JPH0267719A - Formation of silicon carbide crystallite thin film - Google Patents
Formation of silicon carbide crystallite thin filmInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
本発明はシリコンカーバイド微結晶薄膜の形成法に関す
るものであり、とくに、広い禁制帯幅を有するシリコン
カーバイド微結晶薄膜の形成法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field] The present invention relates to a method for forming a silicon carbide microcrystalline thin film, and particularly to a method for forming a silicon carbide microcrystalline thin film having a wide bandgap.
シリコン微結晶薄膜はP型半導体、n型半導体の性質を
付与できることが知られており、シリコン太陽電池をは
じめとして、薄膜半導体装置への通用が検討されている
。It is known that a silicon microcrystalline thin film can have properties of a P-type semiconductor or an n-type semiconductor, and its application to thin-film semiconductor devices including silicon solar cells is being considered.
しかして、このシリコン微結晶薄膜の光学的特性の変更
や最適化のためにシリコンカーバイド微結晶薄膜(以下
μc−3iCxと略称する)が検討されている。従来μ
c−3iCxはモノシランとメタンの電子サイクロトロ
ン共鳴マイクロ波放電分解により、形成されることがI
nternationalPVSEC−3(Tokyo
、 1987)で報告されている。この形成条件は、高
水素希釈でかつ、高放電電力を必要とし、LOeVはど
の高いエネルギーの電子が薄膜形成雰囲気に存在する苛
酷な条件であるために、当該薄膜を用いる半導体装置を
構成する他の部分に水素原子による化学反応や高エネル
ギー電子やイオン等の衝突による損傷等の悪影響を及ぼ
すことが考えられている。また、従来技術におけるグロ
ー放電分解では、高放電電力、高水素希釈の成膜条件に
おいても、微結晶シリコンが形成されるのみで、シリコ
ンカーバイドは非晶質のままで存在することが、Int
ernational PVSEC−3(Tokyo。Therefore, a silicon carbide microcrystalline thin film (hereinafter abbreviated as μc-3iCx) is being studied in order to change or optimize the optical characteristics of this silicon microcrystalline thin film. Conventional μ
c-3iCx is formed by electron cyclotron resonance microwave discharge decomposition of monosilane and methane.
international PVSEC-3 (Tokyo
, 1987). This formation condition requires high hydrogen dilution and high discharge power, and the LOeV is a harsh condition in which high energy electrons are present in the thin film formation atmosphere. It is thought that chemical reactions caused by hydrogen atoms and collisions with high-energy electrons and ions may cause damage to the parts. In addition, in glow discharge decomposition in the conventional technology, even under film formation conditions of high discharge power and high hydrogen dilution, only microcrystalline silicon is formed and silicon carbide remains amorphous.
international PVSEC-3 (Tokyo.
1987)で同時に報告されている。この結果として、
当該薄膜単味の性能向上が、半導体装置の特性向上に大
きく貢献することなく、いまだ、課題を残している。さ
らに、電子サイクロトロン共鳴マイクロ波放電分解はア
モルファスシリコン太陽電池やアモルファス薄膜トラン
ジスタ等の半導体デバイスの大面積化のためには、製造
装置のコスト高のために、実用性の面での課題も残る。1987) was reported at the same time. As a result of this,
Improvements in the performance of the thin film alone have not significantly contributed to improving the characteristics of semiconductor devices, and problems still remain. Furthermore, electron cyclotron resonance microwave discharge decomposition has problems in practicality due to the high cost of manufacturing equipment for increasing the area of semiconductor devices such as amorphous silicon solar cells and amorphous thin film transistors.
このために、大面積化に対応できるグロー放電によるシ
リコンカーバイド微結晶薄膜の形成法が望まれている。For this reason, a method of forming a silicon carbide microcrystalline thin film using glow discharge that can be applied to a large area is desired.
