JPS60218829A - 堆積膜形成方法 - Google Patents
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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】
〔技術分野〕
本発明はドーピングされたシリコンを含有する堆積膜、
とシわけ光導電膜、半導体膜などとして有用なドーピン
グされたアモルファスシリコン（以下、ａ−８１という
）あるいは多結晶シリコンの堆積膜を形成するのに好適
な方法に関する０〔従来技術〕 従来、例えばＮ型及びＰ型ａ−８ｉの堆積膜を、ＳｉＨ
４又はＳｉ２Ｈ６を原料として用いたグロー放電堆積法
又は熱エネルギー堆積法で形成することが知られている
。即ち、５ｔＨ４や１ｓｉ２Ｈ６を電気エネルギーや熱
エネルギーを用いて励起・分解して基体上にａ−８ｔの
堆積膜を形成し、この膜を種々の目的で利用することが
周知である。
とシわけ光導電膜、半導体膜などとして有用なドーピン
グされたアモルファスシリコン（以下、ａ−８１という
）あるいは多結晶シリコンの堆積膜を形成するのに好適
な方法に関する０〔従来技術〕 従来、例えばＮ型及びＰ型ａ−８ｉの堆積膜を、ＳｉＨ
４又はＳｉ２Ｈ６を原料として用いたグロー放電堆積法
又は熱エネルギー堆積法で形成することが知られている
。即ち、５ｔＨ４や１ｓｉ２Ｈ６を電気エネルギーや熱
エネルギーを用いて励起・分解して基体上にａ−８ｔの
堆積膜を形成し、この膜を種々の目的で利用することが
周知である。
しかし、これらＳｉＨ４及びＳ１□Ｈ６を原料として用
いた場合、グロー放電堆積法においては、高出力下で堆
積中の膜への放電エネルギーの影響が大きく、再現性の
ある安定した条件とする制御が難しい。特に、広面積、
厚膜の堆積膜を形成する場合に、これが顕著である＠ また、熱エネルギー堆積法においても、高温が必要とな
ることから、使用される基体が限定されると共に、高温
によＪ）ｍ−８１中の有用な結合水素原子が離脱してし
まう確率が増え、所望の特性が得にくくなる。
いた場合、グロー放電堆積法においては、高出力下で堆
積中の膜への放電エネルギーの影響が大きく、再現性の
ある安定した条件とする制御が難しい。特に、広面積、
厚膜の堆積膜を形成する場合に、これが顕著である＠ また、熱エネルギー堆積法においても、高温が必要とな
ることから、使用される基体が限定されると共に、高温
によＪ）ｍ−８１中の有用な結合水素原子が離脱してし
まう確率が増え、所望の特性が得にくくなる。
この様に、８１Ｈ４及び５ｔ２Ｈ６を用いて堆積膜を形
成する場合、均一な電気的・光学的特性及び品質の安定
性の確保が難しく、堆積中の膜表面の乱れ及びバルク内
の欠陥が生じ易いなどの解決されるべき問題点が残され
ているのが現状である。
成する場合、均一な電気的・光学的特性及び品質の安定
性の確保が難しく、堆積中の膜表面の乱れ及びバルク内
の欠陥が生じ易いなどの解決されるべき問題点が残され
ているのが現状である。
そこで、近年、これらの問題点を解消すべく、５ＩＨ４
及び８１２Ｉ（６を原料とするａ−８ｉの光エネルギー
堆積法（光ＣＶＤ法）が提案され、注目を集めている。
及び８１２Ｉ（６を原料とするａ−８ｉの光エネルギー
堆積法（光ＣＶＤ法）が提案され、注目を集めている。
この光エネルギー堆積法によると、ａ−８ｌ堆積膜を低
温で作製できる利点などにより、上記問題点を大幅に改
善することができる。しかしながら、光エネルギーとい
った比較的僅少な励起エネルギー下でのＳ Ｉ Ｈ４及
びＳ１□Ｈ６を原料とした光エネルギー堆積法では、飛
躍的に効率の良い分解を期待することができないため、
成膜速度の向上が期待できず、量産性に難点があるとい
う新たな問題点が生じている。
温で作製できる利点などにより、上記問題点を大幅に改
善することができる。しかしながら、光エネルギーとい
った比較的僅少な励起エネルギー下でのＳ Ｉ Ｈ４及
びＳ１□Ｈ６を原料とした光エネルギー堆積法では、飛
躍的に効率の良い分解を期待することができないため、
成膜速度の向上が期待できず、量産性に難点があるとい
う新たな問題点が生じている。
本発明は、現状におけるこれら問題点を解消すべくなさ
れたものである。
れたものである。
本発明の目的は、高品質を維持しつつ成膜速度を高くす
ることのできるドーピングされたシリコンを含有する堆
積膜の形成方法な提供することにある。
ることのできるドーピングされたシリコンを含有する堆
積膜の形成方法な提供することにある。
本発明の他の目的は、広面積、厚膜の場合においても、
均一な電気的・光学的特性及び品質の安定性を確保しつ
つ高品質のドーピングされたシリコンを含有する堆積膜
を作製することのできる堆積膜形成方法を提供すること
にある。
均一な電気的・光学的特性及び品質の安定性を確保しつ
つ高品質のドーピングされたシリコンを含有する堆積膜
を作製することのできる堆積膜形成方法を提供すること
にある。
上記目的は、基体を収容した室内に、一般式：”ｎＸ２
ｎ＋２ （式中、Ｘはハロゲン原子、ｎは１〜６の整数
である。）で表わされる鎖状ハロゲン化ケイ素化合物、
周期律表第■族又は第■族に属する元素（以下、不純物
元素という）を成分とする化合物及び水素の気体状雰囲
気を形成し、光エネルギーを利用することによって前記
化合物及び水素を励起して分解し、前記基体上に不純物
元素でドーピングされたシリコンを含有する堆積膜を形
成することを特徴とする堆積膜形成方法によって達成さ
れる。
ｎ＋２ （式中、Ｘはハロゲン原子、ｎは１〜６の整数
である。）で表わされる鎖状ハロゲン化ケイ素化合物、
周期律表第■族又は第■族に属する元素（以下、不純物
元素という）を成分とする化合物及び水素の気体状雰囲
気を形成し、光エネルギーを利用することによって前記
化合物及び水素を励起して分解し、前記基体上に不純物
元素でドーピングされたシリコンを含有する堆積膜を形
成することを特徴とする堆積膜形成方法によって達成さ
れる。
本発明方法によって形成される不純物元素でドーピング
されたシリコンを含有する堆積膜は、結晶質でも非晶質
でもよく、膜中のシリコンの結合は、オリゴマー状から
ポリマー状までの何れの形態でもよい。また、原料中の
水素原子及びハロゲン原子などを構造中にとり込んでい
てもよい。
されたシリコンを含有する堆積膜は、結晶質でも非晶質
でもよく、膜中のシリコンの結合は、オリゴマー状から
ポリマー状までの何れの形態でもよい。また、原料中の
水素原子及びハロゲン原子などを構造中にとり込んでい
てもよい。
以下、主としてａ−８ｔ堆積膜の場合について、本発明
の実施態様を説明する。
の実施態様を説明する。
前記一般式の鎖状ハロダン化ケイ素化合物は、直鎖又は
分岐状の鎖状水素化ケイ素化合物（鎖状７２ン化合物）
Ｓ１ｎＨ２ｎ＋２のハロゲン訪導体であって、製造が容
易でありかつ安定性の高い化合物である。一般式中、Ｘ
は、フッ素、塩素、臭素及びヨウ素から選ばれるハロゲ
ン原子を表わす。ｎの値を１〜６に限定したのは、ｎが
大きくなる程分解が容易となるが気化しに〈〈なシ合成
も困難である上、分解効率も悪くなるためである。
分岐状の鎖状水素化ケイ素化合物（鎖状７２ン化合物）
Ｓ１ｎＨ２ｎ＋２のハロゲン訪導体であって、製造が容
易でありかつ安定性の高い化合物である。一般式中、Ｘ
は、フッ素、塩素、臭素及びヨウ素から選ばれるハロゲ
ン原子を表わす。ｎの値を１〜６に限定したのは、ｎが
大きくなる程分解が容易となるが気化しに〈〈なシ合成
も困難である上、分解効率も悪くなるためである。
前記一般式の鎖状ハロゲン化ケイ素化合物の好適例とし
ては、以下の化合物を挙げることができる。
ては、以下の化合物を挙げることができる。
（１）ＳｉＦ４、（２）ｓ１２Ｆ６、（：３）８１３Ｆ
８、（４）８１４Ｆ、。、（５）８１５Ｆ、２、（６）
ｓｉ６Ｆ１４、（７）ｓｌｃｔ４、（８）ｓ１２ｃＬ６
、（９） Ｓｔ、Ｃｌ３、Ｃ１ＯＳｉＢｒ４、ｃｌｌ）
Ｓｉ２Ｂｒ６、％ Ｓ ｉ ｓ Ｂ ｒ ８ ％（至）
ＳｉＩ４゜ また、本発明で使用する不純物元素としては、ｐ型不純
物として、周期律表第■族Ａの元素、例えば％ Ｂ ＋
Ａｔ ＊ Ｇａ ｔ Ｉｎ ｔ Ｔｔ等が好適ナモノ
トして挙げられ１ｎ型不純物としては、周期律表第■族
ＡＯ元素、例えばＮ ＊ Ｐ ＋ Ａｓ ｒ Ｓｂ ＋
Ｂｉ 等が好適なものとして挙げられるが、特にＢ、
Ｇａ＋ｐ 、 ｓｂ 等が最適である。ドーピングされ
る不純物の量は１所望される電気的・光学的特性に応じ
て適宜決定されるが、周期律表第■族Ａの不純物の場合
３ Ｘ ＩＱ−２〜ｄ ａｔｏｍｉｃ−〇量範囲でドー
ピングしてやれば良く、周期律表第■族Ａの不純物の場
合には５×１０″″３〜２ ａｔｏｍｉｃ ％の量範囲
でドーピングしてやれば良い。
８、（４）８１４Ｆ、。、（５）８１５Ｆ、２、（６）
ｓｉ６Ｆ１４、（７）ｓｌｃｔ４、（８）ｓ１２ｃＬ６
、（９） Ｓｔ、Ｃｌ３、Ｃ１ＯＳｉＢｒ４、ｃｌｌ）
Ｓｉ２Ｂｒ６、％ Ｓ ｉ ｓ Ｂ ｒ ８ ％（至）
ＳｉＩ４゜ また、本発明で使用する不純物元素としては、ｐ型不純
物として、周期律表第■族Ａの元素、例えば％ Ｂ ＋
Ａｔ ＊ Ｇａ ｔ Ｉｎ ｔ Ｔｔ等が好適ナモノ
トして挙げられ１ｎ型不純物としては、周期律表第■族
ＡＯ元素、例えばＮ ＊ Ｐ ＋ Ａｓ ｒ Ｓｂ ＋
Ｂｉ 等が好適なものとして挙げられるが、特にＢ、
Ｇａ＋ｐ 、 ｓｂ 等が最適である。ドーピングされ
る不純物の量は１所望される電気的・光学的特性に応じ
て適宜決定されるが、周期律表第■族Ａの不純物の場合
３ Ｘ ＩＱ−２〜ｄ ａｔｏｍｉｃ−〇量範囲でドー
ピングしてやれば良く、周期律表第■族Ａの不純物の場
合には５×１０″″３〜２ ａｔｏｍｉｃ ％の量範囲
でドーピングしてやれば良い。
かかる不純物元素を成分として含む化合物としては、常
温常圧でガス状態であるが、あるいは少なくとも堆積膜
形成条件下で気体であシ、適宜の気化装置で容易に気化
し得る化合物を選°択するのが好ましい。この様な化合
物としては、ＰＨ３゜Ｐ２Ｈ４ｔ ＰＦ５ ＊ ＰＦ５
ｒ ＰＣｌ５ ｙ ＡｓＨ３ｔ ＡｌＦ５ ＋ Ａｌ
Ｆ２ ＋ＡｓＣＡ３ 、５ｂＨ３ｒ ＳｂＦ５＊ Ｓｉ
Ｈ３、ＢＦ３ 、 ＢＣｌ３゜ＢＢｒｓ ｌ Ｂ２Ｈ６
＋ Ｂ４Ｈ１０＋ Ｂ５Ｈ９、ＢｓＨｌ、１Ｂ６Ｈ１０
＋Ｂ６Ｈ１２＊ ｈｔｃｔ３等を挙げることができる。
温常圧でガス状態であるが、あるいは少なくとも堆積膜
形成条件下で気体であシ、適宜の気化装置で容易に気化
し得る化合物を選°択するのが好ましい。この様な化合
物としては、ＰＨ３゜Ｐ２Ｈ４ｔ ＰＦ５ ＊ ＰＦ５
ｒ ＰＣｌ５ ｙ ＡｓＨ３ｔ ＡｌＦ５ ＋ Ａｌ
Ｆ２ ＋ＡｓＣＡ３ 、５ｂＨ３ｒ ＳｂＦ５＊ Ｓｉ
Ｈ３、ＢＦ３ 、 ＢＣｌ３゜ＢＢｒｓ ｌ Ｂ２Ｈ６
＋ Ｂ４Ｈ１０＋ Ｂ５Ｈ９、ＢｓＨｌ、１Ｂ６Ｈ１０
＋Ｂ６Ｈ１２＊ ｈｔｃｔ３等を挙げることができる。
不純物元素を含む化合物は、１種用いても２種以上併用
してもよい。
してもよい。
本発明において不純物元素でドーピングされたシリコン
を含−有する堆積膜を形成する前記室は、減圧下におか
れるのが好ましいが、常圧下ないし加圧下においても本
発明方法を実施することができる。
を含−有する堆積膜を形成する前記室は、減圧下におか
れるのが好ましいが、常圧下ないし加圧下においても本
発明方法を実施することができる。
本発明において使用される励起エネルギーは、光エネル
ギーに限定されるものであるが、前記一般式の鎖状ハロ
ダン化ケイ素化合物は、光エネルギー等比較的低いエネ
ルギーの付与により容易に励起・分解し、良質なシリコ
ン堆積膜を形成することができ、またこの場合、基体の
温度も比較的低い温度とすることができるという特長を
有する。
ギーに限定されるものであるが、前記一般式の鎖状ハロ
ダン化ケイ素化合物は、光エネルギー等比較的低いエネ
ルギーの付与により容易に励起・分解し、良質なシリコ
ン堆積膜を形成することができ、またこの場合、基体の
温度も比較的低い温度とすることができるという特長を
有する。
また、励起エネルギーは基体近傍に到達した原料に一様
にあるいは選択的制御的に付与されるが、光エネルギー
を使用すれば、適宜の光学系を用いて基体の全体に照射
して堆積膜を形成することができるし、あるいは所望部
分のみに選択的制御的に照射して部分的に堆積膜を形成
することができ、またレジスト等を使用して所定の図形
部分のみに照射し堆積膜を形成できるなどの便利さを有
しているため、有利に用いられる。
にあるいは選択的制御的に付与されるが、光エネルギー
を使用すれば、適宜の光学系を用いて基体の全体に照射
して堆積膜を形成することができるし、あるいは所望部
分のみに選択的制御的に照射して部分的に堆積膜を形成
することができ、またレジスト等を使用して所定の図形
部分のみに照射し堆積膜を形成できるなどの便利さを有
しているため、有利に用いられる。
本発明においては、前記室内に前記一般式の鎖状ハロゲ
ン化ケイ素化合物、不純物元素を成分とする化合物及び
水素の気体状雰囲気を形成することにより、励起・分解
反応の過程で生成する水素ラジカルが反応の効率を高め
る。その上、形成される堆積膜中に水素がとシ込まれ、
ｓｉ結合構造の欠陥を減らす役割を果たす。また、前記
一般式の鎖状ハロゲン化ケイ素化合物は、分解の過程で
５ｉｘＸｓｔｘ２、ｓｔｘ、 、ｓｉ□Ｘ３．５ｉ２Ｘ
４、Ｓ ｉ ２Ｘ５．５１３ｘ、、Ｂ ｉ 、Ｘ４、Ｓ
ｉ ３Ｘ５、Ｓ ｔ ５Ｘ６、Ｓ ｉ ３Ｘ、、など
のラジカルを発生させ、また水素によって、Ｓｔ。
ン化ケイ素化合物、不純物元素を成分とする化合物及び
水素の気体状雰囲気を形成することにより、励起・分解
反応の過程で生成する水素ラジカルが反応の効率を高め
る。その上、形成される堆積膜中に水素がとシ込まれ、
ｓｉ結合構造の欠陥を減らす役割を果たす。また、前記
一般式の鎖状ハロゲン化ケイ素化合物は、分解の過程で
５ｉｘＸｓｔｘ２、ｓｔｘ、 、ｓｉ□Ｘ３．５ｉ２Ｘ
４、Ｓ ｉ ２Ｘ５．５１３ｘ、、Ｂ ｉ 、Ｘ４、Ｓ
ｉ ３Ｘ５、Ｓ ｔ ５Ｘ６、Ｓ ｉ ３Ｘ、、など
のラジカルを発生させ、また水素によって、Ｓｔ。
Ｘ及びＨが結合したラジカルが発生するため、これらの
ラジカルを含む反応プロセスを経て、最終的に、Ｓｌの
〆ングリングポンドをＨ又はＸで十分にターミネートし
た局在準位密度の小さい良質の膜が得られる。
ラジカルを含む反応プロセスを経て、最終的に、Ｓｌの
〆ングリングポンドをＨ又はＸで十分にターミネートし
た局在準位密度の小さい良質の膜が得られる。
また、前記一般式の鎖状ハロダン化ケイ素化合物は、２
種以上を併用してもよいが、この場合、各化合物によっ
て期待される膜特性を平均化した程度の特性、ないしは
相乗的に改良された特性が得られる・ 以下、図面を参照して更に具体的に説明する。
種以上を併用してもよいが、この場合、各化合物によっ
て期待される膜特性を平均化した程度の特性、ないしは
相乗的に改良された特性が得られる・ 以下、図面を参照して更に具体的に説明する。
図面は、本発明方法によって光導電膜、半導体膜等とし
て用いられるａ−８１堆積膜を形成するのに使用する装
置の１例を示した模式図である。
て用いられるａ−８１堆積膜を形成するのに使用する装
置の１例を示した模式図である。
図中、１は堆積室であシ、内部の基体支持台２上に所望
の基体３が載置される。基体３は、導電性、牛導電性あ
るいは電気絶縁性の何れの基体でもよい。
の基体３が載置される。基体３は、導電性、牛導電性あ
るいは電気絶縁性の何れの基体でもよい。
４は基体加熱用のヒーターであシ、導線５を介して給電
され、発熱する。基体温度は特に制限されないが、本発
明方法を実施するにあたっては、好ましくは５０〜１．
５０ ℃、よシ好ましくは１００〜１５０℃であること
が望ましい。
され、発熱する。基体温度は特に制限されないが、本発
明方法を実施するにあたっては、好ましくは５０〜１．
５０ ℃、よシ好ましくは１００〜１５０℃であること
が望ましい。
６乃至９は、ガス供給源であシ、前記一般式で示される
鎖状ハロゲン化ケイ素化合物及び不純物元素を成分とす
る化合物のうち液状のものを使用する場合には、適宜の
気化装置を具備させる。気化装置には加熱沸騰を利用す
るタイプ、液体原料中にキャリアーガスを通過させるタ
イプ等があシ、何れでもよい。また、水素ガスは分子状
のままで用いても、予めラジカル化して用いてもよい。
鎖状ハロゲン化ケイ素化合物及び不純物元素を成分とす
る化合物のうち液状のものを使用する場合には、適宜の
気化装置を具備させる。気化装置には加熱沸騰を利用す
るタイプ、液体原料中にキャリアーガスを通過させるタ
イプ等があシ、何れでもよい。また、水素ガスは分子状
のままで用いても、予めラジカル化して用いてもよい。
ガス供給源の個数は４に限定されず、使用する前記一般
式の鎖状ハロゲン化ケイ素化合物及び不純物元素を成分
とする化合物の数。キャリヤーガス、希釈ガス、触媒ガ
ス等を使用する場合において原料ガスである前記一般式
の化合物、不純物元素を成分とする化合物及び水素との
予備混合の有無、Ｎｕ及びＰ型の膜を同一基体上に形成
する場合の便宜を考慮して適宜選択される。図中、ガス
４＃姶源６乃至９の符号に、ａを付したのは分岐管、ｂ
を付したのは流量計、Ｃを付したのは各流量計の高圧側
の圧力を計測する圧力計、ｄ又はｅを付したのは各気体
流量を調整するためのノＺルプである。
式の鎖状ハロゲン化ケイ素化合物及び不純物元素を成分
とする化合物の数。キャリヤーガス、希釈ガス、触媒ガ
ス等を使用する場合において原料ガスである前記一般式
の化合物、不純物元素を成分とする化合物及び水素との
予備混合の有無、Ｎｕ及びＰ型の膜を同一基体上に形成
する場合の便宜を考慮して適宜選択される。図中、ガス
４＃姶源６乃至９の符号に、ａを付したのは分岐管、ｂ
を付したのは流量計、Ｃを付したのは各流量計の高圧側
の圧力を計測する圧力計、ｄ又はｅを付したのは各気体
流量を調整するためのノＺルプである。
各ガス供給源から供給される原料ガス等は、ガス導入管
１０の途中で混合され、図示しない杉ト気装置に付勢さ
れて、室１内に導入される。１１は室１内に導入される
ガスの圧力を計測するための圧力計である。また、１２
はガス排気管であシ、堆積室１内を減圧したシ、導入ガ
スを強ｆｌｉＵ排気するための図示しない排気装置と接
続されている。
１０の途中で混合され、図示しない杉ト気装置に付勢さ
れて、室１内に導入される。１１は室１内に導入される
ガスの圧力を計測するための圧力計である。また、１２
はガス排気管であシ、堆積室１内を減圧したシ、導入ガ
スを強ｆｌｉＵ排気するための図示しない排気装置と接
続されている。
１３はレギュレータ・パルプであるＯ
本発明で使用する励起エネルギー供給源の１例として、
１４は光エネルギー発生装置でちゃで、例えば水銀ラン
プ、キセノンラング、炭酸ガスレーザ、アルゴンイオン
レーザ、エキシマレーザ−等が用いられる。なお、本発
明で用いる光エネルギーは紫外層エネルギーに限定され
ず、原料ガスを励起・分解せしめ、分解生成物を堆積さ
せることができるものでおれば、波長域を問うものでは
ない。また、光エネルギーが原料ガス、又は基板に吸収
されて熱エネルギーに変換し、その熱エネルギーによっ
て原料ガスの励起・分解がもたらされて堆積膜が形成さ
れる場合を排除するものでもない。光エネルギー発生装
置１４から適宜の光学系を用いて基体全体あるいは基体
の所望部分に向けられた光１５は、矢印１６の向きに流
れている原料ガス等に照射され、励起・分解を起こして
基体３上の全体あるいは所望部分にａ−８ｉの堆積膜を
形成する。
１４は光エネルギー発生装置でちゃで、例えば水銀ラン
プ、キセノンラング、炭酸ガスレーザ、アルゴンイオン
レーザ、エキシマレーザ−等が用いられる。なお、本発
明で用いる光エネルギーは紫外層エネルギーに限定され
ず、原料ガスを励起・分解せしめ、分解生成物を堆積さ
せることができるものでおれば、波長域を問うものでは
ない。また、光エネルギーが原料ガス、又は基板に吸収
されて熱エネルギーに変換し、その熱エネルギーによっ
て原料ガスの励起・分解がもたらされて堆積膜が形成さ
れる場合を排除するものでもない。光エネルギー発生装
置１４から適宜の光学系を用いて基体全体あるいは基体
の所望部分に向けられた光１５は、矢印１６の向きに流
れている原料ガス等に照射され、励起・分解を起こして
基体３上の全体あるいは所望部分にａ−８ｉの堆積膜を
形成する。
本発明方法によれば、所望によシ、薄膜から厚膜までの
任意の膜厚の堆積膜が得られ、また膜面積も所望により
任意に選択することができる。膜厚の制御は、原料ガス
の圧力、流量、濃度等の制御、励起エネルギー量の制御
等通常の方法で行なうことができる。
任意の膜厚の堆積膜が得られ、また膜面積も所望により
任意に選択することができる。膜厚の制御は、原料ガス
の圧力、流量、濃度等の制御、励起エネルギー量の制御
等通常の方法で行なうことができる。
第２図は、本発明方法を実施して作製される不純物元素
によってドーピングされたａ−８１堆積膜を利用したＰ
ＩＮ型ダ′イオード・デノ々イスの典型例を示した断面
図である。
によってドーピングされたａ−８１堆積膜を利用したＰ
ＩＮ型ダ′イオード・デノ々イスの典型例を示した断面
図である。
図中、２１は基板、２２及び２７は薄膜電極、２３は半
導体膜であυ、Ｐ型のａ−８１層２４、■型のａ−８ａ
層２５、及びＮ型のａ−８１層２６によって構成される
。２８は導線である。
導体膜であυ、Ｐ型のａ−８１層２４、■型のａ−８ａ
層２５、及びＮ型のａ−８１層２６によって構成される
。２８は導線である。
基板２１としては半導電性、好ましくは、電気絶縁性の
ものが用いられる。半導電性基板としては、例えば、Ｓ
ｌ、Ｇｏ等の半導体が挙げられる。
ものが用いられる。半導電性基板としては、例えば、Ｓ
ｌ、Ｇｏ等の半導体が挙げられる。
電気絶縁性基板としては、ポリエステル１ポリエチレン
、ポリカーブネート、セルローズアセテート、ポリプロ
ピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリス
チレン、ポリアミド等の合成樹脂のフィルム又はシート
、ガラス、セラミック、紙等が通常使用される。薄膜電
極２２．２７は例えば、ＮｉＣｒ ＋ Ａｔ 、 Ｃｒ
＊ Ｍｏ ｒ Ａｕ ＋ Ｉｒ ｔＮｂ ｒ Ｔａ
＋ Ｖ ｒ Ｔｉ ｒ Ｐｔ ｒ Ｐｄ ｔ Ｉｎ２０
３１５ｎ０２ ｒＩＴＯ（Ｉｎ２Ｏ５＋５ｎ０２ ）等
の薄膜を真空蒸着、電子ビーム蒸着、スｔ４ツタリング
等の処理で基板上に設けることによって得られる。電極
２２の膜厚としては、好ましくは３０〜５Ｘ１０’Ｘ％
よシ好ましくは１００〜５Ｘ１０３Ｘとされるのが望ま
しい０ａ−８ｉの半導体層２７を構成する膜体を必要に
応じてｎ型２５又はＰＭ２３とするには、層形成の際に
、不純物元素のうちｎ型不純物又はｐ型不純物、或いは
両不純物を形成される層中にその量を制御し乍らドーピ
ングしてやる事によって成される。
、ポリカーブネート、セルローズアセテート、ポリプロ
ピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリス
チレン、ポリアミド等の合成樹脂のフィルム又はシート
、ガラス、セラミック、紙等が通常使用される。薄膜電
極２２．２７は例えば、ＮｉＣｒ ＋ Ａｔ 、 Ｃｒ
＊ Ｍｏ ｒ Ａｕ ＋ Ｉｒ ｔＮｂ ｒ Ｔａ
＋ Ｖ ｒ Ｔｉ ｒ Ｐｔ ｒ Ｐｄ ｔ Ｉｎ２０
３１５ｎ０２ ｒＩＴＯ（Ｉｎ２Ｏ５＋５ｎ０２ ）等
の薄膜を真空蒸着、電子ビーム蒸着、スｔ４ツタリング
等の処理で基板上に設けることによって得られる。電極
２２の膜厚としては、好ましくは３０〜５Ｘ１０’Ｘ％
よシ好ましくは１００〜５Ｘ１０３Ｘとされるのが望ま
しい０ａ−８ｉの半導体層２７を構成する膜体を必要に
応じてｎ型２５又はＰＭ２３とするには、層形成の際に
、不純物元素のうちｎ型不純物又はｐ型不純物、或いは
両不純物を形成される層中にその量を制御し乍らドーピ
ングしてやる事によって成される。
次に、第２図に示したダイオードｆ：第１図に示した装
置を用い本発明方法によって作製する場合の操作を示す
。
置を用い本発明方法によって作製する場合の操作を示す
。
電極２２の薄膜が表面に設けられた基板２１を、堆積室
１内の支持台２上に置き、ガス排気管１２を通して図示
しない排気装置によシ堆積室内を排気し減圧にする。減
圧下の堆積室内の気圧は好ましくは５Ｘ１０ Ｔｏｒｒ
以下、よシ好ましくは１０ Ｔｏｒｒ以下が望ましい。
１内の支持台２上に置き、ガス排気管１２を通して図示
しない排気装置によシ堆積室内を排気し減圧にする。減
圧下の堆積室内の気圧は好ましくは５Ｘ１０ Ｔｏｒｒ
以下、よシ好ましくは１０ Ｔｏｒｒ以下が望ましい。
薄膜電極２２上にＰ型ａ−８ｉ膜２４を設けるために、
気体状態となっている前記一般式の鎖状ハロダン化ケイ
素化合物が貯蔵されているガス供給源６のパル：ｌ’
６ ｄ 、６ （１％気体状態となっているＰ型の不純
物元素を成分とする化合物が貯蔵されている供給源７の
パルプ７ ｄ ｒ ７ ｅ及び水素ガスが貯蔵されてい
る供給源９のバルブ９ ｄ、９ ｅを各々開き、これら
原料ガスを混合して堆積室１内に送シこむ。このとき対
応するフローメータ６ｂ 、７ｂ 、９ｂで計測しなが
ら流量調整を行う。ハロゲン化ケイ素ガスの流量は好ま
しくは１０〜１０００ ＳＣＣＭ 、よシ好ましくは２
０〜５００ＳＣＣＭの範囲が望ましい。Ｐ型の不純物ガ
スの流量は（ハロゲン化ケイ素ガスの流量）×（ドーピ
ング濃度）から決定される。
気体状態となっている前記一般式の鎖状ハロダン化ケイ
素化合物が貯蔵されているガス供給源６のパル：ｌ’
６ ｄ 、６ （１％気体状態となっているＰ型の不純
物元素を成分とする化合物が貯蔵されている供給源７の
パルプ７ ｄ ｒ ７ ｅ及び水素ガスが貯蔵されてい
る供給源９のバルブ９ ｄ、９ ｅを各々開き、これら
原料ガスを混合して堆積室１内に送シこむ。このとき対
応するフローメータ６ｂ 、７ｂ 、９ｂで計測しなが
ら流量調整を行う。ハロゲン化ケイ素ガスの流量は好ま
しくは１０〜１０００ ＳＣＣＭ 、よシ好ましくは２
０〜５００ＳＣＣＭの範囲が望ましい。Ｐ型の不純物ガ
スの流量は（ハロゲン化ケイ素ガスの流量）×（ドーピ
ング濃度）から決定される。
しかしながら不純物ガスの混入は微量であるため、流量
制御が大変難解である。したがって、不純物ガスはＨ２
ガスで希釈された状態で貯蔵され、かつ、使用されるの
が普通である。
制御が大変難解である。したがって、不純物ガスはＨ２
ガスで希釈された状態で貯蔵され、かつ、使用されるの
が普通である。
堆積室１内の混合ガスの圧力は、好ましくはＩＦ２〜１
００ Ｔｏｒｒ ％よシ好ましくは１０ 〜ＩＴｏｒｒ
の範囲に維持されることが望ましい。
００ Ｔｏｒｒ ％よシ好ましくは１０ 〜ＩＴｏｒｒ
の範囲に維持されることが望ましい。
光エネルギ発生装置１４の作動によシ発生する光エネル
ギーは堆積室１内に収容された基板３を照射するように
図示しない光学系が組みこまれている。
ギーは堆積室１内に収容された基板３を照射するように
図示しない光学系が組みこまれている。
かくして、基板３の表面近傍を流れる混合ガス即ちハロ
ゲン化ケイ素ガス、水素ガス及び不純物ガスは光エネル
ギーを付与され、光励起、光分解が促され、生成物質で
あるａ−８ｔ及び微量なＰ型不純物原子が基板上に堆積
される。ａ−８ｉ以外の分解生成物及び分解しなかった
余剰の原料ガス等はガス排気管１２を通して排出され、
一方、新たな混合ガスがガス導入管１０を通して供給さ
れる。
ゲン化ケイ素ガス、水素ガス及び不純物ガスは光エネル
ギーを付与され、光励起、光分解が促され、生成物質で
あるａ−８ｔ及び微量なＰ型不純物原子が基板上に堆積
される。ａ−８ｉ以外の分解生成物及び分解しなかった
余剰の原料ガス等はガス排気管１２を通して排出され、
一方、新たな混合ガスがガス導入管１０を通して供給さ
れる。
このようにしてＰ型のａ−８ｉ膜２４が形成される。
Ｐ型のａ−８ｉの膜厚としては、好ましくは１００〜１
０４Ｘ、よシ好ましくは３００〜２，０ＯＯＸの範囲が
望ましい・ 次に、ガス供給源６．７．９に連結するバルブ６ｄ、６
ｅ、７ｄ、７ｅ、９ｄ、９ｓを全て閉め、堆積室ｌ内へ
のガスの導入を止める。図示しない排気装置の作動によ
シ、堆積室内のガス、特に汚染ガス、Ｐ型の不純物ガス
等ａ−８ｉの原料ガス以外のガスを排除した後、再びバ
ルブ６ｄ、６＠、９ ｄ ｒ ９ ｅを開け、ハロゲン
化ケイ素ガス及び水素ガスを堆積室１内に導入する。こ
の場合の好適な流量条件、圧力条件はＰ型のａ−８ｉ膜
形成の場合と同じであシ、同様の光エネルギー照射によ
シノンドーノ、即ち！型のａ−８ｉ膜２５が形成される
。
０４Ｘ、よシ好ましくは３００〜２，０ＯＯＸの範囲が
望ましい・ 次に、ガス供給源６．７．９に連結するバルブ６ｄ、６
ｅ、７ｄ、７ｅ、９ｄ、９ｓを全て閉め、堆積室ｌ内へ
のガスの導入を止める。図示しない排気装置の作動によ
シ、堆積室内のガス、特に汚染ガス、Ｐ型の不純物ガス
等ａ−８ｉの原料ガス以外のガスを排除した後、再びバ
ルブ６ｄ、６＠、９ ｄ ｒ ９ ｅを開け、ハロゲン
化ケイ素ガス及び水素ガスを堆積室１内に導入する。こ
の場合の好適な流量条件、圧力条件はＰ型のａ−８ｉ膜
形成の場合と同じであシ、同様の光エネルギー照射によ
シノンドーノ、即ち！型のａ−８ｉ膜２５が形成される
。
ｌ型のａ−８ｔの膜厚は５００〜５×１０４Ｘ、好適に
は１０００〜１０，０ＯＯＸの範囲が望ましい。
は１０００〜１０，０ＯＯＸの範囲が望ましい。
次にＮ型の不純物ガスが貯蔵されているガス供給源８に
連結するバルブ８ｄ、８ｅを開き、堆積室１内にＮ型の
不純物ガスを導入する。
連結するバルブ８ｄ、８ｅを開き、堆積室１内にＮ型の
不純物ガスを導入する。
Ｎ型の不純物ガスの流量はＰ型の不純物ガスの流量決定
の場合と同様に（ハロゲン化ケイ素ガスの流量）×（ド
ーピング濃度）から決定される。
の場合と同様に（ハロゲン化ケイ素ガスの流量）×（ド
ーピング濃度）から決定される。
かくして、基板３の表面近傍を流れるハロダン化ケイ素
ガス、水素ガス及びＮ型の不純物ガスに光エネルギーが
付与され、光励起、光分解が促され、分解生成物のａ−
８ｉが基板上に堆積し、堆積物内に分解生成物の微量な
ＩＩＩＪ不純物原子が混入することによｊｌ）ＮＷのａ
−８ｉ膜２５が形成される。
ガス、水素ガス及びＮ型の不純物ガスに光エネルギーが
付与され、光励起、光分解が促され、分解生成物のａ−
８ｉが基板上に堆積し、堆積物内に分解生成物の微量な
ＩＩＩＪ不純物原子が混入することによｊｌ）ＮＷのａ
−８ｉ膜２５が形成される。
８厘のａ−８ｉ膜２５の膜厚は、好ましくは１００〜１
ｏ’ｌ、よシ好ましくは３００〜２，０００ Ｘの範囲
が望ましい。
ｏ’ｌ、よシ好ましくは３００〜２，０００ Ｘの範囲
が望ましい。
Ｎ型のａ−ｒｓｔ膜２膜上５上膜電極７は薄膜電極２２
の形成方法と同様の方法によ膜形成゛される。膜厚条件
も同様である。
の形成方法と同様の方法によ膜形成゛される。膜厚条件
も同様である。
以下べ本発明の具体的実施例を示す。
実施例１
前記一般式の鎖状ハロゲン化ケイ素化合物゛として、前
記例示化合物（１） 、 （２） ｌ （３）又は（５
）を用い、また不純物元素を成分とする化合物としてＰ
Ｈ，又はＢ２Ｈ６を用い、第１図の装置によシ、不純物
としてＰ（Ｎ型）又はＢ（Ｐ型）でドーピングされたａ
−８１堆積膜を形成した。
記例示化合物（１） 、 （２） ｌ （３）又は（５
）を用い、また不純物元素を成分とする化合物としてＰ
Ｈ，又はＢ２Ｈ６を用い、第１図の装置によシ、不純物
としてＰ（Ｎ型）又はＢ（Ｐ型）でドーピングされたａ
−８１堆積膜を形成した。
先づ、導電性フィルム基板（コーニング社製、＋７０５
９）を支持台２上に載置し、排気装置を用いて堆積室１
内を排気し、１Ｏ−６Ｔｏｒｒに減圧した。
９）を支持台２上に載置し、排気装置を用いて堆積室１
内を排気し、１Ｏ−６Ｔｏｒｒに減圧した。
第１表に示した基板温度で、気体状態とされている前記
ハロゲン化ケイ素化合物とＰＨ，ｆｆス又はＢ２Ｈ６ガ
スとを１：５Ｘ１０−３の比で混合し゛たガスを１１０
ＳＣＣＭ、水氷ガスを４０８ＣＣＭの流量で堆積室内に
導入し、室内の気圧を０．１ Ｔｏｒｒに保ちつつ高圧
水銀灯を光強度２００繊ム２で基板に垂直に照射して、
ドーピングされたａ−８１膜を形成した。成膜速度は３
夕Ｘ／８ｅＣであった・ 比較のため、５１２Ｈ６を用いて同様にしてドーピング
され九ａ−８ｉ膜を形成した。成膜速度は ｉｊ１／ｓ
ｅ ａでｈりた０ 次いで、得られたａ−８ｉ膜試料を蒸着槽に入れ、真空
度１Ｏ−５Ｔｏｒｒでクシ型のＡｔギャップ電極（長さ
２５０μ、巾５■）を形成した後、印加電圧１０Ｖで暗
電流を測定し、暗導電率σｄをめて、ａ−８１膜を評価
した。結果を第１表に示した。
ハロゲン化ケイ素化合物とＰＨ，ｆｆス又はＢ２Ｈ６ガ
スとを１：５Ｘ１０−３の比で混合し゛たガスを１１０
ＳＣＣＭ、水氷ガスを４０８ＣＣＭの流量で堆積室内に
導入し、室内の気圧を０．１ Ｔｏｒｒに保ちつつ高圧
水銀灯を光強度２００繊ム２で基板に垂直に照射して、
ドーピングされたａ−８１膜を形成した。成膜速度は３
夕Ｘ／８ｅＣであった・ 比較のため、５１２Ｈ６を用いて同様にしてドーピング
され九ａ−８ｉ膜を形成した。成膜速度は ｉｊ１／ｓ
ｅ ａでｈりた０ 次いで、得られたａ−８ｉ膜試料を蒸着槽に入れ、真空
度１Ｏ−５Ｔｏｒｒでクシ型のＡｔギャップ電極（長さ
２５０μ、巾５■）を形成した後、印加電圧１０Ｖで暗
電流を測定し、暗導電率σｄをめて、ａ−８１膜を評価
した。結果を第１表に示した。
第１表から、従来のＳ ｉ ２Ｈ６を用いた場合と比較
して、本発明によるａ−８１膜は、低い基板温度でも十
分なドーピング効率が得られ、高いσｄが得られる・ 実施例２ 基板をポリイミド基板、前記一般式の鎖状ノ１０グン化
ケイ素化合物として、前記例示化合物（６）、（２）、
（２）を用いた以外は、実施例１と同様にａ−８ｉ膜を
形成し、σｄをめた。結果を第２表に示した。
して、本発明によるａ−８１膜は、低い基板温度でも十
分なドーピング効率が得られ、高いσｄが得られる・ 実施例２ 基板をポリイミド基板、前記一般式の鎖状ノ１０グン化
ケイ素化合物として、前記例示化合物（６）、（２）、
（２）を用いた以外は、実施例１と同様にａ−８ｉ膜を
形成し、σｄをめた。結果を第２表に示した。
第 ２ 表
実施例３
前記一般式の鎖状ハロダン化クイ素化合物として前記例
示化合物（１）、 （２） 、 （３） 、 （５を用
い第１図の装置を用いて、第２図に示したＵＮ型ダイオ
ードを作製した。。
示化合物（１）、 （２） 、 （３） 、 （５を用
い第１図の装置を用いて、第２図に示したＵＮ型ダイオ
ードを作製した。。
先づ、１０００ＸのＩＴＯ膜２２を蒸着したガラス板２
１を支持台に載置し、実施例１と同じ方法でＢでドーピ
ングされたＰ型ａ−８ｌ膜２４（膜厚４００Ｘ）を形成
した。なお光源及び光強度は、低圧水銀灯１００１００
ｒｒｖＶとした。
１を支持台に載置し、実施例１と同じ方法でＢでドーピ
ングされたＰ型ａ−８ｌ膜２４（膜厚４００Ｘ）を形成
した。なお光源及び光強度は、低圧水銀灯１００１００
ｒｒｖＶとした。
次いでＢ２Ｈ６ガスの導入を停止し堆積室内圧力を０．
５Ｔｏｒｒとした以外はＰ型ａ−８ｉ膜の場合と同一の
方法でＩｆｉａ−８１膜２５（膜厚５０（０又）を形成
した・ 次いで、実施例１と同じ方法でＰでドーピングされたＮ
型ａ−８１膜２６（膜厚４００１）を形成した。なお光
照射条件はＰ型の場合と同一とした。
５Ｔｏｒｒとした以外はＰ型ａ−８ｉ膜の場合と同一の
方法でＩｆｉａ−８１膜２５（膜厚５０（０又）を形成
した・ 次いで、実施例１と同じ方法でＰでドーピングされたＮ
型ａ−８１膜２６（膜厚４００１）を形成した。なお光
照射条件はＰ型の場合と同一とした。
更に、このＮ屋膜上に真空蒸着にニジ膜厚１０００＾の
ＡＡ電極２７を形成し、ＰＩＮ屋ダイオードを得九〇 比較のため、５ｉｚＨ６を用いて同様にしてＰＩＮ ｉ
ダイオードを形成した◎ かくして得られたダイオード素子（面積ｔｃＪ）のＩ−
Ｖ％性を測定し、整流特性及び光起電力効果を評価した
。結果をｌｓ１表に示した。
ＡＡ電極２７を形成し、ＰＩＮ屋ダイオードを得九〇 比較のため、５ｉｚＨ６を用いて同様にしてＰＩＮ ｉ
ダイオードを形成した◎ かくして得られたダイオード素子（面積ｔｃＪ）のＩ−
Ｖ％性を測定し、整流特性及び光起電力効果を評価した
。結果をｌｓ１表に示した。
第１表から、従来の８１２Ｉ（６を用いた場合と比較し
て、本発明による堆積膜によって低い基板温度の場合で
も優れた整流特性が得られる。
て、本発明による堆積膜によって低い基板温度の場合で
も優れた整流特性が得られる。
また、光照射特性においても、基板側から光を導入し、
光照射強度ＡＭＩ （約１００幌／ｃｍ２）で、変換効
率８チ以上、開放端電圧０．９Ｖ、短絡電流１０ ｍＡ
／Ｊが得られた。
光照射強度ＡＭＩ （約１００幌／ｃｍ２）で、変換効
率８チ以上、開放端電圧０．９Ｖ、短絡電流１０ ｍＡ
／Ｊが得られた。
実施例４
基板として透明導電性フィルム（ポリエステルペース）
、前記一般式の鎖状ノ・ロダン化ケイ素化合物として前
記例示化合物（６）、（７）、（９）を用い、光源及び
光強度を、高圧水銀灯２００ ｍＷ／ｃｍ２とした以外
は実施例３と同一の方法でＰＩＮ屋ダイオードを作製し
、整流比及びη値をめた。結果を第２表に示した。
、前記一般式の鎖状ノ・ロダン化ケイ素化合物として前
記例示化合物（６）、（７）、（９）を用い、光源及び
光強度を、高圧水銀灯２００ ｍＷ／ｃｍ２とした以外
は実施例３と同一の方法でＰＩＮ屋ダイオードを作製し
、整流比及びη値をめた。結果を第２表に示した。
第 ２ 表
〔発明の効果〕
Claims (1)
- 基体を収容した室内に、一般式：６１ｎＸｂ中、Ｘはハ
ロゲン原子、ｎは１〜６の整数である。）で表わされる
鎖状ハロゲン化ケイ素化合物、周期律表第■族又は第Ｖ
族に属する元素を成分とする化合物及び水素の気体状雰
囲気を形成し、光エネルギーを利用することによって前
記化合物及び水素を励起して分解し、前記基体上に前記
元素でドーピングされたシリコンを含有する堆積膜を形
成することを特徴とする堆積膜形成方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59074924A JPH0750683B2 (ja) | 1984-04-16 | 1984-04-16 | 堆積膜形成方法 |
| US06/722,468 US4683147A (en) | 1984-04-16 | 1985-04-12 | Method of forming deposition film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59074924A JPH0750683B2 (ja) | 1984-04-16 | 1984-04-16 | 堆積膜形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60218829A true JPS60218829A (ja) | 1985-11-01 |
| JPH0750683B2 JPH0750683B2 (ja) | 1995-05-31 |
Family
ID=13561398
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59074924A Expired - Lifetime JPH0750683B2 (ja) | 1984-04-16 | 1984-04-16 | 堆積膜形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0750683B2 (ja) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5727015A (en) * | 1980-07-25 | 1982-02-13 | Agency Of Ind Science & Technol | Manufacture of silicon thin film |
| JPS57117233A (en) * | 1981-01-14 | 1982-07-21 | Hitachi Ltd | Growing method for semiconductor in gaseous phase |
| JPS58158914A (ja) * | 1982-03-16 | 1983-09-21 | Semiconductor Res Found | 半導体製造装置 |
| JPS58163951A (ja) * | 1982-03-25 | 1983-09-28 | Canon Inc | 光導電部材 |
-
1984
- 1984-04-16 JP JP59074924A patent/JPH0750683B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5727015A (en) * | 1980-07-25 | 1982-02-13 | Agency Of Ind Science & Technol | Manufacture of silicon thin film |
| JPS57117233A (en) * | 1981-01-14 | 1982-07-21 | Hitachi Ltd | Growing method for semiconductor in gaseous phase |
| JPS58158914A (ja) * | 1982-03-16 | 1983-09-21 | Semiconductor Res Found | 半導体製造装置 |
| JPS58163951A (ja) * | 1982-03-25 | 1983-09-28 | Canon Inc | 光導電部材 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0750683B2 (ja) | 1995-05-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |