JPH0760801B2 - 非晶質半導体膜 - Google Patents
非晶質半導体膜Info
- Publication number
- JPH0760801B2 JPH0760801B2 JP62078146A JP7814687A JPH0760801B2 JP H0760801 B2 JPH0760801 B2 JP H0760801B2 JP 62078146 A JP62078146 A JP 62078146A JP 7814687 A JP7814687 A JP 7814687A JP H0760801 B2 JPH0760801 B2 JP H0760801B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- semiconductor film
- amorphous semiconductor
- reaction chamber
- photoconductivity
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- 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)
- Light Receiving Elements (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は非晶質半導体膜、より具体的にはボロン（Ｂ）
をドープしたＰ型の非晶質半導体膜に関し、太陽電池や
光センサに好適である。
をドープしたＰ型の非晶質半導体膜に関し、太陽電池や
光センサに好適である。
（ロ）従来の技術 通常、非晶質半導体は、高真空度の反応炉内に収容した
基板を所定の温度に加熱しつつ所要の比率で混合した数
種の原料ガスを反応炉内に流入させて分解し、基板上に
膜を堆積するCVD法によって形成される。
基板を所定の温度に加熱しつつ所要の比率で混合した数
種の原料ガスを反応炉内に流入させて分解し、基板上に
膜を堆積するCVD法によって形成される。
例えば、グロー放電によるプラズマCVD法を使用して、
Ｐ型の非晶質シリコン（ａ−Si）は、原料ガスとしてシ
ラン(SiH4)及びＰ型ドーパントとしてのジボラン(B2H6)
を用いて形成される。更に、バンドギヤツプの大きいＰ
型の非晶質シリコンカーバイド（ａ−SiC）は、上記原
料ガスに加えてワイドギヤツプ材料としてのメタン(C
H4)を用いて形成される。（例えば、特開昭57−95677号
後方に詳しい。） （ハ）発明が解決しようとする問題点 然し乍ら、従来のＰ型の非晶質シリコンにあっては、光
導電率や光感度（光導電率と暗導電率との比）が小さ
く、満足できるものではなかった。
Ｐ型の非晶質シリコン（ａ−Si）は、原料ガスとしてシ
ラン(SiH4)及びＰ型ドーパントとしてのジボラン(B2H6)
を用いて形成される。更に、バンドギヤツプの大きいＰ
型の非晶質シリコンカーバイド（ａ−SiC）は、上記原
料ガスに加えてワイドギヤツプ材料としてのメタン(C
H4)を用いて形成される。（例えば、特開昭57−95677号
後方に詳しい。） （ハ）発明が解決しようとする問題点 然し乍ら、従来のＰ型の非晶質シリコンにあっては、光
導電率や光感度（光導電率と暗導電率との比）が小さ
く、満足できるものではなかった。
（ニ）問題点を解決するための手段 本発明は上述の問題点に鑑みてなされたものであり、１
次イオン原子をセシウム、１次イオン加速電圧を14.5Ke
V及び１次イオン電流密度を1mA/cm2とする条件の下で２
次イオン出力分析測定（SIMS測定）を行なった場合にお
ける２つのボロン原子の結合の２次イオン強度をボロン
原子単独の２次イオン強度の1/10以下にしたことを特徴
とする。
次イオン原子をセシウム、１次イオン加速電圧を14.5Ke
V及び１次イオン電流密度を1mA/cm2とする条件の下で２
次イオン出力分析測定（SIMS測定）を行なった場合にお
ける２つのボロン原子の結合の２次イオン強度をボロン
原子単独の２次イオン強度の1/10以下にしたことを特徴
とする。
（ホ）作用 一般に、ＢをドープしたＰ型のａ−SiにおけるＢ原子
は、Ｂ原子単独でSi原子と置換された位置に入る場合
と、２つのＢ原子が互いに結合した形（以下、Ｂ−Ｂ結
合と言う）で入る場合とがある。Ｂ原子単独の場合は、
正常なＰ型ドーパントとして働くが、Ｂ−Ｂ結合の場合
は、再結合中心として働き、光導電率や光感度を低下さ
せている。
は、Ｂ原子単独でSi原子と置換された位置に入る場合
と、２つのＢ原子が互いに結合した形（以下、Ｂ−Ｂ結
合と言う）で入る場合とがある。Ｂ原子単独の場合は、
正常なＰ型ドーパントとして働くが、Ｂ−Ｂ結合の場合
は、再結合中心として働き、光導電率や光感度を低下さ
せている。
そこで、このＢ−Ｂ結合の割合を低減させることによっ
て、再結合中心の発生が抑制され、光導電率や光感度が
向上する。
て、再結合中心の発生が抑制され、光導電率や光感度が
向上する。
（ヘ）実施例 本発明の特徴は、１次イオン原子をセシウム、１次イオ
ン加速電圧を14.5KeV及び１次イオン電流密度を1mA/cm2
とした条件の下でSIMS測定を行なった場合のＢ−Ｂ結合
の２次イオン強度をＢの２次イオン強度の1/10以下とし
たことにある。
ン加速電圧を14.5KeV及び１次イオン電流密度を1mA/cm2
とした条件の下でSIMS測定を行なった場合のＢ−Ｂ結合
の２次イオン強度をＢの２次イオン強度の1/10以下とし
たことにある。
第１図は上記SIMS測定を行なった場合のＢ−Ｂ結合の２
次イオン強度/Bの２次イオン強度の比率と光導電率及び
光感度との関係を示したものである。図中のSIMS測定に
用いた非晶質半導体膜は、グロー放電によるプラズマCV
D法によって形成した水素（Ｈ）を含むＢ濃度0.3％のＰ
型ａ−Siであって、白丸印は光導電率を、また黒丸印は
光感度を夫々示している。
次イオン強度/Bの２次イオン強度の比率と光導電率及び
光感度との関係を示したものである。図中のSIMS測定に
用いた非晶質半導体膜は、グロー放電によるプラズマCV
D法によって形成した水素（Ｈ）を含むＢ濃度0.3％のＰ
型ａ−Siであって、白丸印は光導電率を、また黒丸印は
光感度を夫々示している。
図から明らかなように、上記２次イオン強度の比率を1/
10以下より好ましくは1/100以下とすることによって、
光導電率及び光感度を大きくすることができる。従来、
一般的に形成されていたａ−Siの上記２次イオン強度の
比率は1/4程度であり、従って、本発明によれば、光導
電率及び光感度を１桁大きくすることができる。
10以下より好ましくは1/100以下とすることによって、
光導電率及び光感度を大きくすることができる。従来、
一般的に形成されていたａ−Siの上記２次イオン強度の
比率は1/4程度であり、従って、本発明によれば、光導
電率及び光感度を１桁大きくすることができる。
更に、第２図は上述のＨを含むＰ型ａ−Siに炭素（Ｃ）
を任意の量ドープした非晶質シリコンカーバイド（ａ−
SiC）のバンドギヤツプと光導電率及び光感度との関係
を示したものである。図中の白丸印は光導電率を、黒丸
印は光感度を夫々示し、その中で実線は上記２次イオン
強度の比率が1/100である本発明の実施例を示し、破線
は上記２次イオン強度の比率が1/4である従来例を示し
ている。
を任意の量ドープした非晶質シリコンカーバイド（ａ−
SiC）のバンドギヤツプと光導電率及び光感度との関係
を示したものである。図中の白丸印は光導電率を、黒丸
印は光感度を夫々示し、その中で実線は上記２次イオン
強度の比率が1/100である本発明の実施例を示し、破線
は上記２次イオン強度の比率が1/4である従来例を示し
ている。
このように、バンドギヤツプを如何なる値に変化させて
も、光導電率及び光感度を大きくすることができる。
も、光導電率及び光感度を大きくすることができる。
第３図は本発明の非晶質半導体膜をグロー放電によるプ
ラズマCVD法にて形成するための形成装置の一実施例を
示す模式図である。
ラズマCVD法にて形成するための形成装置の一実施例を
示す模式図である。
（１）は真空容器から成る反応室、（2a）（2b）は該反
応室内にグロー放電を生ぜしめるグロー放電電極、
（３）はグロー放電内部に配置された基板、（４）はグ
ロー放電電極（2a）（2b）に高周波を供給する高周波電
源、（５）は排気ポンプ、（６）はH2ガスを供給するガ
スタンク、（７）は反応室（１）内にSiH4ガスを供給す
るガスタンク、（８）はB2H6ガスを供給するガスタン
ク、（９）は該ガスタンクからのB2H6ガスを原子状に分
解し、反応室（１）内に供給するマイクロ波放電室であ
る。なお、基板（３）は例えばガラス製であって図示し
ないヒータにより所要の温度に加熱されている。
応室内にグロー放電を生ぜしめるグロー放電電極、
（３）はグロー放電内部に配置された基板、（４）はグ
ロー放電電極（2a）（2b）に高周波を供給する高周波電
源、（５）は排気ポンプ、（６）はH2ガスを供給するガ
スタンク、（７）は反応室（１）内にSiH4ガスを供給す
るガスタンク、（８）はB2H6ガスを供給するガスタン
ク、（９）は該ガスタンクからのB2H6ガスを原子状に分
解し、反応室（１）内に供給するマイクロ波放電室であ
る。なお、基板（３）は例えばガラス製であって図示し
ないヒータにより所要の温度に加熱されている。
而して、ガスタンク（８）内のB2H6ガスは、これの持つ
Ｂ−Ｂ結合がマイクロ波放電室（９）内で分解されてＢ
原子とされた後、反応室（１）内に供給される。また、
ガスタンク（７）内のSiH4ガスは、直接反応室（１）内
に供給される。こうして反応室（１）内に供給されたH2
ガス、SiH4ガス及びＢ−Ｂ結合が分解されてＢ原子の状
態とされたB2H6ガスにより、基板（３）表面にＨを含む
Ｐ型のａ−Si膜が形成される。
Ｂ−Ｂ結合がマイクロ波放電室（９）内で分解されてＢ
原子とされた後、反応室（１）内に供給される。また、
ガスタンク（７）内のSiH4ガスは、直接反応室（１）内
に供給される。こうして反応室（１）内に供給されたH2
ガス、SiH4ガス及びＢ−Ｂ結合が分解されてＢ原子の状
態とされたB2H6ガスにより、基板（３）表面にＨを含む
Ｐ型のａ−Si膜が形成される。
なお、斯る形成の反応条件は、下記の通りである。
反応室（１）内の圧力:0.1〜1.0Torr（好ましくは0.3To
rr） 基板（３）の温度:100〜300℃（好ましくは200℃） 高周波出力:10〜100W（好ましくは30W） マイクロ波放電室（９）のマイクロ波周波数:2.45GHz マイクロ波出力:10〜100W（好ましくは30W） SiH4流量:5〜20SCCM（好ましくは10SCCM） B2H6ガス流量:0.005〜0.1SCCM（好ましくは0.01SCCM） H2ガス流量:5〜100SCCM（好ましくは20SCCM） こうして、Ｂ−Ｂ結合の少ないＰ型のａ−Si膜が形成さ
れ、光導電率及び光感度が大きくなる。
rr） 基板（３）の温度:100〜300℃（好ましくは200℃） 高周波出力:10〜100W（好ましくは30W） マイクロ波放電室（９）のマイクロ波周波数:2.45GHz マイクロ波出力:10〜100W（好ましくは30W） SiH4流量:5〜20SCCM（好ましくは10SCCM） B2H6ガス流量:0.005〜0.1SCCM（好ましくは0.01SCCM） H2ガス流量:5〜100SCCM（好ましくは20SCCM） こうして、Ｂ−Ｂ結合の少ないＰ型のａ−Si膜が形成さ
れ、光導電率及び光感度が大きくなる。
なお、従来は、H2ガス、SiH4ガス及びB2H6ガスを直接反
応室に供給していた。
応室に供給していた。
第４図は本発明の非晶質半導体膜を形成するための形成
装置の他の実施例を示す模式図である。
装置の他の実施例を示す模式図である。
（10）は真空容器から成る反応室、（11）は該反応室を
排気する排気ポンプ、（12a）（12b）は対向配置された
第１放電電極、（13a）（13b）は該第１放電電極の隣り
に対向配置された第２放電電極、（14）は第１放電電極
（12a）（12b）に高周波を供給する第１高周波電源、
（15）は第２放電電極（13a）（13b）に高周波を供給す
る第２高周波電源、（16）は第１放電電極（12a）（12
b）間に配置されたガラスから成る基板、（17）は第２
放電電極（13a）（13b）間に配置されたターゲツトであ
り、このターゲツトはボロン（Ｂ）を0.01〜0.5％ドー
プした単結晶Si板から成る。（18）はH2ガスを供給する
ガスタンク、（19）はSiH4ガスを供給するガスタンクで
ある。
排気する排気ポンプ、（12a）（12b）は対向配置された
第１放電電極、（13a）（13b）は該第１放電電極の隣り
に対向配置された第２放電電極、（14）は第１放電電極
（12a）（12b）に高周波を供給する第１高周波電源、
（15）は第２放電電極（13a）（13b）に高周波を供給す
る第２高周波電源、（16）は第１放電電極（12a）（12
b）間に配置されたガラスから成る基板、（17）は第２
放電電極（13a）（13b）間に配置されたターゲツトであ
り、このターゲツトはボロン（Ｂ）を0.01〜0.5％ドー
プした単結晶Si板から成る。（18）はH2ガスを供給する
ガスタンク、（19）はSiH4ガスを供給するガスタンクで
ある。
而して、ガスタンク（18）及び（19）内のH2ガス及びSi
H4ガスは反応室（10）内に供給される。一方、第２放電
電極（13a）（13b）間に配されたターゲツト（17）はス
パツタリングされ、ターゲツト（17）内のＢ原子が反応
室（10）内に飛び出す。こうして、反応室（10）内に供
給されたH2ガス及びSiH4ガスとターゲツト（17）から飛
び出したＢ原子とによって、基板（16）の表面にはＨを
含むＰ型のａ−Si膜が形成される。
H4ガスは反応室（10）内に供給される。一方、第２放電
電極（13a）（13b）間に配されたターゲツト（17）はス
パツタリングされ、ターゲツト（17）内のＢ原子が反応
室（10）内に飛び出す。こうして、反応室（10）内に供
給されたH2ガス及びSiH4ガスとターゲツト（17）から飛
び出したＢ原子とによって、基板（16）の表面にはＨを
含むＰ型のａ−Si膜が形成される。
なお、斯る形成の反応条件は、下記の通りである。
反応室（10）内の圧力:0.01〜0.5Torr（好ましくは0.1T
orr） 基板（16）の温度:100〜300℃（好ましくは200℃） 第１放電電極（12a）（12b）の高周波出力:10〜50W（好
ましくは30W） 第２放電電極（13a）（13b）の高周波出力:100〜300W
（好ましくは200W） SiH4ガス流量:5〜20SCCM（好ましくは10SCCM） H2ガス流量:50〜200SCCM（好ましくは100SCCM） 以上のようにして、Ｂをドープした単結晶Siから成るタ
ーゲツト（17）内からＢ原子を叩き出し、このＢ原子を
基板（16）上に形成されるａ−Si膜内に取り込むことに
よって、Ｂ−Ｂ結合の少ないＰ型のａ−Si膜が形成され
る。
orr） 基板（16）の温度:100〜300℃（好ましくは200℃） 第１放電電極（12a）（12b）の高周波出力:10〜50W（好
ましくは30W） 第２放電電極（13a）（13b）の高周波出力:100〜300W
（好ましくは200W） SiH4ガス流量:5〜20SCCM（好ましくは10SCCM） H2ガス流量:50〜200SCCM（好ましくは100SCCM） 以上のようにして、Ｂをドープした単結晶Siから成るタ
ーゲツト（17）内からＢ原子を叩き出し、このＢ原子を
基板（16）上に形成されるａ−Si膜内に取り込むことに
よって、Ｂ−Ｂ結合の少ないＰ型のａ−Si膜が形成され
る。
なお、上記実施例ではＰ型のａ−Si膜を形成している
が、上記実施例に例えばCH4ガスを加えることによっ
て、Ｐ型のａ−SiC膜を形成してもよい。この場合、Ｃ
の添加量に応じて任意のバンドギヤツプを持たせること
ができる。
が、上記実施例に例えばCH4ガスを加えることによっ
て、Ｐ型のａ−SiC膜を形成してもよい。この場合、Ｃ
の添加量に応じて任意のバンドギヤツプを持たせること
ができる。
（ト）発明の効果 本発明によれば、１次イオン原子をセシウム、１次イオ
ン加速電圧を14.5eV及び１次イオン電流密度を1mA/cm2
とした条件の下でSIMS測定を行なった場合のＢ−Ｂ結合
の２次イオン強度をＢの２次イオン強度の1/10以下とし
たので、光導電率及び光感度を大きくすることができ
る。
ン加速電圧を14.5eV及び１次イオン電流密度を1mA/cm2
とした条件の下でSIMS測定を行なった場合のＢ−Ｂ結合
の２次イオン強度をＢの２次イオン強度の1/10以下とし
たので、光導電率及び光感度を大きくすることができ
る。
第１図乃至第４図は本発明に係り、第１図はＢ−Ｂ結合
の２次イオン強度/Bの２次イオン強度の比率と光導電率
及び光感度との関係を示すグラフ、第２図はａ−SiCの
バンドギヤツプと光導電率及び光感度との関係を示すグ
ラフ、第３図及び第４図は本発明の非晶質半導体膜を形
成するための夫々異なる形成装置を示す模式図である。 （１）（10）……反応室、（３）（16）……基板、
（９）……マイクロ波放電室、（13a）（13b）……第２
放電電極。
の２次イオン強度/Bの２次イオン強度の比率と光導電率
及び光感度との関係を示すグラフ、第２図はａ−SiCの
バンドギヤツプと光導電率及び光感度との関係を示すグ
ラフ、第３図及び第４図は本発明の非晶質半導体膜を形
成するための夫々異なる形成装置を示す模式図である。 （１）（10）……反応室、（３）（16）……基板、
（９）……マイクロ波放電室、（13a）（13b）……第２
放電電極。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 7630−4Ｍ Ｈ０１Ｌ 31/08 Ｆ
Claims (1)
- 【請求項１】１次イオン原子をセシウム、１次イオン加
速電圧を14.5KeV及び１次イオン電流密度を1mA/cm2とす
る条件の下で２次イオン出力分析測定を行なった場合に
おける２つのボロン原子の結合の２次イオン強度をボロ
ン原子単独の２次イオン強度の1/10以下にしたことを特
徴とする非晶質半導体膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62078146A JPH0760801B2 (ja) | 1987-03-31 | 1987-03-31 | 非晶質半導体膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62078146A JPH0760801B2 (ja) | 1987-03-31 | 1987-03-31 | 非晶質半導体膜 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63244732A JPS63244732A (ja) | 1988-10-12 |
| JPH0760801B2 true JPH0760801B2 (ja) | 1995-06-28 |
Family
ID=13653753
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62078146A Expired - Lifetime JPH0760801B2 (ja) | 1987-03-31 | 1987-03-31 | 非晶質半導体膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0760801B2 (ja) |
-
1987
- 1987-03-31 JP JP62078146A patent/JPH0760801B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63244732A (ja) | 1988-10-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU594107B2 (en) | Method for preparation of multi-layer structure film | |
| US4900694A (en) | Process for the preparation of a multi-layer stacked junction typed thin film transistor using seperate remote plasma | |
| US4292343A (en) | Method of manufacturing semiconductor bodies composed of amorphous silicon | |
| US5126169A (en) | Process for forming a deposited film from two mutually reactive active species | |
| JP2588446B2 (ja) | 半導体装置 | |
| JPH07130661A (ja) | 非晶質酸化シリコン薄膜の生成方法 | |
| JPS6316914B2 (ja) | ||
| JP2547740B2 (ja) | 堆積膜形成法 | |
| JPH0713941B2 (ja) | 堆積膜の形成方法 | |
| JP2723548B2 (ja) | 炭素含有シリコン微結晶薄膜の形成法 | |
| JPS6360830B2 (ja) | ||
| JPS61247020A (ja) | 堆積膜形成法 | |
| JPH0584051B2 (ja) | ||
| JPH058268B2 (ja) | ||
| JPS6332863B2 (ja) | ||
| JPS63284809A (ja) | ｐ型アモルフアスシリコンカ−バイド層の形成方法 | |
| JPH0552673B2 (ja) | ||
| JPS61190923A (ja) | 堆積膜形成法 | |
| JPS6189626A (ja) | 堆積膜形成法 | |
| JPS6357778A (ja) | 堆積膜製造装置 | |
| JPH0647729B2 (ja) | 堆積膜形成法 | |
| JPS61220324A (ja) | 堆積膜形成法 | |
| JPH06101448B2 (ja) | アモルフアスシリコン系薄膜の製造方法 | |
| JPH0351089B2 (ja) | ||
| JPH0669029B2 (ja) | Ｐ型半導体薄膜の形成方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070628 Year of fee payment: 12 |