JP2555209B2 - 薄膜製造方法 - Google Patents
薄膜製造方法Info
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- JP2555209B2 JP2555209B2 JP2009799A JP979990A JP2555209B2 JP 2555209 B2 JP2555209 B2 JP 2555209B2 JP 2009799 A JP2009799 A JP 2009799A JP 979990 A JP979990 A JP 979990A JP 2555209 B2 JP2555209 B2 JP 2555209B2
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- 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
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、非晶質シリコン太陽電池や非晶質シリコン
薄膜トランジスタなどの材料となる非晶質シリコン系薄
膜のような薄膜の製造方法に関する。
薄膜トランジスタなどの材料となる非晶質シリコン系薄
膜のような薄膜の製造方法に関する。
最近、特に半導体工業の分野で薄膜の利用分野が拡大
している。そのような薄膜としては、非晶質シリコン，
多結晶シリコン，酸化シリコンあるいは窒化シリコンな
どの薄膜がある。薄膜の製造方法としてはCVD技術を用
いるのが一般的で、原料化合物ガスに解離エネルギーを
与え、分解生成物からなる所期の組成の薄膜を堆積させ
るものである。例えば非晶質シリコン系薄膜の製造方法
としては、シラン系原料ガスのガス分子を、プラズマ放
電、熱エネルギーあるいはレーザ，紫外線等の光を用い
て励起し、分解させて基板上に堆積し、薄膜を形成する
方法が知られている。
している。そのような薄膜としては、非晶質シリコン，
多結晶シリコン，酸化シリコンあるいは窒化シリコンな
どの薄膜がある。薄膜の製造方法としてはCVD技術を用
いるのが一般的で、原料化合物ガスに解離エネルギーを
与え、分解生成物からなる所期の組成の薄膜を堆積させ
るものである。例えば非晶質シリコン系薄膜の製造方法
としては、シラン系原料ガスのガス分子を、プラズマ放
電、熱エネルギーあるいはレーザ，紫外線等の光を用い
て励起し、分解させて基板上に堆積し、薄膜を形成する
方法が知られている。
薄膜の材料にシリコン以外の元素を添加し、所望の光
学バンドギャップを有する非晶質材料として、ａ−SiG
e:Hやａ−SiC:Hなどの化合物半導体とする場合には、原
料ガスとしてシラン（SiH4）のほかに、ゲルマン（Ge
H4），メタン（CH4）などを用いる。また、非晶質材料
にほう素や燐などのドーピングを行う場合、ジボラン
（B2H6）やフォスフィン（PH3）を反応ガスに添加す
る。このような異種の原料ガスを混合した反応ガスを用
いる場合、原料ガスのうち最も分解しにくいガスに対し
てそれが分解できるように原料ガス分解のエネルギーを
与える。このため、分解エネルギーの低いガスなどは、
最適条件での解離ができず、好ましくないラジカル等を
発生することが問題となっていた。
学バンドギャップを有する非晶質材料として、ａ−SiG
e:Hやａ−SiC:Hなどの化合物半導体とする場合には、原
料ガスとしてシラン（SiH4）のほかに、ゲルマン（Ge
H4），メタン（CH4）などを用いる。また、非晶質材料
にほう素や燐などのドーピングを行う場合、ジボラン
（B2H6）やフォスフィン（PH3）を反応ガスに添加す
る。このような異種の原料ガスを混合した反応ガスを用
いる場合、原料ガスのうち最も分解しにくいガスに対し
てそれが分解できるように原料ガス分解のエネルギーを
与える。このため、分解エネルギーの低いガスなどは、
最適条件での解離ができず、好ましくないラジカル等を
発生することが問題となっていた。
本発明の目的は、複数の種類の原料ガスのそれぞれを
最適条件で解離させる薄膜製造方法を提供することにあ
る。
最適条件で解離させる薄膜製造方法を提供することにあ
る。
上記の目的を達成するために、本発明によれば、基板
を載置するサセプタと、このサセプタに対向して配置さ
れたRFもしくはDC電極と、このRFもしくはDC電極に接続
された第一の原料ガスを供給する原料ガス反応管と、第
二の原料ガスを供給する原料ガス導入口と、を備えたプ
ラズマCVD装置を用いて薄膜を製造する方法であって、
原料ガス反応管を通過する第一の原料ガスをヒータによ
り加熱して解離し、この解離した第一の原料ガスと原料
ガス導入口から導入された第二の原料ガスとにより、RF
もしくはDC電極とサセプタとの間でプラズマCVD反応を
生じせしめ、基板に薄膜を堆積させることとする。
を載置するサセプタと、このサセプタに対向して配置さ
れたRFもしくはDC電極と、このRFもしくはDC電極に接続
された第一の原料ガスを供給する原料ガス反応管と、第
二の原料ガスを供給する原料ガス導入口と、を備えたプ
ラズマCVD装置を用いて薄膜を製造する方法であって、
原料ガス反応管を通過する第一の原料ガスをヒータによ
り加熱して解離し、この解離した第一の原料ガスと原料
ガス導入口から導入された第二の原料ガスとにより、RF
もしくはDC電極とサセプタとの間でプラズマCVD反応を
生じせしめ、基板に薄膜を堆積させることとする。
解離エネルギーの異なる原料ガスを独立して温度制御
した導管を通すことによりその原料ガスに最適な解離エ
ネルギーを与え、最も膜形成に適したラジカルを発生さ
せることができる。従って、複数の種類の原料ガスを混
合してなる原料ガスを分解する場合も、好ましくないラ
ジカル等の発生が防止され、健全な薄膜が形成される。
した導管を通すことによりその原料ガスに最適な解離エ
ネルギーを与え、最も膜形成に適したラジカルを発生さ
せることができる。従って、複数の種類の原料ガスを混
合してなる原料ガスを分解する場合も、好ましくないラ
ジカル等の発生が防止され、健全な薄膜が形成される。
本発明の実施例の説明に入る前に、本発明の基礎とな
る参考例につき、図を引用して説明する。第１図は本発
明の参考例のための装置を示し、キャリアガス導入口11
とガス排気口12を有する真空槽（反応槽）１の内部に、
基板温度制御用ヒータ２が設けられ、その上に基板３が
設置されている。この基板に対して、複数のガス導入口
41,42から、つながれた原料ガス反応管51,52を通して２
種類の原料ガスが吹き付けられる。原料ガス反応管51,5
2は保護カバー６に覆われ、反応管温度制御用ヒータ７
によって任意の温度に制御可能のため、この内部を通る
原料ガスの解離を自由に制御することが可能である。こ
の装置を用いることにより、例えば、シランとゲルマン
といった解離エネルギーの異なる２種類のガスから非晶
質シリコンゲルマンのようなアロイ半導体を形成する場
合、２種類のガスを別々の原料ガス反応管51,52より真
空槽１に導入し、別々の最適温度でガスを解離すること
が出来る。これにより、各々のガスから最も膜形成に適
したラジカルを発生可能なため、例えば、シランの解離
温度を900〜1200℃に、ゲルマンの解離温度を600〜800
℃に制御した場合には、その原料ガスの流量比を制御す
ることにより第２図に示すように、光学バンドギャップ
Egで1.3〜1.7eVの範囲で10-5〜10-4S/cmの光伝導度σp
h、かつ５桁以上の光暗伝導度比σph/σｄを持ったシリ
コンゲルマン膜を形成可能である。このとき、キャリア
ガス導入口11からはキャリアガスとして水素を流して真
空槽中に層流を形成している。原料ガスを、シランとメ
タンに変えればシリコンカーバイトの作成が、シランと
アンモニアに変えれば、窒化シリコンの形成も可能であ
る。キャリアガスの種類はHeやN2などのガスを用いるこ
とも可能である。また、３源の原料ガスから膜形成を行
う場合、すなわち、シリコンゲルマンやシリコンカーバ
イト等にドーピングを行う場合等には原料ガス反応管を
３本用いればよい。
る参考例につき、図を引用して説明する。第１図は本発
明の参考例のための装置を示し、キャリアガス導入口11
とガス排気口12を有する真空槽（反応槽）１の内部に、
基板温度制御用ヒータ２が設けられ、その上に基板３が
設置されている。この基板に対して、複数のガス導入口
41,42から、つながれた原料ガス反応管51,52を通して２
種類の原料ガスが吹き付けられる。原料ガス反応管51,5
2は保護カバー６に覆われ、反応管温度制御用ヒータ７
によって任意の温度に制御可能のため、この内部を通る
原料ガスの解離を自由に制御することが可能である。こ
の装置を用いることにより、例えば、シランとゲルマン
といった解離エネルギーの異なる２種類のガスから非晶
質シリコンゲルマンのようなアロイ半導体を形成する場
合、２種類のガスを別々の原料ガス反応管51,52より真
空槽１に導入し、別々の最適温度でガスを解離すること
が出来る。これにより、各々のガスから最も膜形成に適
したラジカルを発生可能なため、例えば、シランの解離
温度を900〜1200℃に、ゲルマンの解離温度を600〜800
℃に制御した場合には、その原料ガスの流量比を制御す
ることにより第２図に示すように、光学バンドギャップ
Egで1.3〜1.7eVの範囲で10-5〜10-4S/cmの光伝導度σp
h、かつ５桁以上の光暗伝導度比σph/σｄを持ったシリ
コンゲルマン膜を形成可能である。このとき、キャリア
ガス導入口11からはキャリアガスとして水素を流して真
空槽中に層流を形成している。原料ガスを、シランとメ
タンに変えればシリコンカーバイトの作成が、シランと
アンモニアに変えれば、窒化シリコンの形成も可能であ
る。キャリアガスの種類はHeやN2などのガスを用いるこ
とも可能である。また、３源の原料ガスから膜形成を行
う場合、すなわち、シリコンゲルマンやシリコンカーバ
イト等にドーピングを行う場合等には原料ガス反応管を
３本用いればよい。
第３図は本発明の別の参考例のための装置を示す断面
図で、第１図の装置と異なる点は、原料ガス反応管51,5
2を加熱している反応管温度制御用ヒータ部７を囲む保
護カバー６が予備排気ポート61から排気されている点
と、２本の原料ガス反応管51,52の間に熱反射板62が設
けられている点である。ヒータ部を別排気としたのでヒ
ータからの不純物混入が防止可能で、しかも熱反射板62
を設けたことにより反応管温度制御用ヒータ７の温度制
御の独立性が大きく向上した。
図で、第１図の装置と異なる点は、原料ガス反応管51,5
2を加熱している反応管温度制御用ヒータ部７を囲む保
護カバー６が予備排気ポート61から排気されている点
と、２本の原料ガス反応管51,52の間に熱反射板62が設
けられている点である。ヒータ部を別排気としたのでヒ
ータからの不純物混入が防止可能で、しかも熱反射板62
を設けたことにより反応管温度制御用ヒータ７の温度制
御の独立性が大きく向上した。
次に、本発明の実施例について説明する。第４図は、
本発明の実施例のための装置を示すものである。第一の
原料ガス導入口41と第二の原料ガス導入口42ならびに排
気口12を有する真空槽１の中に第一の原料ガス導入口41
に反応管温度制御用ヒータ７を有する原料ガス反応管51
が接続され、さらにその先には、RFまたはDC電極８が設
置されている。この電極と対向する形でヒータ71を有す
るサセプタ21が設置され、その上部の基板３上には、原
料ガス反応管51を通過し解離したガスと、第二の原料ガ
ス導入口42を通して供給されるガスを原料としてのプラ
ズマCVDにより薄膜が形成される。例えば、原料ガスと
してシラン，メタン，ジボラン，水素を用いてＰ型のａ
−SiC:H膜を製造する場合、水素希釈したジボランを原
料ガス反応管51を通して供給することにより、ほう素の
分解比率を大幅に向上させることが可能である。反応管
51の温度を例えば500〜1000℃に加熱すると、第５図の
●で示すように従来のプラズマCVDの例○に比較して１
桁以上ほう素の活性化度を向上させることができる。こ
の他にも、２種類以上のガスを反応させたい場合には第
二の原料ガス反応管を設ければ良い。
本発明の実施例のための装置を示すものである。第一の
原料ガス導入口41と第二の原料ガス導入口42ならびに排
気口12を有する真空槽１の中に第一の原料ガス導入口41
に反応管温度制御用ヒータ７を有する原料ガス反応管51
が接続され、さらにその先には、RFまたはDC電極８が設
置されている。この電極と対向する形でヒータ71を有す
るサセプタ21が設置され、その上部の基板３上には、原
料ガス反応管51を通過し解離したガスと、第二の原料ガ
ス導入口42を通して供給されるガスを原料としてのプラ
ズマCVDにより薄膜が形成される。例えば、原料ガスと
してシラン，メタン，ジボラン，水素を用いてＰ型のａ
−SiC:H膜を製造する場合、水素希釈したジボランを原
料ガス反応管51を通して供給することにより、ほう素の
分解比率を大幅に向上させることが可能である。反応管
51の温度を例えば500〜1000℃に加熱すると、第５図の
●で示すように従来のプラズマCVDの例○に比較して１
桁以上ほう素の活性化度を向上させることができる。こ
の他にも、２種類以上のガスを反応させたい場合には第
二の原料ガス反応管を設ければ良い。
各装置の原料ガス反応管には、高温に耐え、かつ不純
物を放出しない材料が必要で、石英，シリコンカーバイ
ト，アルミナ等の材料を用いる。
物を放出しない材料が必要で、石英，シリコンカーバイ
ト，アルミナ等の材料を用いる。
本発明によれば、反応槽内に導入する原料ガスを独立
に温度制御された導管を通すことにより、それぞれのガ
スに必要な解離エネルギーを与え、最適な条件で分解を
行うことが可能となった。このため、解離エネルギーの
異なる原料ガスの分解を独立に制御し、それぞれの原料
ガスから堆積する成分元素からなるアロイ半導体などの
薄膜の膜質を向上させることができた。
に温度制御された導管を通すことにより、それぞれのガ
スに必要な解離エネルギーを与え、最適な条件で分解を
行うことが可能となった。このため、解離エネルギーの
異なる原料ガスの分解を独立に制御し、それぞれの原料
ガスから堆積する成分元素からなるアロイ半導体などの
薄膜の膜質を向上させることができた。
第１図は本発明の参考例のための装置の断面図、第２図
は第１図の装置で製造されたシリコンゲルマン膜の光暗
伝導度と光学バンドギャップとの関係線図、第３図は本
発明の参考例のための装置の断面図、第４図は本発明の
実施例のための装置の断面図、第５図は第４図の装置で
製造されたａ−SiC:H膜の特性とジボランガス添加量と
の関係線図である。 1:真空槽、3:基板、41,42:原料ガス導入口、51,52:原料
ガス反応管、7:ヒータ。
は第１図の装置で製造されたシリコンゲルマン膜の光暗
伝導度と光学バンドギャップとの関係線図、第３図は本
発明の参考例のための装置の断面図、第４図は本発明の
実施例のための装置の断面図、第５図は第４図の装置で
製造されたａ−SiC:H膜の特性とジボランガス添加量と
の関係線図である。 1:真空槽、3:基板、41,42:原料ガス導入口、51,52:原料
ガス反応管、7:ヒータ。
Claims (1)
- 【請求項１】基板を載置するサセプタと、 このサセプタに対向して配置されたRFもしくはDC電極
と、 このRFもしくはDC電極に接続された第一の原料ガスを供
給する原料ガス反応管と、 第二の原料ガスを供給する原料ガス導入口と、 を備えたプラズマCVD装置を用いて薄膜を製造する方法
であって、 原料ガス反応管を通過する第一の原料ガスをヒータによ
り加熱して解離し、 この解離した第一の原料ガスと原料ガス導入口から導入
された第二の原料ガスとにより、RFもしくはDC電極とサ
セプタとの間でプラズマCVD反応を生じせしめ、 基板に薄膜を堆積させることを特徴とする薄膜製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009799A JP2555209B2 (ja) | 1990-01-19 | 1990-01-19 | 薄膜製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009799A JP2555209B2 (ja) | 1990-01-19 | 1990-01-19 | 薄膜製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03214724A JPH03214724A (ja) | 1991-09-19 |
| JP2555209B2 true JP2555209B2 (ja) | 1996-11-20 |
Family
ID=11730244
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2009799A Expired - Fee Related JP2555209B2 (ja) | 1990-01-19 | 1990-01-19 | 薄膜製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2555209B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2636441B1 (fr) * | 1988-09-15 | 1993-11-05 | Rhone Poulenc Chimie | Composes organiques actif en optique non lineaire et dispositifs electrooptiques les contenant |
| KR0144823B1 (ko) * | 1994-11-23 | 1998-10-01 | 양승택 | 효율을 극대화한 노즐을 이용한 수소원자의 표면 흡착장치 |
| KR100721576B1 (ko) | 2005-04-06 | 2007-05-23 | 삼성에스디아이 주식회사 | 유기 전계 발광 소자 제조 방법 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61284931A (ja) * | 1985-06-11 | 1986-12-15 | Fujitsu Ltd | 気相成長装置 |
| JPS63197324A (ja) * | 1987-02-12 | 1988-08-16 | Seiko Instr & Electronics Ltd | ガスソ−スセル |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59185828U (ja) * | 1983-05-30 | 1984-12-10 | 沖電気工業株式会社 | 半導体製造装置 |
-
1990
- 1990-01-19 JP JP2009799A patent/JP2555209B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61284931A (ja) * | 1985-06-11 | 1986-12-15 | Fujitsu Ltd | 気相成長装置 |
| JPS63197324A (ja) * | 1987-02-12 | 1988-08-16 | Seiko Instr & Electronics Ltd | ガスソ−スセル |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03214724A (ja) | 1991-09-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R370 | Written measure of declining of transfer procedure |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R370 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |