JPH0159208B2 - - Google Patents
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- JPH0159208B2 JPH0159208B2 JP56043172A JP4317281A JPH0159208B2 JP H0159208 B2 JPH0159208 B2 JP H0159208B2 JP 56043172 A JP56043172 A JP 56043172A JP 4317281 A JP4317281 A JP 4317281A JP H0159208 B2 JPH0159208 B2 JP H0159208B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- amorphous silicon
- containing fluorine
- silicon
- silicon fluoride
- 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.)
- Expired
Links
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- 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
- C23C16/24—Deposition of silicon only
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
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- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
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- Silicon Compounds (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、フツ化シリコンガスに水素ガスとア
ルゴンガスを加え、この混合ガスを用いてフツ素
を含むアモルフアスシリコンを得る製造法に関す
るものである。
ルゴンガスを加え、この混合ガスを用いてフツ素
を含むアモルフアスシリコンを得る製造法に関す
るものである。
フツ素を含むアモルフアスシリコンは、水素の
みを含むアモルフアスシリコンに比較して耐熱性
に優れ、光特性変化（Staebler−Wronsky効果）
が少ない点で優れている。しかし、Madanらの
文献によれば、その製造条件は限定され、水素ガ
ス（H2）とフツ化シリコンガス（SiF4）の混合
ガスのグロー放電中からフツ素系アモルフアスシ
リコンを生長させる場合は、H2／SiF4が容積％
で10％附近に光電変換材料としての最適値がある
といわれている。
みを含むアモルフアスシリコンに比較して耐熱性
に優れ、光特性変化（Staebler−Wronsky効果）
が少ない点で優れている。しかし、Madanらの
文献によれば、その製造条件は限定され、水素ガ
ス（H2）とフツ化シリコンガス（SiF4）の混合
ガスのグロー放電中からフツ素系アモルフアスシ
リコンを生長させる場合は、H2／SiF4が容積％
で10％附近に光電変換材料としての最適値がある
といわれている。
（Madan、A.and Orshinsky、S.R.、
“PROPERTIES OF AMORPHOUS Si：Ｆ：
Ｈ ALLOYS”、Journal of Non−Crystalline
Solids 35＆36（1980）171−181）． これは光導電度を基準にして求めた値である
が、H2が10％より多くても、また逆に少なくて
も光導電度が悪くなり、光学バンドギヤツプ等の
他の光電パラメータや製造時のガス組成等の大幅
な変化をさせることができない点などで、デバイ
ス製造に対する大幅な自由度が得られなかつた。
“PROPERTIES OF AMORPHOUS Si：Ｆ：
Ｈ ALLOYS”、Journal of Non−Crystalline
Solids 35＆36（1980）171−181）． これは光導電度を基準にして求めた値である
が、H2が10％より多くても、また逆に少なくて
も光導電度が悪くなり、光学バンドギヤツプ等の
他の光電パラメータや製造時のガス組成等の大幅
な変化をさせることができない点などで、デバイ
ス製造に対する大幅な自由度が得られなかつた。
本発明はこの欠点を解決するために、フツ素を
含むアモルフアスシリコン製造時にアルゴンガス
を添加し、水素ガスの添加量の有効範囲を増加さ
せたものである。
含むアモルフアスシリコン製造時にアルゴンガス
を添加し、水素ガスの添加量の有効範囲を増加さ
せたものである。
平行平板電極間に放電領域を形成した装置内
で、アルゴンガスをフツ化シリコンガスと水素ガ
スの混合ガス中に添加し、フツ素を含むアモルフ
アスシリコンを加熱基板上に成長させたところ、
水素ガス添加量の有効範囲を拡げることができ
た。この実験結果の特性図を第１図に示す。良好
な光電変換膜の基準として、本実験で用いた光源
（AMI換算60ｍＷ／cm2と等価）下で10-4／cmの
オーダーを良質とすれば、水素ガスはフツ化シリ
コンガスの15％以上の範囲で、良質のフツ素を含
むアモルフアスシリコン膜を得ることができた。
この傾向は全ガスの圧力が１〜5torrの範囲でみ
られ、また基板の温度は250℃〜450℃の範囲でみ
られた。このような結果の顕われるアルゴンガス
の組成比は、フツ化シリコンガスの１％以上の範
囲であつた。また、放電領域に印加する電力の周
波数は直流から高周波（13.5MHz）まで可能であ
る。
で、アルゴンガスをフツ化シリコンガスと水素ガ
スの混合ガス中に添加し、フツ素を含むアモルフ
アスシリコンを加熱基板上に成長させたところ、
水素ガス添加量の有効範囲を拡げることができ
た。この実験結果の特性図を第１図に示す。良好
な光電変換膜の基準として、本実験で用いた光源
（AMI換算60ｍＷ／cm2と等価）下で10-4／cmの
オーダーを良質とすれば、水素ガスはフツ化シリ
コンガスの15％以上の範囲で、良質のフツ素を含
むアモルフアスシリコン膜を得ることができた。
この傾向は全ガスの圧力が１〜5torrの範囲でみ
られ、また基板の温度は250℃〜450℃の範囲でみ
られた。このような結果の顕われるアルゴンガス
の組成比は、フツ化シリコンガスの１％以上の範
囲であつた。また、放電領域に印加する電力の周
波数は直流から高周波（13.5MHz）まで可能であ
る。
第２図は基板温度が400℃、高周波電力が35W
（30KHz）の時のフツ素を含むアモルフアスシリ
コンの成長速度とガス組成の関係図で、フツ化シ
リコンの量を一定として添加水素ガスの量を増加
した場合を実線Ａ、水素ガスの量を一定としてフ
ツ化シリコンガスの量を減少させた場合を点線Ｂ
で示してある。いずれの場合も、水素ガスがフツ
化シリコンガスの15〜20％の点で成長の機構が変
化していることを示している。15〜20％よりも少
ない水素ガス量では、フツ化シリコンガスの分解
が十分に促進されないか、又は附着が促進されな
いために良質膜の生成ができないことが予測さ
れ、逆に第１図と比較してみると、アルゴンガス
は水素ガスがフツ化シリコンガスの15％以上の領
域でフツ化シリコンガスの分解と附着を促進し、
光電的に良質な組成を作るのを助けていることが
理解できる。
（30KHz）の時のフツ素を含むアモルフアスシリ
コンの成長速度とガス組成の関係図で、フツ化シ
リコンの量を一定として添加水素ガスの量を増加
した場合を実線Ａ、水素ガスの量を一定としてフ
ツ化シリコンガスの量を減少させた場合を点線Ｂ
で示してある。いずれの場合も、水素ガスがフツ
化シリコンガスの15〜20％の点で成長の機構が変
化していることを示している。15〜20％よりも少
ない水素ガス量では、フツ化シリコンガスの分解
が十分に促進されないか、又は附着が促進されな
いために良質膜の生成ができないことが予測さ
れ、逆に第１図と比較してみると、アルゴンガス
は水素ガスがフツ化シリコンガスの15％以上の領
域でフツ化シリコンガスの分解と附着を促進し、
光電的に良質な組成を作るのを助けていることが
理解できる。
すなわち、アルゴンガス、水素ガス、フツ化シ
リコンガスを含む混合ガスを原料とする場合、ア
モルフアスシリコン膜の成長がフツ化シリコンガ
スの分圧で律速されている時に光電的に良質なア
モルフアスシリコン膜が得られることが第２図か
ら明らかとなつている。
リコンガスを含む混合ガスを原料とする場合、ア
モルフアスシリコン膜の成長がフツ化シリコンガ
スの分圧で律速されている時に光電的に良質なア
モルフアスシリコン膜が得られることが第２図か
ら明らかとなつている。
水素系のアモルフアスシリコンの場合は、
Knightによる文献によるとアルゴンガスが成長
時のガス中に含まれると膜質が損なわれることが
示されており、これが従来技術の常識となつてい
た（ （Knights、J.C.、“Characterization of
Plasma−Deposited Amorphous Si：Ｈ Thin
Films）”、Proceedings of the 10th Conference
on Solid State Devices、Tokyo、1978；
Japanese Journal of Applied Physics、Vol.18
（1979）Supplement 18−１ PP.101−108）． 本発明では従来技術の常識とは全く逆に、フツ
素を含むアモルフアスシリコンの場合はアルゴン
ガスが有効に働くことを実験的に証明したもの
で、しかも光電的な膜質を良好に保つたままで光
学的なバンドギヤツプ等のパラメータを可変とで
きるので、デバイス設計上の自由度が増し、アモ
ルフアデバイスの製造に寄与するところ大であ
る。
Knightによる文献によるとアルゴンガスが成長
時のガス中に含まれると膜質が損なわれることが
示されており、これが従来技術の常識となつてい
た（ （Knights、J.C.、“Characterization of
Plasma−Deposited Amorphous Si：Ｈ Thin
Films）”、Proceedings of the 10th Conference
on Solid State Devices、Tokyo、1978；
Japanese Journal of Applied Physics、Vol.18
（1979）Supplement 18−１ PP.101−108）． 本発明では従来技術の常識とは全く逆に、フツ
素を含むアモルフアスシリコンの場合はアルゴン
ガスが有効に働くことを実験的に証明したもの
で、しかも光電的な膜質を良好に保つたままで光
学的なバンドギヤツプ等のパラメータを可変とで
きるので、デバイス設計上の自由度が増し、アモ
ルフアデバイスの製造に寄与するところ大であ
る。
なお、本発明の条件で得るフツ素を含むシリコ
ン膜の一部は電子線回析像により結晶微粒子が含
まれていることが見出されており、本発明のアモ
ルフアスシリコンの語はこれら結晶微粒子を含む
アモルフアス膜をも包含した広い意味での名称と
して用いている。
ン膜の一部は電子線回析像により結晶微粒子が含
まれていることが見出されており、本発明のアモ
ルフアスシリコンの語はこれら結晶微粒子を含む
アモルフアス膜をも包含した広い意味での名称と
して用いている。
第１図は光導電度のアルゴンガスを含む場合の
原料ガス組成依存特性図、第２図はフツ素を含む
アモルフアスシリコンの成長速度とガス組成の特
性図である。
原料ガス組成依存特性図、第２図はフツ素を含む
アモルフアスシリコンの成長速度とガス組成の特
性図である。
Claims (1)
- １ フツ化シリコンガスと水素ガスの混合ガス中
で放電領域を形成し、該放電領域から加熱した基
板上にフツ素を含むアモルフアスシリコン膜を附
着せしめる製造法において、該混合ガス中の水素
ガスをフツ化シリコンガスに対して15％以上（容
積％）とし、且つ該混合ガスにアルゴンガスを添
加したことを特徴とするフツ素を含むアモルフア
スシリコンの製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56043172A JPS57160907A (en) | 1981-03-26 | 1981-03-26 | Manufacture of amorphous silicon containing fluorine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56043172A JPS57160907A (en) | 1981-03-26 | 1981-03-26 | Manufacture of amorphous silicon containing fluorine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57160907A JPS57160907A (en) | 1982-10-04 |
| JPH0159208B2 true JPH0159208B2 (ja) | 1989-12-15 |
Family
ID=12656457
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56043172A Granted JPS57160907A (en) | 1981-03-26 | 1981-03-26 | Manufacture of amorphous silicon containing fluorine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57160907A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01105912U (ja) * | 1988-01-07 | 1989-07-17 | ||
| JPH01105911U (ja) * | 1988-01-07 | 1989-07-17 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7233639B2 (ja) * | 2019-04-19 | 2023-03-07 | 日新電機株式会社 | シリコン膜の成膜方法 |
-
1981
- 1981-03-26 JP JP56043172A patent/JPS57160907A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01105912U (ja) * | 1988-01-07 | 1989-07-17 | ||
| JPH01105911U (ja) * | 1988-01-07 | 1989-07-17 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57160907A (en) | 1982-10-04 |
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