DE3686576T2 - Verfahren zur herstellung einer elektronischen vorrichtung mit mehrschichtstruktur. - Google Patents

Verfahren zur herstellung einer elektronischen vorrichtung mit mehrschichtstruktur.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Mehrschicht-Struktur, welche zur Bildung einer elektronischen Vorrichtung wie einer Dünnfilm- Halbleitervorrichtung, einer fotoelektrischen Vorrichtung, eines bildbildenden Elements für die Elektrophotographie etc., sowie ein Verfahren zur Herstellung derselben.
  • Im Stand der Technik werden funktionelle Filme, d.h. Halbleiter-Dünnfilme für elektronische Vorrichtungen, wie Dünnfilm- Halbleitervorrichtungen, Bildgebungsvorrichtungen etc., insbesondere amorphe oder polykristalline Halbleiterfilme, individuell durch Filmbildungsverfahren gebildet, welche nach den erwünschten physikalischen Eigenschaften, Verwendungen etc. des Filmes ausgewählt werden.
  • Verschiedene Verfahren sind getestet worden zur Bildung eines Silicium-abgeschiedenen Films (amorph oder polykristallin, d.h. nicht einkristallin) oder für einen Siliciumfilm, welcher ggf. bezüglich Elektronen einsamer Paare kompensiert ist mit einem Kompensierungsmittel wie Wasserstoffatomen (H) oder Halogenatomen (X) etc., generell "NON-Si (H, X)" oder "A-Si (H, X)" für amorphen oder mikrokristallinen Silicium und "poly-Si (H, X)" für polykristallinen Silicium. Diese Verfahren umfassen die Vakuum-Dampfabscheidung, das Plasma- CVD(PCVD), das thermische CVD, das reaktive Zerstäuben, die Ionenplattierung, das Foto-CVD etc. Typische Foto-CVD-Abscheidungen sind beschrieben in "Applied Physics Letters, Vol. 45, No. 8, Seiten 865 bis 867 (1984)" und in "Japanese Journal of Applied Physics, Vol. 22, No. 1, Part 2, Seiten L46 bis L48 (1989)". Im allgemeinen ist das Plasma-CVD industriell breit angewandt worden. Ein Plasma-CVD-Verfahren ist in der DE-A-3 429 899 beschrieben.
  • Der Reaktionsprozeß für die Plasma-CVD-Bildung eines Siliciumabgeschiedenen Films des Stands der Technik ist jedoch komplizierter als das CVD-Verfahren des Stands der Technik, und sein Reaktionsmechanismus ist nicht klar. Zudem existiert eine hohe Zahl an Parametern für die Bildung eines abgeschiedenen Films (z.B. Schichtträgertemperatur, Fließgeschwindigkeiten und Fließgeschwindigkeitsverhältnis von eingeführten Gasen, Druck während der Filmbildung, Hochfrequenzstärke, Elektrodenstruktur, Struktur des Reaktionsbehälters, Evakuierungsgeschwindigkeit, Plasmaerzeugungssystem etc.). Aufgrund der Abhängigkeit von einer solch hohen Zahl von Parametern kann das gebildete Plasma manchmal instabil werden, was oft zu merklich schädlichen Wirkungen auf den gebildeten, abgeschiedenen Film führt. Außerdem müssen solche Parameter-Charakteristika jeder Vorrichtung individuell ausgewählt werden. Deshalb ist es unter der gegebenen Situation schwierig, die Herstellungsbedingungen zu standardisieren.
  • Auf der anderen Seite ist es nun akzeptiert, daß der beste Weg zur Bildung eines Silicium-abgeschiedenen Films, welcher ausreichend zufriedenstellende elektrische oder optische Eigenschaften für die entsprechenden Anwendungen aufweist, das Plasma-CVD-Verfahren ist.
  • Abhängig von der beabsichtigten Verwendung eines Silicium-abgeschiedenen Films kann jedoch eine reproduzierbare Masse-Produktion erforderlich sein, während gleichzeitig Vergrößerung der Fläche, Gleichförmigkeit der Filmdicke sowie Gleichförmigkeit der Filmqualität gewährleistet sind. Zur Bildung von Silicium-abgeschiedenen Filmen durch das Plasma-CVD sind deshalb enorme Investitionen in Massenproduktions-Vorrichtungen erforderlich. Ferner sind Regulierungen solcher Massenproduktionen kompliziert, da die Regulierungstoleranzen eng sind. Diese Probleme legen sich so dar, daß sie für die Zukunft eine Lösung erforderlich machen.
  • Ferner schädigen Elektronen oder eine Anzahl von Ionenarten den zu bildenden Film, wodurch ein Verringern der Filmqualität durch Ungleichförmigkeit der Filmqualität verursacht wird, da das Plasma für das Plasma-CVD (mittels Hochfrequenz, Mikrowellen etc.), direkt in einem Raum generiert wird, in dem die Filmbildung erfolgen soll.
  • Insbesondere im Falle der Herstellung elektronischer Vorrichtungen mit Mehrschicht-Struktur können zwischen den entsprechenden Schichten gebildete Grenzflächendefekte eine Verschlechterung der Eigenschaften der erhaltenen elektronischen Vorrichtung verursachen. Als Beispiel ist in Fig. 4 ein Bildbildungselement für die Elektrophotographie gezeigt. Gezeigt ist ein Schichtaufbau auf einem Schichtträger 400 aus Aluminium, bestehend aus einer Ladungsinjektions-Sperrschicht 401 (erste Schicht, mit Bor B dotierte amorphe Siliciumschicht), einer fotoempfindlichen Schicht 402 (zweite Schicht, nicht mit Verunreinigungen wie B dotierte amorphe Schicht) und einer Oberflächen-Schutzschicht 403 (dritte Schicht, amorphe Siliciumcarbidschicht), die jeweils abgeschieden sind. Wenn alle Schichten durch das PCVD-Verfahren gebildet werden sollen, sind Anstrengungen zur Verringerung des Einflusses der zwischen den entsprechenden abgeschiedenen Schichten gebildeten Grenzflächen erforderlich, da die Arten der Ausgangsmaterial-Gase, Fließgeschwindigkeiten und Plasmaentladungsintensität zur Bildung der entsprechenden abgeschiedenen Schichten sich erheblich voneinander unterscheiden, gewöhnlich durch Abstoppen der Entladung zwischen den Schritten der Bildung der ersten Schicht und der zweiten Schicht oder der Bildung der zweiten Schicht und der dritten Schicht, um die Gase vollständig auszutauschen, oder, wenn eine kontinuierliche Produktion angewandt werden soll, durch Bereitstellung einer variierten Schicht durch graduelles Variieren der Arten der Gase, Fließgeschwindigkeiten und Plasmaentladungsintensität, oder durch Bereitstellung getrennter Abscheidungsräume zur Bildung der entsprechenden abgeschiedenen Filme. In jedem Fall kollidieren in dem Plasma erzeugte Ionen gegen eine gebildete Schicht unter Erhöhung der Defekte. Insbesondere bei der Herstellung einer elektronischen Vorrichtung mit Mehrschicht-Strukturaufbau ist der Einfluß der Ionenkollision im Plasma bemerkenswert schwerwiegend in den Grenzflächen der entsprechenden Schichten. Aus diesem Grund ist eine zufriedenstellende Verbesserung erforderlich.
  • Wie oben beschrieben, bleiben bei der Bildung von Siliciumreihen-abgeschiedenen Filmen noch zu lösende Punkte, und es ist ernsthaft erwünscht gewesen, ein Verfahren zur Bildung eines abgeschiedenen Filmes zu entwickeln, welches zur Massenproduktion mit Energieeinsparung durch die Verwendung einer Niedrigkosten-Vorrichtung fähig ist, während die Charakteristika sowie die Gleichförmigkeit des Films auf einem praktisch anwendbaren Niveau bleibt. Insbesondere ist es ernsthaft erwünscht gewesen, die Grenzflächen-Charakeristika einer elektronischen Vorrichtung mit Mehrschicht-Struktur, wie einem Dünnfilm-Transistor, einer fotoelektrischen Vorrichtung, eines fotoempfindlichen Teils für die Elektrophotographie etc., zu verbessern.
  • Eine Aufgabe vorliegender Erfindung besteht darin, solche Nachteile eines Verfahrens zur Bildung eines abgeschiedenen Films, wie oben beschrieben, zu beseitigen, und gleichzeitig ein neues Verfahren zur Herstellung einer Mehrschicht-Struktur ohne die Verwendung des Bildungs-Verfahrens nach dem Stand der Technik zur Verfügung zu stellen.
  • Eine weitere Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, ein Verfahren zur Bildung eines abgeschiedenen Films mit verbesserten Grenzflächen-Charakteristika über eine weite Fläche mit leichter Regulierung der Filmqualität und Energieeinsparung zur Verfügung zu stellen.
  • Noch eine weitere Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung einer Mehrschicht-Struktur zur Verfügung zu stellen, welches in seiner Produktivität und Massenproduktivität ausgezeichnet ist und eine hohe Qualität sowie ausgezeichnete physikalische Charakteristika, wie elektrische, optische Charakteristika und Halbleiter-Charakteristika, aufweist.
  • Gemäß vorliegender Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung einer Mehrschicht-Struktur, die zwei oder mehr auf einem Schichtträger gebildete Halbleiterschichten umfaßt, von denen mindestens eine eine in ihren Valenzelektronen eingestellte Dünnschicht ist, zur Verfügung gestellt, umfassend:
  • (a) Ausbilden mindestens einer der in ihren Valenzelektronen eingestellten Halbleiter-Dünnschichten durch das Zusammenbringen eines gasförmigen Ausgangsmaterials und eines Valenzelektronen-Einstellmittels nach dem Foto-CVD-Verfahren;
  • (b) Ausbilden mindestens einer der anderen, einen Bestandteil bildenden, ggf. in den Valenzelektronen eingestellten Schichten nach einem Verfahren, welches
  • (i) das Einführen eines gasförmigen Ausgangsmaterials zur Bildung eines abgeschiedenen Films und eines gasförmigen, halogenhaltigen Oxidationsmittels, welches die Eigenschaft aufweist, das Ausgangsmaterial zu oxidieren, in einen Reaktionsraum, um chemischen Kontakt zwischen diesen zu bewirken, um dadurch eine Vielzahl von Vorläufern, unter denen ein Vorläufer in angeregtem Zustand enthalten ist, zu bilden, und
  • (ii) das Überführen mindestens eines Vorläufers dieser Vorläufer in einen mit dem Reaktionsraum in Verbindung stehenden Filmbildungsraum als Zufuhrquelle für das Bestandteilselement des abgeschiedenen Films umfaßt.
  • Gemäß dem Verfahren nach vorliegender Erfindung wird eine in den Grenzflächen-Charakteristika verbesserte Mehrschicht- Struktur erhalten, und eine Vereinfachung der Regulierung und Massenproduktion kann bewirkt werden, während Vergrößerung der Fläche, Gleichförmigkeit der Filmdicke und Gleichförmigkeit der Filmqualität gleichzeitig mit Energieeinsparung gewährleistet sind. Dies kann getan werden, ohne enorme Installations- Investitionen für Massenproduktions-Vorrichtungen erforderlich zu machen. Ferner werden Regulierungen für die Massenproduktion vereinfacht, wodurch breitere Toleranzen ermöglicht werden.
  • Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Bildung eines Abscheidungsfilmes zur Durchführung des Verfahrens gemäß vorliegender Erfindung.
  • Fig. 2 ist eine schematische Darstellung von Schichten eines durch das Verfahren vorliegender Erfindung hergestellten Dünnfilm-Transistors.
  • Fig. 3 ist eine schematische Darstellung einer durch das Verfahren vorliegender Erfindung hergestellten Solarzelle.
  • Fig. 4 ist eine schematische Darstellung eines durch das Verfahren vorliegender Erfindung hergestellten Bildbildungsteils für die Elektrophotographie.
  • Fig. 5 ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Bildung eines Abscheidungsfilmes durch das optische CVD.
  • Beim Verfahren zur Herstellung einer Mehrschicht-Struktur nach vorliegender Erfindung muß das zur Bildung eines abgeschiedenen Films (Halbleiterdünnfilm durch das FOCVD-Verfahren) verwendete Ausgangsmaterial durch chemischen Kontakt mit einem gasförmigen, halogenhaltigen Oxidationsmittel oxidiert werden. Das Oxidationsmittel kann gemäß der Art des gewünschten Films und gemäß dessen beabsichtigter Verwendung ausgewählt werden. In der vorliegenden Erfindung brauchen das gasförmige Ausgangsmaterial und das gasförmige, halogenhaltige Oxidationsmittel von oben nur während des chemischen Kontakts, wenn diese in den Reaktionsraum eingeführt werden, gasförmig gemacht werden. Sie können deshalb in ihrem ursprünglichen Zustand entweder flüssig oder fest sein. Wenn das Ausgangsmaterial zur Bildung eines abgeschiedenen Films oder das halogenhaltige Oxidationsmittel flüssig oder fest ist, wird es mittels Durchführung eines Ausblasens unter Verwendung eines Trägergases, wie Ar, He, N&sub2;, H&sub2; etc., ggf. mit Anwendung von Hitze, in gasförmigem Zustand in den Reaktionsraum eingeführt.
  • Während des Betriebes können die Partialdrücke und das Mischungsverhältnis des gasförmigen Ausgangsmaterials und des gasförmigen, halogenhaltigen Oxidationsmittels von oben durch die Regulierung der Flußrate des Trägergases und der Dampfdrücke des Ausgangsmaterials zur Bildung eines abgeschiedenen Films und des gasförmigen, halogenhaltigen Oxidationsmittels eingestellt werden.
  • Das Ausgangsmaterial zur Bildung eines abgeschiedenen Films, welches in dem FOCVD-Verfahren vorliegender Erfindung verwendet wird, kann folgendes sein. Falls gewünscht wird, daß ein abgeschiedener Film eines Gruppe IVA-Elements, wie halbleitender oder elektrisch isolierender Silicium-abgeschiedener Film oder Germanium-abgeschiedener Film etc., erhalten werden soll, können Geradketten- oder Verzweigtketten-Silanverbindungen, cyclische Silanverbindungen, Ketten-Germaniumverbindungen etc. als Ausgangsmaterial eingesetzt werden. Speziell können Beispiele von Geradketten-Silanverbindungen SinH2n+2(n= 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8) umfassen, Beispiele von Verzweigtketten-Silanverbindungen SiH&sub3;SiH(SiH&sub3;)-SiH&sub2;SiH&sub3; umfassen, Beispiele von cyclischen Silanverbindungen SinH2n (n = 3, 4, 5, 6) umfassen. Beispiele von Ketten-Germaniumverbindungen umfassen GemH2m+2 (m = 1, 2, 3, 4, 5) etc. Wenn jedoch gewünscht wird, einen abgeschiedener Film aus Zinn herzustellen, kann z.B. hydriertes Zinn, wie SnH&sub4; etc., als wirksames Ausgangsmaterial eingesetzt werden.
  • Eines oder mehrere dieser Ausgangsmaterialien kann bzw. können verwendet werden; und sie können ferner als Ausgangsmaterial- Gas für das Foto-CVD-Verfahren verwendet werden.
  • Das halogenhaltige Oxidationsmittel, welches in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, muß gasförmig gemacht werden, wenn es in den Reaktionsraum eingeführt wird. Dann hat es die Eigenschaft, das gasförmige Ausgangsmaterial durch bloßen chemischen Kontakt damit wirksam zu oxidieren. Das halogenhaltige Oxidationsmittel kann Halogengas, wie F&sub2;, Cl&sub2;, Br&sub2;, I&sub2;, etc. sowie Fluor, Chlor, Brom etc. in deren naszierendem Stadium sein.
  • Das halogenhaltige Oxidationsmittel wird in gasförmigem Zustand zusammen mit dem Gas für das Ausgangsmaterial zur Bildung eines abgeschiedenen Filmes in den Reaktionsraum eingeführt. Dies erfolgt mit erwünschter Fließgeschwindigkeit und erwünschtem Zufuhrdruck. Das Oxidationsmittel mischt sich mit und kollidiert gegen das Ausgangsmaterial, mit dem es in Kontakt tritt. Dies oxidiert das Ausgangsmaterial und erzeugt in ausreichendem Maße eine Vielzahl von Vorläufern, welche einen Vorläufer in chemisch angeregtem Zustand enthalten. Mindestens eines der Vorläufer dient als Zufuhrquelle für das Bestandteilselement des abzuscheidenden Filmes.
  • Die erzeugten Vorläufer können einen Zerfall oder eine Reaktion durchmachen, um in andere angeregte Vorläufer oder in dieselben Vorläufer, jedoch in anderen angeregten Zuständen, umgewandelt zu werden, oder können alternativ in ihrer ursprünglichen Form bleiben. Dennoch können, falls gewünscht, die Vorläufer Energie abgeben und eine Oberfläche des Schichtträgers im Filmbildungsraum kontaktieren, wodurch ein abgeschiedener Film mit einer dreidimensionalen Netzwerk-Struktur gebildet wird. Dies kann geschehen, wenn die Oberflächentemperatur des Schichtträgers relativ niedrig ist, oder ein kristallin abgeschiedener Film kann gebildet werden, wenn die Oberflächentemperatur des Schichtträgers höher ist.
  • In der vorliegenden Erfindung können verschiedene Parameter ausgewählt werden, so daß die Filmabscheidung ruhig voranschreitet, um einen Film von hoher Qualität mit den gewünschten physikalischen Eigenschaften zu bilden. Diese Parameter umfassen die Arten und die Kombination des Ausgangsmaterials und des halogenhaltigen Oxidationsmittels, das Mischungsverhältnis zwischen diesen, Druck während des Mischens, Fließrate, Druck im Filmbildungsraum, Gasfluß-Geschwindigkeit und Filmbildungstemperatur (Schichtträgertemperatur und Atmosphärentemperatur). Diese Parameter stehen in wechselseitiger Beziehung und sind deshalb nicht individuell zu bestimmen. In der vorliegenden Erfindung hängt das Verhältnis der Fließraten in den Reaktionsraum des gasförmigen Ausgangsmaterials zu dem gasförmigen, halogenhaltigen Oxidationsmittel von den verschiedenen, oben genannten Parametern ab, beträgt jedoch vorzugsweise 1/20 bis 100/1, weiter bevorzugt 1/5 bis 50/1.
  • Der Druck während des Mischens beim Einführen in den Reaktionsraum kann vorzugsweise höher sein, um die Wahrscheinlichkeit des chemischen Kontakts zwischen dem obigen gasförmigen Ausgangsmaterial und dem obigen gasförmigen, halogenhaltigen Oxidationsmittel zu erhöhen, aber es ist besser, den optimalen Wert geeigneterweise wie im Hinblick auf die Reaktivität gewünscht zu bestimmen. Obwohl der Druck während des Mischens wie oben beschreiben bestimmt werden kann, kann jeder Druck während des Einführens vorzugsweise 1 x 10&supmin;² bis 5 x 10&sup5; Pa, weiter bevorzugt 1 x 10&supmin;¹ bis 2 x 10&sup5; Pa (vorzugsweise 1 x 10&supmin;&sup7; atm bis 5 atm, weiter bevorzugt 1 x 10&supmin;&sup6; atm bis 2 atm) betragen.
  • Der Druck im Filmbildungsraum, nämlich der Druck in dem Raum, in dem ein Schichtträger zur Filmbildung darauf eingebracht wird, kann geeigneterweise wie gewünscht so eingestellt werden, daß im Reaktionsraum erzeugte Vorläufer (E) in angeregtem Zustand, manchmal auch als Sekundärprodukte dieser Vorläufer (E) gebildete Vorläufer (D), wirksam zur Filmbildung beitragen können.
  • Wenn der Filmbildungsraum mit dem Reaktionsraum in offener Kommunikation steht, kann der Innendruck des Filmbildungsraumes hinsichtlich der Drücke und Fließgeschwindigkeiten des Ausgangsmaterials und des Oxidationsmittels in den Reaktionsraum reguliert werden. Dies kann z.B. durch die Anwendung einer Vorrichtung, wie einer Differentialevakuierung oder, der Verwendung einer Großevakuierungsvorrichtung erfolgen.
  • Alternativ kann, wenn die Leitung im kommunizierenden Bereich zwischen dem Reaktionsraum und dem Filmbildungsraum gering ist, der Druck im Filmbildungsraum durch die Bereitstellung einer geeigneten Evakuiervorrichtung zu dem Filmbildungsraum und durch Einstellung der Evakuierungsrate dieser Vorrichtung reguliert werden.
  • Auf der anderen Seite, wenn der Reaktionsraum und der Filmbildungsraum ein Ganzes bilden, und die Lage der Reaktion und die Lage der Filmbildung lediglich im Raum verschieden sind, ist es möglich, wie oben beschrieben, eine Differentialevakuierung zu bewirken oder eine Großevakuierungsvorrichtung mit ausreichender Evakuierungskapazität zur Verfügung zu stellen.
  • Wie oben beschrieben, kann der Druck im Filmbildungsraum durch die Einführdrücke des Ausgangsmaterials und des halogenhaltigen Oxidationsmittels, die in den Reaktionsraum eingeführt werden, bestimmt werden, beträgt jedoch vorzugsweise 0,13 bis 1,3 x 10&sup4; Pa, weiter bevorzugt von 1,3 bis 4 x 10³ Pa und insbesondere von 6,67 bis 1,3 x 10³ Pa (vorzugsweise 0,001 Torr bis 100 Torr, weiter bevorzugt von 0,01 Torr bis 30 Torr und insbesondere von 0,05 Torr bis 10 Torr).
  • Die Gasflußgeschwindigkeit ist im Hinblick auf die geometrische Anordnung der Gaseinfuhröffnung, des Schichtträgers und der Gasauslaßöffnung zu wählen. Das Ziel ist, daß das Ausgangsmaterial und das halogenhaltige Oxidationsmittel während ihrer Einführung in den Reaktionsraum effizient gemischt werden können, die obigen Vorläufer (E) effizient erzeugt werden können und die Filmbildung ohne Störung angemessen durchgeführt werden kann. Ein bevorzugtes Beispiel der geometrischen Anordnung ist in Fig. 1 gezeigt.
  • Die Schichtträgertemperatur (Ts) während der Filmbildung ist wie gewünscht in Abhängigkeit von den verwendeten Gasspezies und den Arten sowie erforderlichen Eigenschaften des abzuscheidenden Filmes festzulegen. Dennoch beträgt die Temperatur, falls ein amorpher Film zu bilden ist, vorzugsweise Raumtemperatur bis 450ºC, weiter bevorzugt von 50 bis 400ºC. Insbesondere im Fall der Bildung eines Silicium-abgeschiedenen Filmes mit besseren Halbleitereigenschaften und fotoleitfähigen Eigenschaften etc. sollte die Schichtträgertemperatur (Ts) wunschgemäß auf 70 bis 350ºC gebracht werden. Auf der anderen Seite sollte sie im Falle des Erhaltens eines polykristallinen Filmes vorzugsweise 200 bis 700ºC, weiter bevorzugt 300 bis 600ºC betragen.
  • Die Atmosphärentemperatur (Tat) im Filmbildungsraum ist in Verbindung mit der Schichtträgertemperatur zu bestimmen, so daß die Vorläufer (E) effizient erzeugt werden können, und so daß diese und die Vorläufer (D) nicht in chemische Spezies umgewandelt werden, die zur Filmbildung ungeeignet sind.
  • Fig. 1 zeigt ein Beispiel einer bevorzugten Vorrichtung zur Bildung einer abgeschiedenen Struktur vorliegender Erfindung.
  • Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung zur Bildung abgeschiedener Filme ist grob unterteilt in einen Hauptkörper (Vakuumkammer), ein Evakuiersystem und ein Gaszufuhrsystem.
  • Im Hauptkörper sind ein Reaktionsraum und ein Filmbildungsraum untergebracht.
  • 101 bis 105 sind jeweils Bomben, die mit den während der Filmbildung zu verwendenden Gasen gefüllt sind, 101a bis 105a sind jeweils Gaszufuhrleitungen, 101b bis 105b sind jeweils Masseflußregulierer zum Einstellen der Fließgeschwindigkeiten der Gase von den entsprechenden Bomben, 101c bis 105c sind jeweils Gasdruckmesser, 101d bis 105d und 101e bis 105e sind jeweils Ventile, und 101f bis 105f sind jeweils Druckmesser, die die Drücke in den entsprechenden Gasbomben anzeigen.
  • 120 ist eine Vakuumkammer, ausgerüstet im oberen Teil mit einer Einrichtung zur Gaseinfuhr, die stromabwärts der Einrichtung eine Struktur zur Bildung eines Reaktionsraumen aufweist, und die ebenso eine Struktur zur Einrichtung eines Filmbildungsraumes aufweist, in dem ein Schichtträgerhalter 112 bereitgestellt ist, so daß ein Schichtträger 118 gegenüber der Gaseinfuhröffnung der Einrichtung angebracht werden kann. Die Einrichtung für die Gaszufuhr weist eine dreifach konzentrisch-tubulare Struktur auf mit einer von der Innenseite her ersten Gaseinführleitung 109 zum Einführen von Gasen von den Gasbomben 101 und 102 und einer zweiten Gaseinfuhrleitung 110 für das Einführen von Gasen vor den Gasbomben 103 bis 105.
  • Zur Gaseinfuhr in den Reaktionsraum aus jeder Gaseinfuhrleitung ist jede Position so gestaltet, daß sie weiter weg liegend von der Schichtträgeroberfläche angeordnet ist, indem die Leitung näher an der Innenseite ist. Mit anderen Worten sind die Gaseinfuhrleitungen so angeordnet, daß die Leitung an der Außenseite die innerhalb deren Innenseite bestehende Leitung einschließen kann.
  • Die Gase aus den entsprechenden Bomben werden durch die jeweiligen Gaszufuhrleitungen 123 bis 125 in die entsprechenden Einfuhrleitungen zugeführt.
  • Die jeweiligen Gaseinfuhrleitungen, die jeweiligen Gaszufuhrleitungen und die Vakuumkammer 120 werden durch ein Hauptvakuumventil 119 mittels einer nicht gezeigten Evakuierungsvorrichtung auf Vakuum evakuiert.
  • Der Schichtträger 118 wird durch vertikales Bewegen des Schichtträgerhalters 112 auf einen geeigneten gewünschten Abstand von den Positionen der entsprechenden Gaseinfuhrleitungen gesetzt.
  • Im Falle vorliegender Erfindung kann der Abstand zwischen dem Schichtträger und der Gaseinfuhröffnung der Gaseinfuhreinrichtung geeigneterweise im Hinblick auf die Arten und gewünschten Eigenschaften des zu bildenden abgeschiedenen Films, den Gasfließgeschwindigkeiten, dem Innendruck der Vakuumkammer etc. bestimmt werden, beträgt jedoch vorzugsweise mehrere mm bis 20 cm, weiter bevorzugt 5 mm bis etwa 15 cm.
  • 113 ist ein Erhitzer zum Erhitzen des Schichtträgers, der bereitgestellt wird, um den Schichtträger auf eine geeignete Temperatur während der Filmbildung zu erhitzen, oder den Schichtträger 118 vor der Filmbildung vorzuheizen oder den Film nach der Filmbildung zusätzlich zu erhitzen.
  • Der Schichtträger-Erhitzer 113 wird durch einen leitfähigen Draht 114 von einer Stromquelle 115 mit Strom versorgt.
  • 116 ist ein thermoelektrisches Element zur Messung der Temperatur des Schichtträgers (Ts) und ist elektrisch mit der Temperaturanzeigevorrichtung 117 verbunden.
  • 125a und 125b sind Lichtenergie-Erzeugungsvorrichtungen zur Versorgung von Lichtenergie in die Kammer 120, und Licht wird durch die Fenster 126a und 126b auf den Schichtträger gestrahlt.
  • Die durch das Foto-CVD-Verfahren zu bildende Schicht wird vorzugsweise durch die Verwendung einer solchen Vorrichtung gebildet, die für die Verwendung von sowohl des FOCVD-Verfahrens und des optischen CVD-Verfahrens, wie in Fig. 1 gezeigt, angepaßt ist. Sie kann jedoch durch die Verwendung einer konventionellen Foto-CVD-Vorrichtung gebildet werden.
  • Fig. 5 zeigt ein Beispiel einer Vorrichtung zur Bildung eines abgeschiedenen Films des Plasma-CVD-Verfahrens, in der 501 eine Filmbildungskammer mit einem Filmbildungsraum ist, und ein gewünschter Schichtträger wird auf einem darin angebrachten Schichtträger-Stützuntersatz 502 aufgebracht.
  • 504 ist ein Erhitzer zum Erhitzen des Schichtträgers und wird durch einen leitfähigen Draht 505 mit Strom versorgt, um Hitze zu erzeugen.
  • 506 bis 509 sind Gaszufuhrquellen, und sie sind ausgestattet je nach Arten der Gase, umfassend siliciumhaltige Verbindungen, Wasserstoff, Halogenverbindungen, Inertgas und Verbindungen, die als eine Komponente ein Verunreinigungselement zur Valenzelektroneneinstellung enthalten. Wenn von diesen Ausgangsmaterial-Verbindungen solche verwendet werden, die im Standardzustand flüssig sind, wird eine geeignete Gasbildungsvorrichtung zur Verfügung gestellt. In der Zeichnung sind die Nummern der Gaszufuhrquellen 506 bis 509, denen das Symbol a beigefügt sind, verzweigte Leitungen, jene, denen b beigefügt sind, Flußmesser, jene, denen c beigefügt sind, Druckmesser zur Messung der Drücke auf der Hochdruckseite der jeweiligen Flußmesser und jene, denen d oder e beigefügt sind, Ventile zur Regulierung der entsprechenden Gasfließgeschwindigkeiten. Die Gase der Ausgangsmaterialverbindungen werden durch die Einfuhrleitung 510 in die Filmbildungskammer 501 eingeführt.
  • 512 ist eine optische Energieerzeugungsvorrichtung, die auf das in die Richtung der Pfeilspitze 514 fließende Ausgangsmaterialgas wirkt, um das Ausgangsmaterialgas anzuregen und zu zersetzen und einen mit einem Valenzelektronen-Einstellmittel dotierten, abgeschiedenen Film auf dem Schichtträger 503 durch die chemische Reaktion der zersetzten Verbindung zu bilden. 515 ist ein Evakuierventil, und 516 ist eine Evakuierleitung, welche mit einer Evakuiervorrichtung (nicht gezeigt) zur Vakuumevakuierung im Inneren des Filmbildungsraumes verbunden ist.
  • Wenn z.B. durch die Verwendung einer solchen Vorrichtung ein mit einem Valenzelektronen-Einstellmittel dotierter Film gebildet wird, wird ein geeigneter Schichtträger 503 auf dem Schichtträger-Stützuntersatz 502 eingebracht, und die Filmbildungskammer 501 wird zur Erlangung verminderten Druckes durch eine Evakuierleitung mittels Verwendung einer Evakuiervorrichtung (nicht gezeigt) im Inneren evakuiert.
  • Danach werden, falls gewünscht mit Erhitzung des Schichtträgers, Ausgangsmaterialgase zur Filmbildung, wie SiH&sub4;, N&sub2;O, H&sub2; etc., und die Ausgangsmaterialgase zur Valenzelektronenein-Stellung, wie B&sub2;H&sub6;, PH&sub3; etc., aus den Gaszufuhrbomben durch die Gaseinfuhrleitung 510 in die Filmbildungskammer 501 eingeführt, und die Filmbildungskammer 501 mit einem Druck in dem Filmbildungsraum, der auf einem vorbestimmten Druck gehalten wird, wird mit optischer Energie aus der optischen Energieerzeugungsvorrichtung versorgt, um einen A-Si:H:O:B-Film auf dem Schichtträger 503 zu bilden.
  • Im Verfahren vorliegender Erfindung können als Ausgangsmaterialgas, welches in den Filmbildungsraum zur Bildung eines siliciumhaltigen abgeschiedenen Films gemäß des optischen CVD-Verfahrens einzuführen ist, Silane oder halogenierte Silane mit Wasserstoff, Halogen oder an Kohlenwasserstoffgruppen gebundenes Silicium verwendet werden. Vor allem werden kettenförmige oder cyclische Silanverbindungen und solche, in denen Wasserstoffatome teilweise oder vollständig von Halogenatomen substituiert sind, bevorzugt.
  • Speziell können z.B. umfaßt sein Geradketten-Silanverbindungen, dargestellt durch SipH2p+2 (p ist eine ganze Zahl von 1 oder mehr, vorzugsweise 1 bis 15, weiter bevorzugt 1 bis 10), wie SiH&sub4;, Si&sub2;H&sub6;, Si&sub3;H&sub8;, Si&sub4;H&sub1;&sub0;, Si&sub5;H&sub1;&sub2;, Si&sub6;H&sub1;&sub4;, etc.; Verzweigtketten-Silanverbindungen, dargestellt durch SipH2p+2 (p hat die gleiche oben definierte Bedeutung), wie SiH&sub3;SiH(SiH&sub3;)SiH&sub3;, SiH&sub3;SiH(SiH&sub3;)Si&sub2;H&sub5;, Si&sub2;H&sub5;SiH(SiH&sub3;)Si&sub2;H&sub5; etc., diese Geradketten- oder Verzweigtketten-Silanverbindungen, deren Wasserstoffatome teilweise oder vollständig mit Halogenatomen substituiert sind, cyclische Silanverbindungen, dargestellt durch SiqH2q (q ist eine ganze Zahl von 3 oder mehr, vorzugsweise 3 bis 6), wie Si&sub3;H&sub6;, Si&sub4;H&sub8;, Si&sub5;H&sub1;&sub0;, Si&sub6;H&sub1;&sub2; etc.; diese cyclische Silanverbindungen, deren Wasserstoffatoine teilweise oder vollständig substituiert sind mit anderen cyclischen Silanylgruppen und/oder Ketten-Silanylgruppen; etc.
  • Beispiele der obigen Silanverbindungen, deren Wasserstoffatome teilweise oder vollständig mit Halogenatomen substituiert sind, können halogensubstituierte kettenförmige oder cyclische Silanverbindungen umfassen, dargestellt durch SiHrHsXt (X ist ein Halogenatom, r ist eine ganze Zahl von 1 oder mehr, vorzugsweise 1 bis 10, weiter bevorzugt 3 bis 7, s + t = 2r + 2 oder 2r), wie SiH&sub3;F, SiH&sub3;Cl, SiH&sub3;Br, SiH&sub3;I etc. Diese Verbindungen können einzeln oder als eine Kombination von zwei oder mehreren Verbindungen verwendet werden. Zudem können diese Ausgangsmaterialgase verdünnt mit einem Inertgas wie He, Ar etc. verwendet werden.
  • Das in der vorliegenden Erfindung zu verwendende Valenzelektronen-Einstellmittel kann im Falle von Halbleiterfilmen vom Siliciumtyp und Halbleiterfilmen vom Germaniumtyp p-Typ Valenzelektroneneinstellmittel, nämlich Elemente der Gruppe III des Periodensystems enthaltende Verbindungen, welche als sogenannte p-Typ-Verunreinigung wirken, wie B, Al, Ga, In, Tl etc., sowie n-Typ-Valenzelektroneneinstellmittel, nämlich Elemente der Gruppe V des Periodensystems enthaltende Verbindungen, welche als sogenannte n-Typ-Verunreinigung wirken, wie N, P, As, Sb, Bi etc., umfassen.
  • Speziell können als effektive Valenzelektronen-Einstellmittel NH&sub3;, HN&sub3;, N&sub2;H&sub5;N&sub3;, N&sub2;H&sub4;, NH&sub4;N&sub3;, PH&sub3;, P&sub2;H&sub4;, AsH&sub3;, SbH&sub3;, BiH&sub3;, B&sub2;H&sub6;, B&sub4;H&sub1;&sub0;, B&sub5;H&sub9;, B&sub5;H&sub1;&sub1;, B&sub6;H&sub1;&sub0;, B&sub6;H&sub1;&sub2;, Al(CH&sub3;)&sub3;, Al(C&sub2;H&sub5;)&sub3;, Ga(CH&sub3;)&sub3;, In(CH&sub3;)&sub3; etc. umfaßt sein.
  • Das in dem Verfahren vorliegender Erfindung zu verwendende hochenergetische Licht kann eines sein, welches aus z.B. einer Niedrigdruck-Quecksilberlampe, einer Xenonlampe, einem Kohlensäuregaslaser, einem Argonionenlaser, einem Excimerlaser etc. als Erzeugungsquelle erzeugt wird. Die in der vorliegenden Erfindung zu verwendende Lichtenergie ist nicht auf UV-Strahlungsenergie beschränkt, vielmehr ist ihre Wellenlänge nicht beschränkt, vorausgesetzt, daß sie das Ausgangsmaterialgas anregen, zersetzen oder polymerisieren kann, um zersetzte Produkte abzuscheiden. Ferner ist der Fall nicht ausgeschlossen, daß Lichtenergie im Ausgangsmaterialgas oder im Schichtträger absorbiert wird, um in Wärmeenergie umgewandelt zu werden, und Anregung oder Zersetzung oder Polymerisation des Ausgangsmaterialgases zum Bilden eines abgeschiedenen Filmes durch die Wärmeenergie bewirkt wird.
  • In der vorliegenden Erfindung ist das Verfahren zur Bildung eines abgeschiedenen Films, welcher mit einem Valenzelektronen-Einstellmittel dotiert ist, im wesentlichen verschieden vom Verfahren zur Bildung eines abgeschiedenen Filmes mit Halbleitereigenschaften, welcher nicht dotiert ist mit einem Valenz-Einstellmittel, aber beide Abscheidungsfilm-Bildungseinrichtungen können in einer einzigen Vorrichtung zur Bildung abgeschiedener Filme angeordnet werden. In diesem Falle ist, wenn eines der Abscheidungsfilm-Bildungseinrichtungen angewandt wird, die andere Abscheidungsfilm-Bildungseinrichtung abgestellt.
  • Es ist ebenso möglich, beide Abscheidungsfilm-Bildungseinrichtungen einander benachbart, durch ein Schließventil getrennt anzuordnen, und die Bildung eines abgeschiedenen Filmes kontinuierlich durchzuführen.
  • Der in der vorliegenden Erfindung zu verwendende Schichtträger kann entweder elektrisch leitend oder elektrisch isolierend sein, vorausgesetzt, daß er wie gewünscht in Abhängigkeit der Verwendung des gebildeten abgeschiedenen Filmes ausgewählt wird. Als ein elektrisch leitender Schichtträger können Metalle, wie NiCr, rostfreier Stahl, Alf Cr, Mo, Au, Ir, Nb, Ta, V, Ti, Pt, Pd etc. oder Legierungen davon genannt werden.
  • Als ein isolierender Schichtträger können herkömmlich verwendete Filme oder Platten von synthetischen Harzen, umfassend Polyester, Polyethylen, Polycarbonat, Celluloseacetat, Polypropylen, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polystyrol, Polyamide etc., sowie Glas, Keramiken usw. sein. Mindestens eine Oberflächenseite dieser Schichtträger wird vorzugsweise einer Behandlung zur Verleihung von elektrischer Leitfähigkeit unterworfen, und es ist wünschenswert, andere Schichten auf der Seite, auf der die Elektroleitfähigkeitsbehandlung angewandt wurde, aufzubringen.
  • Die Elektroleitfähigkeitsbehandlung eines Glas-Schichtträgers kann z.B. durch Aufbringen eines Dünnfilms aus NiCr, Al, Cr, Mo, Au, Ir, Nb, Ta, V, Ti, Pt, Pd, In&sub2;O&sub3;, SnO&sub2;, ITO (In&sub2;O&sub3; + SnO&sub2;) darauf bewirkt werden. Alternativ kann ein Film eines synthetischen Harzes, wie Polyesterfilm der Elektroleitfähigkeitsbehandlung auf seiner Oberfläche durch Vakuumdampfabscheidung, Elektronenstrahlabscheidung oder Zerstäubung eines Metalls, wie NiCr, Al, Ag, Pb, Zn, Ni, Au, Cr, Mo, Ir, Nb, Ta, V, Ti, Pt etc., oder durch eine Laminierungsbehandlung mit solchen Metallen, unterworfen werden, wodurch der Oberfläche Elektroleitfähigkeit verliehen wird. Der Schichtträger kann in irgendeiner Form, wie Zylinder, Bänder, Platten oder andere Formen, gestaltet werden, und seine Form kann wie gewünscht bestimmt werden.
  • Der Schichtträger sollte vorzugsweise im Hinblick auf Haftung und Reaktivität zwischen Schichtträger und Film aus jenen oben angegebenen ausgewählt werden. Ferner kann ein hohes Maß an Spannung im Film hervorgerufen werden, so daß manchmal kein Film mit guter Qualität erhalten wird, wenn der Unterschied in der thermischen Ausdehnung zwischen beiden groß ist, und deshalb ist es vorzuziehen, einen Schichtträger zu verwenden, daß der Unterschied in der thermischen Ausdehnung zwischen beiden gering ist.
  • Ebenso steht der Oberflächenzustand des Schichtträgers in direkter Beziehung zu der Struktur des Filmes (Orientierung) oder der Erzeugung von Stichelstrukturen, und deshalb ist es erwünscht, die Oberfläche des Schichtträgers zu behandeln, um eine solche Filmstruktur und Filmtextur zu ergeben, daß gewünschte Eigenschaften erhalten werden können.
    • Beispiel 1
  • Durch Verwendung der Vorrichtung zur Bildung eines in Fig. 1 gezeigten abgeschiedenen Filmes wurde ein in Fig. 2 gezeigter Dünnfilmtransistor (hiernach als "TFT" bezeichnet) hergestellt.
  • Der obige TFT besteht aus einem Glas-Schichtträger 234 (7059, hergestellt durch Corning Co.), einer amorphen Siliciumschicht 233 (erste Schicht, Dicke 700 nm, 7000 Å), einer amorphen, mit Phosphor hoher Konzentration dotierten Siliciumschicht 232 (zweite Schicht, Dicke 50 nm, 500 Å), einer Siliciumoxidschicht 231 (dritte Schicht, Dicke 100 nm, 1000 Å) und Al-Elektroden 228, 229 und 230.
  • In diesem Beispiel wurden beim Abscheiden der amorphen, mit Phosphor hoher Konzentration dotierten Siliciumschicht 232 in der Pumpe 101 gefülltes SiH&sub4;-Gas bei einer Fließgeschwindigkeit von 20 Norm-cm³ durch die Gaseinfuhrleitung 109, in der Bombe 103 gefülltes PH&sub3;/He-Gas (PH&sub3;-Konzentration 1000 ppm) bei einer Fließgeschwindigkeit von 3 Norm-cm³ durch die Gaseinführleitung 110 und in der Bombe 104 gefülltes He-Gas bei einer Fließgeschwindigkeit von 30 Norm-cm³ durch die Gaseinführleitung 110 eingeführt, und Lichtbestrahlung wurde bewirkt durch die Verwendung der Niedrigdruck-Quecksilberlampen 125a und 125b bei 15 mW/cm².
  • Die amorphe Siliciumschicht 233 und die Siliciumoxidschicht 231 wurden abgeschieden durch das Mischen und Umsetzen eines gasförmigen Ausgangsmaterials zur Bildung eines abgeschiedenen Films und eines gasförmigen, halogenhaltigen Oxidationsmittels mit der Eigenschaft einer oxidativen Wirkung auf das Ausgangsmaterial in der Vakuumkammer 120 (durch FOCVD).
  • Für die amorphe Siliciumschicht 233 wurden in der Bombe 101 gefülltes SiH&sub4;-Gas bei einer Fließgeschwindigkeit von 20 Norm- cm³ durch die Gaseinfuhrleitung 109, in der Bombe 104 gefülltes F&sub2;-Gas bei einer Fließgeschwindigkeit von 10 Norm-cm³ und in der Bombe 107 gefülltes He-Gas bei 100 Norm-cm³ durch die Gaseinfuhrleitung 110 in die Vakuumkammer 120 eingeführt.
  • Bei diesem Betrieb wurde der Druck in der Vakuumkammer 120 durch Regulierung der Öffnung des Vakuumventils 119 auf 93,3 Pa (0,7 Torr) gebracht. Der Abstand zwischen der Gaseinführleitung 111 und dem Schichtträger wurde auf 3 cm eingestellt. In dem Mischbereich der SiH&sub4;- und F&sub2;-Gase wurde eine bläulichweiße Lumineszenz stark beobachtet.
  • Für die Siliciumoxidschicht 231 wurden in der Bombe 101 gefülltes SiH&sub4;-Gas bei einer Fließgeschwindigkeit von 15 Normcm³ durch die Gaseinführleitung 109, in der Bombe 106 gefülltes N&sub2;O-Gas bei einer Fließgeschwindigkeit von 5 Norm-cm³ und in der Bombe 107 gefülltes He-Gas bei einer Fließrate von 30 Norm-cm³ durch die Gaseinführleitung 111 in die Vakuumkammer 120 eingeführt.
  • Während dieses Betriebes wurde der Druck in der Vakuumkammer 120 durch Regulierung der Öffnung des Vakuumventils 119 auf 0,3 Torr gebracht.
  • Bei der Bildung aller Schichten wurde die Schichtträgertemperatur auf 250ºC festgesetzt.
  • Der durch dieses Beispiel hergestellte TFT wies ein um etwa 15 % verbessertes "An-Aus"-Verhältnis im Vergleich zu dem Produkt des Standes der Technik auf.
    • Beispiel 2
  • Durch Verwendung der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung zur Bildung eines abgeschiedenen Films wurde eine Solarbatterie mit dem in Fig. 3 gezeigten Schichtaufbau hergestellt.
  • Die obige Solarbatterie besteht aus einem Corning-7059 Glas- Schichtträger 300 mit einer darauf dampfabgeschiedenen, transparenten Elektrode, einer amorphen Siliciumschicht vom p-Typ 301 (erste Schicht, Dicke 50 nm, 500 Å), einer amorphen Siliciumschicht vom i-Typ 302 (zweite Schicht, Dicke 1 um), einer amorphen Siliciumschicht vom n-Typ 303 (dritte Schicht, Dicke 50 nm, 500 Å) und einer Al-Elektrode 304.
  • Die erste Schicht 301 wurde mit dem gleichen optischen CVD- Verfahren, wie in Beispiel 1 ausgeführt, abgeschieden, und nachfolgend wurden die zweite Schicht und die dritte Schicht durch Mischen und Umsetzen des selben gasförmigen Ausgangsmaterials zur Bildung eines abgeschiedenen Filmes und desselben gasförmigen, halogenhaltigen Oxidationsmittels mit der Eigenschaft einer oxidativen Wirkung auf das Ausgangsmaterial, wie sie in Beispiel 1 verwendet wurden, in der Vakuumkammer 120 abgeschieden (mittels FOCVD).
  • Die Filmbildungsbedingungen dieses Beispiels sind in Tabelle 1 gezeigt.
  • Die so erhaltene Solarbatterie wies einen um 20 % verbesserten Wirkungsgrad im Vergleich zu dem Produkt des Standes der Technik auf.
    • Beispiel 3
  • Durch Verwendung der Vorrichtung zur Bildung eines in Fig. 1 gezeigten, abgeschiedenen Filmes wurde ein Bildbildungsteil für die Elektrophotographie mit dem in Fig. 4 gezeigten Schichtaufbau hergestellt.
  • Das obige, in Fig. 4 gezeigte Bildbildungsteil für die Elektrophotographie besteht aus einem Schichtträger aus Aluminium 400, einer Ladungsinjektionsschutzschicht 401 (erste Schicht, amorphe, mit B dotierte SiliciUmschicht, 0,5 um), einem fotoempfindlichen Teil 402 (zweite Schicht, amorphe Siliciumschicht, 18 um) und einer Oberflächenschutzschicht 403 (dritte Schicht, amorphe Siliciumcarbidschicht, 0,1 um).
  • Gemäß des in Beispiel 1 dargestellten Verfahrens wurde ein Bildbildungsteil für die Elektrophotographie unter den in Tabelle 2 gezeigten Filmbildungsbedingungen hergestellt.
  • Das durch dieses Beispiel erhaltene Filmbildungsteil für die Elektrophotographie wies um 25 % oder höher verbesserte Ladungseigenschaften auf und war ebenso um etwa 10 % in der Bilddefektanzahl reduziert im Vergleich mit dem Produkt des Standes der Technik, dessen entsprechende Schichten kontinuierlich durch das PCVD-Verfahren gebildet wurden. Tabelle 1 (Schichtträgertemperatur 250ºC) Schichtaufbau Ausgangsmaterial Fließgeschwindigkeit (Norm-cm³) Abscheidungsverfahren Druck (Torr) Pa Erste Schicht (p-Typ) Zweite Schicht (i-Typ) Dritte Schicht (n-Typ) Tabelle 2 (Schichtträgertemperatur 280ºC) Schichtaufbau Ausgangsmaterial Fließgeschwindigkeit (Norm-cm³) Abscheidungsverfahren Druck (Torr) Pa Erste Schicht (p-Typ) Zwite Schicht (i-Typ) Dritte Schicht (A-SiC:H)

Claims (1)

1. Verfahren zur Herstellung einer Mehrschicht-Struktur, die zwei oder mehr auf einem Schichtträger gebildete Halbleiterschichten umfaßt, von denen mindestens eine eine in ihren Valenzelektronen eingestellte Dünnschicht ist, umfassend:
(a) Ausbilden mindestens einer der in ihren Valenzelektronen eingestellten Halbleiter-Dünnschichten durch das Zusammenbringen eines gasförmigen Ausgangsmaterials und eines Valenzelektronen-Einstellmittels nach dem Foto-CVD-Verfahren;
(b) Ausbilden mindestens einer der anderen, einen Bestandteil bildenden, gegebenenfalls in den Valenzelektronen eingestellten Schichten nach einem Verfahren, welches
(i) das Einführen eines gasförmigen Ausgangsmaterials zur Bildung eines abgeschiedenen Films und eines gasförmigen, halogenhaltigen Oxidationsmittels, welches die Eigenschaft aufweist, das Ausgangsmasterial zu oxidieren, in einen Reaktionsraum, um chemischen Kontakt zwischen diesen zu bewirken, um dadurch eine Vielzahl von Vorläufern, unter denen ein Vorläufer in angeregtem Zustand enthalten ist, zu bilden, und
(ii) das Überführen mindestens eines Vorläufers dieser Vorläufer in einen mit dem Reaktionsraum in Verbindung stehenden Filmbildungsraum als Zufuhrquelle für das Bestandteilselement des abgeschiedenen Films umfaßt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als gasförmiges Ausgangsmaterial eine Ketten-Silanverbindung eingesetzt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Ketten-Silanverbindung eine Geradketten-Silanverbindung eingesetzt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Geradketten-Silanverbindung durch die Formel SinH2n+2 repräsentiert wird, worin n eine ganze Zahl von 1 bis 8 ist.
5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Ketten-Silanverbindung eine Verzweigtketten-Silanverbindung eingesetzt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als gasförmiges Ausgangsmaterial eine Silanverbindung mit einer cyclischen Siliziumstruktur eingesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als gasförmiges Ausgangsmaterial eine Ketten-Germaniumwasserstoffverbindung eingesetzt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ketten-Germaniumwasserstoffverbindung durch die Formel GemH2m+2 repräsentiert wird, worin m eine ganze Zahl von 1 bis 5 ist.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als gasförmiges Ausgangsmaterial eine hydrierte Zinnverbindung eingesetzt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als gasförmiges Ausgangsmaterial eine Gruppe IVA-Element enthaltende Verbindung eingesetzt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das gasförmige, halogenhaltige Oxidationsmittel ein Halogengas enthält.
12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das gasförmige, halogenhaltige Oxidationsmittel Fluorgas enthält.
13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das gasförmige, halogenhaltige Oxidationsmittel Chlorgas enthält.
14. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das gasförmige, halogenhaltige Oxidationsmittel ein Gas ist, welches Fluoratome als Bestandteil enthält.
15. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das gasförmige, halogenhaltige Oxidationsmittel ein Halogen in naszierendem Stadium enthält.
16. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schichtträger in einer Position angeordnet ist, die der Richtung, in der das gasförmige Ausgangsmaterial und das gasförmige, halogenhaltige Oxidationsmittel in den Reaktionsraum eingeführt werden, entgegengesetzt ist.
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