JPH0573830B2 - - Google Patents
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- JPH0573830B2 JPH0573830B2 JP14526783A JP14526783A JPH0573830B2 JP H0573830 B2 JPH0573830 B2 JP H0573830B2 JP 14526783 A JP14526783 A JP 14526783A JP 14526783 A JP14526783 A JP 14526783A JP H0573830 B2 JPH0573830 B2 JP H0573830B2
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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
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、低温減圧気相法(LT CVD法と
いう)によりポリシランを主成分とする被膜を作
製する方法に関する。
いう)によりポリシランを主成分とする被膜を作
製する方法に関する。
この発明は反応性気体のポリシランを370〜650
℃の温度に加熱し、分解するとともに、被形成面
を150〜350℃の温度に保持することにより、水素
が再結合中心中和剤として添加されたアモルフア
ス構造を含む珪素を主成分とする非単結晶半導体
を作製する方法に関する。
℃の温度に加熱し、分解するとともに、被形成面
を150〜350℃の温度に保持することにより、水素
が再結合中心中和剤として添加されたアモルフア
ス構造を含む珪素を主成分とする非単結晶半導体
を作製する方法に関する。
この発明はモノシランを含むシランの反応性気
体を用いてLT CVDを行うに際し、同時に300n
m以下の波長の紫外光を被形成面または反応性気
体に照射することにより、反応性気体を高密度化
し、さらにその被膜形成速度を大きくすることを
特徴としている。即ち、光CVD法とLT CVD法
とを併用することを特徴としている。
体を用いてLT CVDを行うに際し、同時に300n
m以下の波長の紫外光を被形成面または反応性気
体に照射することにより、反応性気体を高密度化
し、さらにその被膜形成速度を大きくすることを
特徴としている。即ち、光CVD法とLT CVD法
とを併用することを特徴としている。
この発明は、プラズマCVD法を用いた場合に
観察される被膜形成表面をスパツタ(損傷)する
ことなく、加えて実質的な被膜成長速度を高速度
化せしめることを特徴としている。
観察される被膜形成表面をスパツタ(損傷)する
ことなく、加えて実質的な被膜成長速度を高速度
化せしめることを特徴としている。
従来、減圧気相法(以下CVD法という)は、
反応炉内を減圧下とし、被形成面を有する基板が
最も温度が高く、反応性気体の温度がそれに比べ
て等しいまたは低い方法であつた。
反応炉内を減圧下とし、被形成面を有する基板が
最も温度が高く、反応性気体の温度がそれに比べ
て等しいまたは低い方法であつた。
その一例として、本発明人による発明(特公昭
51−1389多結晶半導体被膜の形成方法、特公昭57
−49133半導体被膜の形成方法、特公昭53−14518
窒化珪素被膜の作製方法、特公昭53−33667半導
体装置作製方法、特公昭56−52877酸化珪素被膜
の作製方法)が知られている。
51−1389多結晶半導体被膜の形成方法、特公昭57
−49133半導体被膜の形成方法、特公昭53−14518
窒化珪素被膜の作製方法、特公昭53−33667半導
体装置作製方法、特公昭56−52877酸化珪素被膜
の作製方法)が知られている。
しかし本発明方法はこれらとは逆に、被形成面
の温度が反応性気体の温度に比べて低い温度とし
ていることを特徴とする低温気相反応方法に関す
る。さらに本発明は反応性気体として、ポリシラ
ンを用いたLT CVD法またはシランを用いた光
エネルギ併用のLT CVD法を特徴とし、その結
果、被形成面の温度を150〜350℃とすることによ
り形成される半導体被膜中には1〜15atom%の
濃度に水素が添加されていることをその構成要件
とし、半導体被膜の形成に関し、被形成面をスパ
ツタ(損傷)させることなく、50Å/分以上の高
い被膜成長速度を得たものである。
の温度が反応性気体の温度に比べて低い温度とし
ていることを特徴とする低温気相反応方法に関す
る。さらに本発明は反応性気体として、ポリシラ
ンを用いたLT CVD法またはシランを用いた光
エネルギ併用のLT CVD法を特徴とし、その結
果、被形成面の温度を150〜350℃とすることによ
り形成される半導体被膜中には1〜15atom%の
濃度に水素が添加されていることをその構成要件
とし、半導体被膜の形成に関し、被形成面をスパ
ツタ(損傷)させることなく、50Å/分以上の高
い被膜成長速度を得たものである。
以下に図面に従つて本発明を記す。
第1図は本発明に用いられた横型CVD装置の
概要を示す。
概要を示す。
図面において、反応系10は石英反応炉2、
300nm以下の波長の光、例えば185nm、254nm
の光エネルギを供給する水銀灯9、反応性気体を
加熱する外部加熱を行う抵抗加熱炉3、被膜が石
英上にコートされないようにする油膜48、被形
成面を有する基板1、基板ホルダ4、ホルダの温
度を所定の温度とする冷却媒体の供給源5、流量
計6、ノズル8にて作製した。
300nm以下の波長の光、例えば185nm、254nm
の光エネルギを供給する水銀灯9、反応性気体を
加熱する外部加熱を行う抵抗加熱炉3、被膜が石
英上にコートされないようにする油膜48、被形
成面を有する基板1、基板ホルダ4、ホルダの温
度を所定の温度とする冷却媒体の供給源5、流量
計6、ノズル8にて作製した。
基板1を所定の温度150〜350℃に冷却した後、
真空ポンプ7にて外部に放出している。
真空ポンプ7にて外部に放出している。
この図面では冷却媒体として窒素を用いた。ガ
ス系20は26よりポリシラン(主成分をジシラ
ン〔Si2H6〕とする)またはシラン一般にはモノ
シラン(SiH4)を流量計29、バルブ28を経
て加えた。またキヤリアガスまたはパージ用ガス
である水素を27より供給した。
ス系20は26よりポリシラン(主成分をジシラ
ン〔Si2H6〕とする)またはシラン一般にはモノ
シラン(SiH4)を流量計29、バルブ28を経
て加えた。またキヤリアガスまたはパージ用ガス
である水素を27より供給した。
排気系30はバルブ13を経て真空ポンプ12
により排気する。
により排気する。
第2図は第1図の反応炉でLT CVD法にて作
製した場合の被膜成長速度を示す。
製した場合の被膜成長速度を示す。
図面において、被膜面の温度と被膜成長速度と
の関係を示す。曲線15は空間の温度370℃、さ
らに500℃16、570℃17、650℃18をそれぞ
れ有している。この場合ジシランは5c.c./分であ
り、圧力は160torr以下の減圧下ここでは10〜
0.5torr特に2torrとした。これをジシランではな
くモノシラン(SiH4)を用いると、曲線14が
得られるのみであつた。実用上の被膜成長速度
(50Å/分以上)を水素を含有する400℃以下、好
ましくは350〜150℃の温度で有せしめることは不
可能であつた。
の関係を示す。曲線15は空間の温度370℃、さ
らに500℃16、570℃17、650℃18をそれぞ
れ有している。この場合ジシランは5c.c./分であ
り、圧力は160torr以下の減圧下ここでは10〜
0.5torr特に2torrとした。これをジシランではな
くモノシラン(SiH4)を用いると、曲線14が
得られるのみであつた。実用上の被膜成長速度
(50Å/分以上)を水素を含有する400℃以下、好
ましくは350〜150℃の温度で有せしめることは不
可能であつた。
他方、本発明に示されるごとく、ポリシランを
用いることは、被膜成長速度を50Å/分〜150
Å/分と実用上可能な範囲で行うことができ、き
わめて有効であることが判明した。
用いることは、被膜成長速度を50Å/分〜150
Å/分と実用上可能な範囲で行うことができ、き
わめて有効であることが判明した。
第2図において、反応空間の温度をそれぞれ
650℃(曲線18)、570℃(曲線17)、470℃
(曲線16)、370℃(曲線15)として各曲線が
得られた。
650℃(曲線18)、570℃(曲線17)、470℃
(曲線16)、370℃(曲線15)として各曲線が
得られた。
さらに被形成面の温度を150℃以下とすると、
形成されるものが被膜に加えてフレークが混在し
て、実用上半導体の特性を得ることができなかつ
た。かかる反応温度に対し、300nm以下の波長
を有する紫外光(5〜500mW/cm2例えば250m
W/cm2)を照射して、フオトLT CVDとして実
施した。すると被膜成長速度をモノシランを用い
た場合でも曲線14より曲線24にさらに向上さ
せることができた。さらに重要なことは、形成さ
れた被膜の電気特性に見られる。即ち、第1図に
示すごとく、紫外光(254nm、185nm)を照射
すると、そのシリコン膜の不純物を添加していな
い場合であつても、AM1(100mW/cm2)にて8
×104(Ωcm)-1、暗伝導度3×1011(Ωcm)-1を得る
ことができた。紫外光を照射しない場合は、1×
104(Ωcm)-1と1×1010(Ωcm)-1であつた。即ちフ
オトセンシテイビテイを1桁以上向上させること
が判明した。
形成されるものが被膜に加えてフレークが混在し
て、実用上半導体の特性を得ることができなかつ
た。かかる反応温度に対し、300nm以下の波長
を有する紫外光(5〜500mW/cm2例えば250m
W/cm2)を照射して、フオトLT CVDとして実
施した。すると被膜成長速度をモノシランを用い
た場合でも曲線14より曲線24にさらに向上さ
せることができた。さらに重要なことは、形成さ
れた被膜の電気特性に見られる。即ち、第1図に
示すごとく、紫外光(254nm、185nm)を照射
すると、そのシリコン膜の不純物を添加していな
い場合であつても、AM1(100mW/cm2)にて8
×104(Ωcm)-1、暗伝導度3×1011(Ωcm)-1を得る
ことができた。紫外光を照射しない場合は、1×
104(Ωcm)-1と1×1010(Ωcm)-1であつた。即ちフ
オトセンシテイビテイを1桁以上向上させること
が判明した。
これを紫外光を併用してポリシランの反応性気
体とする場合も6桁のフオトセンシテイビテイを
得ることができた。
体とする場合も6桁のフオトセンシテイビテイを
得ることができた。
本発明方法において、その不純物の含有量を
SIMS(カメラ社製3F型)およびFTIR(フーリエ
型赤外線分量器)で調べると、その中にある酸素
は5×1017cm-3以下であり、炭素は5×1017cm-3
以下であつた。これは本発明方法においては、不
純物として水または炭化水素がかかる温度でジシ
ランと反応せず、結果としてその反応生成物とし
ての酸化珪素、炭化珪素を被膜中に取り込まない
ためと推定される。
SIMS(カメラ社製3F型)およびFTIR(フーリエ
型赤外線分量器)で調べると、その中にある酸素
は5×1017cm-3以下であり、炭素は5×1017cm-3
以下であつた。これは本発明方法においては、不
純物として水または炭化水素がかかる温度でジシ
ランと反応せず、結果としてその反応生成物とし
ての酸化珪素、炭化珪素を被膜中に取り込まない
ためと推定される。
このことはPCVD法(プラズマ気相反応法)と
比べた場合、その不純物混入の程度が一般には1
〜20×1019cm-3であることを考えると、出発材料
の純度に対し、工業的な余裕を有せしめることが
できることが判明した。
比べた場合、その不純物混入の程度が一般には1
〜20×1019cm-3であることを考えると、出発材料
の純度に対し、工業的な余裕を有せしめることが
できることが判明した。
また紫外光を照射した場合、反応性気体がモノ
シランであつても、その被膜成長速度が第2図曲
線14より曲線24に変成することが可能となつ
た。このため、光エネルギは1KW出力(基板面
積2×20cm2(40cm2)250mW/cm2)であつた。
シランであつても、その被膜成長速度が第2図曲
線14より曲線24に変成することが可能となつ
た。このため、光エネルギは1KW出力(基板面
積2×20cm2(40cm2)250mW/cm2)であつた。
水銀励起法を用いることなく、シランを分解す
ることが370〜650℃の温度の熱エネルギを併用す
ることにより可能となつたことは、きわめて工業
的効果が大きい。特にポリシランは1g当たり1
万〜2万円するに対し、モノシランは1g当たり
100〜130円であることを考えると、反応に光エネ
ルギを必要としても工業的採算ベースにのるもの
と推定される。
ることが370〜650℃の温度の熱エネルギを併用す
ることにより可能となつたことは、きわめて工業
的効果が大きい。特にポリシランは1g当たり1
万〜2万円するに対し、モノシランは1g当たり
100〜130円であることを考えると、反応に光エネ
ルギを必要としても工業的採算ベースにのるもの
と推定される。
また本発明方法において、反応性気体として
LT CVD法においては、ポリシランを用いたこ
と、または光エネルギを併用してLT CVD法に
おいてはモノシランまたはポリシランを用いたこ
とを特徴としている。しかしかかる本発明方法を
実施する際これらは価または価の不純物であ
るジボランまたはフオスヒンを同時に添加したP
またはN型の水素の添加されたシリコン半導体を
形成してもよい。
LT CVD法においては、ポリシランを用いたこ
と、または光エネルギを併用してLT CVD法に
おいてはモノシランまたはポリシランを用いたこ
とを特徴としている。しかしかかる本発明方法を
実施する際これらは価または価の不純物であ
るジボランまたはフオスヒンを同時に添加したP
またはN型の水素の添加されたシリコン半導体を
形成してもよい。
本発明において、8μ以上の遠赤外特にSi−Hの
共鳴吸収が起きる10〜13μの波長において0.1〜
1W/cmの光エネルギを加えることも紫外光照射
と同様に有効である。
共鳴吸収が起きる10〜13μの波長において0.1〜
1W/cmの光エネルギを加えることも紫外光照射
と同様に有効である。
さらにシリコン半導体の添加物としてフオスヒ
ン、メタン、ゲルマンに添加して、SixC1-x(0<
x<1)、Si3N4-x(0<x<4)、SixGe1-x(0<
x<1)を作ることは可能である。
ン、メタン、ゲルマンに添加して、SixC1-x(0<
x<1)、Si3N4-x(0<x<4)、SixGe1-x(0<
x<1)を作ることは可能である。
第1図は本発明に用いた装置の概要を示す。第
2図は本発明方法で得られた被膜成長速度の特性
を示す。
2図は本発明方法で得られた被膜成長速度の特性
を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 減圧下にポリシランを主成分とする反応性気
体を導入し、被形成面に水素が添加された非単結
晶珪素を主成分とする被膜を作製するに際し、前
記反応性気体のポリシランを370〜650℃の温度に
加熱するとともに、前記被膜表面は150〜350℃に
保持させたことを特徴とする減圧気相法。 2 減圧下にシランを主成分とする反応性気体を
導入し、被形成面に水素が添加された非単結晶珪
素を主成分とする被膜を作製するに際し、前記反
応性気体のシランを370〜650℃の温度に加熱する
とともに、前記被膜表面は150〜350℃に保持さ
せ、さらに加えて300nm以下の波長の紫外光ま
たは8μ以上の遠赤外光の光エネルギを被形成面
または反応性気体に照射することを特徴とする減
圧気相法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14526783A JPS6036662A (ja) | 1983-08-08 | 1983-08-08 | 減圧気相法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14526783A JPS6036662A (ja) | 1983-08-08 | 1983-08-08 | 減圧気相法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24679194A Division JP2511808B2 (ja) | 1994-09-16 | 1994-09-16 | 減圧気相法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6036662A JPS6036662A (ja) | 1985-02-25 |
| JPH0573830B2 true JPH0573830B2 (ja) | 1993-10-15 |
Family
ID=15381173
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14526783A Granted JPS6036662A (ja) | 1983-08-08 | 1983-08-08 | 減圧気相法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6036662A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5614257A (en) * | 1991-08-09 | 1997-03-25 | Applied Materials, Inc | Low temperature, high pressure silicon deposition method |
| JP3121131B2 (ja) * | 1991-08-09 | 2000-12-25 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 低温高圧のシリコン蒸着方法 |
| US9443730B2 (en) | 2014-07-18 | 2016-09-13 | Asm Ip Holding B.V. | Process for forming silicon-filled openings with a reduced occurrence of voids |
| US9837271B2 (en) | 2014-07-18 | 2017-12-05 | Asm Ip Holding B.V. | Process for forming silicon-filled openings with a reduced occurrence of voids |
| US10460932B2 (en) | 2017-03-31 | 2019-10-29 | Asm Ip Holding B.V. | Semiconductor device with amorphous silicon filled gaps and methods for forming |
-
1983
- 1983-08-08 JP JP14526783A patent/JPS6036662A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6036662A (ja) | 1985-02-25 |
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