昭和61年度 研究報告 大分県工業言式験場
ピVD
法による薄膜生成技術の研究
電子部電子科
秋 本 恭 喜
1や はじめに
プラズマ反応にい〕生成される非晶質（アモルフ
ァス）薄膜ほ9 他手法による成膜に比較し，
C低温で膜生成が可能であること
㍊熱意ガスの選択により，多恒の単層。多層の薄
膜形成が可能なこと
○ 大面積に均一な膜を形成可能なこと
等の利／・烹を有することから
①太陽電池をはじめとするアモルファス半導体
②金属◎ プラスチック等の表面処理（セラミック
スコーティング）
の分野で近年注目されている技術である。
電子部では，プラズマCVi 〕装置を相打 薄膜生
成及びその応用技術の確立を図ることを目的とし9
現在，アモルファスシリコン（以下aSi ）摸を主体
に作製，ニの膜にB（ホウ素）或いはP（リン）を導
入し，これらの膜を積層した，光センサデバイスの
試作研究を行っている。
本稿では，a仙Si 膜にBを導入し，P形の半導体薄
膜作製の基礎データ取得を行ったので以下にそ♂ノ）概
要について説明する。
性変化についてデータの取得を行った。
写真1に9 パイレックスガラス基板上に，aSi 膜
を成脱した後の断面状態を示す。
図2に∴茄軋及びB2H
6の流量比に対する表面琉
抗値の変化例を示す。ニの臥より，
流量比を制御す ることて＼aSi 膜中のB濃度の制御が可能であることがわかる。
また，流量比を¶ 一定とした場合の成膜時間に対す
る膜厚変化例を図3に，その時の表面抵抗値変化例
を図4に示す。
図2∼4により9 B含有濃度及び推積速度等a・′ ・′ Si 牒形成条件の制御要素の目安を得ることが可能であ
■
尚成膜においては乍 基板試料江〕表面処理（溶剤及
び掛先浄）を行う必要がある。これは，基板の洗浄
並びに9 基板と膜との密着性を高める為である。
こジ）CVD法に′ 三る薄膜生成払 化学反応が主体 −ナ、ト 」、のり，
「多岐にわたる制御要素（基板温度◎ 反応圧力。
ガス流還比及びその濃度et c．）の最適化
引揆の特性評価技術の確立
これら両者の調和を図ることがぅ 薄膜生成技術確立
のカギを握っている。
2。概 要
プラズマC＼′ 7Dはぅ 基板表面に原料となるガスを
供給し，プラズマ励起を利用した化学反応により薄
膜を析出コ山卜する薄膜形成法の一つである。
図1に，本実験で使用したプラズマC＼r U
装置の
系統巨一を示す。また表1に，a Si の形成条件を示す。
ここでは，ガス種として，Si H．1（シラン），B∫∼H。
（ジボラン），ベースガスとしてH‥）（水素）を′ 唱い
aSi 膜にBを導入した場合刀成膜条件に三る膜特
3。おわりに
今回は，盲〕形のアモルファス半導体試作上の制御
要素となる基礎データの取得をチトった。この後，膜
質に対する検討を行い，P（リン）導入によるn形
半導体薄膜明試作及び主）軋11形半導体割莫を積層 した場合について，各々特性評価を行い，光センサ
等応用面で正）検討を行ってゆきたい。
昭和61年度 研究報告 大分県工業試験場
チャンバ」
N
H
3 Si H
4 B2H
6 Pr I 3 ⅠⅠ2 N
20 N
2
図1プラズマCVD
装置系統図
a・Si 膜
ガラス基板
写真1ガラス基板上成膜後の断面（400倍拡大）
昭和61年度 研究報告 大分県工業試験場
表面抵抗
102
表ま アモルファスSi の形成条件
項 目 条 件
反 応 ガ ス Si I 王i （H2希釈）
圧 力 0．2∼0．5′ 1、or r
基 板 温 度 3000C前後
放電パワー 100W
ガ ス 流 量 Si H4：20ccm
B2H6：20へ／150ccm（f I 2希釈）
表面扱抗
103 102
10
成膜時間〔mi n〕
図3 成膜時間に対する表面抵抗値変化例
10 ガス流批
図2ガス流量比j 斜に対する表面抵抗変化例
10 102 103成膜時間〔mi n〕
