JP2847170B2 - シリコン薄膜の製造方法 - Google Patents
シリコン薄膜の製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 （発明の産業上利用分野） 本発明はシリコン薄膜の製造方法、さらに詳細には太
陽電池や電子写真感光体に利用されているシリコン薄膜
の安価で簡便な製造方法に関するものである。
陽電池や電子写真感光体に利用されているシリコン薄膜
の安価で簡便な製造方法に関するものである。
（従来の技術） シリコン薄膜は、電気的には半導体であり、光電効果
を示すなど産業上有用な材料であることはよく知られて
いる。例えば、アモルファスシリコンは、結晶シリコン
と異なり大面積の薄膜が安価で容易に得られるため、そ
の特徴を生かして太陽電池や電子写真感光体、さらには
液晶ディスプレイの駆動回路に利用されている。
を示すなど産業上有用な材料であることはよく知られて
いる。例えば、アモルファスシリコンは、結晶シリコン
と異なり大面積の薄膜が安価で容易に得られるため、そ
の特徴を生かして太陽電池や電子写真感光体、さらには
液晶ディスプレイの駆動回路に利用されている。
このように利用価値の高いシリコン薄膜は、様々な方
法によって上述のようなアモルファス状のものや多結晶
状のもの、さらには単結晶状のものが作製されている
が、これまでの中心はアモルファス状のシリコン薄膜で
あり、硅素と水素の化合物であるシランやジシラン、ト
リシランを原料としたプラズマ分解法によって一般的に
製造されている。
法によって上述のようなアモルファス状のものや多結晶
状のもの、さらには単結晶状のものが作製されている
が、これまでの中心はアモルファス状のシリコン薄膜で
あり、硅素と水素の化合物であるシランやジシラン、ト
リシランを原料としたプラズマ分解法によって一般的に
製造されている。
（発明が解決する問題点） しかし、プラズマ分解法においては、使用される原料
がガス状であり爆発性を有するため取り扱いに充分な注
意を払わなければならず、製造設備の安全対策も規模が
大きくなる欠点がある。また、プラズマ発生装置を設け
なければならず、薄膜作製時の真空度やRfパワー、原料
ガスの供給流量などの条件を精密に制御する必要がある
など簡便にシリコン薄膜を作製することができない。
がガス状であり爆発性を有するため取り扱いに充分な注
意を払わなければならず、製造設備の安全対策も規模が
大きくなる欠点がある。また、プラズマ発生装置を設け
なければならず、薄膜作製時の真空度やRfパワー、原料
ガスの供給流量などの条件を精密に制御する必要がある
など簡便にシリコン薄膜を作製することができない。
（発明の目的） 本発明は、シリコン薄膜製造における製造設備の簡素
化と製造時の安全性向上を図るため、製造原料として珪
素８個と任意の有機置換基８個から構成されるシリコン
化合物を用いて、シリコン薄膜の新しい製造方法を提供
することを目的とする。
化と製造時の安全性向上を図るため、製造原料として珪
素８個と任意の有機置換基８個から構成されるシリコン
化合物を用いて、シリコン薄膜の新しい製造方法を提供
することを目的とする。
（問題点を解決するための手段） 上記問題点を解決するため、本発明によるシリコン薄
膜の製造方法は、不活性ガス雰囲気下、もしくは真空下
で、珪素８個と有機置換基８個から構成される化合物を
その分解温度以上に加熱することを特徴とする。
膜の製造方法は、不活性ガス雰囲気下、もしくは真空下
で、珪素８個と有機置換基８個から構成される化合物を
その分解温度以上に加熱することを特徴とする。
すなわち、シリコン薄膜の製造原料として、これまで
に使用されていた硅素と水素から構成されるシランなど
の爆発性ガス状シリコン化合物の代わりに、珪素８個と
任意の有機置換基８個から構成される安定なシリコン化
合物を用い、さらに、精密な制御を必要とするこれまで
のプラズマ分解ではなく、簡便な熱分解によってシリコ
ン薄膜を製造することを特徴とする。まず、本発明で用
いる原料化合物の合成法を示し、次に、それを用いたシ
リコン薄膜の作製法について示す。
に使用されていた硅素と水素から構成されるシランなど
の爆発性ガス状シリコン化合物の代わりに、珪素８個と
任意の有機置換基８個から構成される安定なシリコン化
合物を用い、さらに、精密な制御を必要とするこれまで
のプラズマ分解ではなく、簡便な熱分解によってシリコ
ン薄膜を製造することを特徴とする。まず、本発明で用
いる原料化合物の合成法を示し、次に、それを用いたシ
リコン薄膜の作製法について示す。
1.原料化合物の合成 本発明で用いる原料化合物は、珪素８個と有機置換基
８個から構成される化合物であれば何でもよく、有機置
換基としては、水素、メチル基やエチル基、プロピル
基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert−
ブチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシ
ル基、オクチル基などの飽和炭化水素基、ビニル基やシ
クロヘキセニルエチル基などのオレフィン系炭化水素
基、フェニル基や2,6−ジメチルフェニル基、メシチル
基、2,4,6−トリイソプロピルフェニル基などの芳香族
炭化水素基、tert−ブチルジメチルシリル基などのシリ
ル系置換基が一例としてあげられる。これらの基の単
独、もしくは２種以上の組み合わせであってもよい。こ
のような原料化合物は、１個の有機置換基と３個のハロ
ゲンをもつモノシラン誘導体もしくは任意の２個の有機
置換基と４個のハロゲンをもつジシラン誘導体を原料と
して用い、窒素もしくはアルゴンなどの不活性ガス雰囲
気下、有機溶媒中、アルカリ金属で脱ハロゲン化縮合す
ることにより合成できる。有機溶媒はアルカリ金属と反
応しないものであれば何でもよく、ヘキサンやオクタ
ン、ドデカンのような飽和炭化水素、ベンゼンやトルエ
ン、キシレンのような芳香族炭化水素、テトラヒドロフ
ランのような複素環式化合物が使用できる。
８個から構成される化合物であれば何でもよく、有機置
換基としては、水素、メチル基やエチル基、プロピル
基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert−
ブチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシ
ル基、オクチル基などの飽和炭化水素基、ビニル基やシ
クロヘキセニルエチル基などのオレフィン系炭化水素
基、フェニル基や2,6−ジメチルフェニル基、メシチル
基、2,4,6−トリイソプロピルフェニル基などの芳香族
炭化水素基、tert−ブチルジメチルシリル基などのシリ
ル系置換基が一例としてあげられる。これらの基の単
独、もしくは２種以上の組み合わせであってもよい。こ
のような原料化合物は、１個の有機置換基と３個のハロ
ゲンをもつモノシラン誘導体もしくは任意の２個の有機
置換基と４個のハロゲンをもつジシラン誘導体を原料と
して用い、窒素もしくはアルゴンなどの不活性ガス雰囲
気下、有機溶媒中、アルカリ金属で脱ハロゲン化縮合す
ることにより合成できる。有機溶媒はアルカリ金属と反
応しないものであれば何でもよく、ヘキサンやオクタ
ン、ドデカンのような飽和炭化水素、ベンゼンやトルエ
ン、キシレンのような芳香族炭化水素、テトラヒドロフ
ランのような複素環式化合物が使用できる。
反応温度は室温近傍でも使用する溶媒の加熱還流温度
でもよく、あるいはその中間でもよい。好ましくはトル
エンを溶媒として用いて、加熱還流温度で反応させるの
が望ましい。また、ジグライムやエチレングリコールジ
メチルエーテルなどのエーテル系溶媒やクラウンエーテ
ル、もしくはそれらを組み合わせたものを上記有機溶媒
に混合すると反応がより円滑に進行する。使用するクラ
ウンエーテルは何でもよく、例えば12−クラウン−４、
15−クラウン−５、18−クラウン−６やさらに環サイズ
の大きなものシクロヘキシル 18−クラウン−６、ジシ
クロヘキシル18−クラウン−６、ジベンゾ18−クラウン
−６のように置換基をもつものなどが使用可能である。
好ましくは12−クラウン−４が望ましい。一例として、
珪素８個とtert−ブチル基８個で構成される化合物の合
成例を以下に詳述するが、本発明に使用する原料化合物
の合成法はこれらの例に限定されるものではない。
でもよく、あるいはその中間でもよい。好ましくはトル
エンを溶媒として用いて、加熱還流温度で反応させるの
が望ましい。また、ジグライムやエチレングリコールジ
メチルエーテルなどのエーテル系溶媒やクラウンエーテ
ル、もしくはそれらを組み合わせたものを上記有機溶媒
に混合すると反応がより円滑に進行する。使用するクラ
ウンエーテルは何でもよく、例えば12−クラウン−４、
15−クラウン−５、18−クラウン−６やさらに環サイズ
の大きなものシクロヘキシル 18−クラウン−６、ジシ
クロヘキシル18−クラウン−６、ジベンゾ18−クラウン
−６のように置換基をもつものなどが使用可能である。
好ましくは12−クラウン−４が望ましい。一例として、
珪素８個とtert−ブチル基８個で構成される化合物の合
成例を以下に詳述するが、本発明に使用する原料化合物
の合成法はこれらの例に限定されるものではない。
［合成例］ 1Lの４つ口フラスコに撹拌機、還流冷却管、温度計、
滴下ロートをセットする。アルゴン雰囲気下、トルエン
（200ml）、金属ナトリウム（6.84g）、12−クラウン−
４（1.84mL）をフラスコ内に仕込み、tert−ブチルトリ
クロロシラン（20g）をトルエン（60ml）に溶解し滴下
ロートに仕込む。フラスコ内溶液を加熱還流撹拌下、te
rt−ブチルトリクロロシランのトルエン溶液を20分間で
滴下する。５時間加熱還流撹拌後、室温まで冷却し、沈
殿物をろ過する。ろ取した沈殿物をトルエンで洗浄後、
ヘキサンで希釈したエタノール溶液を用いて未反応の金
属ナトリウムを処理する。エタノールで洗浄後水洗して
副生した塩を除去する。さらに、イソプロピルアルコー
ル、ヘキサンの順序で洗浄し真空乾燥する。収量1.85g
（収率20％）。
滴下ロートをセットする。アルゴン雰囲気下、トルエン
（200ml）、金属ナトリウム（6.84g）、12−クラウン−
４（1.84mL）をフラスコ内に仕込み、tert−ブチルトリ
クロロシラン（20g）をトルエン（60ml）に溶解し滴下
ロートに仕込む。フラスコ内溶液を加熱還流撹拌下、te
rt−ブチルトリクロロシランのトルエン溶液を20分間で
滴下する。５時間加熱還流撹拌後、室温まで冷却し、沈
殿物をろ過する。ろ取した沈殿物をトルエンで洗浄後、
ヘキサンで希釈したエタノール溶液を用いて未反応の金
属ナトリウムを処理する。エタノールで洗浄後水洗して
副生した塩を除去する。さらに、イソプロピルアルコー
ル、ヘキサンの順序で洗浄し真空乾燥する。収量1.85g
（収率20％）。
得られた化合物は、高分解能質量分析によりm/z＝68
0.3780であり、計算値（m/z＝680.3788）とよく一致す
ることから、炭素32個、水素72個、珪素８個の組成をも
つ。
0.3780であり、計算値（m/z＝680.3788）とよく一致す
ることから、炭素32個、水素72個、珪素８個の組成をも
つ。
質量スペクトル（電子衝撃イオン化法）は、第１図に
示すように、tert−ブチル基に基づくフラグメンテーシ
ョンを示す。また、第２図に示すように、赤外吸収スペ
クトル（拡散反射法）において、シリコンに結合したte
rt−ブチル基に特徴的な吸収帯が観測され、他の置換基
に基づく顕著な吸収帯が観測されない。さらに、テトラ
メチルシランを基準物質とする固体13C−NMRにおいて、
tert−ブチル基のメチル炭素の共鳴線が高磁場側にショ
ルダーをともなって、33.814ppmに、シリコンに結合し
た三級炭素の共鳴線が27.209ppmと26.431ppmに観測さ
れ、他の置換基に基づく共鳴線が観測されないことか
ら、この化合物が珪素８個とtert−ブチル基８個から構
成されていることがわかる。
示すように、tert−ブチル基に基づくフラグメンテーシ
ョンを示す。また、第２図に示すように、赤外吸収スペ
クトル（拡散反射法）において、シリコンに結合したte
rt−ブチル基に特徴的な吸収帯が観測され、他の置換基
に基づく顕著な吸収帯が観測されない。さらに、テトラ
メチルシランを基準物質とする固体13C−NMRにおいて、
tert−ブチル基のメチル炭素の共鳴線が高磁場側にショ
ルダーをともなって、33.814ppmに、シリコンに結合し
た三級炭素の共鳴線が27.209ppmと26.431ppmに観測さ
れ、他の置換基に基づく共鳴線が観測されないことか
ら、この化合物が珪素８個とtert−ブチル基８個から構
成されていることがわかる。
この化合物は、第３図に示すように、ヘリウムガスフ
ロー下で測定した熱重量分析より約350℃で分解しはじ
める。
ロー下で測定した熱重量分析より約350℃で分解しはじ
める。
2.シリコン薄膜の作製 次に、シリコン薄膜の作製法について示す。
本発明のシリコン薄膜の作製法は、珪素８個と任意の
有機置換基８個から構成された化合物を、薄膜を作製す
る任意の材質、形状、大きさの基板上に付着させ、その
基板単独、もしくは、例えば第４図に示すように、その
基板（石英板）１と原料化合物を付着させていない基板
（石英板）２をスペーサ３によって任意の間隔をおいて
原料付着面４を内側にして重ねたものを、窒素またはア
ルゴンなどの不活性ガス雰囲気下で原料化合物の分解温
度以上に加熱するだけでよい。
有機置換基８個から構成された化合物を、薄膜を作製す
る任意の材質、形状、大きさの基板上に付着させ、その
基板単独、もしくは、例えば第４図に示すように、その
基板（石英板）１と原料化合物を付着させていない基板
（石英板）２をスペーサ３によって任意の間隔をおいて
原料付着面４を内側にして重ねたものを、窒素またはア
ルゴンなどの不活性ガス雰囲気下で原料化合物の分解温
度以上に加熱するだけでよい。
用いる原料化合物は珪素８個と有機置換基８個から構
成される化合物であれば何でもよく、有機置換基として
は原料化合物の合成のところで示したように飽和炭化水
素基やオレフィン系炭化水素基、芳香族炭化水素基、シ
リル系置換基が一例としてあげられる。また、原料化合
物の基板への付着は、任意の溶剤に溶解もしくは分散し
て塗布する方法や固体のまま散布する方法、真空蒸着
法、さらには任意のポリマーの溶液に溶解もしくは分散
して塗布する方法などにより容易に行なうことができ
る。さらに、例えば第５図に示すように、原料化合物５
を原料加熱炉６で分解温度以下で加熱して昇華し、不活
性ガス気流７で熱分解炉８に輸送し、その部分で任意の
基板９上にシリコン薄膜10を作製することもできる。
成される化合物であれば何でもよく、有機置換基として
は原料化合物の合成のところで示したように飽和炭化水
素基やオレフィン系炭化水素基、芳香族炭化水素基、シ
リル系置換基が一例としてあげられる。また、原料化合
物の基板への付着は、任意の溶剤に溶解もしくは分散し
て塗布する方法や固体のまま散布する方法、真空蒸着
法、さらには任意のポリマーの溶液に溶解もしくは分散
して塗布する方法などにより容易に行なうことができ
る。さらに、例えば第５図に示すように、原料化合物５
を原料加熱炉６で分解温度以下で加熱して昇華し、不活
性ガス気流７で熱分解炉８に輸送し、その部分で任意の
基板９上にシリコン薄膜10を作製することもできる。
本発明は、不活性ガス雰囲気下でシリコン薄膜が作製
できるのみらなず、真空下においてもシリコン薄膜の作
製が可能である。このとき、真空度は高真空を必要とせ
ず、10mmHg程度以下の低真空であればよい。原料化合物
を任意の材質、形状、大きさの容器内に仕込み、内部を
10mmHg程度以下の真空にする。容器を原料化合物の分解
温度以上に加熱することにより容器内部にシリコン薄膜
が作製できる。
できるのみらなず、真空下においてもシリコン薄膜の作
製が可能である。このとき、真空度は高真空を必要とせ
ず、10mmHg程度以下の低真空であればよい。原料化合物
を任意の材質、形状、大きさの容器内に仕込み、内部を
10mmHg程度以下の真空にする。容器を原料化合物の分解
温度以上に加熱することにより容器内部にシリコン薄膜
が作製できる。
また、たとえば第６図に示すように、真空容器11内に
原料化合物５を仕込んだ加熱炉６と薄膜を作製する任意
の基板９を設置し、基板９を基板加熱プレート12で原料
化合物５の分解温度以上に加熱する。真空蒸着の可能な
真空下において、原料化合物を分解温度以下で加熱して
昇華することにより、基板上にシリコン薄膜10が作製で
きる。
原料化合物５を仕込んだ加熱炉６と薄膜を作製する任意
の基板９を設置し、基板９を基板加熱プレート12で原料
化合物５の分解温度以上に加熱する。真空蒸着の可能な
真空下において、原料化合物を分解温度以下で加熱して
昇華することにより、基板上にシリコン薄膜10が作製で
きる。
このように、本発明によれば、不活性ガス雰囲気下、
真空下の如何を問わず簡便にシリコン薄膜が作製でき
る。一例として、上述の合成例で合成された原料化合物
を用いた場合について、以下の実施例にて作製法を詳述
するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。
真空下の如何を問わず簡便にシリコン薄膜が作製でき
る。一例として、上述の合成例で合成された原料化合物
を用いた場合について、以下の実施例にて作製法を詳述
するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。
（実施例１） 合成例で合成された珪素８個とtert−ブチル基８個か
ら構成される化合物10mgを直径10mmの石英管９内にスパ
チュラで散布し、管内を窒素ガスのパージにより窒素雰
囲気にして、外部より600℃で５分間加熱する。加熱部
分の管内壁にシリコン薄膜10が作製される（第５図参
照）。
ら構成される化合物10mgを直径10mmの石英管９内にスパ
チュラで散布し、管内を窒素ガスのパージにより窒素雰
囲気にして、外部より600℃で５分間加熱する。加熱部
分の管内壁にシリコン薄膜10が作製される（第５図参
照）。
（実施例２） 実施例１と同様の装置を用い、窒素ガスに代えてアル
ゴンガスの雰囲気下で、同様の操作を行なうと、実施例
１と同様に加熱部分の石英管９内壁にシリコン薄膜10が
作製される。
ゴンガスの雰囲気下で、同様の操作を行なうと、実施例
１と同様に加熱部分の石英管９内壁にシリコン薄膜10が
作製される。
（実施例３） 合成例で合成された珪素８個とtert−ブチル基８個か
ら構成される化合物20mgをヘキサン0.5mlに分散し、ス
ピンコーディング法により3cm四方の石英板１上に塗布
する。10分間真空乾燥し、電気炉を用いでアルゴン雰囲
気下600℃で５分間加熱すると、石英基板上にシリコン
薄膜が作製される。（第４図参照）。
ら構成される化合物20mgをヘキサン0.5mlに分散し、ス
ピンコーディング法により3cm四方の石英板１上に塗布
する。10分間真空乾燥し、電気炉を用いでアルゴン雰囲
気下600℃で５分間加熱すると、石英基板上にシリコン
薄膜が作製される。（第４図参照）。
（実施例４） 合成例で合成された珪素８個とtert−ブチル基８個か
ら構成される化合物20mgを3cm四方の石英板上に散布
し、第４図に示すように、スペーサを用いて散布面から
2mmの距離に原料化合物を付着していない石英基板をセ
ットする。電気炉を用いてアルゴン雰囲気下600℃で５
分間加熱すると、両方の石英基板上にシリコン薄膜が作
製される。
ら構成される化合物20mgを3cm四方の石英板上に散布
し、第４図に示すように、スペーサを用いて散布面から
2mmの距離に原料化合物を付着していない石英基板をセ
ットする。電気炉を用いてアルゴン雰囲気下600℃で５
分間加熱すると、両方の石英基板上にシリコン薄膜が作
製される。
（実施例５） 合成例で合成された珪素８個とtert−ブチル基８個か
ら構成される化合物10mgを直径10mmの石英管内に散布す
る。第５図に示すように、管内に窒素ガスをフローし、
管の原料化合物散布部分を200℃に加熱して原料化合物
を昇華し、その部分よりも窒素ガスの流出口側を、700
℃に加熱する。700℃に加熱した部分の管内壁にシリコ
ン薄膜が作製される。
ら構成される化合物10mgを直径10mmの石英管内に散布す
る。第５図に示すように、管内に窒素ガスをフローし、
管の原料化合物散布部分を200℃に加熱して原料化合物
を昇華し、その部分よりも窒素ガスの流出口側を、700
℃に加熱する。700℃に加熱した部分の管内壁にシリコ
ン薄膜が作製される。
（実施例６） 実施例５と同様の装置を用い、窒素ガスに加えてアル
ゴンガスを用いて、同様の操作を行なうと、実施例５と
同様に加熱部分の石英管内壁にシリコン薄膜が作製され
る。
ゴンガスを用いて、同様の操作を行なうと、実施例５と
同様に加熱部分の石英管内壁にシリコン薄膜が作製され
る。
（実施例７） 合成例で合成された珪素８個とtert−ブチル基８個か
ら構成される化合物30mgとメチルプロピルポリシラン35
mgをヘキサン0.5mlに混合し、撹拌により均一に分散し
た後、直径10mmの石英管内壁に塗布する。10分間窒素ガ
スでパージして乾燥後、１時間真空乾燥する。第５図に
示すように、管内に窒素ガスをフローし、管の原料化合
物塗布部分を250℃に加熱して原料化合物を昇華し、そ
の部分よりも窒素ガスの流出口側を700℃に加熱する。7
00℃に加熱した部分の管内壁にシリコン薄膜が作製され
る。
ら構成される化合物30mgとメチルプロピルポリシラン35
mgをヘキサン0.5mlに混合し、撹拌により均一に分散し
た後、直径10mmの石英管内壁に塗布する。10分間窒素ガ
スでパージして乾燥後、１時間真空乾燥する。第５図に
示すように、管内に窒素ガスをフローし、管の原料化合
物塗布部分を250℃に加熱して原料化合物を昇華し、そ
の部分よりも窒素ガスの流出口側を700℃に加熱する。7
00℃に加熱した部分の管内壁にシリコン薄膜が作製され
る。
（実施例８） 合成例で合成された珪素８個とtert−ブチル基８個か
ら構成される化合物25mgとメチルフェニルポリシラン20
mgをベンゼン0.5mlに混合し、撹拌により均一分散した
後、直径10mmの石英管内壁に塗布する。10分間窒素ガス
でパージして乾燥後、１時間真空乾燥する。第５図に示
すように、管内にアルゴンガスをフローし、管の原料化
合物塗布部分を250℃に加熱して原料化合物を昇華し、
その部分よりもアルゴンガスの流出口側を700℃に加熱
する。700℃に加熱した部分の管内壁にシリコン薄膜が
作製される。
ら構成される化合物25mgとメチルフェニルポリシラン20
mgをベンゼン0.5mlに混合し、撹拌により均一分散した
後、直径10mmの石英管内壁に塗布する。10分間窒素ガス
でパージして乾燥後、１時間真空乾燥する。第５図に示
すように、管内にアルゴンガスをフローし、管の原料化
合物塗布部分を250℃に加熱して原料化合物を昇華し、
その部分よりもアルゴンガスの流出口側を700℃に加熱
する。700℃に加熱した部分の管内壁にシリコン薄膜が
作製される。
（実施例９） 合成例で合成された珪素８個とtert−ブチル基８個か
ら構成される化合物30mgとメチルプロピルポリシラン35
mgをヘキサン0.5mlに混合し、撹拌により均一に分散し
た後、スピンコーティング法により3cm四方の石英基板
上に塗布する。30分間真空乾燥後、第４図に示すよう
に、スペーサを用いて塗布面から2mmの距離に原料化合
物を塗布していない石英基板をセットする。
ら構成される化合物30mgとメチルプロピルポリシラン35
mgをヘキサン0.5mlに混合し、撹拌により均一に分散し
た後、スピンコーティング法により3cm四方の石英基板
上に塗布する。30分間真空乾燥後、第４図に示すよう
に、スペーサを用いて塗布面から2mmの距離に原料化合
物を塗布していない石英基板をセットする。
電気炉を用いてアルゴン雰囲気下600℃で５分間加熱
すると、原料化合物を塗布していない石英基板上にシリ
コン薄膜が作製される。
すると、原料化合物を塗布していない石英基板上にシリ
コン薄膜が作製される。
（実施例10） 合成例で合成された珪素８個とtert−ブチル基８個か
ら構成される化合物5mgを直径10mmの石英管内に散布
し、管内を10mmHgに減圧する。管の原料化合物散布部分
を外部より600℃で２分間加熱する。加熱部分の管内壁
にシリコン薄膜が作製される。
ら構成される化合物5mgを直径10mmの石英管内に散布
し、管内を10mmHgに減圧する。管の原料化合物散布部分
を外部より600℃で２分間加熱する。加熱部分の管内壁
にシリコン薄膜が作製される。
（実施例11） 実施例10と同様の装置を用い、石英管内を0.1mmHgに
減圧して同様の操作を行なうと、実施例10と同様に加熱
部分の管内壁にシリコン薄膜が作製される。
減圧して同様の操作を行なうと、実施例10と同様に加熱
部分の管内壁にシリコン薄膜が作製される。
（実施例12） 合成例で合成された珪素８個とtert−ブチル基８個か
ら構成される化合物5mgを直径10mmの石英管内に仕込
み、管内を0.1mmHgの真空にして管を封じる。電気炉を
用いて管全体を600℃で10分間加熱する。管内壁に一様
にシリコン薄膜が作製される。
ら構成される化合物5mgを直径10mmの石英管内に仕込
み、管内を0.1mmHgの真空にして管を封じる。電気炉を
用いて管全体を600℃で10分間加熱する。管内壁に一様
にシリコン薄膜が作製される。
（実施例13） 実施例12と同様の操作により珪素８個とtert−ブチル
基８個から構成される化合物を仕込んだ石英管を封じ
る。電気炉を用いて管全体を400℃で１時間加熱する。
管内壁に一様にシリコン極薄膜が作製される。
基８個から構成される化合物を仕込んだ石英管を封じ
る。電気炉を用いて管全体を400℃で１時間加熱する。
管内壁に一様にシリコン極薄膜が作製される。
（実施例14） 第４図に示すように、真空容器内に原料化合部の加熱
炉を設置し、加熱炉の上部に基板加熱部分を設置する。
合成例で合成した珪素８個とtert−ブチル基８個から構
成される化合物100mgを加熱炉に仕込み、基板加熱部分
に3cm四方の石英基板上を密着させてセットする。真空
容器10-6torrの真空にし、基板加熱部分を600℃に加熱
する。加熱炉を200℃に加熱して原料化合物を昇華する
と、基板加熱部分の石英基板上にシリコン薄膜が作製さ
れる。
炉を設置し、加熱炉の上部に基板加熱部分を設置する。
合成例で合成した珪素８個とtert−ブチル基８個から構
成される化合物100mgを加熱炉に仕込み、基板加熱部分
に3cm四方の石英基板上を密着させてセットする。真空
容器10-6torrの真空にし、基板加熱部分を600℃に加熱
する。加熱炉を200℃に加熱して原料化合物を昇華する
と、基板加熱部分の石英基板上にシリコン薄膜が作製さ
れる。
［薄膜の組成分析］ 一例として、実施例11で作製されたシリコン薄膜およ
びシリコン薄膜が堆積した石英管のSi、Ｏ、Ｃの組成比
を第１表に示す。これらの組成比は、まずアルゴンガス
を用いたプラズマエッチングにより10分間で深さ方向に
約600Åエッチングして表面を清浄にした後、オージェ
電子分光分析により測定したものである。また、このシ
リコン薄膜のＸ線回折パターンを第７図に示す。これら
の分析結果より、得られたシリコン薄膜はアモルファス
シリコンである。
びシリコン薄膜が堆積した石英管のSi、Ｏ、Ｃの組成比
を第１表に示す。これらの組成比は、まずアルゴンガス
を用いたプラズマエッチングにより10分間で深さ方向に
約600Åエッチングして表面を清浄にした後、オージェ
電子分光分析により測定したものである。また、このシ
リコン薄膜のＸ線回折パターンを第７図に示す。これら
の分析結果より、得られたシリコン薄膜はアモルファス
シリコンである。
本発明により得られたシリコン薄膜は、ヒータやレー
ザを用いたアニール操作によって、単結晶化や多結晶化
できることは言うまでもなく、イオン注入などによるド
ーピングも可能である。
ザを用いたアニール操作によって、単結晶化や多結晶化
できることは言うまでもなく、イオン注入などによるド
ーピングも可能である。
（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、不活性ガス雰
囲気下もしくは比較的低い真空下での熱処理により産業
上有用なシリコン薄膜が作製できるため、これまでのよ
うな大規模のプラズマ発生装置を必要とせず、製造設備
が簡素化できる利点がある。さらに、原料に爆発性ガス
状シリコン化合物を用いないため複雑なガス配管も必要
なく、製造時の安全性も向上する。
囲気下もしくは比較的低い真空下での熱処理により産業
上有用なシリコン薄膜が作製できるため、これまでのよ
うな大規模のプラズマ発生装置を必要とせず、製造設備
が簡素化できる利点がある。さらに、原料に爆発性ガス
状シリコン化合物を用いないため複雑なガス配管も必要
なく、製造時の安全性も向上する。
第１図は珪素８個と有機置換基８個から構成される原料
化合物の質量スペクトル（電子衝撃イオン化法）の一
例、第２図は珪素８個と有機置換基８個から構成される
原料化合物の赤外吸収スペクトル（拡散反射法）の一
例、第３図は珪素８個と有機置換基８個から構成される
原料化合物の熱重量分析（ヘリウムガスフロー、20℃／
分）の一例、第４図は原料化合物を付着させた基板と付
着させていない基板を任意の厚みのスペーサを用いて原
料付着面を内側にして重ねたものの模式図、第５図は原
料加熱炉と熱分解炉を直列に結合したシリコン薄膜作製
炉の模式図、第６図は原料加熱炉と基板加熱プレートを
備えたシリコン薄膜作製用真空容器の模式図、第７図は
本発明で得られたシリコン薄膜のＸ線回折パターンの一
例である。 １、２……基板、３……スペーサ、４……原料化合物付
着面、５……原料化合物、６……原料加熱炉、７……不
活性ガス、８……熱分解炉、９……基板（石英管）、10
……シリコン薄膜、11……真空容器、12……基板加熱プ
レート。
化合物の質量スペクトル（電子衝撃イオン化法）の一
例、第２図は珪素８個と有機置換基８個から構成される
原料化合物の赤外吸収スペクトル（拡散反射法）の一
例、第３図は珪素８個と有機置換基８個から構成される
原料化合物の熱重量分析（ヘリウムガスフロー、20℃／
分）の一例、第４図は原料化合物を付着させた基板と付
着させていない基板を任意の厚みのスペーサを用いて原
料付着面を内側にして重ねたものの模式図、第５図は原
料加熱炉と熱分解炉を直列に結合したシリコン薄膜作製
炉の模式図、第６図は原料加熱炉と基板加熱プレートを
備えたシリコン薄膜作製用真空容器の模式図、第７図は
本発明で得られたシリコン薄膜のＸ線回折パターンの一
例である。 １、２……基板、３……スペーサ、４……原料化合物付
着面、５……原料化合物、６……原料加熱炉、７……不
活性ガス、８……熱分解炉、９……基板（石英管）、10
……シリコン薄膜、11……真空容器、12……基板加熱プ
レート。
Claims (2)
- 【請求項１】不活性ガス雰囲気下、もしくは真空下で、
珪素８個と有機置換基８個から構成される化合物をその
分解温度以上に加熱することを特徴とするシリコン薄膜
の製造方法。 - 【請求項２】有機置換基のすべてがtert−ブチル基であ
る化合物を用いることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載のシリコン薄膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23823890A JP2847170B2 (ja) | 1990-09-07 | 1990-09-07 | シリコン薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23823890A JP2847170B2 (ja) | 1990-09-07 | 1990-09-07 | シリコン薄膜の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04119996A JPH04119996A (ja) | 1992-04-21 |
| JP2847170B2 true JP2847170B2 (ja) | 1999-01-13 |
Family
ID=17027201
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23823890A Expired - Fee Related JP2847170B2 (ja) | 1990-09-07 | 1990-09-07 | シリコン薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2847170B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7943721B2 (en) | 2005-10-05 | 2011-05-17 | Kovio, Inc. | 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 |
-
1990
- 1990-09-07 JP JP23823890A patent/JP2847170B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04119996A (ja) | 1992-04-21 |
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|---|---|---|---|
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