JPS58190811A - アモルフアス水素化シリコン光導電膜の製造法 - Google Patents
アモルフアス水素化シリコン光導電膜の製造法Info
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- JPS58190811A JPS58190811A JP6984282A JP6984282A JPS58190811A JP S58190811 A JPS58190811 A JP S58190811A JP 6984282 A JP6984282 A JP 6984282A JP 6984282 A JP6984282 A JP 6984282A JP S58190811 A JPS58190811 A JP S58190811A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- 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
- C23C16/22—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 deposition of inorganic material, other than metallic material
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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】
発明の技術分野
本発明は、プラズマ分光スペクトルを利用して光導電特
性の優れたアモルファス水素化シリコン(a−8i:H
)光導電膜を再現性良く製造する方法に関する。
性の優れたアモルファス水素化シリコン(a−8i:H
)光導電膜を再現性良く製造する方法に関する。
従来技術と問題点
プラズマ分解法によるa−8i:H光導電膜の諸物件(
光導電特性、電気的特性、光学的特性等)は、成膜パラ
メータ(高周波パワー、ガス圧、基板温度、ガス流量等
)によって大きく左右され、装置依存性がある。従来の
製造法ではこれらの成膜パラメータを最適値にするには
、その1つを種々の値とし他は固定した複数個のサンプ
ルを製作し、特性を調べて該1つのパラメータの最適値
を見出して該パラメータはその値に固定し、次に他のパ
ラメータの1つを種々の値とし残りのパラメータは固定
して複数のサンプルを製作し、その特性を調べて該1つ
のパラメータの最適値を見出し、といったプロセスをと
って、いわば試行錯誤的に、全パラメータを最適化する
他に道は々く、このために諸物件、特に光導電特性の優
れだa−8t:H光導電膜を製造する捷でに多大の労力
、時間等を費やす欠点がある。しかも、その様にして初
期設定された成膜パラメータも成膜中に変動するので、
完成品の特性を常に理想的な本のとするのは困難である
。
光導電特性、電気的特性、光学的特性等)は、成膜パラ
メータ(高周波パワー、ガス圧、基板温度、ガス流量等
)によって大きく左右され、装置依存性がある。従来の
製造法ではこれらの成膜パラメータを最適値にするには
、その1つを種々の値とし他は固定した複数個のサンプ
ルを製作し、特性を調べて該1つのパラメータの最適値
を見出して該パラメータはその値に固定し、次に他のパ
ラメータの1つを種々の値とし残りのパラメータは固定
して複数のサンプルを製作し、その特性を調べて該1つ
のパラメータの最適値を見出し、といったプロセスをと
って、いわば試行錯誤的に、全パラメータを最適化する
他に道は々く、このために諸物件、特に光導電特性の優
れだa−8t:H光導電膜を製造する捷でに多大の労力
、時間等を費やす欠点がある。しかも、その様にして初
期設定された成膜パラメータも成膜中に変動するので、
完成品の特性を常に理想的な本のとするのは困難である
。
発明の目的
本発明は、a−8l:H成膜時のプラズマ状態を監視し
、該状態が光導電特性の優れたa−8t:H光導電膜の
製造に適したものとなるように成膜パラメータを制御し
、これによシ光導電特性の優れたa−8i:H光導電膜
を再現性良く製造可能とするものである。
、該状態が光導電特性の優れたa−8t:H光導電膜の