本発明者等は、かかる観点に鑑み鋭意検討した結果、原
料として、不飽和炭化水素基を分子内に有するアルキル
シランおよびフッ化シランの混合ガスを用いることによ
り、グロー放電分解により、μc−SiCxを形成でき
ることを見出して本課題を解決することができた。As a result of intensive studies in view of this point of view, the present inventors have found that μc-SiCx We were able to solve this problem by discovering that it is possible to form .
すなわち、本発明は、ラジカル重合可能の不飽和基を有
するシリコン化合物およびフッ化シラン、および水素を
少なくともふくむ混合ガスを、グロー放電により分解す
ることを特徴とするシリコンカーバイド微結晶薄膜(以
下、μc−3iCxと略記する)の形成法、を要旨とす
る。That is, the present invention provides a silicon carbide microcrystalline thin film (hereinafter referred to as μc -3iCx).
以下、本発明の詳細な説明する。The present invention will be explained in detail below.
本発明において使用する、ラジカル重合可能の不飽和基
を存するシリコン化合物、すなわち、ラジカル重合可能
の不飽和炭化水素基を分子内に有するシラン(以下U−
シランと略称する)は、一般式 R@S l waHz
m*z−s (ただし、Rはラジカル重合が可能であ
る炭素数2〜10程度の不飽和炭化水素基、m、nは自
然数である0mは1または2であり、m=1のとき、n
−1,2,3゜または4でありm−2のとき、n=1.
2. 3゜4.5.または6である)で表示されるシ
ラン化金物である。The silicon compound having a radically polymerizable unsaturated group used in the present invention, that is, the silane having a radically polymerizable unsaturated hydrocarbon group in the molecule (hereinafter referred to as U-
(abbreviated as silane) has the general formula R@S l waHz
m*z-s (where, R is an unsaturated hydrocarbon group having about 2 to 10 carbon atoms that is capable of radical polymerization, m and n are natural numbers, 0m is 1 or 2, and when m=1, n
-1, 2, 3° or 4 and m-2, n=1.
2. 3゜4.5. or 6).
このU−シランの具体的な承引としては、ビニルシラン
、ジビニルシラン、トリビニルシラン、ビニルジシラン
、ジビニルジシラン、トリビニルジシラン、1−プロペ
ニルシラン、2−プロペニルシラン、イソプロペニルシ
ラン、1−ブテニルシラン、2−ブテニルシラン、2−
ペンテニルシラン、エチニルシラン等の珪素化合物が好
ましいものとして挙げられる。Specific examples of this U-silane include vinylsilane, divinylsilane, trivinylsilane, vinyldisilane, divinyldisilane, trivinyldisilane, 1-propenylsilane, 2-propenylsilane, isopropenylsilane, 1-butenylsilane, -butenylsilane, 2-
Preferred examples include silicon compounds such as pentenylsilane and ethynylsilane.
本発明で使用するに有用なフッ化シランは、S iaH
zm+t−bF b (aは1または2であり、bはa
=l11のときl、2,3.または4であり、a−2の
とき1,2,3,4,5.または6である、)の一般式
であられされるシリコン化合物である。このフッ化シラ
ンの具体的な承引としては、モノフルオロシラン、ジフ
ルオロシラン、トリフルオロシラン、テトラフルオロシ
ラン、モノフルオロジシラン、ジフルオロジシラン、ト
リフルオロジシラン、テトラフルオロジシラン、ペンタ
フルオロジシラン、ヘキサフルオロジシラン等を有効に
用いることができる。Fluorinated silanes useful in the present invention include SiaH
zm+t-bF b (a is 1 or 2, b is a
When =l11, l, 2, 3. Or 4, and when a-2, 1, 2, 3, 4, 5. or 6) is a silicon compound having the general formula: Specific examples of this fluorinated silane include monofluorosilane, difluorosilane, trifluorosilane, tetrafluorosilane, monofluorodisilane, difluorodisilane, trifluorodisilane, tetrafluorodisilane, pentafluorodisilane, and hexafluorodisilane. etc. can be used effectively.
U−シランとフッ化シランとの混合比率は特に限定され
るものではないが、フッ化シランをU−シランに対して
、比較的多量、すなわち、0.1容量倍から20容量倍
程度で用いるのが本発明の目的を達成するため、好まし
い。The mixing ratio of U-silane and fluorinated silane is not particularly limited, but fluorinated silane is used in a relatively large amount, that is, about 0.1 to 20 times the volume of U-silane. is preferable in order to achieve the object of the present invention.
本発明においては、さらに原料ガスとして、U−シラン
とフッ化シランと共に、水素を用いるものであるが、水
素は上記のシリコンの化合物に対して、好ましくは、2
容量倍以上で用いられる。In the present invention, hydrogen is further used as a raw material gas together with U-silane and fluorinated silane.
Used with more than double the capacity.
好ましくは、4容量倍以上で50容量倍以下である。水
素量が50容量倍よりも大きい条件においても、μC−
3iCxは形成されるが、半導体デバイスの作製におい
て、このような高水素量のμc−SiCx作製条件は、
半導体デバイスの特性を低下させることになるため、好
ましい条件ではない、一方2容量倍よりも少ない条件で
は、μC−3iCxの特性低下が著しい、と(に、p型
やn型の導電性をあたえるために導入する不純物の効果
が低下する。Preferably, the capacity is 4 times or more and 50 times or less. Even under conditions where the amount of hydrogen is more than 50 times the volume, μC-
3iCx is formed, but in the production of semiconductor devices, the conditions for producing μc-SiCx with such a high hydrogen content are
This is not a preferable condition because it will reduce the characteristics of the semiconductor device.On the other hand, under conditions less than 2 times the capacitance, the characteristics of μC-3iCx will be significantly deteriorated (which gives p-type or n-type conductivity to Therefore, the effectiveness of introduced impurities decreases.
本発明においては、かかる混合ガスを、グロー放電分解
するものであるが、グロー放電分解は、プラズマCVD
(プラズマ化学堆積法)の手法を有効に用いることが
できる。プラズマは直流電力、交流電力、高周波電力、
マイクロ波電力等の電力を減圧下、原料ガス混合物に供
給することによって、発生させることができる。In the present invention, such a mixed gas is decomposed by glow discharge, but the glow discharge decomposition is performed by plasma CVD.
(plasma chemical deposition method) can be effectively used. Plasma uses DC power, AC power, high frequency power,
It can be generated by supplying electrical power, such as microwave power, to the feed gas mixture under reduced pressure.
本発明において、薄膜形成の条件は、原料としてシリコ
ン化合物と水素とを混合して用いるほかには、とくに、
限定されるものはない1本発明においては、低放電電力
、低基板温度においてμC51Cxを得ることができる
。これは本発明の別の特徴である。さらに、モノシラン
、ジシラン等の水素化シリコンをU−シランと混合して
使用することにより、μc−3iCxの炭素含有量の変
化が可能であり、光学的バンドギャップを変更すること
ができる。さらに、不純物のドーピングによりP型、n
型の半導体の性質を付与することもできる。p型、およ
びn型の性質を付与するには、それぞれ、ジボラン、お
よびホスフィンのような硼素およびリンを含有する化合
物を原料ガスとともに、グロー放電分解すればよい。In the present invention, the conditions for forming a thin film are as follows, in addition to using a mixture of silicon compound and hydrogen as raw materials.
In the present invention, which is not limited, μC51Cx can be obtained at low discharge power and low substrate temperature. This is another feature of the invention. Furthermore, by using hydrogenated silicon such as monosilane or disilane mixed with U-silane, it is possible to change the carbon content of μc-3iCx, and the optical bandgap can be changed. Furthermore, by doping with impurities, P type, n
It is also possible to impart semiconductor properties to the type. In order to impart p-type and n-type properties, compounds containing boron and phosphorus such as diborane and phosphine may be decomposed by glow discharge together with the raw material gas.
本発明において、μc−3iCx作製時の基板温度、反
応圧力、原料ガス流量、放電電力等の具体的な成膜条件
としては、用いるグロー放電分解方法により、最適条件
が異なるものであり、分解手法に応じて適宜決定される
ものであるが、その場合の有効な指針となりうる点を以
下にあげておくことにする。In the present invention, the optimum conditions for specific film forming conditions such as substrate temperature, reaction pressure, raw material gas flow rate, discharge power, etc. during μc-3iCx fabrication differ depending on the glow discharge decomposition method used, and the decomposition method Although the decision will be made as appropriate depending on the situation, the following points are listed below that can serve as effective guidelines in such cases.
基板温度はμc−3iCxの光学的あるいは電気的性質
を変更する。基板温度は100°C以上、350°C以
下であるが、好ましくは150°C以上、300°C以
下であり、さらに、好ましくは、175℃以上、250
°C以下である。p型、n型の半導体の性質を付与する
ときに、温度の低下は光透過率を大きくするが、電気抵
抗が大きくなりすぎて、半導体装置に用いるに好ましく
ない、また、温度上昇にともない光学的バンドギヤ、プ
が減少し、さらに、μc−3iCxが基板から剥離する
傾向があられれるために、好ましくない。Substrate temperature changes the optical or electrical properties of μc-3iCx. The substrate temperature is 100°C or higher and 350°C or lower, preferably 150°C or higher and 300°C or lower, and more preferably 175°C or higher and 250°C or higher.
below °C. When imparting p-type and n-type semiconductor properties, a decrease in temperature increases the light transmittance, but the electrical resistance increases too much, making it undesirable for use in semiconductor devices. This is undesirable because it reduces the target band gear, and furthermore, there is a tendency for μc-3iCx to peel off from the substrate.
一方、反応圧力は、0.01torrから10torr
程度の範囲で、好ましくは、0.02torrから2.
0torr程度の範囲である。On the other hand, the reaction pressure is from 0.01 torr to 10 torr.
In a range of 0.02 torr to 2.0 torr, preferably.
The range is approximately 0 torr.
また、原料ガス流量や放電電力は成膜装置の成膜室や放
電電極の大きさ、基板の大きさ、目的とする炭素含有量
、成膜速度等によって、適宜選択される。原料ガス流量
としては、シリコン化合物においては、1から1010
00scで充分であり、水素は2倍から50倍の範囲で
用いられる。Further, the flow rate of the raw material gas and the discharge power are appropriately selected depending on the size of the film forming chamber of the film forming apparatus, the size of the discharge electrode, the size of the substrate, the target carbon content, the film forming rate, etc. The raw material gas flow rate is 1 to 1010 for silicon compounds.
00 sc is sufficient, and hydrogen is used in a range of 2 to 50 times.
放電電力は、低下させることができ、5Wから150W
で充分であり、好ましくは、LOWから100W、さら
に、好ましくはIOWから60W程度である。Discharge power can be lowered from 5W to 150W
is sufficient, preferably about 100 W from LOW, and more preferably about 60 W from IOW.
(作用〕
珪素化合物のプラズマ分解においては、シリコン関連の
各種のラジカル種が形成されることが、一般的に認識さ
れている0本発明のU−シランが特に有効に作用するの
は、これらシリコン関連のラジカルと本発明のU−シラ
ン中の不飽和炭化水素基とはラジカル反応を起こしうる
ので、ペンダントとして、残存する炭化水素基が少なく
なり、炭素がシリコンのネットワーク中に効果的に取り
込まれるために、従来技術におけるがごとき苛酷な条件
を用いずにμc 5iCxが形成されるものと考えら
れる。(Action) It is generally recognized that various silicon-related radical species are formed during plasma decomposition of silicon compounds.The U-silane of the present invention works particularly effectively on these silicon The relevant radicals and the unsaturated hydrocarbon groups in the U-silanes of the present invention can undergo radical reactions, so that fewer hydrocarbon groups remain as pendants, and carbon is effectively incorporated into the silicon network. Therefore, it is believed that μc 5iCx can be formed without using the harsh conditions as in the prior art.
特に、成膜に要する放電電力を、上記したごと〈従来技
術におけるよりも大幅に低下できることは、半導体デバ
イス、たとえば、薄膜太陽電池、発光素子、光センサー
等を形成する時に死活的に好ましい条件を提供できるこ
ととなる。けだし、半導体デバイスは、電極ならびに数
種類の薄膜半導体で形成されることが、はとんどである
ところ、従来技術におけるがごとく、μc−3iCxの
形成に際し、放電電力が高い形成条件を採用せざるを得
ない状況では、すでに形成されている電極や半導体薄膜
に大きなプラズマ損傷を与えざるを得ないことが、当業
者には周知の事実となっており、このために、分解に要
する電力を低下させる各種の試みが必死に模索されてい
るにもかかわらず、これを突破する技術的飛躍は今まで
なし遂げられていなかったからである。In particular, the ability to significantly reduce the discharge power required for film formation (as described above) compared to the conventional technology provides vitally favorable conditions when forming semiconductor devices, such as thin-film solar cells, light-emitting elements, optical sensors, etc. We will be able to provide this. However, semiconductor devices are usually formed from electrodes and several types of thin film semiconductors, and as in the prior art, when forming μc-3iCx, it is necessary to adopt formation conditions that require high discharge power. It is a well-known fact to those skilled in the art that in situations where the decomposition is not performed, large plasma damage is inevitable to the electrodes and semiconductor thin films that have already been formed. This is because, although various attempts are desperately being made to achieve this goal, no technological breakthrough has been achieved until now.
以下、実施例により、本発明の実施のB様をさらに具体
的に説明する。Hereinafter, embodiment B of the present invention will be explained in more detail with reference to Examples.
〔実施例1)
薄膜形成装置としては、■原料流量制御手段を有する原
料供給手段、■原料を分解するための放電を発生するた
めの手段、■10torr以下の圧力に薄膜形成雰囲気
を保持するための真空排気手段、■その上にμc−Si
Cxi膜が形成される基板を薄膜形成室内に挿入するた
めの手段、■当該基板を保持する手段、■当該基板の加
熱手段、圧力、温度等の形成条件を測定する手段を少な
くとも備えた薄膜形成室を有する当該装置を用いて、μ
c−3iCxfl膜の形成を実施した。原料ガスとして
は、モノビニルシラン、ジフルオロシランおよび水素の
混合ガスを用いた。μc−5iCxの特性測定のために
、基板は石英ガラスを用いた。yi膜形成温度は200
°Cとした。モノビニルシランを5secm、ジフルオ
ロシランを5secm、水素を40secmの流量で薄
膜形成室に供給しながら、真空排気手段により、当該薄
膜形成室の圧力を50mt o r rに保持した。周
波数は13.56MHzで放電電力は60Wで実施した
。薄膜は1μmの厚みに形成した。光学的バンドギャッ
プは2.35eVであった。また、ラマン散乱スペクト
ルには、740cm−’および520 c m−’にピ
ークを観測することができた。これらのピークはそれぞ
れキュービックSiC結晶、結晶シリコンに特有のラマ
ンピークであり、本発明において、シリコンカーバイド
微結晶(微結晶5iC)が主体として生成していること
を確認した。すなわち、本薄膜はシリコンの微結晶をも
含む高可視光透過率の薄膜である。[Example 1] The thin film forming apparatus includes (1) a raw material supplying means having a raw material flow rate control means, (2) a means for generating electric discharge to decompose the raw material, and (4) maintaining the thin film forming atmosphere at a pressure of 10 torr or less. vacuum evacuation means, ■ μc-Si on it
A thin film forming device comprising at least a means for inserting a substrate on which a Cxi film is formed into a thin film forming chamber, a means for holding the substrate, a means for heating the substrate, and a means for measuring formation conditions such as pressure and temperature. Using the device with a chamber, μ
Formation of c-3iCxfl film was carried out. A mixed gas of monovinylsilane, difluorosilane, and hydrogen was used as the raw material gas. For measuring the characteristics of μc-5iCx, quartz glass was used as the substrate. yi film formation temperature is 200
It was set to °C. While supplying monovinylsilane at a flow rate of 5 seconds, difluorosilane at a flow rate of 5 seconds, and hydrogen at a flow rate of 40 seconds to the thin film forming chamber, the pressure in the thin film forming chamber was maintained at 50 mtorr by a vacuum evacuation means. The frequency was 13.56 MHz and the discharge power was 60 W. The thin film was formed to a thickness of 1 μm. The optical band gap was 2.35 eV. In addition, peaks were observed at 740 cm-' and 520 cm-' in the Raman scattering spectrum. These peaks are Raman peaks specific to cubic SiC crystals and crystalline silicon, respectively, and it was confirmed that silicon carbide microcrystals (microcrystals 5iC) are mainly generated in the present invention. That is, this thin film is a thin film with high visible light transmittance that also contains silicon microcrystals.
〔実施例2〕
実施例1において、形成条件を次のように変更して、p
型の高透過率でかつ高導電性の薄膜の形成を実施した。[Example 2] In Example 1, the formation conditions were changed as follows, and p
A thin film with high transmittance and high conductivity was formed for the mold.
放電電力を20W、F!膜形成温度を250°Cとした
。モノビニルシランを5secm1ジフルオロシランを
5secm、水素を101005eの流量で1膜形成室
に供給しながら、真空排気手段により、当該薄膜形成室
の圧力を70mt o r rに保持した。原料ガスに
さらに、ジボラン1容量%を添加して、p型μc−3i
Cx薄膜の形成を試みた。光学バンドギャップは約2.
2eV、導電率は25S/cmであった。このように、
光透過性でかつ、低抵抗のp型薄膜の形成ができた。Discharge power is 20W, F! The film formation temperature was 250°C. While monovinylsilane was supplied at a flow rate of 5 seconds, difluorosilane was supplied at a flow rate of 5 seconds, and hydrogen was supplied at a flow rate of 101005e, the pressure of the thin film formation chamber was maintained at 70 mtorr by a vacuum evacuation means. Further, 1% by volume of diborane was added to the raw material gas to form p-type μc-3i.
An attempt was made to form a Cx thin film. The optical bandgap is approximately 2.
2 eV, and the conductivity was 25 S/cm. in this way,
A p-type thin film that is optically transparent and has low resistance was formed.
〔実施例3]
実施例2において、太陽電池の光入射側に使用できる性
能を有していることが、明らかとなったので、該p型薄
膜を用いてPin型のアモルファス太陽電池の形成を試
みた。P型μc−SiCxを透明電極上に150人形成
後、プラズマ分解(プラズマCVD )により、i型ア
モルファス膜、n型μc−3iの順序でそれぞれの膜厚
を5000人、300人形成した。さらに、金属電極を
形成して、AMI、100mW/dの擬似太陽光を照射
して、太陽電池の性能を測定した。太陽電池の開放端電
圧が0.98Vを示し、従来技術で一般的なO,aV台
に比べて、きわめて高いことが明らかとなった。これは
、本発明のμc−3iCX形成条件が温和なために、透
明電極に与える影響が軽減された結果を表すものである
。[Example 3] In Example 2, it was revealed that the p-type thin film had the ability to be used on the light incident side of a solar cell, so a pin-type amorphous solar cell was formed using the p-type thin film. I tried. After forming 150 P-type μc-SiCx films on a transparent electrode, an i-type amorphous film and an n-type μc-3i film were formed in order of 5000 films and 300 films by plasma decomposition (plasma CVD). Furthermore, a metal electrode was formed, AMI, and simulated sunlight of 100 mW/d was irradiated to measure the performance of the solar cell. The open-circuit voltage of the solar cell was 0.98V, which was found to be extremely high compared to O and aV levels that are common in the prior art. This is because the μc-3iCX formation conditions of the present invention are mild, so that the influence on the transparent electrode is reduced.
(実施例4〕
実施例2において、水素希釈率の影響を調べるために、
水素混合量を2容量倍に低下せしめて、μc−5iCx
を形成した。得られた薄膜の光学的バンドギャップは約
2.35eVであり、暗導電率は8 X 10−’S
/craと依然として、良好なドーピング特性を示した
。このように、薄膜の導電率を大きく低下させずに、水
素の希釈量を低下せしめ得ることは、半導体装置を作製
するときの放電あるいは水素原子による反応等による損
傷を軽減する上できわめて有利であり、本発明の大きい
利点である。(Example 4) In Example 2, in order to investigate the influence of hydrogen dilution rate,
μc-5iCx by reducing the amount of hydrogen mixed by 2 times the volume.
was formed. The optical bandgap of the obtained thin film is about 2.35 eV, and the dark conductivity is 8 × 10-'S
/cra, which still showed good doping characteristics. In this way, being able to reduce the amount of hydrogen dilution without significantly reducing the conductivity of the thin film is extremely advantageous in reducing damage caused by discharges or reactions caused by hydrogen atoms during the fabrication of semiconductor devices. This is a great advantage of the present invention.
〔実施例5〕
実施例2において、ジボランのかわりに、ホスフィンを
用いた。ホスフィンの供給量はシリコン化合物にたいし
て0.5容量%で実施した。放電電力は15Wとした。[Example 5] In Example 2, phosphine was used instead of diborane. The amount of phosphine supplied was 0.5% by volume relative to the silicon compound. The discharge power was 15W.
得られた薄膜の光学的バンドギャップは約2.35eV
、暗導電率は7057cm以上であり、n型の半導体薄
膜として、極めて優れたドーピング特性を示すことが明
らかとなった。The optical band gap of the obtained thin film is approximately 2.35 eV
It was revealed that the dark conductivity was 7057 cm or more, and that it exhibited extremely excellent doping characteristics as an n-type semiconductor thin film.
〔実施例6〕
実施例2において、さらにUシランとフン化シランの混
合比率の影響を調べるために、モノビニルシランを0.
5sccm、 ジフルオロシランを10105eに変
更して、pc−3iCxを形成した。得られた薄膜の光
学的バンドギャップは約2、OeVと若干狭くなったが
、暗導電率は30S/c+aと依然として良好なドーピ
ング特性を有していた。[Example 6] In Example 2, in order to further investigate the influence of the mixing ratio of U silane and fluorinated silane, monovinyl silane was mixed at 0.
5 sccm, difluorosilane was changed to 10105e to form pc-3iCx. Although the optical bandgap of the obtained thin film was slightly narrowed to about 2.0 eV, the dark conductivity was 30 S/c+a, which still had good doping characteristics.
〔比較例1]
実施例1のモノビニルシランのかわりに、メタンを用い
た。当該薄膜の光学的バンドギャップは約1.9eVで
あり、ラマン散乱スペクトルにおいては、480 c
m−’にアモルファスシリコンに特有のピークを得るの
みであった。このように、原料を、本発明で規定する範
囲外のものに変更することにより、μc−3iCxの形
成が困難になることが明らかとなった。[Comparative Example 1] Methane was used instead of monovinylsilane in Example 1. The optical bandgap of the thin film is about 1.9 eV, and the Raman scattering spectrum shows 480 c
Only a peak characteristic of amorphous silicon was obtained at m-'. As described above, it has become clear that changing the raw material to one outside the range defined by the present invention makes it difficult to form μc-3iCx.
〔比較例2]
比較例1において、従来技術で行われているように、放
を電力を200Wに変更して、薄膜を形成した。放電電
力を200Wにすることにより、μc−3iCxの形成
が出来ないばかりか、薄膜は基板から剥離してしまった
。[Comparative Example 2] In Comparative Example 1, a thin film was formed by changing the discharge power to 200 W as performed in the prior art. By setting the discharge power to 200 W, not only was it not possible to form μc-3iCx, but the thin film peeled off from the substrate.
〔発明の効果および産業上の利用可能性〕以上の実施例
から明らかなように、本発明の原料混合物を用いること
により、広い光学的バンドギャップで、かつ、高い導電
率を示す電気特性にすぐれたシリコンカーバイド微結晶
薄膜を与えるものである。また、放電分解時のプラズマ
損傷についても、放電電力を低下せしめ得ることが可能
である。このように、本発明の原料混合物を使用した方
法は、薄膜を利用する半導体デバイス、たとえば、薄膜
太陽電池、発光素子、光センサー薄膜トランジスタ、P
PC用感光体等を形成するための方法としてすぐれたも
のであることが明らかである。[Effects and industrial applicability of the invention] As is clear from the above examples, by using the raw material mixture of the present invention, it is possible to obtain excellent electrical properties with a wide optical bandgap and high conductivity. This method provides a silicon carbide microcrystalline thin film. Furthermore, it is possible to reduce the discharge power with respect to plasma damage during discharge decomposition. As described above, the method using the raw material mixture of the present invention can be applied to semiconductor devices using thin films, such as thin film solar cells, light emitting devices, light sensor thin film transistors, P
It is clear that this method is an excellent method for forming photoreceptors for PCs and the like.
Claims (3)
合物およびフッ化シラン、および水素を少なくともふく
む混合ガスを、グロー放電により分解することを特徴と
するシリコンカーバイド微結晶薄膜の形成法。(1) A method for forming a silicon carbide microcrystalline thin film, which comprises decomposing a mixed gas containing at least a silicon compound having a radically polymerizable unsaturated group, a fluorinated silane, and hydrogen by glow discharge.
スにp型の導電性を与える不純物を添加して分解するシ
リコンカーバイド微結晶p型薄膜の形成法。(2) A method for forming a silicon carbide microcrystalline p-type thin film according to claim 1, wherein an impurity imparting p-type conductivity is added to the mixed gas and decomposed.
スにn型の導電性を与える不純物を添加して分解するシ
リコンカーバイド微結晶n型薄膜の形成法。(3) A method for forming a silicon carbide microcrystalline n-type thin film according to claim 1, wherein an impurity imparting n-type conductivity is added to the mixed gas and decomposed.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21828988A JP2726676B2 (en) | 1988-09-02 | 1988-09-02 | Formation method of silicon carbide microcrystalline thin film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21828988A JP2726676B2 (en) | 1988-09-02 | 1988-09-02 | Formation method of silicon carbide microcrystalline thin film |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0267719A true JPH0267719A (en) | 1990-03-07 |
| JP2726676B2 JP2726676B2 (en) | 1998-03-11 |
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| JP21828988A Expired - Fee Related JP2726676B2 (en) | 1988-09-02 | 1988-09-02 | Formation method of silicon carbide microcrystalline thin film |
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| JP (1) | JP2726676B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000214490A (en) * | 1990-12-29 | 2000-08-04 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Television receiver |
| JP2006176811A (en) * | 2004-12-21 | 2006-07-06 | Rikogaku Shinkokai | METHOD FOR PRODUCING CRYSTALLINE SiC FILM |
-
1988
- 1988-09-02 JP JP21828988A patent/JP2726676B2/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| JP2000214490A (en) * | 1990-12-29 | 2000-08-04 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Television receiver |
| JP2006176811A (en) * | 2004-12-21 | 2006-07-06 | Rikogaku Shinkokai | METHOD FOR PRODUCING CRYSTALLINE SiC FILM |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2726676B2 (en) | 1998-03-11 |
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