JPH0626185B2 - 水素化非晶質シリコン・炭素膜の製造方法 - Google Patents
水素化非晶質シリコン・炭素膜の製造方法Info
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- JPH0626185B2 JPH0626185B2 JP61101163A JP10116386A JPH0626185B2 JP H0626185 B2 JPH0626185 B2 JP H0626185B2 JP 61101163 A JP61101163 A JP 61101163A JP 10116386 A JP10116386 A JP 10116386A JP H0626185 B2 JPH0626185 B2 JP H0626185B2
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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)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、水素化非晶質シリコン・炭素膜の製造方法
に関する。詳しく言えば、水素化非晶質シリコン・炭素
を基体の表面上に堆積させて、その膜を形成する方法に
関する。かかる水素化非晶質シリコン炭素膜は、光学的
バンドギヤツプが比較的大きいという特性を有し、従つ
てこれを板状の透明基体の表面上に形成したものは、例
えば太陽電池の窓材に適する。
に関する。詳しく言えば、水素化非晶質シリコン・炭素
を基体の表面上に堆積させて、その膜を形成する方法に
関する。かかる水素化非晶質シリコン炭素膜は、光学的
バンドギヤツプが比較的大きいという特性を有し、従つ
てこれを板状の透明基体の表面上に形成したものは、例
えば太陽電池の窓材に適する。
（従来の技術） 従来、水素化非晶質シリコン・炭素膜を基体の表面上に
形成するには、分子内にシリコン原子を有する基体状物
質（例えば、モノシラン、ジシラン、トリシラン、弗化
シラン）と分子内に炭素原子を有する気体状物質（例え
ばメタン、エチレン、アセチレン、プロパンなど）の混
合物を、真空容器内の基体上に供給すると共にプラズマ
分解または光分解させて、これら分解反応で生成された
水素化非晶質シリコン・炭素を基体の表面上に堆積させ
るプラズマCVD（化学気相成長）法または光CVD法が採用
された。
形成するには、分子内にシリコン原子を有する基体状物
質（例えば、モノシラン、ジシラン、トリシラン、弗化
シラン）と分子内に炭素原子を有する気体状物質（例え
ばメタン、エチレン、アセチレン、プロパンなど）の混
合物を、真空容器内の基体上に供給すると共にプラズマ
分解または光分解させて、これら分解反応で生成された
水素化非晶質シリコン・炭素を基体の表面上に堆積させ
るプラズマCVD（化学気相成長）法または光CVD法が採用
された。
（発明が解決しようとする問題点） 上述したようにプラズマCVD法または光CVD法では、水素
化非晶質シリコン・炭素に含有される炭素の生成源とし
て、分子内に炭素原子を有する気体状物質が使用されて
いるが、かかる気体状物質の分子は、炭素原子が水素や
弗素と形成する結合がシリコンのそれと比べて強いた
め、炭素を含む気体状物質は一般に極めて安定であり、
従つてプラズマまたは光による分解効率が低く、故に、
水素化非晶質シリコン・炭素膜の生成速度が遅いばかり
でなく、かかる膜において三次元ネツトワーク構造の発
達が十分でない上に、膜中に炭素が十分取込まれずに、
膜質が粗悪になる。
化非晶質シリコン・炭素に含有される炭素の生成源とし
て、分子内に炭素原子を有する気体状物質が使用されて
いるが、かかる気体状物質の分子は、炭素原子が水素や
弗素と形成する結合がシリコンのそれと比べて強いた
め、炭素を含む気体状物質は一般に極めて安定であり、
従つてプラズマまたは光による分解効率が低く、故に、
水素化非晶質シリコン・炭素膜の生成速度が遅いばかり
でなく、かかる膜において三次元ネツトワーク構造の発
達が十分でない上に、膜中に炭素が十分取込まれずに、
膜質が粗悪になる。
この発明は、従来の水素化非晶質シリコン・炭素膜の製
造方法の上述したような欠点を除去することを、主な課
題とする。
造方法の上述したような欠点を除去することを、主な課
題とする。
（問題点を解決するための手段） この課題を解決するため、この発明によれば、プラズマ
を利用する技術において、従来使用された分子内に炭素
原子を有する気体状物質の代りに、気体状メチレンが使
用される。
を利用する技術において、従来使用された分子内に炭素
原子を有する気体状物質の代りに、気体状メチレンが使
用される。
（作 用） 周知のように、メチレンはCH2のように二価の炭素原子
を含む不安定中間体であるから、メチレンを使用すれ
ば、プラズマ反応による効率が高くなる。
を含む不安定中間体であるから、メチレンを使用すれ
ば、プラズマ反応による効率が高くなる。
（実施例） 以下、図面を参照しながら、この発明による水素化非晶
質シリコン・炭素膜の製造方法の実施例について説明す
る。
質シリコン・炭素膜の製造方法の実施例について説明す
る。
第１図に示されるCVD装置は、真空容器１０を有し、こ
の真空容器１０は、排気口１１、第１送入口１２および
第２送入口１３を備える。排気口１１は、排気弁（図示
なし）を介して、真空排気装置（図示なし）に連結さ
れ、第１送入口１２は、第１送入弁（図示なし）を介し
て、モノシラン源（図示なし）に連結される。第２送入
口１３は、第２送入弁（図示なし）を介して、ジアゾメ
タン源（図示なし）に連結され、第２送入口１３とこれ
に連結された第２送入弁との間の気体通路１４は、この
気体通路１４を通過する気体に紫外線を照射するための
紫外光源１５を備える。
の真空容器１０は、排気口１１、第１送入口１２および
第２送入口１３を備える。排気口１１は、排気弁（図示
なし）を介して、真空排気装置（図示なし）に連結さ
れ、第１送入口１２は、第１送入弁（図示なし）を介し
て、モノシラン源（図示なし）に連結される。第２送入
口１３は、第２送入弁（図示なし）を介して、ジアゾメ
タン源（図示なし）に連結され、第２送入口１３とこれ
に連結された第２送入弁との間の気体通路１４は、この
気体通路１４を通過する気体に紫外線を照射するための
紫外光源１５を備える。
真空容器１０の中には、板状の基体１６を水平に載置支
持するための支持機構１７、支持機構17で支持された基
体１６を加熱するための加熱機構１８、および支持機構
１７で支持された基体１６の上方に位置する高周波印加
電極１９が配置される。加熱機構１８は加熱電源２０に
接続され、高周波印加電極１９は、マツチング回路２１
を介して、高周波電源２２に接続される。
持するための支持機構１７、支持機構17で支持された基
体１６を加熱するための加熱機構１８、および支持機構
１７で支持された基体１６の上方に位置する高周波印加
電極１９が配置される。加熱機構１８は加熱電源２０に
接続され、高周波印加電極１９は、マツチング回路２１
を介して、高周波電源２２に接続される。
かかる第１図図示のCVD装置において、支持機構１７の
上に、例えば厚さ０．２cm×幅１０cm×長さ１０cmの石
英ガラスまたは硬質ガラスからなる透明の板状基体１６
を載置したのちに、真空容器１０の内部空間２３が、排
気口１１に連結された真空排気装置の運転によつて、１
０-7〜１０-9トールのような真空まで排気される。かか
る排気が完了したのちに、加熱機構１８の付勢によつ
て、基体１６が室温〜４００℃の温度まで加熱される。
次いで、紫外光源１５（これから放射される光の波長は
100〜300nm、電力は５〜100Ｗ）が点灯され、高周波電
極１９に、（接地されている支持機構１７に対して）５
０Ｖ〜１kV、毎秒400kサイクル〜13.56Ｍサイクルで最
大出力100Ｗ〜５ｋＷの高周波が印加される。これに続
いて、第１送入口１２に連結されるモノシラン源から、
モノシランが毎分１０〜2000sccmの割合で内部空間２３
内に送入され、また気体通路１４を介して第２送入口１
３に連結されるジアゾメタン源から、ジアゾメタン１０
〜2000sccmの割合で気体通路１４に送入される。
上に、例えば厚さ０．２cm×幅１０cm×長さ１０cmの石
英ガラスまたは硬質ガラスからなる透明の板状基体１６
を載置したのちに、真空容器１０の内部空間２３が、排
気口１１に連結された真空排気装置の運転によつて、１
０-7〜１０-9トールのような真空まで排気される。かか
る排気が完了したのちに、加熱機構１８の付勢によつ
て、基体１６が室温〜４００℃の温度まで加熱される。
次いで、紫外光源１５（これから放射される光の波長は
100〜300nm、電力は５〜100Ｗ）が点灯され、高周波電
極１９に、（接地されている支持機構１７に対して）５
０Ｖ〜１kV、毎秒400kサイクル〜13.56Ｍサイクルで最
大出力100Ｗ〜５ｋＷの高周波が印加される。これに続
いて、第１送入口１２に連結されるモノシラン源から、
モノシランが毎分１０〜2000sccmの割合で内部空間２３
内に送入され、また気体通路１４を介して第２送入口１
３に連結されるジアゾメタン源から、ジアゾメタン１０
〜2000sccmの割合で気体通路１４に送入される。
このようにすると、気体通路１４に送入されたジアゾメ
タンは、紫外光源１５からの紫外線の照射を受けて光分
解し、この光分解によつて生成されたCH2が、第２送入
口１３を通つて内部空間２３に流入する。このCH2は、
第１送入口１２を通つて内部空間２２に流入するモノシ
ランと共に、内部空間２２の中の0.01〜10トールの雰囲
気を構成し、基体１６の上に供給される。内部空間２２
がかかる雰囲気であつて、高周波電極19に前述した高周
波が印加されているので、高周波電極１９と支持機構１
７との間に、グロー放電が生起し、プラズマが発生す
る。このプラズマの作用で、ジアゾメタンとCH2の混合
物が反応し、水素化非晶質シリコン・炭素が基体１６の
表面上に堆積し、水素化非晶質シリコン・炭素の膜が形
成される。この膜の形成速度は、上述した作業条件で、
毎分０．５〜５nmの程度である。
タンは、紫外光源１５からの紫外線の照射を受けて光分
解し、この光分解によつて生成されたCH2が、第２送入
口１３を通つて内部空間２３に流入する。このCH2は、
第１送入口１２を通つて内部空間２２に流入するモノシ
ランと共に、内部空間２２の中の0.01〜10トールの雰囲
気を構成し、基体１６の上に供給される。内部空間２２
がかかる雰囲気であつて、高周波電極19に前述した高周
波が印加されているので、高周波電極１９と支持機構１
７との間に、グロー放電が生起し、プラズマが発生す
る。このプラズマの作用で、ジアゾメタンとCH2の混合
物が反応し、水素化非晶質シリコン・炭素が基体１６の
表面上に堆積し、水素化非晶質シリコン・炭素の膜が形
成される。この膜の形成速度は、上述した作業条件で、
毎分０．５〜５nmの程度である。
また、上述の実施例でCH2の生成にジアゾメタン（CH
2N2）の光分解が使用されているが、ジアゾメタン以外
の例えばケテン（C2H2O）の光分解によつて、CH2を生成
するようにしてもよい。さらに、分子内にシリコン原子
を有する気体状物質としてモノシラン（SiH4）を挙げた
が、かかる気体状物質として、ジシラン（Si2H6）、ト
リシラン（Si3H8）、弗化シラン（SiFXH4-X、ｘ＝１、
２、３、４）なども採用できる。
2N2）の光分解が使用されているが、ジアゾメタン以外
の例えばケテン（C2H2O）の光分解によつて、CH2を生成
するようにしてもよい。さらに、分子内にシリコン原子
を有する気体状物質としてモノシラン（SiH4）を挙げた
が、かかる気体状物質として、ジシラン（Si2H6）、ト
リシラン（Si3H8）、弗化シラン（SiFXH4-X、ｘ＝１、
２、３、４）なども採用できる。
（発明の効果） この発明の水素化非晶質シリコン・炭素膜の製造方法
は、二価の炭素原子を含む不安定中間体であるメチレン
のプラズマ反応を利用するので、水素化非晶質シリコン
・炭素膜の生成速度が早く、この膜において三次元ネツ
トワーク構造が十分に発達し、よつて良好な膜質のもの
が得られる。
は、二価の炭素原子を含む不安定中間体であるメチレン
のプラズマ反応を利用するので、水素化非晶質シリコン
・炭素膜の生成速度が早く、この膜において三次元ネツ
トワーク構造が十分に発達し、よつて良好な膜質のもの
が得られる。
第１図は、この発明を実施するためのCVD装置の図解図
である。図面において、１０は真空容器、１１は真空排
気装置に連結する排気口、１２は分子内にシリコン原子
を有する気体状物質の源に連結する第１送入口、１３は
光分解によつてメチレンを生成する物質の源とこの源か
らの物質を光分解する手段とに連結する第２送入口、１
６は基体、１９は前記気体状物質とメチレンの混合物の
プラズマ反応に必要なプラズマの発生に使用される高周
波電極を示す。
である。図面において、１０は真空容器、１１は真空排
気装置に連結する排気口、１２は分子内にシリコン原子
を有する気体状物質の源に連結する第１送入口、１３は
光分解によつてメチレンを生成する物質の源とこの源か
らの物質を光分解する手段とに連結する第２送入口、１
６は基体、１９は前記気体状物質とメチレンの混合物の
プラズマ反応に必要なプラズマの発生に使用される高周
波電極を示す。
Claims (1)
- 【請求項１】モノシラン、ジシラン、トリシラン及び弗
化シランから選ばれた分子内にシリコン原子を有する気
体状物質と気体状メチレンとの混合物を、基体上に供給
すると共にプラズマ中で反応させて、水素化非晶質シリ
コン・炭素を基体の表面上に堆積させることを特徴とす
る水素化非晶質シリコン・炭素膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61101163A JPH0626185B2 (ja) | 1986-05-02 | 1986-05-02 | 水素化非晶質シリコン・炭素膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61101163A JPH0626185B2 (ja) | 1986-05-02 | 1986-05-02 | 水素化非晶質シリコン・炭素膜の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63260015A JPS63260015A (ja) | 1988-10-27 |
| JPH0626185B2 true JPH0626185B2 (ja) | 1994-04-06 |
Family
ID=14293370
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61101163A Expired - Fee Related JPH0626185B2 (ja) | 1986-05-02 | 1986-05-02 | 水素化非晶質シリコン・炭素膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0626185B2 (ja) |
-
1986
- 1986-05-02 JP JP61101163A patent/JPH0626185B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63260015A (ja) | 1988-10-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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