製造に適したものとなるように成膜パラメータを制御し
、これによシ光導電特性の優れたa−8i:H光導電膜
を再現性良く製造可能とするものである。
発明の構成
本発明は、シランガスと水素ガスの混合雰囲気中でグロ
ー放電を生じさせ、これにより試料表面にアモルファス
水素化シリコン光導電膜を形成する方法において、該グ
ロー放電によるプラズマ状態をプラズマ分光スペクトル
によって監視し、そして波長656nmの水素のバルマ
ー系列の発光強度〔Hα〕と波長407nmの水素の発
光強度〔H,〕との比CHci) / (Ht )が最
小となり、且つ波長414nmのモノシランの発光強度
(81H)と該発光強度〔Hα〕との比[5iIO/
(Ha)が最大となるように高周波電力、ガス圧などの
成膜パラメータを制御することを特徴とするものである
。
ー放電を生じさせ、これにより試料表面にアモルファス
水素化シリコン光導電膜を形成する方法において、該グ
ロー放電によるプラズマ状態をプラズマ分光スペクトル
によって監視し、そして波長656nmの水素のバルマ
ー系列の発光強度〔Hα〕と波長407nmの水素の発
光強度〔H,〕との比CHci) / (Ht )が最
小となり、且つ波長414nmのモノシランの発光強度
(81H)と該発光強度〔Hα〕との比[5iIO/
(Ha)が最大となるように高周波電力、ガス圧などの
成膜パラメータを制御することを特徴とするものである
。
発明の実施例
以下、図面を参照しながら本発明の詳細な説明する。本
発明ではシランガスSiH,と水素ガス島の混合雰囲気
中でグロー放電を生じさせチャンバー内に置いたガラス
基板上にa−8i:H光導電膜を気相成長させるに際し
てグロー放電で生じる発光のスペクトル分析を行ない、
第1図に示すプラズマ分光スペクトル上の波長407n
mの水素H1の発光強度〔H1〕と、波長414nmの
モノシラン8iHの発光強度[5iH)と、波長656
nmの水素のバルマー系列Haの発光強度〔Hα〕の3
点に注目する。そして強度比(SiH) / (Hα〕
を最大にし、且つ強度比CHa) / (:Ht )を
最小にする様に成膜パラメータを制御する。この制御の
方法は、簡単には成膜パラメータを1つずつ振って、例
えば先ず高周波電力を振って(この間ガス圧、基板温度
、ガス流量は固定する) [5IH)/ (Hα〕をr
naxに、’ (:Ha) /[nt)をmlnにし、
このときの値に高周波電力を固定し、次はガス圧を振っ
て(この間高周波電力は上記値に、基板温度、ガス流量
は前の値に固定する)max、minにする値を求め、
ガス圧はその値に固定し、といった操作を繰夛返して行
けばよい。これは従来法のようにサンプルを作る必要は
なく、単にスペクトルアナライザの指示を見て従って迅
速に行なうことができる。また測定が簡単、迅速なので
、あるパラメータはmaw、 minの値からすらして
みてそれで全体としてはmax、 minは更に大。
発明ではシランガスSiH,と水素ガス島の混合雰囲気
中でグロー放電を生じさせチャンバー内に置いたガラス
基板上にa−8i:H光導電膜を気相成長させるに際し
てグロー放電で生じる発光のスペクトル分析を行ない、
第1図に示すプラズマ分光スペクトル上の波長407n
mの水素H1の発光強度〔H1〕と、波長414nmの
モノシラン8iHの発光強度[5iH)と、波長656
nmの水素のバルマー系列Haの発光強度〔Hα〕の3
点に注目する。そして強度比(SiH) / (Hα〕
を最大にし、且つ強度比CHa) / (:Ht )を
最小にする様に成膜パラメータを制御する。この制御の
方法は、簡単には成膜パラメータを1つずつ振って、例
えば先ず高周波電力を振って(この間ガス圧、基板温度
、ガス流量は固定する) [5IH)/ (Hα〕をr
naxに、’ (:Ha) /[nt)をmlnにし、
このときの値に高周波電力を固定し、次はガス圧を振っ
て(この間高周波電力は上記値に、基板温度、ガス流量
は前の値に固定する)max、minにする値を求め、
ガス圧はその値に固定し、といった操作を繰夛返して行
けばよい。これは従来法のようにサンプルを作る必要は
なく、単にスペクトルアナライザの指示を見て従って迅
速に行なうことができる。また測定が簡単、迅速なので
