JPS60239015A - アモルフアスシリコン膜の形成方法 - Google Patents

アモルフアスシリコン膜の形成方法

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JPS60239015A
JPS60239015A JP59094824A JP9482484A JPS60239015A JP S60239015 A JPS60239015 A JP S60239015A JP 59094824 A JP59094824 A JP 59094824A JP 9482484 A JP9482484 A JP 9482484A JP S60239015 A JPS60239015 A JP S60239015A
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Japan
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discharge
film
electrodes
intensity
formation
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Pending
Application number
JP59094824A
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Inventor
Hiroshi Imagawa
今川 容
Masumi Iwanishi
巖西 真純
Seiichiro Yokoyama
横山 誠一郎
Setsu Akiyama
秋山 節
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Toyobo Co Ltd
Original Assignee
Toyobo Co Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10PGENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P14/00Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
    • H10P14/20Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials
    • H10P14/34Deposited materials, e.g. layers
    • H10P14/3402Deposited materials, e.g. layers characterised by the chemical composition
    • H10P14/3404Deposited materials, e.g. layers characterised by the chemical composition being Group IVA materials
    • H10P14/3411Silicon, silicon germanium or germanium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22Chemical 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
    • C23C16/24Deposition of silicon only
    • HELECTRICITY
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    • H10PGENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
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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】 産業上の利用分野 本発明は膜形成速度を飛躍的に向上させたアモルファス
シリコン膜(以下a−8t膜)の形成方法に関するもの
である。
従来技術との関係 a−8i膜は近年太陽電池、光センサ−、FET。
電子写真感光体等に幅広く実用化されつつあり、注目さ
れる電子材料である。かかるa−8t膜の形成手段とし
てシリコンターゲラトラ活性水素雰囲気中でスパッタリ
ングする方法、又はSiH,、SiF。
ガスをグロー放電で分解する方法が知られている。
上記スパッタリング法で得られるa−8t膜に、膜特性
に大きく影響を与える水素含有量をコントロールするこ
とが困難なものであるため良質のものが得られにくい。
一方グロー放電法ではダングリングボンド、ボイド等の
欠陥の少ない膜が得うnる(従って光導電体として使用
した場合非常に高感If々膜が得られる)、又P型、n
型への価電子制御が可能な膜がえられる、更には任意の
形状の基板上に膜形成が行ない得る(従って大面積化が
計れる)等のメリットが奏されかかるグロー放電法がa
−8i膜形成の主流となっている。
しかしkがらこのグロー放電法といえども解決すべき問
題点を内在させている。例えば堆積速度、積速度を向上
させる試みもなされている。例えばSiHいSiF、笠
原料ガスの供給量全増加させるとか、放電電力を大きく
するとか等であるが、これとてもせいぜい3〜4μ/時
程度である。この場合更に堆積速度を大きくしようとす
れば膜物性が著しく低下する。更に膜物性の低下と相俟
ってa−8t膜の成形時に粉末が多量に発生しこれが膜
中にとり込まれて膜に欠陥部が形成する等不都合も派生
していた。
発明の目的 而して本発明者らは膜物性の低下を同等惹起せず、しか
も膜の堆積速度全署しく増加させるa−8t 膜の形成
方法について鋭意検討した結果、グロー放電空間のプラ
ズマ強度に分布全もたせることにより従来技術の欠点金
悉く解消し得ることを見い出し本発明に到達した。
発明の構成 即ち、本発明は水素又はハロゲンの少なくとも一方を含
有するシリコンを母体とするアモルファスシリコン膜全
グロー放電を用いて作製するにあたり、放電空間の放電
強度に分布をもたせること全特徴とするものである。
以下本発明方法を図面を用いて説明する。
第1図は容量型結合グロー放電装置で放電空間全2分割
して放電強度に分布をもたせる場合を示torr 、程
度まで排気された後反応室8内に導入される。かかる原
料ガス9ば5IHI、S i Fa、S i xHaに
希釈ガスとしてH!、He % A、r等、必要に応じ
てドープガスを混在させたものであり、放電空間を流れ
て基板5に堆積する。放電空間は電極1.40間に電極
2全装着して2分割されている。つまり電極1と2とで
形成される放電空間(W)、及び電極2と4とで形成さ
れる放電空間(S)である。
第1図の場合iRF電源6(高周波電源)1個で2分割
される。この場合放電空間(W)では弱い放電が、又放
電空間(S)では強い放電が起こる。
一般にa−8t膜は原料ガスを放電エネルギーにより分
解、励起し、この分解活性種全数電空間中全拡散、移動
させ基板上に固相膜として析出させるものである。従っ
て高速成膜全実現する為には原料ガスの分解、励起の高
効率化、活性種の拡散、移動の高速化及び基板上での表
面固相反応の高速化が計られなければならない。しかし
現実では上記各素過程全独立して制御することはきわめ
て困難である。
ところで本発明の様に放電空間にプラズマ強度の勾配全
つけ、しかもプラズマ強度の弱い部分から強い部分へ原
料ガスを流すことによって原料ガスの分解過程(弱い部
分でおこる)と他の励起、拡散、表面反応過程(強い部
分でおこる)とが異なるプラズマ強度領域で実施される
ことになり、以て原料ガスの分解から表面反応に至る各
過程が円滑に進行し結果として粉未発生の抑制及びa 
−Si膜の堆積速度の向上が達成できたのである。
従来の様に上記各過程全同一放電強度の下で実施する場
合(第2図)でに前述した様に粉未発生、堆積速度の低
下が起こるがそれは粉末の発生が気相反応による固体の
発生であり活性種が基板上に5− 到達する以前に消費されてし1い表面反応が促進されな
いためである。
第1図において電極1及び/又に電極2に通気可能な開
口部を有するものが採用される。又基板5は電極1.4
どちらに設置してもよいが電極1に設ける際には電極1
.2間のプラズマ強度を電極2.4間のそれよりも強く
することが好ましい。
第1図に電極により放電空間が2分割された場合を示す
ものであるが、本発明でにプラズマ強度に勾配さえ形成
できi、は分割数を同等限定する必要がない。かかる分
割数は電源としてRF及び/又はDC(直流電源)を適
宜使用す、ることにより決定できる。
ここで放電強度の分布について説明する。放電強度の分
布は原料ガスのグロー放電プラズマからの発光スペクト
ルを発光分光分析装置によって測定してめらnる。例え
ば原料ガスがSiH+ガスの場合、波長414nmの[
SiH,:]の発光強度を観測することにより放電の強
弱(勾配)がまる。
第3図は電極1.2開音DC放電、電極3.46− 間をRF放電にてa−8t膜全形成させる態様全示すも
のである。電極1.2.3とも開口部を有する通気可能
なものが採用される。電極1.2間は弱い放電強度、電
極3.4間は強い放電強度が形成される。
第4図はRF電源6を2個を用いて放電空間を分割した
例を示すものである。電極1.2.3とも開口部を有す
る通気可能力ものが採用される。
電極1.2間は弱い放電強度、電極3.4間は強い放電
強度が形成される。
以上の実施態様はいず扛も容鉗細合型グロー放電につい
てのものであるが、第5図は誘導結合型グロー放tにつ
いての例を示す。第5図にオイテはガラス管8に誘導コ
イル11を巻き2個のRF電源6を用い弱い放電強度部
Aと強い放電強度部B’t−形成させるものである。尚
、大規模生産、均一膜特性を有する大面積の膜を作製す
るには前述の容量結合型装置の採用が有利である。
発明の効果 上記の様な本発明方法によればa−8i膜の堆積速度の
大幅な向上が達成さn得たと同時に反応容器内における
粉末の発生がほぼ完全に抑制され得ることができた。粉
末発生がなくなったことは安全面でも好都合である。ま
た得られた膜の膜特性は堆積連間の大幅が向上が達成さ
れたにもかかわらずきわめて良好なものであった。本発
明方法で得られるa−8t膜ぼ太陽電池、光センサ−、
FET。
電子写真感光体等の用途に好適なものである。就中大き
な膜厚が必要である電子写真感光体には特に有望である
実施例 以下本発明の実施例全記載するが、本発明にかかる実施
例によって同等限定全うけるものではない0 比較例1 第2図に示す様な放電空間の分割のない装置?用いて成
膜を実施した。電極1.4間の間隔50■の距離関係を
有し、13.56MeHzの高周波電源を用い、パワー
500Wで高周波電圧を印加し、9の原料ガスとしてS
iH,100%で400CC/馴の流速で導入し、基板
温度250℃、ガス圧0,5 Torr。
で成膜全実施したところ堆積速度3.5u/Hr k得
たが、粉末の発生が極めて多く、又第1表に物性値に示
す様に得られた膜の膜物性は良くなかった。
実施例1 第1図において1.2は開口全有する電極であり1.2
間の間隔25謹、2.4間の間隔25+imの距離関係
を有し、13.56MeHzのRF定電源用い、パワー
500Wで高周波電圧全印加し、9の原料ガスとしてS
iH,100qbで400cc/IItRo流速で導入
し、基板温度250℃、ガス圧0−5 Torr、で成
膜を実施したところ、堆積速$ 25 It /Hrを
得、第1表に示す様々良好ガ物性値を得た。
実施例2 原料ガスとしてSiF+ ガスを用いて実施例1と同様
に製膜を実施したところ堆積速度28μ/Hr k得、
第1表に示す様な良好な物性値を得た0実施例3 第3図に電極1.2間をDC放電、3.4間合RF放電
によf)a−8i膜を作成する。電極1.2、−〇− 3に5メツシユの開口を有する電極であり1.2間の間
隔25m、3,4間の間隔25mの距離関係を有し、1
.2のDC放電’e30w、3.4間f 13 、56
MeHzの高周波電源音用いパワー500Wで高周波電
圧全印加し、9の原料ガスとして、5iHa k用い、
実施例1と同様に製膜全実施したところ、堆積速度24
μ/Hr會得、第1表に示す様な満足すべき物性値を得
た。
実施例4 第4図に高周波電源2個を用いて放電空間全分割し、電
極1.2間の間隔25m、3.4間の間隔25■、又2
.3の間隔3mの距離関係を示し、1.2間に60w、
3.4間に500Wのパワーで高周波電圧を印加し、S
iH,100%ガスを原料ガスとして実施例1と同様に
成膜を実施したところ、堆積速度23μ〆Hr’lH得
、第1表に示す様な良好な物性値を得た。
実施例5 第5図に誘導結合型グロー放電についての例會示す。
10− 外径8crnのパイレックスガラス管8に誘導コイル全
巻き2個の高周波電源6を用い、弱い放電部の、強い放
電部■全生成させる。原料と1〜でSIH*100%T
150CC/mで9から導入し、ガス圧0.5Torr
、基板温度250℃で成膜全実施した。
■全放電パワー30w、■全放置パワー200wで高周
波電圧を印加する。発光分光分析装置による、発光種(
SiH)の観測から■の強度■[有]、0部の強度工■
としてIO/I■=0.1であった。この時、堆積速度
として20μ/Hr會得、第1表に示す様な満足すべき
物性値を得た。
第 1 表 ※1暗導電率・・・コーニング7059ガラス上にa−
8iJtWk堆積し、その上にアルミ ニウムによるギャップ電極全形成 させたもの全測定用試料形態とす る0 これを室温、暗状態で導電率全開 定0 ※2光導電率・・・暗導電率の場合と同一試料に室温で
600 n m、 50 μw/ca の光照射下で導
電率全測定。
【図面の簡単な説明】
第1図、第3図〜第5図は本発明方法の実施態様を示す
ものであり、又第2図に本発明方法外のものである。 1 電 極 9原料ガス 2 電 極 10 排気系 3 電 極 11 誘導コイル 4を極 5基板 6電源 7 マツチングボックス 8 反応容器 特許出願人 東洋紡績株式会社 13− 第1@ 第3!Q 第51!l

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、水素又はハロゲンの少なくとも一方を含有するシリ
    コンを母体とするアモルファスシリコン膜をグロー放電
    ?用いて作製するにあたり、放電空間の放電強度に分布
    をもたせることt−特徴とするアモルファスシリコン膜
    の形成方法。 2、原料ガス全放電強度の小なる部分から大なる部分へ
    流入する特許請求の範囲第1項記載の形成方法。
JP59094824A 1984-05-11 1984-05-11 アモルフアスシリコン膜の形成方法 Pending JPS60239015A (ja)

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5368171A (en) * 1976-11-30 1978-06-17 Hitachi Ltd Method and apparatus for plasma treatment
JPS5698820A (en) * 1980-01-09 1981-08-08 Nec Corp Preparation of amorphous semiconductor film
JPS57211237A (en) * 1981-06-22 1982-12-25 Hitachi Ltd Plasma reaction device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5368171A (en) * 1976-11-30 1978-06-17 Hitachi Ltd Method and apparatus for plasma treatment
JPS5698820A (en) * 1980-01-09 1981-08-08 Nec Corp Preparation of amorphous semiconductor film
JPS57211237A (en) * 1981-06-22 1982-12-25 Hitachi Ltd Plasma reaction device

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