JPS6314420A - 薄膜の製造方法 - Google Patents
薄膜の製造方法Info
- Publication number
- JPS6314420A JPS6314420A JP61157827A JP15782786A JPS6314420A JP S6314420 A JPS6314420 A JP S6314420A JP 61157827 A JP61157827 A JP 61157827A JP 15782786 A JP15782786 A JP 15782786A JP S6314420 A JPS6314420 A JP S6314420A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- film
- plasma treatment
- hydrogen
- manufacturing
- 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.)
- Granted
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-
- 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)
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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は非単結晶物質の薄膜の形成方法に係り、特にシ
リコン化合物薄膜の形成に好適々製造方法に関する。
リコン化合物薄膜の形成に好適々製造方法に関する。
ＳｉＨ４を用いてグロー放電法により製造したａｓｉ：
Ｈ（アモルファスシリコン）太陽電池は、光電変換効率
が１０％を超えている。更に高効率化するためには光学
バンドギャップの異なる物質からなる太陽電池を積層さ
せることが有効であり、この観点から上記ａ−８ｉ：Ｈ
と他の物質との組合せが考えられており、例えば特開昭
５５−８０９２号公報の記載では、 ａ−８ｉｏｅ
： Ｈ。
Ｈ（アモルファスシリコン）太陽電池は、光電変換効率
が１０％を超えている。更に高効率化するためには光学
バンドギャップの異なる物質からなる太陽電池を積層さ
せることが有効であり、この観点から上記ａ−８ｉ：Ｈ
と他の物質との組合せが考えられており、例えば特開昭
５５−８０９２号公報の記載では、 ａ−８ｉｏｅ
： Ｈ。
特開昭５５−１５１３２９ 号公報の記載ではａ−８ｉ
Ｆ：Ｈがあり、これらの混合物であるａ−８ｉＧｅＦ：
Ｈは特開昭５７−７８１８３号公報の記載においてそれ
ぞれ製造方法が述べられている。しかし、これらの物質
は従来のグロー放゛電法のみでは良質な膜を形成するこ
とができないため、例えば特開昭５８−１０８１７の様
にスパッタ法を組み合わせた成膜法が提案されているが
、充分な膜質が得られていない現状である。
Ｆ：Ｈがあり、これらの混合物であるａ−８ｉＧｅＦ：
Ｈは特開昭５７−７８１８３号公報の記載においてそれ
ぞれ製造方法が述べられている。しかし、これらの物質
は従来のグロー放゛電法のみでは良質な膜を形成するこ
とができないため、例えば特開昭５８−１０８１７の様
にスパッタ法を組み合わせた成膜法が提案されているが
、充分な膜質が得られていない現状である。
膜質改善の方法としては、水素プラズマ処理がちる。特
開昭５９−７２７７６はｐｊ曲（又は０層）形成後に水
素プラズマに曝し、次いでｉ層を形成するものであり、
特開昭５９−３５０１６は高温で微結晶化膜を形成した
後に水素プラズマ処理を行なうものである。また、プラ
ズマ処理をより有効的に行なう方法として特開昭５７−
１８１１１７号公報や特開昭５７−１６０１２４ 号
公報に記載される方法がある。
開昭５９−７２７７６はｐｊ曲（又は０層）形成後に水
素プラズマに曝し、次いでｉ層を形成するものであり、
特開昭５９−３５０１６は高温で微結晶化膜を形成した
後に水素プラズマ処理を行なうものである。また、プラ
ズマ処理をより有効的に行なう方法として特開昭５７−
１８１１１７号公報や特開昭５７−１６０１２４ 号
公報に記載される方法がある。
ａ −８ｉＧｅ、 ａ−８ｉ Ｆ、 ａ−８ｉ Ｃ，ａ
−８ｉＮ、 ａ −８ｉＳｎといったアモルファスＳｉ
化合物はｓ Ｓ ｉとの共有結合半径や混気陰性度が違
うために、ａ−８ｉに比べて欠陥を生じ易い性質を持っ
ている。
−８ｉＮ、 ａ −８ｉＳｎといったアモルファスＳｉ
化合物はｓ Ｓ ｉとの共有結合半径や混気陰性度が違
うために、ａ−８ｉに比べて欠陥を生じ易い性質を持っ
ている。
従来のグロー放′Ｒ，法スパッタ法等による成膜では、
Ｓｉ以外の物質の組成比率が増すに従って欠陥数も飛躍
的に増加しており、この方法だけで良質の膜を作ること
は難しい現状にある。膜中の欠陥はＨあるいはＦ、Ｃ１
などのハロゲン物質でターミネートすることにより消滅
するが、これらとＳｉとの結合エネルギーは他との結合
エネルギーと異なるために、グロー放電法で成膜するだ
けでは一方にのみターミネートし易い結果となっている
。
Ｓｉ以外の物質の組成比率が増すに従って欠陥数も飛躍
的に増加しており、この方法だけで良質の膜を作ること
は難しい現状にある。膜中の欠陥はＨあるいはＦ、Ｃ１
などのハロゲン物質でターミネートすることにより消滅
するが、これらとＳｉとの結合エネルギーは他との結合
エネルギーと異なるために、グロー放電法で成膜するだ
けでは一方にのみターミネートし易い結果となっている
。
従って、グロー放電法やスパッタ法とＨあるいはＦ等の
ハロゲン物′ｊｔをターミネートさせるだめの池の方法
を併用すれば、欠陥のない良質の、“漠を製造すること
ができる。
ハロゲン物′ｊｔをターミネートさせるだめの池の方法
を併用すれば、欠陥のない良質の、“漠を製造すること
ができる。
例えば、Ｈ′！ｉ−ターミネートさせるための手段とし
て水素プラズマ処理法があるが、その欠点は導入水素量
が小さいことおよび導入濃度が深さ依存性を持ち、表面
から遠ざかるにつれて導入量が小さくなることである。
て水素プラズマ処理法があるが、その欠点は導入水素量
が小さいことおよび導入濃度が深さ依存性を持ち、表面
から遠ざかるにつれて導入量が小さくなることである。
従って１表面層以外はＨでターミネートされないことに
なり、欠陥はそのまま残ってしまう。導入水素量を多く
するためには、水素プラズマ処理温度を高くすればよい
が（特開昭５７−１８１１１７他）、透明導電膜が形成
されている場合には、これらの物質が拡散してセル特性
に悪影響金及ぼすことになる。
なり、欠陥はそのまま残ってしまう。導入水素量を多く
するためには、水素プラズマ処理温度を高くすればよい
が（特開昭５７−１８１１１７他）、透明導電膜が形成
されている場合には、これらの物質が拡散してセル特性
に悪影響金及ぼすことになる。
本発明の目的は、上記欠点をなくすことにより欠！陥の
ない良質の非単結晶膜を製造することにある。
ない良質の非単結晶膜を製造することにある。
上記目的は、極めて薄い非単結晶膜を形成した後に水素
あるいはフッ素等のハロゲン物質によるプラズマ処理を
行い、これを、操り返せば欠陥のない良質な膜が形成さ
れることになる。１回に形成する模厚ば、その後のプラ
ズマ処理でどの深さまで十分な水素化が行なわれるかに
よって決まるが、高温で大きいエネルギーで処理した方
が深くまで水素化あるいはハロゲン化することができる
のは明らかである。しかし現実には、構成物質と水素あ
るいはハロゲン物質との結合エネルギー強度による差は
ちるものの、一度結合した水素あるいはハロゲン物質が
熱的に再放出される温度以下で行なう必要があるため１
例えばａ−８ｉ：Ｈの場合は３００Ｃ８度以下が望まし
く、この時のＪ厚ば１００オングストローム以下が望ま
しい。ハロゲン物質によるプラ処理の場合は結合エネル
ギーにより温度が異なるものの、膜厚は上記以下が望ま
しく、本法は非単結晶膜の全てに可能である。
あるいはフッ素等のハロゲン物質によるプラズマ処理を
行い、これを、操り返せば欠陥のない良質な膜が形成さ
れることになる。１回に形成する模厚ば、その後のプラ
ズマ処理でどの深さまで十分な水素化が行なわれるかに
よって決まるが、高温で大きいエネルギーで処理した方
が深くまで水素化あるいはハロゲン化することができる
のは明らかである。しかし現実には、構成物質と水素あ
るいはハロゲン物質との結合エネルギー強度による差は
ちるものの、一度結合した水素あるいはハロゲン物質が
熱的に再放出される温度以下で行なう必要があるため１
例えばａ−８ｉ：Ｈの場合は３００Ｃ８度以下が望まし
く、この時のＪ厚ば１００オングストローム以下が望ま
しい。ハロゲン物質によるプラ処理の場合は結合エネル
ギーにより温度が異なるものの、膜厚は上記以下が望ま
しく、本法は非単結晶膜の全てに可能である。
導入量を増す必要がある場合には、プラズマ処理中にフ
ラッシュアニールやレーザーアニール等を行ない、表面
のみの＠度ヲ上げれば良い。これにより処理時も短縮さ
れる。
ラッシュアニールやレーザーアニール等を行ない、表面
のみの＠度ヲ上げれば良い。これにより処理時も短縮さ
れる。
〔作用〕
極めて薄い膜をプラズマ処理するために、低温での処理
で水素化あるいはハロゲン化が可能となる。また、グロ
ー放電法で生じた欠陥を完全に補償することができる様
になるため、良・賞の膜が形成される。更にグロー放電
法での問題点である。膜厚方向の膜質不均一性もなくな
り、膜厚が薄い場合でも厚い場合と同様の膜質が得られ
る様になる。
で水素化あるいはハロゲン化が可能となる。また、グロ
ー放電法で生じた欠陥を完全に補償することができる様
になるため、良・賞の膜が形成される。更にグロー放電
法での問題点である。膜厚方向の膜質不均一性もなくな
り、膜厚が薄い場合でも厚い場合と同様の膜質が得られ
る様になる。
プラズマ処理中にフラッシュアニールやレーザーアニー
ル等で表面層のみを加熱すれば、ち密化されたアモルフ
ァス膜が形成されることになり。
ル等で表面層のみを加熱すれば、ち密化されたアモルフ
ァス膜が形成されることになり。
従って、光学ギャップの異なる膜が形成される。
更に、こうして形成された膜は熱的に安定でちるばかり
でなく、光劣化も格段に小さくなる。
でなく、光劣化も格段に小さくなる。
以下１本発明の詳細な説明する。
実施例 １
第１図を用いて説明する。グロー放電装置内でガラス基
板が２５０Ｃに加熱されており１反応ガスである３ｉＨ
４およびＧ ｅ Ｈ４がそれぞれ５８ＣＣＭ％Ｈ１が１
１００５ＣＣ流れ、圧力が０．５Ｔｏｒｒに保たれてい
る。
板が２５０Ｃに加熱されており１反応ガスである３ｉＨ
４およびＧ ｅ Ｈ４がそれぞれ５８ＣＣＭ％Ｈ１が１
１００５ＣＣ流れ、圧力が０．５Ｔｏｒｒに保たれてい
る。
ＳｉＨ４およびＧ ｅ Ｈ，は超高速マスフローメータ
により断続的に流されるが％ Ｈ，は連続的に流され、
高周波電力は１０Ｗが連続的に印加される。
により断続的に流されるが％ Ｈ，は連続的に流され、
高周波電力は１０Ｗが連続的に印加される。
第１図は１時間ごとの工程を示したもので１本実施例で
は工程人のみを操り返し行なった。
は工程人のみを操り返し行なった。
ＳｉＨ４およびＧｅＨ４を流す時間を２０秒間とし、休
止時間を４０秒間として、２５分間の成膜を行なったと
ころ１０００オングストロームのａ−８ｉＧｅ：ＨＪが
形成された。ここから１回の成膜で約４０オングストロ
ームが形成していることがわかる。こうして形成した膜
と同じ条件でＳｉＨ４およびＧｅＨ，ｉ連続的に流して
同一の膜１°Ｊに形成されたものを比較したところ、光
学ギャップは変わらないものの、光導１度では断続的に
流したものの方が約１桁も太き々直となった。
止時間を４０秒間として、２５分間の成膜を行なったと
ころ１０００オングストロームのａ−８ｉＧｅ：ＨＪが
形成された。ここから１回の成膜で約４０オングストロ
ームが形成していることがわかる。こうして形成した膜
と同じ条件でＳｉＨ４およびＧｅＨ，ｉ連続的に流して
同一の膜１°Ｊに形成されたものを比較したところ、光
学ギャップは変わらないものの、光導１度では断続的に
流したものの方が約１桁も太き々直となった。
実施例 ２
実施例１と同様にして成膜を行なうが、第１図の工程Ｂ
に示す様に、プラズマ処理中にフラッシュアニールを断
続的に行なったところ、光学ギャップがより小さな直と
なり、光の連続照射によっても導電度がほとんど変化し
ない膜が得られた。
に示す様に、プラズマ処理中にフラッシュアニールを断
続的に行なったところ、光学ギャップがより小さな直と
なり、光の連続照射によっても導電度がほとんど変化し
ない膜が得られた。
光学ギャップは、フラッシュアニールの照射時間に依存
し、照射時間が長い場合はど小さな値と逢った。例えば
、フラッシュアニールを行なわない場合には１．５０ｅ
Ｖであった光学ギャップが１秒間隔で２０ ミＩＪ秒の
照射を行った場合には１．４５ｅｖとなり、５０ミリ秒
の場合には１．４０ｅＶと立った。
し、照射時間が長い場合はど小さな値と逢った。例えば
、フラッシュアニールを行なわない場合には１．５０ｅ
Ｖであった光学ギャップが１秒間隔で２０ ミＩＪ秒の
照射を行った場合には１．４５ｅｖとなり、５０ミリ秒
の場合には１．４０ｅＶと立った。
本発明によれば、甑めて薄い膜ヲプラズマ処理するため
に、２００〜３００Ｃといった成膜温度と同じ温度範囲
でのプラズマ処理で効果がある。
に、２００〜３００Ｃといった成膜温度と同じ温度範囲
でのプラズマ処理で効果がある。
また、プラズマによるダメージの生じない低いエネルギ
ーで処理が行なえると共に、膜厚によらず欠陥を完全に
補償することができる。
ーで処理が行なえると共に、膜厚によらず欠陥を完全に
補償することができる。
プラズマ処理中に表面層のみを加熱すれば、光学ギャッ
プ等の膜特性の制御が可能となり、更に熱的に安定であ
るばかりでなく、光劣化も格段に小さくなるという効果
がある。
プ等の膜特性の制御が可能となり、更に熱的に安定であ
るばかりでなく、光劣化も格段に小さくなるという効果
がある。
第１図は、本発明による非単結晶膜形成における工程図
である。
である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、薄膜の形成と水素あるいはハロゲン物質によるプラ
ズマ処理を繰り返すことを特徴とする薄膜の製造方法。 ２、１回ごとの前記薄膜の形成膜厚が１００オングスト
ローム以下であることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の薄膜の製造方法。 ３、前記薄膜の形成と前記プラズマ処理との工程におい
て、プラズマを継続させて放電させることを特徴とする
特許請求の範囲第１項および第２項記載の薄膜の製造方
法。 ４、前記プラズマ処理工程において、前記形成薄膜の表
面層のみを加熱することを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の薄膜の製造方法。 ５、前記加熱方法がフラッシュアニールあるいはレーザ
ーアニールであることを特徴とする特許請求の範囲第４
項記載の薄膜の製造方法。 ６、前記加熱を断続的に行なうことを特徴とする特許請
求の範囲第５項記載の薄膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61157827A JPH0821546B2 (ja) | 1986-07-07 | 1986-07-07 | 薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61157827A JPH0821546B2 (ja) | 1986-07-07 | 1986-07-07 | 薄膜の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6314420A true JPS6314420A (ja) | 1988-01-21 |
| JPH0821546B2 JPH0821546B2 (ja) | 1996-03-04 |
Family
ID=15658184
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61157827A Expired - Lifetime JPH0821546B2 (ja) | 1986-07-07 | 1986-07-07 | 薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0821546B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0330319A (ja) * | 1989-06-28 | 1991-02-08 | Mitsui Toatsu Chem Inc | 非晶質半導体薄膜 |
| JPH0332019A (ja) * | 1989-06-29 | 1991-02-12 | Mitsui Toatsu Chem Inc | 非晶質半導体の薄膜 |
| JPH0332018A (ja) * | 1989-06-29 | 1991-02-12 | Mitsui Toatsu Chem Inc | 非晶質の半導体薄膜 |
| US5194398A (en) * | 1989-06-28 | 1993-03-16 | Mitsui Toatsu Chemicals, Inc. | Semiconductor film and process for its production |
| JP2007134416A (ja) * | 2005-11-08 | 2007-05-31 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 薄膜太陽電池、及び薄膜太陽電池の製造方法 |
-
1986
- 1986-07-07 JP JP61157827A patent/JPH0821546B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0330319A (ja) * | 1989-06-28 | 1991-02-08 | Mitsui Toatsu Chem Inc | 非晶質半導体薄膜 |
| US5194398A (en) * | 1989-06-28 | 1993-03-16 | Mitsui Toatsu Chemicals, Inc. | Semiconductor film and process for its production |
| JPH0332019A (ja) * | 1989-06-29 | 1991-02-12 | Mitsui Toatsu Chem Inc | 非晶質半導体の薄膜 |
| JPH0332018A (ja) * | 1989-06-29 | 1991-02-12 | Mitsui Toatsu Chem Inc | 非晶質の半導体薄膜 |
| JP2007134416A (ja) * | 2005-11-08 | 2007-05-31 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 薄膜太陽電池、及び薄膜太陽電池の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0821546B2 (ja) | 1996-03-04 |
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