JPS5873111A - 非晶質半導体膜製造装置 - Google Patents
非晶質半導体膜製造装置Info
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- JPS5873111A JPS5873111A JP56171119A JP17111981A JPS5873111A JP S5873111 A JPS5873111 A JP S5873111A JP 56171119 A JP56171119 A JP 56171119A JP 17111981 A JP17111981 A JP 17111981A JP S5873111 A JPS5873111 A JP S5873111A
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- JP
- Japan
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- gas
- semiconductor film
- amorphous semiconductor
- outside
- electrode
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- Pending
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- H—ELECTRICITY
- 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
- 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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/50—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
-
- H—ELECTRICITY
- 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
- H10P14/24—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials using chemical vapour deposition [CVD]
-
- H—ELECTRICITY
- 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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- H10P14/3438—Doping during depositing
- H10P14/3441—Conductivity type
- H10P14/3442—N-type
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- Organic Chemistry (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は非晶質半導体膜の製造装置に関する。
本発明の目的は量産性に優れ、再現性の良い非晶質半導
体膜製造装置を得ることである。
体膜製造装置を得ることである。
モノシラン（ｓ１ｕ４ ）あるいは四フッ化硅素（Ｓｉ
ｆｆ４ ）をプラズマ分解して得られるアモルファスシ
リコンを初めとする非晶質半導体は、太陽光に対する光
吸収係数が大である。光伝導度が高い、材料費が安価で
ある。基板の自由度が大である等の理由から、低価格太
陽電池、電子写真感光体、薄膜トランジスタ、撮像デノ
くイス等の有望材料として注目を集めている。
ｆｆ４ ）をプラズマ分解して得られるアモルファスシ
リコンを初めとする非晶質半導体は、太陽光に対する光
吸収係数が大である。光伝導度が高い、材料費が安価で
ある。基板の自由度が大である等の理由から、低価格太
陽電池、電子写真感光体、薄膜トランジスタ、撮像デノ
くイス等の有望材料として注目を集めている。
その主たる製造方法は真空槽内に所定のガスを導入して
所定の内圧とし、該真空槽内におけるグロー放電により
膜形成を行なうプラズマＯＶＤ法である。
所定の内圧とし、該真空槽内におけるグロー放電により
膜形成を行なうプラズマＯＶＤ法である。
第１図にプラズマ（ＩＶＤ装置の概要を示す。
図において１，２．３は各々モノシラン、ホスフィン、
ジボランであり各ガスとも水素ガスで希釈−シテイル。
ジボランであり各ガスとも水素ガスで希釈−シテイル。
４，５．６はマス７０−コントローラでガス流量の精密
制御を行なう。７は真空槽、８はシャワーで高周波の一
方の電極を兼用してし）る、９はサセプタ、１０は基板
加熱ヒータ、１１＆ま高周波電源（通常１＆５６Ｍ■２
１）、１２は試料基板である。１３は排気口で真空ｌン
プ系に接続されている。
制御を行なう。７は真空槽、８はシャワーで高周波の一
方の電極を兼用してし）る、９はサセプタ、１０は基板
加熱ヒータ、１１＆ま高周波電源（通常１＆５６Ｍ■２
１）、１２は試料基板である。１３は排気口で真空ｌン
プ系に接続されている。
排気口１３により真空排気を行ないながらマスフローコ
ントローラ４によりモノシランガスを導入し所定の内圧
（α１〜５Ｔｏｒｒ）とした後、高周波電源１１により
電力を供給すると、電極８とサセプタ９との間でグロー
放電を起こしプラズマを発生する。このグロー放電によ
りモノシランが分解され、試料基板１２の表面に非晶質
シリコン展が形成される。
ントローラ４によりモノシランガスを導入し所定の内圧
（α１〜５Ｔｏｒｒ）とした後、高周波電源１１により
電力を供給すると、電極８とサセプタ９との間でグロー
放電を起こしプラズマを発生する。このグロー放電によ
りモノシランが分解され、試料基板１２の表面に非晶質
シリコン展が形成される。
なお試料基板としてはガラス、金属（ステンレス、モリ
ブデン等）、高分子フィルム等が使用される。
ブデン等）、高分子フィルム等が使用される。
該非晶質シリコン膜に不純物ドープを行なう場合、モノ
シランガスと同時にマス７０−コントローラ５又は６に
よりホスフィン又はジボランを流す。前者の場合Ｎ形弁
晶質シリコン膜が形成され、後者の場合Ｐ形弁晶質シリ
コン膜が形成される、なおホスフィンの代わりにアルシ
ン（ＡＳＨ，）を用いても同様である。
シランガスと同時にマス７０−コントローラ５又は６に
よりホスフィン又はジボランを流す。前者の場合Ｎ形弁
晶質シリコン膜が形成され、後者の場合Ｐ形弁晶質シリ
コン膜が形成される、なおホスフィンの代わりにアルシ
ン（ＡＳＨ，）を用いても同様である。
希釈ガスとして水素、ヘリウム、アルゴン等が用いられ
ているが、特に水素が多用されている。
ているが、特に水素が多用されている。
これは非晶質シリコンを形、成する場合、シリコン原子
のダングリングボンドを水素が補償し局在準位密度を減
少させるためである。
のダングリングボンドを水素が補償し局在準位密度を減
少させるためである。
現在各方面で非晶質半導体の研究が行なわれているが、
いずれも実験機であり、基板ホルダーはせいぜい３０３
φである。この為試料基板は数枚−十数枚の処理能力を
有するのみであり、非晶質半導体が低価格で作製できる
までには至っていない。又試料基板を大きくするだけで
は基板の温度分布、プラズマの分布等が不均一になり、
再現性が得られない欠点を有している。
いずれも実験機であり、基板ホルダーはせいぜい３０３
φである。この為試料基板は数枚−十数枚の処理能力を
有するのみであり、非晶質半導体が低価格で作製できる
までには至っていない。又試料基板を大きくするだけで
は基板の温度分布、プラズマの分布等が不均一になり、
再現性が得られない欠点を有している。
本発明はかかる欠点を除去するもので新構造のプラズマ
Ｏ’ＶＤ装置とすることにより量産性に優れ、再現性の
良い非晶質半導体膜製造装置が得られた。
Ｏ’ＶＤ装置とすることにより量産性に優れ、再現性の
良い非晶質半導体膜製造装置が得られた。
以下図面により本発明について更に具体的に説明する。
第２図は本発明によるプラスｗ ＯＶ ｐＭｔｌｉｏ真
空槽部分の概要を示す図で（α）は正面図、（ｂ）は側
面図である。
空槽部分の概要を示す図で（α）は正面図、（ｂ）は側
面図である。
２１は石英真空槽であり内部に試料ホルダー２２を有す
る。試料ホルダーは石英キャップ２３をはずして石英真
空槽内にセットする。２４はガス導入口であり所要ガス
を流量制御し真空槽内に導入する。２５はガス排出口で
あり真空ｌンプ系へ接続されている。２６は発振電極で
あり高周波電界又は直流電界を印加しプラズマを発生さ
せる。
る。試料ホルダーは石英キャップ２３をはずして石英真
空槽内にセットする。２４はガス導入口であり所要ガス
を流量制御し真空槽内に導入する。２５はガス排出口で
あり真空ｌンプ系へ接続されている。２６は発振電極で
あり高周波電界又は直流電界を印加しプラズマを発生さ
せる。
２７は保請管であり、ガス導入口２８及びガス排出口２
９を有する。３０はヒーターであり石英真空槽等を均一
に加熱する。
９を有する。３０はヒーターであり石英真空槽等を均一
に加熱する。
本発明によるプラズマＯＶＤ装置は外部ヒーターによる
加熱方式の為極めて温度分布が優れ、例えば２愼の石英
真Ｉにおいても、３ゾーン制御を行なうことにより３０
０℃±ａ５℃という温度分布が得られ、しかも石英真空
槽の直径を１０〜１５５Ｉと比較的小さくすることによ
りプラズマｌの分布を均一にすることもできた。なお発
振電極を１対から複数対にすることにより更に分布が均
一となることも確認された。
加熱方式の為極めて温度分布が優れ、例えば２愼の石英
真Ｉにおいても、３ゾーン制御を行なうことにより３０
０℃±ａ５℃という温度分布が得られ、しかも石英真空
槽の直径を１０〜１５５Ｉと比較的小さくすることによ
りプラズマｌの分布を均一にすることもできた。なお発
振電極を１対から複数対にすることにより更に分布が均
一となることも確認された。
又保護管内部に窒素、アルゴン、ヘリウム勢の不活性ガ
スを充填することにより発振電極の酸化を防止し電極の
長寿命化に顕著な効果を示した。
スを充填することにより発振電極の酸化を防止し電極の
長寿命化に顕著な効果を示した。
更に石英キャップ方式とすることにより試料のセットが
極めて容易となり量産性の向上に大きく寄与した。
極めて容易となり量産性の向上に大きく寄与した。
本装置を使用して第３図に示す構造の太陽電池を１００
０枚試作した。
０枚試作した。
４１はガラス基板、４２は透明電極（８ｎ Ｏ１又は工
Ｔｏ）、４５はＰ形アモルファスシリコン４４は／ンド
ーブアモルファスシリコン、４５はＮ形アモルファスシ
リコン、４６は金属電極（通常アルミニウム）である。
Ｔｏ）、４５はＰ形アモルファスシリコン４４は／ンド
ーブアモルファスシリコン、４５はＮ形アモルファスシ
リコン、４６は金属電極（通常アルミニウム）である。
この時の２００ｔｘ螢光灯下における変換効率の値を第
４図に示す。縦軸に数量、横軸に変換効率を示す。
４図に示す。縦軸に数量、横軸に変換効率を示す。
図から明らかな如く９６幡以上が変換効率五５％以上で
あり極めてシャープな分布特性を示した。
あり極めてシャープな分布特性を示した。
以上詳述した如く本発明の製造装置は警産性が優れ、安
価な非晶質半導体膜が得られることから低価格太陽電池
、電子写真感光体、薄膜トランジスタ、撮像デバイス等
の製造装置として極めて有用である。
価な非晶質半導体膜が得られることから低価格太陽電池
、電子写真感光体、薄膜トランジスタ、撮像デバイス等
の製造装置として極めて有用である。
第１図はプラズマＯＶＤ装置の概要図。
第゛２図は本発明によるプラズマＯＶＤ装置の真空槽部
分の概要図で（α）は正面図、Ｃｂ）は側面図。 第３図はアモルファスシリコン太陽電池の基本構造を示
す図。 第４図は本発明によるプラスｗＯＶＤ装置により試作し
たアモルファスシリコン太陽電池の変換効率、の分布を
示す図、である。 以 上 （ａ）
（ｊ、）？（Ｓ２Ｌ！ ＝４３− 第３ト１ 第４１
分の概要図で（α）は正面図、Ｃｂ）は側面図。 第３図はアモルファスシリコン太陽電池の基本構造を示
す図。 第４図は本発明によるプラスｗＯＶＤ装置により試作し
たアモルファスシリコン太陽電池の変換効率、の分布を
示す図、である。 以 上 （ａ）
（ｊ、）？（Ｓ２Ｌ！ ＝４３− 第３ト１ 第４１
Claims (1)
- 真空排気系により減圧にし得る真空槽内に、所定のガス
（モノシラン、ジボラン、ホスフィン郷）を導入して所
定の内圧とし、該真空槽内における放電現象により非晶
質半導体膜を製造する装置において、該真空槽の外側外
周部に単独もしくは被数の発振電極を有し、且つ該発振
電極は任意のガス雰囲気とすることが可能な保護管中に
セットされ、しかも該保護管の外側に加熱用ヒーターを
有し、一種の電気炉とする構造を有することを特徴とす
る非晶質半導体膜製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56171119A JPS5873111A (ja) | 1981-10-26 | 1981-10-26 | 非晶質半導体膜製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56171119A JPS5873111A (ja) | 1981-10-26 | 1981-10-26 | 非晶質半導体膜製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5873111A true JPS5873111A (ja) | 1983-05-02 |
Family
ID=15917327
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56171119A Pending JPS5873111A (ja) | 1981-10-26 | 1981-10-26 | 非晶質半導体膜製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5873111A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2589168A1 (fr) * | 1985-10-25 | 1987-04-30 | Solems Sa | Appareil et son procede d'utilisation pour la formation de films minces assistee par plasma |
-
1981
- 1981-10-26 JP JP56171119A patent/JPS5873111A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2589168A1 (fr) * | 1985-10-25 | 1987-04-30 | Solems Sa | Appareil et son procede d'utilisation pour la formation de films minces assistee par plasma |
| US4798739A (en) * | 1985-10-25 | 1989-01-17 | Solems | Plasma-assisted method for thin film fabrication |
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