JPH06283435A - プラズマｃｖｄによるアモルファスシリコンの成膜方法 - Google Patents
プラズマｃｖｄによるアモルファスシリコンの成膜方法Info
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- JPH06283435A JPH06283435A JP5067857A JP6785793A JPH06283435A JP H06283435 A JPH06283435 A JP H06283435A JP 5067857 A JP5067857 A JP 5067857A JP 6785793 A JP6785793 A JP 6785793A JP H06283435 A JPH06283435 A JP H06283435A
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- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 プラズマＣＶＤ装置１０において、ガス加熱
ヒータ２２によって、材料ガスをプラズマ領域２６に導
入する前に加熱する。 【効果】 基板２０の温度を高くすることなしに光学ギ
ャップを十分狭くすることができる。
ヒータ２２によって、材料ガスをプラズマ領域２６に導
入する前に加熱する。 【効果】 基板２０の温度を高くすることなしに光学ギ
ャップを十分狭くすることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明はプラズマＣＶＤによる
アモルファスシリコンの成膜方法に関し、特にたとえば
太陽電池の半導体層のＰＩＮ接合におけるＩ層を形成す
る、成膜方法に関する。
アモルファスシリコンの成膜方法に関し、特にたとえば
太陽電池の半導体層のＰＩＮ接合におけるＩ層を形成す
る、成膜方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】たとえば太陽電池等において、ＰＩＮ接
合を有するアモルファスシリコン膜をプラズマＣＶＤ装
置によって形成することが行われている。このような従
来のプラズマＣＶＤ装置の一例が図６に示される。図６
に示す従来のプラズマＣＶＤ装置１は、チャンバ２を含
み、このチャンバ２の中に基板ホルダ３が配置され、こ
の基板３にはヒータ４が内蔵されている。ヒータ４の温
度は、それに近接配置された熱電対５によって検知さ
れ、制御される。基板ホルダ３上に基板６が載置され
る。したがって、ヒータ５によって基板６の温度Ｔｓが
制御される。チャンバ２内の基板ホルダ３の上方にはＲ
Ｆ電極７が配置され、このＲＦ電極７はシールド電極８
でシールドされる。このＲＦ電極７には、図示しない高
周波電源からＲＦ出力が印加される。また、ＲＦ電極７
はパイプ状部７ａを含み、このパイプ状部７ａからアモ
ルファスシリコンを構成する材料ガスたとえばシラン，
ジシランあるいは高次シランなどが導入される。ＲＦ電
極７の前面には多数の小孔７ｂが形成されていて、材料
ガスはチャンバ２の下部に結合されたポンプ（図示せ
ず）に引かれて、多数の小孔７ｂからシャワー状になっ
てプラズマ領域９に導入される。
合を有するアモルファスシリコン膜をプラズマＣＶＤ装
置によって形成することが行われている。このような従
来のプラズマＣＶＤ装置の一例が図６に示される。図６
に示す従来のプラズマＣＶＤ装置１は、チャンバ２を含
み、このチャンバ２の中に基板ホルダ３が配置され、こ
の基板３にはヒータ４が内蔵されている。ヒータ４の温
度は、それに近接配置された熱電対５によって検知さ
れ、制御される。基板ホルダ３上に基板６が載置され
る。したがって、ヒータ５によって基板６の温度Ｔｓが
制御される。チャンバ２内の基板ホルダ３の上方にはＲ
Ｆ電極７が配置され、このＲＦ電極７はシールド電極８
でシールドされる。このＲＦ電極７には、図示しない高
周波電源からＲＦ出力が印加される。また、ＲＦ電極７
はパイプ状部７ａを含み、このパイプ状部７ａからアモ
ルファスシリコンを構成する材料ガスたとえばシラン，
ジシランあるいは高次シランなどが導入される。ＲＦ電
極７の前面には多数の小孔７ｂが形成されていて、材料
ガスはチャンバ２の下部に結合されたポンプ（図示せ
ず）に引かれて、多数の小孔７ｂからシャワー状になっ
てプラズマ領域９に導入される。
【０００３】このような従来のプラズマＣＶＤ装置１に
おいては、光学ギャップ（Ｅopt ）を変えるためには、
ＲＦ出力，ガス流量あるいはガス圧などを変化すること
が行われていた。
おいては、光学ギャップ（Ｅopt ）を変えるためには、
ＲＦ出力，ガス流量あるいはガス圧などを変化すること
が行われていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなファクタを変えることによって光学ギャップを狭く
しようとすると、他の膜特性に悪影響を及ぼすことがあ
った。たとえば、光学ギャップを狭くするためには、基
板温度Ｔｓを高くすればよいが、基板温度を高くすると
ＰＩＮ構造の場合、Ｉ層に先立って形成されているＰ層
にダメージを与えることがあり、したがって、太陽電池
の特性が変化してしまうという問題があった。
うなファクタを変えることによって光学ギャップを狭く
しようとすると、他の膜特性に悪影響を及ぼすことがあ
った。たとえば、光学ギャップを狭くするためには、基
板温度Ｔｓを高くすればよいが、基板温度を高くすると
ＰＩＮ構造の場合、Ｉ層に先立って形成されているＰ層
にダメージを与えることがあり、したがって、太陽電池
の特性が変化してしまうという問題があった。
【０００５】それゆえに、この発明の主たる目的は、他
に悪影響を及ぼすことなく光学ギャップを狭くすること
ができる、プラズマＣＶＤによるアモルファスシリコン
の成膜方法を提供することである。
に悪影響を及ぼすことなく光学ギャップを狭くすること
ができる、プラズマＣＶＤによるアモルファスシリコン
の成膜方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明は、簡単にいえ
ば、プラズマ領域にアモルファスシリコンを構成する材
料ガスを導入するプラズマＣＶＤによるアモルファスシ
リコンの成膜方法において、材料ガスをプラズマ領域に
導入する前に加熱することを特徴とする、成膜方法であ
る。
ば、プラズマ領域にアモルファスシリコンを構成する材
料ガスを導入するプラズマＣＶＤによるアモルファスシ
リコンの成膜方法において、材料ガスをプラズマ領域に
導入する前に加熱することを特徴とする、成膜方法であ
る。
【０００７】
【作用】プラズマ領域に導入される前に材料ガスを加熱
することによって、ガスに熱エネルギが十分与えられ
る。そのため、ガスに振動・回転運動が励起され、アモ
ルファスシリコンが成長するときの表面反応が促進され
る。したがって、基板温度を高くすることなく、光学ギ
ャップの狭いＩ層を形成することができる。
することによって、ガスに熱エネルギが十分与えられ
る。そのため、ガスに振動・回転運動が励起され、アモ
ルファスシリコンが成長するときの表面反応が促進され
る。したがって、基板温度を高くすることなく、光学ギ
ャップの狭いＩ層を形成することができる。
【０００８】
【発明の効果】この発明によれば、光学ギャップを狭く
するために基板温度を高くする必要がないので、先に形
成されている膜にダメージを与えるなど、他に悪影響を
及ぼすことはない。この発明の上述の目的，その他の目
的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施
例の詳細な説明から一層明らかとなろう。
するために基板温度を高くする必要がないので、先に形
成されている膜にダメージを与えるなど、他に悪影響を
及ぼすことはない。この発明の上述の目的，その他の目
的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施
例の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【０００９】
【実施例】図１に示すプラズマＣＶＤ装置１０は、チャ
ンバ１２を含み、このチャンバ１２の中に基板ホルダ１
４が配置される。基板ホルダ１４内には基板を加熱する
ためのヒータ１６およびそのヒータ１６の温度を制御す
るための熱電対１８が設けられる。基板ホルダ１４上に
基板２０が載置され、したがって、ヒータ１６によって
基板２０の温度Ｔｓが制御される。チャンバ１２内の基
板ホルダ１４の上方には、ガス加熱ヒータ２２が配置さ
れる。このガス加熱ヒータ２２は、その上面から入口２
２ａを通して材料ガスを導入し、その下面ほぼ中央に形
成された出口２２ｂから、加熱された材料ガスを排出す
るものである。図２および図３にガス加熱ヒータ２２が
図解される。ガス加熱ヒータ２２は全体として円板状に
形成され、その上面外周に入口２２ａが形成され、その
下面ほぼ中央に出口２２ｂが形成されている。このガス
加熱ヒータ２２内には、入口２２ａから出口２２ｂに至
る螺旋状のガス通路２２ｃを形成する壁２２ｄが形成さ
れ、上板および下板の内面には、ヒータ２２ｅが設けら
れる。したがって、入口２２ａから導入された材料ガス
は、出口２２ｂに連通する螺旋状のガス通路２２ｃを通
って出口２２ｂから排出されるのであるが、このとき、
ヒータ２２ｅによってガスが加熱される。
ンバ１２を含み、このチャンバ１２の中に基板ホルダ１
４が配置される。基板ホルダ１４内には基板を加熱する
ためのヒータ１６およびそのヒータ１６の温度を制御す
るための熱電対１８が設けられる。基板ホルダ１４上に
基板２０が載置され、したがって、ヒータ１６によって
基板２０の温度Ｔｓが制御される。チャンバ１２内の基
板ホルダ１４の上方には、ガス加熱ヒータ２２が配置さ
れる。このガス加熱ヒータ２２は、その上面から入口２
２ａを通して材料ガスを導入し、その下面ほぼ中央に形
成された出口２２ｂから、加熱された材料ガスを排出す
るものである。図２および図３にガス加熱ヒータ２２が
図解される。ガス加熱ヒータ２２は全体として円板状に
形成され、その上面外周に入口２２ａが形成され、その
下面ほぼ中央に出口２２ｂが形成されている。このガス
加熱ヒータ２２内には、入口２２ａから出口２２ｂに至
る螺旋状のガス通路２２ｃを形成する壁２２ｄが形成さ
れ、上板および下板の内面には、ヒータ２２ｅが設けら
れる。したがって、入口２２ａから導入された材料ガス
は、出口２２ｂに連通する螺旋状のガス通路２２ｃを通
って出口２２ｂから排出されるのであるが、このとき、
ヒータ２２ｅによってガスが加熱される。
【００１０】なお、このガス加熱ヒータ２２内において
材料ガスが加熱設定温度（たとえば１００℃）に達した
状態で流れている時間が後述のプラズマ領域２６に材料
ガスが導入されてからチャンバ１２外に排出されるまで
の時間より十分長くなるように、ガス通路２２ｃの長さ
等を設計している。ガスの温度を十分高くするためであ
る。
材料ガスが加熱設定温度（たとえば１００℃）に達した
状態で流れている時間が後述のプラズマ領域２６に材料
ガスが導入されてからチャンバ１２外に排出されるまで
の時間より十分長くなるように、ガス通路２２ｃの長さ
等を設計している。ガスの温度を十分高くするためであ
る。
【００１１】再び図１を参照して、このガス加熱ヒータ
２２の出口２２ｂ側には、シャワー電極２４が配置さ
れ、このシャワー電極２４には多数の小孔２４ａが形成
されている。そして、このシャワー電極２４には、高周
波電源（図示せず）からＲＦ出力が印加される。したが
って、ガス加熱ヒータ２２の出口２２ｂから排出された
かつ加熱されている材料ガスは、シャワー電源２４の多
数の小孔２４ａを通してシャワー状にプラズマ領域２６
に導入されることになる。
２２の出口２２ｂ側には、シャワー電極２４が配置さ
れ、このシャワー電極２４には多数の小孔２４ａが形成
されている。そして、このシャワー電極２４には、高周
波電源（図示せず）からＲＦ出力が印加される。したが
って、ガス加熱ヒータ２２の出口２２ｂから排出された
かつ加熱されている材料ガスは、シャワー電源２４の多
数の小孔２４ａを通してシャワー状にプラズマ領域２６
に導入されることになる。
【００１２】このように、プラズマ領域２６に導入され
る前に材料ガス自体を加熱することがこの発明の特徴で
あるが、このように材料ガスに熱エネルギを与えること
によって、振動・回転運動が励起されるので、基板２０
上におけるアモルファスシリコン成膜時の表面反応を促
進させることができる。それによって、基板温度Ｔｓを
あまり高くしないでも光学ギャップの狭いアモルファス
シリコン膜を形成できる。
る前に材料ガス自体を加熱することがこの発明の特徴で
あるが、このように材料ガスに熱エネルギを与えること
によって、振動・回転運動が励起されるので、基板２０
上におけるアモルファスシリコン成膜時の表面反応を促
進させることができる。それによって、基板温度Ｔｓを
あまり高くしないでも光学ギャップの狭いアモルファス
シリコン膜を形成できる。
【００１３】実験では、材料ガスを１００〜３８０℃程
度に加熱したが、図４ないし図６のグラフに示すような
良好な結果が得られた。図４は図１に示すようなガス加
熱ヒータ２２を用いて材料ガスを加熱した場合の光学ギ
ャップと成膜速度との関係を示すものであるが、この図
４から、基板温度Ｔｓを高くしないでも、光学ギャップ
を十分狭くすることができる、ということがわかる。ま
た、図５のグラフは、この方法によって形成した膜特性
が従来に比べて変化しているかどうかを示すものであ
り、縦軸にアモルファスシリコン中のシリコン原子と水
素原子との結合比ＳｉＨ2 ／ＳｉＨをとり、横軸に光学
ギャップを示している。この比ＳｉＨ2 ／ＳｉＨが小さ
いほど膜特性が良いが、実施例に従って材料ガスを加熱
した場合には、光学ギャップが狭い場合でも比ＳｉＨ 2
／ＳｉＨが小さくできることがわかる。さらに、図６は
光学ギャップと導電率との関係を示すグラフであり、上
側が光導電率を示し、下側が暗導電率を示す。この図６
のグラフから、基板温度をたとえば１４０℃として光学
ギャップを狭くした場合でも、従来に比べて導電率が悪
化することがない、ということがわかる。すなわち、従
来では光学ギャップを狭くするためには基板温度をたと
えば１８０℃程度に高めなければならなかったのに対
し、この発明によれば、基板温度がたとえば１４０℃程
度でも光学ギャップを狭くすることができるし、それに
よって導電率が変化することがないのである。
度に加熱したが、図４ないし図６のグラフに示すような
良好な結果が得られた。図４は図１に示すようなガス加
熱ヒータ２２を用いて材料ガスを加熱した場合の光学ギ
ャップと成膜速度との関係を示すものであるが、この図
４から、基板温度Ｔｓを高くしないでも、光学ギャップ
を十分狭くすることができる、ということがわかる。ま
た、図５のグラフは、この方法によって形成した膜特性
が従来に比べて変化しているかどうかを示すものであ
り、縦軸にアモルファスシリコン中のシリコン原子と水
素原子との結合比ＳｉＨ2 ／ＳｉＨをとり、横軸に光学
ギャップを示している。この比ＳｉＨ2 ／ＳｉＨが小さ
いほど膜特性が良いが、実施例に従って材料ガスを加熱
した場合には、光学ギャップが狭い場合でも比ＳｉＨ 2
／ＳｉＨが小さくできることがわかる。さらに、図６は
光学ギャップと導電率との関係を示すグラフであり、上
側が光導電率を示し、下側が暗導電率を示す。この図６
のグラフから、基板温度をたとえば１４０℃として光学
ギャップを狭くした場合でも、従来に比べて導電率が悪
化することがない、ということがわかる。すなわち、従
来では光学ギャップを狭くするためには基板温度をたと
えば１８０℃程度に高めなければならなかったのに対
し、この発明によれば、基板温度がたとえば１４０℃程
度でも光学ギャップを狭くすることができるし、それに
よって導電率が変化することがないのである。
【００１４】なお、この発明に従って材料ガスをプラズ
マ領域に導入する前に加熱するためには、図１ないし図
３に示すようなガス加熱ヒータのほかに、他の任意の方
法が用いられてもよいことはもちろんである。
マ領域に導入する前に加熱するためには、図１ないし図
３に示すようなガス加熱ヒータのほかに、他の任意の方
法が用いられてもよいことはもちろんである。
【図１】この発明が適用されるプラズマＣＶＤ装置の一
例を示す図解図である。
例を示す図解図である。
【図２】図１実施例のガス加熱ヒータを示す断面図解図
である。
である。
【図３】図１実施例のガス加熱ヒータを示す上面図であ
る。
る。
【図４】基板温度をパラメータとした成膜速度と光学ギ
ャップとの関係を示すグラフである。
ャップとの関係を示すグラフである。
【図５】光学ギャップおよびシリコン原子と水素原子と
の結合比の関係を示すグラフである。
の結合比の関係を示すグラフである。
【図６】光学ギャップと導電率との関係を示すグラフで
ある。
ある。
【図７】従来のプラズマＣＶＤ装置の一例を示す図解図
である。
である。
１０ …プラズマＣＶＤ装置 １４ …基板ホルダ ２０ …基板 ２２ …ガス加熱ヒータ ２２ａ …入口 ２２ｂ …出口 ２２ｃ …ガス通路 ２２ｅ …ヒータ ２４ …シャワー電極 ２６ …プラズマ領域
Claims (1)
- 【請求項１】プラズマ領域にアモルファスシリコンを構
成する材料ガスを導入するプラズマＣＶＤによるアモル
ファスシリコンの成膜方法において、 前記材料ガスを前記プラズマ領域に導入する前に加熱す
ることを特徴とする、成膜方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5067857A JPH06283435A (ja) | 1993-03-26 | 1993-03-26 | プラズマｃｖｄによるアモルファスシリコンの成膜方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5067857A JPH06283435A (ja) | 1993-03-26 | 1993-03-26 | プラズマｃｖｄによるアモルファスシリコンの成膜方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06283435A true JPH06283435A (ja) | 1994-10-07 |
Family
ID=13357039
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5067857A Pending JPH06283435A (ja) | 1993-03-26 | 1993-03-26 | プラズマｃｖｄによるアモルファスシリコンの成膜方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06283435A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0788137A3 (en) * | 1996-02-01 | 2000-09-27 | Canon Sales Co., Inc. | Plasma processing equipment |
| WO2008102622A1 (ja) | 2007-02-23 | 2008-08-28 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | 真空処理方法及び真空処理装置 |
-
1993
- 1993-03-26 JP JP5067857A patent/JPH06283435A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0788137A3 (en) * | 1996-02-01 | 2000-09-27 | Canon Sales Co., Inc. | Plasma processing equipment |
| WO2008102622A1 (ja) | 2007-02-23 | 2008-08-28 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | 真空処理方法及び真空処理装置 |
| US8263193B2 (en) | 2007-02-23 | 2012-09-11 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Vacuum treatment method |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010612 |