JPS61208826A - 半導体薄膜 - Google Patents
半導体薄膜Info
- Publication number
- JPS61208826A JPS61208826A JP60049232A JP4923285A JPS61208826A JP S61208826 A JPS61208826 A JP S61208826A JP 60049232 A JP60049232 A JP 60049232A JP 4923285 A JP4923285 A JP 4923285A JP S61208826 A JPS61208826 A JP S61208826A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hydrogen
- thin film
- compound
- semiconductor thin
- silicon
- 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.)
- Granted
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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
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (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】
〔技術分野〕
本発明は半導体薄膜に関し、特に高い導電率を有する弗
素系非晶質シリコン膜に関する。
素系非晶質シリコン膜に関する。
弗素系非晶質シリコン膜はその優れた膜性能のために最
近よく研究されており、その用途は太陽電池、感光ドラ
ム、イメージセンサ−等の種々の薄膜半導体装置に開け
ている。これらの半導体装置の性能Ｚ向上させるために
は、装置を構成する要素たる半導体薄膜の性能をまず向
上させねばならない。この性能の一つにｎ型の導電型ケ
付与する不純物の導入（以下不純物ドーピングと称す）
による価電子制御がある。たとえば、ｎ型の不純物ドー
ピングによりｎ型の導電型を与え、不純物量や薄膜の作
製条件等によりこの導電度の太ききを制御するものであ
る。
近よく研究されており、その用途は太陽電池、感光ドラ
ム、イメージセンサ−等の種々の薄膜半導体装置に開け
ている。これらの半導体装置の性能Ｚ向上させるために
は、装置を構成する要素たる半導体薄膜の性能をまず向
上させねばならない。この性能の一つにｎ型の導電型ケ
付与する不純物の導入（以下不純物ドーピングと称す）
による価電子制御がある。たとえば、ｎ型の不純物ドー
ピングによりｎ型の導電型を与え、不純物量や薄膜の作
製条件等によりこの導電度の太ききを制御するものであ
る。
従来技術においては、不純物量、作製条件、作製方法な
ど乞いろいろと変化させることが試みられたが導電度は
高々数Ｓ ／ｃｍの程度であった。すなわちこの導電度
を大きくすることが大いに要求されていたにもかかわら
ず、これを達成することはできなかった。
ど乞いろいろと変化させることが試みられたが導電度は
高々数Ｓ ／ｃｍの程度であった。すなわちこの導電度
を大きくすることが大いに要求されていたにもかかわら
ず、これを達成することはできなかった。
本発明は新しい薄膜形成物質を用いる光分解法によりこ
の問題を解決しようとするものである。
の問題を解決しようとするものである。
本発明はシリコン−弗素結合を有する化合物を水素の共
存下に紫外線を照射し、光分解により基体上に形成した
半導体薄膜である。また、本発明においてはシリコン−
弗素結合を有する化合物がＳｉＨｎＦ４−ｎ （ｎ＝
１〜５の整数）である。また、本発明においてはシリコ
ン−弗素結合を有する化合物が水素で希釈されて・光分
解反応器に送入されるものである。また、本発明におい
てはシリコン−弗素結合を有する化合物、水素およびホ
スフィンを含むガスを光分解するものである。また、本
発明においては紫外線は低圧水銀ランプを光源とじて照
射されろことが好ましい。光分解反応は水銀増感法によ
り低圧水銀ランプを光源として行われることが好ましい
。
存下に紫外線を照射し、光分解により基体上に形成した
半導体薄膜である。また、本発明においてはシリコン−
弗素結合を有する化合物がＳｉＨｎＦ４−ｎ （ｎ＝
１〜５の整数）である。また、本発明においてはシリコ
ン−弗素結合を有する化合物が水素で希釈されて・光分
解反応器に送入されるものである。また、本発明におい
てはシリコン−弗素結合を有する化合物、水素およびホ
スフィンを含むガスを光分解するものである。また、本
発明においては紫外線は低圧水銀ランプを光源とじて照
射されろことが好ましい。光分解反応は水銀増感法によ
り低圧水銀ランプを光源として行われることが好ましい
。
“ 本発明に用いるシリコン−弗素結合を有する化合物
は一般式５ｉＨｎＦ４．．．ｎ（ｎ＝１〜３の整数）で
表されるものである。丁なわち、５ｉＨＦａ、５ｉ）Ｌ
＋Ｆｚおよび５ｉＨａＦで表されろ化合物であり、それ
ぞれトリフロロシラン、ジフロロシランおよびモノフロ
ロシランと称せらるものである。以下これらを単にフロ
ロシラン類と総称する。これらは単独または混合状態で
用いることができるが、薄膜の作製においては単独の方
が用いるに容易であり、また、得られる薄膜の性能も一
定する。
は一般式５ｉＨｎＦ４．．．ｎ（ｎ＝１〜３の整数）で
表されるものである。丁なわち、５ｉＨＦａ、５ｉ）Ｌ
＋Ｆｚおよび５ｉＨａＦで表されろ化合物であり、それ
ぞれトリフロロシラン、ジフロロシランおよびモノフロ
ロシランと称せらるものである。以下これらを単にフロ
ロシラン類と総称する。これらは単独または混合状態で
用いることができるが、薄膜の作製においては単独の方
が用いるに容易であり、また、得られる薄膜の性能も一
定する。
本発明において、フロロシラン類は水素の共存下すなわ
ち水素で希釈された状態で紫外線照射し光分解される。
ち水素で希釈された状態で紫外線照射し光分解される。
水素での希釈度合についてはフロロシラン類の堆積の２
倍以上、好ましくは５倍以上、特に好ましくは４倍以上
が用いられる。フロロシラン類ははじめから水素で希釈
されていて光分解反応器に送入されてもよいし、光分解
反応容器の中で前記の希釈間合を満足するように水素を
添加し容器中で混合することもできる。後者の場合にお
いては希釈度合は水素のフロロシラン類に対する光分解
反応容器への供給流量比がそれぞれ２倍以上、好ましく
は６倍以上、特に好ましくは４倍以上となればよい。
倍以上、好ましくは５倍以上、特に好ましくは４倍以上
が用いられる。フロロシラン類ははじめから水素で希釈
されていて光分解反応器に送入されてもよいし、光分解
反応容器の中で前記の希釈間合を満足するように水素を
添加し容器中で混合することもできる。後者の場合にお
いては希釈度合は水素のフロロシラン類に対する光分解
反応容器への供給流量比がそれぞれ２倍以上、好ましく
は６倍以上、特に好ましくは４倍以上となればよい。
本発明において、得られる膜はｎ型の不純物ドーピング
が可能である。ｎ型の不純物であるところのＶ属のリン
化合物たとえばホスフィン（ＰＨ８）を光分解反応時に
フロロシラン類と共存させることによりｎ型の導電度を
与えることができる。ドーパントたるホスフィン／フロ
ロシラン類の容積パーセントは０，０１％−１０％で充
分低抵抗のｎ型膜Ｚ得る。実施例に示すようにｎ型の不
純物の容積パーセントが０．５％以下と低い場合にも充
分高い導電度のｎ型膜を得ることができることは本発明
の特徴の一つである。
が可能である。ｎ型の不純物であるところのＶ属のリン
化合物たとえばホスフィン（ＰＨ８）を光分解反応時に
フロロシラン類と共存させることによりｎ型の導電度を
与えることができる。ドーパントたるホスフィン／フロ
ロシラン類の容積パーセントは０，０１％−１０％で充
分低抵抗のｎ型膜Ｚ得る。実施例に示すようにｎ型の不
純物の容積パーセントが０．５％以下と低い場合にも充
分高い導電度のｎ型膜を得ることができることは本発明
の特徴の一つである。
光分解反応は水銀ランプ、希メスランプ、水銀−希ガス
ランプ等が用いられる。これらの内でも特に水銀ランプ
の一穏である低圧水銀ランプを用いることが実用上便利
である。
ランプ等が用いられる。これらの内でも特に水銀ランプ
の一穏である低圧水銀ランプを用いることが実用上便利
である。
光分解反応は直接的または増感剤を介して間接的に行う
ことかできる。これも実用的な観点から水銀を増感剤と
する水銀増感法が効果的に用いられる。
ことかできる。これも実用的な観点から水銀を増感剤と
する水銀増感法が効果的に用いられる。
薄膜が形成される基体の温度は４００℃以下と比較的低
温でよい。基体の温度が２５０’Ｃ以下のさらに低温の
条件において薄膜の導電度が極めて向上することは本発
明のさらなる特徴の一つである。
温でよい。基体の温度が２５０’Ｃ以下のさらに低温の
条件において薄膜の導電度が極めて向上することは本発
明のさらなる特徴の一つである。
基体の温度の低下と共に光学バンドギャップは太き（な
り２ｅＶを越える。これにもかかわらず得られる膜や、
導電度は低下するどころか大きくなるこ不純物等の原料
ガス流量、水銀溜の温度等についてはつぎに示す成膜速
度以外特に限定される条件はな〈従来技術における条件
を用いて行われる。
り２ｅＶを越える。これにもかかわらず得られる膜や、
導電度は低下するどころか大きくなるこ不純物等の原料
ガス流量、水銀溜の温度等についてはつぎに示す成膜速
度以外特に限定される条件はな〈従来技術における条件
を用いて行われる。
これらの条件は当然のことながら薄膜の成膜速度に影響
を与えるものである。本発明を有効に実施するためには
成膜速度を小さくすることが好ましい。高い導電度を得
るためには成膜速度は１人／秒、好ましくはｏ、１Ａ／
秒以下におさえられる。この成膜速度は基体の温度にほ
とんど影響されないので、その制御か容易であるという
ことも本発明のさらなる優れた特徴の一つである。
を与えるものである。本発明を有効に実施するためには
成膜速度を小さくすることが好ましい。高い導電度を得
るためには成膜速度は１人／秒、好ましくはｏ、１Ａ／
秒以下におさえられる。この成膜速度は基体の温度にほ
とんど影響されないので、その制御か容易であるという
ことも本発明のさらなる優れた特徴の一つである。
〔発明を実施するための好ましい形態〕つぎに本発明の
実施の態様についてしるす。光透過窓、基体導入手段、
基体保持手段、基体加熱手段、ガス導入手段、真空排気
手段を少なくとも有する光分解反応器に基体を設置し真
空排気手段体を１００１００°Ｃに加熱する。原料ガス
の導入にあたりその一部を水銀溜を経由させて該反応器
に導入する。水素を原料ガス流量の２倍量以上同時に導
入する。真空排気手段で該反応器の圧力を１０Ｔｏｒｒ
以下として、低圧水銀ランプを点灯し反応を開始する。
実施の態様についてしるす。光透過窓、基体導入手段、
基体保持手段、基体加熱手段、ガス導入手段、真空排気
手段を少なくとも有する光分解反応器に基体を設置し真
空排気手段体を１００１００°Ｃに加熱する。原料ガス
の導入にあたりその一部を水銀溜を経由させて該反応器
に導入する。水素を原料ガス流量の２倍量以上同時に導
入する。真空排気手段で該反応器の圧力を１０Ｔｏｒｒ
以下として、低圧水銀ランプを点灯し反応を開始する。
同ランプ点灯と共に薄膜の形成がはじまるので成膜速度
を考慮にいれて必要膜厚になる時間において同ランプを
消灯する。また、膜厚モニターによって膜厚を計測しつ
つ成膜時間ケ決めることもできる。光分解反応器の光透
過窓に高沸点油を塗布しておくことにより、光透過窓へ
の膜形成を抑えることかできろ。
を考慮にいれて必要膜厚になる時間において同ランプを
消灯する。また、膜厚モニターによって膜厚を計測しつ
つ成膜時間ケ決めることもできる。光分解反応器の光透
過窓に高沸点油を塗布しておくことにより、光透過窓へ
の膜形成を抑えることかできろ。
本発明により得られる半導体薄膜は導電度か５０’Ｓ／
ｃｍｆ７越える低抵抗膜であり、かつ、光学バンドギャ
ップは１．８−２．２ｅＶ’＆有するところに特徴があ
る。これらの低抵抗膜は基体の温度が２５０℃以下で形
成されるものであり、半導体薄膜や半導体装置の低温形
成を目脂している半導体装置の製造分野において極めて
有用な技術を提供するものである。
ｃｍｆ７越える低抵抗膜であり、かつ、光学バンドギャ
ップは１．８−２．２ｅＶ’＆有するところに特徴があ
る。これらの低抵抗膜は基体の温度が２５０℃以下で形
成されるものであり、半導体薄膜や半導体装置の低温形
成を目脂している半導体装置の製造分野において極めて
有用な技術を提供するものである。
゛ 以下実施例を示し本発明をさらに具体的に説明する
。
。
実施例
第１図に示すところの紫外光透過窓１、基体導入手段２
、基体保持手段６、基体加熱手段４、ガス導入手段５、
真空排気手段６を有す光分解反応器７乞用いる。基体導
入手段２を用いて膜付のための基体８であるところのガ
ラス板を基体保持手段に設置する。真空排気手段で真空
排気しつつ基体加熱手段により基体を２００’Ｃに加熱
した。ついでジフロロシラン／ホスフィン／水素を１０
０１０．２／２００−７００の流量比で導入し、真空排
気手段に設備されている調節弁９で２Ｔｏｒｒの圧力に
保持する。導管１０より導入されるジフロロシランの内
の一部を約４０℃に加熱された水銀溜１１の上を通過さ
せて導入する。なお、１３はホスフィン、１４は水素の
導入管である。基体の温度および光分解反応器内の圧力
が一定となった時低圧水銀ランプ１２２点灯し、膜厚が
約５０００＾になった時に消灯する。水素／ジフロロシ
ランの流量比を２．３．５および７に変化させた時の導
電度および光学バンドギャップ乞第２図に示した。水素
／ジフロロシランの流量比が約４以上において導電度は
２０Ｓ／ｃｒｎを越え、特に水素／ジフロロシランの流
量比が５の時には導電度５０Ｓ／ｃｒｎで、光学バンド
ギャップ１．９８ｅｖを有ｊｎ型の半導体薄膜を得るこ
とができた。
、基体保持手段６、基体加熱手段４、ガス導入手段５、
真空排気手段６を有す光分解反応器７乞用いる。基体導
入手段２を用いて膜付のための基体８であるところのガ
ラス板を基体保持手段に設置する。真空排気手段で真空
排気しつつ基体加熱手段により基体を２００’Ｃに加熱
した。ついでジフロロシラン／ホスフィン／水素を１０
０１０．２／２００−７００の流量比で導入し、真空排
気手段に設備されている調節弁９で２Ｔｏｒｒの圧力に
保持する。導管１０より導入されるジフロロシランの内
の一部を約４０℃に加熱された水銀溜１１の上を通過さ
せて導入する。なお、１３はホスフィン、１４は水素の
導入管である。基体の温度および光分解反応器内の圧力
が一定となった時低圧水銀ランプ１２２点灯し、膜厚が
約５０００＾になった時に消灯する。水素／ジフロロシ
ランの流量比を２．３．５および７に変化させた時の導
電度および光学バンドギャップ乞第２図に示した。水素
／ジフロロシランの流量比が約４以上において導電度は
２０Ｓ／ｃｒｎを越え、特に水素／ジフロロシランの流
量比が５の時には導電度５０Ｓ／ｃｒｎで、光学バンド
ギャップ１．９８ｅｖを有ｊｎ型の半導体薄膜を得るこ
とができた。
このように、２００℃と低い基体の温度において高い導
電度を達成できる本発明は半導体装置の製造の低温化に
極めて有効な発明である。
電度を達成できる本発明は半導体装置の製造の低温化に
極めて有効な発明である。
第１図は本発明を実施するための光分解反応器の模式図
である。 第２図は本発明の実施例の結果を示すグラフである。横
軸は水素／ジフロロシランの流量比ケ、縦軸は導電度（
ａ）および光学ノくンドギャノプ（ｂｌをしめす。
である。 第２図は本発明の実施例の結果を示すグラフである。横
軸は水素／ジフロロシランの流量比ケ、縦軸は導電度（
ａ）および光学ノくンドギャノプ（ｂｌをしめす。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）シリコン−弗素結合を有する化合物を水素の共存下
に紫外線を照射し、光分解により基体上に形成した半導
体薄膜。 ２）シリコン−弗素結合を有する化合物がＳｉＨ＿ｎＦ
＿４＿−＿ｎ（ｎ＝１〜３の整数）である特許請求の範
囲第一項記載の半導体薄膜。 ３）シリコン−弗素結合を有する化合物が水素で希釈さ
れて光分解反応器に送入される半導体薄膜。 ４）シリコン−弗素結合を有する化合物、水素およびホ
スフィンを含むガスを光分解する特許請求の範囲第一項
記載の半導体薄膜。 ５）紫外線は低圧水銀ランプを光源として照射される特
許請求の範囲第一項記載の半導体薄膜。 ６）光分解反応は水銀増感法により低圧水銀ランプを光
源として行われる特許請求の範囲第一項記載の半導体薄
膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60049232A JPH0650727B2 (ja) | 1985-03-14 | 1985-03-14 | 半導体薄膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60049232A JPH0650727B2 (ja) | 1985-03-14 | 1985-03-14 | 半導体薄膜 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61208826A true JPS61208826A (ja) | 1986-09-17 |
| JPH0650727B2 JPH0650727B2 (ja) | 1994-06-29 |
Family
ID=12825153
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60049232A Expired - Fee Related JPH0650727B2 (ja) | 1985-03-14 | 1985-03-14 | 半導体薄膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0650727B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62221109A (ja) * | 1986-03-24 | 1987-09-29 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 被膜作製方法 |
| JPS6395617A (ja) * | 1986-10-03 | 1988-04-26 | ダウ・コーニング・コーポレーシヨン | 非晶形、重合体ケイ素含有膜の形成方法 |
-
1985
- 1985-03-14 JP JP60049232A patent/JPH0650727B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62221109A (ja) * | 1986-03-24 | 1987-09-29 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 被膜作製方法 |
| JPS6395617A (ja) * | 1986-10-03 | 1988-04-26 | ダウ・コーニング・コーポレーシヨン | 非晶形、重合体ケイ素含有膜の形成方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0650727B2 (ja) | 1994-06-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |