JP3062470B2 - 被膜作製方法 - Google Patents
被膜作製方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は気相反応被膜作製装置お
よび作製方法に関する。本発明は反応性気体を用いて被
膜作製を行うに際し、非酸化物の被膜を作製するに関し
て、排気系においてターボ分子ポンプを用いて気相反応
（以下ＣＶＤという）を行なわしめることにより、被膜
中の酸素の混入量を１×１０１９ｃｍ−３以下の濃度と
させる気相反応装置およびその作製方法に関する。本発
明は非酸素系被膜の作製において、その排気系よりの大
気の逆流を防ぐため、油回転方式のロータリーポンプ、
メカニカルブースターポンプ等の不連続回転方式の真空
ポンプ（以下単に真空ポンプまたはＶＰという）のみを
用いるのではなく、連続排気方式のターボ分子ポンプ
（以下単にターボ分子ポンプまたはＴＰという）を反応
容器と真空ポンプとの間に介在させて、排気系からの大
気の逆流を防止したことに関する。 【０００２】本発明の非酸化物被膜例えば非単結晶珪素
を、反応性気体であるシラン（ＳｉｎＨ２ｎ＋２ ｎ≧
１）を用いて形成するに際し、その被膜中の酸素の量を
５×１０１８ｃｍ−３以下好ましくは１×１０１８ｃｍ
−３以下とするため、排気系からの逆流を防ぐことを目
的としている。 【０００３】本発明はかかる排気系をＴＰを反応室とＶ
Ｐとの間に反応中の圧力調整用のバルブを経て介在させ
ることにより、反応室内は０．０５〜１０ｔｏｒｒの間
の圧力範囲でプラズマ気相反応（ＰＣＶＤという、光Ｃ
ＶＤ（Ｐｈｏｔｏ ＣＶＤという）またはこれらを併用
した方法（以下単にＣＶＤ法として総称する）を用いて
被膜形成を行い、かつ圧力調整バルブ下は１×１０−２
ｔｏｒｒ以下（一般には１０−４〜１０−６ｔｏｒｒ）
の圧力として保持し、ＴＰを作用させるため、反応系は
この排気系よりも高い圧力（１×１０−２ｔｏｒｒ以上
即ち０．０５〜１０ｔｏｒｒ）で保持して被膜形成を行
うことを目的としている。 【０００４】さらに本実施例はかかるプラズマＣＶＤ装
置を反応室を複数ケ連結し、それぞれの反応室にてＰ型
非単結晶半導体、Ｉ型非単結晶半導体およびＮ型非単結
晶半導体を基板上に積層して、ＰＩＮ接合を構成する半
導体装置の作製方法に関する。 【０００５】 【従来の技術】従来、ＣＶＤ装置例えばＰＣＶＤ装置に
おいては、反応系の圧力が０．０５〜１０ｔｏｒｒと高
い圧力のため、その排気系等はＶＰのみが用いられ、そ
れ以上の真空度を発生させるＴＰ等を設けることが全く
不可能とされていた。しかし本発明人はかかるＰＣＶＤ
装置において、排気系がＶＰのみではこのＶＰが不連続
の回転運動をするため、空気と接触している大気圧の排
気系からの大気（特に酸素）が逆流し、さらにこの大気
の一部が油中に混入し、ここから再気化することにより
反応容器内に逆流してしまうことが判明した。さらにこ
のため、この逆流により酸素が形成する被膜内に混入
し、例えば珪素膜を作製する場合その被膜内に酸素が３
×１０１９〜２×１０２０ｃｍ−３の濃度に混入してし
まった。 【０００６】このため、かかる被膜に水素または弗素が
添加されて、珪素半導体であるべきものが低級酸化珪素
といってもよいようなものになってしまった。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる欠点を
防ぐことを目的としている。【０００８】 【課題を解決するための手段】 本発明は、ＣＶＤ法によ
り半導体被膜を作製するに際し、ステンレスボンベに充
填された珪化物気体を反応室に導入し、該反応室をター
ボ分子ポンプを用いて減圧して、酸素及び炭素がＳＩＭ
Ｓ（二次イオン分析法）による測定で５×１０ １８ ｃｍ
−３ 以下の濃度である珪素を含むＩ型の半導体被膜を形
成することを特徴とする被膜作製方法である。 【０００９】 以下に本発明の実施例を図面に従って説明
する。 【００１０】【実施例】〔実施例１〕 本実施例は、図１にその装置の概要を示す。即ち、反応
性気体を導入するドーピング系（５０）反応容器（５
１）排気系（５２）を有する。反応容器は内側に絶縁物
で内面が形成された反応空間を有する二重反応容器型と
して半導体層を形成し、さらに加えてＰ型半導体（図面
では系Ａ），Ｉ型半導体（図面では系Ｃ）およびＮ型半
導体と積層して接合を基板上に形成するに際し、それぞ
れの反応容器を分離部（図面では系Ｂ）を介して連結せ
しめたマルチチャンバ方式のＰＣＶＤ法を図１に示すご
とくに提案するにある。 【００１１】本実施例は水素またはハロゲン元素が添加
された非単結晶半導体層の形成により、再結合中心密度
の小さなＰ，ＩおよびＮ型の導電型を有する半導体層を
形成し、その積層境界にてＰＩＮ接合を形成するととも
に、それぞれの半導体層に他の隣接する半導体層からの
不純物が混入して接合特性を劣化させることを防ぎ、ま
たそれぞれの半導体層を形成する工程間に、大気特に酸
素に触れさせて、半導体の一部が酸化されることにより
層間絶縁物が形成されることのないようにした連続生産
を行うためのプラズマ気相反応に関する。 【００１２】さらに本実施例は、かかる反応容器をそれ
ぞれの反応においては独立として多数連結したマルチチ
ャンバ方式のプラズマ反応方法において、一度に多数の
基板を同時にその被膜成長速度を大きくしたいわゆる多
量生産方式に関する。本実施例は１０ｃｍ×１０ｃｍま
たは電極方向に１０〜５０ｃｍ例えば４０ｃｍを有する
とともに、巾１５〜１２０ｃｍ例えば６０ｃｍの基板
（４０ｃｍ×６０ｃｍまたは２０ｃｍ×６０ｃｍを１バ
ッチ２０枚配設）を用いた。 【００１３】図１、図２においては、反応性気体の導入
手段、排気手段を有し、これらを供給ノズル、排気ノズ
ルを設け、この絶縁フードよりも内側に相対させて一対
の電極（６１），（６１’）または（６２），（６
２’）および反応性気体の供給ノズル（１７），（１
８）および排気ノズル（１７’），（１８’）を配設し
た。即ち、電極の外側をフードの絶縁物で包む構造（３
９），（３９’）とした。さらにこのフード間の反応空
間を閉じ込めるため、外側周辺を絶縁物（３８），（３
８’）で取り囲んだ。 【００１４】また、図２に図１の断面を示す図面を示す
が、反応容器の前（図面左側）後（図面右側）に開閉扉
を設け、この扉の内面にハロゲンランプ等による加熱手
段（１３），（１３’）を設けた。 【００１５】図１、図２に従って本実施例のプラズマ気
相反応装置の実施例を説明する。この図面は、ＰＩＮ接
合、ＰＩＰ接合、ＮＩＮ接合またはＰＩＮＰＩＮ・・・
ＰＩＮ接合等の基板上の半導体に、異種導電型でありな
からも、形成される半導体の主成分または化学量論比の
異なる半導体層をそれぞれの半導体層をその前工程にお
いて形成された半導体層の影響（混入）を受けずに積層
させるための多層に自動かつ連続的に形成するための装
置である。 【００１６】図面においてはＰＩＮ接合を構成する複数
の反応系の一部を示している。即ち、Ｐ，ＩおよびＮ型
の半導体層を積層して形成する３つの反応系の２つ
（Ａ、Ｃ）とさらに第１の予備室および移設用のバッフ
ァ室（Ｂ）を有するマルチチャンバ方式のプラズマ気相
反応装置の装置例を示す。図面における系Ａ、Ｂ、Ｃ
は、２つの各反応容器（１０１），（１０３）およびバ
ッファ室（１０２）を有し、それぞれの反応容器間に分
離部（４４），（４５），（４６），（４７）を有して
いる。またそれぞれ独立して、反応性気体の供給ノズル
（１７），（１８）と排気ノズル（１７’），（１
８’）とを有し、反応性気体が供給系から排気系に層流
になるべく設けている。 【００１７】この装置は入り口側には第１の予備室（１
００）が設けられ、まず扉（４２）より基板ホルダ
（２）の２つの面に２つの被形成面を有する２枚の基板
（１）を挿着した。さらにこのホルダ（３）を外枠冶具
（外周辺のみ（３８），（３８’）として示す）により
互いに所定の等距離を離間して配設した。即ちこの被形
成面を有する基板は被膜形成を行わない裏面を基板ホル
ダ（２）に接し、基板２枚および基板ホルダとを一つの
ホルダ（３）として６ｃｍ±０．５ｃｍの間隙を有して
絶縁物の外枠冶具内に林立させた。その結果、４０ｃｍ
×６０ｃｍの基板を２０枚同時に被膜形成させることが
できた。かくして高さ５５ｃｍ、奥行８０ｃｍ、巾８０
ｃｍの反応空間（６），（８）は上方、下方を絶縁物
（３９），（３９’）で囲まれ、また側周辺は絶縁外枠
冶具（３８），（３８’）で取り囲んだ。 【００１８】第１の予備室（１００）を圧力調整バルブ
（７１）を全開とし、ＴＰ（８６）を経て真空ポンプ
（３５）により真空引きをした。この後、圧力調整バル
ブ（７２）を全開とし、ＴＰにより３×１０−８ｔｏｒ
ｒ以下にまで予め真空引きがされている反応容器（１０
１）との分離用のゲート弁（４４）を開けて、外枠冶具
（３８）に保持された基板を移した。例えば、予備室
（１００）より第１の反応容器（１０１）に移し、さら
にゲート弁（４４）を閉じることにより基板を第１の反
応容器（１０１）に移動させたものである。この時、第
１の反応容器（１０１）に保持されていた基板（１）等
は、予めまたは同時にバッファ室（１０２）に、またバ
ッファ室（１０２）に保持されていた冶具および基板
（２）は第２の反応容器（１０３）に、また第２の反応
容器（１０３）に保持されていた基板は第２のバッファ
室（１０４）に、さらに図示が省略されているが、第３
の反応室の基板および冶具は出口側の第２の予備室にゲ
ート弁（４５），（４６），（４７）を開けて移動させ
ることが可能である。この後ゲート弁（４４），（４
５），（４６），（４７）を閉めた。 【００１９】即ちゲート弁の動きは、扉（４２）が大気
圧で開けられた時は分離部のゲート弁（４４），（４
５），（４６），（４７）は閉じられ、各チャンバにお
いてはプラズマ気相反応が行われている。また逆に、扉
（４２）が閉じられていて予備室（１００）が十分真空
引きされた時は、ゲート弁（４４），（４５），（４
６），（４７）が開けられ、各チャンバの基板、冶具は
隣のチャンバに移動する機構を有し、外気が反応室（１
０１），（１０２）に混入しないようにしている。 【００２０】系Ａにおける第１の反応容器（１０１）で
Ｐ型半導体層をＰＣＶＤ法により形成する場合を以下に
示す。反応系Ａ（反応容器（１０１）を含む）は０．０
１〜１０ｔｏｒｒ好ましくは０．０１〜１ｔｏｒｒ例え
ば０．０８ｔｏｒｒとした。即ち、圧力調整バルブを閉
として、反応容器（１０１）内の圧力は０．０５〜１ｔ
ｏｒｒであり、またこのバルブ下は１×１０−２ｔｏｒ
ｒ以下一般には１×１０−４〜１×１０−７ｔｏｒｒと
なり、この真空度をＴＰ（８７）を回転させて成就させ
ている。またこの連続排気方式のＴＰを動作させている
ため、ＶＰ（３６）のポリマ化した油の逆拡散、また油
中に含浸した排気用の大気特に酸素を逆流させることを
初めて防ぐことができた。 【００２１】反応性気体は系Ａのドーピング系（５０）
より供給した。即ち珪化物気体（２４）としては精製さ
れてさらにステンレスボンベに充填されたシラン（Ｓｉ
ｎＨ２ｎ＋２ ｎ＞１特にＳｉＨ４またはＳｉ２Ｈ６フ
ッ化珪素（ＳｉＦ２またはＳｉＦ４）を用いた。ここで
は、取扱いが容易な超高純度シラン（純度９９．９９
％、但し水、酸素化物は０．１ＰＰＭ以下）を用いた。 【００２２】本実施例のＳｉｘＣ１−ｘ（０＜ｘ＜１）
を形成するため、炭化物気体（２５）としてＤＭＳ（ジ
メチルシラン（ＳｉＨ２（ＣＨ３）２純度９９．９９
％）を用いた。炭化珪素（ＳｉｘＣ１−ｘ ０＜ｘ＜
１）に対しては、Ｐ型の不純物としてボロンを前記した
モノシラン中に同時に０．５％の濃度に混入させ（２
４）よりシランとともに供給した。 【００２３】必要に応じ、水素（純度７Ｎ以上）または
窒素（純度７Ｎ以上）を反応室を大気圧とする時（２
３）より供給した。これらの反応性気体はそれぞれの流
量計（３３）およびバルブ（３２）を経、反応性気体の
供給ノズル（１７）より高周波電源（１４）の負電極
（６１）を経て反応空間（６）に供給された。反応性気
体はホルダ（３８）に囲まれた筒状空間（６）内に供給
され、この空間を構成する基板（１）に被膜形成を行っ
た。さらに負電極（６１）と正電極（６１’）間に電気
エネルギ例えば１３．５６ＭＨｚの高周波エネルギ（１
４）を加えてプラズマ反応せしめ、基板上に反応生成物
を被膜形成せしめた。基板は１００〜４００℃例えば２
００℃に図２に示す反応容器（１０３）の容器の前後に
配設された赤外線ヒータと同じ手段により加熱した。 【００２４】この赤外線ヒータは、近赤外用ハロゲンラ
ンプ（発光波長１〜３μ）ヒータまたは遠赤外用セラミ
ックヒータ（発光波長８〜２５μ）を用い、この反応容
器内におけるホルダにより取り囲まれた筒状空間を２０
０±１０℃好ましくは±５℃以内に設置した。この後、
前記したが、この容器に前記した反応性気体を導入し、
さらに１０〜５００Ｗ例えば１００Ｗに高周波エネルギ
（１４）を供給してプラズマ反応を起こさせた。かくし
てＰ型半導体層はＢ２Ｈ６／ＳｉＨ４＝０．５％，ＤＭ
Ｓ／（ＳｉＨ４＋ＤＭＳ）＝１０％の条件にて、この反
応系Ａで平均膜厚３０〜３００Å例えば約１００Åの厚
さを有する薄膜として形成させた。Ｅｇ＝２．０５ｅＶ
σ＝１×１０−６〜３×１０−５（Ωｃｍ）−１であっ
た。基板は導体基板（ステンレス、チタン、アルミニュ
ーム、その他の金属），半導体（珪素、ゲルマニュー
ム），絶縁体（ガラス、有機薄膜）または複合基板（ガ
ラスまたは透光性有機樹脂上に透光性導電膜である弗素
が添加された酸化スズ、ＩＴＯ等の導電膜が単層または
ＩＴＯ上にＳｎＯ２が形成された２層膜が形成されたも
の）を用いた。本実施例のみならず本発明のすべてにお
いてこれらを総称して基板という。勿論この基板は可曲
性であってもまた固い板であってもよい。 【００２５】かくして１〜５分間プラズマ気相反応をさ
せて、Ｐ型不純物としてホウ素が添加された炭化珪素膜
を約１００Åの厚さに作製した。さらにこの第１の半導
体層が形成された基板をゲート（４５）を開け前記した
操作順序に従ってバッファ室（１０２）に移動し、ゲー
ト（４５）を閉じた。このバッファ室（１０２）は予め
１０−８ｔｏｒｒ以下例えば４×１０−１ｔｏｒｒにク
ライオポンプ（８８）にて真空引きがされている。 【００２６】またこの基板は系Ｃに同様にＴＰ（８９）
により、１×１０−７ｔｏｒｒ以下に保持された反応容
器にゲート（４６）の開閉を経て移設された。即ち図１
における反応系Ｃにおいて、半導体の反応性気体として
超高純度モノシランまたはジシランを（水または酸化珪
素、酸化物気体の濃度は０．１ＰＰＭ以下）（２８）ｙ
より、また、１０１７ｃｍ−３以下のホウ素を添加する
ため、水素、シラン等によって０．５〜３０ＰＰＭに希
釈したＢ２Ｈ６を（２７）より、またキャリアガスを必
要に応じて（２６）より供給した。反応性気体は基板
（１）の被形成面にそって上方より下方に流れ、ＴＰ
（８９）に至る。系Ｃにおいて出口側よりみた縦断面図
を図２に示す。 【００２７】図２を概説する。図２は図１の反応系Ｃの
縦断面図を示したものである。図面において、ランプヒ
ータ（１３），（１３’）は棒状のハロゲンランプを用
いた。反応空間はヒータにより１００〜４００℃例えば
２５０℃とした。基板（１）が基板ホルダ（２）に保持
され、外枠冶具（３８），（３８’）で閉じ込め空間
（８）を構成している。５０００Åの厚さにＳｉＨ４６
０ｃｃ／分、被膜形成速度２．５Å／秒、基板（２０ｃ
ｍ×６０ｃｍを２０枚、延べ面積２４０００ｃｍ２）で
圧力０．１ｔｏｒｒとした。Ｓｉ２Ｈ６を用いた場合、
被膜形成速度２８Å／秒を有していた。 【００２８】かくして第１の反応室にてプラズマ気相法
によりＰ型半導体層を形成した上にＰＣＶＤ法によりＩ
型半導体層を形成させてＰＩ接合を構成させた。また系
Ｃにて約５０００Åの厚さに形成させた後、基板は前記
した操作に従って、隣のバッファ室（１０４）に移さ
れ、さらにその隣の反応室に移設して同様のＰＣＶＤ工
程によりＮ型半導体層を形成させた。このＮ型半導体層
は、ＰＣＶＤ法によりフォスヒンをＰＨ３／ＳｉＨ４＝
１．０％としたシランとキャリアガスの水素をＳｉＨ４
／Ｈ２＝２０％として供給して、系Ａと同様にして約２
００Åの厚さにＮ型の微結晶性または繊維構造を有する
多結晶の半導体層を形成させて、さらにその上面に、炭
化珪素をＤＭＳ／（ＳｉＨ４＋ＤＭＳ）＝０．１として
ＳｉｘＣ１−ｘ（０＜ｘ＜１）で示されるＮ型半導体層
を１０〜２００Åの厚さ例えば５０Åの厚さに積層して
形成させたものである。その他反応装置については系Ａ
と同様である。 【００２９】かかる工程の後、第２の予備室より外にＰ
ＩＮ接合を構成して出された基板上に１００〜１５００
Åの厚さのＩＴＯをさらにその上に反射性または昇華性
金属電極例えばアルミニューム電極を真空蒸着法により
約１μの厚さに作り、ガラス基板上に（ＩＴＯ＋ＳｎＯ
２）表面電極−（ＰＩＮ半導体）−（裏面電極）を構成
させた。その光電変換装置としての特性は７〜９％平均
８％を１０ｃｍ×１０ｃｍの基板でＡＭ１（１００ｍＷ
／ｃｍ２）の条件下にて真性効率特性として有し、集積
化してハイブリッド型にした４０ｃｍ×６０ｃｍのガラ
ス基板においても、５．５％を実効効率で得ることがで
きた。その結果、１つの素子で開放電圧は０．８５〜
０．９Ｖ（０．８７±０．０２Ｖ）であったが、短絡電
流は１８±２ｍＡ／ｃｍ２と大きく、またＦＦも０．６
０〜０．７０と大きく、かつそのばらつきもパネル内、
バッチ内で小さく、工業的に本発明方法はきわめて有効
であることが判明した。 【００３０】図３は本発明および従来方法により作られ
たＰＩＮ型光電変換装置における半導体内の酸素および
炭素の不純物の濃度分布を示す。図面はアルミニューム
裏面電極（９４），Ｎ型半導体（９３），Ｉ型半導体
（９２），Ｐ型半導体（９１），基板上の酸化スズ透光
性導電膜（９０）をそれぞれ示す。従来方法の排気系を
回転ポンプまたはメカニカルブースターポンプのみによ
る排気方法においては、連続排気方式のＴＰを用いない
ため、炭素は曲線（９５），酸素は曲線（９６）に示さ
れる高い濃度の不純物を含有していた。 【００３１】特に酸素は、５×１０１９〜２×１０２０
ｃｍ−３をＩ型半導体（９２）において有していた。図
面は５×１０１９ｃｍ−３の酸素を含んだ場合である。
加えて、図面は１×１０２０ｃｍ−３ の炭素を有する場
合である。他方、本発明に示すごとき排気系においては
炭素濃度は曲線（９８）で示されるように１×１０１７
〜５×１０１８ｃｍ−３を有し、一般には１×１０１８
ｃｍ−３以下しか含まれない。加えて酸素濃度も曲線
（９７）で示されるように５×１０１８ｃｍ−３以下好
ましくは１×１０１８ｃｍ−３以下であり、図３では２
×１０１８ｃｍ−３の場合を示す。 【００３２】図３において、裏面電極（９４）のアルミ
ニュームには３〜６×１０２０ｃｍ−３の酸素を有して
いる。このため、この酸素がＳＩＭＳ（二次イオン分析
法）（カメカ社３Ｆ型を使用）の測定において、バック
グラウンドの酸素となり、Ｎ型半導体（９３）中の酸素
は１０１８〜１０２０ｃｍ−３となってしまったものと
考えられる。さらにＰ型半導体中の酸素、ＤＭＳ中に含
まれる水の成分があるため不純物があり、この出発材料
をシランを精製して０．１ＰＰＭ以下の酸素または酸化
物とすることによりさらに酸素濃度を下げることの可能
性が推定できる。形成させる半導体の種類に関しては、
Ｓｉのみならず他は４族のＧｅ，ＳｉｘＣ１−ｘ（０＜
ｘ＜１，ＳｉｘＧ１−ｘ（０＜ｘ＜１）ＳｉｘＳｎ
１−ｘ（０＜ｘ＜１）単層または多層であっても、また
これら以外にＧａＡｓ，ＧａＡｌＡｓ，ＢＰ，ＣｄＳ等
の化合物半導体等の非酸素化物であってもよいことはい
うまでもない。 【００３３】本実施例は３つの反応容器を用いてマルチ
チャンバ方式でのＰＣＶＤ法を示した。しかしこれを１
つの反応容器とし、そこでＰＣＶＤ法により窒化珪素を
シラン（ＳｉＨ４またはＳｉ２Ｈ６）とアンモニア（Ｎ
Ｈ３）とのＰＣＶＤ反応により形成させることは有効で
ある。本実施例で形成された非単結晶半導体被膜は、絶
縁ゲイト型電界効果半導体装置におけるＮ（ソース）Ｉ
（チャネル形成領域）Ｎ（ドレイン）接合またはＰＩＰ
接合に対しても有効である。さらに、ＰＩＮダイオード
であってエネルギバンド巾がＷ−Ｎ−Ｗ（ＷＩＤＥ−Ｎ
ＡＬＬ０Ｗ−ＷＩＤＥ）またはＳｉｘＣ１−ｘ−Ｓｉ−
ＳｉｘＣ１−ｘ（０＜ｘ＜１）構造のＰＩＮ接合型の可
視光レーザ、発光素子または光電変換装置を作ってもよ
い。特に光入射光側のエネルギバンド巾を大きくしたヘ
テロ接合構造を有するいわゆるＷ（ＰまたはＮ型）−Ｎ
（Ｉ型）（ＷＩＤＥ ＴＯ ＮＡＬＬＯＷ）と各反応室
にて導電型のみではなく生成物を異ならせてそれぞれに
独立して作製して積層させることが可能になり、工業的
にきわめて重要なものであると信ずる。 【００３４】本実施例において、分離部は単にゲイト弁
のみではなく、２つのゲート弁と１つのバッファ室とを
系２として設けてＰ型半導体の不純物のＩ型半導体層中
への混入をさらに防ぎ、特性を向上せしめることは有効
であった。 【００３５】この本実施例のブラズマＣＶＤ装置を他の
構造のシングルチャンバまたはマルチチャンバ方式に応
用できることはいうまでもない。 【００３６】また本発明の実施例は図１に示すマルチチ
ャンバ方式であり、そのすべての反応容器にてＰＣＶＤ
法を供給した。しかし必要に応じ、この一部または全部
ををプラズマを用いない光ＣＶＤ法、ＬＴ ＣＶＤ法
（ＨＯＭＯ ＣＶＤ法ともいう）、減圧ＣＶＤ法を採用
して複合被膜を形成してもよい。 【００３７】【発明の効果】 本発明により、酸素及び炭素がＳＩＭＳ
（二次イオン分析法）による測定で５×１０ １８ ｃｍ
−３ 以下の濃度である珪素を含むＩ型の半導体被膜を形
成することができた。
よび作製方法に関する。本発明は反応性気体を用いて被
膜作製を行うに際し、非酸化物の被膜を作製するに関し
て、排気系においてターボ分子ポンプを用いて気相反応
（以下ＣＶＤという）を行なわしめることにより、被膜
中の酸素の混入量を１×１０１９ｃｍ−３以下の濃度と
させる気相反応装置およびその作製方法に関する。本発
明は非酸素系被膜の作製において、その排気系よりの大
気の逆流を防ぐため、油回転方式のロータリーポンプ、
メカニカルブースターポンプ等の不連続回転方式の真空
ポンプ（以下単に真空ポンプまたはＶＰという）のみを
用いるのではなく、連続排気方式のターボ分子ポンプ
（以下単にターボ分子ポンプまたはＴＰという）を反応
容器と真空ポンプとの間に介在させて、排気系からの大
気の逆流を防止したことに関する。 【０００２】本発明の非酸化物被膜例えば非単結晶珪素
を、反応性気体であるシラン（ＳｉｎＨ２ｎ＋２ ｎ≧
１）を用いて形成するに際し、その被膜中の酸素の量を
５×１０１８ｃｍ−３以下好ましくは１×１０１８ｃｍ
−３以下とするため、排気系からの逆流を防ぐことを目
的としている。 【０００３】本発明はかかる排気系をＴＰを反応室とＶ
Ｐとの間に反応中の圧力調整用のバルブを経て介在させ
ることにより、反応室内は０．０５〜１０ｔｏｒｒの間
の圧力範囲でプラズマ気相反応（ＰＣＶＤという、光Ｃ
ＶＤ（Ｐｈｏｔｏ ＣＶＤという）またはこれらを併用
した方法（以下単にＣＶＤ法として総称する）を用いて
被膜形成を行い、かつ圧力調整バルブ下は１×１０−２
ｔｏｒｒ以下（一般には１０−４〜１０−６ｔｏｒｒ）
の圧力として保持し、ＴＰを作用させるため、反応系は
この排気系よりも高い圧力（１×１０−２ｔｏｒｒ以上
即ち０．０５〜１０ｔｏｒｒ）で保持して被膜形成を行
うことを目的としている。 【０００４】さらに本実施例はかかるプラズマＣＶＤ装
置を反応室を複数ケ連結し、それぞれの反応室にてＰ型
非単結晶半導体、Ｉ型非単結晶半導体およびＮ型非単結
晶半導体を基板上に積層して、ＰＩＮ接合を構成する半
導体装置の作製方法に関する。 【０００５】 【従来の技術】従来、ＣＶＤ装置例えばＰＣＶＤ装置に
おいては、反応系の圧力が０．０５〜１０ｔｏｒｒと高
い圧力のため、その排気系等はＶＰのみが用いられ、そ
れ以上の真空度を発生させるＴＰ等を設けることが全く
不可能とされていた。しかし本発明人はかかるＰＣＶＤ
装置において、排気系がＶＰのみではこのＶＰが不連続
の回転運動をするため、空気と接触している大気圧の排
気系からの大気（特に酸素）が逆流し、さらにこの大気
の一部が油中に混入し、ここから再気化することにより
反応容器内に逆流してしまうことが判明した。さらにこ
のため、この逆流により酸素が形成する被膜内に混入
し、例えば珪素膜を作製する場合その被膜内に酸素が３
×１０１９〜２×１０２０ｃｍ−３の濃度に混入してし
まった。 【０００６】このため、かかる被膜に水素または弗素が
添加されて、珪素半導体であるべきものが低級酸化珪素
といってもよいようなものになってしまった。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる欠点を
防ぐことを目的としている。【０００８】 【課題を解決するための手段】 本発明は、ＣＶＤ法によ
り半導体被膜を作製するに際し、ステンレスボンベに充
填された珪化物気体を反応室に導入し、該反応室をター
ボ分子ポンプを用いて減圧して、酸素及び炭素がＳＩＭ
Ｓ（二次イオン分析法）による測定で５×１０ １８ ｃｍ
−３ 以下の濃度である珪素を含むＩ型の半導体被膜を形
成することを特徴とする被膜作製方法である。 【０００９】 以下に本発明の実施例を図面に従って説明
する。 【００１０】【実施例】〔実施例１〕 本実施例は、図１にその装置の概要を示す。即ち、反応
性気体を導入するドーピング系（５０）反応容器（５
１）排気系（５２）を有する。反応容器は内側に絶縁物
で内面が形成された反応空間を有する二重反応容器型と
して半導体層を形成し、さらに加えてＰ型半導体（図面
では系Ａ），Ｉ型半導体（図面では系Ｃ）およびＮ型半
導体と積層して接合を基板上に形成するに際し、それぞ
れの反応容器を分離部（図面では系Ｂ）を介して連結せ
しめたマルチチャンバ方式のＰＣＶＤ法を図１に示すご
とくに提案するにある。 【００１１】本実施例は水素またはハロゲン元素が添加
された非単結晶半導体層の形成により、再結合中心密度
の小さなＰ，ＩおよびＮ型の導電型を有する半導体層を
形成し、その積層境界にてＰＩＮ接合を形成するととも
に、それぞれの半導体層に他の隣接する半導体層からの
不純物が混入して接合特性を劣化させることを防ぎ、ま
たそれぞれの半導体層を形成する工程間に、大気特に酸
素に触れさせて、半導体の一部が酸化されることにより
層間絶縁物が形成されることのないようにした連続生産
を行うためのプラズマ気相反応に関する。 【００１２】さらに本実施例は、かかる反応容器をそれ
ぞれの反応においては独立として多数連結したマルチチ
ャンバ方式のプラズマ反応方法において、一度に多数の
基板を同時にその被膜成長速度を大きくしたいわゆる多
量生産方式に関する。本実施例は１０ｃｍ×１０ｃｍま
たは電極方向に１０〜５０ｃｍ例えば４０ｃｍを有する
とともに、巾１５〜１２０ｃｍ例えば６０ｃｍの基板
（４０ｃｍ×６０ｃｍまたは２０ｃｍ×６０ｃｍを１バ
ッチ２０枚配設）を用いた。 【００１３】図１、図２においては、反応性気体の導入
手段、排気手段を有し、これらを供給ノズル、排気ノズ
ルを設け、この絶縁フードよりも内側に相対させて一対
の電極（６１），（６１’）または（６２），（６
２’）および反応性気体の供給ノズル（１７），（１
８）および排気ノズル（１７’），（１８’）を配設し
た。即ち、電極の外側をフードの絶縁物で包む構造（３
９），（３９’）とした。さらにこのフード間の反応空
間を閉じ込めるため、外側周辺を絶縁物（３８），（３
８’）で取り囲んだ。 【００１４】また、図２に図１の断面を示す図面を示す
が、反応容器の前（図面左側）後（図面右側）に開閉扉
を設け、この扉の内面にハロゲンランプ等による加熱手
段（１３），（１３’）を設けた。 【００１５】図１、図２に従って本実施例のプラズマ気
相反応装置の実施例を説明する。この図面は、ＰＩＮ接
合、ＰＩＰ接合、ＮＩＮ接合またはＰＩＮＰＩＮ・・・
ＰＩＮ接合等の基板上の半導体に、異種導電型でありな
からも、形成される半導体の主成分または化学量論比の
異なる半導体層をそれぞれの半導体層をその前工程にお
いて形成された半導体層の影響（混入）を受けずに積層
させるための多層に自動かつ連続的に形成するための装
置である。 【００１６】図面においてはＰＩＮ接合を構成する複数
の反応系の一部を示している。即ち、Ｐ，ＩおよびＮ型
の半導体層を積層して形成する３つの反応系の２つ
（Ａ、Ｃ）とさらに第１の予備室および移設用のバッフ
ァ室（Ｂ）を有するマルチチャンバ方式のプラズマ気相
反応装置の装置例を示す。図面における系Ａ、Ｂ、Ｃ
は、２つの各反応容器（１０１），（１０３）およびバ
ッファ室（１０２）を有し、それぞれの反応容器間に分
離部（４４），（４５），（４６），（４７）を有して
いる。またそれぞれ独立して、反応性気体の供給ノズル
（１７），（１８）と排気ノズル（１７’），（１
８’）とを有し、反応性気体が供給系から排気系に層流
になるべく設けている。 【００１７】この装置は入り口側には第１の予備室（１
００）が設けられ、まず扉（４２）より基板ホルダ
（２）の２つの面に２つの被形成面を有する２枚の基板
（１）を挿着した。さらにこのホルダ（３）を外枠冶具
（外周辺のみ（３８），（３８’）として示す）により
互いに所定の等距離を離間して配設した。即ちこの被形
成面を有する基板は被膜形成を行わない裏面を基板ホル
ダ（２）に接し、基板２枚および基板ホルダとを一つの
ホルダ（３）として６ｃｍ±０．５ｃｍの間隙を有して
絶縁物の外枠冶具内に林立させた。その結果、４０ｃｍ
×６０ｃｍの基板を２０枚同時に被膜形成させることが
できた。かくして高さ５５ｃｍ、奥行８０ｃｍ、巾８０
ｃｍの反応空間（６），（８）は上方、下方を絶縁物
（３９），（３９’）で囲まれ、また側周辺は絶縁外枠
冶具（３８），（３８’）で取り囲んだ。 【００１８】第１の予備室（１００）を圧力調整バルブ
（７１）を全開とし、ＴＰ（８６）を経て真空ポンプ
（３５）により真空引きをした。この後、圧力調整バル
ブ（７２）を全開とし、ＴＰにより３×１０−８ｔｏｒ
ｒ以下にまで予め真空引きがされている反応容器（１０
１）との分離用のゲート弁（４４）を開けて、外枠冶具
（３８）に保持された基板を移した。例えば、予備室
（１００）より第１の反応容器（１０１）に移し、さら
にゲート弁（４４）を閉じることにより基板を第１の反
応容器（１０１）に移動させたものである。この時、第
１の反応容器（１０１）に保持されていた基板（１）等
は、予めまたは同時にバッファ室（１０２）に、またバ
ッファ室（１０２）に保持されていた冶具および基板
（２）は第２の反応容器（１０３）に、また第２の反応
容器（１０３）に保持されていた基板は第２のバッファ
室（１０４）に、さらに図示が省略されているが、第３
の反応室の基板および冶具は出口側の第２の予備室にゲ
ート弁（４５），（４６），（４７）を開けて移動させ
ることが可能である。この後ゲート弁（４４），（４
５），（４６），（４７）を閉めた。 【００１９】即ちゲート弁の動きは、扉（４２）が大気
圧で開けられた時は分離部のゲート弁（４４），（４
５），（４６），（４７）は閉じられ、各チャンバにお
いてはプラズマ気相反応が行われている。また逆に、扉
（４２）が閉じられていて予備室（１００）が十分真空
引きされた時は、ゲート弁（４４），（４５），（４
６），（４７）が開けられ、各チャンバの基板、冶具は
隣のチャンバに移動する機構を有し、外気が反応室（１
０１），（１０２）に混入しないようにしている。 【００２０】系Ａにおける第１の反応容器（１０１）で
Ｐ型半導体層をＰＣＶＤ法により形成する場合を以下に
示す。反応系Ａ（反応容器（１０１）を含む）は０．０
１〜１０ｔｏｒｒ好ましくは０．０１〜１ｔｏｒｒ例え
ば０．０８ｔｏｒｒとした。即ち、圧力調整バルブを閉
として、反応容器（１０１）内の圧力は０．０５〜１ｔ
ｏｒｒであり、またこのバルブ下は１×１０−２ｔｏｒ
ｒ以下一般には１×１０−４〜１×１０−７ｔｏｒｒと
なり、この真空度をＴＰ（８７）を回転させて成就させ
ている。またこの連続排気方式のＴＰを動作させている
ため、ＶＰ（３６）のポリマ化した油の逆拡散、また油
中に含浸した排気用の大気特に酸素を逆流させることを
初めて防ぐことができた。 【００２１】反応性気体は系Ａのドーピング系（５０）
より供給した。即ち珪化物気体（２４）としては精製さ
れてさらにステンレスボンベに充填されたシラン（Ｓｉ
ｎＨ２ｎ＋２ ｎ＞１特にＳｉＨ４またはＳｉ２Ｈ６フ
ッ化珪素（ＳｉＦ２またはＳｉＦ４）を用いた。ここで
は、取扱いが容易な超高純度シラン（純度９９．９９
％、但し水、酸素化物は０．１ＰＰＭ以下）を用いた。 【００２２】本実施例のＳｉｘＣ１−ｘ（０＜ｘ＜１）
を形成するため、炭化物気体（２５）としてＤＭＳ（ジ
メチルシラン（ＳｉＨ２（ＣＨ３）２純度９９．９９
％）を用いた。炭化珪素（ＳｉｘＣ１−ｘ ０＜ｘ＜
１）に対しては、Ｐ型の不純物としてボロンを前記した
モノシラン中に同時に０．５％の濃度に混入させ（２
４）よりシランとともに供給した。 【００２３】必要に応じ、水素（純度７Ｎ以上）または
窒素（純度７Ｎ以上）を反応室を大気圧とする時（２
３）より供給した。これらの反応性気体はそれぞれの流
量計（３３）およびバルブ（３２）を経、反応性気体の
供給ノズル（１７）より高周波電源（１４）の負電極
（６１）を経て反応空間（６）に供給された。反応性気
体はホルダ（３８）に囲まれた筒状空間（６）内に供給
され、この空間を構成する基板（１）に被膜形成を行っ
た。さらに負電極（６１）と正電極（６１’）間に電気
エネルギ例えば１３．５６ＭＨｚの高周波エネルギ（１
４）を加えてプラズマ反応せしめ、基板上に反応生成物
を被膜形成せしめた。基板は１００〜４００℃例えば２
００℃に図２に示す反応容器（１０３）の容器の前後に
配設された赤外線ヒータと同じ手段により加熱した。 【００２４】この赤外線ヒータは、近赤外用ハロゲンラ
ンプ（発光波長１〜３μ）ヒータまたは遠赤外用セラミ
ックヒータ（発光波長８〜２５μ）を用い、この反応容
器内におけるホルダにより取り囲まれた筒状空間を２０
０±１０℃好ましくは±５℃以内に設置した。この後、
前記したが、この容器に前記した反応性気体を導入し、
さらに１０〜５００Ｗ例えば１００Ｗに高周波エネルギ
（１４）を供給してプラズマ反応を起こさせた。かくし
てＰ型半導体層はＢ２Ｈ６／ＳｉＨ４＝０．５％，ＤＭ
Ｓ／（ＳｉＨ４＋ＤＭＳ）＝１０％の条件にて、この反
応系Ａで平均膜厚３０〜３００Å例えば約１００Åの厚
さを有する薄膜として形成させた。Ｅｇ＝２．０５ｅＶ
σ＝１×１０−６〜３×１０−５（Ωｃｍ）−１であっ
た。基板は導体基板（ステンレス、チタン、アルミニュ
ーム、その他の金属），半導体（珪素、ゲルマニュー
ム），絶縁体（ガラス、有機薄膜）または複合基板（ガ
ラスまたは透光性有機樹脂上に透光性導電膜である弗素
が添加された酸化スズ、ＩＴＯ等の導電膜が単層または
ＩＴＯ上にＳｎＯ２が形成された２層膜が形成されたも
の）を用いた。本実施例のみならず本発明のすべてにお
いてこれらを総称して基板という。勿論この基板は可曲
性であってもまた固い板であってもよい。 【００２５】かくして１〜５分間プラズマ気相反応をさ
せて、Ｐ型不純物としてホウ素が添加された炭化珪素膜
を約１００Åの厚さに作製した。さらにこの第１の半導
体層が形成された基板をゲート（４５）を開け前記した
操作順序に従ってバッファ室（１０２）に移動し、ゲー
ト（４５）を閉じた。このバッファ室（１０２）は予め
１０−８ｔｏｒｒ以下例えば４×１０−１ｔｏｒｒにク
ライオポンプ（８８）にて真空引きがされている。 【００２６】またこの基板は系Ｃに同様にＴＰ（８９）
により、１×１０−７ｔｏｒｒ以下に保持された反応容
器にゲート（４６）の開閉を経て移設された。即ち図１
における反応系Ｃにおいて、半導体の反応性気体として
超高純度モノシランまたはジシランを（水または酸化珪
素、酸化物気体の濃度は０．１ＰＰＭ以下）（２８）ｙ
より、また、１０１７ｃｍ−３以下のホウ素を添加する
ため、水素、シラン等によって０．５〜３０ＰＰＭに希
釈したＢ２Ｈ６を（２７）より、またキャリアガスを必
要に応じて（２６）より供給した。反応性気体は基板
（１）の被形成面にそって上方より下方に流れ、ＴＰ
（８９）に至る。系Ｃにおいて出口側よりみた縦断面図
を図２に示す。 【００２７】図２を概説する。図２は図１の反応系Ｃの
縦断面図を示したものである。図面において、ランプヒ
ータ（１３），（１３’）は棒状のハロゲンランプを用
いた。反応空間はヒータにより１００〜４００℃例えば
２５０℃とした。基板（１）が基板ホルダ（２）に保持
され、外枠冶具（３８），（３８’）で閉じ込め空間
（８）を構成している。５０００Åの厚さにＳｉＨ４６
０ｃｃ／分、被膜形成速度２．５Å／秒、基板（２０ｃ
ｍ×６０ｃｍを２０枚、延べ面積２４０００ｃｍ２）で
圧力０．１ｔｏｒｒとした。Ｓｉ２Ｈ６を用いた場合、
被膜形成速度２８Å／秒を有していた。 【００２８】かくして第１の反応室にてプラズマ気相法
によりＰ型半導体層を形成した上にＰＣＶＤ法によりＩ
型半導体層を形成させてＰＩ接合を構成させた。また系
Ｃにて約５０００Åの厚さに形成させた後、基板は前記
した操作に従って、隣のバッファ室（１０４）に移さ
れ、さらにその隣の反応室に移設して同様のＰＣＶＤ工
程によりＮ型半導体層を形成させた。このＮ型半導体層
は、ＰＣＶＤ法によりフォスヒンをＰＨ３／ＳｉＨ４＝
１．０％としたシランとキャリアガスの水素をＳｉＨ４
／Ｈ２＝２０％として供給して、系Ａと同様にして約２
００Åの厚さにＮ型の微結晶性または繊維構造を有する
多結晶の半導体層を形成させて、さらにその上面に、炭
化珪素をＤＭＳ／（ＳｉＨ４＋ＤＭＳ）＝０．１として
ＳｉｘＣ１−ｘ（０＜ｘ＜１）で示されるＮ型半導体層
を１０〜２００Åの厚さ例えば５０Åの厚さに積層して
形成させたものである。その他反応装置については系Ａ
と同様である。 【００２９】かかる工程の後、第２の予備室より外にＰ
ＩＮ接合を構成して出された基板上に１００〜１５００
Åの厚さのＩＴＯをさらにその上に反射性または昇華性
金属電極例えばアルミニューム電極を真空蒸着法により
約１μの厚さに作り、ガラス基板上に（ＩＴＯ＋ＳｎＯ
２）表面電極−（ＰＩＮ半導体）−（裏面電極）を構成
させた。その光電変換装置としての特性は７〜９％平均
８％を１０ｃｍ×１０ｃｍの基板でＡＭ１（１００ｍＷ
／ｃｍ２）の条件下にて真性効率特性として有し、集積
化してハイブリッド型にした４０ｃｍ×６０ｃｍのガラ
ス基板においても、５．５％を実効効率で得ることがで
きた。その結果、１つの素子で開放電圧は０．８５〜
０．９Ｖ（０．８７±０．０２Ｖ）であったが、短絡電
流は１８±２ｍＡ／ｃｍ２と大きく、またＦＦも０．６
０〜０．７０と大きく、かつそのばらつきもパネル内、
バッチ内で小さく、工業的に本発明方法はきわめて有効
であることが判明した。 【００３０】図３は本発明および従来方法により作られ
たＰＩＮ型光電変換装置における半導体内の酸素および
炭素の不純物の濃度分布を示す。図面はアルミニューム
裏面電極（９４），Ｎ型半導体（９３），Ｉ型半導体
（９２），Ｐ型半導体（９１），基板上の酸化スズ透光
性導電膜（９０）をそれぞれ示す。従来方法の排気系を
回転ポンプまたはメカニカルブースターポンプのみによ
る排気方法においては、連続排気方式のＴＰを用いない
ため、炭素は曲線（９５），酸素は曲線（９６）に示さ
れる高い濃度の不純物を含有していた。 【００３１】特に酸素は、５×１０１９〜２×１０２０
ｃｍ−３をＩ型半導体（９２）において有していた。図
面は５×１０１９ｃｍ−３の酸素を含んだ場合である。
加えて、図面は１×１０２０ｃｍ−３ の炭素を有する場
合である。他方、本発明に示すごとき排気系においては
炭素濃度は曲線（９８）で示されるように１×１０１７
〜５×１０１８ｃｍ−３を有し、一般には１×１０１８
ｃｍ−３以下しか含まれない。加えて酸素濃度も曲線
（９７）で示されるように５×１０１８ｃｍ−３以下好
ましくは１×１０１８ｃｍ−３以下であり、図３では２
×１０１８ｃｍ−３の場合を示す。 【００３２】図３において、裏面電極（９４）のアルミ
ニュームには３〜６×１０２０ｃｍ−３の酸素を有して
いる。このため、この酸素がＳＩＭＳ（二次イオン分析
法）（カメカ社３Ｆ型を使用）の測定において、バック
グラウンドの酸素となり、Ｎ型半導体（９３）中の酸素
は１０１８〜１０２０ｃｍ−３となってしまったものと
考えられる。さらにＰ型半導体中の酸素、ＤＭＳ中に含
まれる水の成分があるため不純物があり、この出発材料
をシランを精製して０．１ＰＰＭ以下の酸素または酸化
物とすることによりさらに酸素濃度を下げることの可能
性が推定できる。形成させる半導体の種類に関しては、
Ｓｉのみならず他は４族のＧｅ，ＳｉｘＣ１−ｘ（０＜
ｘ＜１，ＳｉｘＧ１−ｘ（０＜ｘ＜１）ＳｉｘＳｎ
１−ｘ（０＜ｘ＜１）単層または多層であっても、また
これら以外にＧａＡｓ，ＧａＡｌＡｓ，ＢＰ，ＣｄＳ等
の化合物半導体等の非酸素化物であってもよいことはい
うまでもない。 【００３３】本実施例は３つの反応容器を用いてマルチ
チャンバ方式でのＰＣＶＤ法を示した。しかしこれを１
つの反応容器とし、そこでＰＣＶＤ法により窒化珪素を
シラン（ＳｉＨ４またはＳｉ２Ｈ６）とアンモニア（Ｎ
Ｈ３）とのＰＣＶＤ反応により形成させることは有効で
ある。本実施例で形成された非単結晶半導体被膜は、絶
縁ゲイト型電界効果半導体装置におけるＮ（ソース）Ｉ
（チャネル形成領域）Ｎ（ドレイン）接合またはＰＩＰ
接合に対しても有効である。さらに、ＰＩＮダイオード
であってエネルギバンド巾がＷ−Ｎ−Ｗ（ＷＩＤＥ−Ｎ
ＡＬＬ０Ｗ−ＷＩＤＥ）またはＳｉｘＣ１−ｘ−Ｓｉ−
ＳｉｘＣ１−ｘ（０＜ｘ＜１）構造のＰＩＮ接合型の可
視光レーザ、発光素子または光電変換装置を作ってもよ
い。特に光入射光側のエネルギバンド巾を大きくしたヘ
テロ接合構造を有するいわゆるＷ（ＰまたはＮ型）−Ｎ
（Ｉ型）（ＷＩＤＥ ＴＯ ＮＡＬＬＯＷ）と各反応室
にて導電型のみではなく生成物を異ならせてそれぞれに
独立して作製して積層させることが可能になり、工業的
にきわめて重要なものであると信ずる。 【００３４】本実施例において、分離部は単にゲイト弁
のみではなく、２つのゲート弁と１つのバッファ室とを
系２として設けてＰ型半導体の不純物のＩ型半導体層中
への混入をさらに防ぎ、特性を向上せしめることは有効
であった。 【００３５】この本実施例のブラズマＣＶＤ装置を他の
構造のシングルチャンバまたはマルチチャンバ方式に応
用できることはいうまでもない。 【００３６】また本発明の実施例は図１に示すマルチチ
ャンバ方式であり、そのすべての反応容器にてＰＣＶＤ
法を供給した。しかし必要に応じ、この一部または全部
ををプラズマを用いない光ＣＶＤ法、ＬＴ ＣＶＤ法
（ＨＯＭＯ ＣＶＤ法ともいう）、減圧ＣＶＤ法を採用
して複合被膜を形成してもよい。 【００３７】【発明の効果】 本発明により、酸素及び炭素がＳＩＭＳ
（二次イオン分析法）による測定で５×１０ １８ ｃｍ
−３ 以下の濃度である珪素を含むＩ型の半導体被膜を形
成することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施するためのプラズマ気相反応用被
膜製造装置の概略を示す。 【図２】本発明を実施するためのプラズマ気相反応用被
膜製造装置の概略を示す。 【図３】本発明および従来方法によって作られた半導体
装置中の不純物の分布を示す。 【符号の説明】（５０） 反応性気体を導入するドーピング系 （５１） 反応容器 （５２） 排気系 （６１）（６１’）（６２）（６２’） 電極 （１７）（１８） 反応性気体の供給ノズル （１７’）（１８’） 反応性気体の排気ノズル （１４）（１５） 高周波エネルギー源 （３８）（３８’）（３９）（３９’） 絶縁物 （１３）（１３’） ハロゲンランプ等の加熱手段 （１０１）（１０３） 反応容器 （１０２）（１０４） バッファ室容器 （４４）（４５）（４６）（４７） ゲート弁 （１００） 予備室 （４２） 予備室扉 （５） 予備室空間 （２） 基板ホルダー （１） 基板 （６） 第１の反応室の反応空間 （８） 第２の反応室の反応空間 （７）（９） バッファ室空間 （７１）（７２）（７３）（７４） 圧力調整バルブ （８６）（８７）（８８）（８９） ターボ分子ポンプ （３４）（３５）（３６）（３７） 真空ポンプ
膜製造装置の概略を示す。 【図２】本発明を実施するためのプラズマ気相反応用被
膜製造装置の概略を示す。 【図３】本発明および従来方法によって作られた半導体
装置中の不純物の分布を示す。 【符号の説明】（５０） 反応性気体を導入するドーピング系 （５１） 反応容器 （５２） 排気系 （６１）（６１’）（６２）（６２’） 電極 （１７）（１８） 反応性気体の供給ノズル （１７’）（１８’） 反応性気体の排気ノズル （１４）（１５） 高周波エネルギー源 （３８）（３８’）（３９）（３９’） 絶縁物 （１３）（１３’） ハロゲンランプ等の加熱手段 （１０１）（１０３） 反応容器 （１０２）（１０４） バッファ室容器 （４４）（４５）（４６）（４７） ゲート弁 （１００） 予備室 （４２） 予備室扉 （５） 予備室空間 （２） 基板ホルダー （１） 基板 （６） 第１の反応室の反応空間 （８） 第２の反応室の反応空間 （７）（９） バッファ室空間 （７１）（７２）（７３）（７４） 圧力調整バルブ （８６）（８７）（８８）（８９） ターボ分子ポンプ （３４）（３５）（３６）（３７） 真空ポンプ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 21/205
C23C 16/50
C23C 16/54
H01L 31/04
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．ＣＶＤ法を用いて半導体被膜を形成する被膜作製方
法において、 反応室を、前記反応室と不連続回転方式の真空ポンプと
の間に連続排気方式のターボ分子ポンプがある排気系を
用いて減圧する工程と、 ステンレスボンベに充填された珪化物気体を前記反応室
に導入する工程と、 前記ターボ分子ポンプを用いて前記反応室内を連続的に
排気すると共に、かつ前記 反応室と前記ターボ分子ポン
プとの間に設けられた圧力調整バルブを調整することに
よって、前記反応室内の圧力を調整し、酸素及び炭素が
ＳＩＭＳ（二次イオン分析法）による測定で５×１０
１８ｃｍ−３以下の濃度である珪素を含むＩ型の半導体
被膜を被形成面上に形成する工程とを有することを特徴
とする被膜作製方法。２．請求項１において、前記反応室内の圧力は０．０１
〜１０ｔｏｒｒであることを特徴とする被膜作製方法。 ３．請求項１及び請求項２において、前記圧力調整バル
ブと前記ターボ分子ポンプの間の圧力は、反応室内の圧
力より低いことを特徴とする被膜作製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10050061A JP3062470B2 (ja) | 1998-02-16 | 1998-02-16 | 被膜作製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10050061A JP3062470B2 (ja) | 1998-02-16 | 1998-02-16 | 被膜作製方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8032876A Division JP2923748B2 (ja) | 1996-01-26 | 1996-01-26 | 被膜作製方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10209059A JPH10209059A (ja) | 1998-08-07 |
| JP3062470B2 true JP3062470B2 (ja) | 2000-07-10 |
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ID=12848497
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10050061A Expired - Lifetime JP3062470B2 (ja) | 1998-02-16 | 1998-02-16 | 被膜作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3062470B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4306218B2 (ja) * | 2002-10-18 | 2009-07-29 | 株式会社Ｉｈｉ | 薄膜形成システム |
-
1998
- 1998-02-16 JP JP10050061A patent/JP3062470B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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|---|---|
| JPH10209059A (ja) | 1998-08-07 |
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