JPH0763057B2 - 多電極薄膜形成方法 - Google Patents
多電極薄膜形成方法Info
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- JPH0763057B2 JPH0763057B2 JP59238108A JP23810884A JPH0763057B2 JP H0763057 B2 JPH0763057 B2 JP H0763057B2 JP 59238108 A JP59238108 A JP 59238108A JP 23810884 A JP23810884 A JP 23810884A JP H0763057 B2 JPH0763057 B2 JP H0763057B2
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- Japan
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- substrate
- electrode
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
- H10P14/20—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials
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-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- H10P14/20—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials
- H10P14/34—Deposited materials, e.g. layers
- H10P14/3402—Deposited materials, e.g. layers characterised by the chemical composition
- H10P14/3404—Deposited materials, e.g. layers characterised by the chemical composition being Group IVA materials
- H10P14/3411—Silicon, silicon germanium or germanium
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- Photovoltaic Devices (AREA)
- Recrystallisation Techniques (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はグロー放電を用いて太陽電池などに用いる光導
電膜、半導体膜、無機絶縁膜あるいは有機樹脂膜などを
形成するのに有効な多電極薄膜形成方法に関する。
電膜、半導体膜、無機絶縁膜あるいは有機樹脂膜などを
形成するのに有効な多電極薄膜形成方法に関する。
減圧しうる堆積室内に膜形成用の原料ガスを導入し、グ
ロー放電によるプラズマ現象を利用して所定の支持体上
に薄膜形成を行なうばあい、とくに太陽電池に用いる光
導電膜を形成するばあいには、えられる膜の光電特性の
点から横プラズマ法を用いた薄膜形成方法が有効に利用
されてきている。横プラズマ法を用いると、電極間に発
生するプラズマの外部に膜を形成する基板を配置するた
め、基板および基板上に堆積される膜へのプラズマ・ダ
メージを軽減することができるからである。
ロー放電によるプラズマ現象を利用して所定の支持体上
に薄膜形成を行なうばあい、とくに太陽電池に用いる光
導電膜を形成するばあいには、えられる膜の光電特性の
点から横プラズマ法を用いた薄膜形成方法が有効に利用
されてきている。横プラズマ法を用いると、電極間に発
生するプラズマの外部に膜を形成する基板を配置するた
め、基板および基板上に堆積される膜へのプラズマ・ダ
メージを軽減することができるからである。
このような横プラズマ法に用いる横プラズマ薄膜形成装
置は、たとえば第３図に示すように、直径約10〜15cm程
度のガラスベルジャー（１）の内側または外側に半円弧
型の電極（２）を対向するように配置し、その下部に試
料載置台（３）を設けて基板（４）を置き、半円弧型の
電極（２）間にグロー放電によりプラズマを発生させ、
基板（４）上に膜形成を行なわせるものである。グロー
放電を生ぜしめる電力としては、通常13.56MHzの高周波
電源が用いられるが、負荷との電気的整合をとるため、
通常、第４図に示すようなマッチング・ネットワーク
（５）を経て供給される。その結果、２つの電極（２）
の電位が異なり、生起されるプラズマもグランド側の電
極付近と高周波側電極付近では異なる。とくに高周波側
電極付近の暗部の電位が大きく、したがってプラズマの
様子も明らかに非対称となり、基板（４）に堆積される
膜の厚さも光電特性も試料載置台（３）上の基板（４）
の位置によって異なる。これらの膜厚および性能の分布
を解消するため、基板（４）を載置する試料載置台
（３）を適当な速さで回転する方法がとられている。
置は、たとえば第３図に示すように、直径約10〜15cm程
度のガラスベルジャー（１）の内側または外側に半円弧
型の電極（２）を対向するように配置し、その下部に試
料載置台（３）を設けて基板（４）を置き、半円弧型の
電極（２）間にグロー放電によりプラズマを発生させ、
基板（４）上に膜形成を行なわせるものである。グロー
放電を生ぜしめる電力としては、通常13.56MHzの高周波
電源が用いられるが、負荷との電気的整合をとるため、
通常、第４図に示すようなマッチング・ネットワーク
（５）を経て供給される。その結果、２つの電極（２）
の電位が異なり、生起されるプラズマもグランド側の電
極付近と高周波側電極付近では異なる。とくに高周波側
電極付近の暗部の電位が大きく、したがってプラズマの
様子も明らかに非対称となり、基板（４）に堆積される
膜の厚さも光電特性も試料載置台（３）上の基板（４）
の位置によって異なる。これらの膜厚および性能の分布
を解消するため、基板（４）を載置する試料載置台
（３）を適当な速さで回転する方法がとられている。
このような横プラズマ法による薄膜の形成方法を利用し
て、工業生産に適する大面積に高性能な光導電膜を形成
するにはつぎのような問題がある。
て、工業生産に適する大面積に高性能な光導電膜を形成
するにはつぎのような問題がある。
すなわち、２つの電極間でグロー放電を生起せしめなけ
ればならないため、２つの電極間隔には限界があり、む
やみに間隔を広くとり、放電領域を幅広くできないた
め、薄膜を形成する面積が限られる。また上述のよう
に、グランド側電極付近と高周波側電極付近に堆積され
る薄膜の膜厚、光電特性などが異なるため、試料載置台
を回転させて堆積する薄膜の均一化をはかっているが、
薄膜堆積面積を大きくとったばあいには、基板あるいは
試料載置台全体を回転させ、堆積する薄膜の均一化を行
なうことは極めて実際的でなく、また実現不可能なこと
である。
ればならないため、２つの電極間隔には限界があり、む
やみに間隔を広くとり、放電領域を幅広くできないた
め、薄膜を形成する面積が限られる。また上述のよう
に、グランド側電極付近と高周波側電極付近に堆積され
る薄膜の膜厚、光電特性などが異なるため、試料載置台
を回転させて堆積する薄膜の均一化をはかっているが、
薄膜堆積面積を大きくとったばあいには、基板あるいは
試料載置台全体を回転させ、堆積する薄膜の均一化を行
なうことは極めて実際的でなく、また実現不可能なこと
である。
本発明の目的は、上記のような横プラズマ法を用いて大
きな面積の基板上に、均一で高性能な光導電膜を形成し
ようとする際に生ずる電極間距離の問題、試料載置台回
転の問題などにより、大きな面積の基板を用いることが
できないという問題を解決することを目的とするもので
ある。
きな面積の基板上に、均一で高性能な光導電膜を形成し
ようとする際に生ずる電極間距離の問題、試料載置台回
転の問題などにより、大きな面積の基板を用いることが
できないという問題を解決することを目的とするもので
ある。
本発明者らは、横プラズマ法における電極間距離と放電
との関係を、種々のａ−Si合金からなる太陽電池薄膜を
成膜する条件について調べたところ、電極間で均一なプ
ラズマ状態をうるためには、すなわちその間の放電領域
外部に設置した基板上に均一な膜厚で均一な光電特性を
有する薄膜をうるためには、電極間の距離が120mm以下
であることが望ましいことを見出した。
との関係を、種々のａ−Si合金からなる太陽電池薄膜を
成膜する条件について調べたところ、電極間で均一なプ
ラズマ状態をうるためには、すなわちその間の放電領域
外部に設置した基板上に均一な膜厚で均一な光電特性を
有する薄膜をうるためには、電極間の距離が120mm以下
であることが望ましいことを見出した。
大きな面積の薄膜を形成するためには、大きな面積のプ
ラズマが必要であるが、この問題を、薄膜の形成領域を
複数の横プラズマ電極による複数の放電領域に分割分担
させることにより解決した。
ラズマが必要であるが、この問題を、薄膜の形成領域を
複数の横プラズマ電極による複数の放電領域に分割分担
させることにより解決した。
さらに１組の電極間のプラズマの非対称による膜厚分
布、および膜の光電特性の位置によるちがいを解消する
ために、一方がグランドにアースされ、他方の電極に高
周波電源が供給される方式のマッチング・ネットワーク
を採用せず、両電極の２次側のいずれもが直接グランド
にアースされないフロート型のマッチング・ネットワー
クを採用することによって、電極間に対称形のプラズマ
をえられるこを見出した。
布、および膜の光電特性の位置によるちがいを解消する
ために、一方がグランドにアースされ、他方の電極に高
周波電源が供給される方式のマッチング・ネットワーク
を採用せず、両電極の２次側のいずれもが直接グランド
にアースされないフロート型のマッチング・ネットワー
クを採用することによって、電極間に対称形のプラズマ
をえられるこを見出した。
その結果、試料載置台を回転させることなく、電極間に
て均一な膜がえられ、大きな面積の薄膜を形成する方法
を発明るに至った。
て均一な膜がえられ、大きな面積の薄膜を形成する方法
を発明るに至った。
すなわち本発明は、電極間に生じるグロー放電領域の外
部に基板を置き、その陽光柱の端部を利用して薄膜を作
成する横プラズマ薄膜形成方法において、少なくとも３
個の奇数個の電極を設け、少なくとも３個の電極列の端
から奇数番目の電極からなる電極組を同電位とし、対向
する偶数番目の電極からなる電極組を同電位とするよう
に、１個の高周波電源と、入力端である１次側が該高周
波電源に接続され、出力端である２次側の両端子のいず
れもが、実質的にグランドに接続されていない回路構成
になっている１個のマッチング・ネットワークとにより
高周波電力を供給して各領域に放置を生ぜせしめ、該放
電領域の外部に置いた基板上に実質的に大きな薄膜を形
成することを特徴とする多電極薄膜形成方法に関する。
部に基板を置き、その陽光柱の端部を利用して薄膜を作
成する横プラズマ薄膜形成方法において、少なくとも３
個の奇数個の電極を設け、少なくとも３個の電極列の端
から奇数番目の電極からなる電極組を同電位とし、対向
する偶数番目の電極からなる電極組を同電位とするよう
に、１個の高周波電源と、入力端である１次側が該高周
波電源に接続され、出力端である２次側の両端子のいず
れもが、実質的にグランドに接続されていない回路構成
になっている１個のマッチング・ネットワークとにより
高周波電力を供給して各領域に放置を生ぜせしめ、該放
電領域の外部に置いた基板上に実質的に大きな薄膜を形
成することを特徴とする多電極薄膜形成方法に関する。
本発明の多電極薄膜形成方法を図面にもとづいて説明す
る。
る。
第１図は本発明の方法に用いる多電極薄膜形成装置の一
実施態様を示す説明図である。
実施態様を示す説明図である。
図において（６）は真空槽、（７）は基板加熱ヒータ
ー、（８）は電極（４）を保持するための基板ホルダ
ー、（9a）、（9b）、（9c）、（9d）、（9e）は薄膜を
形成するのに必要な面積を均一な放電領域にするよう
に、すなわち横プラズマ型放電で電極間に均一なプラズ
マが生起されるような間隔に配置されている電極、（1
0）は高周波電力供給装置である。基板（４）は背面よ
り基板加熱ヒーター（７）により間接的に加熱され、薄
膜の形成面が下向きになるように保持されている。
ー、（８）は電極（４）を保持するための基板ホルダ
ー、（9a）、（9b）、（9c）、（9d）、（9e）は薄膜を
形成するのに必要な面積を均一な放電領域にするよう
に、すなわち横プラズマ型放電で電極間に均一なプラズ
マが生起されるような間隔に配置されている電極、（1
0）は高周波電力供給装置である。基板（４）は背面よ
り基板加熱ヒーター（７）により間接的に加熱され、薄
膜の形成面が下向きになるように保持されている。
高周波電力供給装置（10）からのRF（高周波電力）は、
電極（9a）、（9c）、（9e）と電極（9b）、（9d）の２
つの組に供給され、（9a）〜（9b）、（9b）〜（9c）、
（9c）〜（9d）、（9d）〜（9e）の各電極間に均一な放
電が生じる。
電極（9a）、（9c）、（9e）と電極（9b）、（9d）の２
つの組に供給され、（9a）〜（9b）、（9b）〜（9c）、
（9c）〜（9d）、（9d）〜（9e）の各電極間に均一な放
電が生じる。
電極（9a）〜（9e）は紙面に垂直な方向に、薄膜形成領
域を均一な放電でおおうにたりる有限の長さのびてい
る。なお電極（9a）〜（9e）が平行な電極であれば端部
を除いて紙面に垂直な方向に、実質的にプラズマの強度
分布は存在しない。したがって形成される薄膜の膜厚と
膜の光電特性には分布は生じない。
域を均一な放電でおおうにたりる有限の長さのびてい
る。なお電極（9a）〜（9e）が平行な電極であれば端部
を除いて紙面に垂直な方向に、実質的にプラズマの強度
分布は存在しない。したがって形成される薄膜の膜厚と
膜の光電特性には分布は生じない。
高周波電力供給装置（10）は、第２図に示す高周波電源
（11）とマッチング・ネットワーク（12）から構成され
ている。高周波電源（11）からの電力は、マッチング・
ネットワーク（12）にてコンデンサー（13a）、（13b）
を調整して負荷と整合され、高周波電力として電極（9
a）、（9c）（9e）の組と、（9b）、（9d）の組とに供
給される。ここでコンデンサー（13c）は２つの組に供
給する電力の強弱を調整するためのものである。このよ
うに、RFの２次側がいずれも直接グランドにアースされ
ていないばあいには、各電極間で生成するプラズマは対
称形となる。
（11）とマッチング・ネットワーク（12）から構成され
ている。高周波電源（11）からの電力は、マッチング・
ネットワーク（12）にてコンデンサー（13a）、（13b）
を調整して負荷と整合され、高周波電力として電極（9
a）、（9c）（9e）の組と、（9b）、（9d）の組とに供
給される。ここでコンデンサー（13c）は２つの組に供
給する電力の強弱を調整するためのものである。このよ
うに、RFの２次側がいずれも直接グランドにアースされ
ていないばあいには、各電極間で生成するプラズマは対
称形となる。
つぎに、本発明の方法を第１図に示すごとき装置を用い
た実施例にもとづく、薄膜の形成の例について説明す
る。
た実施例にもとづく、薄膜の形成の例について説明す
る。
実施例１ 500×500mmの基板ホルダー（８）に基板（４）を取付
け、排気装置（図示せず）により真空槽（６）を１×10
-6Torrに排気し、基板加熱ヒーター（７）により250℃
に加熱保持した。
け、排気装置（図示せず）により真空槽（６）を１×10
-6Torrに排気し、基板加熱ヒーター（７）により250℃
に加熱保持した。
電極（9a）〜（9e）として厚さ10mm、長さ500mm、高さ5
0mmのものを用い、それぞれの中心間隔を125mmとし、基
板ホルダー（８）より20mm離して同一高さに配置した。
原料ガスとしてガス供給装置（図示せず）より、SiH4ガ
スおよびH2ガスをそれぞれ20sccmおよび180sccm供給
し、ガス調圧装置（図示せず）により真空槽（６）内の
圧力を0.5Torrに調圧したのち、RFによりそれぞれの電
極（9a）〜（9e）に合計100Wの電力を供給し、各電極間
に均一なプラズマを発生させ、60分間放電を持続させ、
基板上にａ−Si:H膜を堆積させた。
0mmのものを用い、それぞれの中心間隔を125mmとし、基
板ホルダー（８）より20mm離して同一高さに配置した。
原料ガスとしてガス供給装置（図示せず）より、SiH4ガ
スおよびH2ガスをそれぞれ20sccmおよび180sccm供給
し、ガス調圧装置（図示せず）により真空槽（６）内の
圧力を0.5Torrに調圧したのち、RFによりそれぞれの電
極（9a）〜（9e）に合計100Wの電力を供給し、各電極間
に均一なプラズマを発生させ、60分間放電を持続させ、
基板上にａ−Si:H膜を堆積させた。
電極に垂直な方向、すなわちち第１図に示すごとき基板
面内で代表的な点を数点とり、膜厚さおよび光電特性を
測定した。
面内で代表的な点を数点とり、膜厚さおよび光電特性を
測定した。
膜の厚さは光学的干渉法によ測定した。また光電特性は
ソーラーシュミレーターにより、AN−１、100mW照射下
での光電導度を測定した。
ソーラーシュミレーターにより、AN−１、100mW照射下
での光電導度を測定した。
膜厚は第５図に示すとおり均2500Åから約6500Åまで約
2.6倍以内で変化した。また光電導度は、第６図に示す
ように、１×10-4（Ωcm）-1から３×10-4（Ωcm）-1の
一定の光電特性の膜がえられた。
2.6倍以内で変化した。また光電導度は、第６図に示す
ように、１×10-4（Ωcm）-1から３×10-4（Ωcm）-1の
一定の光電特性の膜がえられた。
以上のように、複数電極と２次側がフロートしたマッチ
ング・ネットワークを使った横プラズマ薄膜形成方法に
よって、通常の横プラズマ放電法でえられる薄膜形成面
積の数倍の広さの面積で、厚さと光電特性とが比較的均
一な薄膜がえられた。
ング・ネットワークを使った横プラズマ薄膜形成方法に
よって、通常の横プラズマ放電法でえられる薄膜形成面
積の数倍の広さの面積で、厚さと光電特性とが比較的均
一な薄膜がえられた。
本実施例では電極の数を５個とし、４つの放電領域を形
成し、薄膜を形成したが、電極数を増加することによっ
て、さらに薄膜形成面積を大きくすることができる。
成し、薄膜を形成したが、電極数を増加することによっ
て、さらに薄膜形成面積を大きくすることができる。
本発明の方法によると、横プラズマ法により試料載置台
を回転させることなく、大きな面積で比較的均一な薄膜
が形成できる。さらに電極の２次側のいずれもが直接グ
ランドにアースされていないフロート型のマッチング・
ネットワークを採用するばあいには、形成される大きな
薄膜を一層均一にすることができる。
を回転させることなく、大きな面積で比較的均一な薄膜
が形成できる。さらに電極の２次側のいずれもが直接グ
ランドにアースされていないフロート型のマッチング・
ネットワークを採用するばあいには、形成される大きな
薄膜を一層均一にすることができる。
第１図は本発明に用いる多電極薄膜形成装置の一実施態
様に関する説明図、第２図は第１図に示す装置の、主と
して高周波電力供給装置に関する説明図、第３図は従来
の横プラズマ法に用いる装置に関する説明図、第４図は
第３図に示すマッチング・ネットワークに関する説明
図、第５図は実施例１でえられた薄膜の膜厚と用いた装
置の電極位置との関係を示すグラフ、第６図は実施例１
でえられた薄膜の光電導度と用いた装置の電極位置との
関係を示すグラフである。 （図面の主要符号） （４）：基板 （9a）〜（9e）：電極 （10）：高周波電力供給装置 （12）：マッチング・ネットワーク
様に関する説明図、第２図は第１図に示す装置の、主と
して高周波電力供給装置に関する説明図、第３図は従来
の横プラズマ法に用いる装置に関する説明図、第４図は
第３図に示すマッチング・ネットワークに関する説明
図、第５図は実施例１でえられた薄膜の膜厚と用いた装
置の電極位置との関係を示すグラフ、第６図は実施例１
でえられた薄膜の光電導度と用いた装置の電極位置との
関係を示すグラフである。 （図面の主要符号） （４）：基板 （9a）〜（9e）：電極 （10）：高周波電力供給装置 （12）：マッチング・ネットワーク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 津下 和永 兵庫県神戸市垂水区舞子台２−９―30 1220号 (72)発明者 太和田 善久 兵庫県神戸市北区大池見山台14―39 (72)発明者 平田 久典 滋賀県大津市比叡辻１−25―１ (72)発明者 泉名 政信 埼玉県大宮市堀の内町１丁目60―１ (56)参考文献 特開 昭56−71930（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】電極間に生じるグロー放電領域の外部に基
板を置き、その陽光柱の端部を利用して薄膜を作成する
横プラズマ薄膜形成方法において、少なくとも３個の奇
数個の電極を設け、電極列の端から奇数番目の電極かか
らなる電極組を同電位とし、対向する偶数番目の電極か
らなる電極組を同電位とするように、１個の高周波電源
と、入力端である１次側が該高周波電源に接続され、出
力端である２次側の両端子のいずれもが、実質的にグラ
ンドに接続されていない回路構成になっている１個のマ
ッチング・ネットワークとにより高周波電力を供給し、
各領域に放電を生ぜせしめ、該放電領域の外部に置いた
基板上に実質的に大きな薄膜を形成することを特徴とす
る多電極薄膜形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59238108A JPH0763057B2 (ja) | 1984-11-12 | 1984-11-12 | 多電極薄膜形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59238108A JPH0763057B2 (ja) | 1984-11-12 | 1984-11-12 | 多電極薄膜形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61116825A JPS61116825A (ja) | 1986-06-04 |
| JPH0763057B2 true JPH0763057B2 (ja) | 1995-07-05 |
Family
ID=17025292
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59238108A Expired - Fee Related JPH0763057B2 (ja) | 1984-11-12 | 1984-11-12 | 多電極薄膜形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0763057B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU2003195A (en) * | 1994-06-21 | 1996-01-04 | Boc Group, Inc., The | Improved power distribution for multiple electrode plasma systems using quarter wavelength transmission lines |
| JP4678718B2 (ja) * | 2005-03-14 | 2011-04-27 | 国立大学法人名古屋大学 | プラズマ発生装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5671930A (en) * | 1979-11-19 | 1981-06-15 | Canon Inc | Film formation |
-
1984
- 1984-11-12 JP JP59238108A patent/JPH0763057B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61116825A (ja) | 1986-06-04 |
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