JPH03214724A - 薄膜製造方法 - Google Patents
薄膜製造方法Info
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- JPH03214724A JPH03214724A JP2009799A JP979990A JPH03214724A JP H03214724 A JPH03214724 A JP H03214724A JP 2009799 A JP2009799 A JP 2009799A JP 979990 A JP979990 A JP 979990A JP H03214724 A JPH03214724 A JP H03214724A
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- gases
- material gases
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、非品質シリコン太陽電池や非晶質シリコン薄
膜トランジスタなどの材料となる非晶質シリコン系薄膜
のような薄膜の製造方法に関する。
膜トランジスタなどの材料となる非晶質シリコン系薄膜
のような薄膜の製造方法に関する。
最近、特に半導体工業の分野で薄膜の利用分野が拡大し
ている。そのような薄膜としては、非品質シリコン，多
結晶シリコン，酸化シリコンあるいは窒化シリコンなど
の薄膜がある。薄膜の製造方法としてはＣＶＤ技術を用
いるのが一般的で、原料化合物ガスに解離エネルギーを
与え、分解生成物からなる所期の組成の薄膜を堆積させ
るものである。例えば非品質シリコン系薄膜の製造方法
としては、シラン系原料ガスのガス分子を、プラズマ放
電、熱エネルギーあるいはレーザ，紫外線等の光を用い
て励起し、分解させて基板上に堆積し、薄膜を形成する
方法が知られている。
ている。そのような薄膜としては、非品質シリコン，多
結晶シリコン，酸化シリコンあるいは窒化シリコンなど
の薄膜がある。薄膜の製造方法としてはＣＶＤ技術を用
いるのが一般的で、原料化合物ガスに解離エネルギーを
与え、分解生成物からなる所期の組成の薄膜を堆積させ
るものである。例えば非品質シリコン系薄膜の製造方法
としては、シラン系原料ガスのガス分子を、プラズマ放
電、熱エネルギーあるいはレーザ，紫外線等の光を用い
て励起し、分解させて基板上に堆積し、薄膜を形成する
方法が知られている。
薄膜の材料にシリコン以外の元素を添加し、所望の光学
バンドギャップを有する非品質材料として、ａ−ＳｉＧ
ｅ：Ｈやａ−ＳｉＣ：Ｈなどの化合物半導体とする場合
には、原料ガスとしてシラン（ＳｉＨ＊）のほかに、ゲ
ルマン（ＧｅＨ＊） ，メタン（ＣＨ＊）などを用いる
。また、非品質材料にほう素や燐などのドーピングを行
う場合、ジボラン（ＢＪａ）やフォスフィン（ＰＨｓ）
を反応ガスに添加する。このような異種の原料ガスを混
合した反応ガスを用いる場合、原料ガスのうち最も分解
しにくいガスに対してそれが分解できるように原料ガス
分解のエネルギーを与える。このため、分解エネルギー
の低いガスなどは、最適条件での解離ができず、好まし
くないラジカル等を発生することが問題となっていた。
バンドギャップを有する非品質材料として、ａ−ＳｉＧ
ｅ：Ｈやａ−ＳｉＣ：Ｈなどの化合物半導体とする場合
には、原料ガスとしてシラン（ＳｉＨ＊）のほかに、ゲ
ルマン（ＧｅＨ＊） ，メタン（ＣＨ＊）などを用いる
。また、非品質材料にほう素や燐などのドーピングを行
う場合、ジボラン（ＢＪａ）やフォスフィン（ＰＨｓ）
を反応ガスに添加する。このような異種の原料ガスを混
合した反応ガスを用いる場合、原料ガスのうち最も分解
しにくいガスに対してそれが分解できるように原料ガス
分解のエネルギーを与える。このため、分解エネルギー
の低いガスなどは、最適条件での解離ができず、好まし
くないラジカル等を発生することが問題となっていた。
本発明の目的は、複数の種類の原料ガスのそれぞれを最
適条件で解離させる薄膜製造方法を提供することにある
。
適条件で解離させる薄膜製造方法を提供することにある
。
上記の目的を達成するために、本発明は、複数の原料ガ
スを混合してなる反応ガスを反応槽内で分解して分解生
成物を堆積させる薄膜製造方法において、少なくとも一
つの原料ガスを独立して温度制御した導管を通じて反応
槽内へ導入するものとする。
スを混合してなる反応ガスを反応槽内で分解して分解生
成物を堆積させる薄膜製造方法において、少なくとも一
つの原料ガスを独立して温度制御した導管を通じて反応
槽内へ導入するものとする。
解離エネルギーの異なる原料ガスを独立して温度制御し
た導管を通すことによりその原料ガスに最適な解離エネ
ルギーを与え、最も膜形成に適したラジカルを発生させ
ることができる。従って、複数の種類の原料ガスを混合
してなる原料ガスを分解する場合も、好ましくないラジ
カル等の発生が防止され、健全な薄膜が形成される。
た導管を通すことによりその原料ガスに最適な解離エネ
ルギーを与え、最も膜形成に適したラジカルを発生させ
ることができる。従って、複数の種類の原料ガスを混合
してなる原料ガスを分解する場合も、好ましくないラジ
カル等の発生が防止され、健全な薄膜が形成される。
以下、図を引用して本発明の実施例について説明する。
第１図は本発明の一実施例のための装置を示し、キャリ
アガス導入口１１とガス排気口１２を有する真空槽（反
応槽）１の内部に、基板温度制御用ヒータ２が設けられ
、その上に基板３が設置されている。この基板に対して
、複数のガス導入口４１．４２から、つながれた原料ガ
ス反応管５１．５２を通して２種類の原料ガスが吹き付
けられる。原料ガス反応管５１ ． ５２は保護カバー
６に覆われ、反応管温度制御用ヒータ７によって任意の
温度に制御可能のため、この内部を通る原料ガスの解離
を自由に制御することが可能である。この装置を用いる
ことにより、例えば、シランとゲルマンといった解離エ
ネルギーの異なる２種類のガスから非品質シリコンゲル
マンのようなアロイ半導体を形成する場合、２種類のガ
スを別々の原料ガス反応管５１．５２より真空槽１に導
入し、別々の最適温度でガスを解離することが出来る。
アガス導入口１１とガス排気口１２を有する真空槽（反
応槽）１の内部に、基板温度制御用ヒータ２が設けられ
、その上に基板３が設置されている。この基板に対して
、複数のガス導入口４１．４２から、つながれた原料ガ
ス反応管５１．５２を通して２種類の原料ガスが吹き付
けられる。原料ガス反応管５１ ． ５２は保護カバー
６に覆われ、反応管温度制御用ヒータ７によって任意の
温度に制御可能のため、この内部を通る原料ガスの解離
を自由に制御することが可能である。この装置を用いる
ことにより、例えば、シランとゲルマンといった解離エ
ネルギーの異なる２種類のガスから非品質シリコンゲル
マンのようなアロイ半導体を形成する場合、２種類のガ
スを別々の原料ガス反応管５１．５２より真空槽１に導
入し、別々の最適温度でガスを解離することが出来る。
これにより、各々のガスから最も膜形成に適したラジカ
ルを発生可能なため、例えば、シランの解離温度を９０
０〜１２００℃に、ゲルマンの解離温度を６００〜８０
０℃に制御した場合には、その原料ガスの流量比を制御
することにより第２図に示すように、光学バンドギャッ
プＥｇで１．３〜１ ． ７ｅＶの範囲で１０４〜１０
−’ Ｓ／ｃＩ１の光伝導度σｐｈ、かつ５桁以上の光
暗伝導度比σｐｈ／σｄを持ったシリコンゲルマン膜を
形成可能である。このとき、キャリアガス導入口１１か
らはキャリアガスとして水素を流して真空槽中に層流を
形成している。原料ガスを、シランとメタンに変えれば
シリコンカーバイトの作成が、シランとアンモニアに変
えれば、窒化シリコンの形成も可能である。キャリアガ
スの種類はＨｅやＮ８などのガスを用いることも可能で
ある。また、３源の原料ガスから膜形成を行う場合、す
なわち、シリコンゲルマンやシリコンカーバイト等にド
ーピングを行う場合等には原料ガス反応管を３本用いれ
ばよい。
ルを発生可能なため、例えば、シランの解離温度を９０
０〜１２００℃に、ゲルマンの解離温度を６００〜８０
０℃に制御した場合には、その原料ガスの流量比を制御
することにより第２図に示すように、光学バンドギャッ
プＥｇで１．３〜１ ． ７ｅＶの範囲で１０４〜１０
−’ Ｓ／ｃＩ１の光伝導度σｐｈ、かつ５桁以上の光
暗伝導度比σｐｈ／σｄを持ったシリコンゲルマン膜を
形成可能である。このとき、キャリアガス導入口１１か
らはキャリアガスとして水素を流して真空槽中に層流を
形成している。原料ガスを、シランとメタンに変えれば
シリコンカーバイトの作成が、シランとアンモニアに変
えれば、窒化シリコンの形成も可能である。キャリアガ
スの種類はＨｅやＮ８などのガスを用いることも可能で
ある。また、３源の原料ガスから膜形成を行う場合、す
なわち、シリコンゲルマンやシリコンカーバイト等にド
ーピングを行う場合等には原料ガス反応管を３本用いれ
ばよい。
第３図は本発明の別の実施例のための装置を示す断面図
で、第１図の装置と異なる点は、原料ガス反応管５１．
５２を加熱している反応管温度制御用ヒータ部７を囲む
保護カバー６が予備排気ボート６１から排気されている
点と、２本の原料ガス反応管５１ ． ５２の間に熱反
射板６２が設けられている点である。ヒータ部を別排気
としたのでヒータからの不純物混入が防止可能で、しか
も熱反射板６２を設けたことにより反応管温度制御用ヒ
ータ７の温度制御の独立性が大きく向上した。
で、第１図の装置と異なる点は、原料ガス反応管５１．
５２を加熱している反応管温度制御用ヒータ部７を囲む
保護カバー６が予備排気ボート６１から排気されている
点と、２本の原料ガス反応管５１ ． ５２の間に熱反
射板６２が設けられている点である。ヒータ部を別排気
としたのでヒータからの不純物混入が防止可能で、しか
も熱反射板６２を設けたことにより反応管温度制御用ヒ
ータ７の温度制御の独立性が大きく向上した。
第４図は、本発明のさらに別の実施例のための装置を示
すもので、第一の原料ガス導入口４１と第二の原料ガス
導入口４２ならびに排気口１２を有する真空槽１の中に
第一の原料ガス導入口４１に反応管温度制御用ヒータ７
を有する原料ガス反応管５１が接続され、さらにその先
には、ＲＦまたはＤＣ電極８が設置されている。この電
極と対向する形でヒータ７１を有するサセプタ２１が設
置され、その上部の基板３上には、原料ガス反応管５１
を通過し解離したガスと、第二の原料ガス導入口４２を
通して供給されるガスを原料としてのプラズマＣＶＤに
より薄膜が形成される。例えば、原料ガスとしてシラン
，メタン，ジポラン，水素を用いてＰ型のａ−ＳｉＣ：
Ｈ膜を製造する場合、水素希釈したジボランを原料ガス
反応管５１を通して供給することにより、ほう素の分解
比率を大幅に向上させることが可能である。反応管５１
の温度を例えば５００〜１０００℃に加熱すると、第５
図の●で示すように従来のプラズマＣＶＤＯ例○に比較
して１桁以上ほう素の活性化度を向上させることができ
る。この他にも、２種類以上のガスを反応させたい場合
には第二の原料ガス反応管を設ければ良い。なお、この
実施例はプラズマＣＶＤと熱ＣＶＤを組合わせたもので
あるが、光ＣＶＤと熱ＣＶＤを組合わせてもよい。
すもので、第一の原料ガス導入口４１と第二の原料ガス
導入口４２ならびに排気口１２を有する真空槽１の中に
第一の原料ガス導入口４１に反応管温度制御用ヒータ７
を有する原料ガス反応管５１が接続され、さらにその先
には、ＲＦまたはＤＣ電極８が設置されている。この電
極と対向する形でヒータ７１を有するサセプタ２１が設
置され、その上部の基板３上には、原料ガス反応管５１
を通過し解離したガスと、第二の原料ガス導入口４２を
通して供給されるガスを原料としてのプラズマＣＶＤに
より薄膜が形成される。例えば、原料ガスとしてシラン
，メタン，ジポラン，水素を用いてＰ型のａ−ＳｉＣ：
Ｈ膜を製造する場合、水素希釈したジボランを原料ガス
反応管５１を通して供給することにより、ほう素の分解
比率を大幅に向上させることが可能である。反応管５１
の温度を例えば５００〜１０００℃に加熱すると、第５
図の●で示すように従来のプラズマＣＶＤＯ例○に比較
して１桁以上ほう素の活性化度を向上させることができ
る。この他にも、２種類以上のガスを反応させたい場合
には第二の原料ガス反応管を設ければ良い。なお、この
実施例はプラズマＣＶＤと熱ＣＶＤを組合わせたもので
あるが、光ＣＶＤと熱ＣＶＤを組合わせてもよい。
各装置の原料ガス反応管には、高温に耐え、かつ不純物
を放出しない材料が必要で、石英，シリコンカーバイト
．アルミナ等の材料を用いる。
を放出しない材料が必要で、石英，シリコンカーバイト
．アルミナ等の材料を用いる。
本発明によれば、反応槽内に導入する原料ガスを独立に
温度制御された導管を通すことにより、それぞれのガス
に必要な解離エネルギーを与え、最適な条件で分解を行
うことが可能となった。このため、解離エネルギーの異
なる原料ガスの分解を独立に制御し、それぞれの原料ガ
スから堆積する成分元素からなるアロイ半導体などのｍ
ｓの膜質を向上させることができた。
温度制御された導管を通すことにより、それぞれのガス
に必要な解離エネルギーを与え、最適な条件で分解を行
うことが可能となった。このため、解離エネルギーの異
なる原料ガスの分解を独立に制御し、それぞれの原料ガ
スから堆積する成分元素からなるアロイ半導体などのｍ
ｓの膜質を向上させることができた。
第１図は本発明の一実施例のための装置の断面図、第２
図は第１図の装置で製造されたシリコンゲルマン膜の光
暗伝導度と光学バンドギャップとの関係線図、第３図，
第４図はそれぞれ本発明の異なる実施例のための装置の
断面図、第５図は第４図の装置で製造されたａ−ＳｉＣ
：Ｈ膜の特性とジボランガス添加量との関係線図である
。 １：真空槽、３：基板、４１，４２：原料ガス導入口、
５１．５２Ｆ原料ガス反応管、７：ヒータ。
図は第１図の装置で製造されたシリコンゲルマン膜の光
暗伝導度と光学バンドギャップとの関係線図、第３図，
第４図はそれぞれ本発明の異なる実施例のための装置の
断面図、第５図は第４図の装置で製造されたａ−ＳｉＣ
：Ｈ膜の特性とジボランガス添加量との関係線図である
。 １：真空槽、３：基板、４１，４２：原料ガス導入口、
５１．５２Ｆ原料ガス反応管、７：ヒータ。
Claims (1)
- １）複数の原料ガスを混合してなる反応ガスを反応槽内
で分解して分解生成物を堆積させる薄膜製造方法におい
て、少なくとも一つの原料ガスを独立して温度制御した
導管を通じて反応槽内に導入することを特徴とする薄膜
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009799A JP2555209B2 (ja) | 1990-01-19 | 1990-01-19 | 薄膜製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009799A JP2555209B2 (ja) | 1990-01-19 | 1990-01-19 | 薄膜製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03214724A true JPH03214724A (ja) | 1991-09-19 |
| JP2555209B2 JP2555209B2 (ja) | 1996-11-20 |
Family
ID=11730244
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2009799A Expired - Fee Related JP2555209B2 (ja) | 1990-01-19 | 1990-01-19 | 薄膜製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2555209B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5500047A (en) * | 1994-11-23 | 1996-03-19 | Electronics & Telecommunications Research Institute | Apparatus for adsorbing atomic hydrogen on surface |
| US5535048A (en) * | 1988-09-15 | 1996-07-09 | Flamel Technologies | Nonlinearly optically active compounds |
| JP2006294608A (ja) * | 2005-04-06 | 2006-10-26 | Samsung Sdi Co Ltd | 有機電界発光素子の製造方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59185828U (ja) * | 1983-05-30 | 1984-12-10 | 沖電気工業株式会社 | 半導体製造装置 |
| JPS61284931A (ja) * | 1985-06-11 | 1986-12-15 | Fujitsu Ltd | 気相成長装置 |
| JPS63197324A (ja) * | 1987-02-12 | 1988-08-16 | Seiko Instr & Electronics Ltd | ガスソ−スセル |
-
1990
- 1990-01-19 JP JP2009799A patent/JP2555209B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59185828U (ja) * | 1983-05-30 | 1984-12-10 | 沖電気工業株式会社 | 半導体製造装置 |
| JPS61284931A (ja) * | 1985-06-11 | 1986-12-15 | Fujitsu Ltd | 気相成長装置 |
| JPS63197324A (ja) * | 1987-02-12 | 1988-08-16 | Seiko Instr & Electronics Ltd | ガスソ−スセル |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5535048A (en) * | 1988-09-15 | 1996-07-09 | Flamel Technologies | Nonlinearly optically active compounds |
| US5500047A (en) * | 1994-11-23 | 1996-03-19 | Electronics & Telecommunications Research Institute | Apparatus for adsorbing atomic hydrogen on surface |
| JP2006294608A (ja) * | 2005-04-06 | 2006-10-26 | Samsung Sdi Co Ltd | 有機電界発光素子の製造方法 |
| US8383208B2 (en) | 2005-04-06 | 2013-02-26 | Samsung Display Co., Ltd. | Method of fabricating organic light emitting device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2555209B2 (ja) | 1996-11-20 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
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