JPS6336521A - 非晶質薄膜の形成方法 - Google Patents
非晶質薄膜の形成方法Info
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- JPS6336521A JPS6336521A JP61179148A JP17914886A JPS6336521A JP S6336521 A JPS6336521 A JP S6336521A JP 61179148 A JP61179148 A JP 61179148A JP 17914886 A JP17914886 A JP 17914886A JP S6336521 A JPS6336521 A JP S6336521A
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Classifications
-
- 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
- Silicon Compounds (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- 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、非晶質薄膜の形成方法に関し、特に太陽電池
、薄膜半導体、電子感光体や光センサ等の各種電子デバ
イスに使用される非晶質薄膜の形成方法に係わる。
、薄膜半導体、電子感光体や光センサ等の各種電子デバ
イスに使用される非晶質薄膜の形成方法に係わる。
［従来の技術］
アモルファスシリコンに代表される非晶質薄膜の形成に
は、グロー放電プラズマを用いる、いわゆるプラズマＣ
ＶＤによる方法が数多く提案されている。
は、グロー放電プラズマを用いる、いわゆるプラズマＣ
ＶＤによる方法が数多く提案されている。
例えば、アモルファス太１１１！池は通常、第２図に示
す構造になっている。即ち、図中の１はガラス等からな
る基板であり、この基板１上には透明な伝導膜２が被覆
されている。この伝導膜２は、酸化インジウムと酸化ス
ズの混合物からなるＩＴＯと呼ばれる層とＳｎＯ２とで
構成され、スパッタリングや熱ＣＶＤ等により堆積され
る。前記伝導Ｍ！ ２上ニハ、０層３．１層４．０層５
ノ３つの層からなるアモルファスシリコンが後述するプ
ラズマＣＶＤ装置等により夫々堆積されている。
す構造になっている。即ち、図中の１はガラス等からな
る基板であり、この基板１上には透明な伝導膜２が被覆
されている。この伝導膜２は、酸化インジウムと酸化ス
ズの混合物からなるＩＴＯと呼ばれる層とＳｎＯ２とで
構成され、スパッタリングや熱ＣＶＤ等により堆積され
る。前記伝導Ｍ！ ２上ニハ、０層３．１層４．０層５
ノ３つの層からなるアモルファスシリコンが後述するプ
ラズマＣＶＤ装置等により夫々堆積されている。
前記ｎ１１５上には、アルミニウムや銀等からなる簿Ｉ
ｌ！電極６が真空蒸着等により堆積されている。
ｌ！電極６が真空蒸着等により堆積されている。
前記アモルファスシリコンを堆積するためのプラズマｃ
ｖｏＳ！装置は、第３図に示す構造になっている。図中
の１１は、反応容器であり、この容器１１内には一対の
電極１２．１３が対向して取付けられている。前記一方
の電極１２は、高周波電源１４に接続されている。また
、図中の１５は前記反応＃器１１内を排気する真空ポン
プ、１６は前記基板１を載せる支持台、１７は基板１を
加熱するご一タ、１８は層形成用の原料ガスの導入管で
ある。このようなＣＶＤ装置により前記ｐＷＪ３を形成
するには、従来、まず、支持台１６上に基板１を載置し
・真空ポンプ１５を作動して反応容器１１内を排気しな
がらシランガス（ＳｉＨ＋）と不純物としてのジボラン
（８２８６）やカーバイトとするためのメタン（ＣＨ４
）等を導入管１８を通して反応容器１１に導入した後、
ヒータ１７により基板１を加熱しながら高周波電源１４
により電極１２．１３間に例えば１３．５ＭＨＩの高周
波電圧を印加し、グロー放電プラズマを発生させる。こ
の時、シランガス等は電極１２．１３間のグロー放電空
間で分解され中性ラジカルが発生して基板１上のｐｆｆ
１３が形成される。また、１層４を形成するにはシラン
ガスのみを導入し、０層５を形成するにはシランガスと
フォスフイン（ＰＨ３）を導入する。なお、ｐｌ！！の
形成にはガス濃度によるが大体１分間程度必要とし、１
層の形成には１時間程度、ｎ層の形成には３分間程度必
要である。
ｖｏＳ！装置は、第３図に示す構造になっている。図中
の１１は、反応容器であり、この容器１１内には一対の
電極１２．１３が対向して取付けられている。前記一方
の電極１２は、高周波電源１４に接続されている。また
、図中の１５は前記反応＃器１１内を排気する真空ポン
プ、１６は前記基板１を載せる支持台、１７は基板１を
加熱するご一タ、１８は層形成用の原料ガスの導入管で
ある。このようなＣＶＤ装置により前記ｐＷＪ３を形成
するには、従来、まず、支持台１６上に基板１を載置し
・真空ポンプ１５を作動して反応容器１１内を排気しな
がらシランガス（ＳｉＨ＋）と不純物としてのジボラン
（８２８６）やカーバイトとするためのメタン（ＣＨ４
）等を導入管１８を通して反応容器１１に導入した後、
ヒータ１７により基板１を加熱しながら高周波電源１４
により電極１２．１３間に例えば１３．５ＭＨＩの高周
波電圧を印加し、グロー放電プラズマを発生させる。こ
の時、シランガス等は電極１２．１３間のグロー放電空
間で分解され中性ラジカルが発生して基板１上のｐｆｆ
１３が形成される。また、１層４を形成するにはシラン
ガスのみを導入し、０層５を形成するにはシランガスと
フォスフイン（ＰＨ３）を導入する。なお、ｐｌ！！の
形成にはガス濃度によるが大体１分間程度必要とし、１
層の形成には１時間程度、ｎ層の形成には３分間程度必
要である。
Ｃ発明が解決しようとする問題点］
上述したシランガスのグロー放電分解では、放電開始直
後に初期プラズマと呼ばれる過渡状態が存在する。初期
プラズマでは、定常状態のプラズマに比べてＳｉＨラジ
カル濃度が増大したり、反応ガス圧力が増大することが
知られている。従って、従来のように成膜の開始から終
了まで反応ガス圧力を一定に固定する１ｌｊｌ形成方法
では、放映初期の膜質と定常状態での膜質とは異なるこ
とになる。こうした膜質のゆらぎは、非晶質薄膜の特性
劣化に繋がる可能性があるため、膜質を均一にすること
が必要である。
後に初期プラズマと呼ばれる過渡状態が存在する。初期
プラズマでは、定常状態のプラズマに比べてＳｉＨラジ
カル濃度が増大したり、反応ガス圧力が増大することが
知られている。従って、従来のように成膜の開始から終
了まで反応ガス圧力を一定に固定する１ｌｊｌ形成方法
では、放映初期の膜質と定常状態での膜質とは異なるこ
とになる。こうした膜質のゆらぎは、非晶質薄膜の特性
劣化に繋がる可能性があるため、膜質を均一にすること
が必要である。
本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされた
もので、膜形成に際して成膜速度の低下を招くことなく
、初期プラズマの過渡状態でのＳｉＨラジカル濃度の上
昇を防止し得る非晶質薄膜の形成方法を提供しようとす
るものである。
もので、膜形成に際して成膜速度の低下を招くことなく
、初期プラズマの過渡状態でのＳｉＨラジカル濃度の上
昇を防止し得る非晶質薄膜の形成方法を提供しようとす
るものである。
［問題点を解決するための手段］
本発明は、グロー放電プラズマを用いて基板上へ非晶質
薄膜を形成する方法において、グロー放電開始時から少
なくとも３０秒間反応ガス圧力を定常時の反応ガス圧力
の４０〜６０％とし、遅くとも５分間以内に反応ガス圧
力を定常時の反応ガス圧力（１００％）にすることを特
徴とする非晶質簿膜の形成方法である。
薄膜を形成する方法において、グロー放電開始時から少
なくとも３０秒間反応ガス圧力を定常時の反応ガス圧力
の４０〜６０％とし、遅くとも５分間以内に反応ガス圧
力を定常時の反応ガス圧力（１００％）にすることを特
徴とする非晶質簿膜の形成方法である。
［作用］
本発明では、非晶質薄膜の形成に際してグロー放電開始
時から少なくとも３０秒間反応ガス圧力を定常時の反応
ガス圧力の４０〜６０％とすることによって、初期プラ
ズマの過渡状態でのＳｉＨラジカル濃度の上昇が防止さ
れる。また、遅くとも５分間以内に反応ガス圧力を定常
時の反応ガス圧力（１００％）にすることによって、成
膜速度の低下が防止される。
時から少なくとも３０秒間反応ガス圧力を定常時の反応
ガス圧力の４０〜６０％とすることによって、初期プラ
ズマの過渡状態でのＳｉＨラジカル濃度の上昇が防止さ
れる。また、遅くとも５分間以内に反応ガス圧力を定常
時の反応ガス圧力（１００％）にすることによって、成
膜速度の低下が防止される。
［発明の実施例コ
以下、本発明の実施例を前述した第３図のプラズマＣＶ
Ｄ装置及び第１図を参照して説明する。
Ｄ装置及び第１図を参照して説明する。
まず、従来と同様な方法により予めｐＨ！を形成した基
板１を支持台１６上に載置し、真空ポンプ１５を作動し
て反応容器１１内を排気しながらシランガス（ＳｉＨ４
）を導入管１８を通して反応容器１１に導入した後、ヒ
ータ１７により基板１を加熱しながら高周波電源１４に
より電極１２．１３間に例えば１３．５ＭＨｚの高周波
電圧を印加し、グロー放電プラズマを発生させた。この
時、第１図に示すように放電開始から６０秒間までは反
応ガス圧力を０，６ｔＯｒｒ以下に保持し、この後反応
ガス圧力を定常状態（ｉ ｔｏｒｒ）まで上げて基板の
ｐｍ上にｉ層を形成した。次いで、１ｌｉｌ上に従来と
同様な方法によりｎ層を形成し、更にこのｎ層上に１Ｊ
ＪＩｌ電極を形成してアモルファス太陽電池を製造した
。
板１を支持台１６上に載置し、真空ポンプ１５を作動し
て反応容器１１内を排気しながらシランガス（ＳｉＨ４
）を導入管１８を通して反応容器１１に導入した後、ヒ
ータ１７により基板１を加熱しながら高周波電源１４に
より電極１２．１３間に例えば１３．５ＭＨｚの高周波
電圧を印加し、グロー放電プラズマを発生させた。この
時、第１図に示すように放電開始から６０秒間までは反
応ガス圧力を０，６ｔＯｒｒ以下に保持し、この後反応
ガス圧力を定常状態（ｉ ｔｏｒｒ）まで上げて基板の
ｐｍ上にｉ層を形成した。次いで、１ｌｉｌ上に従来と
同様な方法によりｎ層を形成し、更にこのｎ層上に１Ｊ
ＪＩｌ電極を形成してアモルファス太陽電池を製造した
。
しかして、本実施例の太陽電池及びｎ層、ｉ層、ｎ層１
全て成膜開始から終了までの反応ガス圧力を１ ｔｏｒ
ｒ （定常状態）に保持して形成することにより得た太
ｆｉ！電池（比較例）について特性を比較したところ、
下記衣に示す結果を得た。
全て成膜開始から終了までの反応ガス圧力を１ ｔｏｒ
ｒ （定常状態）に保持して形成することにより得た太
ｆｉ！電池（比較例）について特性を比較したところ、
下記衣に示す結果を得た。
上表から明らかなように本実施例の太陽電池では、曲線
因子及び短絡電流が改善され、比較例に比べて変換効率
が約７％改善されることがわかる。
因子及び短絡電流が改善され、比較例に比べて変換効率
が約７％改善されることがわかる。
なお、本発明において初期の反応ガス圧力を定常時のそ
れの４０％未満にすると、成膜速度が低下して荷電粒子
の影響を受は易くなり、かといって初期の反応ガス圧力
が定常時のそれの６０％を越えると、ゆらぎを抑えるに
充分なＳｉＨラジカル濃度を低くすることができない。
れの４０％未満にすると、成膜速度が低下して荷電粒子
の影響を受は易くなり、かといって初期の反応ガス圧力
が定常時のそれの６０％を越えると、ゆらぎを抑えるに
充分なＳｉＨラジカル濃度を低くすることができない。
一方、反応ガス圧力を前記範囲に抑える時間は３０秒間
未満では初期プラズマの影響を抑制することができない
。また、反応ガス圧力を前記範囲に抑える時間が５分間
を越えると、性能の向上はない。このため、生産性の問
題又は不純物の熱拡散による素子劣化を考慮すると、放
電開始時から５分間が経過する前に反応ガス圧力を定常
状態まで上げて膜形成スピードを早めた方がよいと思わ
れる。
未満では初期プラズマの影響を抑制することができない
。また、反応ガス圧力を前記範囲に抑える時間が５分間
を越えると、性能の向上はない。このため、生産性の問
題又は不純物の熱拡散による素子劣化を考慮すると、放
電開始時から５分間が経過する前に反応ガス圧力を定常
状態まで上げて膜形成スピードを早めた方がよいと思わ
れる。
［発明の効果］
以上詳述した如く、本発明によれば膜形成時における初
期プラズマの影響を抑制してゆらぎのない均一な膜質に
することができ、ひいては太！池、ＷＩｆｉ！半導体、
電子写真感光体や光センサ等の各種の電子デバイスに好
適な非晶質薄膜の形成方法を提供できる。
期プラズマの影響を抑制してゆらぎのない均一な膜質に
することができ、ひいては太！池、ＷＩｆｉ！半導体、
電子写真感光体や光センサ等の各種の電子デバイスに好
適な非晶質薄膜の形成方法を提供できる。
第１図は本発明の実施例における反応ガス圧力と時間と
の関係を示す縮図、第２図は一般的なアモルファスシリ
コン太陽電池を示す概略図、第３図は一般的なプラズマ
ＣＶＤ装置を示す概略図である。 １・・・基板、３・・・ｐ層、４・・・１ＩＩｌ、５・
・・ｎ層、１１・・・反応容器、１２．１３・・・１！
極、１４・・・高周波電源、１６・・・支持台。 出願人復代理人 弁理士 鈴江武彦 第１図 第２図
の関係を示す縮図、第２図は一般的なアモルファスシリ
コン太陽電池を示す概略図、第３図は一般的なプラズマ
ＣＶＤ装置を示す概略図である。 １・・・基板、３・・・ｐ層、４・・・１ＩＩｌ、５・
・・ｎ層、１１・・・反応容器、１２．１３・・・１！
極、１４・・・高周波電源、１６・・・支持台。 出願人復代理人 弁理士 鈴江武彦 第１図 第２図
Claims (1)
- グロー放電プラズマを用いて基板上へ非晶質薄膜を形成
する方法において、グロー放電開始時から少なくとも３
０秒間反応ガス圧力を定常時の反応ガス圧力の４０〜６
０％とし、遅くとも５分間以内に反応ガス圧力を定常時
の反応ガス圧力（１００％）にすることを特徴とする非
晶質薄膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61179148A JPS6336521A (ja) | 1986-07-30 | 1986-07-30 | 非晶質薄膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61179148A JPS6336521A (ja) | 1986-07-30 | 1986-07-30 | 非晶質薄膜の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6336521A true JPS6336521A (ja) | 1988-02-17 |
| JPH0573248B2 JPH0573248B2 (ja) | 1993-10-14 |
Family
ID=16060803
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61179148A Granted JPS6336521A (ja) | 1986-07-30 | 1986-07-30 | 非晶質薄膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6336521A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998007895A1 (en) * | 1996-08-19 | 1998-02-26 | Citizen Watch Co., Ltd. | Method of forming hard carbon film on inner circumferential surface of guide bush |
| JP2008540070A (ja) * | 2005-04-29 | 2008-11-20 | ユニバーシティー オブ ロチェスター | 超薄多孔質ナノスケール膜、その製造方法および使用 |
-
1986
- 1986-07-30 JP JP61179148A patent/JPS6336521A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998007895A1 (en) * | 1996-08-19 | 1998-02-26 | Citizen Watch Co., Ltd. | Method of forming hard carbon film on inner circumferential surface of guide bush |
| US6020036A (en) * | 1996-08-19 | 2000-02-01 | Citizen Watch Co., Ltd. | Method of forming hard carbon film over the inner surface of guide bush |
| JP2008540070A (ja) * | 2005-04-29 | 2008-11-20 | ユニバーシティー オブ ロチェスター | 超薄多孔質ナノスケール膜、その製造方法および使用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0573248B2 (ja) | 1993-10-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |