HU187713B - Method for producing semiconducting amorphous thin layers particularly for semiconductor devices - Google Patents

Method for producing semiconducting amorphous thin layers particularly for semiconductor devices Download PDF

Info

Publication number
HU187713B
HU187713B HU821672A HU167282A HU187713B HU 187713 B HU187713 B HU 187713B HU 821672 A HU821672 A HU 821672A HU 167282 A HU167282 A HU 167282A HU 187713 B HU187713 B HU 187713B
Authority
HU
Hungary
Prior art keywords
priority
march
process according
substrate
semiconductor
Prior art date
Application number
HU821672A
Other languages
English (en)
Inventor
Allah G Mcdiarmid
J Zoltan Kiss
Original Assignee
Chronar Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chronar Corp filed Critical Chronar Corp
Publication of HU187713B publication Critical patent/HU187713B/hu

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/04—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their crystalline structure, e.g. polycrystalline, cubic or particular orientation of crystalline planes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/02—Silicon
    • C01B33/021—Preparation
    • C01B33/027—Preparation by decomposition or reduction of gaseous or vaporised silicon compounds other than silica or silica-containing material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING 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
    • C23C—COATING 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
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING 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
    • C23C—COATING 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
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical 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
    • C23C16/24—Deposition of silicon only
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02367—Substrates
    • H01L21/0237—Materials
    • H01L21/02422—Non-crystalline insulating materials, e.g. glass, polymers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02367—Substrates
    • H01L21/0237—Materials
    • H01L21/02425—Conductive materials, e.g. metallic silicides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02436—Intermediate layers between substrates and deposited layers
    • H01L21/02439—Materials
    • H01L21/02441—Group 14 semiconducting materials
    • H01L21/0245—Silicon, silicon germanium, germanium
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02518—Deposited layers
    • H01L21/02521—Materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02518—Deposited layers
    • H01L21/0257—Doping during depositing
    • H01L21/02573—Conductivity type
    • H01L21/02576—N-type
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02518—Deposited layers
    • H01L21/0257—Doping during depositing
    • H01L21/02573—Conductivity type
    • H01L21/02579—P-type
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02612—Formation types
    • H01L21/02617—Deposition types
    • H01L21/0262—Reduction or decomposition of gaseous compounds, e.g. CVD
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/20—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof such devices or parts thereof comprising amorphous semiconductor materials
    • H01L31/202—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof such devices or parts thereof comprising amorphous semiconductor materials including only elements of Group IV of the Periodic Table
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)
  • Bipolar Transistors (AREA)

Description

A találmány tárgya eljárás félvezető amorf vékonyrétegek, különösen különböző célú félvezető eszközök aktív anyagául szolgáló vékonyrétegek hőbontásos előállítására, amikor is félvezető-fém gáz halmazállapotú polivegyületét tartalmazó gázkeverékből legalább 10 Pa nyomáson bontjuk meg a vegyületet amorf vékonyréteg előállítására.
Az amorf félvezetők igen fontos anyagai számos félvezető eszköznek. Ilyen eszközök például a számítástechnikai tárolóegységek, a FET-ek (térvezérlésű tranzisztorok) és vékonyréteg eszközök (integrált áramkörök), kijelzők, fénykibocsátó eszközök stb.
Az amorf félvezetők különösen jól használhatók az ún. fotoelektromos cellákban, amelyek feszültséget állítanak elő sugárzás hatására vagy fordítva, villamos energia bevezetésének következtében sugárzást bocsátanak ki. Ezek hátrányos jellemzője az, hogy ma még nem versenyképesek a hagyományos villamos energiaforrásokkal, amit mindenekelőtt annak kell betudni, hogy a fotoelektromos cellák aktív anyagául szolgáló félvezetők gyártási költségei igen nagyok. A fejlesztés kezdeti szakaszán a költséges és viszonylag vastag egykristályos anyagokat használták. Ma már a megfelelő fényérzékenységű amorf anyagot általában gázatmoszférában kiváltott parázsfénykisüléssel készítik.
Szilícium hidrogénnel alkotott vegyületéből, azaz monoszilánból többféle parázsfénykisüléses eljárással lehet amorf szilíciumot előállítani. Ezek előnyös jellemzői közé - amelyeket egyebek között a 4 064 521; a 4 142 195; a 4 163 677; a 4 196 438; a 4 200 473 és a 4 162 505 sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírások is ismertetnek kell sorolni azt a tényt, hogy az ily módon kapott amorf szilícium gyártási költségei alacsonyabbak, mint az egykristályos anyagé, de ezek a költségek még változatlanul magasak. Ezért ennek a technikának az általános elterjedésére nem lehet számítani.
Az amorf anyagok előállításának költségét tovább csökkentette az az eljárás, amely szerint monoszilánból (SiH4) hőbontással készítik el a vékonyréteget. A monoszilánra épülő módszerek során a vákuumpárologtatást és erőterekben történő porlasztást (például katódporlasztást) is használnak.
A monoszilán hőbontásáva! gyártott amorf szilícium, vagy ahogy a szakirodalom említi, a reaktív rápárologtatással (CVD-módszer) előállított amorf szilícium azonban fotoelektromos tulajdonságait tekintve nem megfelelő. Ez minden bizonnyal az anyag nem kedvező sűrűségére vezethető vissza.
Amorf szilícium előállítására javasolták monoszilán vákuumpárologtatását. Az így kapott anyag fotoelektromos tulajdonságai azonban rosszabbak, mint a parázsfénykisülés révén előállított anyagoké.
A 3 120 451 és a 4 125 643 sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásokban eljárásokat ismertetnek, amelyekben az amorf vékonyrétegek előállításához alapanyagként különböző fluoroszilánokat javasolnak. Az így kapott anyag azonban fotoelektromos jellemzőit tekintve a szilánból parázsfénykisüléses eljárással előállított amorf szilíciumrétegekhez hasonló tulajdonságoka· mutat, és egyúttal a költségek továbbra is viszonylag magasak.
A 4 237 150 és a 4 237 151 sz. északamerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás szerint amorf szilícium előállítása lehetséges monoszilánt és magasabb homológokat poliszilán(okat) tartalmi zó gázkeverékből viszonylag magas (ΓΌ0.. .2100 °C közötti) hőmérsékleteken viszonylag nagy, 0,01 Pa alatti, vákuumban végzett hőbontással. A megfelelő módon előkészített forró gázárí.mot ebben az esetben alacsonyabb hőmérsékletű szubsztrátumra áramoltatják. Ez az eljárás nagy gondosságot, magas hőmérsékletet és nagy vákuum alkalmazását igényli, a vele előállított vékonyrétegek fotokonduktivitása viszonylag kicsi, legfeljebb a 10~7 (ohm.cmF1 értéket éri el.
\ találmány célja a fentiekből kiindulva olyan eljárás kidolgozása, amellyel elsősorban viszonylag nagy nyomás alkalmazása mellett, másodsorban az ediig alkalmazottaknál alacsonyabb hőmérsékleten megfelelő fotoelektromos tulajdonságú amorf félvezető vékonyrétegek hatékonyan és alacsony költségszinten állíthatók elő. A célkitűzés szerint olyan vékonyrétegeket kell előállítani, amelyekből kiindulva kiváló tulajdonságokkal jellemzett fényelemek és fényérzékelő eszközök hozhatók létre, olyanokat, amelyek előállítási költsége és technológiái igényessége kisebb, mint az ismert parázsfényki; üléses, vákuumpárologtatásos és ionporlasztáso; módszerekkel előállított eszközöké.
A kitűzött cél elérésére eljárást dolgozunk ki az ismerteknél nagyobb fényérzékenységű, azoknál jobb energiaátalakítási hatásfokkal jellemzett amorf félvezető vékonyrétegek előállítására, amiké r is szubsztrátumon félvezető-fém, különösen gernánium vagy szilícium egy vagy több gáz halmazállapotú magasabb homológú polivegyületéből 10 Pa-nál nagyobb nyomás mellett egy vagy több vékonyréteget választunk le. A leválasztást célszerűm 1,3 · 105 Pa alatti nyomáson végezzük, például 150 és 500’C közötti hőmérsékleten hőbontással és, vagy parázsfénykisülés alkalmazásával.
A tapasztalat szerint különösen előnyös 102 és
1,5-104 Pa közötti nyomás alkalmazása, mivel így a részecskék gázfázisú bomlása elkerülhető. Sok esetben célszerű lehet a 0,1 és a 10 Pa közötti nyomások alkalmazása is.
A gázhoz természetesen többféle dópoló anyagot is lehet adagolni az előállítani kívánt vékonyrétegek tulajdonságától függően, és különösen célszerűen bizonyult a bórvegyületek és/vagy a foszforvegyületek, így mindenekelőtt a diborán és a foszfin alcalmazása.
A polivegyület(ek)et célszerű lehet közömbös hcrdozó gázzal adagolni.
Célszerű a szubsztrátum melegítése a hőbontás alatt, mivel ily módon a leválasztás sebessége növelhető.
A hőbontás hőmérsékletét szilícium esetében 300 és 500’C közötti, germánium esetében 150 és 220 ’C közötti értékre célszerű választani.
A találmány szerinti eljárást előnyösen olyan polivegyületekből kiindulva hajtjuk végre, amelyek az FvnH2n+2 általános képlettel jellemezhetők, ahol
-2.187713
Fv félvezető anyag (fém), különösen szilícium és germánium, míg n az atomszám, amelynek értéke legalább 2 és előnyösen legfeljebb 6. Ennek megfelelően a poliszilánok közül a diszilántói a hexaszilánig, míg a megfelelő germániumvegyületek közül a digermántól a hexagermánig terjedő vegyületek bizonyultak különösen előnyösnek. A szóban forgó polivegyületeket előnyösen a megfelelő félvezetőfém fémes vegyületeiből, mint például magnéziumszilicidből (Mg2Si) valamilyen savval, például foszforsavval (H3PO4), kénsavval (H2SO4), hidrogénfluoriddal (HF) vagy hidrogén-kloriddal (HCl) állítjuk elő megfelelő kémiai reakció révén. Bár ezt az eljárást elsősorban monoszilán előállítására alkalmas módszerként ismerik, de használható a poliszilánok előállítására is, de ekkor a monoszilántól megfelelő eljárással elválasztják a polivegyületeket. A kiindulási anyagot jelentő polivegyületek közül a kettőnél több fématomot tartalmazók esetében többszörös szakaszos desztillációval választhatók el. Ha fokozott tisztaságú diszilánra van szükség, a desztillációval előállított diszilános keveréket további rektifikálással, alacsony hőmérsékletű frakcionálással vagy más eljárással stb. tisztíthatjuk tovább.
A polivegyületek a megfelelő fémek halogenidjeiből is előállíthatók, mint például diszilícium-hexakloridból, amelyet megfelelő hidriddel, például lítium-alumínium-hidriddel redukálnak.
A találmány egy további előnyös foganatositási módja szerint a gáz halmazállapotú alapanyaghoz közömbös gázt adagolunk hordozógázként. Közömbös hordozógázként argon, hélium és hidrogén bizonyult különösen előnyösnek. A gázfázisú anyagot előnyösen fütött szubsztrátumon is megbonthatjuk, amikor a hőbontáshoz alkalmazott hőmérséklet megegyezik a szubsztrátum hőmérsékletével.
A találmány szerinti eljárás további előnyös foganatosítási módja szerint a félvezető amorf vékonyrétegeket félvezető-fém egy vagy több gázfázisú polivegyületének höbontásával állítjuk elő, és ezután a szubsztrátumon létrejött vékonyrétegeket ismert módon kontaktusokkal látjuk el. A vékonyrétegek előállításához célszerűen dópoló anyago(ka)t tartalmazó gázkeveréke(ke)t használunk. A dópolás segítségével a kívánt vezetési típus is beállítható. Kisegítő rétegeket, így például fémből készült átvezető elemeket és reflexiómentesítő rétegeket szintén ki lehet így alakítani.
A találmány szerinti eljárás részletei is egyértelműen világossá válnak, ha a csatolt rajzzal kapcsolatban néhány foganatositási módot részletesen is ismertetünk. A rajzon az
1. ábra a találmány szerinti eljárást foganatosító, megfelelő félvezető amorf vékonyréteg előállítására szolgáló polivegyület készítéséhez használható elrendezés vázlatos képe, a
2. ábra egy példakénti reakciókamra vázlatos felépítése, amely amorf félvezetőnek a találmány szerinti eljárással való előállítására szolgál, a
3. ábra a találmány szerinti eljárással előállított amorf vékonyréteget tartalmazó fotodetektor vázlatos felépítése és az áramkörhöz való csatlakoztatása, a
4. ábra a találmány szerinti eljárással előállított amorf vékonyréteget tartalmazó többátmenetes félvezető eszköz keresztmetszete, az
5. ábra a találmány szerinti eljárással előállított amorf vékonyréteget tartalmazó Schottky-átmenetes fotoelektromos félvezető eszköz (napelem) keresztmetszete, a
6. ába a találmány szerinti eljárással előállított amorf vékonyréteget tartalmazó P-l-N fotoelektromos félvezető eszköz keresztmetszete, a
7. áb'a a találmány szerinti eljárással előállított amorf vékonyréteget tartalmazó P-N fotoelektromos cella keresztmetszete, a
8. áb a a találmány szerinti eljárással előállított amorf vékonyréteget tartalmazó többátmenetes félvezető fotoelektromos eszköz keresztmetszete, míg a
9. áb a a relatív kvantumhatásfok és a hullámhossz összefüggését mutatja a találmány szerinti és az ismert eljárások szerint gyártott vékonyrétegek példáján.
A találmány szerinti eljárás legfontosabb lépései általában, és amorf szilíciumból álló félvezető vékonyréteg előállítása esetén különösen, a következők.
A találmány szerinti eljárásban általában az alkalmazások szempontjából fontos félvezető elemeket, így a periódusos rendszer IV. oszlopában található szilíciumot, germániumot és ónt, de természetesen a VI. oszlopba tartozó szelént és tellurt is választhatjuk az előállítandó vékonyréteg aktív anyagá ti. A találmány szerinti eljárás elsősorban szilícium és germánium vékonyrétegek előállítására használható.
A pclivegyülete(ke)t tartalmazó félvezető alapanyagot előkészítés után reakciókamrába vezetjük, majd itt általában legalább 10 Pa nyomású teret hozunk belőle létre és biztosítjuk a lebontás feltételeit, így parázsfénykisülést indítunk meg, és/vagy az alapanyagot 150 és 500 °C közötti hőmérsékletre melegítjük. Ezeknek a feltételeknek a hatására a gáz halmazállapotú anyag megbontása bekövetkezik, azíz az anyag komponenseire bomlik, aminek következtében egy megfelelő szubsztrátum felületén a félvezető-fém atomjai amorf vékonyrétegként lerakóénak.
Az ismert eljárásokkal előállított félvezető vékonyrétegekkel szemben a találmány szerinti eljárás megvalósításával olyan vékonyrétegeket kapunk, amelyekben hidrogénhiány nem jelentkezik, ami pedig jellegzetes kísérője a monovegyületből (tehát egy fématommal felépülő molekulájú gáz halmazállapotú anyagokból, mint szilánböl és germánból) kiinduló eljárásoknak. így tehát a kapott végtermék további kezelésére, mint hidrogénimplantációra vagy intenzív dópolásra nincs szükség.
A találmány szerinti eljárást a továbbiakban elsősorban szilícium példáján ismertetjük, mivel az eljárás különösen alkalmas amorf szilícium vékonyréteg előállítására.
Az eljárás megvalósításához egy vagy több magasabb homológú, tehát több szilíciumatomból felépülő polivegyületet, vagyis egy vagy több poliszilánt tartalmazó gázt vagy gázkeveréket állítunk elő akalmas módon, ismert eljárások szerint.
.187 713
A kész gáz halmazállapotú alapanyagot megfelelően kialakított reakciókamrába vezetjük, ahol a megbontás feltételeit biztosítjuk, így előnyösen legalább 10 Pa nyomást hozunk létre, és emellett a hőbontáshoz szükséges hőmérsékletre hevítjük a gázt, ezzel a megbontást megindítjuk. Ily módon a poliszilán(ok) megbontásával amorf szilícium keletkezik. Ezt az anyagot egyenletes, ellenőrzött körülmények között nyerjük, és ehhez a monoszilánok hőbontásához szükségesnél alacsonyabb hőmérséklet is elegendő. Ennek megfelelően az amorf szilícium, amit a poliszilánokból a javasolt eljárás révén kapunk, nem igényel a hidrogénhiány kiegyenlítésére szolgáló különleges kezelési eljárásokat. A találmány szerinti eljárással előállított félvezető vékonyrétegek, akár szilíciumból, akár pedig más említett fémből készülnek, a félvezető eszközök igen széles családjában előnyösen alkalmazhatók. Különösen vonatkozik ez a fotoelektromos, a fotovezetéses és az egyenirányító eszközökre.
Poliszilánok esetében különösen előnyösnek bizonyult a diszilán, triszilán, tetraszilán, pentaszilán és a hexaszilán alkalmazása kiindulási anyagként. Más izomer szilánok is alkalmasak lehetnek. Az egyetlen korlátozást az jelenti, hogy a fe’dolgozandó poliszilánnak az alkalmazott reakció során a kívánt módon kell viselkednie. Növekvő molekulasúllyal a poliszilán molekulastabilitása csökken, de ezt megfelelő reakciófeltételek megteremtésével egy bizonyos határig ki lehet egyenlíteni.
A poliszilánokból hőbontással előállított amorf vékonyréteg szempontjából gyakorlatilag mindegy, hogy a gáz halmazállapotú anyag csak egy poliszilánt tartalmaz, vagy különböző polimerizációs fokú poliszilánok keverékéből áll. A gázkeverékben monoszilán is jelen lehet, ha legalább egy poliszilán is van benne. Ennek eredménye, hogy a poliszilán parciális nyomása csökken, és így az eljárás végrehajtásának feltételei módosulnak.
A gázkeverék dópoló anyagokat és közömbös hordozógázt is tartalmazhat.
Az alkalmazott nyomásérték általában 1 a 105 Pa határt nem lépi túl, de az alacsonyabb értékek előnyösebbek lehetnek, így a 130 Pa körüli nyomás bizonyul különösen kedvezőnek. A nyomás célszerűen nem lépi túl az 1,5 · 104 Pa értéket.
A nagyobb polimerizációs fokú szilánok, így a hexaszilán fölötti, hatnál több szilíciumatomot tartalmazó polivegyületek általában igen kis arányban képesek részt venni a kívánt tulajdonságú amorf vékonyréteg előállításában, mivel szobahőmérsékleten és szokásos nyomáson viszonylag kicsi a gőznyomásuk. Ha viszont ezeket a nagyobb molekulasúlyú szilánokat erőteljesen felmelegítjük, hogy gőznyomásuk viszonylag nagy, például 0,15 Pa körüli értékű legyen, igen jó minőségű amorf szilícium vékonyréteg állítható elő belőlük.
Amorf félvezető anyagokból álló vékonyrétegeknek a találmány szerinti eljárással való előállítására szolgáló berendezés példáját mutatja az 1. és a 2. ábra. Az eljárás foganatosítására is alkalmas berendezés két részből áll, mégpedig 210 és 250 részegységből. A 210 részegység (1. ábra) a megfelelő polivegyületeket tartalmazó alapanyag előállítását, míg a 250 részegység (2. ábra) az alapanyagnak a kívánt amorf vékonyréteggé való alakítását biztosítja.
A 210 részegység a példa szerint amorf szilícium hőbontással történő előállításához szükséges alapanyag előkészítésére alkalmas, de természetesen hasenló felépítésű, szükség szerint módosított egységekkel más fémekből kiindulva is lehet hasonló módon félvezető amorf vékonyrétegek alapanyagát előállítani. A 210 részegység 211 reakciókamrát, 212 savtartályt, 213 szilicid-tartályt és 214 valamint 215 csapdákat tartalmaz.
A 250 részegységben a félvezető-fém megfelelően előkészített polivegyületei, tehát adott esetben a poliszilánok 260 reakciókamrába jutnak, amely 261 burkolattal van kialakítva. A 260 reakciókamriban van a 262 szubsztrátum, amelyre az amorf szilíciumot le kell rakatni. A 261 reakciókamra anyagát előnyösen úgy választjuk, hogy az a 262 s;ubsztrátumot ne szennyezhesse. Ilyen anyag például a kvarc, az üveg, vagy a rozsdamentes acél.
A 2. ábra szerint kialakított példakénti 261 reakc ókamrának 263 bemeneti csővezetéke és 264 kimeneti csővezetéke van. A 263 bemeneti csővezetéken elhelyezett 251 vezérlőszelepen átjut a poliszilanokat vagy az esetleg monoszilánt is tartalmazó gízkeverék a 261 reakciókamrába. A 251 vezérlőszelep arra szolgál, hogy 252 és/vagy 255 tartályból a gázáramhoz egy vagy több dópoló gázt lehessen adagolni. A 263 bemeneti csővezeték szintje alatt a 251 reakciókamrában 265 támasz van kialakítva, amelyre a 262 szubsztrátumot hordozó 266 tartó ven felerősítve. A 266 tartó lehet például egy fűtőbetétes tartóeszköz, amelyben csavarmenetes kerámia magban és kerámia kötőelemekkel körbevéve 256r ellenálláselem helyezkedik el. Ez utóbbi megfelelően feltekercselve van kialakítva a 265 támasz éi a 266 tartó között. Rozsdamentes acélburkolattal lehet a kerámiamagot a G nyíllal jelölt belépő gázáramtól elválasztani. A 261 reakciókamrában 270 manométer szolgál a belső nyomás értékének megállapítására, követésére. A 262 szubsztrátum hőmérsékletét az ábrán nem látható mérőeszköz követi, amely a 266r ellenálláselemben kialakított nyílásba helyezhető. A 262 szubsztrátum anyaga á tálában üveg.
A kívánt amorf szilíciumréteg lerakatására a gázkeverék a G nyíl irányában a 262 szubsztrátum fölé hilad, majd onnan a rajzon nem látható vákuumszivattyú hatására a 264 kimeneti csővezetéken át A irányban távozik. A 262 szubsztrátumot szilánok esetében általában 350 °C és kb. 500 °C közötti hőmérsékleteken tartjuk, aminek révén a gázáram legalább egy részéből hőbontással szilícium rakód k le. Ezt a folyamatot a D nyíl mutatja. A gáz halmazállapotú keverék E nyíl irányában halad a 264 kimeneti csővezeték felé, ahol elszívódik.
A fentiekben leírt dinamikus rendszer alternatívijaként kidolgozhatok statikus elrendezések is. Ebben az esetben a félvezető alapanyag szelepen keresztüljut a leszívott reakciótérbe. Ezt követően a reakcióteret lezárjuk és így elérjük, hogy a gázkeverék egy része a kamrában maradjon. A gázkeverek, amelynek túlnyomó részét előnyösen közömbös hordozó gázként is alkalmazzuk, olyan összetételű, hogy késlelteti a 261 reakciókamra meghibá-41
187 713 sodása esetében kialakuló spontán égési folyamatokat. A 262 szubsztrátumot előnyösen üvegből alakítjuk ki, de célszerű lehet fém, különösen acél szubsztrátum alkalmazása is.
Amorf félvezető réteget lehetséges amorf germánium rétegeként is előállítani különböző germánium-hidridek, különösen digermán (Ge2H„) alkalmazásával. Ekkor 150...220 °C hőmérsékletet alkalmazunk. Digermán mellett monogermán is jelen lehet, de ekkor a hőbontás üteme lassabb. Nagyobb polimerizációs fokú germánium-hidridek is felhasználhatók, például a trigermán (Ge3H8).
A találmány szerinti eljárás további illusztrálására az 1. táblázat szerinti példák szolgálnak, ame5 lyek a kisebb (I....VII. minták) és nagyobb polimerizációs fokú szilánokat (XIV. minta), továbbá a nagyobb polimerizációs fokú szilánok és különböző dópoló anyagok keverékét (VIII....XII. minta) tartalmazó alapanyagoktól a fentiekben leírt előkelő szítési folyamat után hőbontással kapott vékonyrétegek néhány jellemzőjét mutatják.
1. táblázat
Minta jele Adalékanyag, % Gáz- nyomás, Pa Hőbontás hőmérséklete, °C Hőbontás ideje Vastagság, nm Besugárzott ellenállás, ohm*, vagy reziszti vitás, ohm · cm* Sötétellenállás, ohm, vagy rezisztivitás, ohm · cm*
I 8650 390 2 óra 0,36
11 8650 410 2 óra 0,7 1,5 χ 10’° 4,2 x 1012
III 8650 430 2 óra 0,7 1,5 χ 10'° 2,8 x 1012
IV 13 300 400 2 óra 0,11 8,0 x 10’ 1,0 x 1012
V 13 300 420 2 óra 0,13 1,5 χ 10’ 2,0 x 1012
VI 1330 450 10 perc 0,8 3,0 χ 10’° 7,0 χ 1012
VII 6660 450 15 perc 0,8 4,0 χ 10'° 1,5 x 1012
Vili 4670 410 30 perc 0,8 6,0 x 10’ 2,2 χ 1012
IX 4000 410 30 perc 0,8 3,0 χ 108 3,4 χ 108
X 4670 410 30 perc 0,8 4,4 χ 107 4,7 χ 107
XI 4000 450 25 perc 0,8 1,0 x 10“ 4,0 x 1012
XII 3330 450 10 perc 0,8 3,0 x 10'° 3,0 x 1012
XIII 3330 450 20 perc 0,8 7,0 χ 1010 4,0 χ 1012
XIV 6660 450 30 perc 0,37 1,0 χ 105* 5,0 x 108*
* 70 mW/cm2 sugárzási sűrűség esetén
A leválasztott amorf szilícium rétegek villamos jellemzőit a 252 és 255 tartályokból beadott dópoló gázoknak megfelelően lehet befolyásolni. így például p vezetési típusú rétegek kialakításához a 252 tartályból boránokat, például B2H6, B10H14 stb. lehet adagolni, míg n-típusú vezetést előnyösen a 255 tartályból adagolt foszfor-hidrogének, például foszfin (PH3) vagy P2H4 biztosítja. A kívánt dópoló anyagokat például hidridekként lehet a gázkeverékhez adagolni, aminek egyik célszerű megoldása lehet a magnézium-szilicid mellett magnéziumborid és/vagy magnézium-foszfid savas kezelése. Természetesen számos más dópoló anyag is felhasználható. Egyes esetekben kívánatos a dópoló gázokat szelektíven egy vagy több forrásból, a 252 és 255 tartályokhoz hasonló egységekből váltakozva megfelelő ütemben adagolni.
Példa
A továbbiakban a találmány szerinti eljárással készült amorf vékonyrétegeken alapuló néhány félvezető eszközt ismertetünk.
Ezek a példaként ismertetett eszközök azt bizonyítják, hogy a találmány szerinti eljárás alkalmas amorf szilíciumra épülő félvezető eszközök igen széles körének kialakítására. Meg kell jegyezni, 40 hogy a találmány szerinti eljárással egészen más jellemzőkkel jellemzett amorf vékonyrétegek állíthatók elő, mint az ismert parázsfénykisüléses vagy a vákuunpárologtatásos eljárással készültek. A jelen találmány szerinti eljárás révén olyan vékonyré45 tegek kialakítása válik lehetővé, amelyek előállítása során ionkárositás nem következik be.
A jelen találmány szerinti eljárás és az ismert parázsfénykisüléses eljárással készült szilícium anyagú amorf vékonyrétegek különböző jellemzőit a 9. ábrán hasonlítjuk össze tipikus amorf vékonyrétegek alapján. A 9. ábra görbéi az amorf vékonyrétegek relatív fotoelektromos kvantumhatásfokát a gerjesztő sugárzás hullámhosszának függvényében mutatják.
A 9. ábrából következik, hogy a parázsfénykisüléssel előállított amorf vékonyrétegekhez viszonyítva a találmány szerinti eljárással készült amorf szilíciumrétegek relatív kvantumhatásfoka nagyobb, és azoknál szélesebb hullámhossztartoqq mányt ölelnek fel.
Ezen túlmenően a nagyvákuumban szilíciumból előállított amorf vékonyrétegekkel összehasonlítva a találmány szerintiek sokkal nagyobb fotoelektromos vezetést mutatnak, mégpedig 10“6...10“4 65 (ohm · cm)-1 tartományba eső értéket, míg a
-5.187 71)
237 150 és a 4 237 151 sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírások szerint a nagyvákuumban készült vékonyrétegek konduktivitása a 109... 10'7 (ohm · cm)-1 tartományba esik.
A 3. ábra 300 fotodetektort mutat, amelyben 301 üveg hordozón szilícium anyagú amorf 302 vékonyréteg van, amelyet a találmány szerinti eljárással állítottunk elő. A 302 vékonyrétegen alumíniumból készült 303 és 304 kontaktusok vannak, amelyek 305 telepen keresztül 306 terhelésre vannak csatlakoztatva. Az amorf szilíciumból álló 302 vékonyréteg felületére eső 307 fénynyaláb elektron-lyuk párok számától függően változó feszültségesést idéznek elő.
A találmány szerinti eljárással készült amorf szilíciumréteges félvezető eszközök egy másik példáját a 4. ábra mutatja, amelyen 400 heteroátmenetes félvezető eszköz látható. Ebben az eszközben 403 p-típusú vékonyréteg és 402 i-típusú vékonyréteg, illetve 402 i-típusú vékonyréteg és 401 n-típusú vékonyréteg között J2, illetve J1 átmenetek vannak kialakítva. A 403 p-típusú vékonyréteg és a 401 n-típusú vékonyréteg tiltott sávjainak szélessége eltér a 402 i-típusú vékonyréteg tiltott sávjának szélességétől. A 402 i-típusú vékonyréteget, valamint a 403 n-típusú vékonyréteget reaktív rápárologtatással (CVD-eljárással) készítjük. A 403 ptípusú vékonyréteget szintén lehet kémiai úton előállítani, megfelelő dópoló anyag, mint például bőr alkalmazásával. Ettől eltérően, a p-típusú vékonyréteg előállítására szolgáló gáz hordozógázként metánt vagy acetilént is tartalmazhat, hogy a megfelelő tulajdonságú szilícium-szén keverék réteg (a-/Si,C/:H) kialakulhasson.
A létrejött P-I-N típusú 400 heteroátmenetes félvezető eszközt 405 hordozón elhelyezett 404 érintkezőn át vezérelhetjük. A 400 heteroátmenetes félvezető eszköznek a hasonló eszközökkel szemben megvan az az előnye, hogy a 402 i-típusú vékonyrétegbe több fény léphet be az amorf szilícium-szén ötvözetét tartalmazó 401 n-típusú vékonyréteg következtében, mivel ennek tiltott sávja szélesebb, mint a 402 i-típusú vékonyrétegé.
Általában is kedvező tulajdonságú félvezető eszközök állíthatók elő, ha a találmány szerinti eljárással készült félvezető amorf vékonyrétegeket használjuk fel az egyéb eljárással készültek helyett, így például, ha a 4 064 521 sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban bemutatott különböző félvezető eszközökben a találmány szerinti eljárással előállított vékonyrétegeket, vagyis az oly módon kialakított vékonyrétegeket alkalmazzuk, hogy az említett leírásban javasolt parázsfénykisüléses eljárás helyett az amorf szilícium vékonyréteget szilícium megfelelő polivegyületeinek hőbontásával állítjuk elő, igen kedvező tulajdonságú félvezető eszközöket nyerhetünk.
Az SinH2n42 általános képlettel jellemzett szilícium-hidridek közül amorf szilícium vékonyrétegek készítéséhez különösen az n = 2...6 rendszámúak alkalmasak, és ezekben a vékonyrétegekben a defektusos állapotok átlagos sűrűsége, a vizsgálatokból leszűrhető eredmények alapján, a 1016...1017cm-3 tartományba esik, és ez sokkal kisebb érték, mint a katódporlasztással vagy a vá6 , kuumpárologtatással előállított amorf szilícium vékonyrétegek esetében, amelyekben az átlagsűrűség legalább 10” cm-3. A kis sűrűség, amely a defektusds állapotok kisebb számát jelenti, azt okozza, hogy a tiltott sáv szélesebb, a rekombináció kisebb, mint az előzőekben ismert eljárásokban előállított eszközök esetében és ezért a készülékek, az eszközök jobb minősége érhető el.
Az 5. ábrán az előzőekben leírt felépítésű eszkö/ ők egyik példájaként 500 Schottky-átmenetes naptlem látható, amely 512 hordozón épül fel. Az 512 hordozón egymásra felvitt amorf szilícium 514 vékonyréteg, 516 fémréteg, 518 közbenső rész, 520 í ntireflexiós réteg és a napsugárzást felfogó 522 beesési felület van kialakítva. Az 500 eszköz 524 ι ácsos elektródot tartalmaz.
A 6. ábrán 610 P-I-N fotoelektromos cella felépítése látható keresztmetszetben. Ebben 627 villamos érintkezőn 614 szilícium test van kialakítva, amelyen 628 áteresztő elektród van. A 628 áteresző elektród 629 beeső felülete 626 napsugárzást fog el. A 614 szilícium test felülről lefelé 613 első dópolt vékonyrétegből, 617 i-típusú vékonyrétegből is 615 második dópolt vékonyrétegből épül fel.
Ha a 613 első dópolt vékonyrétegnél a 628 áteresztő elektród felületi rezisztivitása 10 ohm vagy öbb, előnyös az 5. ábrához hasonlóan rácsos konaktust kialakítani a 613 első dópolt vékonyrétegen 1614 szilícium testben gerjesztett áram összegyűjtésére.
A 615 második dópolt vékonyréteg felületén a 628 áteresztő elektróddal szemben 627 villamos érintkező van kialakítva. A 627 villamos érintkező viszonylagosan elhanyagolható villamos ellenállású anyagból készült, anyaga például alumínium, króm, tantál, antimon, nióbium vagy rozsdamentes acél.
Az 5. ábrával kapcsolatban említettük, hogy az SinH2n+2 általános képletű (n = 2...6) szilíciumhidridek reaktív rápárologtatásával előállított amorf szilíciumrétegek abszorpciós tényezője nagyobb a látható fény tartományában, mint a kristályos szilíciumé. Éppen ezért a napsugárzás jelentősebb mértékű abszorpciójához vékony szilíciumrétegek is elegendők, ha anyaguk amorf. Tipikus értéknek tekinthető a mikron vagy ennél kisebb nagyságú vastagság, mig az amorf szilíciumrétegeket közrefogó 613 és 615 első és második dópolt vékonyrétegek vastagsága legfeljebb száz manométer.
A 7. ábra 710 fotoelektromos félvezető eszközt mutat, amely tulajdonképpen egy P-N átmenetes napelem. A 710 fotoelektromos félvezető eszközben 711 amorf szilícíumrétegek vannak, amelyek a találmány szerinti eljárással poliszilánokból reaktív rápárologtatással készülnek megfelelő dópoló anyagokat tartalmazó gázok jelenlétében. A 711 amorf szilíciumrétegekben ellenkező vezetési típusú anyagból kialakított 752 első dópolt vékonyréteg és 754 második dópolt vékonyréteg, közöttük 756 P-N átmenet van. Egy konkrét kiviteli alakban a 752 első dópolt vékonyréteg p-típusú, míg a 754 második dópolt vékonyréteg n-típusú anyagból áll. A 752 első és a 754 második dópolt vékonyréteg a 710 fotoelektromos félvezető eszköz 714 testét al-6.187713 kotja. A 711 amorf szilíciumrétegek a 754 második dópolt vékonyréteg alsó felületén levő 758 harmadik dópolt vékonyréteget is felölelnek, amelyben a 754 második dópolt vékonyréteghez viszonyítva nagyobb a dópoló anyagok koncentrációja. Az adott esetben a 758 harmadik dópolt vékonyréteg is n-típusú vezetést biztosító anyagból készült. A 758 harmadik dópolt vékonyréteg feladata a 714 testben ohmos kapcsolat létrehozása.
Bár az 5., 6. és 7. ábrán bemutatott félvezető eszközöket napelemként ismertettük, a szakember számára nyilvánvaló, hogy ezek az eszközök, amelyek kialakításakor a találmány szerinti eljárást hasznosítják, nagyfrekvenciás fotodetektorokként is használhatók, tehát olyan eszközökként, amelyek a sugárzási energiára érzékenyek.
A 8. ábra a találmány szerinti eljárással előállítható félvezető eszközök egy másik példájaként 810 heteroátmenetes fotoelektromos félvezető eszközt mutat be. Ez is a találmány szerinti eljárással állítható elő. A 810 heteroátmenetes fotoelektromos félvezető eszköz 814 testre épül fel, amely poliszilánokból höbontással készült és anyaga amorf szilícium. A 814 test jellemzői ugyanolyanok, mint a jelen találmány szerinti eljárással megvalósított 400 heteroátmenetes félvezető eszköz, amely a 402 i-típusú vékonyrétegből áll.
A 810 heteroátmenetes fotoelektromos félvezető eszköz az előzőekben leírt módon állítható elő. Ebben beeső napsugárzást felfogó 854 belső felülettel ellátott 860 félvezető réteg amorf szilíciumból álló 814 test számára ugyanolyan hordozó elemként szerepelhet, mint a 4. és 5. ábrával kapcsolatban leírt félvezető eszközök szubsztrátumai. A 814 testet diszilán hóbontásával állítjuk elő, míg a 860 félvezető réteget a 814 testen utólag akár porlasztással is elkészíthetjük. Ebben az eszközben 866 elektród mellett 868 átmeneti réteg és 870 második elektród van kialakítva maszktechnikával és porlasztással, az irodalomból jól ismert eljárásokkal.
A 810 heteroátmenetes fotoelektromos félvezető eszköz nemcsak fotoelektromos elrendezésekben, hanem mint ez a szakember számára nyilvánvaló, egyenirányítóként is használható. Ebben az esetben nincs szükség olyan 860 félvezető rétegre, mint hordozóra, amely a napsugárzást félig vagy teljesen átengedő anyagból készülne. Ugyanakkor szükségtelenné válik a 854 belső felület is, amely a beeső napsugárzás befogadására alkalmas.
Bár a találmány szerinti eljárás ismertetése során, a csatolt rajzra való hivatkozással számos különböző tényt és útmutatást leírtunk, az előző részletes ismertetésből, amely csak példakénti bemutatás célját szolgálja, nyilvánvaló, hogy számos olyan változtatás és ekvivalens megoldás dolgozható ki, amelyek a találmány szerinti megoldás igénypontokba foglalt oltalmi körébe esnek.
A találmány szerinti eljárás segítségével olyan amorf szilícium rétegek állíthatók elő, amelyek alapján az ismerteknél hatékonyabban alkalmazható félvezető eszközök készíthetők.

Claims (20)

  1. Szabadalmi igénypontok
    1. Eljárás félvezető amorf vékonyrétegek előállítására, különösen félvezető eszközökhöz, amikor is szubsztrátumon félvezető-fém legalább egy gáz halmazán ipotú polivegyületét tartalmazó gázkeverékből félvezető amorf vékonyréteget választunk le, azzal jellemezve, hogy a vékonyréteg(ek) leválasztásához tdott esetben közömbös gáz jelenlétében félvezető-fém 1-nél több fémet tartalmazó gáz halmazállapotú polivegyületét és adott esetben még legalább egy dópoló anyagot legalább 10 Pa nyomáson bontunk meg. (Elsőbbsége: 1984. 09. 21.)
  2. 2. A; 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a polivegyületét 150 és 500 °C közötti hőmérsékleten bontjuk meg. (Elsőbbsége: 1981.03.
    11.)
  3. 3. A.” 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a gáz halmazállapotú polivegyületet parazsfénykisüléssel bontjuk meg. (Elsőbbsége: 1984. 09. 21.)
  4. 4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a félvezető amorf vékonyréteget leválasztásához félvezető-fém legalább két 1-nel nagyobb polimerizációs fokú gáz halmazállapot i polivegyületét bontjuk meg. (Elsőbbsége:
    1981. 03. 11.)
  5. 5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a vékonyréteg leválasztásához a félvezető-fém polivegyülete mellett legalább egy dópoló anyagot tartalmazó gázkeveréket bontunk meg. (Elsőbbsége: 1981. 03. 11.)
  6. 6. Az 5. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy dópoló anyagként gáz halmazállapotú bórvegyületet, előnyösen diboránt és/vagy foszforvegyületet, előnyösen foszfint használunk. (Elsőbbsége: 1981. 03. 11.)
  7. 7. Az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzaljellemezve, hogy közömbös hordozó gázt, előnyösen argont és/vagy héliumot tartalmazó gázkeverél bői választjuk le a vékonyréteget. (Elsőbbsége: 1981. 03. 11.)
  8. 8. Az 1-7. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a vékonyréteget melegített sz ibsztrátumra választjuk le. (Elsőbbsége: 1981. 03. 11.)
  9. 9. Az 1-8. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy egymást követően több különböző tulajdonságú és/vagy összetételű vékonyré eget választunk le. (Elsőbbsége: 1981. 03. 11)
  10. 10. Az 5-9. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy dópoló anyagokat tartalmazó gázkeverékekből különböző vezetési típusú vékonyrétegeket választunk le hőbontással. (Elsőbbsége: 1981. 03. 11.)
  11. 11. Az 1-10. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy egy gázkeverékből hőbontással több vékonyréteget választunk le. (Elsőbbsége: 1981. 03. 11.)
  12. 12. Az 1-11. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a félvezető-fém polivegyülcteként legfeljebb hat szilícium atomos poliszilán(oka)t bontunk meg. (Elsőbbsége: 1981. 03. 11.)
    187 713
  13. 13. A 12. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a poliszilánt 300 ’C és 500 ’C közötti hőmérsékleten bontjuk meg. (Elsőbbsége: 1981.03. 11.)
  14. 14. A 12. vagy 13. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy egy vagy több dópolt amorf szilíciumréteget választunk le dópoló anyagokat tartalmazó gázkeverékekből. (Elsőbbsége: 1981. 03.11.)
  15. 15. A 12. vagy 14. igénypontok bármelyike szerinti eljárás foganatositási módja, azzal jellemezve, hogy a dópolt amorf szilíciumrétegek között tiszta szilícium vékonyrétegeket választunk le. (Elsőbbsége: 1981. 03. 11.)
  16. 16. Az 1-11. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a félvezető-fém polivegyületeként legfeljebb hat germánium atomos poligermán(oka)t bontunk meg. (Elsőbbsége: 1981. 03. 11.)
  17. 17. A 16. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a poligermánt 150 ’C és 220 ’C közötti hőmérsékleten bontjuk meg. (Elsőbbsége: 1981.03. 11.)
  18. 18. A 12-17. igénypontok szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a félvezető-fém polivegyületét a gíztérben létrehozott parázsfénykisüléssel bontjuk meg. (Elsőbbsége: 1984. 09. 21.)
  19. 19. Az 1-18. igénypontok bármelyike szerinti 'θ el· árás, azzal jellemezve, hogy a félvezető-fém polivegyületét olyan gáztérben bontjuk meg, amelyben e vegyület parciális nyomása 1,3· 105 Pa alatti, előnyösen 0,1 és 1,5-104 Pa közötti. (Elsőbbsége:
    1581. 03. 11.)
  20. 20. Az 1-18. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a félvezető fém polivegyületét IO2 Pa és 1,5· 104 közötti nyomáson bontjuk meg. (Elsőbbsége: 1981. 03. 11.)
HU821672A 1981-03-11 1982-03-10 Method for producing semiconducting amorphous thin layers particularly for semiconductor devices HU187713B (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US24270781A 1981-03-11 1981-03-11
PCT/US1982/000299 WO1982003069A1 (en) 1981-03-11 1982-03-10 Amorphous semiconductor method and devices

Publications (1)

Publication Number Publication Date
HU187713B true HU187713B (en) 1986-02-28

Family

ID=22915870

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HU821672A HU187713B (en) 1981-03-11 1982-03-10 Method for producing semiconducting amorphous thin layers particularly for semiconductor devices

Country Status (11)

Country Link
EP (1) EP0075007A4 (hu)
JP (1) JPS58500360A (hu)
KR (1) KR910002764B1 (hu)
CA (1) CA1187622A (hu)
ES (1) ES510893A0 (hu)
HU (1) HU187713B (hu)
IN (1) IN156594B (hu)
IT (1) IT1150674B (hu)
NO (1) NO823744L (hu)
OA (1) OA07249A (hu)
WO (1) WO1982003069A1 (hu)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1245109A (en) * 1983-10-31 1988-11-22 Hsien-Kun Chu Method of forming amorphous polymeric halosilane films and products produced therefrom
FR2555206B1 (fr) * 1983-11-22 1986-05-09 Thomson Csf Procede de depot de silicium amorphe par decomposition thermique a basse temperature et dispositif de mise en oeuvre du procede
DE3441044A1 (de) * 1984-11-09 1986-05-22 Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8012 Ottobrunn Verfahren zur herstellung von duennschicht-halbleiterelementen, insbesondere solarzellen
US4637895A (en) * 1985-04-01 1987-01-20 Energy Conversion Devices, Inc. Gas mixtures for the vapor deposition of semiconductor material
US4696834A (en) * 1986-02-28 1987-09-29 Dow Corning Corporation Silicon-containing coatings and a method for their preparation
US4762808A (en) * 1987-06-22 1988-08-09 Dow Corning Corporation Method of forming semiconducting amorphous silicon films from the thermal decomposition of fluorohydridodisilanes
US4923719A (en) * 1988-08-22 1990-05-08 Allied-Signal Inc. Method of coating silicon carbide fibers
US5424097A (en) * 1993-09-30 1995-06-13 Specialty Coating Systems, Inc. Continuous vapor deposition apparatus
WO1997014666A1 (en) * 1995-10-18 1997-04-24 Specialty Coating Systems, Inc. Processes for the preparation of octafluoro-[2,2]paracyclophane
EP0862664B1 (en) * 1995-10-27 2003-01-02 Specialty Coating Systems, Inc. Method and apparatus for the deposition of parylene af4 onto semiconductor wafers
US5806319A (en) * 1997-03-13 1998-09-15 Wary; John Method and apparatus for cryogenically cooling a deposition chamber
US6051276A (en) * 1997-03-14 2000-04-18 Alpha Metals, Inc. Internally heated pyrolysis zone
US5841005A (en) * 1997-03-14 1998-11-24 Dolbier, Jr.; William R. Parylene AF4 synthesis
WO2007044429A2 (en) 2005-10-05 2007-04-19 Nanogram Corporation Linear and cross-linked high molecular weight polysilanes, polygermanes, and copolymers thereof, compositions containing the same, and methods of making and using such compounds and compositions
US7799376B2 (en) * 2007-07-27 2010-09-21 Dalsa Semiconductor Inc. Method of controlling film stress in MEMS devices

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USB524765I5 (hu) * 1966-02-03 1900-01-01
US3490961A (en) * 1966-12-21 1970-01-20 Sprague Electric Co Method of producing silicon body
US4064521A (en) * 1975-07-28 1977-12-20 Rca Corporation Semiconductor device having a body of amorphous silicon
US4237150A (en) * 1979-04-18 1980-12-02 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Method of producing hydrogenated amorphous silicon film
US4237151A (en) * 1979-06-26 1980-12-02 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Thermal decomposition of silane to form hydrogenated amorphous Si film
JPS5767938A (en) * 1980-10-16 1982-04-24 Canon Inc Production of photoconductive member

Also Published As

Publication number Publication date
CA1187622A (en) 1985-05-21
IN156594B (hu) 1985-09-14
ES8402462A1 (es) 1984-02-01
OA07249A (fr) 1984-08-31
NO823744L (no) 1982-11-10
WO1982003069A1 (en) 1982-09-16
IT1150674B (it) 1986-12-17
EP0075007A1 (en) 1983-03-30
IT8220100A0 (it) 1982-03-11
KR910002764B1 (ko) 1991-05-04
EP0075007A4 (en) 1984-06-05
JPS58500360A (ja) 1983-03-10
ES510893A0 (es) 1984-02-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4459163A (en) Amorphous semiconductor method
US4683147A (en) Method of forming deposition film
US4226898A (en) Amorphous semiconductors equivalent to crystalline semiconductors produced by a glow discharge process
US5248621A (en) Method for producing solar cell devices of crystalline material
US4683146A (en) Process for producing deposition films
US5279679A (en) Multi-layered photovoltaic element having at least three unit cells
IT8224631A1 (it) Dispositivo fotovoltaico a piu! strati di semiconduttore e procedimento per la sua fabbricazione
US20020062858A1 (en) High efficiency solar photovoltaic cells produced with inexpensive materials by processes suitable for large volume production
EP0141537A1 (en) Solar cell made from amorphous superlattice material
HU187713B (en) Method for producing semiconducting amorphous thin layers particularly for semiconductor devices
Rath et al. Low-temperature deposition of polycrystalline silicon thin films by hot-wire CVD
US4520380A (en) Amorphous semiconductors equivalent to crystalline semiconductors
US4396793A (en) Compensated amorphous silicon solar cell
US4710786A (en) Wide band gap semiconductor alloy material
EP0500067A2 (en) Photovoltaic device with layer region containing germanium therein
US5151255A (en) Method for forming window material for solar cells and method for producing amorphous silicon solar cell
US4824697A (en) Method for forming a multi-layer deposited film
US4839312A (en) Fluorinated precursors from which to fabricate amorphous semiconductor material
US4478654A (en) Amorphous silicon carbide method
EP0234094A1 (en) Method for forming deposited film
US4321420A (en) Process for producing a layer containing silicon and photoelectric conversion device utilizing this process
US5278015A (en) Amorphous silicon film, its production and photo semiconductor device utilizing such a film
JP2592809B2 (ja) 光起電力素子の製造方法
CA1213375A (en) Semiconductor device having a body of amorphous silicon
US5152833A (en) Amorphous silicon film, its production and photo semiconductor device utilizing such a film