JPS607718A - アモルフアスシリコンカ−バイド膜の製造方法 - Google Patents
アモルフアスシリコンカ−バイド膜の製造方法Info
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- JPS607718A JPS607718A JP58117753A JP11775383A JPS607718A JP S607718 A JPS607718 A JP S607718A JP 58117753 A JP58117753 A JP 58117753A JP 11775383 A JP11775383 A JP 11775383A JP S607718 A JPS607718 A JP S607718A
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- H10P14/3404—Deposited materials, e.g. layers characterised by the chemical composition being Group IVA materials
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Physical Vapour Deposition (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】
く技術分野〉
本発明はアモルファスシリコンカーバイド（ａ−５ｉｘ
Ｃｌ −ｘ ）膜の製造方法に関し、特にスパッタリン
グ時の基板温度を制御したａ −Ｓ Ｉ ＸＣｌ −Ｘ
膜の製造方法に関するものである。
Ｃｌ −ｘ ）膜の製造方法に関し、特にスパッタリン
グ時の基板温度を制御したａ −Ｓ Ｉ ＸＣｌ −Ｘ
膜の製造方法に関するものである。
〈従来技術〉
従来の単結晶材料を用いた半導体素子に加えて、近年ア
モルファス（非晶質）の薄膜半導体材料を利用した半導
体素子の研究が活発に推し進められている。特にａ−５
ｉ）（Ｃ＋−８膜は、例えば光が照射された状態で顕著
な光導電特性を示しかつ材料入手も容易であるという理
由から半導体材料としての注目を集めている。ａ−ｓｉ
Ｘｃｌ−Ｘ膜はプラズマＣＶＤ法、グロー放電法、反応
性スパッタリング法、イオンブレーティング法等種々の
作製方法が提案されているが、従来のａ−５ｉＸＣ１−
エ膜作製方法に於いては、光導電特性や比抵抗等の電気
的緒特性を製造条件によって充分に制御することができ
ず、半導体材料として実用化するにＩ″ｉ量産性、再現
性の点で問題があった。
モルファス（非晶質）の薄膜半導体材料を利用した半導
体素子の研究が活発に推し進められている。特にａ−５
ｉ）（Ｃ＋−８膜は、例えば光が照射された状態で顕著
な光導電特性を示しかつ材料入手も容易であるという理
由から半導体材料としての注目を集めている。ａ−ｓｉ
Ｘｃｌ−Ｘ膜はプラズマＣＶＤ法、グロー放電法、反応
性スパッタリング法、イオンブレーティング法等種々の
作製方法が提案されているが、従来のａ−５ｉＸＣ１−
エ膜作製方法に於いては、光導電特性や比抵抗等の電気
的緒特性を製造条件によって充分に制御することができ
ず、半導体材料として実用化するにＩ″ｉ量産性、再現
性の点で問題があった。
〈発明の目的〉
本発明は上述の問題点に鑑み、反応性スパッタリング法
による薄膜作製技術を導入するとともにスパッタリング
時の基板温度を制御することにょシ、半導体電子材料と
して有用な良質のａ −５１）（ＣＩ−ｚ膜を得ること
のできるａ ５ｉｘＣｌ−Ｘ膜の製造方法を提供するこ
とを目的とする。
による薄膜作製技術を導入するとともにスパッタリング
時の基板温度を制御することにょシ、半導体電子材料と
して有用な良質のａ −５１）（ＣＩ−ｚ膜を得ること
のできるａ ５ｉｘＣｌ−Ｘ膜の製造方法を提供するこ
とを目的とする。
〈構成及び効果〉
アモルファス膜の電気的膜特性は膜作製時の基板温度に
大きく依存する。これは、膜特性を決定する２つの要因
即ちＳｉ とＣでアモルファスヲ形成する際のネットワ
ークの組み方及びアモルファス膜中に含有される水素量
が、膜作製時の基板温度の変化によって大きく影響を受
けるためであると考えられる。従って本発明は、ａ−５
ｉ）（Ｃ＋−ｘ膜を反応性スパッタリング法で作製する
際に原料ガス及びターゲットエリａ−ｓｔｘｃｌ−８を
生成する基板の温度を３００℃〜４５０℃に保持し、こ
れによって電気的膜特性を良好に制御するとともに良質
のａ−３ｉＸＣ１−＞（膜を作製するように構成されて
いる。
大きく依存する。これは、膜特性を決定する２つの要因
即ちＳｉ とＣでアモルファスヲ形成する際のネットワ
ークの組み方及びアモルファス膜中に含有される水素量
が、膜作製時の基板温度の変化によって大きく影響を受
けるためであると考えられる。従って本発明は、ａ−５
ｉ）（Ｃ＋−ｘ膜を反応性スパッタリング法で作製する
際に原料ガス及びターゲットエリａ−ｓｔｘｃｌ−８を
生成する基板の温度を３００℃〜４５０℃に保持し、こ
れによって電気的膜特性を良好に制御するとともに良質
のａ−３ｉＸＣ１−＞（膜を作製するように構成されて
いる。
本発明によシ得られるａ−５ｉｘＣ１−Ｘ膜は比抵抗が
高くかつ光学的エネルギーギャップが犬なる薄膜として
形成される。本発明（はこのような半導体材料として適
するａｓ］ＸｃＩ−Ｘ 膜を再現性良く大量生産するこ
とが可能である。
高くかつ光学的エネルギーギャップが犬なる薄膜として
形成される。本発明（はこのような半導体材料として適
するａｓ］ＸｃＩ−Ｘ 膜を再現性良く大量生産するこ
とが可能である。
〈実施例〉
以下、本発明の１実施例として水素で安定化された水素
化アモルファスシリコンカーバイト（ａ−ｓｉＸｃｌ−
ｘ ： Ｈ）膜の作製方法について説明する。
化アモルファスシリコンカーバイト（ａ−ｓｉＸｃｌ−
ｘ ： Ｈ）膜の作製方法について説明する。
第１図はａ−８ｉ）（Ｃ１−ｘ ： Ｈ膜を作製するた
めのスパッタリング装置である。反応室１内にけａＳ
ｉ Ｘ Ｃ１−Ｘ ”膜を作製するだめの基板２及びＳ
ｉ源となるＳｌターゲット３が対向配置されている。ま
た反応室１は真空系４及び混合ガス供給系５に連結され
ている。混合ガス供給系５はＣ及びＨ源となるＣａ Ｈ
ｇ （又はＣＨ４）ガスを供給する原料ガス源６１ Ｓ
ｉ ターゲット３を効率よくスパッタするためのＡｒガ
ス供給源７及びＨ２ガス供給源８に連結されており、混
合器９を介してＣａ Ｈ８（又はＣＨ４）、Ａｒ及びＨ
２の混合ガスが流量及び分圧を制御されながら混合ガス
供給系５より反応室ｌ内に搬送される。反応室１の周囲
には磁場コイルＩＯが巻回され、磁場コイル１０及び基
板２とＳｉ ターゲット３間に高周波電源１１ｆｉ）う
Ｉ ３．５６ ＭＨ２の高周波電力が印加されることに
よ）、上記混合ガス雰囲気下でのＳｉ ターゲット３の
スパッタリングが行なわれ、基板２上にａ ５ｔ）（Ｃ
１−＞（：Ｈ膜の成膜が行われる。
めのスパッタリング装置である。反応室１内にけａＳ
ｉ Ｘ Ｃ１−Ｘ ”膜を作製するだめの基板２及びＳ
ｉ源となるＳｌターゲット３が対向配置されている。ま
た反応室１は真空系４及び混合ガス供給系５に連結され
ている。混合ガス供給系５はＣ及びＨ源となるＣａ Ｈ
ｇ （又はＣＨ４）ガスを供給する原料ガス源６１ Ｓ
ｉ ターゲット３を効率よくスパッタするためのＡｒガ
ス供給源７及びＨ２ガス供給源８に連結されており、混
合器９を介してＣａ Ｈ８（又はＣＨ４）、Ａｒ及びＨ
２の混合ガスが流量及び分圧を制御されながら混合ガス
供給系５より反応室ｌ内に搬送される。反応室１の周囲
には磁場コイルＩＯが巻回され、磁場コイル１０及び基
板２とＳｉ ターゲット３間に高周波電源１１ｆｉ）う
Ｉ ３．５６ ＭＨ２の高周波電力が印加されることに
よ）、上記混合ガス雰囲気下でのＳｉ ターゲット３の
スパッタリングが行なわれ、基板２上にａ ５ｔ）（Ｃ
１−＞（：Ｈ膜の成膜が行われる。
上記工程で作製されるａ−５ｉ）＜ ＣＩ−Ｘ ： Ｈ
膜中の水素の含有量及び結合状態は膜の膜特性に影響し
、特に光導電性や比抵抗はアモルファス膜の安定化に寄
与している水素量と密接な関係があろう第２図けＨ２ガ
ス添加の効果を示す赤外線吸収スペクトルで、同図中曲
線１１はＡｒとＣ３Ｈ８の混合ガスでＳｉ ターゲット
をスパッタして作製した従来のａ−５ｉｘＣ１−Ｘ膜１
曲線７？２はＡｒとＣ５Ｈｇ混合ガスに更にＨ２ガスを
加えてスパッタリングして作製した上記実施例によるａ
−５ｉｘＣＩ−ｘ：Ｈ膜の夫々の赤外線吸収スペクトル
であ・る０曲線７？１．１２共に矢印Ｐ１で示す様に８
００α刊 付近に大きな吸収ピークが存在し、このピー
クはＳｉとＣとの結合（Ｓｉ−Ｃ結合と記す）に基くも
のであることから、どちらの膜中にもＳ ｉ −Ｃ結合
が大量に存在することがわかる。なおピークの位置が８
００ ｃｖｒ−’から少しずれているのは、６４０ｃｎ
＋’にＳ ｉ −Ｈ結合の吸収ピークが存在することに
起因するものである。矢印Ｐ２で示す８４０〜９００Ｃ
ｒｎ−’付近には５ｉ−Ｈ結合、矢印Ｐ３で示すｌ ０
００ａｎ−１付近にはＣ−Ｈ結合、更に矢印Ｐ４で示す
２０００〜２１００ｃｍ−’ 付近にはＳ ｉ−Ｈ結合
の存在を示す吸収ピークが現われている。これら水素に
関連したＳ ｉ −Ｈ及びＣ−Ｈ結合に基いて生じる吸
収ピークは、曲線１１では浅いがＨ２ガスを添加］−て
スパッタリングした曲線１２のａ、、 −Ｓ ｉ Ｘ
Ｃ１−ｘ：Ｈ膜では、深いピークが明瞭に現われており
、水素が結合中に含まれていることがわかる。上記吸収
ピークの深さけ安定化に寄与している水素量に関係し、
従って作製されたａ ５ｉ）（Ｃ１−ｙＨ：Ｈ膜として
の電気的膜特性とも相関関係を有し、水素量及び結合状
態を制御することによって膜の諸特性、特に電気的特性
を制御することができる。
膜中の水素の含有量及び結合状態は膜の膜特性に影響し
、特に光導電性や比抵抗はアモルファス膜の安定化に寄
与している水素量と密接な関係があろう第２図けＨ２ガ
ス添加の効果を示す赤外線吸収スペクトルで、同図中曲
線１１はＡｒとＣ３Ｈ８の混合ガスでＳｉ ターゲット
をスパッタして作製した従来のａ−５ｉｘＣ１−Ｘ膜１
曲線７？２はＡｒとＣ５Ｈｇ混合ガスに更にＨ２ガスを
加えてスパッタリングして作製した上記実施例によるａ
−５ｉｘＣＩ−ｘ：Ｈ膜の夫々の赤外線吸収スペクトル
であ・る０曲線７？１．１２共に矢印Ｐ１で示す様に８
００α刊 付近に大きな吸収ピークが存在し、このピー
クはＳｉとＣとの結合（Ｓｉ−Ｃ結合と記す）に基くも
のであることから、どちらの膜中にもＳ ｉ −Ｃ結合
が大量に存在することがわかる。なおピークの位置が８
００ ｃｖｒ−’から少しずれているのは、６４０ｃｎ
＋’にＳ ｉ −Ｈ結合の吸収ピークが存在することに
起因するものである。矢印Ｐ２で示す８４０〜９００Ｃ
ｒｎ−’付近には５ｉ−Ｈ結合、矢印Ｐ３で示すｌ ０
００ａｎ−１付近にはＣ−Ｈ結合、更に矢印Ｐ４で示す
２０００〜２１００ｃｍ−’ 付近にはＳ ｉ−Ｈ結合
の存在を示す吸収ピークが現われている。これら水素に
関連したＳ ｉ −Ｈ及びＣ−Ｈ結合に基いて生じる吸
収ピークは、曲線１１では浅いがＨ２ガスを添加］−て
スパッタリングした曲線１２のａ、、 −Ｓ ｉ Ｘ
Ｃ１−ｘ：Ｈ膜では、深いピークが明瞭に現われており
、水素が結合中に含まれていることがわかる。上記吸収
ピークの深さけ安定化に寄与している水素量に関係し、
従って作製されたａ ５ｉ）（Ｃ１−ｙＨ：Ｈ膜として
の電気的膜特性とも相関関係を有し、水素量及び結合状
態を制御することによって膜の諸特性、特に電気的特性
を制御することができる。
水素量及び結合状態の制御は混合ガス中の水素ガスの割
合、流量７分圧等を選定することによって行なわれる。
合、流量７分圧等を選定することによって行なわれる。
次にスパッタリング時の基板２の温度と得られるａ−５
ｉｘＣ１−ｘ ’Ｈ膜の電気的特性との関係について説
明する。ｒｆパワー、磁場の強さ、各ガス分圧、背圧、
その他の製造条件を一定とし、基板２の温度のみを変化
させてａ ５ｉ）（ＣＩ−）（：Ｈ膜を作製してその比
抵抗及び光学的エネルギーギャップをそれぞれ電圧−電
流特性の測定及び可視光透過スペクトルの測定によりめ
た。
ｉｘＣ１−ｘ ’Ｈ膜の電気的特性との関係について説
明する。ｒｆパワー、磁場の強さ、各ガス分圧、背圧、
その他の製造条件を一定とし、基板２の温度のみを変化
させてａ ５ｉ）（ＣＩ−）（：Ｈ膜を作製してその比
抵抗及び光学的エネルギーギャップをそれぞれ電圧−電
流特性の測定及び可視光透過スペクトルの測定によりめ
た。
第３図に比抵抗の基板温度依存性を示す。図より明らか
な如く、基板温度が約３７０℃で比抵抗値は極大となシ
、３００℃乃至４５０℃の範囲で比抵抗は高い値を呈す
る。従って、基板温度を３００℃乃至４５０℃、望まし
くけ３５０℃乃至４００℃の範囲に選定してスパッタす
ることにより実用に適する高い比抵抗値のａ −Ｓ ｉ
ｘ Ｃ＋−ｘ：Ｈ膜を得ることができる。
な如く、基板温度が約３７０℃で比抵抗値は極大となシ
、３００℃乃至４５０℃の範囲で比抵抗は高い値を呈す
る。従って、基板温度を３００℃乃至４５０℃、望まし
くけ３５０℃乃至４００℃の範囲に選定してスパッタす
ることにより実用に適する高い比抵抗値のａ −Ｓ ｉ
ｘ Ｃ＋−ｘ：Ｈ膜を得ることができる。
第４図はａ−５ｉ）（ｃｌ−ｘ ： Ｈ膜の光学的エネ
ルギーギャップと基板温度との関係を示す。基板温度が
約３６０℃で光学的エネルギーギャップは約２．７３ｅ
Ｖと最大値を呈し、上記同様に３００℃乃至４５０℃の
範囲で光学的エネルギーギャップ′は高い値を示してい
る。これは、赤外線吸収測定に於いてＳｉ とＣの結合
による赤外吸収強度がこの温度範囲で最大になることか
ら同温度範囲でＳｉとＣとのネットワーク化が最も進行
するためであると考えられる。
ルギーギャップと基板温度との関係を示す。基板温度が
約３６０℃で光学的エネルギーギャップは約２．７３ｅ
Ｖと最大値を呈し、上記同様に３００℃乃至４５０℃の
範囲で光学的エネルギーギャップ′は高い値を示してい
る。これは、赤外線吸収測定に於いてＳｉ とＣの結合
による赤外吸収強度がこの温度範囲で最大になることか
ら同温度範囲でＳｉとＣとのネットワーク化が最も進行
するためであると考えられる。
以上より、スパッタリング過程で基板温度を３００℃乃
至４５０℃の範囲に保持し、反応性スパッタリング法で
原料ガス及びＳ１ターゲット３から基板上に良質のａ
５ｉＸＣ１−ｘ：Ｈ膜を作製することができる。また得
られる膜の電気的特性は均一でかつ実用に適するものと
なる。尚、原料ガスに含有される水素ガスの量を適宜選
定してａ−ＳｉＸＣ１−３（：Ｈ膜中の水素量を制御す
ることにより希望する電気的特性のａ−５ｉｘＣＩ−ｘ
：Ｈ膜が得ら社ることになる。
至４５０℃の範囲に保持し、反応性スパッタリング法で
原料ガス及びＳ１ターゲット３から基板上に良質のａ
５ｉＸＣ１−ｘ：Ｈ膜を作製することができる。また得
られる膜の電気的特性は均一でかつ実用に適するものと
なる。尚、原料ガスに含有される水素ガスの量を適宜選
定してａ−ＳｉＸＣ１−３（：Ｈ膜中の水素量を制御す
ることにより希望する電気的特性のａ−５ｉｘＣＩ−ｘ
：Ｈ膜が得ら社ることになる。
第１図はａ−３ｉｘＣ＋−ｘ：Ｈ膜を作製するためのス
パッタリング装置の構成図である。 第２図は作製されたａ −Ｓｉｙ、 ＣＩ−Ｘ ：Ｈ膜
の赤外線吸収スペクトル図である。 第３図はａ−５ｉｘＣ＋−ｘ：Ｈスノくツタ膜の比抵抗
の基板温度依存性を示す特性図である。 第４図はａ−５ｉｘＣＩ−ｘ：Ｈスノくツタ膜の光学的
エネルギーギャップの基板温度依存性を示す特性図であ
る。 ｌ・・・反応室 ２・・・基板 ３・Ｓ１ターゲット５
・・ガス供給系 ６・・・原料ガス源 ７・・Ａｒ ガ
ス供給源 ８・・・Ｈ２ガス供給源 代理人 弁理士 福 士 愛 彦（他２名）纂扱温度（
′Ｃ） 基倣温尼（°Ｃ）
パッタリング装置の構成図である。 第２図は作製されたａ −Ｓｉｙ、 ＣＩ−Ｘ ：Ｈ膜
の赤外線吸収スペクトル図である。 第３図はａ−５ｉｘＣ＋−ｘ：Ｈスノくツタ膜の比抵抗
の基板温度依存性を示す特性図である。 第４図はａ−５ｉｘＣＩ−ｘ：Ｈスノくツタ膜の光学的
エネルギーギャップの基板温度依存性を示す特性図であ
る。 ｌ・・・反応室 ２・・・基板 ３・Ｓ１ターゲット５
・・ガス供給系 ６・・・原料ガス源 ７・・Ａｒ ガ
ス供給源 ８・・・Ｈ２ガス供給源 代理人 弁理士 福 士 愛 彦（他２名）纂扱温度（
′Ｃ） 基倣温尼（°Ｃ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、原料ガスとターゲットから反応性スパッタリングに
より基板上にアモルファスシリコンカーバイド膜を形成
するアモルファスシリコンカーバイド膜の製造方法に於
いて、スパッタリング過程で前記基板の温度を３００℃
乃至４５０℃の範囲に保持することを特徴とするアモル
ファスシリコンカーバイド膜の製造方法。 ２ 原料ガスに水素ガスを含有させるとともにその含有
量を適宜選定して水素化されたアモルファスシリコンカ
ーバイド膜を作製する特許請求の範囲第１項記載のアモ
ルファスシリコンカーバイド膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58117753A JPS607718A (ja) | 1983-06-27 | 1983-06-27 | アモルフアスシリコンカ−バイド膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58117753A JPS607718A (ja) | 1983-06-27 | 1983-06-27 | アモルフアスシリコンカ−バイド膜の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS607718A true JPS607718A (ja) | 1985-01-16 |
| JPH0429218B2 JPH0429218B2 (ja) | 1992-05-18 |
Family
ID=14719463
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58117753A Granted JPS607718A (ja) | 1983-06-27 | 1983-06-27 | アモルフアスシリコンカ−バイド膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS607718A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61243166A (ja) * | 1985-04-18 | 1986-10-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 硬質膜およびその製造方法 |
| JPS627848A (ja) * | 1985-07-04 | 1987-01-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 耐摩耗膜およびその製造方法 |
| CN102251220A (zh) * | 2010-05-19 | 2011-11-23 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 混合气体供给系统、溅镀装置及溅镀方法 |
-
1983
- 1983-06-27 JP JP58117753A patent/JPS607718A/ja active Granted
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| J.APPL.PHYS=1979 * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61243166A (ja) * | 1985-04-18 | 1986-10-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 硬質膜およびその製造方法 |
| JPS627848A (ja) * | 1985-07-04 | 1987-01-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 耐摩耗膜およびその製造方法 |
| CN102251220A (zh) * | 2010-05-19 | 2011-11-23 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 混合气体供给系统、溅镀装置及溅镀方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0429218B2 (ja) | 1992-05-18 |
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