JPS5856414A - プラズマ気相法 - Google Patents
プラズマ気相法Info
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- JPS5856414A JPS5856414A JP56155425A JP15542581A JPS5856414A JP S5856414 A JPS5856414 A JP S5856414A JP 56155425 A JP56155425 A JP 56155425A JP 15542581 A JP15542581 A JP 15542581A JP S5856414 A JPS5856414 A JP S5856414A
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- silicon
- reactive gas
- silicon carbide
- tube
- gas
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- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
- H10P14/20—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials
- H10P14/24—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials using chemical vapour deposition [CVD]
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
- H10P14/20—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials
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- H10P14/2901—Materials
- H10P14/2923—Materials being conductive materials, e.g. metallic silicides
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
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- H10P14/20—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials
- H10P14/32—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials characterised by intermediate layers between substrates and deposited layers
- H10P14/3202—Materials thereof
- H10P14/3204—Materials thereof being Group IVA semiconducting materials
- H10P14/3208—Silicon carbide
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
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- H10P14/3402—Deposited materials, e.g. layers characterised by the chemical composition
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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】
本発明は炭素−珪素結合を有する水素化物またはハロゲ
ン化物よりなる反応性気体を用いて被形成面上に非単結
晶の炭化珪素を形成せしめるプラズマ気相法に関する。
ン化物よりなる反応性気体を用いて被形成面上に非単結
晶の炭化珪素を形成せしめるプラズマ気相法に関する。
本発明はかかる反応性気体を水素、窒素、アルゴンでは
なく特にヘリュームにより布釈することによシ、被形成
面上に損傷の少ない、膜厚の均一性にすぐれ、さらに被
膜成長速度の速い光学的エネルギバンド巾（以下Ｅｇと
いう）が２、３ｅｖ以上を有する炭化珪素被膜を１００
〜４００°Ｃの低温で形成せしめることを目的としてい
る０、本発明はさらにかかる反応性気体にｌｉｔ １ｉ
ｆｆｌの不Ｖ価の不純物を含む不純物気体例えばフォス
ヒン（ＰＲ，）またはアルシン（ム２Ｈｐを漸次添加し
て被形成面を有する基板上［中４＋′ｔｐ型層、１４ζ
工型層およびＮ型層をＰ工Ｎの順序にて積層形成せしめ
るととを目的としている。
なく特にヘリュームにより布釈することによシ、被形成
面上に損傷の少ない、膜厚の均一性にすぐれ、さらに被
膜成長速度の速い光学的エネルギバンド巾（以下Ｅｇと
いう）が２、３ｅｖ以上を有する炭化珪素被膜を１００
〜４００°Ｃの低温で形成せしめることを目的としてい
る０、本発明はさらにかかる反応性気体にｌｉｔ １ｉ
ｆｆｌの不Ｖ価の不純物を含む不純物気体例えばフォス
ヒン（ＰＲ，）またはアルシン（ム２Ｈｐを漸次添加し
て被形成面を有する基板上［中４＋′ｔｐ型層、１４ζ
工型層およびＮ型層をＰ工Ｎの順序にて積層形成せしめ
るととを目的としている。
従来非単結晶半導体として非晶質（以下単にＡｓという
）の珪素がプラズマ気相法で作られる代表的な例として
知られている。これは太陽電池等の光電変換装置への応
用が期待されている。しかしかかる装装置を作ろうとし
たシ、またηに４の発光素子を手早結晶半導体を用いて
得ようとする時、同時に２．３〜３．５ｅＶという広い
Ｅｇを有する窓材料の開発が求められていた。
）の珪素がプラズマ気相法で作られる代表的な例として
知られている。これは太陽電池等の光電変換装置への応
用が期待されている。しかしかかる装装置を作ろうとし
たシ、またηに４の発光素子を手早結晶半導体を用いて
得ようとする時、同時に２．３〜３．５ｅＶという広い
Ｅｇを有する窓材料の開発が求められていた。
この材料として炭化珪素（ｓｔｘａ、−、、（０＜ｘ＜
１））が代表的なものである。しかしこの炭化珪素を実
際炭化物気体であるメタン（０１１１，）等と珪化物気
体であるシラン（ｓｔｙとをプラズマ雰囲気中で分解、
反応せしめることによシ作ろうとする試みがある。しか
しかがる方法によって得られた窒化珪素はマクロには５
ｉｚｅ、−、（０＜ｘζ１）であるが、その中には珪素
のクラスタと炭素のクラスタが多数存在してしまい、均
質な炭化珪素を作るのは不可能であった。このため元竿
的なＸｇを２．０ｅＶ以上にすることは不可能であシ、
一般には珪素と全く同じ１．６〜Ｌ ８ｅＶ Ｌが得ら
れなかった。さらにかかるせまいＫｇではなく２、 Ｏ
ｅＶ以上をどうしても得ようとするとその放電電力は２
００〜５００Ｗときわめて大きくなシ、これらの反応の
結果被形成面を反応スビーシスがスパッタ（損傷）にな
ってしまい、電気的にＰ工Ｎ接合を有せしめ好ましいダ
イオード特性を得ることが全く不可能であった。
１））が代表的なものである。しかしこの炭化珪素を実
際炭化物気体であるメタン（０１１１，）等と珪化物気
体であるシラン（ｓｔｙとをプラズマ雰囲気中で分解、
反応せしめることによシ作ろうとする試みがある。しか
しかがる方法によって得られた窒化珪素はマクロには５
ｉｚｅ、−、（０＜ｘζ１）であるが、その中には珪素
のクラスタと炭素のクラスタが多数存在してしまい、均
質な炭化珪素を作るのは不可能であった。このため元竿
的なＸｇを２．０ｅＶ以上にすることは不可能であシ、
一般には珪素と全く同じ１．６〜Ｌ ８ｅＶ Ｌが得ら
れなかった。さらにかかるせまいＫｇではなく２、 Ｏ
ｅＶ以上をどうしても得ようとするとその放電電力は２
００〜５００Ｗときわめて大きくなシ、これらの反応の
結果被形成面を反応スビーシスがスパッタ（損傷）にな
ってしまい、電気的にＰ工Ｎ接合を有せしめ好ましいダ
イオード特性を得ることが全く不可能であった。
このため本発明においてはかがる欠点を除くため、その
出発物質である反応性気体に炭素−珪素結合を有する材
料を用いた。すなわち炭素−珪素結合を有する水素化物
またはハロゲン化物例えばテトラメチルシラン（８１（
１３ρ（単ニＴＭＳという）、テトラエチルシラン（ｓ
ｉ （ｃ、Ｑ）Ｓｉ（Ｃ樽＞０１． Ｓｉ （ｃ瑞えｃ
４ｓ１（ａ糧、Ｃ〜等の反応性気体を用いたことを第１
の特徴としている。
出発物質である反応性気体に炭素−珪素結合を有する材
料を用いた。すなわち炭素−珪素結合を有する水素化物
またはハロゲン化物例えばテトラメチルシラン（８１（
１３ρ（単ニＴＭＳという）、テトラエチルシラン（ｓ
ｉ （ｃ、Ｑ）Ｓｉ（Ｃ樽＞０１． Ｓｉ （ｃ瑞えｃ
４ｓ１（ａ糧、Ｃ〜等の反応性気体を用いたことを第１
の特徴としている。
さらに本発明において、かかる反応性気体が電磁エネル
ギが加えられてプラズマ状態が発生した雰囲気に導入さ
れ、ａ−ａ結合、Ｅｌｉ−０１結合、５ｉ−０結合が切
断されるため、その０１Ｓ１の不対結合手に水素が再結
合し、再びＯ−Ｈ結合、５ｉ−Ｈ結合を作ってしまうこ
とを防ぐため、キャリアガスとして、水素ではなくヘリ
ュームを用いている。その場合他の条件を同じにすると
、ＴＭＳ／Ｈｅ −１／’１〜３０の場合と、Ｔ Ｍ
８／Ｈ−；１／ｉ〜ＹＯにおいて、その被膜の成長速度
を３〜９倍Ｋまで高めることができ、かつ形成された被
膜の均一性が水素の場合その膜厚のバラツキが±６％で
あったのに、±３％にまで下けることができ、きわめて
均一な被膜とすることができた。このＲθはＡｒ等の活
性気体と異なシ、その分子率が小さいためとイオン化エ
ネルギが２．５ｅＶと最も大きいため、プラズマ化され
ても被形成面をスパッタすることが少なく、Ｐ工Ｎ接合
を設けた膜においてもその効果が大きかった。
ギが加えられてプラズマ状態が発生した雰囲気に導入さ
れ、ａ−ａ結合、Ｅｌｉ−０１結合、５ｉ−０結合が切
断されるため、その０１Ｓ１の不対結合手に水素が再結
合し、再びＯ−Ｈ結合、５ｉ−Ｈ結合を作ってしまうこ
とを防ぐため、キャリアガスとして、水素ではなくヘリ
ュームを用いている。その場合他の条件を同じにすると
、ＴＭＳ／Ｈｅ −１／’１〜３０の場合と、Ｔ Ｍ
８／Ｈ−；１／ｉ〜ＹＯにおいて、その被膜の成長速度
を３〜９倍Ｋまで高めることができ、かつ形成された被
膜の均一性が水素の場合その膜厚のバラツキが±６％で
あったのに、±３％にまで下けることができ、きわめて
均一な被膜とすることができた。このＲθはＡｒ等の活
性気体と異なシ、その分子率が小さいためとイオン化エ
ネルギが２．５ｅＶと最も大きいため、プラズマ化され
ても被形成面をスパッタすることが少なく、Ｐ工Ｎ接合
を設けた膜においてもその効果が大きかった。
さらにかかる反応性気体を用いると、反応炉を１気圧以
下特に０．０１〜１ｏ ｔ ｏ ｒ ｒ、代表的には０
、３〜０．６ｔＯｒｒの圧力下にて５０Ｗ以下の電磁エ
ネルギにおりても、例えば０．１〜１００ＭＨｚ特に１
３．５６ＭＨｇ Ｘまたは１〜４ＧＨ２特に２．４５０
Ｈ２において被膜を形成することが可能である。即チ低
エネルギプラズマＯＶＤ装置とすることができた。
下特に０．０１〜１ｏ ｔ ｏ ｒ ｒ、代表的には０
、３〜０．６ｔＯｒｒの圧力下にて５０Ｗ以下の電磁エ
ネルギにおりても、例えば０．１〜１００ＭＨｚ特に１
３．５６ＭＨｇ Ｘまたは１〜４ＧＨ２特に２．４５０
Ｈ２において被膜を形成することが可能である。即チ低
エネルギプラズマＯＶＤ装置とすることができた。
さらに５０〜５００Ｗという高エネルギプラズマ雰囲気
とすると、形成された炭化珪素は微結晶化し、その結果
Ｐ型またはＮ型において、ホウ累またはリンを０．５〜
］、０％（ここでは（ＢＬＨ，ｔたはＰＨｊ） ／ （
炭化珪化物気体＋珪化物気体）の比をパーセントで示す
）添加した場合、低エネルギでは電気伝導度は１０〜１
０（ａｃｍ）であったモｆ） カ、１０〜’１０ （ｘ
ｃｍｊ′ト約１０００ 倍Ｋ １ ”ｔ’高めることが
できた。
とすると、形成された炭化珪素は微結晶化し、その結果
Ｐ型またはＮ型において、ホウ累またはリンを０．５〜
］、０％（ここでは（ＢＬＨ，ｔたはＰＨｊ） ／ （
炭化珪化物気体＋珪化物気体）の比をパーセントで示す
）添加した場合、低エネルギでは電気伝導度は１０〜１
０（ａｃｍ）であったモｆ） カ、１０〜’１０ （ｘ
ｃｍｊ′ト約１０００ 倍Ｋ １ ”ｔ’高めることが
できた。
そしてその光学的Ｅｇは珪素のような１．６〜１．８ｅ
Ｖではなく２．３〜３．５θＶ代表的には２．５〜３．
２θＶを有することが可能であった。加えてこの中にジ
ボランまたはフォスヒンをＯ，（１〜５モルチ添加する
と、その窒化珪素（Ｓｉｚｃ、−。
Ｖではなく２．３〜３．５θＶ代表的には２．５〜３．
２θＶを有することが可能であった。加えてこの中にジ
ボランまたはフォスヒンをＯ，（１〜５モルチ添加する
と、その窒化珪素（Ｓｉｚｃ、−。
０＜ｘ＜０．５）は低エネルギ法ではｈｓ＠造を有し活
性化エネルギ０．３〜０．６ｅＶを有する。また高エネ
ルギ法ではＯ，Ｏ’ｌ〜Ｏ，ｌｅＶを有するＰまたはＮ
型の半導体とすることができた。さらにこの高エネルギ
法を用いて得られた炭化珪素は５〜２００Ａの大きさの
微結晶構造を有するいわゆるセミアモルファス（以下単
に８Ａｓという）構造を有せしめることができた。かか
るＳＡＳにおいて、そのＰまたはＮ型の不純物のアクセ
プタまたはドナーとなるイオン化率を９７〜１００チを
有し、添加した不純物のすべてを活性化することができ
た。
性化エネルギ０．３〜０．６ｅＶを有する。また高エネ
ルギ法ではＯ，Ｏ’ｌ〜Ｏ，ｌｅＶを有するＰまたはＮ
型の半導体とすることができた。さらにこの高エネルギ
法を用いて得られた炭化珪素は５〜２００Ａの大きさの
微結晶構造を有するいわゆるセミアモルファス（以下単
に８Ａｓという）構造を有せしめることができた。かか
るＳＡＳにおいて、そのＰまたはＮ型の不純物のアクセ
プタまたはドナーとなるイオン化率を９７〜１００チを
有し、添加した不純物のすべてを活性化することができ
た。
以下に図面に従って本発明のプラズマ気相法勿説明する
。
。
第１図は本発明を用いたプラズマＣＶＤ装置の概幾を示
す。
す。
第１図において被形成面を有する基板（１）は石英ジグ
にて保持され、図面では７段、２列計１４まいの構成を
させている。各基板は１０−４０ｍｍ代表的には２０−
２５ｍｍの間がくをおいて配列されておシ、このジグに
よる反応性気体は基板の間の空隙に均一に注入するよう
に設けである。
にて保持され、図面では７段、２列計１４まいの構成を
させている。各基板は１０−４０ｍｍ代表的には２０−
２５ｍｍの間がくをおいて配列されておシ、このジグに
よる反応性気体は基板の間の空隙に均一に注入するよう
に設けである。
被形成面は基板の下面であり、上面は被形成面−一なら
ないようおおわれている。これは反応性気体の分ｈ￥、
反応にょシ反応生成物が均一に付層、被膜化せしめると
ともに、この層膜形成の際反応・ａ壁よシ遊離したフレ
イタ（細片）等が飛しようして重力にょシ上面に多数落
下し、この７レイクがピンホールの発生を誘発してしま
うためである。このため被形成面を下面にすることは量
産歩留シを考慮するときわめて重要である。さらにこの
基板（１）を折入させた反応炉（資）には、この基板に
垂直に電磁エネルギの電界が加わるように電極（９）α
０）を上下に設ける０との電極の外側Ｋｔ気炉（５）が
設けられておシ、基板（１）が１００〜５００°Ｃ代表
的には３００°Ｏに加熱されている。
ないようおおわれている。これは反応性気体の分ｈ￥、
反応にょシ反応生成物が均一に付層、被膜化せしめると
ともに、この層膜形成の際反応・ａ壁よシ遊離したフレ
イタ（細片）等が飛しようして重力にょシ上面に多数落
下し、この７レイクがピンホールの発生を誘発してしま
うためである。このため被形成面を下面にすることは量
産歩留シを考慮するときわめて重要である。さらにこの
基板（１）を折入させた反応炉（資）には、この基板に
垂直に電磁エネルギの電界が加わるように電極（９）α
０）を上下に設ける０との電極の外側Ｋｔ気炉（５）が
設けられておシ、基板（１）が１００〜５００°Ｃ代表
的には３００°Ｏに加熱されている。
反応性気体はキャリアガスのへリュームをａｌよυ、■
価の不純物であるジボランをａｌよシ、７価の不純物で
あるフオスヒンをα→よシ、■価の添加物である珪化物
気体のシランを（ＩＱよシ導入した０ また炭素−珪素結合を有する反応性気体ＴＭ８呟）を用
いると、ｊｎＪ！ｕ状態で液体であるためステンレス容
器ａｌ）に保存されるＯこの容器は゛成子恒温１０林よ
シ所定の温度に制御されている。
価の不純物であるジボランをａｌよシ、７価の不純物で
あるフオスヒンをα→よシ、■価の添加物である珪化物
気体のシランを（ＩＱよシ導入した０ また炭素−珪素結合を有する反応性気体ＴＭ８呟）を用
いると、ｊｎＪ！ｕ状態で液体であるためステンレス容
器ａｌ）に保存されるＯこの容器は゛成子恒温１０林よ
シ所定の温度に制御されている。
このＴＭＳは節点が２５°Ｃであシ、ロータＩＪ−ポン
プ（ロ）をパルプα０をへて排気させ、反応炉内を０．
０１〜１０ｔｏｒｒに保持させた。こうすることによシ
１気圧よシ低い圧力によシ、給米として特に加熱しなく
てもＴＭＥＩを気化させることができる。この気化した
ＴＭ８を１００％の濃度で流量計を介して反応炉に導入
することは、従来の如く容器Ｑρをバブルして反応性気
体を放出するやり方に比較して、その流量′１Ｉｉ１］
御が’ｌｆｔ度よく可能であり、技術上重要である。
プ（ロ）をパルプα０をへて排気させ、反応炉内を０．
０１〜１０ｔｏｒｒに保持させた。こうすることによシ
１気圧よシ低い圧力によシ、給米として特に加熱しなく
てもＴＭＥＩを気化させることができる。この気化した
ＴＭ８を１００％の濃度で流量計を介して反応炉に導入
することは、従来の如く容器Ｑρをバブルして反応性気
体を放出するやり方に比較して、その流量′１Ｉｉ１］
御が’ｌｆｔ度よく可能であり、技術上重要である。
実用上流量計がつまった場合、ｌｆｌ？ｖにおいてθ乃
よりヘリュームを導入した。
よりヘリュームを導入した。
これらの反応性気体はキャリアガスであるヘリュームを
所定の割合で混合して反応炉のに導入した。電磁エネル
ギは電極（９）、（１０）の間に加え例えば高周波（１
３，５６ＭＨ２）を加えて、これによυ被形成面上に蓄
積された被膜をふみ固めるような方向の電界を加えてい
る。こうすることによ）電界によシ動かされる反応性気
体の飛しようを利用して、形成された炭化珪素または珪
素中にボイド等の存在を少くせしめた。さらにこのプラ
ズマ放電においては、反応性気体が混合室（８）をへて
混合された後励起室（ハ）において分解または反応をお
こさしめ、反応生成物を基枚上に形成する空間反応を主
として用いた。電磁エネルギは電源（４）よシ直流高周
波を主として用いた。もちろんマイクロ波（１〜４ＧＨ
ｚ）を用いてもよい。このようにして被形成面上に炭化
珪素被としてのＨｅ １００ｃｃ７とした。ＴＭＳ／Ｈ
ｅ＝２０において１ｅｏｈ／分の被膜成長速度を得るこ
とができた。これを第１図のキャリアガスα］を水素に
変えると、Ｔ Ｍ Ｓ／Ｈｔ＝２０とし他の条件を全く
同じにしても２５Ａ／分と被膜成長速度しか得られず、
その成長速度は約１７６にしかならない。
所定の割合で混合して反応炉のに導入した。電磁エネル
ギは電極（９）、（１０）の間に加え例えば高周波（１
３，５６ＭＨ２）を加えて、これによυ被形成面上に蓄
積された被膜をふみ固めるような方向の電界を加えてい
る。こうすることによ）電界によシ動かされる反応性気
体の飛しようを利用して、形成された炭化珪素または珪
素中にボイド等の存在を少くせしめた。さらにこのプラ
ズマ放電においては、反応性気体が混合室（８）をへて
混合された後励起室（ハ）において分解または反応をお
こさしめ、反応生成物を基枚上に形成する空間反応を主
として用いた。電磁エネルギは電源（４）よシ直流高周
波を主として用いた。もちろんマイクロ波（１〜４ＧＨ
ｚ）を用いてもよい。このようにして被形成面上に炭化
珪素被としてのＨｅ １００ｃｃ７とした。ＴＭＳ／Ｈ
ｅ＝２０において１ｅｏｈ／分の被膜成長速度を得るこ
とができた。これを第１図のキャリアガスα］を水素に
変えると、Ｔ Ｍ Ｓ／Ｈｔ＝２０とし他の条件を全く
同じにしても２５Ａ／分と被膜成長速度しか得られず、
その成長速度は約１７６にしかならない。
これはキャリアガスをヘリュームにした時、ＴＭＥＩよ
υ炭化珪素（ｃ／Ｓｉ４／１）という炭素過剰の炭化珪
素を作る場合のみならず、いわゆるＳ ｉ Ｘ Ｃｔ−
Ｑす きわめて大きな影Ｉを与え、形成された半尋体執屓の低
価格化のためには必要不可欠である。
υ炭化珪素（ｃ／Ｓｉ４／１）という炭素過剰の炭化珪
素を作る場合のみならず、いわゆるＳ ｉ Ｘ Ｃｔ−
Ｑす きわめて大きな影Ｉを与え、形成された半尋体執屓の低
価格化のためには必要不可欠である。
電磁エネルギを２５Ｗではなく１０〜２００Ｗと１０゜
２５、５０．１００．２００Ｗと変えてもＮ４で、ヘリ
ュームを用いた方が著しく高い被膜成長速度を得ること
ができた。
２５、５０．１００．２００Ｗと変えてもＮ４で、ヘリ
ュームを用いた方が著しく高い被膜成長速度を得ること
ができた。
加えて形成された被膜の均一度も水素希釈が±５チを得
るに対し、±２％以下を得ることができ、半導体装Ｉ筺
として用いる時の寄与穴であった０ またキャリアガスをヘリュームのみとするのではなく、
水素をＨｅと比較してＨ，／ ＴＩＬ・１／ＩＫ到るま
で同時混合すると、これに従って被膜成長速度も小さく
なった。
るに対し、±２％以下を得ることができ、半導体装Ｉ筺
として用いる時の寄与穴であった０ またキャリアガスをヘリュームのみとするのではなく、
水素をＨｅと比較してＨ，／ ＴＩＬ・１／ＩＫ到るま
で同時混合すると、これに従って被膜成長速度も小さく
なった。
本発萌はさらにかかる炭化珪素に対しさらに基板上にＰ
工Ｎ接合を設けた。
工Ｎ接合を設けた。
すなわち第２図体）にそのたて断面図を示してたは珪素
（ハ）、Ｎ型炭化）口Ｐでｉｏ） ’ｅ Ｄｉけ、さら
にある。このＰ工Ｎ構造を有する半導体（３１）は板形
成面上よシ第１図において７Ｍ８とジボランをＢＬＢｓ
／ＴＭＢ＝ １〜５％として添加した。するとそのエネ
ルギバンド巾は２．１〜３．ＯｅＶを有し、シランにジ
ボランを１％以上添加した如くにバンド巾は小さくなら
なかった。かくの如くにしてＰ型層（至）を形成した後
、真性または実質的に真性の珪素またはこの珪素中に厚
さ方向に７Ｍ８を添加してエネルギ中を漸減せしめ、真
性または実質的真性の半導体としての炭化珪素または珪
素を作った。これは第１図において７Ｍ８を導入すると
ともにシランをａ・よシ等入し、５ｉＨｙ’ＴＭ８・０
〜Ｃｌ０Ｋ変化させることによＪｕｇを３．５ｅＶより
１，８ｅｖにまで変化させることかで負る０例えば太陽
電池等の光電変換装置においてはに上面にｆｌ））Ｌ
ＴＭＳを主成分としてＰＨｊを０．５〜５モル９ｂ姉加
し、Ｎ盤の８１、Ｃ２、（３のを”ｌｏｏ〜績ＯＡの岸
さに形成させた。
（ハ）、Ｎ型炭化）口Ｐでｉｏ） ’ｅ Ｄｉけ、さら
にある。このＰ工Ｎ構造を有する半導体（３１）は板形
成面上よシ第１図において７Ｍ８とジボランをＢＬＢｓ
／ＴＭＢ＝ １〜５％として添加した。するとそのエネ
ルギバンド巾は２．１〜３．ＯｅＶを有し、シランにジ
ボランを１％以上添加した如くにバンド巾は小さくなら
なかった。かくの如くにしてＰ型層（至）を形成した後
、真性または実質的に真性の珪素またはこの珪素中に厚
さ方向に７Ｍ８を添加してエネルギ中を漸減せしめ、真
性または実質的真性の半導体としての炭化珪素または珪
素を作った。これは第１図において７Ｍ８を導入すると
ともにシランをａ・よシ等入し、５ｉＨｙ’ＴＭ８・０
〜Ｃｌ０Ｋ変化させることによＪｕｇを３．５ｅＶより
１，８ｅｖにまで変化させることかで負る０例えば太陽
電池等の光電変換装置においてはに上面にｆｌ））Ｌ
ＴＭＳを主成分としてＰＨｊを０．５〜５モル９ｂ姉加
し、Ｎ盤の８１、Ｃ２、（３のを”ｌｏｏ〜績ＯＡの岸
さに形成させた。
第２図体）において（３つは光の入射用の透明尋電祠で
ある。かかる構造にすると、光をＮＪｍ（３０）で不純
物によシ吸収されることがないため、そのすべてを１層
に導入でき、さらにこの（１のせまい１１１ｇに対しそ
れをはさむＰ層（ハ）、Ｎ層（３０）が広いＥｇを有し
、この間に発生する空乏層により電子・ホールの対のｔ
憾方向への分離をさせることができた０その精米ＡＭＩ
（１ｏｏｍｗ／ｃｊ）において、１０〜１２％の震侠
効率を１０ｍ’のセルで骨ることができた。
ある。かかる構造にすると、光をＮＪｍ（３０）で不純
物によシ吸収されることがないため、そのすべてを１層
に導入でき、さらにこの（１のせまい１１１ｇに対しそ
れをはさむＰ層（ハ）、Ｎ層（３０）が広いＥｇを有し
、この間に発生する空乏層により電子・ホールの対のｔ
憾方向への分離をさせることができた０その精米ＡＭＩ
（１ｏｏｍｗ／ｃｊ）において、１０〜１２％の震侠
効率を１０ｍ’のセルで骨ることができた。
しかしこの積ｊ―の順序を層（ハ）をＮＪ’；Ａ、ｊ會
（３０）をＰ層とすると、１〜２％程涙しか得られず、
最初に形成される被験がＰ型の炭化珪素であることはき
わめて重要なことであった。
（３０）をＰ層とすると、１〜２％程涙しか得られず、
最初に形成される被験がＰ型の炭化珪素であることはき
わめて重要なことであった。
第２図（Ｂ）は透光性基板（３−Ｑであり、その上面に
達明碍゛醒膜（３２）力投けられている。この面ＫＩａ
して最初０りと同様ＫＰ型型化化珪素至）、工型炭化珪
索または珪素（イ）、Ｎ型炭化珪素（３０）力形成され
ている。１層はその岸さが￥０〜１００ＯＡ特に５０〜
２００Ａときわめて薄く、この１層を薄くすることは電
極（３２） （３３）に加えて得られるダイオード特性
に好ましく、すなわちリークが逆方向でない特性とする
ことは重要であった。このＰ工に接合において、Ｐ層は
１層と同様のｚを小さくしたいわゆるシングルへテロ接
合としてもよい０かくすることによシ特にライフタイム
の短いホールに対してバリヤを発生できるため、これで
も十分発光が可能であった。またとの１層はＰ（ハ）−
１翰−Ｎ（３０）において、Ｅｇは一般にＷ−Ｎ−Ｗの
関係にあり、ダブルへテロ接合を有する０このため順方
向に電流を流すとこの１層に電子ホールが集まり、互い
に盾結合をして発光させることができた。この発光の効
率を高めるためには、本発明の被形成面上での積層の）
１ハ序をＰ−１−Ｎとすることが重要でちり、逆にＮ
７Ｘ−ｐとすると、Ｎ型不純物の一部が１層に混入し、
実質的にＮ型化してしまう。このためダイオード特性が
よく得られなかった。
達明碍゛醒膜（３２）力投けられている。この面ＫＩａ
して最初０りと同様ＫＰ型型化化珪素至）、工型炭化珪
索または珪素（イ）、Ｎ型炭化珪素（３０）力形成され
ている。１層はその岸さが￥０〜１００ＯＡ特に５０〜
２００Ａときわめて薄く、この１層を薄くすることは電
極（３２） （３３）に加えて得られるダイオード特性
に好ましく、すなわちリークが逆方向でない特性とする
ことは重要であった。このＰ工に接合において、Ｐ層は
１層と同様のｚを小さくしたいわゆるシングルへテロ接
合としてもよい０かくすることによシ特にライフタイム
の短いホールに対してバリヤを発生できるため、これで
も十分発光が可能であった。またとの１層はＰ（ハ）−
１翰−Ｎ（３０）において、Ｅｇは一般にＷ−Ｎ−Ｗの
関係にあり、ダブルへテロ接合を有する０このため順方
向に電流を流すとこの１層に電子ホールが集まり、互い
に盾結合をして発光させることができた。この発光の効
率を高めるためには、本発明の被形成面上での積層の）
１ハ序をＰ−１−Ｎとすることが重要でちり、逆にＮ
７Ｘ−ｐとすると、Ｎ型不純物の一部が１層に混入し、
実質的にＮ型化してしまう。このためダイオード特性が
よく得られなかった。
これは本発明方法によシ炭化珪素が通常真性といっても
Ｎ型を有していること、さらに１層におけるホールの移
動度が電子に比べて１／１０００〜１／１０００である
ことによるものと推定される。
Ｎ型を有していること、さらに１層におけるホールの移
動度が電子に比べて１／１０００〜１／１０００である
ことによるものと推定される。
さらに本発明の如く、プラズマ気相法において、ＴＭＳ
等の炭化珪化物気体を用いるのではなく、炭化物気体と
珪化物気体とを反応させても第２図（Ｂ）の構造におい
てはダイオード特性がみられず、発光もみられなかった
。
等の炭化珪化物気体を用いるのではなく、炭化物気体と
珪化物気体とを反応させても第２図（Ｂ）の構造におい
てはダイオード特性がみられず、発光もみられなかった
。
このことより化学量論的に炭素と珪素とを混合したもの
であることは十分な条件とならず、炭素と珪素とが十分
に結合していることがきわめて重要である。これは赤外
線吸収スペクトルをル・１べると、約８０００！ｎ′を
ピークとして、６００〜１００００ｍ’と広い吸収が本
発明方法においては得られ、その他の結合がきわめて少
ないことからも５ｉ−Ｃｉ合が十分生成していることが
十分バ・Ｅ明できた。
であることは十分な条件とならず、炭素と珪素とが十分
に結合していることがきわめて重要である。これは赤外
線吸収スペクトルをル・１べると、約８０００！ｎ′を
ピークとして、６００〜１００００ｍ’と広い吸収が本
発明方法においては得られ、その他の結合がきわめて少
ないことからも５ｉ−Ｃｉ合が十分生成していることが
十分バ・Ｅ明できた。
第１図は本発明のプラズマ気相法を用いた炭化珪素の製
造装置である。 第２図は本発明方法によって得られた半導体装置のたて
断面図である。 特許出顆人
造装置である。 第２図は本発明方法によって得られた半導体装置のたて
断面図である。 特許出顆人
Claims (1)
- １、炭素−珪素結合を有する水素化物またはハロゲン化
物よりなる反応性気体を１気圧以下に保持されたプラズ
マ雰囲気内に導入して分解、反応せしめることにより、
被形成面上に炭化珪素または炭化珪素と珪素の結合体よ
りなるＰ工Ｎ構造を有する被膜を彫型の導電型を有する
炭化珪素を形成する工程と、真性または実質的に真性の
導電型の炭化珪素被膜または珪素を主成分とする被膜を
形成する工程と、この工程の後にＶ価の不純物を有する
不純物気体を同時に導入して、Ｎ型のＳ電型を有する炭
化珪素を形成する工程とを有せしめることにより、基板
上にＰ工Ｎ接合を有せしめることを特徴とするプラズマ
気相法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56155425A JPS5856414A (ja) | 1981-09-30 | 1981-09-30 | プラズマ気相法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56155425A JPS5856414A (ja) | 1981-09-30 | 1981-09-30 | プラズマ気相法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5856414A true JPS5856414A (ja) | 1983-04-04 |
| JPH0332209B2 JPH0332209B2 (ja) | 1991-05-10 |
Family
ID=15605720
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56155425A Granted JPS5856414A (ja) | 1981-09-30 | 1981-09-30 | プラズマ気相法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5856414A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0529652A (ja) * | 1991-07-19 | 1993-02-05 | Tdk Corp | 青色発光素子及びその製造方法 |
| CN102891073A (zh) * | 2012-09-28 | 2013-01-23 | 南京航空航天大学 | 一种低温等离子体辅助铝诱导多晶碳化硅薄膜的制备方法 |
-
1981
- 1981-09-30 JP JP56155425A patent/JPS5856414A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0529652A (ja) * | 1991-07-19 | 1993-02-05 | Tdk Corp | 青色発光素子及びその製造方法 |
| CN102891073A (zh) * | 2012-09-28 | 2013-01-23 | 南京航空航天大学 | 一种低温等离子体辅助铝诱导多晶碳化硅薄膜的制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0332209B2 (ja) | 1991-05-10 |
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