性の面での課題も残る。
このために、大面積化に対応できるグロー放電によるシ
リコンカーバイド微結晶薄膜の形成法が望まれている。
リコンカーバイド微結晶薄膜の形成法が望まれている。
本発明者等は、かかる観点に鑑み鋭意検討した結果、原
料として、不飽和炭化水素基を分子内に有するアルキル
シランおよびフッ化シランの混合ガスを用いることによ
り、グロー放電分解により、μｃ−ＳｉＣｘを形成でき
ることを見出して本課題を解決することができた。
料として、不飽和炭化水素基を分子内に有するアルキル
シランおよびフッ化シランの混合ガスを用いることによ
り、グロー放電分解により、μｃ−ＳｉＣｘを形成でき
ることを見出して本課題を解決することができた。
すなわち、本発明は、ラジカル重合可能の不飽和基を有
するシリコン化合物およびフッ化シラン、および水素を
少なくともふくむ混合ガスを、グロー放電により分解す
ることを特徴とするシリコンカーバイド微結晶薄膜（以
下、μｃ−３ｉＣｘと略記する）の形成法、を要旨とす
る。
するシリコン化合物およびフッ化シラン、および水素を
少なくともふくむ混合ガスを、グロー放電により分解す
ることを特徴とするシリコンカーバイド微結晶薄膜（以
下、μｃ−３ｉＣｘと略記する）の形成法、を要旨とす
る。
以下、本発明の詳細な説明する。
本発明において使用する、ラジカル重合可能の不飽和基
を存するシリコン化合物、すなわち、ラジカル重合可能
の不飽和炭化水素基を分子内に有するシラン（以下Ｕ−
シランと略称する）は、一般式 Ｒ＠Ｓ ｌ ｗａＨｚ
ｍ＊ｚ−ｓ （ただし、Ｒはラジカル重合が可能であ
る炭素数２〜１０程度の不飽和炭化水素基、ｍ、ｎは自
然数である０ｍは１または２であり、ｍ＝１のとき、ｎ
−１，２，３゜または４でありｍ−２のとき、ｎ＝１．
２． ３゜４．５．または６である）で表示されるシ
ラン化金物である。
を存するシリコン化合物、すなわち、ラジカル重合可能
の不飽和炭化水素基を分子内に有するシラン（以下Ｕ−
シランと略称する）は、一般式 Ｒ＠Ｓ ｌ ｗａＨｚ
ｍ＊ｚ−ｓ （ただし、Ｒはラジカル重合が可能であ
る炭素数２〜１０程度の不飽和炭化水素基、ｍ、ｎは自
然数である０ｍは１または２であり、ｍ＝１のとき、ｎ
−１，２，３゜または４でありｍ−２のとき、ｎ＝１．
２． ３゜４．５．または６である）で表示されるシ
ラン化金物である。
このＵ−シランの具体的な承引としては、ビニルシラン
、ジビニルシラン、トリビニルシラン、ビニルジシラン
、ジビニルジシラン、トリビニルジシラン、１−プロペ
ニルシラン、２−プロペニルシラン、イソプロペニルシ
ラン、１−ブテニルシラン、２−ブテニルシラン、２−
ペンテニルシラン、エチニルシラン等の珪素化合物が好
ましいものとして挙げられる。
、ジビニルシラン、トリビニルシラン、ビニルジシラン
、ジビニルジシラン、トリビニルジシラン、１−プロペ
ニルシラン、２−プロペニルシラン、イソプロペニルシ
ラン、１−ブテニルシラン、２−ブテニルシラン、２−
ペンテニルシラン、エチニルシラン等の珪素化合物が好
ましいものとして挙げられる。
本発明で使用するに有用なフッ化シランは、Ｓ ｉａＨ
ｚｍ＋ｔ−ｂＦ ｂ （ａは１または２であり、ｂはａ
＝ｌ１１のときｌ、２，３．または４であり、ａ−２の
とき１，２，３，４，５．または６である、）の一般式
であられされるシリコン化合物である。このフッ化シラ
ンの具体的な承引としては、モノフルオロシラン、ジフ
ルオロシラン、トリフルオロシラン、テトラフルオロシ
ラン、モノフルオロジシラン、ジフルオロジシラン、ト
リフルオロジシラン、テトラフルオロジシラン、ペンタ
フルオロジシラン、ヘキサフルオロジシラン等を有効に
用いることができる。
ｚｍ＋ｔ−ｂＦ ｂ （ａは１または２であり、ｂはａ
＝ｌ１１のときｌ、２，３．または４であり、ａ−２の
とき１，２，３，４，５．または６である、）の一般式
であられされるシリコン化合物である。このフッ化シラ
ンの具体的な承引としては、モノフルオロシラン、ジフ
ルオロシラン、トリフルオロシラン、テトラフルオロシ
ラン、モノフルオロジシラン、ジフルオロジシラン、ト
リフルオロジシラン、テトラフルオロジシラン、ペンタ
フルオロジシラン、ヘキサフルオロジシラン等を有効に
用いることができる。
Ｕ−シランとフッ化シランとの混合比率は特に限定され
るものではないが、フッ化シランをＵ−シランに対して
、比較的多量、すなわち、０．１容量倍から２０容量倍
程度で用いるのが本発明の目的を達成するため、好まし
い。
るものではないが、フッ化シランをＵ−シランに対して
、比較的多量、すなわち、０．１容量倍から２０容量倍
程度で用いるのが本発明の目的を達成するため、好まし
い。
本発明においては、さらに原料ガスとして、Ｕ−シラン
とフッ化シランと共に、水素を用いるものであるが、水
素は上記のシリコンの化合物に対して、好ましくは、２
容量倍以上で用いられる。
とフッ化シランと共に、水素を用いるものであるが、水
素は上記のシリコンの化合物に対して、好ましくは、２
容量倍以上で用いられる。
好ましくは、４容量倍以上で５０容量倍以下である。水
素量が５０容量倍よりも大きい条件においても、μＣ−
３ｉＣｘは形成されるが、半導体デバイスの作製におい
て、このような高水素量のμｃ−ＳｉＣｘ作製条件は、
半導体デバイスの特性を低下させることになるため、好
ましい条件ではない、一方２容量倍よりも少ない条件で
は、μＣ−３ｉＣｘの特性低下が著しい、と（に、ｐ型
やｎ型の導電性をあたえるために導入する不純物の効果
が低下する。
素量が５０容量倍よりも大きい条件においても、μＣ−
３ｉＣｘは形成されるが、半導体デバイスの作製におい
て、このような高水素量のμｃ−ＳｉＣｘ作製条件は、
半導体デバイスの特性を低下させることになるため、好
ましい条件ではない、一方２容量倍よりも少ない条件で
は、μＣ−３ｉＣｘの特性低下が著しい、と（に、ｐ型
やｎ型の導電性をあたえるために導入する不純物の効果
が低下する。
本発明においては、かかる混合ガスを、グロー放電分解
するものであるが、グロー放電分解は、プラズマＣＶＤ
（プラズマ化学堆積法）の手法を有効に用いることが
できる。プラズマは直流電力、交流電力、高周波電力、
マイクロ波電力等の電力を減圧下、原料ガス混合物に供
給することによって、発生させることができる。
するものであるが、グロー放電分解は、プラズマＣＶＤ
（プラズマ化学堆積法）の手法を有効に用いることが
できる。プラズマは直流電力、交流電力、高周波電力、
マイクロ波電力等の電力を減圧下、原料ガス混合物に供
給することによって、発生させることができる。
本発明において、薄膜形成の条件は、原料としてシリコ
ン化合物と水素とを混合して用いるほかには、とくに、
限定されるものはない１本発明においては、低放電電力
、低基板温度においてμＣ５１Ｃｘを得ることができる
。これは本発明の別の特徴である。さらに、モノシラン
、ジシラン等の水素化シリコンをＵ−シランと混合して
使用することにより、μｃ−３ｉＣｘの炭素含有量の変
化が可能であり、光学的バンドギャップを変更すること
ができる。さらに、不純物のドーピングによりＰ型、ｎ
型の半導体の性質を付与することもできる。ｐ型、およ
びｎ型の性質を付与するには、それぞれ、ジボラン、お
よびホスフィンのような硼素およびリンを含有する化合
物を原料ガスとともに、グロー放電分解すればよい。
ン化合物と水素とを混合して用いるほかには、とくに、
限定されるものはない１本発明においては、低放電電力
、低基板温度においてμＣ５１Ｃｘを得ることができる
。これは本発明の別の特徴である。さらに、モノシラン
、ジシラン等の水素化シリコンをＵ−シランと混合して
使用することにより、μｃ−３ｉＣｘの炭素含有量の変
化が可能であり、光学的バンドギャップを変更すること
ができる。さらに、不純物のドーピングによりＰ型、ｎ
型の半導体の性質を付与することもできる。ｐ型、およ
びｎ型の性質を付与するには、それぞれ、ジボラン、お
よびホスフィンのような硼素およびリンを含有する化合
物を原料ガスとともに、グロー放電分解すればよい。
本発明において、μｃ−３ｉＣｘ作製時の基板温度、反
応圧力、原料ガス流量、放電電力等の具体的な成膜条件
としては、用いるグロー放電分解方法により、最適条件
が異なるものであり、分解手法に応じて適宜決定される
ものであるが、その場合の有効な指針となりうる点を以
下にあげておくことにする。
応圧力、原料ガス流量、放電電力等の具体的な成膜条件
としては、用いるグロー放電分解方法により、最適条件
が異なるものであり、分解手法に応じて適宜決定される
ものであるが、その場合の有効な指針となりうる点を以
下にあげておくことにする。
基板温度はμｃ−３ｉＣｘの光学的あるいは電気的性質
を変更する。基板温度は１００°Ｃ以上、３５０°Ｃ以
下であるが、好ましくは１５０°Ｃ以上、３００°Ｃ以
下であり、さらに、好ましくは、１７５℃以上、２５０
°Ｃ以下である。ｐ型、ｎ型の半導体の性質を付与する
ときに、温度の低下は光透過率を大きくするが、電気抵
抗が大きくなりすぎて、半導体装置に用いるに好ましく
ない、また、温度上昇にともない光学的バンドギヤ、プ
が減少し、さらに、μｃ−３ｉＣｘが基板から剥離する
傾向があられれるために、好ましくない。
を変更する。基板温度は１００°Ｃ以上、３５０°Ｃ以
下であるが、好ましくは１５０°Ｃ以上、３００°Ｃ以
下であり、さらに、好ましくは、１７５℃以上、２５０
°Ｃ以下である。ｐ型、ｎ型の半導体の性質を付与する
ときに、温度の低下は光透過率を大きくするが、電気抵
抗が大きくなりすぎて、半導体装置に用いるに好ましく
ない、また、温度上昇にともない光学的バンドギヤ、プ
が減少し、さらに、μｃ−３ｉＣｘが基板から剥離する
傾向があられれるために、好ましくない。
一方、反応圧力は、０．０１ｔｏｒｒから１０ｔｏｒｒ
程度の範囲で、好ましくは、０．０２ｔｏｒｒから２．
０ｔｏｒｒ程度の範囲である。
程度の範囲で、好ましくは、０．０２ｔｏｒｒから２．
０ｔｏｒｒ程度の範囲である。
また、原料ガス流量や放電電力は成膜装置の成膜室や放
電電極の大きさ、基板の大きさ、目的とする炭素含有量
、成膜速度等によって、適宜選択される。原料ガス流量
としては、シリコン化合物においては、１から１０１０
００ｓｃで充分であり、水素は２倍から５０倍の範囲で
用いられる。
電電極の大きさ、基板の大きさ、目的とする炭素含有量
、成膜速度等によって、適宜選択される。原料ガス流量
としては、シリコン化合物においては、１から１０１０
００ｓｃで充分であり、水素は２倍から５０倍の範囲で
用いられる。
放電電力は、低下させることができ、５Ｗから１５０Ｗ
で充分であり、好ましくは、ＬＯＷから１００Ｗ、さら
に、好ましくはＩＯＷから６０Ｗ程度である。
で充分であり、好ましくは、ＬＯＷから１００Ｗ、さら
に、好ましくはＩＯＷから６０Ｗ程度である。
（作用〕
珪素化合物のプラズマ分解においては、シリコン関連の
各種のラジカル種が形成されることが、一般的に認識さ
れている０本発明のＵ−シランが特に有効に作用するの
は、これらシリコン関連のラジカルと本発明のＵ−シラ
ン中の不飽和炭化水素基とはラジカル反応を起こしうる
ので、ペンダントとして、残存する炭化水素基が少なく
なり、炭素がシリコンのネットワーク中に効果的に取り
込まれるために、従来技術におけるがごとき苛酷な条件
を用いずにμｃ ５ｉＣｘが形成されるものと考えら
れる。
各種のラジカル種が形成されることが、一般的に認識さ
れている０本発明のＵ−シランが特に有効に作用するの
は、これらシリコン関連のラジカルと本発明のＵ−シラ
ン中の不飽和炭化水素基とはラジカル反応を起こしうる
ので、ペンダントとして、残存する炭化水素基が少なく
なり、炭素がシリコンのネットワーク中に効果的に取り
込まれるために、従来技術におけるがごとき苛酷な条件
を用いずにμｃ ５ｉＣｘが形成されるものと考えら
れる。
特に、成膜に要する放電電力を、上記したごと〈従来技
術におけるよりも大幅に低下できることは、半導体デバ
イス、たとえば、薄膜太陽電池、発光素子、光センサー
等を形成する時に死活的に好ましい条件を提供できるこ
ととなる。けだし、半導体デバイスは、電極ならびに数
種類の薄膜半導体で形成されることが、はとんどである
ところ、従来技術におけるがごとく、μｃ−３ｉＣｘの
形成に際し、放電電力が高い形成条件を採用せざるを得
ない状況では、すでに形成されている電極や半導体薄膜
に大きなプラズマ損傷を与えざるを得ないことが、当業
者には周知の事実となっており、このために、分解に要
する電力を低下させる各種の試みが必死に模索されてい
るにもかかわらず、これを突破する技術的飛躍は今まで
なし遂げられていなかったからである。
術におけるよりも大幅に低下できることは、半導体デバ
イス、たとえば、薄膜太陽電池、発光素子、光センサー
等を形成する時に死活的に好ましい条件を提供できるこ
ととなる。けだし、半導体デバイスは、電極ならびに数
種類の薄膜半導体で形成されることが、はとんどである
ところ、従来技術におけるがごとく、μｃ−３ｉＣｘの
形成に際し、放電電力が高い形成条件を採用せざるを得
ない状況では、すでに形成されている電極や半導体薄膜
に大きなプラズマ損傷を与えざるを得ないことが、当業
者には周知の事実となっており、このために、分解に要
する電力を低下させる各種の試みが必死に模索されてい
るにもかかわらず、これを突破する技術的飛躍は今まで
なし遂げられていなかったからである。
以下、実施例により、本発明の実施のＢ様をさらに具体
的に説明する。
的に説明する。
〔実施例１）
薄膜形成装置としては、■原料流量制御手段を有する原
料供給手段、■原料を分解するための放電を発生するた
めの手段、■１０ｔｏｒｒ以下の圧力に薄膜形成雰囲気
を保持するための真空排気手段、■その上にμｃ−Ｓｉ
Ｃｘｉ膜が形成される基板を薄膜形成室内に挿入するた
めの手段、■当該基板を保持する手段、■当該基板の加
熱手段、圧力、温度等の形成条件を測定する手段を少な
くとも備えた薄膜形成室を有する当該装置を用いて、μ
ｃ−３ｉＣｘｆｌ膜の形成を実施した。原料ガスとして
は、モノビニルシラン、ジフルオロシランおよび水素の
混合ガスを用いた。μｃ−５ｉＣｘの特性測定のために
、基板は石英ガラスを用いた。ｙｉ膜形成温度は２００
°Ｃとした。モノビニルシランを５ｓｅｃｍ、ジフルオ
ロシランを５ｓｅｃｍ、水素を４０ｓｅｃｍの流量で薄
膜形成室に供給しながら、真空排気手段により、当該薄
膜形成室の圧力を５０ｍｔ ｏ ｒ ｒに保持した。周
波数は１３．５６ＭＨｚで放電電力は６０Ｗで実施した
。薄膜は１μｍの厚みに形成した。光学的バンドギャッ
プは２．３５ｅＶであった。また、ラマン散乱スペクト
ルには、７４０ｃｍ−’および５２０ ｃ ｍ−’にピ
ークを観測することができた。これらのピークはそれぞ
れキュービックＳｉＣ結晶、結晶シリコンに特有のラマ
ンピークであり、本発明において、シリコンカーバイド
微結晶（微結晶５ｉＣ）が主体として生成していること
を確認した。すなわち、本薄膜はシリコンの微結晶をも
含む高可視光透過率の薄膜である。
料供給手段、■原料を分解するための放電を発生するた
めの手段、■１０ｔｏｒｒ以下の圧力に薄膜形成雰囲気
を保持するための真空排気手段、■その上にμｃ−Ｓｉ
Ｃｘｉ膜が形成される基板を薄膜形成室内に挿入するた
めの手段、■当該基板を保持する手段、■当該基板の加
熱手段、圧力、温度等の形成条件を測定する手段を少な
くとも備えた薄膜形成室を有する当該装置を用いて、μ
ｃ−３ｉＣｘｆｌ膜の形成を実施した。原料ガスとして
は、モノビニルシラン、ジフルオロシランおよび水素の
混合ガスを用いた。μｃ−５ｉＣｘの特性測定のために
、基板は石英ガラスを用いた。ｙｉ膜形成温度は２００
°Ｃとした。モノビニルシランを５ｓｅｃｍ、ジフルオ
ロシランを５ｓｅｃｍ、水素を４０ｓｅｃｍの流量で薄
膜形成室に供給しながら、真空排気手段により、当該薄
膜形成室の圧力を５０ｍｔ ｏ ｒ ｒに保持した。周
波数は１３．５６ＭＨｚで放電電力は６０Ｗで実施した
。薄膜は１μｍの厚みに形成した。光学的バンドギャッ
プは２．３５ｅＶであった。また、ラマン散乱スペクト
ルには、７４０ｃｍ−’および５２０ ｃ ｍ−’にピ
ークを観測することができた。これらのピークはそれぞ
れキュービックＳｉＣ結晶、結晶シリコンに特有のラマ
ンピークであり、本発明において、シリコンカーバイド
微結晶（微結晶５ｉＣ）が主体として生成していること
を確認した。すなわち、本薄膜はシリコンの微結晶をも
含む高可視光透過率の薄膜である。
〔実施例２〕
実施例１において、形成条件を次のように変更して、ｐ
型の高透過率でかつ高導電性の薄膜の形成を実施した。
型の高透過率でかつ高導電性の薄膜の形成を実施した。
放電電力を２０Ｗ、Ｆ！膜形成温度を２５０°Ｃとした
。モノビニルシランを５ｓｅｃｍ１ジフルオロシランを
５ｓｅｃｍ、水素を１０１００５ｅの流量で１膜形成室
に供給しながら、真空排気手段により、当該薄膜形成室
の圧力を７０ｍｔ ｏ ｒ ｒに保持した。原料ガスに
さらに、ジボラン１容量％を添加して、ｐ型μｃ−３ｉ
Ｃｘ薄膜の形成を試みた。光学バンドギャップは約２．
２ｅＶ、導電率は２５Ｓ／ｃｍであった。このように、
光透過性でかつ、低抵抗のｐ型薄膜の形成ができた。
。モノビニルシランを５ｓｅｃｍ１ジフルオロシランを
５ｓｅｃｍ、水素を１０１００５ｅの流量で１膜形成室
に供給しながら、真空排気手段により、当該薄膜形成室
の圧力を７０ｍｔ ｏ ｒ ｒに保持した。原料ガスに
さらに、ジボラン１容量％を添加して、ｐ型μｃ−３ｉ
Ｃｘ薄膜の形成を試みた。光学バンドギャップは約２．
２ｅＶ、導電率は２５Ｓ／ｃｍであった。このように、
光透過性でかつ、低抵抗のｐ型薄膜の形成ができた。
〔実施例３］
実施例２において、太陽電池の光入射側に使用できる性
能を有していることが、明らかとなったので、該ｐ型薄
膜を用いてＰｉｎ型のアモルファス太陽電池の形成を試
みた。Ｐ型μｃ−ＳｉＣｘを透明電極上に１５０人形成
後、プラズマ分解（プラズマＣＶＤ ）により、ｉ型ア
モルファス膜、ｎ型μｃ−３ｉの順序でそれぞれの膜厚
を５０００人、３００人形成した。さらに、金属電極を
形成して、ＡＭＩ、１００ｍＷ／ｄの擬似太陽光を照射
して、太陽電池の性能を測定した。太陽電池の開放端電
圧が０．９８Ｖを示し、従来技術で一般的なＯ，ａＶ台
に比べて、きわめて高いことが明らかとなった。これは
、本発明のμｃ−３ｉＣＸ形成条件が温和なために、透
明電極に与える影響が軽減された結果を表すものである
。
能を有していることが、明らかとなったので、該ｐ型薄
膜を用いてＰｉｎ型のアモルファス太陽電池の形成を試
みた。Ｐ型μｃ−ＳｉＣｘを透明電極上に１５０人形成
後、プラズマ分解（プラズマＣＶＤ ）により、ｉ型ア
モルファス膜、ｎ型μｃ−３ｉの順序でそれぞれの膜厚
を５０００人、３００人形成した。さらに、金属電極を
形成して、ＡＭＩ、１００ｍＷ／ｄの擬似太陽光を照射
して、太陽電池の性能を測定した。太陽電池の開放端電
圧が０．９８Ｖを示し、従来技術で一般的なＯ，ａＶ台
に比べて、きわめて高いことが明らかとなった。これは
、本発明のμｃ−３ｉＣＸ形成条件が温和なために、透
明電極に与える影響が軽減された結果を表すものである
。
（実施例４〕
実施例２において、水素希釈率の影響を調べるために、
水素混合量を２容量倍に低下せしめて、μｃ−５ｉＣｘ
を形成した。得られた薄膜の光学的バンドギャップは約
２．３５ｅＶであり、暗導電率は８ Ｘ １０−’Ｓ
／ｃｒａと依然として、良好なドーピング特性を示した
。このように、薄膜の導電率を大きく低下させずに、水
素の希釈量を低下せしめ得ることは、半導体装置を作製
するときの放電あるいは水素原子による反応等による損
傷を軽減する上できわめて有利であり、本発明の大きい
利点である。
水素混合量を２容量倍に低下せしめて、μｃ−５ｉＣｘ
を形成した。得られた薄膜の光学的バンドギャップは約
２．３５ｅＶであり、暗導電率は８ Ｘ １０−’Ｓ
／ｃｒａと依然として、良好なドーピング特性を示した
。このように、薄膜の導電率を大きく低下させずに、水
素の希釈量を低下せしめ得ることは、半導体装置を作製
するときの放電あるいは水素原子による反応等による損
傷を軽減する上できわめて有利であり、本発明の大きい
利点である。
〔実施例５〕
実施例２において、ジボランのかわりに、ホスフィンを
用いた。ホスフィンの供給量はシリコン化合物にたいし
て０．５容量％で実施した。放電電力は１５Ｗとした。
用いた。ホスフィンの供給量はシリコン化合物にたいし
て０．５容量％で実施した。放電電力は１５Ｗとした。
得られた薄膜の光学的バンドギャップは約２．３５ｅＶ
、暗導電率は７０５７ｃｍ以上であり、ｎ型の半導体薄
膜として、極めて優れたドーピング特性を示すことが明
らかとなった。
、暗導電率は７０５７ｃｍ以上であり、ｎ型の半導体薄
膜として、極めて優れたドーピング特性を示すことが明
らかとなった。
〔実施例６〕
実施例２において、さらにＵシランとフン化シランの混
合比率の影響を調べるために、モノビニルシランを０．
５ｓｃｃｍ、 ジフルオロシランを１０１０５ｅに変
更して、ｐｃ−３ｉＣｘを形成した。得られた薄膜の光
学的バンドギャップは約２、ＯｅＶと若干狭くなったが
、暗導電率は３０Ｓ／ｃ＋ａと依然として良好なドーピ
ング特性を有していた。
合比率の影響を調べるために、モノビニルシランを０．
５ｓｃｃｍ、 ジフルオロシランを１０１０５ｅに変
更して、ｐｃ−３ｉＣｘを形成した。得られた薄膜の光
学的バンドギャップは約２、ＯｅＶと若干狭くなったが
、暗導電率は３０Ｓ／ｃ＋ａと依然として良好なドーピ
ング特性を有していた。
〔比較例１］
実施例１のモノビニルシランのかわりに、メタンを用い
た。当該薄膜の光学的バンドギャップは約１．９ｅＶで
あり、ラマン散乱スペクトルにおいては、４８０ ｃ
ｍ−’にアモルファスシリコンに特有のピークを得るの
みであった。このように、原料を、本発明で規定する範
囲外のものに変更することにより、μｃ−３ｉＣｘの形
成が困難になることが明らかとなった。
た。当該薄膜の光学的バンドギャップは約１．９ｅＶで
あり、ラマン散乱スペクトルにおいては、４８０ ｃ
ｍ−’にアモルファスシリコンに特有のピークを得るの
みであった。このように、原料を、本発明で規定する範
囲外のものに変更することにより、μｃ−３ｉＣｘの形
成が困難になることが明らかとなった。
〔比較例２］
比較例１において、従来技術で行われているように、放
を電力を２００Ｗに変更して、薄膜を形成した。放電電
力を２００Ｗにすることにより、μｃ−３ｉＣｘの形成
が出来ないばかりか、薄膜は基板から剥離してしまった
。
を電力を２００Ｗに変更して、薄膜を形成した。放電電
力を２００Ｗにすることにより、μｃ−３ｉＣｘの形成
が出来ないばかりか、薄膜は基板から剥離してしまった
。
〔発明の効果および産業上の利用可能性〕以上の実施例
から明らかなように、本発明の原料混合物を用いること
により、広い光学的バンドギャップで、かつ、高い導電
率を示す電気特性にすぐれたシリコンカーバイド微結晶
薄膜を与えるものである。また、放電分解時のプラズマ
損傷についても、放電電力を低下せしめ得ることが可能
である。このように、本発明の原料混合物を使用した方
法は、薄膜を利用する半導体デバイス、たとえば、薄膜
太陽電池、発光素子、光センサー薄膜トランジスタ、Ｐ
ＰＣ用感光体等を形成するための方法としてすぐれたも
のであることが明らかである。
から明らかなように、本発明の原料混合物を用いること
により、広い光学的バンドギャップで、かつ、高い導電
率を示す電気特性にすぐれたシリコンカーバイド微結晶
薄膜を与えるものである。また、放電分解時のプラズマ
損傷についても、放電電力を低下せしめ得ることが可能
である。このように、本発明の原料混合物を使用した方
法は、薄膜を利用する半導体デバイス、たとえば、薄膜
太陽電池、発光素子、光センサー薄膜トランジスタ、Ｐ
ＰＣ用感光体等を形成するための方法としてすぐれたも
のであることが明らかである。
Claims (3)
- （１）ラジカル重合可能の不飽和基を有するシリコン化
合物およびフッ化シラン、および水素を少なくともふく
む混合ガスを、グロー放電により分解することを特徴と
するシリコンカーバイド微結晶薄膜の形成法。 - （２）請求項１記載の薄膜の形成法において、該混合ガ
スにｐ型の導電性を与える不純物を添加して分解するシ
リコンカーバイド微結晶ｐ型薄膜の形成法。 - （３）請求項１記載の薄膜の形成法において、該混合ガ
スにｎ型の導電性を与える不純物を添加して分解するシ
リコンカーバイド微結晶ｎ型薄膜の形成法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21828988A JP2726676B2 (ja) | 1988-09-02 | 1988-09-02 | シリコンカーバイド微結晶薄膜の形成法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21828988A JP2726676B2 (ja) | 1988-09-02 | 1988-09-02 | シリコンカーバイド微結晶薄膜の形成法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0267719A true JPH0267719A (ja) | 1990-03-07 |
| JP2726676B2 JP2726676B2 (ja) | 1998-03-11 |
Family
ID=16717503
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21828988A Expired - Fee Related JP2726676B2 (ja) | 1988-09-02 | 1988-09-02 | シリコンカーバイド微結晶薄膜の形成法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2726676B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000214490A (ja) * | 1990-12-29 | 2000-08-04 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | テレビ受像機 |
| JP2006176811A (ja) * | 2004-12-21 | 2006-07-06 | Rikogaku Shinkokai | 結晶性ＳｉＣ膜の製造方法 |
-
1988
- 1988-09-02 JP JP21828988A patent/JP2726676B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000214490A (ja) * | 1990-12-29 | 2000-08-04 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | テレビ受像機 |
| JP2006176811A (ja) * | 2004-12-21 | 2006-07-06 | Rikogaku Shinkokai | 結晶性ＳｉＣ膜の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2726676B2 (ja) | 1998-03-11 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |