JP2001026878A - Thin film forming device and formation of semiconductor thin film - Google Patents
Thin film forming device and formation of semiconductor thin filmInfo
- Publication number
- JP2001026878A JP2001026878A JP11201545A JP20154599A JP2001026878A JP 2001026878 A JP2001026878 A JP 2001026878A JP 11201545 A JP11201545 A JP 11201545A JP 20154599 A JP20154599 A JP 20154599A JP 2001026878 A JP2001026878 A JP 2001026878A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- substrate
- plasma
- film
- cathode
- 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.)
- Withdrawn
Links
- 239000010409 thin film Substances 0.000 title claims abstract description 65
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 20
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title claims description 8
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 72
- 238000005268 plasma chemical vapour deposition Methods 0.000 claims description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 12
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 6
- 239000010408 film Substances 0.000 abstract description 56
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 abstract description 13
- 210000002381 plasma Anatomy 0.000 description 49
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 20
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 13
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 9
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 5
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 5
- 206010034972 Photosensitivity reaction Diseases 0.000 description 4
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 4
- 230000036211 photosensitivity Effects 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 2
- 206010034960 Photophobia Diseases 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 229910021480 group 4 element Inorganic materials 0.000 description 1
- 208000013469 light sensitivity Diseases 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、薄膜形成装置およ
び半導体薄膜の形成方法に関し、より具体的には、プラ
ズマCVD(Chemical Vapour Deposition)法によって
基板上に薄膜形成を行なう薄膜形成装置およびそれを用
いた半導体薄膜の形成方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thin film forming apparatus and a method for forming a semiconductor thin film, and more particularly, to a thin film forming apparatus for forming a thin film on a substrate by a plasma CVD (Chemical Vapor Deposition) method and a thin film forming apparatus. The present invention relates to a method for forming a semiconductor thin film used.
【0002】[0002]
【従来の技術】プラズマCVD法は、反応ガスをプラズ
マ放電にさらすことにより活性化させて基板上に供給
し、基板表面での化学反応により所望の薄膜を形成する
方法であり、低温下での薄膜形成が可能であることか
ら、半導体装置の形成に広く用いられている方法であ
る。2. Description of the Related Art A plasma CVD method is a method in which a reactive gas is activated by exposing it to a plasma discharge and supplied to a substrate, and a desired thin film is formed by a chemical reaction on the substrate surface. This method is widely used for forming a semiconductor device because a thin film can be formed.
【0003】プラズマCVD法を利用した高周波プラズ
マCVD装置は、通常、図4に示すように、平行平板型
の高周波(RF)電極101を有するのが一般的であ
る。具体的には、従来の高周波プラズマCVD装置は、
反応室105と、反応室105内に互いに対向して配置
された高周波電極101およびヒータプレート104と
を主に有している。高周波電極101は、平行平板型カ
ソードであり、高周波電源103に電気的に接続されて
いる。ヒータプレート104は、接地電位とされたアノ
ードであるとともに、基板110を載置可能でかつその
基板110を加熱する役割をなしている。A high frequency plasma CVD apparatus using a plasma CVD method generally has a parallel plate type high frequency (RF) electrode 101 as shown in FIG. Specifically, a conventional high-frequency plasma CVD apparatus is:
It mainly has a reaction chamber 105, a high-frequency electrode 101 and a heater plate 104 which are arranged in the reaction chamber 105 so as to face each other. The high-frequency electrode 101 is a parallel-plate cathode and is electrically connected to a high-frequency power supply 103. The heater plate 104 is an anode that is set to the ground potential, and has a role of mounting the substrate 110 thereon and heating the substrate 110.
【0004】この高周波プラズマCVD装置における成
膜は以下のように行なわれる。まず反応室105を真空
排気系(図示せず)によって排気しながらガス導入系
(図示せず)により反応室105が一定のガス圧となる
ように反応ガスが導入される。電極101に高周波電源
103によって高周波電圧が印加され、かつヒータプレ
ート104が接地電位とされることでプラズマ120を
生じさせ、ヒータプレート104によって所定の温度に
加熱された基板110上に膜が形成される。[0004] Film formation in this high-frequency plasma CVD apparatus is performed as follows. First, a reaction gas is introduced by a gas introduction system (not shown) such that the reaction chamber 105 has a constant gas pressure while the reaction chamber 105 is evacuated by a vacuum exhaust system (not shown). When a high-frequency voltage is applied to the electrode 101 by the high-frequency power supply 103 and the heater plate 104 is set to the ground potential, plasma 120 is generated, and a film is formed on the substrate 110 heated to a predetermined temperature by the heater plate 104. You.
【0005】一方、基板上にアノード電極とカソード電
極とを配置したプラズマCVD装置は、たとえば特開昭
61−261481号公報に開示されている。この公報
に開示されたプラズマCVD装置の一例は、図5に示す
ように試料室205と、3つのプラズマ発生室206
a、206b、206cと、各プラズマ発生室内に配置
されたプラズマ発生用の対向電極201、202とを主
に有している。プラズマ発生室206a、206b、2
06cの各々は、太陽電池の光電変換層のp層形成用、
i層形成用およびn層形成用のガスプラズマを発生する
ためのものである。[0005] On the other hand, a plasma CVD apparatus having an anode electrode and a cathode electrode arranged on a substrate is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-261481. An example of the plasma CVD apparatus disclosed in this publication includes a sample chamber 205 and three plasma generation chambers 206 as shown in FIG.
a, 206b and 206c, and counter electrodes 201 and 202 for plasma generation arranged in each plasma generation chamber. Plasma generation chambers 206a, 206b, 2
06c for forming a p-layer of a photoelectric conversion layer of a solar cell;
This is for generating gas plasma for forming an i-layer and for forming an n-layer.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】図4に示すような平行
平板型の高周波電極101を用いた場合、電極101と
基板110との間にプラズマ120が形成され、基板1
10の膜成長面はプラズマ120に直接さらされること
になる。このため、基板110の膜成長面はイオンによ
るダメージを避けることができず、高い品質の半導体薄
膜を得ることができないという問題点があった。When a parallel plate type high frequency electrode 101 as shown in FIG. 4 is used, a plasma 120 is formed between the electrode 101 and the substrate 110, and the substrate 1
The ten film growth surfaces will be directly exposed to the plasma 120. For this reason, there is a problem that the film growth surface of the substrate 110 cannot avoid damage due to ions, and a high-quality semiconductor thin film cannot be obtained.
【0007】また、高品質かつ均一に成膜するために
は、ガス流量、圧力、放電パワーなどのさまざまな条件
の組合せに制約があるという問題点もあった。In addition, there is another problem that in order to form a film with high quality and uniformity, there are restrictions on combinations of various conditions such as a gas flow rate, a pressure, and a discharge power.
【0008】また図5に示すプラズマCVD装置では、
各対向電極201、202がプラズマ発生室によって区
切られているなどの理由から、大面積の基板210の表
面に均一に成膜することは困難であるという問題点があ
った。In the plasma CVD apparatus shown in FIG.
There is a problem that it is difficult to form a uniform film on the surface of the large-area substrate 210 because the counter electrodes 201 and 202 are separated by the plasma generation chamber.
【0009】それゆえ本発明の目的は、イオンによるダ
メージを防止でき、かつ大面積に均一に成膜することが
容易な薄膜形成装置および半導体薄膜の形成方法を提供
することである。SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to provide a thin film forming apparatus and a method of forming a semiconductor thin film which can prevent damage due to ions and can easily form a uniform film over a large area.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明の薄膜形成装置
は、プラズマCVD法によって基板の表面に薄膜を形成
する装置であって、基板上において複数の短冊状のカソ
ード部とアノード部との各々がプラズマ形成領域を挟ん
で交互に配置された構成の電極を有している。A thin film forming apparatus according to the present invention is an apparatus for forming a thin film on the surface of a substrate by a plasma CVD method, wherein a plurality of strip-shaped cathode portions and anode portions are formed on the substrate. Have electrodes that are arranged alternately with the plasma forming region interposed therebetween.
【0011】本発明の薄膜形成装置では、基板上におい
てカソード部とアノード部とが交互に配置されているた
め、プラズマは主にカソード部とアノード部との間に形
成される。このため、強いプラズマが発生する領域と基
板とが空間的に分離でき、基板の膜成長面がプラズマに
直接さらされるのを抑制することができる。よって、基
板の膜成長面が受けるプラズマイオンダメージを低減す
ることができ、品質の高い半導体薄膜を形成することが
できる。In the thin film forming apparatus of the present invention, the cathode and the anode are alternately arranged on the substrate, so that the plasma is mainly formed between the cathode and the anode. Therefore, the region where the strong plasma is generated can be spatially separated from the substrate, and the film growth surface of the substrate can be suppressed from being directly exposed to the plasma. Therefore, plasma ion damage to the film growth surface of the substrate can be reduced, and a high-quality semiconductor thin film can be formed.
【0012】また、プラズマ生成のパワーを上げても膜
成長面のプラズマイオンダメージを少なく抑えることが
できるため、プラズマ生成のパワーを上げることができ
る。このため、従来と同等の品質の薄膜を速い成膜速度
で得ることができる。Further, even if the power for plasma generation is increased, the plasma ion damage on the film growth surface can be suppressed to a small level, so that the power for plasma generation can be increased. For this reason, a thin film having the same quality as that of the related art can be obtained at a high deposition rate.
【0013】さらに、複数のカソード部とアノード部と
の各々をプラズマ形成領域を挟んで交互に配置すること
で、大面積の基板表面に均一な成膜を容易に行なうこと
ができる。このため、本発明の薄膜形成装置は、薄膜ト
ランジスタをはじめとする大面積のディスプレイ用装置
や太陽電池などの光電変換装置の生産に適している。Further, by alternately arranging a plurality of cathode portions and anode portions across the plasma forming region, uniform film formation can be easily performed on a large-area substrate surface. For this reason, the thin film forming apparatus of the present invention is suitable for the production of large-area display devices such as thin film transistors and photoelectric conversion devices such as solar cells.
【0014】上記の薄膜形成装置において好ましくは、
互いに隣り合うカソード部とアノード部との平均間隔に
対する、電極の基板側先端と基板表面との間隔の比が2
以上である。Preferably, in the above-mentioned thin film forming apparatus,
The ratio of the distance between the tip of the electrode on the substrate side and the surface of the substrate to the average distance between the cathode and the anode adjacent to each other is 2
That is all.
【0015】これにより、基板の膜成長面におけるプラ
ズマダメージをさらに低減することができる。Thus, plasma damage on the film growth surface of the substrate can be further reduced.
【0016】上記の薄膜形成装置において好ましくは、
互いに隣り合うカソード部とアノード部との間隔は、基
板に近づくに従って広くなる。In the above thin film forming apparatus, preferably,
The distance between the cathode and the anode adjacent to each other increases as approaching the substrate.
【0017】通常、カソード部とアノード部との間隔が
短い部分では強いプラズマが発生する。このため、基板
から離れる程、カソード部とアノード部との間隔を短く
することにより、強いプラズマが発生する領域を基板表
面から遠ざけることができる。よって、基板の膜成長面
におけるプラズマイオンダメージをより低減でき、より
品質の高い薄膜の形成、またはより高速の成膜が可能と
なる。Normally, strong plasma is generated in a portion where the distance between the cathode and the anode is short. For this reason, the region where strong plasma is generated can be kept away from the substrate surface by shortening the distance between the cathode portion and the anode portion as the distance from the substrate increases. Therefore, plasma ion damage on the film growth surface of the substrate can be further reduced, and a higher quality thin film can be formed or a higher speed film can be formed.
【0018】本発明の半導体薄膜の形成方法は、上記の
いずれかに記載の薄膜形成装置を用いた半導体薄膜の形
成方法である。A method of forming a semiconductor thin film according to the present invention is a method of forming a semiconductor thin film using any one of the above-described thin film forming apparatuses.
【0019】これにより、高品質な薄膜の形成または高
速の成膜を実現することができる。上記の半導体薄膜の
形成方法において好ましくは、半導体薄膜として、非単
結晶シリコン系薄膜および非単結晶シリコン系合金薄膜
のいずれかが形成される。Thus, a high-quality thin film can be formed or a high-speed thin film can be formed. In the method of forming a semiconductor thin film described above, preferably, any of a non-single-crystal silicon-based thin film and a non-single-crystal silicon-based alloy thin film is formed as the semiconductor thin film.
【0020】これにより、非単結晶シリコン系薄膜また
は非単結晶シリコン系合金薄膜を高品質または高速成膜
で形成することができる。Accordingly, a non-single-crystal silicon-based thin film or a non-single-crystal silicon-based alloy thin film can be formed with high quality or high-speed film formation.
【0021】[0021]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図に基づいて説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0022】(実施の形態1)図1は、本発明の実施の
形態1における高周波プラズマCVD装置の構成を示す
概略断面図である。図1を参照して、本実施の形態の高
周波プラズマCVD装置は、アノード部1と、カソード
部2と、ヒータプレート4と、反応室5とを主に有して
いる。(Embodiment 1) FIG. 1 is a schematic sectional view showing a configuration of a high-frequency plasma CVD apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. Referring to FIG. 1, the high-frequency plasma CVD apparatus according to the present embodiment mainly includes an anode unit 1, a cathode unit 2, a heater plate 4, and a reaction chamber 5.
【0023】反応室5内にはヒータプレート4が配置さ
れている。このヒータプレート4は基板10を載置可能
であり、基板10を加熱する役割をなす。このヒータプ
レート4は接地電位とされている。基板10上には、複
数のアノード部1とカソード部2との各々がプラズマ形
成領域20を挟んで交互に配置されている。これらのア
ノード部1とカソード部2とは、図2に示すように短冊
形状を有している。またアノード部1は接地電位とさ
れ、カソード部2は高周波電源3に電気的に接続されて
いる。A heater plate 4 is arranged in the reaction chamber 5. The heater plate 4 can place the substrate 10 thereon and plays a role of heating the substrate 10. The heater plate 4 is set to the ground potential. A plurality of anode units 1 and cathode units 2 are alternately arranged on the substrate 10 with the plasma forming region 20 interposed therebetween. The anode section 1 and the cathode section 2 have a strip shape as shown in FIG. The anode unit 1 is set to a ground potential, and the cathode unit 2 is electrically connected to a high-frequency power supply 3.
【0024】なお図1においては、反応室5の真空排気
系およびガス導入系については、説明の便宜上図示を省
略している。In FIG. 1, the vacuum evacuation system and the gas introduction system of the reaction chamber 5 are not shown for convenience of explanation.
【0025】本実施の形態の高周波プラズマCVD装置
における成膜は以下のように行なわれる。Film formation in the high-frequency plasma CVD apparatus of the present embodiment is performed as follows.
【0026】まず反応室5を真空排気系によって排気し
ながらガス導入系により反応室5が一定のガス圧となる
ように反応ガスが導入される。複数のアノード部1を接
地電位とし、高周波電源3によって複数のカソード部2
に高周波電圧が印加される。これによって、アノード部
1とカソード部2との間にプラズマ20が発生され、ヒ
ータプレート4(接地電位)によって所定の温度に加熱
された基板10上に膜が形成される。First, while the reaction chamber 5 is evacuated by the vacuum exhaust system, a reaction gas is introduced by the gas introduction system so that the reaction chamber 5 has a constant gas pressure. The plurality of anodes 1 are set to the ground potential, and the plurality of cathodes 2 are
Is applied with a high-frequency voltage. As a result, plasma 20 is generated between the anode part 1 and the cathode part 2, and a film is formed on the substrate 10 heated to a predetermined temperature by the heater plate 4 (ground potential).
【0027】本実施の形態では、基板10上においてア
ノード部1とカソード部2とが交互に配置されているた
め、プラズマ20は主にアノード部1とカソード部2と
の間に形成される。このため、強いプラズマが発生する
領域と基板10とが空間的に分離でき、基板10の膜成
長面がプラズマに直接さらされるのを抑制することがで
きる。よって、基板10の膜成長面が受けるプラズマイ
オンのダメージが低減され、品質の高い半導体薄膜を形
成することができる。In this embodiment, since the anode portions 1 and the cathode portions 2 are alternately arranged on the substrate 10, the plasma 20 is mainly formed between the anode portion 1 and the cathode portion 2. For this reason, the region where the strong plasma is generated can be spatially separated from the substrate 10, and the film growth surface of the substrate 10 can be suppressed from being directly exposed to the plasma. Therefore, plasma ion damage to the film growth surface of the substrate 10 is reduced, and a high-quality semiconductor thin film can be formed.
【0028】また、プラズマ生成のパワーを上げても膜
成長面のプラズマイオンダメージを少なくできるため、
プラズマ生成のパワーを上げることができる。このた
め、従来と同等の品質の薄膜を速い成膜速度で得ること
ができる。Further, even if the power of plasma generation is increased, plasma ion damage on the film growth surface can be reduced.
The power of plasma generation can be increased. For this reason, a thin film having the same quality as that of the related art can be obtained at a high deposition rate.
【0029】さらに、複数のアノード部1とカソード部
2とを交互に配置することで、大面積の基板表面に均一
な薄膜を容易に形成することができる。このため、本実
施の形態の高周波プラズマCVD装置は薄膜トランジス
タをはじめとする大面積のディスプレイ用装置や太陽電
池などの光電変換装置の生産に適している。Further, by alternately arranging a plurality of anode portions 1 and cathode portions 2, a uniform thin film can be easily formed on a large-area substrate surface. For this reason, the high-frequency plasma CVD apparatus of this embodiment is suitable for producing a large-area display device such as a thin film transistor, or a photoelectric conversion device such as a solar cell.
【0030】また互いに隣り合うアノード部1とカソー
ド部2との間隔dcaに対する、電極1、2の基板側先端
と基板10の表面との間隔desとの比が2以上であるこ
とが好ましい。It is preferable that the ratio of the distance d es between the adjoining anode part 1 and the cathode part 2 to the distance des between the front ends of the electrodes 1 and 2 on the substrate side and the surface of the substrate 10 is 2 or more. .
【0031】これにより、基板10の膜成長面とプラズ
マ20との間隔を適切に設定できるため、基板10の膜
成長面におけるプラズマイオンダメージをさらに低減す
ることができる。Thus, the distance between the film growth surface of the substrate 10 and the plasma 20 can be set appropriately, so that plasma ion damage on the film growth surface of the substrate 10 can be further reduced.
【0032】(実施の形態2)図3は、本発明の実施の
形態2における高周波プラズマCVD装置の構成を概略
的に示す断面図である。(Embodiment 2) FIG. 3 is a sectional view schematically showing a configuration of a high-frequency plasma CVD apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
【0033】図3を参照して、本実施の形態では、実施
の形態1の構成と比較して、アノード部1およびカソー
ド部2の断面形状が異なる。本実施の形態のアノード部
1とカソード部2の断面形状は共に楔形状をしている。
このため、アノード部1とカソード部2との間隔は基板
10側先端(図中下端)の間隔dca2が最も広く、基板
10から遠ざかる程狭くなり、図中上端の間隔dca1が
最も狭くなる。Referring to FIG. 3, in the present embodiment, the sectional shapes of anode portion 1 and cathode portion 2 are different from the configuration of the first embodiment. The cross-sectional shapes of the anode section 1 and the cathode section 2 of the present embodiment are both wedge-shaped.
Therefore, the distance between the anode portion 1 and the cathode 2 is widest spacing d ca2 of the substrate 10 side tip (lower end in the drawing), the narrower enough away from the substrate 10, the narrowest spacing d ca1 of the upper end in FIG. .
【0034】なお、これ以外の構成については、上述し
た実施の形態1の構成とほぼ同じであるため、同一の部
材については同一の符号を付し、その説明を省略する。The remaining structure is almost the same as that of the first embodiment described above, so that the same members are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
【0035】通常、アノード部1とカソード部2との間
隔が短い程、強いプラズマが発生する。本実施の形態で
は、基板10から離れる程、アノード部1とカソード部
2との間隔が短くなっているため、強いプラズマの発生
する領域を基板10の表面から遠ざけることができる。
よって、基板10の膜成長面におけるプラズマイオンダ
メージをより低減でき、また、より高速の成膜が可能と
なる。Generally, as the distance between the anode part 1 and the cathode part 2 is shorter, stronger plasma is generated. In the present embodiment, the distance between the anode unit 1 and the cathode unit 2 decreases as the distance from the substrate 10 increases, so that a region where strong plasma is generated can be kept away from the surface of the substrate 10.
Therefore, plasma ion damage on the film growth surface of the substrate 10 can be further reduced, and a film can be formed at a higher speed.
【0036】なお、本実施の形態においては、互いに隣
り合うアノード部1とカソード部2との平均間隔dcaに
対する、電極1、2の基板10側先端と基板10表面と
の間隔desの比が2以上であることが好ましい。In this embodiment, the ratio of the distance des between the tip of the electrodes 1 and 2 on the substrate 10 side and the surface of the substrate 10 to the average distance dca between the adjacent anode part 1 and cathode part 2 is described. Is preferably 2 or more.
【0037】これにより、基板10の膜成長面における
プラズマイオンダメージをさらに低減することができ
る。Thus, plasma ion damage on the film growth surface of the substrate 10 can be further reduced.
【0038】なお、上述した実施の形態1および2の高
周波プラズマCVD装置を用いて半導体薄膜を形成する
ことにより、高品質な半導体薄膜の成膜または速い成膜
速度を実現することができる。By forming a semiconductor thin film using the high-frequency plasma CVD apparatus according to the first and second embodiments, a high-quality semiconductor thin film can be formed or a high film forming rate can be realized.
【0039】またこの高周波プラズマCVD装置によ
り、半導体薄膜として、非単結晶シリコン系薄膜または
非単結晶シリコン系合金薄膜を形成することができ、そ
れにより高品質の膜を製造することができる。なお本明
細書においては、「非単結晶」の用語は、「多結晶」と
「微結晶」と「非晶質」の状態を含むものを意味するも
のとする。Further, a non-single-crystal silicon-based thin film or a non-single-crystal silicon-based alloy thin film can be formed as a semiconductor thin film by this high-frequency plasma CVD apparatus, whereby a high-quality film can be manufactured. Note that in this specification, the term “non-single crystal” means a state including “polycrystalline”, “microcrystalline”, and “amorphous”.
【0040】また非単結晶シリコン系薄膜または非単結
晶シリコン系合金薄膜としては、たとえば4族元素を含
む薄膜もしくは合金薄膜を形成することができる。As the non-single-crystal silicon-based thin film or non-single-crystal silicon-based alloy thin film, for example, a thin film or alloy thin film containing a Group 4 element can be formed.
【0041】[0041]
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。Embodiments of the present invention will be described below.
【0042】(実施例1)図1に示す高周波プラズマC
VD装置を用いてアモルファス(非晶質)シリコン膜を
形成した。短冊状電極の平均間隔dcaを10mm、電極
と基板との間隔d esを15mmとし、des/dca=1.
5とした。原料ガスにはSiH4を用い、反応室内圧力
を5.0Torrとした。またカソード部に印加される
放電電力密度を50mW/cm2として、200℃に加
熱されたガラス基板上にアモルファスシリコン膜を形成
した。(Embodiment 1) The high-frequency plasma C shown in FIG.
Amorphous (amorphous) silicon film using VD equipment
Formed. Average distance d between strip electrodesca10 mm, electrode
D between the substrate and the substrate esIs 15 mm, and des/ Dca= 1.
It was set to 5. The source gas is SiHFourAnd the reaction chamber pressure
Was set to 5.0 Torr. Also applied to the cathode section
Discharge power density of 50 mW / cmTwoAt 200 ° C
Form amorphous silicon film on heated glass substrate
did.
【0043】その結果、カソード部に近いところで最大
成膜速度が36nm/min、アノード部に近いところ
で最小成膜速度が25nm/minとなり、膜厚にむら
がある不均一な膜となった。しかし、局所的に光導電率
σph/暗導電率σdの比が2×106という高い光感
度を持つ膜が得られた。As a result, the maximum film forming rate was 36 nm / min near the cathode portion, and the minimum film forming speed was 25 nm / min near the anode portion, resulting in a non-uniform film having uneven thickness. However, a film having high photosensitivity with a local ratio of photoconductivity σph / dark conductivity σd of 2 × 10 6 was obtained.
【0044】なお、光導電率σphは、AM1.5、1
00mA/cm2のソーラーシミュレータの光を膜に照
射したときの導電率である。The photoconductivity σph is AM 1.5, 1
The conductivity when the film was irradiated with light from a solar simulator of 00 mA / cm 2 .
【0045】(実施例2)同じく図1に示す高周波プラ
ズマCVD装置を用いてアモルファスシリコン膜を形成
した。短冊状電極の平均間隔dcaを5mm、電極と基板
との間隔desを15mmとし、des/dca=3とした。
原料ガスにはSiH4を用い、反応室内圧力を5.0T
orrとした。またカソード部に印加される放電電力密
度を50mW/cm2として、200℃に加熱されたガ
ラス基板上にアモルファスシリコン膜を形成した。Example 2 Similarly, an amorphous silicon film was formed using the high frequency plasma CVD apparatus shown in FIG. 5mm average spacing d ca of strip electrodes, the distance d es between the electrode and the substrate and 15 mm, and a d es / d ca = 3.
SiH 4 was used as a source gas, and the pressure in the reaction chamber was 5.0 T
orr. Further, an amorphous silicon film was formed on a glass substrate heated to 200 ° C. with a discharge power density applied to the cathode part being 50 mW / cm 2 .
【0046】その結果、40nm/minという成膜速
度で光導電率σph/暗導電率σdの比が2×106と
いう高い光感度を持つ高品質の膜が得られた。As a result, a high-quality film having high photosensitivity with a ratio of photoconductivity σph / dark conductivity σd of 2 × 10 6 was obtained at a deposition rate of 40 nm / min.
【0047】(比較例1)図4に示す従来の平行平板型
の高周波プラズマCVD装置を用いてアモルファスシリ
コン膜を形成した。電極と基板との間隔desを15mm
とした。また原料ガスにはSiH4を用い、反応室内圧
力を5.0Torrとした。またカソード部に印加され
る放電電力密度を50mW/cm2として、200℃に
加熱されたガラス基板上にアモルファスシリコン膜を形
成した。Comparative Example 1 An amorphous silicon film was formed by using a conventional parallel plate type high frequency plasma CVD apparatus shown in FIG. The distance des between the electrode and the substrate is 15 mm
And The source gas was SiH 4, and the pressure in the reaction chamber was 5.0 Torr. Further, an amorphous silicon film was formed on a glass substrate heated to 200 ° C. with a discharge power density applied to the cathode part being 50 mW / cm 2 .
【0048】その結果、34nm/minという成膜速
度で光導電率σph/暗導電率σd=3×104という
光感度の低い低品質の膜となった。[0048] As a result, it became photoconductivity Shigumaph / dark conductivity σd = 3 × 10 4 low light sensitivity of the low-quality film at a deposition rate of 34 nm / min.
【0049】(比較例2)同じく図4に示す従来の平行
平板型の高周波プラズマCVD装置を用いてアモルファ
スシリコン膜を形成した。電極と基板との間隔desを1
5mmとした。また原料ガスにはSiH4を用い、反応
室内圧力を5.0Torrとした。またカソード部に印
加される放電電力密度を10mW/cm2として、20
0℃に加熱されたガラス基板上にアモルファスシリコン
膜を形成した。Comparative Example 2 An amorphous silicon film was formed using the conventional parallel plate type high frequency plasma CVD apparatus shown in FIG. The distance des between the electrode and the substrate is 1
5 mm. The source gas was SiH 4, and the pressure in the reaction chamber was 5.0 Torr. Further, the discharge power density applied to the cathode portion was set to 10 mW / cm 2 , and
An amorphous silicon film was formed on a glass substrate heated to 0 ° C.
【0050】その結果、光導電率σph/暗導電率σd
の比が3×106という光感度の良好な高品質の膜とな
ったが、8nm/minという低い成膜速度しか得られ
なかった。As a result, the photoconductivity σph / dark conductivity σd
Was 3 × 10 6, and a high quality film having good photosensitivity was obtained, but only a low film formation rate of 8 nm / min was obtained.
【0051】(実施例3)図3に示す高周波プラズマC
VD装置を用いてアモルファスシリコン膜を形成した。
短冊状電極の断面形状を図3に示すように楔形とし、カ
ソード・アノード間の最短距離dca1を3mm、最長距
離dca2を7mm、平均間隔dcaを5mmとし、一方、
電極と基板との間隔desを15mmとし、des/dca=
3とした。この形状を有する電極を用いると、カソード
・アノード間の距離が短く強いプラズマが発生する領域
と膜成長面とが図1の場合よりも離れているため、より
プラズマイオンダメージを低減でき、高速成膜が可能と
なった。原料ガスにはSiH4を用い、反応室内圧力を
5.0Torrとした。またカソード部に印加される放
電電力密度を100mW/cm2として、200℃に加
熱されたガラス基板上にアモルファスシリコン膜を形成
した。(Embodiment 3) The high-frequency plasma C shown in FIG.
An amorphous silicon film was formed using a VD apparatus.
The cross-sectional shape of the strip electrode is a wedge shape as shown in FIG. 3, the shortest distance d ca1 between the cathode and the anode is 3 mm, the longest distance d ca2 is 7 mm, and the average interval d ca is 5 mm.
The distance des between the electrode and the substrate is 15 mm, and des / dca =
It was set to 3. When an electrode having this shape is used, the region between the cathode and anode, where the distance between the cathode and the anode is short and where a strong plasma is generated, is farther from the film growth surface than in FIG. 1, so that plasma ion damage can be further reduced and high-speed formation can be achieved. A membrane has become possible. SiH 4 was used as a source gas, and the pressure in the reaction chamber was set to 5.0 Torr. Further, an amorphous silicon film was formed on a glass substrate heated to 200 ° C. with a discharge power density applied to the cathode portion being 100 mW / cm 2 .
【0052】その結果、68nm/minという成膜速
度で光導電率σph/暗導電率σdの比が1×106と
いう高い光感度を持つ高品質の膜が得られた。As a result, a high-quality film having high photosensitivity with a ratio of photoconductivity σph / dark conductivity σd of 1 × 10 6 was obtained at a film forming rate of 68 nm / min.
【0053】今回開示された実施の形態および実施例は
すべての点で例示であって制限的なものではないと考え
られるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではな
くて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と
均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれるこ
とが意図される。The embodiments and examples disclosed this time are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
【0054】[0054]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、基
板上においてカソード部とアノード部とが交互に配置さ
れているため、強いプラズマが発生する領域と基板とが
空間的に分離でき、基板の膜成長面がプラズマに直接さ
らされるのを抑制することができる。よって、基板の膜
成長面が受けるプラズマダメージが低減され、品質の高
い半導体薄膜を形成することができる。As described above, according to the present invention, since the cathode portions and the anode portions are alternately arranged on the substrate, the region where strong plasma is generated can be spatially separated from the substrate. Direct exposure of the film growth surface of the substrate to the plasma can be suppressed. Therefore, plasma damage to the film growth surface of the substrate is reduced, and a high-quality semiconductor thin film can be formed.
【0055】また、プラズマ生成のパワーを上げても膜
成長面のプラズマダメージを少なくできるため、プラズ
マ生成のパワーを上げることができ、従来と同等の品質
の薄膜を速い成膜速度で得ることができる。Further, even if the power for plasma generation is increased, the plasma damage on the film growth surface can be reduced, so that the power for plasma generation can be increased and a thin film of the same quality as the conventional one can be obtained at a high deposition rate. it can.
【0056】さらに、複数のカソード部とアノード部と
を交互に配置することで、大面積の基板表面に均一な薄
膜を容易に形成することができる。このため、本発明の
薄膜形成装置は薄膜トランジスタをはじめとする大面積
のディスプレイ用装置や太陽電池などの光電変換装置の
生産に適している。Further, by alternately arranging a plurality of cathode portions and anode portions, a uniform thin film can be easily formed on a large-area substrate surface. For this reason, the thin film forming apparatus of the present invention is suitable for the production of large-area display devices such as thin film transistors and photoelectric conversion devices such as solar cells.
【0057】また本発明の薄膜形成装置を用いた半導体
薄膜の形成方法によれば、高品質な薄膜を形成すること
ができる。According to the method for forming a semiconductor thin film using the thin film forming apparatus of the present invention, a high quality thin film can be formed.
【図1】 本発明の実施の形態1における高周波プラズ
マCVD装置の構成を概略的に示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a high-frequency plasma CVD apparatus according to a first embodiment of the present invention.
【図2】 アノード部とカソード部とが短冊状であるこ
とを平面的に示す図である。FIG. 2 is a plan view showing that an anode part and a cathode part are strip-shaped.
【図3】 本発明の実施の形態2における高周波プラズ
マCVD装置の構成を概略的に示す断面図である。FIG. 3 is a sectional view schematically showing a configuration of a high-frequency plasma CVD apparatus according to a second embodiment of the present invention.
【図4】 従来の高周波プラズマCVD装置の構成を概
略的に示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a conventional high-frequency plasma CVD apparatus.
【図5】 公報に示されたプラズマCVD装置の構成を
概略的に示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a plasma CVD apparatus disclosed in the official gazette.
1 アノード部、2 カソード部、3 高周波電源、4
ヒータプレート、5反応室、20 プラズマ。1 Anode unit, 2 cathode unit, 3 high frequency power supply, 4
Heater plate, 5 reaction chambers, 20 plasmas.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4K030 AA06 BA30 BB04 BB05 FA03 JA03 KA15 KA30 5F045 AA08 AB03 AB04 AC01 AD06 AE21 AF07 BB09 BB16 DA65 EH04 EH12 EK07 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 4K030 AA06 BA30 BB04 BB05 FA03 JA03 KA15 KA30 5F045 AA08 AB03 AB04 AC01 AD06 AE21 AF07 BB09 BB16 DA65 EH04 EH12 EK07
Claims (5)
膜を形成する装置であって、 前記基板上において、複数の短冊状のカソード部とアノ
ード部との各々がプラズマ形成領域を挟んで交互に配置
された構成の電極を有する、薄膜形成装置。1. An apparatus for forming a thin film on a substrate surface by a plasma CVD method, wherein a plurality of strip-shaped cathode portions and anode portions are alternately arranged on the substrate with a plasma formation region interposed therebetween. A thin film forming apparatus having an electrode having a configuration as described above.
ノード部との平均間隔に対する、前記電極の前記基板側
先端と前記基板表面との間隔の比が2以上である、請求
項1に記載の薄膜形成装置。2. The thin film according to claim 1, wherein a ratio of an interval between the tip of the electrode on the substrate side and the surface of the substrate to an average interval between the cathode and the anode adjacent to each other is 2 or more. Forming equipment.
ノード部との間隔は、前記基板に近づくに従って広くな
る、請求項1または2に記載の薄膜形成装置。3. The thin film forming apparatus according to claim 1, wherein an interval between the cathode portion and the anode portion adjacent to each other increases as approaching the substrate.
成装置を用いた半導体薄膜の形成方法。4. A method for forming a semiconductor thin film using the thin film forming apparatus according to claim 1.
ン系薄膜および非単結晶シリコン系合金薄膜のいずれか
を形成する、請求項4に記載の半導体薄膜の形成方法。5. The method according to claim 4, wherein one of a non-single-crystal silicon-based thin film and a non-single-crystal silicon-based alloy thin film is formed as the semiconductor thin film.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11201545A JP2001026878A (en) | 1999-07-15 | 1999-07-15 | Thin film forming device and formation of semiconductor thin film |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11201545A JP2001026878A (en) | 1999-07-15 | 1999-07-15 | Thin film forming device and formation of semiconductor thin film |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001026878A true JP2001026878A (en) | 2001-01-30 |
Family
ID=16442836
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11201545A Withdrawn JP2001026878A (en) | 1999-07-15 | 1999-07-15 | Thin film forming device and formation of semiconductor thin film |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001026878A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2091067A1 (en) | 2008-02-14 | 2009-08-19 | Applied Materials, Inc. | Apparatus for treating a substrate |
US20110005682A1 (en) * | 2009-07-08 | 2011-01-13 | Stephen Edward Savas | Apparatus for Plasma Processing |
US8083911B2 (en) | 2008-02-14 | 2011-12-27 | Applied Materials, Inc. | Apparatus for treating a substrate |
US20170283952A1 (en) * | 2014-12-22 | 2017-10-05 | Asahi Glass Company, Limited | Plasma cvd apparatus |
-
1999
- 1999-07-15 JP JP11201545A patent/JP2001026878A/en not_active Withdrawn
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2091067A1 (en) | 2008-02-14 | 2009-08-19 | Applied Materials, Inc. | Apparatus for treating a substrate |
US8083911B2 (en) | 2008-02-14 | 2011-12-27 | Applied Materials, Inc. | Apparatus for treating a substrate |
US20110005682A1 (en) * | 2009-07-08 | 2011-01-13 | Stephen Edward Savas | Apparatus for Plasma Processing |
US9443702B2 (en) | 2009-07-08 | 2016-09-13 | Aixtron Se | Methods for plasma processing |
US10049859B2 (en) | 2009-07-08 | 2018-08-14 | Aixtron Se | Plasma generating units for processing a substrate |
US20170283952A1 (en) * | 2014-12-22 | 2017-10-05 | Asahi Glass Company, Limited | Plasma cvd apparatus |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7993700B2 (en) | Silicon nitride passivation for a solar cell | |
JP4557400B2 (en) | Method for forming deposited film | |
CN103534383B (en) | Film forming device | |
US20110168259A1 (en) | Thin film solar cell and manufacturing method thereof | |
JP5520834B2 (en) | Method for forming passivation film and method for manufacturing solar cell element | |
JP3960792B2 (en) | Plasma CVD apparatus and method for manufacturing amorphous silicon thin film | |
JP2000252218A (en) | Plasma cvd system and fabrication of silicon thin film photoelectric converter | |
JP2001026878A (en) | Thin film forming device and formation of semiconductor thin film | |
KR101447162B1 (en) | Plasma processing apparatus for film deposition and deposition method of micro crystalline silicon layer using the same | |
JP4496401B2 (en) | Plasma CVD apparatus and method for manufacturing solar cell | |
JP2013531373A (en) | Discharge electrode plate array for film solar cell deposition | |
JP2001155997A (en) | Plasma cvd system and method for fabricating silicon based thin film photoelectric converter | |
JPH05166733A (en) | Method and apparatus for forming non-single crystal silicon film | |
JP4451946B2 (en) | Plasma CVD apparatus and method for manufacturing silicon-based thin film photoelectric conversion apparatus | |
JP4450350B2 (en) | Method for forming crystalline silicon-based thin film by plasma CVD | |
JP2989055B2 (en) | Solar cell manufacturing method | |
JP2002280589A (en) | Device and method for forming polysilicon photoelectric transfer layer | |
JP2001152347A (en) | Plasma cvd apparatus, and manufacturing method of silicon thin film photoelectric converter | |
JP2002075883A (en) | Plasma cvd device | |
JP3259452B2 (en) | Electrode used for plasma CVD apparatus and plasma CVD apparatus | |
JP2002246313A (en) | Method for forming crystalline silicon based thin film by plasma cvd | |
JP2004259853A (en) | Manufacturing equipment and manufacturing method of crystalline substance silicon based thin film photoelectric converter | |
JP2007184505A (en) | Method for manufacturing silicon system thin film photoelectric converter | |
JP2002261312A (en) | Method of manufacturing hybrid thin-film photoelectric conversion device | |
JP2000273643A (en) | Plasma cvd device and production of silicon thin film photoelectric transferring device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20061003 |