JPH05136062A - 多結晶シリコン薄膜およびその低温形成法 - Google Patents
多結晶シリコン薄膜およびその低温形成法Info
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Abstract
ン薄膜及びその低温形成法を提供する。 【構成】 本発明の多結晶シリコン薄膜は、ガラス基板
32は金属電極もしくは透明電極が形成されたガラス基
板3上に、水素量が5atom%以下のものである。ま
た本発明の形成法は、多結晶シリコン薄膜を400℃以
下の温度で形成するものである。
Description
形成された多結晶シリコン薄膜(ポリシコン薄膜)およ
びその薄膜を大面積に形成する方法に関し、薄膜トラン
ジスタ−、薄膜太陽電池に利用可能なものである。
するには、650℃以上の高温を必要とし、軟化点が6
50℃以下のガラス基板を用いることが出来ない。また
軟化点が650℃以上のものであっても、不純物の拡散
等から高純度の石英ガラス基板を用いる必要があった。
低温形成技術の研究が盛んになっているが、この方法で
は5mm角程度の小さな領域しか結晶化がおこらず、大
面積に結晶化するには基板を動かし全体を結晶化させる
必要がある。また基板を動かした場合には、基板を動か
すスピ−ドにより境界領域に結晶の不均一が生じ、大面
積に均一に多結晶シリコン膜を形成することが困難であ
るという欠点がある。
術の欠点を解消するためになされたものであって、基板
として安価なガラス基板、例えば青板ガラスを用いるこ
とができる多結晶シリコン薄膜およびその低温形成法を
提供することを目的とする。
薄膜は、ガラス基板上に形成された多結晶シリコン薄膜
であって、該薄膜中の水素量が、5atom%以下であ
ることを特徴としている。
板の表面上に金属電極または透明電極が形成され、かつ
該金属電極または透明電極が形成された面に多結晶シリ
コン薄膜が形成されているのが好ましく、またCVD法
またはPVD法によりアモルファスシリコン膜が形成さ
れた後、水素プラズマにて一定時間暴露され、さらにア
モルファスシリコン膜が形成されるという繰り返しによ
り形成されたポリシコン薄膜であるのが好ましい。
が永久磁石を用いたECR放電により形成され、かつ該
圧力が100mTorr以下であるのが好ましい。
晶シリコン薄膜の形成法であって、前記シリコン薄膜が
400℃以下の温度にて形成されることを特徴としてい
る。
法またはPVD法によりアモルファスシリコン膜を形成
し、しかるのち該アモルファスシリコン膜を水素プラズ
マにて一定時間暴露するという工程が複数回繰り返され
るのが好ましい。
CVD法またはPVD法と前記水素プラズマによる暴露
とが同一チャンバ−にてなされるのが好ましい。
が、本発明はかかる実施例のみに限定されるものではな
い。
は、ガラス基板、石英基板、サファイア基板等の絶縁性
基板、またはその上にITO、SnO2等の透明導電膜を形成
した基板を用いることができる。
ラス基板、もしくはその上に透明電電膜又は金属を蒸着
した基板が製品コストを低減する点から好ましい。
薄膜の形成温度を400℃以下とし、ガラス基板内に存
在するNa等のアルカリ金属、Mg等のアルカリ土類金
属の拡散を防止することである。
基板3上に堆積させた。作製手順は、ガラス基板3上に
まずRF放電にてa−Si:Hを20Å堆積させ、引き
続いて永久磁石5aより構成されたECRプラズマ装置
5から生成されたECRプラズマに約20〜30秒間暴
露させる。このプロセスを約300回繰返して約600
0Åのポりシコン薄膜を得た(実施例1)。図におい
て、1はチャンバー、2は基板回転装置、4はRF電極
を示す。
50℃、圧力0.5Torr、RFパワ−密度0.4W
/cm2、SiH4ガス40SCCM、H2ガス200S
CCMであった。またECR条件としては、圧力0.0
2Torr、マイクロ波電力400W、H2:200S
CCMにて行った。作製した膜のラマンスペクトルを図
2に、X線回折の結果を図3に示した。図3のX線回折
より、(110)に強く配向したポリシコン膜であるこ
とがわかった。またこの膜をファンデルパウ法(Van
der Pauw法)により移動度を測定したとこ
ろ、移動度として20cm2/V・Sなる値を得た。基
板温度を250℃とした場合も同様に、前記方法をによ
りポリシコン膜が得られた(実施例2)。
磁界の方向でイオンが通常のECR装置のように基板3
に向かって加速されるにではなく、径の中心方向に向っ
かって加速されるため、基板3に流入するイオンのエネ
ルギ−も少なく、その数も一般の電磁石を用いたECR
ソ−スに比べて少ない。一方ラジカルは等方的に拡散す
るため、一般のECRソ−スと同量生成されている。
素ラジカル濃度の変化に対する影響を観察するため、マ
イクロ波電力を100Wとして成膜を行った(比較
例)。しかしながら、比較例においては結晶化が認めら
れなかった。
リコン薄膜は安価なガラス基板上に成膜できるので、安
価に製造することができる。
結晶シリコン薄膜を形成することができる。したがっ
て、安価なガラス基板を基板として用いることができ
る。
る。
である。
Claims (9)
- 【請求項1】 ガラス基板上に形成された多結晶シリコ
ン薄膜であって、該薄膜中の水素量が、5atom%以
下であることを特徴とする多結晶シリコン薄膜。 - 【請求項2】 前記ガラス基板の表面上に金属電極また
は透明電極が形成され、かつ該金属電極または透明電極
が形成された面に多結晶シリコン薄膜が形成されている
ことを特徴とする請求項1記載の多結晶シリコン薄膜。 - 【請求項3】 前記多結晶シリコン薄膜が、CVD法ま
たはPVD法によりアモルファスシリコン膜が形成され
た後、水素プラズマにて一定時間暴露され、さらにアモ
ルファスシリコン膜が形成されるという繰り返しにより
形成されたポリシコン薄膜であることを特徴とする請求
項1または2記載の多結晶シリコン薄膜。 - 【請求項4】 前記水素プラズマが永久磁石を用いたE
CR放電により形成され、かつ該圧力が100mTor
r以下であることを特徴とする請求項3記載の多結晶シ
リコン薄膜。 - 【請求項5】 前記多結晶シリコン薄膜が(110)に
配向した薄膜であって、X線回折にて測定した(11
1)と(220)の強度比(220)/(111)が1
0以上であることを特徴とする多結晶シリコン薄膜。 - 【請求項6】 前記多結晶シリコン薄膜が400℃以下
の温度にて形成されたことを特徴とする請求項1記載の
多結晶シリコン薄膜。 - 【請求項7】 ガラス基板上への多結晶シリコン薄膜の
形成法であって、前記シリコン薄膜が400℃以下の温
度にて形成されることを特徴とする多結晶シリコン薄膜
の形成法。 - 【請求項8】 CVD法またはPVD法によりアモルフ
ァスシリコン膜を形成し、しかるのち該アモルファスシ
リコン膜を水素プラズマにて一定時間暴露するという工
程が複数回繰り返されてなることを特徴とする請求項7
記載の多結晶シリコン薄膜の形成法。 - 【請求項9】 前記CVD法またはPVD法と前記水素
プラズマによる暴露とが同一チャンバ−にてなされるこ
とを特徴とする請求項8記載の多結晶シリコン薄膜の形
成法。
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