JPS5880833A - 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
- Publication number
- JPS5880833A JPS5880833A JP56179383A JP17938381A JPS5880833A JP S5880833 A JPS5880833 A JP S5880833A JP 56179383 A JP56179383 A JP 56179383A JP 17938381 A JP17938381 A JP 17938381A JP S5880833 A JPS5880833 A JP S5880833A
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- JP
- Japan
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- vacuum chamber
- semiconductor film
- amorphous semiconductor
- gas
- quartz
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- Pending
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Classifications
-
- 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
-
- 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
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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
-
- 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
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- H10P14/34—Deposited materials, e.g. layers
- H10P14/3438—Doping during depositing
- H10P14/3441—Conductivity type
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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り本発明の
目的は安全性が高く量産性に優れ、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。
目的は安全性が高く量産性に優れ、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。
モノシラン（８ｔａ、）あるいはＳ！！７ツ化硅素（ｓ
ｌｙ、）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。光伝導塵が高い。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、撮像デバイ
ス等の有望材料として注目を集めている。
ｌｙ、）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。光伝導塵が高い。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、撮像デバイ
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
膜廖成を行なうプラズマａＶＤ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
膜廖成を行なうプラズマａＶＤ法である。
第１図にプラズマｏｖｎ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している、４
，５，６はマスフロー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はシャワーで高層°波の一
方の電極を着用している。
ジボランであり各ガスとも水素ガスで希釈している、４
，５，６はマスフロー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はシャワーで高層°波の一
方の電極を着用している。
９はす七ブタ、１０は基板加熱ヒータ、１１は高周波電
源（通常１５．５６ＭＨｚ）、１２は試料基板である、
１３は排気口で真空ポンプ系に接続されている。
源（通常１５．５６ＭＨｚ）、１２は試料基板である、
１３は排気口で真空ポ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プローコ
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
（０，１〜５Ｔｏｒｒ）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
質シリコン膜が形成される。
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
（０，１〜５Ｔｏｒｒ）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
質シリコン膜が形成される。
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、−プを行なう場合、モ
ノシランガスと同時にマスフローコントローラ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。
ノシランガスと同時にマスフローコントローラ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（ＡＳａ、）を用い
ても同様である。
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。
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。
現在各方面で使用されているプラズマＯＶＤ装置は基板
ホルダーの直径が１０〜３０ＣＩｌの実験機である。非
晶質半導体の特徴を生かすためには量産性に優れ、再現
性の良い装置が必要であり、しかも可燃性・−性ガスを
使用することから安全性の高いことも必須条件である。
ホルダーの直径が１０〜３０ＣＩｌの実験機である。非
晶質半導体の特徴を生かすためには量産性に優れ、再現
性の良い装置が必要であり、しかも可燃性・−性ガスを
使用することから安全性の高いことも必須条件である。
本発明は前記状況を鑑みて成されたものであり優れた量
産装置を提供するものである。
産装置を提供するものである。
以下図面に基づき本発明について具体的に説明する。
第２図は本発明によるプラズマａｖｎ装置の真空槽部分
の概要−である。
の概要−である。
２１は石英真空槽、２２は試料ホルダー、２３は発振電
極、２４は石英キャップ、２５はフレキシブルパイプ、
２６は反応ガス導入口、２７は反応ガス排出口、２８は
不活性ガス導入口、２９は不活性ガス排出口、３０は加
熱ヒーター、３１は保護管、３２は保護管蓋部である。
極、２４は石英キャップ、２５はフレキシブルパイプ、
２６は反応ガス導入口、２７は反応ガス排出口、２８は
不活性ガス導入口、２９は不活性ガス排出口、３０は加
熱ヒーター、３１は保護管、３２は保護管蓋部である。
試料基板は試料ホルダー２２上に載置され、石英キャッ
プ２４を開け、石英真空槽２１内にセットされる。次い
で石英キ′＋１ツ・プ２４を閉じ、該石英キャップ２４
及び石英真空槽２１はフレキシブルバイブ２５により各
々反応ガス導入口２６、及び反応ガス排出口２７に接続
される。該反応ガス導入口２６へはボンベから出たガス
が流量針を経て導入され、反応ガス排出口２７からは□
反応後のガスが排出され真空ポンプ系を経て外部へ排出
される。前記石英真空槽部は更に保護管３１内に収容さ
れており、保護管蓋部３２に設けられた不活性ガス導入
口２８より、−素、アルゴン、へりラム等の不活性ガス
を導入し、不活性ガス排出口２９より排出することによ
り保護管３１の内部を任意の不活性ガス雰囲気とする。
プ２４を開け、石英真空槽２１内にセットされる。次い
で石英キ′＋１ツ・プ２４を閉じ、該石英キャップ２４
及び石英真空槽２１はフレキシブルバイブ２５により各
々反応ガス導入口２６、及び反応ガス排出口２７に接続
される。該反応ガス導入口２６へはボンベから出たガス
が流量針を経て導入され、反応ガス排出口２７からは□
反応後のガスが排出され真空ポンプ系を経て外部へ排出
される。前記石英真空槽部は更に保護管３１内に収容さ
れており、保護管蓋部３２に設けられた不活性ガス導入
口２８より、−素、アルゴン、へりラム等の不活性ガス
を導入し、不活性ガス排出口２９より排出することによ
り保護管３１の内部を任意の不活性ガス雰囲気とする。
更に保護管３１の外側に設けられた加熱ヒーター３０に
より全体を均一に加熱し試料ホルダー２２を所定の温度
に加熱する。以上の如く所定のガス圧、温度条件を設定
し発振電極２３に高周波電界、又は直流電界を印加する
ことにより試料基板上へ非晶質半導体膜を形成する。
一 本発明の装置は石英真空槽１石英キャップ等損傷を受け
る恐れのある部品を保護管内に収容し、周囲を不活性ガ
ス雰囲気としたため極めて安全性の高い装置とすること
ができた。
より全体を均一に加熱し試料ホルダー２２を所定の温度
に加熱する。以上の如く所定のガス圧、温度条件を設定
し発振電極２３に高周波電界、又は直流電界を印加する
ことにより試料基板上へ非晶質半導体膜を形成する。
一 本発明の装置は石英真空槽１石英キャップ等損傷を受け
る恐れのある部品を保護管内に収容し、周囲を不活性ガ
ス雰囲気としたため極めて安全性の高い装置とすること
ができた。
又石英真空槽の直径を１０〜１５０に程度におさえるこ
とによりプラズマの均一性が向上し、しかも外部からの
加熱により温度分布も向上した。こ℃ため再現性の良い
膜が得られる様になり、しかも石英真空槽の長さを長く
することにより処理量の向上がはかれ、量産性の高い装
置とすることができた。
とによりプラズマの均一性が向上し、しかも外部からの
加熱により温度分布も向上した。こ℃ため再現性の良い
膜が得られる様になり、しかも石英真空槽の長さを長く
することにより処理量の向上がはかれ、量産性の高い装
置とすることができた。
なお石英真空槽を長くするのに騨ないプラズマの均一性
が低下してくるため、発振電極２６を複数に分割し、そ
れぞれのパワーを調節することにより膜厚分布を一様に
することができた。
が低下してくるため、発振電極２６を複数に分割し、そ
れぞれのパワーを調節することにより膜厚分布を一様に
することができた。
本発明の装置を使用し第３図に示す構造のアモルファス
シリコン太陽電池を試作した。
シリコン太陽電池を試作した。
４１はステンレス基板、４２はＰ形アモルファスシリコ
ン層、４３は、ノンドープアモルファスシリコン層、４
４はｙ形アモルファスシリコン層、４５は透明電極であ
る。
ン層、４３は、ノンドープアモルファスシリコン層、４
４はｙ形アモルファスシリコン層、４５は透明電極であ
る。
第４図に該太陽電池を１０００枚（１００枚単位１０ロ
ット分）試作した時の変換効率（於ＡＭ１）の分布を示
す。
ット分）試作した時の変換効率（於ＡＭ１）の分布を示
す。
図より明らかな如く特性の優れた太陽電池が再現性良く
得られた。
得られた。
なおここではアモルファスシリコンの場合を例にあげて
説明したが、例え、：ばゲルマン（Ｇｅｍ、）を用いた
アモルファスゲルマニウム等値の非晶質半導体を用いた
デバイスにおいても同様の結果が得られることは容易に
首肯できる。
説明したが、例え、：ばゲルマン（Ｇｅｍ、）を用いた
アモルファスゲルマニウム等値の非晶質半導体を用いた
デバイスにおいても同様の結果が得られることは容易に
首肯できる。
以上詳述した如く本発明によれば、安全性が高く、量産
性に優れ、再現性の良い非晶質半導体膜が得られ、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広汎な用途を有する０
性に優れ、再現性の良い非晶質半導体膜が得られ、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広汎な用途を有する０
第゛１図はプラズマ０ＶＤ装置の概要を示す。
第２図は本発明によるプラズマ０ＶＤ装置の真空槽部分
の概要を示す。 第３図は太陽電池の基本構造を示す。 第４図は試作太陽電池の変換効率の分布を示す。 以 上 ＋１ 第１図 １／ｕ 第２図 １２５− シｉＳ３図 ’ｌ（月 第４図
の概要を示す。 第３図は太陽電池の基本構造を示す。 第４図は試作太陽電池の変換効率の分布を示す。 以 上 ＋１ 第１図 １／ｕ 第２図 １２５− シｉＳ３図 ’ｌ（月 第４図
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、ホスフィン等）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複数の発振電極を有し、且つ該発振
電極及び石英真空槽を内部に保有し、任意のガス雰囲気
が得られる保護管を有し、該保護管の前後に設けられた
蓋部にガス導入口及びガス排出口を設け、前記石英真空
槽と７レキシプルバイプにより接続し、該保護管の外側
に加熱用ヒーターを設け、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 |
|---|---|---|---|
| JP56179383A JPS5880833A (ja) | 1981-11-09 | 1981-11-09 | 非晶質半導体膜製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56179383A JPS5880833A (ja) | 1981-11-09 | 1981-11-09 | 非晶質半導体膜製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5880833A true JPS5880833A (ja) | 1983-05-16 |
Family
ID=16064893
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56179383A Pending JPS5880833A (ja) | 1981-11-09 | 1981-11-09 | 非晶質半導体膜製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5880833A (ja) |
-
1981
- 1981-11-09 JP JP56179383A patent/JPS5880833A/ja active Pending
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