JPS6014433A - 半導体薄膜およびその製造方法 - Google Patents
半導体薄膜およびその製造方法Info
- Publication number
- JPS6014433A JPS6014433A JP58123054A JP12305483A JPS6014433A JP S6014433 A JPS6014433 A JP S6014433A JP 58123054 A JP58123054 A JP 58123054A JP 12305483 A JP12305483 A JP 12305483A JP S6014433 A JPS6014433 A JP S6014433A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silicon
- grain size
- thin film
- semiconductor thin
- range
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- 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
- H10P14/34—Deposited materials, e.g. layers
- H10P14/3402—Deposited materials, e.g. layers characterised by the chemical composition
- H10P14/3404—Deposited materials, e.g. layers characterised by the chemical composition being Group IVA materials
- H10P14/3411—Silicon, silicon germanium or germanium
Landscapes
- Light Receiving Elements (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
本発明は結晶質および非晶質の部分が混在し、さらにシ
リコンと水素の原子数比を特定した半導体薄膜およびそ
の製造方法に関する。
リコンと水素の原子数比を特定した半導体薄膜およびそ
の製造方法に関する。
従来例の構成とその問題点
従来、グロー放電法でＳ １）ｒ４． Ｓ ｉ ２Ｈ６
等を分解し堆積させたシリコン薄膜は、完全な非晶質ま
たはグロー放電の条件によっては、直径２ｏ○人程度か
、それ以下の粒径を持つ微結晶化されたシリコンを含む
薄膜であった。微結晶化されたシリコン薄膜は、ｐ型ま
たはｎ型の不純物を混入させると、非晶質のものと比べ
て１桁から３桁も電気伝導度が大きくなった。しかし、
不純物を人為的に混入させない１型シリコンは、光導電
特性等電気的特性に改善は見られなかった。
等を分解し堆積させたシリコン薄膜は、完全な非晶質ま
たはグロー放電の条件によっては、直径２ｏ○人程度か
、それ以下の粒径を持つ微結晶化されたシリコンを含む
薄膜であった。微結晶化されたシリコン薄膜は、ｐ型ま
たはｎ型の不純物を混入させると、非晶質のものと比べ
て１桁から３桁も電気伝導度が大きくなった。しかし、
不純物を人為的に混入させない１型シリコンは、光導電
特性等電気的特性に改善は見られなかった。
このように従来の非晶質半導体は、キャリア」６に正孔
の易動度が小さいため、半導体素子としての電気特性が
結晶系のものに比べ劣っていた。
の易動度が小さいため、半導体素子としての電気特性が
結晶系のものに比べ劣っていた。
発明の目的
本発明は、上記問題点を軽減し、特性の良い半導体素子
用の素材となる半導体薄膜および、それを得る製造方法
を提供するものである。
用の素材となる半導体薄膜および、それを得る製造方法
を提供するものである。
発明の構成
本発明は、結晶粒径が２００〜２０００人の範囲を持つ
主成分がシリコンである結晶と、結晶粒径が２００八未
満の主成分がシリコンである非晶質であり、従来の非晶
質薄膜および微結晶化薄膜に比べ、結晶粒径が大きいた
め、上記半導体薄膜は大きな正孔移動度を持つ。
主成分がシリコンである結晶と、結晶粒径が２００八未
満の主成分がシリコンである非晶質であり、従来の非晶
質薄膜および微結晶化薄膜に比べ、結晶粒径が大きいた
め、上記半導体薄膜は大きな正孔移動度を持つ。
さらに本発明は水素化シリコンをプラズマ反応させて分
解させ、３５０〜４６０℃に加熱した基板上に堆積させ
る半導体薄膜の製造方法である。
解させ、３５０〜４６０℃に加熱した基板上に堆積させ
る半導体薄膜の製造方法である。
プラズマの放電電力を０ 、２Ｗ／ｃｄ 以上にするこ
とによって堆積する半導体薄膜は直径が２００〜２ｏ○
０人の結晶粒を含むＯこの半導体薄膜は、従来の非晶質
または微結晶化された薄膜に比べ大きな正孔移動度を持
つ０ 実施例の説明 以下本発明の一実施例について、従来例と対比させなが
ら説明する。表には従来から得られた非晶質シリコンお
よび微結晶化シリコンの薄膜成長パラメータと１本発明
によって得られる薄膜成長パラメータとを比較して示し
た。
とによって堆積する半導体薄膜は直径が２００〜２ｏ○
０人の結晶粒を含むＯこの半導体薄膜は、従来の非晶質
または微結晶化された薄膜に比べ大きな正孔移動度を持
つ０ 実施例の説明 以下本発明の一実施例について、従来例と対比させなが
ら説明する。表には従来から得られた非晶質シリコンお
よび微結晶化シリコンの薄膜成長パラメータと１本発明
によって得られる薄膜成長パラメータとを比較して示し
た。
表にも示したように原料ガスは、従来例よりもＨ２また
は不活性ガスの希釈度の大きな範囲を用いている◇基板
温度は従来例よりも高温側である・Ｓｉ Ｈの場合は、
３５０〜４００℃、ＳｉＨ４の ６ 場合は４００〜４５０℃の範囲が好ましい。
は不活性ガスの希釈度の大きな範囲を用いている◇基板
温度は従来例よりも高温側である・Ｓｉ Ｈの場合は、
３５０〜４００℃、ＳｉＨ４の ６ 場合は４００〜４５０℃の範囲が好ましい。
真空度、流量は堆積装置の構造によって変化しやすいパ
ラメータであるが、いずれも従来の使用範囲を用いるこ
とができる。放電電力密度も堆積装置の構造ｒよって変
化しやすいが、容量結合型の放電電極で、電極の直径が
１０αを越えるものでは、 ０．２Ｗ／ｄ を越える放
電電力密度が必要である０これは、従来から得られてい
る微結晶化膜と同じか、それより大きな値となっている
・堆積速度は、従来例の範囲の小さな値の範囲に入って
いる。薄膜中の結合水素量は、はとんど存在しない値か
ら、５ａｔ、％程度である。この値の算出は、基板に単
結晶シリコンを用いて赤外吸収特性を測定し、 Ｓ ｉ
−Ｈ、Ｓ ｚ Ｈ２の吸収モードである２ ０００ｃｍ
付近の吸収から見積ったものである。
ラメータであるが、いずれも従来の使用範囲を用いるこ
とができる。放電電力密度も堆積装置の構造ｒよって変
化しやすいが、容量結合型の放電電極で、電極の直径が
１０αを越えるものでは、 ０．２Ｗ／ｄ を越える放
電電力密度が必要である０これは、従来から得られてい
る微結晶化膜と同じか、それより大きな値となっている
・堆積速度は、従来例の範囲の小さな値の範囲に入って
いる。薄膜中の結合水素量は、はとんど存在しない値か
ら、５ａｔ、％程度である。この値の算出は、基板に単
結晶シリコンを用いて赤外吸収特性を測定し、 Ｓ ｉ
−Ｈ、Ｓ ｚ Ｈ２の吸収モードである２ ０００ｃｍ
付近の吸収から見積ったものである。
光学的吸収端は、１．４〜１．６ｅｖ と従来よシ小さ
な値と々っている。これは、吸収係数αと光子エネルギ
ｈνとの変化を測定し、縦軸にμ訂をとシ横軸にｈνを
とってｆπ７が、２００から３００の範囲での直線部分
からめた。結晶粒が大きな薄膜では、Ｆとｂνとの関係
は直線になり難かったので、誤差範囲は大きいものの光
学的吸収端は従来のものよシ小さくなっていた。
な値と々っている。これは、吸収係数αと光子エネルギ
ｈνとの変化を測定し、縦軸にμ訂をとシ横軸にｈνを
とってｆπ７が、２００から３００の範囲での直線部分
からめた。結晶粒が大きな薄膜では、Ｆとｂνとの関係
は直線になり難かったので、誤差範囲は大きいものの光
学的吸収端は従来のものよシ小さくなっていた。
ＭＯＳ型のＦＥＴを作成し、電子と正孔の易動度をめた
。室温付近で、従来の薄膜では、電子の場合は約１ｃｙ
４／Ｖ 、ＳｅＣであるが、正孔は約１０−’ Ｃｄ／
■、Ｓ８ｃシかない０正孔の易動度が、このように小さ
いのが、従来の薄膜の欠点であった。結晶粒径が約１０
Ｏｏ人ある本発明による薄膜でＦＥＴ を作成し、同様
の測定をしたところ、電子は１−５すＶ、ｓｅｃ カ（
ｌラレ、正孔は約１Ｏ−２ｒａｒＶＶ 、ｓｃ’、ｃが
得られた０正孔の易動度は、従来のものより１桁大きい
・なお、結晶粒径は電子線回折データのピーク値の半値
幅によって見積った０ 例えば、光電変換素子を作成させる場合を考える・電子
と正孔の易動度が大きく違うため光入射側にｐ型層を持
ってこなければ、効率は向上しなかった・正孔の走行距
離を短くするためである。
。室温付近で、従来の薄膜では、電子の場合は約１ｃｙ
４／Ｖ 、ＳｅＣであるが、正孔は約１０−’ Ｃｄ／
■、Ｓ８ｃシかない０正孔の易動度が、このように小さ
いのが、従来の薄膜の欠点であった。結晶粒径が約１０
Ｏｏ人ある本発明による薄膜でＦＥＴ を作成し、同様
の測定をしたところ、電子は１−５すＶ、ｓｅｃ カ（
ｌラレ、正孔は約１Ｏ−２ｒａｒＶＶ 、ｓｃ’、ｃが
得られた０正孔の易動度は、従来のものより１桁大きい
・なお、結晶粒径は電子線回折データのピーク値の半値
幅によって見積った０ 例えば、光電変換素子を作成させる場合を考える・電子
と正孔の易動度が大きく違うため光入射側にｐ型層を持
ってこなければ、効率は向上しなかった・正孔の走行距
離を短くするためである。
しかし、本発明による薄膜では、正孔の易動度が大きく
なっているので、必ずしもｐ型層を光入射側にもってく
る必要はなく、構造上の制限をなくすことができる。
なっているので、必ずしもｐ型層を光入射側にもってく
る必要はなく、構造上の制限をなくすことができる。
発明の効果
本発明によれば、前述のようにキャリアの易動度、特に
正孔の易動度が１桁程度大きくなる。この薄膜を用いて
半導体素子を作成すれば、従来の薄膜を用いていたもの
より電気的特性を向上させることができる。
正孔の易動度が１桁程度大きくなる。この薄膜を用いて
半導体素子を作成すれば、従来の薄膜を用いていたもの
より電気的特性を向上させることができる。
代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名−１
４７−・
４７−・
Claims (3)
- （１）結晶粒径が２００〜２０００への範囲のシリコン
を主成分とする結晶質と、結晶粒径が２００八未満のシ
リコンを主成分とする非晶質と、前記結晶質のまわりに
大部分存在し、かつ前記シリコンとの原子数比がＩＱａ
峠以下の水素とを少なくとも構成要素とする半導体薄膜
。 - （２）水素化シリコン或いは水素化シリコンを水素また
は不活性ガスで希釈させた上記水素化シリコンをグロー
放電させ、３５０〜４５０℃に加熱させた基板上に堆積
させることを特徴とする半導体薄膜の製造方法。 - （３）グロー放電電力をｏ、２Ｗ／ｃｒ１以上にするこ
とを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の半導体薄膜
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58123054A JPS6014433A (ja) | 1983-07-05 | 1983-07-05 | 半導体薄膜およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58123054A JPS6014433A (ja) | 1983-07-05 | 1983-07-05 | 半導体薄膜およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6014433A true JPS6014433A (ja) | 1985-01-25 |
Family
ID=14851056
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58123054A Pending JPS6014433A (ja) | 1983-07-05 | 1983-07-05 | 半導体薄膜およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6014433A (ja) |
-
1983
- 1983-07-05 JP JP58123054A patent/JPS6014433A/ja active Pending
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