JPH0458192B2 - - Google Patents
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- JPH0458192B2 JPH0458192B2 JP63233012A JP23301288A JPH0458192B2 JP H0458192 B2 JPH0458192 B2 JP H0458192B2 JP 63233012 A JP63233012 A JP 63233012A JP 23301288 A JP23301288 A JP 23301288A JP H0458192 B2 JPH0458192 B2 JP H0458192B2
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- Japan
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- film
- forming
- amorphous
- silicon hydride
- amorphous silicon
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- 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
- 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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- 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
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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。
造法に関する。
非晶質水素化シリコン作成方法には、CVD法、
プラズマCVD法、反応性スパツタ法、イオンプ
レーテイング法等がある。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つて形成さ
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り、さらにはピ
ンホール、はがれ、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
膜内に入り込むことにより光導電等の特性が良好
となる。
プラズマCVD法、反応性スパツタ法、イオンプ
レーテイング法等がある。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つて形成さ
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り、さらにはピ
ンホール、はがれ、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
膜内に入り込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
形スパツタ装置においてSi多結晶をターゲツトと
し。Ar圧力５×10-3Torr放電パワー200Wとして
ガラス基板上のIn2O3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Ts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Ts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Ts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。
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
形スパツタ装置においてSi多結晶をターゲツトと
し。Ar圧力５×10-3Torr放電パワー200Wとして
ガラス基板上のIn2O3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Ts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Ts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Ts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。
以上のことから、基板温度がTsが高いほど、
また水素分圧PH2が小さいほどピンホールの発生
がなくなつ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。
また水素分圧PH2が小さいほどピンホールの発生
がなくなつ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。
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。
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ツトのバ
ンド状態を第２図ａ，ｂ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電極
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ｂ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。
光導電膜を用いて構成した撮像管ターゲツトのバ
ンド状態を第２図ａ，ｂ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電極
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ｂ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ｂの場合、非晶質水素化シリコン５
の水素量を直線的に増加させているためバンドギ
ヤツプは徐々に増大し、光によつて光導電膜内に
励起された電子、正孔は内部電界によつて分離し
やすくなり、良好な光導電特性を示す。
の水素量を直線的に増加させているためバンドギ
ヤツプは徐々に増大し、光によつて光導電膜内に
励起された電子、正孔は内部電界によつて分離し
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水素化シリコンを形成
した非晶質水素化シリコン光導電膜によりピンホ
ールが少なくかつ光導電特性のすぐれた撮像管タ
ーゲツトが得られる。
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水素化シリコンを形成
した非晶質水素化シリコン光導電膜によりピンホ
ールが少なくかつ光導電特性のすぐれた撮像管タ
ーゲツトが得られる。
なお、第２図ａのように膜の表面側に水素濃度
の大きい層３をもうけることにより透明電極１と
反対側の電極４からのキヤ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
ｂのように光導電膜内の水素濃度を透明電極１よ
り遠ざかるにつれて増加させることにより光導電
膜内に内部電界をつくり、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。
の大きい層３をもうけることにより透明電極１と
反対側の電極４からのキヤ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
ｂのように光導電膜内の水素濃度を透明電極１よ
り遠ざかるにつれて増加させることにより光導電
膜内に内部電界をつくり、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ツタ装置
でガラス基板３１上の透明電極In2O3３２上に基
板温度200℃アルゴン圧力PAr＝５×10-3Torr、
放電電力200Wの条件で水素分圧PH2＝２×
10-3Torrで10分間水素濃度の比較的小さい光導
電膜３３の形成を行なつた後水素分圧PH2＝８×
10-3Torrを導入して60分間水素濃度の比較的大
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。
でガラス基板３１上の透明電極In2O3３２上に基
板温度200℃アルゴン圧力PAr＝５×10-3Torr、
放電電力200Wの条件で水素分圧PH2＝２×
10-3Torrで10分間水素濃度の比較的小さい光導
電膜３３の形成を行なつた後水素分圧PH2＝８×
10-3Torrを導入して60分間水素濃度の比較的大
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ツ
タ装置でガラス基板３１上の透明電極SnO2３２
上に基板温度及250℃、PAr＝３×10-3Torr、PH2
＝１×10-3Torr、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℃に低下して10分間水素濃度の大きい膜３４
を形成する。最後に電極Sb2s3３５を形成して撮
像管ターゲツトを形成する。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
撮像管ターゲツトは従来の撮像管ターゲツトと比
べる光電流はわずかしか変化しないが、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。
タ装置でガラス基板３１上の透明電極SnO2３２
上に基板温度及250℃、PAr＝３×10-3Torr、PH2
＝１×10-3Torr、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℃に低下して10分間水素濃度の大きい膜３４
を形成する。最後に電極Sb2s3３５を形成して撮
像管ターゲツトを形成する。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
撮像管ターゲツトは従来の撮像管ターゲツトと比
べる光電流はわずかしか変化しないが、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法によつて傾斜
型にバンドギヤツ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、SiH4とH2の混
合ガスを導入し、圧力1Torrとする。ここで
PSiH4／（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で膜形成を行なつた
場合と、基板温度をしだいに増加させるプログラ
ムＢで膜形成を行なつた場合を比較した。基板温
度をしだいに増加させると基板側ほど光導電膜の
水素濃度が大きくなり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
ヤツプを有する膜が得られた。
型にバンドギヤツ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、SiH4とH2の混
合ガスを導入し、圧力1Torrとする。ここで
PSiH4／（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で膜形成を行なつた
場合と、基板温度をしだいに増加させるプログラ
ムＢで膜形成を行なつた場合を比較した。基板温
度をしだいに増加させると基板側ほど光導電膜の
水素濃度が大きくなり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
ヤツ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。
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。
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
ものであり、撮像管ターゲツトの形成に最適のも
のである。
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
ものであり、撮像管ターゲツトの形成に最適のも
のである。
第１図は水素圧力、基板温度および非晶質水素
化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ａ，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ツトの断面図、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ツト
の電圧−電流特性を示す図、第５図は基板温度に
よつ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、３，３
４……水素濃度の大きい光導電膜、４……電極。
化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ａ，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ツトの断面図、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ツト
の電圧−電流特性を示す図、第５図は基板温度に
よつ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、３，３
４……水素濃度の大きい光導電膜、４……電極。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 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の非晶質水素化シリコン膜
を形成する工程と、前記第１の非晶質水素化シリ
コン膜上に前記第１の非晶質水素化シリコン膜よ
りも水素濃度が大である第２の非晶質水素化シリ
コン膜を形成する工程とを備え、前記第１の非晶
質水素化シリコン膜を形成する工程は、あらかじ
め基板温度を200℃以上に保つとともに、雰囲気
の水素分圧を、１×10-2Torr以下であつて、前
記基板温度との兼ね合いで、形成される膜中にピ
ンホールが実質的に発生しない範囲に設定した状
態で行ない、前記第２の非晶質水素化シリコン膜
を形成する工程における基板温度を前記第１の非
晶質水素化シリコン膜を形成する工程における基
板温度より低く設定することにより、前記第２の
非晶質水素化シリコン膜の水素濃度を前記第１の
非晶質水素化シリコン膜の水素濃度よりも大とす
ることを特徴とする非晶質水素化シリコン光導電
膜の製造方法。 ２ 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の非晶質水素化シリコン膜
を形成する工程と、前記第１の非晶質水素化シリ
コン膜上に前記第１の非晶質水素化シリコン膜よ
りも水素濃度が大である第２の非晶質水素化シリ
コン膜を形成する工程とを備え、前記第１の非晶
質水素化シリコン膜を形成する工程は、あらかじ
め基板温度を200℃以上に保つとともに、雰囲気
の水素分圧を、１×10-2Torr以下であつて、前
記基板温度との兼ね合いで、形成される膜中にピ
ンホールが実質的に発生しない範囲に設定した状
態で行ない、前記第２の非晶質水素化シリコン膜
を形成する工程における雰囲気の水素分圧を前記
第１の非晶質水素化シリコン膜を形成する工程に
おける水素分圧より高く設定することにより、前
記第２の非晶質水素化シリコン膜の水素濃度を前
記第１の非晶質水素化シリコン膜の水素濃度より
も大とすることを特徴とする非晶質水素化シリコ
ン光導電膜の製造方法。 ３ 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、水素濃度が膜厚方向にそつて
線形に増加した濃度分布を有する非晶質水素化シ
リコン膜を形成する工程とを備え、前記非晶質水
素化シリコン膜を形成する工程は、あらかじめ基
板温度を200℃以上に保つとともに、雰囲気の水
素分圧を、１×10-2Torr以下であつて、前記基
板温度との兼ね合いで、形成される膜中にピンホ
ールが実質的に発生しない範囲に設定した状態で
成膜を開始し、工程の進行とともに基板温度を
徐々に低下させることにより、前記非晶質水素化
シリコン膜の水素濃度を膜厚方向に増加させるこ
とを特徴とする非晶質水素化シリコン光導電膜の
製造方法。 ４ 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、水素濃度が膜厚方向にそつて
線形に増加した濃度分布を有する非晶質水素化シ
リコン膜を形成する工程とを備え、前記非晶質水
素化シリコン膜を形成する工程は、あらかじめ基
板温度を200℃以上に保つとともに、雰囲気の水
素分圧を、１×10-2Torr以下であつて、前記基
板温度との兼ね合いで、形成される膜中にピンホ
ールが実質的に発生しない範囲に設定した状態で
成膜を開始し、工程の進行とともに雰囲気の水素
分圧を徐々に増加させることにより、前記非晶質
水素化シリコン膜の水素濃度を膜厚方向に増加さ
せることを特徴とする非晶質水素化シリコン光導
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 JPH01164074A (ja) | 1989-06-28 |
| JPH0458192B2 true 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 |
|---|---|
| JPH01164074A (ja) | 1989-06-28 |
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