JPS5955441A - 水素化アモルフアスシリコン膜の形成方法 - Google Patents

水素化アモルフアスシリコン膜の形成方法

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JPS5955441A
JPS5955441A JP57164990A JP16499082A JPS5955441A JP S5955441 A JPS5955441 A JP S5955441A JP 57164990 A JP57164990 A JP 57164990A JP 16499082 A JP16499082 A JP 16499082A JP S5955441 A JPS5955441 A JP S5955441A
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pressure
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hydrogenated amorphous
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北川 順久
Zenko Hirose
全孝 廣瀬
Kazuyoshi Isotani
磯谷 計嘉
Nobuhiro Fukuda
福田 信弘
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Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G5/00Recording-members for original recording by exposure, e.g. to light, to heat or to electrons; Manufacture thereof; Selection of materials therefor
    • G03G5/02Charge-receiving layers
    • G03G5/04Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor
    • G03G5/08Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor characterised by the photoconductive material being inorganic
    • G03G5/082Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor characterised by the photoconductive material being inorganic and not being incorporated in a bonding material, e.g. vacuum deposited
    • G03G5/08214Silicon-based
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 7ランを熱分解することによりノに素化アモルファス/
リフ/(以下、a−Si:IIと略lt1..+する)
を形成する方法に関する。
a−Si:Hを得る方法は、モノ7シン(Sill4 
)のグロー放電(CD)によって形成する方法や熱分解
法(CVD)が広く知らltでいるが、まだ満足される
ものは得られてい4:い。すなわち、S i H,のグ
ロー放電による方法は得られるaーSi:H膜の暗伝導
度<j.x)が比較的高く、まだ耐熱性も劣っておシ、
しかも装置が高価複雑となる。また、SiH4の熱分解
による方法は、基板上への堆積速度を大きくできる事、
製造設備を簡素化できる事等の利点があるが、分解温度
が高く、600℃以上の高温を必要とする為、a−Si
:Hを堆積する基板の材質が高価な石英ガラス、サファ
イア等に限定される。その上、得て小さい等)、光電変
換素子、光感光体、薄膜トランジスタ等に実用化する為
にはアモルファスシリコンを基板上に堆積後、水素プラ
ズマ中で更にアニールする工程や水素イオンを注入する
工程を別に必要とし、2段階の操作をせねばならず実用
性の乏しいものであった。
とされているが、従来の方法によってはこのような高抵
抗の膜を形成することは困難であった。
本発明者らは以上の点にがんかみ鋭意検討してかつ後1
11のごとく優れた特徴をもった膜が、他の工程を追加
することなく容易に得られることを見い出し、本発明を
完成するにい/ζつだ。
すなわち、本発明に従って、−・般式S i n I−
12n −1−2(ここで11はn≧2の整数を示す)
であられされる高次/ランカスを大気圧以上の圧力下で
熱分解し基板上に堆積せしめることを特徴とする水素化
アモルファスノリコン膜の形成方法。
か提供される。
以下、本発明の詳細な説明する1゜ 本発明における高次ンランは−・般、■(、S i n
l(2n+2(ここで11は11≧2の整数をンJ、ず
)であられされるもので、たとえば、シソラン(S12
116)、トす/ラン(SiaHa)、テlラゾン/(
Si4 H+o )、ペンタ/ラン(S 115 HI
2) 、ヘキHノンラノ(Sis H+ 4)等である
が、取り扱いの容易さから、シソラン、トリンラノ、テ
トランランがU”;j Lい。
これらは単独でまたは混合物として使用される。
なお、高次7ランを混合物として使用するj混合C」1
、小(1′Lの七)/ジy (S + 11.4. )
 ’J J’;イ+’ Lティーcもか丑わないことは
もちろんである。しかして高次7ランの代りにモノ7ラ
ンのみを用いた場合は、前記のごとく本発明の目的を達
成できない。
本発明はかかる高次ンランを原料として、それ自体公知
の熱分解法により基板」二にアモルファスシリコン膜を
形成せしめるものであるが熱分解圧力は大気圧以上の圧
力下であることが必要である。大気圧以上の圧力下で分
解反応を行これに対し分解圧力が大気圧末/ニアa (
減圧)であると膜の形成速度(生長速度)が遅いはかり
でなく、得られる膜の特性が大気圧以上で形成した場合
に比し喧伝導度をはじめとして劣るものしか(1,1ら
れない。もちろん、減月:設(+iijを備えなること
ができるが、2 Kg/ art−に以下の範囲で十分
本発明の目的を達することかできる。また、装置の取扱
い上もこの範囲が打首しい。
本発明における熱分解温度&、I 250 ’C〜60
0℃、好ましく #1. :300〜500 ℃の範囲
である。分ニくり、1−分な特性を得るこJ:ができな
い。
そして、−1−外な特性を得るためには水素をとり込ま
せる後処理が必要となる。寸だ、これが250 ℃未i
i!l!iであると高次ランプの分解速度が遅くなり、
a−8i−膜の成長速度が実用に適さないほと低くなる
捷だ、5H(4を使用した場合は、大気圧以上の熱分解
においても、6 f) 0 ’L: JJJ、Lの高温
を必要とし、使用基板の制約があ6 k:I”、かりで
なくかかる温度では水素を取込むこノーができず、a 
−8i中のダングリングボンド(未結合手)を十分補償
することができない。さらに500 ℃まで低下させた
場合は、膜の成長速度がきわめて遅くなって、実用的な
速度で膜を形成させることが欠f1シくなるばかりか、
依然として水素を取込みにくく、a−8i中の上記ダン
グリングボンドをなお十分補償することができないとい
う欠点がある。本発明の方法によれば、同r!rA、同
1[−における5ill、の熱分解に比べ膜の成長速度
か10〜50倍になるばかりでな((4jられる水素] 化アモルファスシリコン膜(a−8I:■I)は後記実
施例に示すような優れメし特性を有するのである。
本発明を実施するだめの装置としては、んとえば第1図
に示したようなものか使用]できる1゜10は分解炉(
反応管)であり、:30 mm、 0 >500 m1
bl−60ia121 X I OLI 01nlnl
程度の石英ガラス管である。これに:管でなく角1す(
ダクト)でも」:い。反応管は外周囲にハロケアランプ
のごとき加熱器2’0を備えている。加熱器に対応する
ゞt&’内の部分が分解ゾーンであり、/リコン製ザセ
プター+30(支h’+台)および該サセプター上に石
英ガラス、シリ−1ノ、サファイア。
SUS等の基板40か七ソトされている。分解ゾーンの
副1度に、熱電力]45により測定される。
反応管の一端部は原1ガスの供給部50であり、高次ン
ランカス60およびキャリアガス70配管部に結合され
ている。61.71けバルブであり、63.73はガス
流16計である。
首だ、反応管の他端部は排出ガスの出t−1肖jI s
 。
である。
なお、力11熱器は、ランプ加熱式でなく、反応管全体
を加熱する抵抗加熱式でもか1わない。
次に分解操作について説明するに1分解炉を分解温度以
上に昇温し、窒素ガスを流し7ながらヘーギンク操作を
行った後、分解譚1度〕1で降温し300〜600℃で
温度安定1じさぜる3、シかる後、高次7ラン100%
のもの、−]/こけ、 0.1〜20係程度に窒素、ヘ
リウム、−ノ′ルコ/、水素等の不活性ガスで希釈し/
、−、ものを、そのまま、捷だは、上記不活性ガスのキ
ャリヤーガスと共に、300〜600℃の分解温度に七
ノドしだ分解炉に供給し、高次ンランカスの熱分解を行
い基板上にa−8i:H膜を堆積せしめる。
以下実施例により本発明を具体的に説明する。
以下の実施例において得られたa −S i : H膜
は次のごとくして分析ないし評価した。
(1)  喧伝導度 測定に先立って破測定a−8i:II膜上6′こゲート
電極を真空蒸着によってイτ1け、オーミック特性をと
った。電圧−電流特性は光を遮断し、日本分光■製回析
格子分光器CT−50により測定した。
(2)水素含有量及び赤外吸収 赤外吸収係数の積分強度により求めた。
使用した赤外分尤滞ki IE1木分尤■112F12
型である。
同時に赤外吸収スペクトルからS i −H及びSi 
 N2の伸縮振動の赤外吸収を求めた。
(3)耐熱性 第1図に示しだ装置を使つ−Ca−8i :H膜をN2
.II2等のキャリアガスを流しながら1時間熱アニー
ルし水素のjη[1脱)(1か元の水素含有はの10%
を越える?!ll’1度で表示する。
(4)膜1j、Iみ 膜ノ“−ノみに応じて、重111−法、表111”li
荒さ計による方法、透過率による干渉から求める方法を
併用して求めた。
実施例1 実験装置として第1図にしめし、た装置を使用した(反
応管: 50 AIILのX l O,(10rtvn
l )。
N2カスで希釈した1%のS1□1−16を含む原料ガ
スを1000 cc/minの流速で、N2をキャリヤ
ガスとして用い圧力1− ON9 /’ Crt’t−
Gで分解Pに流し30分CVD操作を行った。熱分解温
度第1表 (実施例) 比較例1 圧力を50Torrの減圧で行った以外は実施1り]1
1と同様の実験を行った。結果を第2表に/]モした。
第2表 (比較例) 比較例2 原料ガスとしてN2で希釈した1係のSiH4を含むガ
スを使用した以外は実施例1と同様な実験を行った(但
し、熱分解温度は500℃を下回ると膜の成長速度が極
めて小さく実用的範囲で得られない為、500〜650
 ℃の範囲とした)。
結果を第:う表にンJ(シた。
第3表 (比較例) *−1a−8i膜を作成後:300℃で水素フラズマア
ニール処理を行なった膜についての結果である。
以上実施例より明らかなように、本発明の方法により得
られる水素化アモルファス7リコ/(a−8i:II)
膜は次のごとき優Iシた特性をイJすることがわかる3
、 したがって、電子写真用感光体J二してIL′譜に適し
たものである。場合によ一:)−Cは13,0等を添加
することによって史11(高抵ト′1.の膜を得ること
もできる。
(2)水素含有量が5〜10原r%と多い;したかつて
、a−8l中のダンクリ/り7+(ンド(未結合手)は
十分1山伯、憲Jtているということができる。なおこ
のことはESRによって確認した、すなわち、本発明の
方法によれば、水素後処理をする必要なしに、熱分解の
みの一段プロセスでかかるすぐれたa−8i:H膜がイ
畳られるのである。
(:3)  +fiil−ノ(性か高い;すなわち、4
00℃アニー、1しにおける離脱水素置か10裂以下で
ある3−万Qこ、場合によっては、500℃を越えるア
ニ・−ルによっても耐熱性を有することが表−1カ・ら
[力ら力・である。
通常の、グロー放電等により形成したa−3i:J−I
膜はアニールすると300℃イ二1近より膜中の水素の
離脱が始まり、400℃刊近まで昇温するとは\完全に
水素が離脱する。これに対し本発明により形成した膜d
1.400℃月近においても水素の離脱量はわずかであ
り、きわめて優れた耐熱性を有していることが明らかで
ある。
(4)赤外吸収において1960〜2000 C7n□
I伺近に5i−H伸縮振動の赤外吸収をもち、2100
o++ ’(J近のSi −N2伸縮振動の赤外吸収は
見られない; すなわち、電気特性と5i−HlSi−112伸縮振動
の赤外吸収との関係C」1.8 i −II2のそれが
少なくなるほど電気特性が良くなるとされているが、本
発明により得ら)Iた膜は5i−N2のそれを全く含ま
ないといつ打首しい4馬徴をもつのである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を実施するだめの装置の説明図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 】 一般式5inlI2n+2 (ここで口1t、l:
     n≧2の整数を示す)であられされる高次ノランガス
    を大気圧以上の圧力下で熱分解し基板上に堆積せしめる
    ことを特徴とする水素化アモルファスノリコン膜の形成
    方法。
JP57164990A 1982-09-24 1982-09-24 水素化アモルフアスシリコン膜の形成方法 Granted JPS5955441A (ja)

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JPS5955441A true JPS5955441A (ja) 1984-03-30
JPH0462073B2 JPH0462073B2 (ja) 1992-10-05

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS633463A (ja) * 1986-06-24 1988-01-08 Agency Of Ind Science & Technol 薄膜トランジスタの製造方法
US5951774A (en) * 1995-01-27 1999-09-14 Nec Corporation Cold-wall operated vapor-phase growth system

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US5951774A (en) * 1995-01-27 1999-09-14 Nec Corporation Cold-wall operated vapor-phase growth system

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