JPS6163022A - プラズマｃｖｄ法による非晶質半導体薄膜の製造方法 - Google Patents
プラズマｃｖｄ法による非晶質半導体薄膜の製造方法Info
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- JPS6163022A JPS6163022A JP59185089A JP18508984A JPS6163022A JP S6163022 A JPS6163022 A JP S6163022A JP 59185089 A JP59185089 A JP 59185089A JP 18508984 A JP18508984 A JP 18508984A JP S6163022 A JPS6163022 A JP S6163022A
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- H—ELECTRICITY
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- 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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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】
技術分野
本発明は、プラズマＣＶＤ法による非晶質半導体薄膜の
製造方法に関する。
製造方法に関する。
従来技術
近年、非晶質半導体、具体的にはアモルファスシリコン
ａ−Ｓ ｉが注目されており、このアモルファスシリコ
ンａ−Ｓｉは等倍光センサー、太陽電池、４膜トランジ
スタＴＰＴ等のデバイスとして用いられる。これらのデ
バイスにおいてａ−５ｉ薄膜に要求される特性は、光導
電率σＰが高いこと、光導電率と暗導電率との比６２７
０口が１０３以上であること、光応答速度が速いこと等
である。特に、等倍光センサーにあっては光応答速度が
速いことが重要である。
ａ−Ｓ ｉが注目されており、このアモルファスシリコ
ンａ−Ｓｉは等倍光センサー、太陽電池、４膜トランジ
スタＴＰＴ等のデバイスとして用いられる。これらのデ
バイスにおいてａ−５ｉ薄膜に要求される特性は、光導
電率σＰが高いこと、光導電率と暗導電率との比６２７
０口が１０３以上であること、光応答速度が速いこと等
である。特に、等倍光センサーにあっては光応答速度が
速いことが重要である。
ここに、ａ−３ｉｌ膜の製造にプラスマＣＶＤ（化学気
相成長）法を用いるのが最も一般的であり、優れた光電
特性のａ−５ｉ膜の製造として次のような方法がとられ
ている。
相成長）法を用いるのが最も一般的であり、優れた光電
特性のａ−５ｉ膜の製造として次のような方法がとられ
ている。
まず、第一に、ＳｉＮ４ガス（１００％）を原料ガスと
して用い、成膜条件の最適化によりノンドープのａ−Ｓ
ｉで高特性の薄膜を得る方法である。この方法による場
合、光応答速度の速いものが得られるが、光導電率σＰ
が低く不充分である。
して用い、成膜条件の最適化によりノンドープのａ−Ｓ
ｉで高特性の薄膜を得る方法である。この方法による場
合、光応答速度の速いものが得られるが、光導電率σＰ
が低く不充分である。
第二に、ａ−５ｉ膜中にＰＨ３を微量ドープさせること
により、特性の向上を図るようにしたものもある（文献
ＥＤ８３−１３２のｒプレーナ型ａ−Ｓｉ２次元光セン
サｊ参照）。この方法の場合、光導電率σＰは充分であ
るが、光応答速度が゛遅く不充分である。
により、特性の向上を図るようにしたものもある（文献
ＥＤ８３−１３２のｒプレーナ型ａ−Ｓｉ２次元光セン
サｊ参照）。この方法の場合、光導電率σＰは充分であ
るが、光応答速度が゛遅く不充分である。
第三に、Ｎ２ガス又はＮ Ｈ３ガスによってａ−８ｉ膜
中にＮドープさせることにより、特性の向上を図るよう
にしたものもある（文献ＪＡＰＡＮ−ＥＳＥ ＪＯＵＲ
ＮＡＬ ＯＦ ＡＰＰＬＩＥＤ ＰＨＹＳＩＣ３ＶＯＬ
、 ２１． Ｎｏ、 ８ ＡＵＧＵＳＴ、 １９８２
Ｐｐ、 Ｌ４８５−Ｌ４８７参照）。この方法におい
ては、太陽電池の窓材として広エネルギーバンド材のも
のを目的とするものであり、光導電率σＰ及び光学的エ
ネルギーバンドギャップＥｇｏｐｔ、は向上するが、光
応答速度の向上は図られていないものである６目的 本発明は、このような点に鑑みなされたもので、光導電
率σＰが高く、σＰ／σ０の比が１０２以上あり、かつ
、光応答速度が速いａ−３ｉ膜を得ることができる非晶
質半導体薄膜の製造方法を提供することを目的とする。
中にＮドープさせることにより、特性の向上を図るよう
にしたものもある（文献ＪＡＰＡＮ−ＥＳＥ ＪＯＵＲ
ＮＡＬ ＯＦ ＡＰＰＬＩＥＤ ＰＨＹＳＩＣ３ＶＯＬ
、 ２１． Ｎｏ、 ８ ＡＵＧＵＳＴ、 １９８２
Ｐｐ、 Ｌ４８５−Ｌ４８７参照）。この方法におい
ては、太陽電池の窓材として広エネルギーバンド材のも
のを目的とするものであり、光導電率σＰ及び光学的エ
ネルギーバンドギャップＥｇｏｐｔ、は向上するが、光
応答速度の向上は図られていないものである６目的 本発明は、このような点に鑑みなされたもので、光導電
率σＰが高く、σＰ／σ０の比が１０２以上あり、かつ
、光応答速度が速いａ−３ｉ膜を得ることができる非晶
質半導体薄膜の製造方法を提供することを目的とする。
構成
本発明は、上記目的を達成するため、減圧された真空室
内に原料ガスを導入して高周波電力によるプラズマ中で
分解・反応させて基板上に非晶質半導体の薄膜を形成す
るプラズマＣＶＤ法による非晶質半導体薄膜の製造方法
において、原料ガスとして５ｉＩ（４ガス、Ｎ Ｈ３ガ
ス、Ｎ２ガスよりなる混合ガスを用いてＮＨ３ガスによ
って非晶質半導体ａ−３ｉにＮドープすることを特徴と
するものである。
内に原料ガスを導入して高周波電力によるプラズマ中で
分解・反応させて基板上に非晶質半導体の薄膜を形成す
るプラズマＣＶＤ法による非晶質半導体薄膜の製造方法
において、原料ガスとして５ｉＩ（４ガス、Ｎ Ｈ３ガ
ス、Ｎ２ガスよりなる混合ガスを用いてＮＨ３ガスによ
って非晶質半導体ａ−３ｉにＮドープすることを特徴と
するものである。
以下１本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。本
発明はプラズマＣＶＤ法を採用するものであり、第１図
に示すように、平行平板型のプラズマＣＶＤ装置を例に
とり、その作用を説明する。
発明はプラズマＣＶＤ法を採用するものであり、第１図
に示すように、平行平板型のプラズマＣＶＤ装置を例に
とり、その作用を説明する。
まず、真空室１内に原料ガスをガス導入口２及びガス憤
出孔３を介して導入させ、基板側電極４と高周波側電極
５との間に高周波電源６により高周波電圧を印加してプ
ラズマ放電させる。このプラズマ中で原料ガスを分解・
反応させて、基板７上にａ−Ｓｉ膜を成膜させるもので
ある。なお、この成膜処理中は余剰原料ガスを排気口８
から除去させ、真空室１内を所定圧力に維持させる。又
、基板７はヒータ９によって所定温度に加熱される。
出孔３を介して導入させ、基板側電極４と高周波側電極
５との間に高周波電源６により高周波電圧を印加してプ
ラズマ放電させる。このプラズマ中で原料ガスを分解・
反応させて、基板７上にａ−Ｓｉ膜を成膜させるもので
ある。なお、この成膜処理中は余剰原料ガスを排気口８
から除去させ、真空室１内を所定圧力に維持させる。又
、基板７はヒータ９によって所定温度に加熱される。
しかして１本実施例では、真空室ｌ内に導入する原料ガ
スとしてＳｉＨ４ガス、ＮＨ：Ｉガス、Ｎ２ガスよりな
る混合ガスを用いてＮＨ３ガスによってａ−５ｉ膜にＮ
ドープするようにしたものである。
スとしてＳｉＨ４ガス、ＮＨ：Ｉガス、Ｎ２ガスよりな
る混合ガスを用いてＮＨ３ガスによってａ−５ｉ膜にＮ
ドープするようにしたものである。
このような混合ガスを原料ガスとして用いてａ−３ｉ膜
にＮドープすることにより、高い光導電率σＰを有し、
σρ／σ０の比も高く、更に光応答速度の速い膜が得ら
れたものである。
にＮドープすることにより、高い光導電率σＰを有し、
σρ／σ０の比も高く、更に光応答速度の速い膜が得ら
れたものである。
次に、好ましい成膜条件を実験結果に基づき説明する。
まず、第２図はＳｉＨ４ガスの流量１１０５ｃｃ、Ｎ２
ガスの流量９０ｓｃｃＭとし流量比ＳｉＨ４／Ｈ２を１
／９″＝０．１１とした場合において流量比ＮＨ３／Ｓ
ｉＨ４を変化させた場合における光導電率σ？、暗導電
率σＤ及−び光応答速度Ｍ（５）の変化の様子を示すも
のである。なお、この測定に用いたセルは幅／長さ＝５
０で上層がらＡＱ電極／ａ−５ｉ膜／石英基板からなる
ものであり、波長５５５ｎｏ＋、照度１００Ｑｕｘの対
照光を照射することにより行なったものである。又、光
応答速度につき、繰返し周期５０ｍ５のパルス光を測定
セルに照射した場合に最小出力をＭｌ、最大出力をＭｌ
とすると、Ｍｏｄｕｌａヒｉｏｎ ｒａシｉｏ Ｍ （
５）は で定義されるものである。従って、Ｍ（５）の値が大き
い程、光応答特性が速いといえる。
ガスの流量９０ｓｃｃＭとし流量比ＳｉＨ４／Ｈ２を１
／９″＝０．１１とした場合において流量比ＮＨ３／Ｓ
ｉＨ４を変化させた場合における光導電率σ？、暗導電
率σＤ及−び光応答速度Ｍ（５）の変化の様子を示すも
のである。なお、この測定に用いたセルは幅／長さ＝５
０で上層がらＡＱ電極／ａ−５ｉ膜／石英基板からなる
ものであり、波長５５５ｎｏ＋、照度１００Ｑｕｘの対
照光を照射することにより行なったものである。又、光
応答速度につき、繰返し周期５０ｍ５のパルス光を測定
セルに照射した場合に最小出力をＭｌ、最大出力をＭｌ
とすると、Ｍｏｄｕｌａヒｉｏｎ ｒａシｉｏ Ｍ （
５）は で定義されるものである。従って、Ｍ（５）の値が大き
い程、光応答特性が速いといえる。
この第２図に示す結果によれば、流量比ＮＨ３／ Ｓ
ｉ Ｈ４がある程度小さい方がＭ（５）の値が大きいこ
とがわかる。具体的には、流量比ＮＨ３／ＳｉＨ４が５
．０Ｘ１０−’〜５．０Ｘ１０−’が適当であり、より
好ましくは流量比ＮＨ：＋／ＳｉＨ４が７．０ｘｌＯ−
’ 〜４．０ｘｌＯ−４の時に良好なる光応答特性が得
られたものである。
ｉ Ｈ４がある程度小さい方がＭ（５）の値が大きいこ
とがわかる。具体的には、流量比ＮＨ３／ＳｉＨ４が５
．０Ｘ１０−’〜５．０Ｘ１０−’が適当であり、より
好ましくは流量比ＮＨ：＋／ＳｉＨ４が７．０ｘｌＯ−
’ 〜４．０ｘｌＯ−４の時に良好なる光応答特性が得
られたものである。
つまり、Ｎ原子は５−５ｉ膜中では残いドナー準位を形
成するため膜内のＮ量が増えるに従って。
成するため膜内のＮ量が増えるに従って。
σＰ、σＤとも向上するが、あまりＮＨ３の流量が増え
てＮ原子のドープ濃度が高くなると光応答速度Ｍ（５）
が低下してしまうからである。又、前述の流量比ＮＨ３
／５ｉＨ−＋＝５．０ＸＩＯ−５〜５．ＱＸＩＯ””で
あれば、光導電率σＰが高く、σＰ／σ０の比も１０２
以上であることがわかる。次に、流量比ＳｉＨ４／Ｈ２
は０．１〜０゜４ （望ましくは、０．１〜０．３）が
適当である。
てＮ原子のドープ濃度が高くなると光応答速度Ｍ（５）
が低下してしまうからである。又、前述の流量比ＮＨ３
／５ｉＨ−＋＝５．０ＸＩＯ−５〜５．ＱＸＩＯ””で
あれば、光導電率σＰが高く、σＰ／σ０の比も１０２
以上であることがわかる。次に、流量比ＳｉＨ４／Ｈ２
は０．１〜０゜４ （望ましくは、０．１〜０．３）が
適当である。
このＨ２ガスの流量は、ａ−３ｉ膜中のＨ濃度を制御す
るもので膜質を左右し、流量比ＳｉＨ４／Ｈ２が小さす
ぎると膜中のＨ濃度が高くなって一３ｉＨ２の構造が多
くなり特性が悪くなり、逆に流量比ＳｉＨ４／Ｈｚが大
きすぎると膜中のＨ濃度が低くなってダングリングボン
ドが多くなり。
るもので膜質を左右し、流量比ＳｉＨ４／Ｈ２が小さす
ぎると膜中のＨ濃度が高くなって一３ｉＨ２の構造が多
くなり特性が悪くなり、逆に流量比ＳｉＨ４／Ｈｚが大
きすぎると膜中のＨ濃度が低くなってダングリングボン
ドが多くなり。
やはり特性が悪くなるからである。
次に、高周波電源６ （１３，５６ＭＨｚ）の電力を変
化させた場合の膜特性についての実験結果を第３図に示
す。この結果によれば、高周波電力は３〜２０Ｗ（望ま
しくは、３〜１０Ｗ）が適当であることがわかる。これ
は、低パワーではＮ）（３ガスの分解が不充分でＮｙＫ
子が膜中にドープされに＜＜、又、高パワーではＮＨ３
ガスの分解が促進されるもののプラズマによる膜へのダ
メージが大きく膜質が悪くなるからである。
化させた場合の膜特性についての実験結果を第３図に示
す。この結果によれば、高周波電力は３〜２０Ｗ（望ま
しくは、３〜１０Ｗ）が適当であることがわかる。これ
は、低パワーではＮ）（３ガスの分解が不充分でＮｙＫ
子が膜中にドープされに＜＜、又、高パワーではＮＨ３
ガスの分解が促進されるもののプラズマによる膜へのダ
メージが大きく膜質が悪くなるからである。
第４図は、基板温度を変化させた場合の膜特性について
の実験結果を示すものである。この結果によれば、暗導
電率σ０が余り上昇しないように。
の実験結果を示すものである。この結果によれば、暗導
電率σ０が余り上昇しないように。
基板温度を２００〜３５０℃（望ましくは、２５０〜３
００℃）とするのが適当であることがわかる。
００℃）とするのが適当であることがわかる。
第５図は、真空室１内の圧力を変化させた場合の膜特性
についての実験結果を示すものである。
についての実験結果を示すものである。
この結果によれば、光導電率σＰが余り低くならないよ
うに、圧力を０．２〜５Ｔｏｒｒ （望ましくは、０
．３〜Ｏ０，７Ｔｏｒｒ ）とするのが適当である。
うに、圧力を０．２〜５Ｔｏｒｒ （望ましくは、０
．３〜Ｏ０，７Ｔｏｒｒ ）とするのが適当である。
効果
本発明は、上述したようにＳｉＨ４ガス、ＮＨ３ガス、
Ｈ２ガスよりなる混合ガスを原料ガスとして用いること
により、ａ−３ｉ膜にＮドープするようにしたので、光
導電率σＰが高くてσＰ／σ口の比が１０２以上の特性
の膜であって、光応答特性の速いものを得ることができ
、よって、良好なる特性の等倍光センサー等のデバイス
を作ることができるものである。
Ｈ２ガスよりなる混合ガスを原料ガスとして用いること
により、ａ−３ｉ膜にＮドープするようにしたので、光
導電率σＰが高くてσＰ／σ口の比が１０２以上の特性
の膜であって、光応答特性の速いものを得ることができ
、よって、良好なる特性の等倍光センサー等のデバイス
を作ることができるものである。
図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図はプラズ
マＣＶＤ装置の概略側面図、第２図ないし第５図は実験
結果を示す特性図である。 出 願 人 株式会社 リ コ − −鳥」 図 一毛２し ｉｉ配辷ヒＮ）Ｉ３／３＋）ｌｌ＋ 手続補正書（岐） 昭和５９年１０月 ２日 特願昭５９−１８５０８９号 ２、発明の名称 非晶質半導体薄膜の製造方法 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 東京都大田区中馬込１丁目３番６号４、代 理
人 〒１０７ 住所 東京都港区南青山５丁目９番１５号な し ６、補正の対象 明細書 特願昭５９−１８５０８９号補正書 この出願に関し、明：ａ書中の記載を下記のように補正
する。 記 、第２頁第１１行目のｒｓｉＮ４ガス」を［５ｉ）（４
ガス」に補正する。２．第６頁第１行目のｒ５０＋ｗｓ
Ｊをｒ５ｉｓｊに補正する。 ３、第６頁第１１行目のｒ５．０ＸＩＯ−’ Ｊをｒ５
．０ＸＩＯ−’ Ｊに補正する。 ４、第６頁第１３行目のｒ７，０Ｘ１０−’ Ｊを２．
０ＸＩＯ−ｓ」に補正する。 Ｄ、第７頁第１行目のｒ５．０ＸＬＯ’−’ Ｊをｒ５
．ＱＸＩＯ”” Ｊに補正する。 ６、第８頁第１１行目のｒＱ、 ２〜５Ｔｏｒｒ Ｊを
０．０５〜５Ｔｏｒｒ Ｊに補正する。 、第８頁第１２行目のｒＱ、 ３−ｏｏ、７Ｔｏｒｒ」
をｒｏ、１〜ｌ 、０Ｔｏｒｒ Ｊに補正する。
マＣＶＤ装置の概略側面図、第２図ないし第５図は実験
結果を示す特性図である。 出 願 人 株式会社 リ コ − −鳥」 図 一毛２し ｉｉ配辷ヒＮ）Ｉ３／３＋）ｌｌ＋ 手続補正書（岐） 昭和５９年１０月 ２日 特願昭５９−１８５０８９号 ２、発明の名称 非晶質半導体薄膜の製造方法 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 東京都大田区中馬込１丁目３番６号４、代 理
人 〒１０７ 住所 東京都港区南青山５丁目９番１５号な し ６、補正の対象 明細書 特願昭５９−１８５０８９号補正書 この出願に関し、明：ａ書中の記載を下記のように補正
する。 記 、第２頁第１１行目のｒｓｉＮ４ガス」を［５ｉ）（４
ガス」に補正する。２．第６頁第１行目のｒ５０＋ｗｓ
Ｊをｒ５ｉｓｊに補正する。 ３、第６頁第１１行目のｒ５．０ＸＩＯ−’ Ｊをｒ５
．０ＸＩＯ−’ Ｊに補正する。 ４、第６頁第１３行目のｒ７，０Ｘ１０−’ Ｊを２．
０ＸＩＯ−ｓ」に補正する。 Ｄ、第７頁第１行目のｒ５．０ＸＬＯ’−’ Ｊをｒ５
．ＱＸＩＯ”” Ｊに補正する。 ６、第８頁第１１行目のｒＱ、 ２〜５Ｔｏｒｒ Ｊを
０．０５〜５Ｔｏｒｒ Ｊに補正する。 、第８頁第１２行目のｒＱ、 ３−ｏｏ、７Ｔｏｒｒ」
をｒｏ、１〜ｌ 、０Ｔｏｒｒ Ｊに補正する。
Claims (1)
- 減圧された真空室内に原料ガスを導入して高周波電力
によるプラズマ中で分解・反応させて基板上に非晶質半
導体の薄膜を形成するプラズマＣＶＤ法による非晶質半
導体薄膜の製造方法において、原料ガスとしてＳｉＨ＿
４ガス、ＮＨ＿３ガス、Ｈ＿２ガスよりなる混合ガスを
用いてＮＨ＿３ガスによつて非晶質半導体ａ−ＳｉにＮ
ドープすることを特徴とする非晶質半導体薄膜の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59185089A JPH0611032B2 (ja) | 1984-09-04 | 1984-09-04 | プラズマｃｖｄ法による非晶質半導体薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59185089A JPH0611032B2 (ja) | 1984-09-04 | 1984-09-04 | プラズマｃｖｄ法による非晶質半導体薄膜の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6163022A true JPS6163022A (ja) | 1986-04-01 |
| JPH0611032B2 JPH0611032B2 (ja) | 1994-02-09 |
Family
ID=16164639
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59185089A Expired - Lifetime JPH0611032B2 (ja) | 1984-09-04 | 1984-09-04 | プラズマｃｖｄ法による非晶質半導体薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0611032B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0962437A (ja) * | 1995-08-23 | 1997-03-07 | Nec Corp | コンピュータ入力装置 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5778546A (en) * | 1980-11-05 | 1982-05-17 | Stanley Electric Co Ltd | Production of photoconductive silicon layer |
| JPS58115018A (ja) * | 1981-12-26 | 1983-07-08 | Sharp Corp | 電子写真感光体 |
| JPS5957908A (ja) * | 1982-09-29 | 1984-04-03 | Mitsui Toatsu Chem Inc | アモルフアスシリコン膜の形成方法 |
| JPS5957909A (ja) * | 1982-09-29 | 1984-04-03 | Mitsui Toatsu Chem Inc | アモルフアスシリコン膜の形成方法 |
-
1984
- 1984-09-04 JP JP59185089A patent/JPH0611032B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5778546A (en) * | 1980-11-05 | 1982-05-17 | Stanley Electric Co Ltd | Production of photoconductive silicon layer |
| JPS58115018A (ja) * | 1981-12-26 | 1983-07-08 | Sharp Corp | 電子写真感光体 |
| JPS5957908A (ja) * | 1982-09-29 | 1984-04-03 | Mitsui Toatsu Chem Inc | アモルフアスシリコン膜の形成方法 |
| JPS5957909A (ja) * | 1982-09-29 | 1984-04-03 | Mitsui Toatsu Chem Inc | アモルフアスシリコン膜の形成方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0611032B2 (ja) | 1994-02-09 |
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|---|---|---|
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