、あるパラメータはmaw、 minの値からすらして
みてそれで全体としてはmax、 minは更に大。
小になるかのチェックを行なうことも容易にできる。
第2図は成膜パラメータのうちのガス圧を種々に異なら
せて形成した複数個のa−81!:1(’膜の光導電率
σp(500tXの白色光照射)と暗導電率σdの実測
データ(1,ofσp+ Lotσd)である。同図か
ら明らかなように両導電率はいずれもガス圧10Tor
r近傍にピークを有する。第3図は同時に測定されたガ
ス圧と発光強度比の関係である。この図から明らかなこ
とは、(SiH)/〔Hα〕が最大となり、1つ〔Ha
)/(:Hz)が最小となるガス圧は、第2図で導電率
σp、σdを最大にしたガス圧1.0 Torrに一致
する点である。このことはプラズマ分光スペクトルを常
時モニターして[8iH)/(Hα〕が最大、且つ〔H
a)/(Ht)が最小となるようにガス圧を制御すれば
、サンプルを作って測定してみる迄もなく導電率σp、
σdの最も高いa−8S:H膜を製造できることを意味
する。同様のことは他の成膜パラメータ(高周波パワー
、基板温度、ガス流量)についても当てはまる。[5i
H)/CHα〕を最大とし、且つ〔Ha) / [:H
t )を最小とするこれらの成膜パラメータの組合せは
、a−8t:H膜の諸物件を最適化する値であると言え
る。
せて形成した複数個のa−81!:1(’膜の光導電率
σp(500tXの白色光照射)と暗導電率σdの実測
データ(1,ofσp+ Lotσd)である。同図か
ら明らかなように両導電率はいずれもガス圧10Tor
r近傍にピークを有する。第3図は同時に測定されたガ
ス圧と発光強度比の関係である。この図から明らかなこ
とは、(SiH)/〔Hα〕が最大となり、1つ〔Ha
)/(:Hz)が最小となるガス圧は、第2図で導電率
σp、σdを最大にしたガス圧1.0 Torrに一致
する点である。このことはプラズマ分光スペクトルを常
時モニターして[8iH)/(Hα〕が最大、且つ〔H
a)/(Ht)が最小となるようにガス圧を制御すれば
、サンプルを作って測定してみる迄もなく導電率σp、
σdの最も高いa−8S:H膜を製造できることを意味
する。同様のことは他の成膜パラメータ(高周波パワー
、基板温度、ガス流量)についても当てはまる。[5i
H)/CHα〕を最大とし、且つ〔Ha) / [:H
t )を最小とするこれらの成膜パラメータの組合せは
、a−8t:H膜の諸物件を最適化する値であると言え
る。
& −8S :H膜の成長に先立って前記方法で各成膜
パラメータの最適値を見出しておき、この条件で試料面
上へのa−81:H膜の成長に入る。成長中に生じる変
動に対しては、初期設定値を基準値とする帰還制御を折
々えばよい。尚、本発明においてスペクトラムから3つ
の波長407.414.656nmを選んだ理由は、(
1)分光上顕著性がある12)n、。
パラメータの最適値を見出しておき、この条件で試料面
上へのa−81:H膜の成長に入る。成長中に生じる変
動に対しては、初期設定値を基準値とする帰還制御を折
々えばよい。尚、本発明においてスペクトラムから3つ
の波長407.414.656nmを選んだ理由は、(
1)分光上顕著性がある12)n、。
SiH,Hがa−8i :H膜の性質に強く影響を与え
る、(3)発光強度(Ht)、 (stH)、 CHa
〕が分子H,,SiH。
る、(3)発光強度(Ht)、 (stH)、 CHa
〕が分子H,,SiH。
Hの漉度と相関を有する、からである。即ち、a−8i
:H膜の生成に当ってはシランと水素の混合ガス中の
グロー放電により ■、→ 2H・四−・・■ SiH+H−+ SIH,・・・・・・・・・■という
2つの反応が生じる。■式のHはラジカルであって前記
Haを生じる。このHは多いとHlへ戻る反応が生じ、
0式が充分性なわれなくなる。
:H膜の生成に当ってはシランと水素の混合ガス中の
グロー放電により ■、→ 2H・四−・・■ SiH+H−+ SIH,・・・・・・・・・■という
2つの反応が生じる。■式のHはラジカルであって前記
Haを生じる。このHは多いとHlへ戻る反応が生じ、
0式が充分性なわれなくなる。
従ってHひいてはHαは少ない方がよく、さらにSiH
が多い必要がある。[5iH)/(Hα〕を最大としか
つ〔Hα)/(Hz)を最小とするという条件は、上記
要求が満足されているかについての有力な指標となる。
が多い必要がある。[5iH)/(Hα〕を最大としか
つ〔Hα)/(Hz)を最小とするという条件は、上記
要求が満足されているかについての有力な指標となる。
第4図は本発明を実施する容量結合型のグロー放電装置
の概略構成で、1はペルジャー、2はアノード、3はヒ
ータ、4はガラス基板等の試料、5は対向電極、6は熱
電対、7はガス流入口、8はガス排出口、9はヒータ6
への通電用トランス、10は電極2.5間に高周波RF
を印加する発振源、11は石英窓、12は分光器、13
はその出力光電子を増倍するフォトマルチプライヤ、1
4はフォトマルチプライヤ13によって光電変換された
発光強度を波長対応で記録するX−Yレコーダ、15は
分光器12の分光波長を電圧値として取り出すボテンシ
薯メータである。電極2.5間は一般に50m程度であ
り、またガス流入ロアからはシランSiH4と水素H7
の混合ガスが導入される。X−Yレコーダ14はX軸に
ポテンショメータ15によりスペクトルの波長をとって
各波長の発光強度をY軸方向に記録する。尚、分光器1
2がマルチチャネルアナライザであれば〔H7〕、〔S
IH〕、〔Hα〕を同時に測定できる。このようにして
実測される強度比(SIH)/ (:Hα〕、〔Hα)
/(H2:]を、初期調整等で判明した最大、最小値と
比較しながら各種の成膜パラメータをフィードバック制
御する。
の概略構成で、1はペルジャー、2はアノード、3はヒ
ータ、4はガラス基板等の試料、5は対向電極、6は熱
電対、7はガス流入口、8はガス排出口、9はヒータ6
への通電用トランス、10は電極2.5間に高周波RF
を印加する発振源、11は石英窓、12は分光器、13
はその出力光電子を増倍するフォトマルチプライヤ、1
4はフォトマルチプライヤ13によって光電変換された
発光強度を波長対応で記録するX−Yレコーダ、15は
分光器12の分光波長を電圧値として取り出すボテンシ
薯メータである。電極2.5間は一般に50m程度であ
り、またガス流入ロアからはシランSiH4と水素H7
の混合ガスが導入される。X−Yレコーダ14はX軸に
ポテンショメータ15によりスペクトルの波長をとって
各波長の発光強度をY軸方向に記録する。尚、分光器1
2がマルチチャネルアナライザであれば〔H7〕、〔S
IH〕、〔Hα〕を同時に測定できる。このようにして
実測される強度比(SIH)/ (:Hα〕、〔Hα)
/(H2:]を、初期調整等で判明した最大、最小値と
比較しながら各種の成膜パラメータをフィードバック制
御する。
発明の効果
以上述べたように本発明によれば、従来多数の試行を経
ながら製造していた光導I!特性に優れるa−8t:H
光導電膜を、製造に際し実測して設定し、要すれば負帰
還を施しながら再現性良く製造できる利点がある。
ながら製造していた光導I!特性に優れるa−8t:H
光導電膜を、製造に際し実測して設定し、要すれば負帰
還を施しながら再現性良く製造できる利点がある。
第1図はシランと水素の混合雰囲気中におけるグロー放
を発生時のプラズマ分光スペクトルの説明図、第2図は
a−8l:H膜の光導電率と成膜時ガス圧の関係を示す
特性図、第3図は本発明に係る発光強度比とガス圧の関
係を示す特性図、第4図は本発明に係るa−81:H膜
の製造装置の概略構成図である。 図中、1は真空ペルジャー、2.5は電極、4は試料、
7は混合ガス流入口、12は分光器、14はX−Yレコ
ーダである。 出願人 富士通株式会社 代理人弁理士 青 柳 稔第1図 吠 オ ラ ノ3 イ1 、亡 有
を発生時のプラズマ分光スペクトルの説明図、第2図は
a−8l:H膜の光導電率と成膜時ガス圧の関係を示す
特性図、第3図は本発明に係る発光強度比とガス圧の関
係を示す特性図、第4図は本発明に係るa−81:H膜
の製造装置の概略構成図である。 図中、1は真空ペルジャー、2.5は電極、4は試料、
7は混合ガス流入口、12は分光器、14はX−Yレコ
ーダである。 出願人 富士通株式会社 代理人弁理士 青 柳 稔第1図 吠 オ ラ ノ3 イ1 、亡 有
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 シランガスと水素ガスの混合雰囲気中でグロー放電1を
生じさせ、これにより試料表面にアモルファス水素化シ
リコン光導電膜を形成する方法において、該グロー放電
によるプラズマ状態をプラズマ分光スペクトルによって
監視し、そして波長656nrnの水素のバルマー系列
の発光強度〔Hα〕と波長A07nmの水素の発光強度
〔H7〕との比(Hd’)/CH2)が最小となり、且
つ波長414nmのモノシランの発光強度[:8’iH
]と該発光強度〔Hα〕との比(SiH)/CHα〕が
最大となるように高周波型、力、ガス圧などの成膜パラ
メータを制御することを特徴とするアモルファス水素化
シリコン光導電膜の製造法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6984282A JPS58190811A (ja) | 1982-04-26 | 1982-04-26 | アモルフアス水素化シリコン光導電膜の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6984282A JPS58190811A (ja) | 1982-04-26 | 1982-04-26 | アモルフアス水素化シリコン光導電膜の製造法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58190811A true JPS58190811A (ja) | 1983-11-07 |
Family
ID=13414455
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6984282A Pending JPS58190811A (ja) | 1982-04-26 | 1982-04-26 | アモルフアス水素化シリコン光導電膜の製造法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS58190811A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60190563A (ja) * | 1984-03-08 | 1985-09-28 | Konishiroku Photo Ind Co Ltd | グロ−放電分解方法 |
JPS60257513A (ja) * | 1984-06-05 | 1985-12-19 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | シリコン系膜形成状態測定方法 |
EP0268756A2 (de) * | 1986-11-15 | 1988-06-01 | Degussa Aktiengesellschaft | Verfahren zur Herstellung von Disilan aus Monosilan |
JPS63177415A (ja) * | 1987-01-17 | 1988-07-21 | Yuasa Battery Co Ltd | プラズマ反応監視装置 |
JPH0390576A (ja) * | 1989-08-31 | 1991-04-16 | Raimuzu:Kk | 金属窒化物被膜の形成法 |
EP1043762A1 (en) * | 1998-10-23 | 2000-10-11 | Nissin Electric Co., Ltd. | Polycrystalline silicon thin film forming method and thin film forming apparatus |
WO2004094504A1 (en) * | 2003-04-22 | 2004-11-04 | The University Of Reading | Polymer networks |
-
1982
- 1982-04-26 JP JP6984282A patent/JPS58190811A/ja active Pending
Cited By (8)
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