JPS6042818A - アモルファス・シリコン膜の形成方法 - Google Patents
アモルファス・シリコン膜の形成方法Info
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- JPS6042818A JPS6042818A JP58150326A JP15032683A JPS6042818A JP S6042818 A JPS6042818 A JP S6042818A JP 58150326 A JP58150326 A JP 58150326A JP 15032683 A JP15032683 A JP 15032683A JP S6042818 A JPS6042818 A JP S6042818A
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- JP
- Japan
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- temperature
- film
- light
- order silane
- wavelength
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-
- 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)
- Photovoltaic Devices (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】
本発明は、S団H2n+2(nは2以−ヒの整数)で示
される高次7ランガスに波長253.7 nmの光を照
射1−ることにより、光分解を起こさせ、低温において
アモルファス・/リコン膜を基板上に堆積させる方法に
関する。
される高次7ランガスに波長253.7 nmの光を照
射1−ることにより、光分解を起こさせ、低温において
アモルファス・/リコン膜を基板上に堆積させる方法に
関する。
a −Si膜はすぐれた光電特性を有することから、太
陽電池、電子写真用感光体、薄膜トランジスタ、光セ/
ザー等に使用される。しかして、a−8i膜の製法の一
つに、シラ/のごときガスを熱分解し、基板上に堆積せ
しめるいわゆる化学気相蒸着法(Chemical V
apor Deposition 、以下CVr)と略
す)があるが、CVD法はプラズマ分解法、スパッタリ
ング法、イオンブレーティング法等に比べて複雑で高価
かつ犬かがすな装置を必要とせすに容易に実施てきると
〜・う犬ぎな長所を有する。
陽電池、電子写真用感光体、薄膜トランジスタ、光セ/
ザー等に使用される。しかして、a−8i膜の製法の一
つに、シラ/のごときガスを熱分解し、基板上に堆積せ
しめるいわゆる化学気相蒸着法(Chemical V
apor Deposition 、以下CVr)と略
す)があるが、CVD法はプラズマ分解法、スパッタリ
ング法、イオンブレーティング法等に比べて複雑で高価
かつ犬かがすな装置を必要とせすに容易に実施てきると
〜・う犬ぎな長所を有する。
しかるに、一方、CVI’)法は、600 ’CCヒト
きわめて高温を必要とするため、a −Siを堆積する
基板の材質が高価な金属、石英ガラス、ザファイア等に
限定されるという欠点を有する。かがる欠点を解決しC
VD法の低温化をはかるため提案された方法か最近注目
されているいわゆる光CVD法である。光CVD法のう
ち、現在主流は水銀増感法であり、これは水銀(Ilf
)の増感作用を利用し、熱分解反応系にIIグ蒸気を共
存させ、光を照射ぜ、しめてこれを励起(HS’ (’
So ) ’E tiy”(3P+ ) ) L 、そ
の励起様と反応種との間にエイ・ルギー移動を起さしめ
て熱分解反応を進行させるというものである。このIf
fの作用は一種の触媒作用であり、膜の成長速度を数倍
から数千倍に増加させろことができるので、たとえば5
ilLの熱分解反応において、比較的低温(たとえば3
00 ’C程度)でa−8i膜を形成することができる
のである。
きわめて高温を必要とするため、a −Siを堆積する
基板の材質が高価な金属、石英ガラス、ザファイア等に
限定されるという欠点を有する。かがる欠点を解決しC
VD法の低温化をはかるため提案された方法か最近注目
されているいわゆる光CVD法である。光CVD法のう
ち、現在主流は水銀増感法であり、これは水銀(Ilf
)の増感作用を利用し、熱分解反応系にIIグ蒸気を共
存させ、光を照射ぜ、しめてこれを励起(HS’ (’
So ) ’E tiy”(3P+ ) ) L 、そ
の励起様と反応種との間にエイ・ルギー移動を起さしめ
て熱分解反応を進行させるというものである。このIf
fの作用は一種の触媒作用であり、膜の成長速度を数倍
から数千倍に増加させろことができるので、たとえば5
ilLの熱分解反応において、比較的低温(たとえば3
00 ’C程度)でa−8i膜を形成することができる
のである。
しかしながらtlr増感法には、■取扱いが厄介な有毒
物質である水銀をしかも蒸気で使用しなければならない
という公害上ないし安全上の基本的な問題があり、また
、a −Siの表面処理や後処理か必須かつ困帷である
という欠点があるほかに、■分解操作中、+19蒸気が
反応管内に充満するため反応管の光を取り入れる窓等に
もa−8iが徐々に堆積して入光を遮断し成長速度を急
激に低下せしめるため操作がしばしば中断を余儀無(さ
れるという実用にの大きな欠点がある。
物質である水銀をしかも蒸気で使用しなければならない
という公害上ないし安全上の基本的な問題があり、また
、a −Siの表面処理や後処理か必須かつ困帷である
という欠点があるほかに、■分解操作中、+19蒸気が
反応管内に充満するため反応管の光を取り入れる窓等に
もa−8iが徐々に堆積して入光を遮断し成長速度を急
激に低下せしめるため操作がしばしば中断を余儀無(さ
れるという実用にの大きな欠点がある。
本発明者らはL記の点にかんがみ鋭意検討した結果、光
CVD法において、従来常用されてきたモノシランに代
えて高次シランな原料ガスとして使用することのみによ
り、驚(べきことに、かかる問題のあるH2触媒をなん
ら用いることなく、高次シランの熱分解温度の300℃
以下の低温においてもa−8i膜が形成できることを見
出し本発明を完成した。
CVD法において、従来常用されてきたモノシランに代
えて高次シランな原料ガスとして使用することのみによ
り、驚(べきことに、かかる問題のあるH2触媒をなん
ら用いることなく、高次シランの熱分解温度の300℃
以下の低温においてもa−8i膜が形成できることを見
出し本発明を完成した。
すなわち、本発明は、一般式Si n I r2n+2
(ここでnはn≧2の整数を示″f)であられされる高
次シランガスを波長255.7 n+nの光の照射下に
分解し基板−ヒに堆積せしめることを特徴とするアモル
ファス・シリコン膜の形成方法。
(ここでnはn≧2の整数を示″f)であられされる高
次シランガスを波長255.7 n+nの光の照射下に
分解し基板−ヒに堆積せしめることを特徴とするアモル
ファス・シリコン膜の形成方法。
を提供する。
以下、本発明の詳細な説明する。
本発明における高次シランは一般式S i n H2n
+2(ここでnはn≧2の整数を示す)であられされる
もので、たとえば、ジシラン(S 12He )、トリ
ジラフ (SigHg)、テトラシラン(5i4H+o
) 、ペンタシ5 ン(5i51(+2)、ヘキサシ
ラン(s16II14)等テアルが、取り扱いの容易さ
から、ジシラン、トリシラン、テトラシランが好ましい
。これらは単独でまたは混合物として使用される。なお
、高次シランな使用する場合は、小量゛のモノシラン(
Si HJ 金含有していてもかまわないことはもちろ
んである。
+2(ここでnはn≧2の整数を示す)であられされる
もので、たとえば、ジシラン(S 12He )、トリ
ジラフ (SigHg)、テトラシラン(5i4H+o
) 、ペンタシ5 ン(5i51(+2)、ヘキサシ
ラン(s16II14)等テアルが、取り扱いの容易さ
から、ジシラン、トリシラン、テトラシランが好ましい
。これらは単独でまたは混合物として使用される。なお
、高次シランな使用する場合は、小量゛のモノシラン(
Si HJ 金含有していてもかまわないことはもちろ
んである。
しかして高次シランの代りにモノシ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。
合は、前記のごとく本発明の目的を達成できない。
本発明で使用する光の波長は25.3.7 nmであり
、低圧水銀ランプ等を光源としたものである。該波長は
石灰ガラス等によってほとんど吸収されないし、特に一
般的に利用できる波長である。
、低圧水銀ランプ等を光源としたものである。該波長は
石灰ガラス等によってほとんど吸収されないし、特に一
般的に利用できる波長である。
光源の出力は、ある程度大なる程、a −Si膜の成長
速度を増加せしめる作用は大となるが、通常は10W〜
1’0r(W好ましくは100W〜IKWの出力で十分
である。なお、照度は0.1〜10 D mw/ er
aの範囲で十分である。。
速度を増加せしめる作用は大となるが、通常は10W〜
1’0r(W好ましくは100W〜IKWの出力で十分
である。なお、照度は0.1〜10 D mw/ er
aの範囲で十分である。。
本発明において分解圧力は、減圧、常圧、大気圧以上の
いかなる圧力を採用することもできる。
いかなる圧力を採用することもできる。
なお大気圧以上の圧力で熱分解を行えば膜の成長速度が
もともと大であり好都合であるが、その場合、2 Kg
/rJ −G以下の範囲で十分本発明の目的を達するこ
とができる。もちろんこれ以上の加圧下で操作すること
はなんらさしつかえない。また、本発明における形成温
度は、何度でも構わないが、常温〜600″0、好まし
くは200〜500 ’Cの範囲である。500’Cを
越える高温の場合は、a−8i膜に水素がより込まれに
(く十分な特性を得ること力Xできない。
もともと大であり好都合であるが、その場合、2 Kg
/rJ −G以下の範囲で十分本発明の目的を達するこ
とができる。もちろんこれ以上の加圧下で操作すること
はなんらさしつかえない。また、本発明における形成温
度は、何度でも構わないが、常温〜600″0、好まし
くは200〜500 ’Cの範囲である。500’Cを
越える高温の場合は、a−8i膜に水素がより込まれに
(く十分な特性を得ること力Xできない。
本発明を実施するための装置としては、たとえば第1図
に示したようなものが使用できる。
に示したようなものが使用できる。
10は分解炉(反応管)であり、30mm@X500m
m1〜60 mmg X 1000 mm7程度の石英
ガラス管である。これは管でなく角型(ダクト)でもよ
い。
m1〜60 mmg X 1000 mm7程度の石英
ガラス管である。これは管でなく角型(ダクト)でもよ
い。
反応管は外周囲にハロゲンランプのごとき加熱器20を
備えている。加熱器に対応する管内の部分が分解ゾーン
でありSシリコン製サセプター30(支持台)および該
サセフリー上に石英ガラス、シリコン、サファイア、S
US等の基板4oがセットされている。分解ゾーンの温
度は熱電対45により測定される。反応管の外周囲には
、水銀ランプのごとき放電管5oが備えられ、特に分解
ゾーンないし基板上に特定の波長の紫外線光を照射しう
るようになっている。該照射光は、紫外線透過性の高い
石英ガラス製反応管壁を通して、または該壁に設けた石
英ガラス製窓面(図示せず)を通して、管内に導入照射
される。
備えている。加熱器に対応する管内の部分が分解ゾーン
でありSシリコン製サセプター30(支持台)および該
サセフリー上に石英ガラス、シリコン、サファイア、S
US等の基板4oがセットされている。分解ゾーンの温
度は熱電対45により測定される。反応管の外周囲には
、水銀ランプのごとき放電管5oが備えられ、特に分解
ゾーンないし基板上に特定の波長の紫外線光を照射しう
るようになっている。該照射光は、紫外線透過性の高い
石英ガラス製反応管壁を通して、または該壁に設けた石
英ガラス製窓面(図示せず)を通して、管内に導入照射
される。
なお、照射法はこのような直接照射法に代えて、反応管
内に、反射率の犬なるアルミニウムの研磨した金属面、
もしくは蒸着面からなる紫外線用反射鏡(図示せず)を
設置し、紫外線ランプからの紫外線を該反射鏡を介して
分解ゾーンに間接的に導入してもよい。
内に、反射率の犬なるアルミニウムの研磨した金属面、
もしくは蒸着面からなる紫外線用反射鏡(図示せず)を
設置し、紫外線ランプからの紫外線を該反射鏡を介して
分解ゾーンに間接的に導入してもよい。
また、かかるアルミニウム製の紫外線用反射板53を放
電管50の後背部にセットして照射効率の向上をはかる
こともできる。
電管50の後背部にセットして照射効率の向上をはかる
こともできる。
本発明で用いる放電管はいかなる型式のものも使用可能
であり、縦型、横型、【1字型、スパイラル型等いずれ
でもかまわない。また、放電管として水昧ランプを使用
する場合は、低圧水銀ランプ、高出力低圧水銀ランプ等
目的に応じて任意のものを選択すればよい。
であり、縦型、横型、【1字型、スパイラル型等いずれ
でもかまわない。また、放電管として水昧ランプを使用
する場合は、低圧水銀ランプ、高出力低圧水銀ランプ等
目的に応じて任意のものを選択すればよい。
なお、第1図における放電管50は、反応管の外周囲に
複数本設置することもできる。反応管の一端部は原料ガ
スの供給部55であり、高次シランガス60、およびキ
ャリヤガス70の配管部に結合′されている。なお、P
II3、B2 )b、等のドーパントガス80等を使用
する場合の配宮部を図のごと(設けてもよい。61.7
1.81はバルブであり、63.7ろ、8ろはガス流量
計である。また、反応管の他端部は排出ガスの出口部9
0である。
複数本設置することもできる。反応管の一端部は原料ガ
スの供給部55であり、高次シランガス60、およびキ
ャリヤガス70の配管部に結合′されている。なお、P
II3、B2 )b、等のドーパントガス80等を使用
する場合の配宮部を図のごと(設けてもよい。61.7
1.81はバルブであり、63.7ろ、8ろはガス流量
計である。また、反応管の他端部は排出ガスの出口部9
0である。
当然のことながら加熱器20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まわない。
反応管全体を加熱する抵抗加熱式でもかまわない。
次に分解操作について説明するに、分解炉を形成温度以
上に昇温l〜、窒素ガスを流してベーキング操作を行っ
た後、形成温度まで降温し300〜500°Cで温度安
定化させる。しかる後、高次シラン100%のもの、ま
たは、01〜20%程度に窒素、ヘリウム、アルゴン、
水素等の不活性ガスで希釈したものおよびアンモニア(
誘得体)等を、そのまま、または、上記不活性ガスのキ
ャリヤガスと共に常温〜600 ’C、好ましくは15
0〜500 ’Cの分解温度にセットした分解炉に供給
し、253.70mの波長を有する紫外線を管内に導入
し、分解ゾーン等を照射しなから、高次シランガスの分
解を行い基板上にa−8i膜を堆積せしめる。
上に昇温l〜、窒素ガスを流してベーキング操作を行っ
た後、形成温度まで降温し300〜500°Cで温度安
定化させる。しかる後、高次シラン100%のもの、ま
たは、01〜20%程度に窒素、ヘリウム、アルゴン、
水素等の不活性ガスで希釈したものおよびアンモニア(
誘得体)等を、そのまま、または、上記不活性ガスのキ
ャリヤガスと共に常温〜600 ’C、好ましくは15
0〜500 ’Cの分解温度にセットした分解炉に供給
し、253.70mの波長を有する紫外線を管内に導入
し、分解ゾーン等を照射しなから、高次シランガスの分
解を行い基板上にa−8i膜を堆積せしめる。
以F実り1n例により本発明をq体的に説明する。
以下の実施例において得られたa S+膜(ま次のごと
(して分析ないし計画した。
(して分析ないし計画した。
(1) 膜厚み
膜厚みに応じて、重量法、表面荒さ割による方法、透過
率による干渉からめる方法を併用1〜てめた。この膜厚
みと熱分解時間力・ら膜成長速度(入/m1n)を算出
する。
率による干渉からめる方法を併用1〜てめた。この膜厚
みと熱分解時間力・ら膜成長速度(入/m1n)を算出
する。
(2) 暗、光伝導層
+t+11定に先立って被測定a S+li昨λ上にグ
ーl−電極を真空蒸者によって付け、オーミック特性を
とった。電圧−電流特性は日本分光■製回折格子分光器
CT−50により測定した。
ーl−電極を真空蒸者によって付け、オーミック特性を
とった。電圧−電流特性は日本分光■製回折格子分光器
CT−50により測定した。
(I斤伝専IWは光を遮断した場合、光伝導11まAλ
4−1.1DO111W/Cd)光をサンプルに垂直に
照射した場合である。
4−1.1DO111W/Cd)光をサンプルに垂直に
照射した場合である。
実施例1
実験装置として第1図に示した装置を使用した3すなわ
ち、反応管は40 mmQX 600 mmlの石英管
であり、その周囲に500Wのセン特殊光源■製の弾状
低圧水銀ランプ(波長253.7 nmの紫外a)1本
を設置した。Heガスで希釈した10%の5i2II6
を含む原料ガスを500 cc /min 、キャリャ
ガ、スとしてN、を21/m団の流速で圧力0.5にグ
/ca −Gで分解炉に流し、l−記紫外線照度10m
W/c#Iの照射下に300 ’C:で堆積を60分行
った。結果を第1表に、示す。
ち、反応管は40 mmQX 600 mmlの石英管
であり、その周囲に500Wのセン特殊光源■製の弾状
低圧水銀ランプ(波長253.7 nmの紫外a)1本
を設置した。Heガスで希釈した10%の5i2II6
を含む原料ガスを500 cc /min 、キャリャ
ガ、スとしてN、を21/m団の流速で圧力0.5にグ
/ca −Gで分解炉に流し、l−記紫外線照度10m
W/c#Iの照射下に300 ’C:で堆積を60分行
った。結果を第1表に、示す。
実施例2〜実!面例4
形成温度および原料高次シランを変えたほかは実施例1
と同様な実験を行った。結果を第1表に示す。
と同様な実験を行った。結果を第1表に示す。
第1図は本発明を実施するための装置の説明図である。
特許出願人
三井東圧化学株式会社
手 続 補 正 書(自発)
昭和58年12月19巨
4許庁長官若杉和夫殿
1、事件の表示
λ
特願昭58−150316 号
2、発明の名称
アモルファス−シリコン膜の形成方法
3、補正をする者
明細書の特許請求の範囲の欄および発明の詳細な説明の
瀾 5補正の内容 1晶゛胎晶求の範囲を別紙のごとく訂正する3゜2明細
瞥1頁12行目の記4M 1波長255.7nmの−1を[波長253.7 nm
近傍の」と訂正する。 6同4頁4行目の記載「波長2537則11の」を「波
長253.7nm近傍の」と訂正する。 4同5頁2行目の記載「波長253.7nmの」を「波
長255.7nm近傍の」と訂正する。 5同8頁下4行目の記載「波長253.7 nmの」を
1−波長253.7nm近傍の」と訂正する。 6同10頁第1表中の 「形成条件」を「膜形成条件」とg]正する。 (別紙) 2、許請求の範囲 (1)一般式Si’nH2,+2.(nは2以−ヒの整
嬰父)で示さJする高次7ランカスを、波長’!55.
7 nm近傍の光I(1下て光分解させ、基板上にアモ
ルファス・シリコンを堆積させることを特徴とするアモ
ルファス・シリコン膜の形成方法。
瀾 5補正の内容 1晶゛胎晶求の範囲を別紙のごとく訂正する3゜2明細
瞥1頁12行目の記4M 1波長255.7nmの−1を[波長253.7 nm
近傍の」と訂正する。 6同4頁4行目の記載「波長2537則11の」を「波
長253.7nm近傍の」と訂正する。 4同5頁2行目の記載「波長253.7nmの」を「波
長255.7nm近傍の」と訂正する。 5同8頁下4行目の記載「波長253.7 nmの」を
1−波長253.7nm近傍の」と訂正する。 6同10頁第1表中の 「形成条件」を「膜形成条件」とg]正する。 (別紙) 2、許請求の範囲 (1)一般式Si’nH2,+2.(nは2以−ヒの整
嬰父)で示さJする高次7ランカスを、波長’!55.
7 nm近傍の光I(1下て光分解させ、基板上にアモ
ルファス・シリコンを堆積させることを特徴とするアモ
ルファス・シリコン膜の形成方法。
Claims (1)
- (1)一般式5inH2n」2(nは2以上の整数)で
示されろ高次ンランガスを、波長2567開〕の光照射
下テ光分解させ、基板上にアモルファス・シリコンを堆
積させることを特徴とするアモルファス・ノリコノ膜の
形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58150326A JPS6042818A (ja) | 1983-08-19 | 1983-08-19 | アモルファス・シリコン膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58150326A JPS6042818A (ja) | 1983-08-19 | 1983-08-19 | アモルファス・シリコン膜の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6042818A true JPS6042818A (ja) | 1985-03-07 |
Family
ID=15494569
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58150326A Pending JPS6042818A (ja) | 1983-08-19 | 1983-08-19 | アモルファス・シリコン膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6042818A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63155610A (ja) * | 1986-12-18 | 1988-06-28 | Sanyo Electric Co Ltd | 半導体膜の製造方法 |
-
1983
- 1983-08-19 JP JP58150326A patent/JPS6042818A/ja active Pending
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| JAPAN.J.APPL.PHYS=1983 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63155610A (ja) * | 1986-12-18 | 1988-06-28 | Sanyo Electric Co Ltd | 半導体膜の製造方法 |
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