JPH03101123A - 非晶質系半導体膜の製造法 - Google Patents
非晶質系半導体膜の製造法Info
- Publication number
- JPH03101123A JPH03101123A JP1237829A JP23782989A JPH03101123A JP H03101123 A JPH03101123 A JP H03101123A JP 1237829 A JP1237829 A JP 1237829A JP 23782989 A JP23782989 A JP 23782989A JP H03101123 A JPH03101123 A JP H03101123A
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- Japan
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- carbon
- semiconductor film
- amorphous semiconductor
- vinylsilane
- gas
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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】
（イ）産業上の利用分野
この発明は、非晶質系半導体膜、ことに少なくともシリ
コンとカーボンを含む非晶質系半導体膜の製造方法に関
する。
コンとカーボンを含む非晶質系半導体膜の製造方法に関
する。
（ロ）従来の技術及び
発明が解決しようとする課題
非晶質シリコンを始めとする非晶質半導体は、太陽電池
や、薄膜トランジスタなどの電子デバイスに応用が進め
られている。非晶質シリコンにカーボンを加えた非晶質
シリコンカーボンは、非晶質シリコンに比べて広い光学
的バンドギャップが得られる材料である。このため真性
の非晶質シリコンカーボンは、積層型太陽電池の上部太
陽電池の活性層としての開発が進められている。またボ
ロンをドーピングしたＰ型非晶質シリコンカーボンは太
陽電池のＰ層として用いられている。
や、薄膜トランジスタなどの電子デバイスに応用が進め
られている。非晶質シリコンにカーボンを加えた非晶質
シリコンカーボンは、非晶質シリコンに比べて広い光学
的バンドギャップが得られる材料である。このため真性
の非晶質シリコンカーボンは、積層型太陽電池の上部太
陽電池の活性層としての開発が進められている。またボ
ロンをドーピングしたＰ型非晶質シリコンカーボンは太
陽電池のＰ層として用いられている。
従来プラズマＣＶＤ法による非晶質シリコンカーボン薄
膜の製造において、カーボン原子を供給する原料ガスと
してはメタン、エタン、エチレン、アセチレンなどの炭
化水素類のガスが用いられ、まＬシリコン原子を供給す
る原料ガスとしては、シラン、ジシランなどシラン化合
物のガスが用いられてきた。
膜の製造において、カーボン原子を供給する原料ガスと
してはメタン、エタン、エチレン、アセチレンなどの炭
化水素類のガスが用いられ、まＬシリコン原子を供給す
る原料ガスとしては、シラン、ジシランなどシラン化合
物のガスが用いられてきた。
しかし、これらの原料ガスだけを用いて、プラズマＣＶ
Ｄ法によって真性の非晶質シリコンカーボン膜を製造し
た場合には、光導電率等の膜の光電特性が低く、低品質
な膜しか得られていなかった。最近、原料ガスを水素ガ
スで希釈する水素ガス希釈法により、光電特性が向上し
、高品質な膜が得られることが知られるようになった。
Ｄ法によって真性の非晶質シリコンカーボン膜を製造し
た場合には、光導電率等の膜の光電特性が低く、低品質
な膜しか得られていなかった。最近、原料ガスを水素ガ
スで希釈する水素ガス希釈法により、光電特性が向上し
、高品質な膜が得られることが知られるようになった。
しかしながら真性の非晶質シリコンカーボンの太陽電池
への応用を鑑みれば、その光電特性は未だ充分とはいえ
ず、より高い光電特性をもつ高品質な非晶質シリコンカ
ーボン膜の製造方法が要求されていた。
への応用を鑑みれば、その光電特性は未だ充分とはいえ
ず、より高い光電特性をもつ高品質な非晶質シリコンカ
ーボン膜の製造方法が要求されていた。
そこで、原料ガスを検討した結果、ピニルンランガスを
用いると高品質の非晶質半導体膜が得られる事実を見出
し、この発明を完成させた。
用いると高品質の非晶質半導体膜が得られる事実を見出
し、この発明を完成させた。
（ハ）課題を解決するための手段
この発明によれば、ＣＶＤ法を用いて少なくともシリコ
ンとカーボンを含む非晶質系半導体膜を製造するに際し
て、原料ガスとしてビニルシランを使用することを特徴
とする非晶質系半導体膜の製造法が提供される。
ンとカーボンを含む非晶質系半導体膜を製造するに際し
て、原料ガスとしてビニルシランを使用することを特徴
とする非晶質系半導体膜の製造法が提供される。
この発明において非晶質系半導体とは、実質的に完全に
非晶質半導体のみならず、非晶質相中に微少な粒径の結
晶相を混在したいわゆる非晶質微結晶混相半導体をも包
含する。
非晶質半導体のみならず、非晶質相中に微少な粒径の結
晶相を混在したいわゆる非晶質微結晶混相半導体をも包
含する。
この発明におけるＣＶＤ法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐ
ｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）とは、プラズｖＣＶＤ法、
フォトＣＶＤ法及びＥＣＲ−ＣＶＤ法が含まれる。この
何れも使用できる。これらの各方法を実施するに当たっ
て、装置、反応条件等はそれ自体公知のむのが利用でき
る。
ｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）とは、プラズｖＣＶＤ法、
フォトＣＶＤ法及びＥＣＲ−ＣＶＤ法が含まれる。この
何れも使用できる。これらの各方法を実施するに当たっ
て、装置、反応条件等はそれ自体公知のむのが利用でき
る。
この発明におけるビニルシランとは、モノビニルシラン
、ジビニルシラン、トリビニルシラン及びテトラビニル
シランを意味する。これらの中で、モノビニルシランの
使用が最も好ましい。この発明の方法において、ビニル
シランは、主にカーボン原子の供給源として使用される
。しかし、ンリコン原子の供給源としてら使用できる。
、ジビニルシラン、トリビニルシラン及びテトラビニル
シランを意味する。これらの中で、モノビニルシランの
使用が最も好ましい。この発明の方法において、ビニル
シランは、主にカーボン原子の供給源として使用される
。しかし、ンリコン原子の供給源としてら使用できる。
この発明の方法によって、少なくともシリコンとカーボ
ンを含む非晶質系半導体膜を製造するに当り、手段とし
ては上記のＣＶＤ法が用いられ、また原料ガスとしてビ
ニルシランを使用することを必須とする。
ンを含む非晶質系半導体膜を製造するに当り、手段とし
ては上記のＣＶＤ法が用いられ、また原料ガスとしてビ
ニルシランを使用することを必須とする。
原料ガスとしては、ビニルシランをカーボン原子供給源
として利用する場合には、モノシラン（ＳｉＨ，）、ジ
ンラン（ＳｉｔＨｓ）などのシリコン化合物をシリコン
原子供給源として組合わせて使用される。その際の使用
割合は、例えば、ビニルンラン：モノンランが１・５０
〜５０・ｌ（ガス容量比）である。
として利用する場合には、モノシラン（ＳｉＨ，）、ジ
ンラン（ＳｉｔＨｓ）などのシリコン化合物をシリコン
原子供給源として組合わせて使用される。その際の使用
割合は、例えば、ビニルンラン：モノンランが１・５０
〜５０・ｌ（ガス容量比）である。
一方、ビニルシランをンリコン源としてｆり用する場合
は、メタン、エタン、エチレン、アセチレンなどの炭化
水素をカーボン源として組合わけて使用される。使用割
合は、ビニルシラン、炭化水素が１・５０〜５０・ｌ（
ガス容量比）である。
は、メタン、エタン、エチレン、アセチレンなどの炭化
水素をカーボン源として組合わけて使用される。使用割
合は、ビニルシラン、炭化水素が１・５０〜５０・ｌ（
ガス容量比）である。
上記の使用割合は、所望する膜の性質、組成などを考慮
して設定することが望ましい。さらに、ビニル７ランは
、上記のシリコン化合物及び炭化水素と組合わせて使用
することらできる。
して設定することが望ましい。さらに、ビニル７ランは
、上記のシリコン化合物及び炭化水素と組合わせて使用
することらできる。
上記カーホン原子供給源及びシリコン原子供給源を含有
する原料ガスは、一般に水素ガスで希釈して使用するの
が好ましい。それによって光電特性の向上がみられる。
する原料ガスは、一般に水素ガスで希釈して使用するの
が好ましい。それによって光電特性の向上がみられる。
水素ガスは、原料ガスに対して約１０００倍！（ガス容
量）まで用いることができる。
量）まで用いることができる。
この際、水素ガスを原料ガスに対して約２００倍量以上
に制御すると、非晶質相中に３０〜５００人程度の粒径
の結晶相が混在した非晶質微結晶混相半導体を形成する
ことができる。
に制御すると、非晶質相中に３０〜５００人程度の粒径
の結晶相が混在した非晶質微結晶混相半導体を形成する
ことができる。
この発明の方法によって非晶質系半導体膜を製造するの
に、所望によって不純物のドーピングを行ってもよい。
に、所望によって不純物のドーピングを行ってもよい。
例えば、ジボランガスについていえば、原料ガスに対し
て、Ｏｐｐｍ−５％の範囲が適している。
て、Ｏｐｐｍ−５％の範囲が適している。
この発明の非晶質系半導体膜は、太陽電池や薄膜トラン
ジスタなどの電子デバイスに応用でき、それに必要な基
板上に形成されることはいうまでもないことである。
ジスタなどの電子デバイスに応用でき、それに必要な基
板上に形成されることはいうまでもないことである。
かくして、この発明による非晶質系半導体膜は、少なく
ともシリコンとカーボンを含有するもので、光電特性に
おいて従来品より優れている。
ともシリコンとカーボンを含有するもので、光電特性に
おいて従来品より優れている。
このことは、以下の理由によるものと考えられる。すな
わち、従来の炭化水素ガスをカーボン源として用いた場
合には、該ガスから生成されたカーボン原子を含むラジ
カルは、成長中の非晶質シリコンカーボン膜表面で吸着
され、熱エネルギーをえて脱離する際に、表面を被覆し
ていた水素を引き抜く反応を起こし、表面に未結合手を
露出させ、高品質な膜が得られない原因となると考えら
れる。
わち、従来の炭化水素ガスをカーボン源として用いた場
合には、該ガスから生成されたカーボン原子を含むラジ
カルは、成長中の非晶質シリコンカーボン膜表面で吸着
され、熱エネルギーをえて脱離する際に、表面を被覆し
ていた水素を引き抜く反応を起こし、表面に未結合手を
露出させ、高品質な膜が得られない原因となると考えら
れる。
一方この発明によるビニルシランを用いた場合には、該
ガスから生成されたラジカルが、膜表面から脱離する際
に、表面を被覆していた水素を弓き抜く反応は、従来に
比べて少なく、表面に露出する未結合手は少ない。この
ため高品質な膜が得られると考えられる。
ガスから生成されたラジカルが、膜表面から脱離する際
に、表面を被覆していた水素を弓き抜く反応は、従来に
比べて少なく、表面に露出する未結合手は少ない。この
ため高品質な膜が得られると考えられる。
（ニ）実施例
容量結合型プラズマＣＶＤ装置を用いて、ガラス基板上
に非晶質シリコンカーボン膜を堆積して、１）その際、
モノシラン（ＳｉＨ，）、モノビニルシラン（Ｓ ｉ
Ｈ３ＣｔＨ３、沸点−２２，８℃、融点１７９．０８°
Ｃ）を原料ガスとして供給し、水素ガスを希釈ガスとし
て供給した。上記の基板の加熱温度は２８０℃で、ＲＦ
パワー密度０．１３１／ｃｍ’である。
に非晶質シリコンカーボン膜を堆積して、１）その際、
モノシラン（ＳｉＨ，）、モノビニルシラン（Ｓ ｉ
Ｈ３ＣｔＨ３、沸点−２２，８℃、融点１７９．０８°
Ｃ）を原料ガスとして供給し、水素ガスを希釈ガスとし
て供給した。上記の基板の加熱温度は２８０℃で、ＲＦ
パワー密度０．１３１／ｃｍ’である。
ガス流量、圧力は表１に示す通りである。
更に、得られた非晶質シリコンカーボン膜上に、ＡＩ電
極を蒸着し、常法によって光導電率などの光電特性を測
定した。結果は表１に示す。
極を蒸着し、常法によって光導電率などの光電特性を測
定した。結果は表１に示す。
流 量 （ｓｃｃｍ） 圧力 最バフＦ有フ
１ 光導電率モノンランモノビニルシラン水素（ｍＴｏ
ｒｒ）（ｅＶ）（Ｓａｍ−９２，５１１７５２００２，
０１，３ＸｌＯ−’１１１００１５Ｇ２．１１．０ＸＩ
Ｆ’１２１５０２０Ｇ２．２５．０ｘｌＯ′’暗導電率 （Ｓ ｃｍ−つ ６．０ｘｌＯ−” ２．０ｘｌＯ” １．０ｘｌＯ” ２）一方、比較として、従来法により上記とほぼ同様に
非晶質シリコンカーボン膜及びＡＩ電極を形成し、光電
特性を測定した。
１ 光導電率モノンランモノビニルシラン水素（ｍＴｏ
ｒｒ）（ｅＶ）（Ｓａｍ−９２，５１１７５２００２，
０１，３ＸｌＯ−’１１１００１５Ｇ２．１１．０ＸＩ
Ｆ’１２１５０２０Ｇ２．２５．０ｘｌＯ′’暗導電率 （Ｓ ｃｍ−つ ６．０ｘｌＯ−” ２．０ｘｌＯ” １．０ｘｌＯ” ２）一方、比較として、従来法により上記とほぼ同様に
非晶質シリコンカーボン膜及びＡＩ電極を形成し、光電
特性を測定した。
但し、従来法の条件は、モノシランｌＯ１０５ｃ ；メ
タン５ 、１Ｇ、 、１５．２０．２５ｓｅｃｍ ；圧
力１００ｍＴｏｒｒ。
タン５ 、１Ｇ、 、１５．２０．２５ｓｅｃｍ ；圧
力１００ｍＴｏｒｒ。
ＲＦパワー密度０，１３胃／ｃｍ”、基板温度２８０℃
である。
である。
更に、（水素ガス希釈の従来法）の条件はモノシラン４
ｓｅｃｍ ；メタン２．４．６．８．１０１０５ｃ；
水素１５０．２００．２５０．３００．３５０ｓｅｃｍ
（モノシラン＋メタンの２５倍）；圧力２５０ｍＴｏ
ｒｒ ； ＲＦパワー密度０．１３Ｗ／ａｍ”、基板温
度２８０℃である。
ｓｅｃｍ ；メタン２．４．６．８．１０１０５ｃ；
水素１５０．２００．２５０．３００．３５０ｓｅｃｍ
（モノシラン＋メタンの２５倍）；圧力２５０ｍＴｏ
ｒｒ ； ＲＦパワー密度０．１３Ｗ／ａｍ”、基板温
度２８０℃である。
得られた結果は、第１図に示す。
（ホ）発明の効果
−
本発明による製造法を用いることによって従来よりら光
電特性のよい高品質の膜が得られ、デバイスへの応用が
可能となった。
電特性のよい高品質の膜が得られ、デバイスへの応用が
可能となった。
第１図は従来法、水素ガス希釈従来法及び本発明の方法
によって、製造された非晶質シリコンカーボン膜の導電
率の光学的バンドギャップに対する変化を示した図であ
る。 １・ｌ 光導電率：従来法、１２ 光導電率：水素ガス
希釈従来法、１３ 光導電率：本発明の方法、２１ 暗
導電率；従来法、２２ 暗導電率：水素ガス希釈従来法
、２３ 暗導電率１本発明の方法。 ８− 第 １Ｗｊ
によって、製造された非晶質シリコンカーボン膜の導電
率の光学的バンドギャップに対する変化を示した図であ
る。 １・ｌ 光導電率：従来法、１２ 光導電率：水素ガス
希釈従来法、１３ 光導電率：本発明の方法、２１ 暗
導電率；従来法、２２ 暗導電率：水素ガス希釈従来法
、２３ 暗導電率１本発明の方法。 ８− 第 １Ｗｊ
Claims (1)
- １、ＣＶＤ法を用いて少なくともシリコンとカーボンを
含む非晶質系半導体膜を製造するに際して、原料ガスと
してビニルシランを使用することを特徴とする非晶質系
半導体膜の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1237829A JPH03101123A (ja) | 1989-09-13 | 1989-09-13 | 非晶質系半導体膜の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1237829A JPH03101123A (ja) | 1989-09-13 | 1989-09-13 | 非晶質系半導体膜の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03101123A true JPH03101123A (ja) | 1991-04-25 |
Family
ID=17021023
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1237829A Expired - Lifetime JPH03101123A (ja) | 1989-09-13 | 1989-09-13 | 非晶質系半導体膜の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03101123A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0826791A3 (en) * | 1996-08-29 | 1998-08-12 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method of forming interlayer insulating film |
| US7790630B2 (en) * | 2005-04-12 | 2010-09-07 | Intel Corporation | Silicon-doped carbon dielectrics |
| WO2018105349A1 (ja) * | 2016-12-09 | 2018-06-14 | 東京エレクトロン株式会社 | ＳｉＣ膜の成膜方法 |
-
1989
- 1989-09-13 JP JP1237829A patent/JPH03101123A/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0826791A3 (en) * | 1996-08-29 | 1998-08-12 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method of forming interlayer insulating film |
| US5989998A (en) * | 1996-08-29 | 1999-11-23 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method of forming interlayer insulating film |
| EP1182275A3 (en) * | 1996-08-29 | 2002-04-24 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method of forming an interlayer insulating film |
| US7060323B2 (en) | 1996-08-29 | 2006-06-13 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method of forming interlayer insulating film |
| US7790630B2 (en) * | 2005-04-12 | 2010-09-07 | Intel Corporation | Silicon-doped carbon dielectrics |
| WO2018105349A1 (ja) * | 2016-12-09 | 2018-06-14 | 東京エレクトロン株式会社 | ＳｉＣ膜の成膜方法 |
| JP2018098304A (ja) * | 2016-12-09 | 2018-06-21 | 東京エレクトロン株式会社 | ＳｉＣ膜の成膜方法 |
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