JP2001262058A - シリコン膜形成用組成物およびシリコン膜の形成方法 - Google Patents

シリコン膜形成用組成物およびシリコン膜の形成方法

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JP2001262058A JP2000069314A JP2000069314A JP2001262058A JP 2001262058 A JP2001262058 A JP 2001262058A JP 2000069314 A JP2000069314 A JP 2000069314A JP 2000069314 A JP2000069314 A JP 2000069314A JP 2001262058 A JP2001262058 A JP 2001262058A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 シクロペンタシランを出発物質として溶液法
により、支持体上に均一な膜厚と鏡面を持つシリコン膜
を短時間で形成するための組成物および方法を提供す
る。 【解決手段】 シクロペンタシランおよびラジカル開始
剤を含有する溶液組成物を調製し、この溶液組成物を、
場合により紫外線照射に付したのち、支持体上に塗布し
て塗膜を形成し、次いでこの塗膜を加熱してシリコン膜
を生成せしめることによる、支持体上にシリコン膜を形
成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は支持体上にシリコン
膜を形成するための溶液組成物およびそれを用いたシリ
コン膜の形成方法に関する。さらに詳しくは、シクロペ
ンタシランを出発シリコン源として支持体上にシリコン
膜を形成する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】特開昭60−242612号公報には、
下記式
【0003】
【化2】
【0004】(ここでnは3、4または5であり、Rは
HまたはSiH3である)で表される環式シラン化合物
およびハロゲン化合物の気体状雰囲気を、支持体が配置
された体積室内に形成し、次いでこれらの化合物に熱エ
ネルギーを与えて上記支持体上にシリコン原子を含む堆
積膜を製造する方法が開示されている。上記公報には、
上記式で表される環式シラン化合物は熱エネルギーによ
り効率良い励起、分解が得られず、良好な成膜速度が得
られないこと、そしてこれを解決するため、ハロゲン化
合物例えばCl2、Br2、I2、F2等が用いられること
が開示されている。上記方法は気相法であり、大掛かり
な装置を必要としまた堆積膜の形成に比較的長時間を要
すると言える。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、支持
体上に溶液のコーティング・焼成法によりシリコン膜、
特にアモルファスシリコン膜や多結晶シリコン膜を形成
するための溶液組成物およびその製造方法を提供するこ
とにある。本発明のさらに他の目的は、支持体上に、均
一な膜厚と鏡面を持つシリコン膜を短時間で形成する方
法を提供することにある。本発明のさらに他の目的およ
び利点は、以下の説明から明らかになろう。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、本発明
の上記目的および利点は、第1に、下記式(A)
【0007】
【化3】
【0008】で表されるシクロペンタシランおよびラジ
カル発生剤を含有するシリコン膜形成用溶液組成物によ
って達成される。
【0009】本発明によれば、本発明の上記目的および
利点は、第2に、上記式(A)で表されるシクロペンタ
シランおよびラジカル開始剤を含有する溶液組成物を調
製し、(2)この溶液組成物を支持体上に塗布して塗膜
を形成し、次いで(3)この塗膜を加熱してシリコン膜
を生成せしめる、ことを特徴とする、支持体上にシリコ
ン膜を形成する方法(以下、本発明の第1方法というこ
とがある)によって達成される。
【0010】さらに、本発明の上記目的および利点は、
第3に、(1)上記式(A)で表されるシクロペンタシ
ランを含有する溶液組成物を調製し、(2)この溶液組
成物を、紫外線の照射に付したのち、支持体上に塗布し
て塗膜を形成し、次いで(3)この塗膜を加熱してシリ
コン膜を生成せしめる、ことを特徴とする支持体上にシ
リコン膜を形成する方法(以下、本発明の第2方法とい
う)によって達成される。
【0011】本発明のシリコン膜形成用溶液組成物は、
上記式(A)で表されるシクロペンタシランとラジカル
発生剤を含有する。シクロペンタシランは、例えばジフ
ェニルジクロロシランをテトラヒドロフラン中金属リチ
ウムで環化せしめてデカフェニルシクロペンタシランを
生成せしめ、次いで塩化アルミニウムの存在下、塩化水
素で処理しさらにリチウム水素化アルミニウム、シリカ
ゲルで処理することにより製造することができる。
【0012】また、本発明で用いられるラジカル発生剤
としては、熱および/または光により、ラジカルを発生
する化合物である。このような化合物としては、ビイミ
ダゾール系化合物、ベンゾイン系化合物、トリアジン系
化合物、アセトフェノン系化合物、ベンゾフェノン系化
合物、α−ジケトン系化合物、多核キノン系化合物、キ
サントン系化合物、アゾ系化合物等を挙げることができ
る。これらのうちでもビイミダゾール系化合物、トリア
ジン系化合物、アセトフェノン系化合物、アゾ系化合物
が好ましい。上記ビイミダゾール化合物としては、例え
ば2,2’−ビス(2−クロロフェニル)−4,4’,5,
5’−テトラキス(4−エトキシカルボニルフェニル)
−1,2’−ビイミダゾール、2,2’−ビス(2−ブロ
モフェニル)−4,4’,5,5’−テトラキス(4−エ
トキシカルボニルフェニル)−1,2’−ビイミダゾー
ル、2,2’−ビス(2−クロロフェニル)−4,4’,
5,5’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾール、
2,2’−ビス(2,4−ジクロロフェニル)−4,4’,
5,5’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾール、
2,2’−ビス(2,4,6−トリクロロフェニル)−4,
4’,5,5’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾ
ール、2,2’−ビス(2−ブロモフェニル)−4,
4’,5,5’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾ
ール、2,2’−ビス(2,4−ジブロモフェニル)−
4,4’,5,5’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダ
ゾール、2,2’−ビス(2,4,6−トリブロモフェニ
ル)−4,4’,5,5’−テトラフェニル−1,2’−ビ
イミダゾール等を挙げることができる。これらのビイミ
ダゾール系化合物のうち、好ましい化合物は2,2’−
ビス(2−クロロフェニル)−4,4’,5,5’−テト
ラフェニル−1,2’−ビイミダゾール、2,2’−ビス
(2,4−ジクロロフェニル)−4,4’,5,5’−テト
ラフェニル−1,2’−ビイミダゾール、2,2’−ビス
(2,4,6−トリクロロフェニル)−4,4’,5,5’
−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾールであり、
特に好ましい化合物は2,2’−ビス(2,4−ジクロロ
フェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニル−1,
2’−ビイミダゾールである。また、上記トリアジン系
化合物の具体例としては、2,4,6−トリス(トリクロ
ロメチル)−s−トリアジン、2−メチル−4,6−ビ
ス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−[2−
(5−メチルフラン−2−イル)エテニル]−4,6−
ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−[2
−(フラン−2−イル)エテニル]−4,6−ビス(ト
リクロロメチル)−s−トリアジン、2−[2−(4−
ジエチルアミノ−2−メチルフェニル)エテニル]−
4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、
2−[2−(3,4−ジメトキシフェニル)エテニル]
−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジ
ン、2−(4−メトキシフェニル)−4,6−ビス(ト
リクロロメチル)−s−トリアジン、2−(4−エトキ
シスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s
−トリアジン、2−(4−n−ブトキシフェニル)−
4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン等
のハロメチル基を有するトリアジン系化合物を挙げるこ
とができる。これらのトリアジン系化合物のうち、2−
[2−(3,4−ジメトキシフェニル)エテニル]−4,
6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジンが好ま
しい。これらトリアジン系化合物は、単独でまたは2種
以上を混合して使用することができる。上記アセトフェ
ノン系化合物の具体例としては、2−ヒドロキシ−2−
メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、2−メチル
−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォ
リノプロパノン−1、2−ベンジル−2−ジメチルアミ
ノ−1−(4−モルフォリノフェニル)ブタノン−1、
1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、
2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オ
ン等を挙げることができる。これらのアセトフェノン系
化合物のうち、特に、2−ベンジル−2−ジメチルアミ
ノ−1−(4−モルフォリノフェニル)ブタノン−1が
好ましい。これらのアセトフェノン系化合物は、単独
で、または2種以上を混合して使用することができる。
前記アゾ系化合物の具体例としては、2,2’−アゾビ
ス(4−メトキシー2,4−ジメチルバレロニトリ
ル)、2,2’−アゾビス(4−ジメチルバレロニトリ
ル)、2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオニトリ
ル)、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリ
ル)、1,1’−アゾビス(シクロヘキサンー1−カル
ボニトリル)、4,4’−アゾビス(4−シアノバレリ
ックアシッド)、1,1’−アゾビス(1−アセトキシ
ー1−フェニルエタン)等を挙げることができる。これ
らのアゾ系化合物のうち、特に2,2’−アゾビス(4
−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,
2’−アゾビス(4−ジメチルバレロニトリル)、2,
2’−アゾビス(2−メチルプロピオニトリル)、2,
2’−アゾビスブチロニトリル、2,2’−アゾビス
(2−メチルブチロニトリル)、1,1’−アゾビス
(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)等が好ましく
使用できる。さらに、ラジカル発生剤としては、過酸化
ベンゾイル、過酸化ラウロイルの如きジアシロイルペル
オキシドおよび下記式
【0013】
【化4】
【0014】で表されるシリルシクロペンタシラン等を
用いることができる。シリルシクロペンタシランは上記
のシクロペンタシランを製造する際に副生成物として得
られる。
【0015】本発明のシクロペンタシランおよびラジカ
ル発生剤を含有する溶液組成物は、これらの化合物を適
当な溶媒に溶解させることにより調製することができ
る。かかる溶媒は、シクロペンタシランとラジカル発生
剤を溶解し溶媒と反応しないものであれば特に限定され
ない。例えば、n−ヘプタン、n−オクタン、デカン、
トルエン、キシレン、シメン、デュレン、インデン、ジ
ペンテン、テトラヒドロナフタレン、デカヒドロナフタ
レン、シクロへキシルベンゼンなどの炭化水素系溶媒;
エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコ
ールジエチルエーテル、エチレングリコールメチルエチ
ルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、
ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレング
リコールメチルエチルエーテル、1,2−ジメトキシエ
タン、ビス(2−メトキシエチル)エーテル、p−ジオ
キサンなどのエーテル系溶媒;さらにプロピレンカーボ
ネート、γ−ブチロラクトン、N−メチル−2−ピロリ
ドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、
シクロヘキサノンなどの非プロトン性極性溶媒を好まし
いものとして挙げることができる。これらの内、環状ケ
イ素化合物の溶解性と該溶液の安定性の点で炭化水素系
溶媒、エーテル系溶媒がさらに好ましく、特に好ましい
溶媒としては炭化水素系溶媒を挙げることができる。こ
れらの溶媒は、単独でも、或いは2種以上の混合物とし
ても使用できる。
【0016】本発明の溶液組成物における固形分濃度は
形成しようとするシリコン膜の厚みによってその適当な
範囲は変動するが、例えば0.01〜30重量%である
のが好ましく、0.1〜20重量%がさらに好ましく、
1〜10重量%であるのが特に好ましい。
【0017】また、シクロペンタシランとラジカル発生
剤との割合は、シクロペンタシラン100重量部に対し
0.01〜30重量部が好ましく、0.5〜20重量部が
さらに好ましい。
【0018】本発明の第1方法について説明する。工程
(1)では、本発明の溶液組成物が、例えば上記の如く
して調製される。次に、工程(2)において、この溶液
組成物を支持体上に塗布して塗膜を形成する。支持体の
材質、形状等は特に制限はないが、材質は次工程の熱処
理に耐えられるものが好ましく、また塗膜を形成する支
持体は平面であるのが好ましい。これらの支持体の材質
の具体例としては、ガラス、金属、プラスチック、セラ
ミックスなどを挙げることができ、ガラスとしては石英
ガラス、ホウ珪酸ガラス、ソーダガラス、鉛ガラスが使
用でき、金属としては金、銀、銅、ニッケル、アルミニ
ウム、鉄の他ステンレス鋼などが使用できる、プラスチ
ックとしては、ポリイミド、ポリエーテルスルホン、さ
らにこれらの材質形状はバルク形状、板状、フィルム形
状などで特に制限されるものではない。
【0019】本発明の溶液組成物で塗膜を形成するに際
し、溶液組成物はテフロン(登録商標)製や再生セルロ
ース製のメンブランフィルターなどで固形異物を濾過し
て使用することができる。本発明の溶液組成物の塗布に
際しては、塗布方法は特に限定されない。例えばスピン
コート、ディップコート、カーテンコート、ロールコー
ト、スプレーコート、インクジェット法などにより実施
することができる。塗布は1回で行うことができ、また
複数回重ね塗りすることもできる。好適な塗膜の厚みは
固形分濃度に依存して適宜変動するが、固形分として
0.01〜100μmとなる厚みが好ましく、0.1〜1
0μmとなる厚みがさらに好ましい。
【0020】最後に、工程(3)において、塗膜は加熱
される。加熱によって、溶液組成物中の溶媒が揮散し、
そして塗膜中のシリコン化合物が分解してシリコン膜を
生成する。工程(3)で加熱される塗膜がラジカル発生
剤を含有することにより、生成されるシリコン膜が均一
な厚みと鏡面状態に仕上がるのは驚くべきことである。
なぜなら、ラジカル発生剤を含有しない塗膜では厚みの
不均一なシリコン膜あるいは場合によっては部分的に破
れたシリコン膜が形成されることが多発するからであ
る。
【0021】加熱温度は、300℃以上とするのが好ま
しく、400℃〜500℃とするのがさらに好ましい。
加熱時間は30秒から30分程度で十分である。また、
加熱雰囲気は不活性雰囲気例えば窒素、ヘリウム、アル
ゴンなどからなる雰囲気が好ましい。これらは必要に応
じて水素などの還元性ガスを含んだものでもよい。未だ
詳細は究明されていないが、本発明者らの研究によれ
ば、この加熱により先ず溶媒が揮発し、それと同時にあ
るいはそれと前後してシクロペンタシランのラジカル的
開環反応が起こって一部がオリゴマー化し、その後この
オリゴマーおよびシクロペンタシランの熱分解により水
素を生成し同時にシリコン膜が形成されるものと信じら
れる。なお、含有されるラジカル発生剤がシリルシクロ
ペンタシランであるときにはシリル基が外れてシリルラ
ジカルとシクロペンタシラニルラジカルが生成するもの
と信じられる。
【0022】また、工程(3)では、必要に応じ、加熱
の前に塗膜に紫外線を照射することができる。紫外線照
射については、後述する本発明の第2方法の工程(2)
についての記載が適用される。
【0023】かくして、本発明の第1方法によれば、支
持体の上にシリコン膜特にアモルファスシリコン膜を有
利に形成することができる。シリコン膜の厚みは、例え
ば0.001μm〜10μmとすることができる。
【0024】本発明の溶液組成物は目的の機能を損なわ
ない範囲で必要に応じてフッ素系、シリコーン系、ノニ
オン系などの表面張力調節材を微量添加することができ
る。これらの溶液は目的の機能を損なわない範囲で必要
に応じてフッ素系、シリコーン系、ノニオン系などの表
面張力調節材を微量添加することができる。このノニオ
ン系表面張力調節材は、溶液の塗布対象物への濡れ性を
良好化し、塗布した膜のレベルリング性を改良し、塗膜
のぶつぶつの発生、ゆず肌の発生などを防止しに役立つ
ものである。かかる非イオン性界面活性剤としては、フ
ッ化アルキル基もしくはパーフルオロアルキル基を有す
るフッ素系界面活性剤、又はオキシアルキル基を有する
ポリエーテルアルキル系界面活性剤を挙げることができ
る。前記フッ素系界面活性剤としては、C919CON
HC1225、C817SO2NH−(C24O)6H、C9
17O(プルロニックL−35)C917、C917
(プルロニックP−84)C917、C97O(テトロ
ニック−704)(C917 2などを挙げることができ
る。(ここで、プルロニックL−35:旭電化工業
(株)製、ポリオキシプロピレン−ポリオキシエチレン
ブロック共重合体、平均分子量1,900;プルロニッ
クP−84:旭電化工業(株)製、ポリオキシプロピレ
ン−ポリオキシエチレンブロック共重合体、平均分子量
4,200;テトロニック−704:旭電化工業(株)
製、N,N,N’,N’−テトラキス(ポリオキシプロピ
レン−ポリオキシエチレンブロック共重合体)、平均分
子量5,000)などを挙げることができる。これらの
フッ素系界面活性剤の具体例としては、商品名で、エフ
トップEF301、同EF303、同EF352(新秋
田化成(株)製)、メガファックF171、同F173
(大日本インキ(株)製)、アサヒガードAG710
(旭硝子(株)製)、フロラードFC−170C、同F
C430、同FC431(住友スリーエム(株)製)、
サーフロンS−382、同SC101、同SC102、
同SC103、同SC104、同SC105、同SC1
06(旭硝子(株)製)、BM−1000、同1100
(B.M−Chemie社製)、Schsego−Fl
uor(Schwegmann社製)などを挙げること
がでる。又ポリエーテルアルキル系界面活性剤として
は、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシ
エチレンアリルエーテル、ポリオキシエチレンアルキル
フェノールエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステ
ル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソ
ルビタン脂肪酸エステル、オキシエチレンオキシプロピ
レンブロックポリマーなどを挙げることができる。これ
らのポリエーテルアルキル系界面活性剤の具体例として
は、商品名で、エマルゲン105、同430、同81
0、同920、レオドールSP−40S、同TW−L1
20、エマノール3199、同4110、エキセルP−
40S、ブリッジ30、同52、同72、同92、アラ
ッセル20、エマゾール320、ツィーン20、同6
0、マージ45(いずれも(株)花王製)、ノニボール
55(三洋化成(株)製)などを挙げることができる。
上記以外の非イオン性界面活性剤としては、例えばポリ
オキシエチレン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソ
ルビタン脂肪酸エステル、ポリアルキレンオキサイドブ
ロック共重合体などがあり、具体的にはケミスタット2
500(三洋化成工業(株)製)、SN−EX9228
(サンノプコ(株)製)、ノナール530(東邦化学工
業(株)製)などを挙げることができる。
【0025】次に、本発明の第2方法について説明す
る。工程(1)において、シクロペンタシランを含有す
る溶液組成物が調製される。この溶液組成物はラジカル
発生剤を含有していても含有していなくてもよい。ラジ
カル発生剤としては第1方法の工程(1)について記載
したものと同じものを挙げることができる。また、ここ
に記載はないが、第1方法の工程(1)について記載さ
れている事項はそのまま第2方法の工程(2)に適用さ
れると理解されるべきである。工程(2)において、上
記溶液組成物を支持体上に塗布して塗膜を形成する前
に、紫外線照射に付す。紫外線照射により、その理由は
必ずしも明らかではないが、溶液組成物の塗布能が向上
し、均一な膜厚の塗膜を容易に形成することを可能とす
る。紫外線照射は365nmで0.1〜100J/cm2
の紫外線量で十分である。紫外線の光源としては、低圧
あるいは高圧の水銀ランプ、重水素ランプあるいはアル
ゴン、クリプトン、キセノン等の希ガスの放電光の他、
YAGレーザー、アルゴンレーザー、炭酸ガスレーザ
ー、XeF、XeCl、XeBr、KrF、KrCl、
ArF、ArClなどのエキシマレーザーなどを光源と
して使用することができる。これらの光源は一般には、
10〜5000Wの出力のものが用いられるが、通常1
00〜1000Wで十分である。
【0026】また、ここに記載はないが、第1方法の工
程(2)について記載された事項はそのまま第2方法の
工程(2)に適用されると理解されるべきである。工程
(3)は第1方法の工程(3)と同じであり、第1方法
の工程(3)に記載された事項がやはりそのまま適用さ
れると理解されるべきである。本発明により形成された
アモルファスシリコン膜は、太陽電池、光センサー、薄
膜トランジスター、感光ドラム、保護膜など種々の電子
デバイスに利用される。
【0027】
【実施例】以下に、本発明を下記実施例により詳細に説
明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものでは
ない。
【0028】合成例1 温度計、冷却コンデンサー、滴下ロートおよび攪拌装置
を取り付けた内容量が3Lの4つ口フラスコ内をアルゴ
ンガスで置換した後、乾燥したテトラヒドロフラン1L
とリチウム金属18.3gを仕込み、アルゴンガスでバ
ブリングした。この懸濁液を0℃で攪拌しながらジフェ
ニルジクロロシラン333gを滴下ロートより添加し、
滴下終了後、室温下でリチウム金属が完全に消失するま
でさらに12時間攪拌を続けた。反応混合物を5Lの氷
水に注ぎ、反応生成物を沈殿させた。この沈殿物を濾別
し、水で良く洗浄した後シクロヘキサンで洗浄し、真空
乾燥することにより白色固体140gを得た。この白色
固体はIR、1H−NMR、29Si−NMRの各スペク
トルにより、2成分から成る混合物(以下、ケイ素化合
物の混合物Aと称す)であることが示唆された。このケ
イ素化合物の混合物Aを高速液体クロマトグラフィーに
より分離したところ、主生成物と副生成物の比は8:1
であることが判った。さらに、それぞれのIR、1H−
NMR、29Si−NMR、TOF−MSの各スペクトル
を測定し、主生成物はデカフェニルシクロペンタシラン
(以下、ケイ素化合物Bと称す)、副生成物はドデカフ
ェニルシクロヘキサシラン(以下、ケイ素化合物Cと称
す)であることを確認した。
【0029】合成例2 上記のケイ素化合物の混合物A50gと乾燥したトルエ
ン500mlを1Lのフラスコに仕込み、塩化アルミニ
ウム2gを加え、室温下で塩化水素を導入し、アルゴン
雰囲気下で5時間反応を続けた。ここで別途に、水素化
リチウムアルミニウム20gとジエチルエーテル200
mlを2Lのフラスコに仕込み、アルゴン雰囲気下、0
℃で攪拌しながら上記の反応混合物を加え、同温にて1
時間撹拌後さらに室温で12時間撹拌を続けた。反応混
合物よりアルミ化合物を除去し溶媒を留去したところ粘
稠な油状物が5g得られた。このものはIR、1H−N
MR、29Si−NMR、GC−MSの各スペクトルよ
り、シクロペンタシラン(以下、ケイ素化合物Dと称
す)およびシリルシクロペンタシラン(以下、ケイ素化
合物Eと称す)を8:1の比で含む混合物(以下、ケイ
素化合物の混合物F)であることが判った。
【0030】合成例3 ケイ素化合物の混合物A 85gを酢酸エチル4Lで再
結晶すると、純粋なケイ素化合物Bが55g得られた。
かくして得られたケイ素化合物B 50gを合成例2に
準じた工程に付すと、純粋なケイ素化合物D5gが得ら
れた。このものは、ガスクロマトグラフィーにより純度
99%以上であることを確認した。
【0031】実施例1 アルゴン雰囲気下、合成例2で得られたケイ素化合物の
混合物F 5gをトルエン95gに溶解して溶液を調製
した。この溶液をアルゴン雰囲気下にて石英基板にスピ
ンコートしケイ素化合物の混合物Fの膜を形成した。こ
の塗布基板をアルゴン雰囲気中で500℃にて5分加熱
すると基板上にはシリコンの膜が残留した。このシリコ
ン膜はラマン散乱スペクトルから、100%アモルファ
ス状態であった。このアモルファス状態のシリコンにX
eClエキシマレーザー(308nm)を照射したとこ
ろ、シリコンが多結晶化し結晶化率が75%であった。
多結晶化したシリコン膜をESCAスペクトルにてケイ
素原子の2P軌道エネルギーを測定すると99.0eV
であることが判明しシリコンであることが判った。
【0032】比較例1 アルゴン雰囲気下、合成例3で得られたケイ素化合物D
5gをトルエン95gに溶解して溶液を調製した。こ
の溶液をアルゴン雰囲気下にて石英基板にスピンコート
したが、ハジキが酷く均一な膜が得られなかった。
【0033】実施例2 アルゴン雰囲気下、合成例3で得られたケイ素化合物D
5gとアゾビスイソブチロニトリル50mgをトルエ
ン95gに溶解して溶液を調製した。この溶液をアルゴ
ン雰囲気下にて石英基板にスピンコートしケイ素化合物
の膜を形成した。この塗布基板をアルゴン雰囲気中で5
00℃にて5分加熱すると基板上にはシリコンの膜が残
留した。このシリコン膜はラマン散乱スペクトルから、
100%アモルファス状態であった。このアモルファス
状態のシリコンにXeClエキシマレーザー(308n
m)を照射したところ、シリコンが多結晶化し結晶化率
が75%であった。多結晶化したシリコン膜をESCA
スペクトルにてケイ素原子の2P軌道エネルギーを測定
すると99.0eVであることがわかりシリコンである
ことが判った。
【0034】実施例3 実施例3で使用したラジカル発生剤のアゾビスイソブチ
ロニトリル50mgを、2−[2−(3,4−ジメトキ
シフェニル)エテニル]−4,6−ビス(トリクロロメ
チル)−s−トリアジン97mgに替えて溶液組成物を
調製した。この溶液を用いて、他は実施例2と同様にし
て石英基板にスピンコートしケイ素化合物の膜を形成し
た。この塗布基板をアルゴン雰囲気中で450℃にて1
0分加熱すると基板上にはシリコンの膜が残留した。こ
のシリコン膜はラマン散乱スペクトルから、100%ア
モルファス状態であった。このアモルファス状態のシリ
コンにXeClエキシマレーザー(308nm)を照射
したところ、シリコンが多結晶化し結晶化率が70%で
あった。このシリコン膜をESCAスペクトルにてケイ
素原子の2P軌道エネルギーを測定すると99.0eV
であることがわかりシリコンであることが判った。
【0035】実施例4 アルゴン雰囲気下、合成例3で得られたケイ素化合物D
5gをトルエン95gに溶解して溶液を調製した。こ
の溶液にアルゴン雰囲気下にてUVを照射の後、石英基
板にスピンコートしケイ素化合物の膜を形成した。この
塗布基板をアルゴン雰囲気中で500℃にて5分加熱す
ると基板上にはシリコンの膜が残留した。このシリコン
膜はラマン散乱スペクトルから、100%アモルファス
状態であった。このアモルファス状態のシリコンにXe
Clエキシマレーザー(308nm)を照射したとこ
ろ、シリコンが多結晶化し結晶化率が75%であった。
多結晶化したシリコン膜をESCAスペクトルにてケイ
素原子の2P軌道エネルギーを測定すると99.0eV
であることがわかりシリコンであることが判った。
【0036】実施例5 アルゴン雰囲気下、合成例2で得られたケイ素化合物の
混合物F 5gをトルエン95gに溶解して溶液を調製
した。この溶液をアルゴン雰囲気下にて石英基板にスピ
ンコートしケイ素化合物の混合物Fの膜を形成した。こ
の塗布基板に、アルゴン雰囲気下、UVを照射の後50
0℃にて5分加熱すると基板上にはシリコンの膜が残留
した。このシリコン膜はラマン散乱スペクトルから、1
00%アモルファス状態であった。このアモルファス状
態のシリコンにXeClエキシマレーザー(308n
m)を照射したところ、シリコンが多結晶化し結晶化率
が75%であった。多結晶化したシリコン膜をESCA
スペクトルにてケイ素原子の2P軌道エネルギーを測定
すると99.0eVであることがわかりシリコンである
ことが判った。
【0037】実施例6 シクロペンタシラン5gをデカヒドロナフタレン45g
に溶解し、この溶液に光ラジカル重合開始剤としてリン
原子、炭素原子および酸素原子を含有するルシリン(登
録商標)(チバガイギー社製)0.1gを溶解し溶液を
調製した。この溶液に500Wの高圧水銀ランプで紫外
線(365nmの15mW/cm2)を1分間照射した
後、ガスクロマトグラフィーでシクロペンタシランの有
無を調べたところ、シクロペンタシランモノマーは全く
検出されず、全て高沸点のポリシランへ変換されてい
た。このポリシラン溶液をガラス基板に1,500rp
mでスピンコートしたところ良好なポリシラン膜が形成
されていた。このポリシラン膜を窒素雰囲気中で500
℃で5分間加熱処理したところ、金属光沢を有するシリ
コン膜が得られた。このシリコン膜のESCAを測定し
たところ、99eVに金属性シリコンのピークの他に、
286eVにC1sに帰属されるピークの他に、535e
VにO1sに帰属されるピークと133eVにP2pに帰属
されるピークが観察された。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // C08L 101:00 H01L 31/10 A Fターム(参考) 4F006 AA39 AA40 AB39 AB67 BA06 CA05 CA08 EA03 EA05 4J035 KA01 LB01 LB20 4J038 DL011 KA03 LA02 NA01 NA23 PA17 PA19 PC02 PC03 PC08 5F049 MA01 MB05 PA05 PA11 PA18 PA20 5F051 AA05 CA06 CA20 CA34 CA40

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(1)下記式(A) 【化1】 で表される化合物およびラジカル発生剤を含有すること
    を特徴とするシリコン膜形成用溶液組成物。
  2. 【請求項2】 (1)上記式(A)で表されるシクロペ
    ンタシランおよびラジカル開始剤を含有する溶液組成物
    を調製し、(2)この溶液組成物を支持体上に塗布して
    塗膜を形成し、次いで(3)この塗膜を加熱してシリコ
    ン膜を生成せしめる、ことを特徴とする、支持体上にシ
    リコン膜を形成する方法。
  3. 【請求項3】 (1)上記式(A)で表されるシクロペ
    ンタシランを含有する溶液組成物を調製し、(2)この
    溶液組成物を、紫外線の照射に付したのち、支持体上に
    塗布して塗膜を形成し、次いで(3)この塗膜を加熱し
    てシリコン膜を生成せしめる、ことを特徴とする支持体
    上にシリコン膜を形成する方法。
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