JP3123657B2 - Semiconductor film fabrication method - Google Patents

Semiconductor film fabrication method

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JP3123657B2
JP3123657B2 JP02418590A JP41859090A JP3123657B2 JP 3123657 B2 JP3123657 B2 JP 3123657B2 JP 02418590 A JP02418590 A JP 02418590A JP 41859090 A JP41859090 A JP 41859090A JP 3123657 B2 JP3123657 B2 JP 3123657B2
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  • Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、低温工程によってN型
またはP型の半導体すなわち一導電型を有する半導体膜
を得る方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for obtaining an N-type or P-type semiconductor, that is, a semiconductor film having one conductivity type by a low-temperature process.

【0002】[0002]

【従来の技術】低温工程によって、一導電型を有する半
導体を得る方法としては、イオン打ち込み法によるも
の、スパッタ法によるもの等が知られている。
2. Description of the Related Art Known methods for obtaining a semiconductor having one conductivity type by a low-temperature process include a method using an ion implantation method and a method using a sputtering method.

【0003】しかしながらイオン打ち込み法による方法
は、生産性において問題があり、またスパッタ法による
方法は、200℃以下の低温で行え、しかも生産性にも
優れるという特徴を備えるが、成膜された半導体膜の電
気的特性が低く(例えばスパッタによって得た半導体膜
を用いて作ったデバイスの電気的特性が低い)実用にな
らなかった。
[0003] However, the ion implantation method has a problem in productivity, and the sputtering method has a feature that it can be performed at a low temperature of 200 ° C. or less and is excellent in productivity. The electric characteristics of the film were low (for example, the electric characteristics of a device formed using a semiconductor film obtained by sputtering were low), and the film was not practical.

【0004】従来スパッタ法によってP型またはN型の
半導体膜を得る方法としては、例えば一導電型の珪素膜
を得ようとするならば単結晶シリコンに一導電型を付与
する不純物を添加したターゲットを用いて、アルゴンの
みを用いた雰囲気中においてスパッタリングをするか、
P型またはN型を付与する不純物が添加されていない単
結晶シリコンターゲットを用いて一導電型付与する元素
を含んだ反応ガス(例えばフォスヒン)を添加したアル
ゴン雰囲気中でスパッタリングをするのが公知の方法で
あると考えられている。しかし従来の方法においては1
−5(Ωcm)−1以上の導電率を有するP型または
N型の半導体膜を得ることができなかった。これはP型
またはN型の導電型を付与する不純物が半導体中で置換
してドナーまたはアクセプターとならないからである。
Conventional methods for obtaining a P-type or N-type semiconductor film by a sputtering method include, for example, a target obtained by adding an impurity imparting one conductivity type to single crystal silicon to obtain a one conductivity type silicon film. Sputtering in an atmosphere using only argon,
It is known that sputtering is performed in an argon atmosphere to which a reaction gas (for example, phosphine) containing an element imparting one conductivity type is added using a single crystal silicon target to which an impurity imparting P type or N type is not added. Is considered to be the way. However, in the conventional method, 1
A P-type or N-type semiconductor film having a conductivity of 0 −5 (Ωcm) −1 or more could not be obtained. This is because impurities imparting P-type or N-type conductivity do not substitute in the semiconductor and become donors or acceptors.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、低温で成膜
でき、生産性にも優れたスパッタ法を用いて導電率の高
い一導電型を有する半導体膜を作製することを発明の課
題とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a semiconductor film having a high conductivity and one conductivity type by using a sputtering method which can be formed at a low temperature and is excellent in productivity. I do.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、水素を含んだ
アルゴンのごとき不活性雰囲気中の水素の分圧比が30
%以上である雰囲気中で、P型またはN型の一導電型を
付与する元素であるIII価またはIV価の元素が好ま
しくは1×1017cm−3以上添加された単結晶また
は多結晶の半導体ターゲットを用いたスパッタリングに
よる成膜を行なうことによって、P型またはN型の一導
電型を有する半導体膜を作製することを特徴とする半導
体の作製方法である。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is directed to a method for reducing the partial pressure ratio of hydrogen in an inert atmosphere such as argon containing hydrogen to 30.
% Or more of a single crystal or polycrystal element to which at least 1 × 10 17 cm −3 of a P-type or N-type element imparting one conductivity type is added in an atmosphere of at least 1 × 10 17 cm −3 . This is a method for manufacturing a semiconductor, including forming a P-type or N-type semiconductor film having one conductivity type by performing film formation by sputtering using a semiconductor target.

【0007】本発明の特徴は、300℃以下の成膜温度
(基板温度)において、単結晶または多結晶のシリコン
ターゲットに導電率が100(Ωcm)−1〜0.1
(Ωcm)−1となるように一導電型を付与する不純物
であるIII価またはIV価の元素を添加したターゲッ
トを用いて、水素を含む雰囲気中においてスパッタリン
グによって成膜を行い、このスパッタリングによって得
られた膜の導電率をターゲットの導電率の1/100〜
1/3の値、すなわち0.1(Ωcm)−1以上の導電
率を有するN型またはP型の半導体を得ることにある。
A feature of the present invention is that at a film forming temperature (substrate temperature) of 300 ° C. or less, a single-crystal or polycrystalline silicon target has a conductivity of 100 (Ωcm) −1 to 0.1.
([Omega] cm) using a target obtained by adding the III or IV trivalent element which is an impurity imparting one conductivity type such that -1 performs deposition by sputtering in an atmosphere containing hydrogen, obtained by the sputtering The conductivity of the obtained film is 1/100 of the conductivity of the target.
An object is to obtain an N-type or P-type semiconductor having a conductivity of 1/3 or more, that is, 0.1 (Ωcm) −1 or more.

【0008】また本発明の構成において、基板は接地
(アース)されていてもよいが、基板に対するイオンの
スッパッタリングの影響を小さくするために基板(一般
的にはガラス基板、シリコン基板等が用いられる)を電
気的にフローティング、すなわち周囲から絶縁状態にす
るとよい。
In the structure of the present invention, the substrate may be grounded. However, in order to reduce the influence of ion sputtering on the substrate, a substrate (generally, a glass substrate, a silicon substrate, or the like) is used. Used) may be electrically floating, that is, insulated from the surroundings.

【0009】水素の分圧比が30%以上である雰囲気中
において、スパッタリングを行なうのは、水素分圧が3
0%以上である雰囲気中でのスパッタリングによって得
られた一導電型を有する半導体の導電率が10−2(Ω
cm)−1以上得られるという実験事実に基づくもので
ある。
In an atmosphere where the hydrogen partial pressure ratio is 30% or more, sputtering is performed when the hydrogen partial pressure is 3%.
The conductivity of a semiconductor having one conductivity type obtained by sputtering in an atmosphere of 0% or more is 10 −2
cm) -1 or more.

【0010】スパッタリング成膜に用いるターゲットは
珪素半導体膜を形成するのであれば、N導電型を付与す
る不純物であれば、リン(P)、砒素(As)、アンチ
モン(Sb)、P型の導電体を付与する不純物であれば
ボロン(B)、アルミ(Al)等が添加された単結晶ま
たは多結晶シリコンターゲットを用いることができる。
また単結晶または多結晶の半導体ターゲットとしては、
珪素すなわちシリコンを用いるのみでなく成膜される半
導体膜によって、Ge、Se、や化合物半導体例えばガ
リウムひそ、ガリウムアンチモン等を用いてもよい。
If the target used for sputtering film formation is a silicon semiconductor film, an impurity imparting N conductivity type is phosphorus (P), arsenic (As), antimony (Sb), or P type conductivity. As the impurity imparting a body, a single crystal or polycrystalline silicon target to which boron (B), aluminum (Al), or the like is added can be used.
In addition, as a single crystal or polycrystalline semiconductor target,
Ge, Se, or a compound semiconductor such as gallium arsenide, gallium antimony, or the like may be used depending on the semiconductor film to be formed as well as silicon, that is, silicon.

【0011】本発明の構成において、成膜後の一導電型
を有する半導体膜に700℃以下の温度で熱アニールを
行ってもよい。
In the structure of the present invention, the semiconductor film having one conductivity type after the film formation may be subjected to thermal annealing at a temperature of 700 ° C. or less.

【0012】しかしながら本発明の構成をとることによ
って、従来はスパッタ法やCVD法によって得た一導電
型を有する半導体膜を熱アニールすることによって得て
いた10−2(Ωcm)−1以上の導電率を低温(15
0℃以下)でスパッタリングすることによって得ること
ができることは大きな特徴である。このことは、図3に
示す成膜直後のアニールしていない本発明方法によって
得たN型半導体膜のラマンスペクトルをみれば明らかで
ある。図3を見ると、水素の分圧が50%の雰囲気中に
おけるスパッタリングによって得たN型半導体膜のラマ
ンスペクトルは、単結晶珪素(c−Si)のピークであ
る521cm−1より波数が低いところに結晶性を示す
ピークが表れていることがわかる。
However, by adopting the structure of the present invention, a conductivity of 10 −2 (Ωcm) −1 or more, which has conventionally been obtained by thermally annealing a semiconductor film having one conductivity type obtained by sputtering or CVD. Rate low (15
It is a great feature that it can be obtained by sputtering at 0 ° C. or lower. This is apparent from the Raman spectrum of the N-type semiconductor film obtained by the method of the present invention immediately after the film formation and without annealing shown in FIG. Referring to FIG. 3, the Raman spectrum of the N-type semiconductor film obtained by sputtering in an atmosphere where the partial pressure of hydrogen is 50% has a place where the wave number is lower than 521 cm −1 which is the peak of single crystal silicon (c-Si). It can be seen that a peak indicating crystallinity appears in FIG.

【0013】本発明の構成は、珪素半導体に限らず他の
半導体に適用できることはいうまでもない。例えば、一
導電型を付与する不純物(例えばボロン、リン)が添加
されたシリコン(珪素)とゲルマニウムのターゲットを
同時に用いることによって、一導電型を有するSi
1−xの半導体膜を得ることができる。この場合、そ
れぞれのターゲットの面積を変えることで、半導体膜の
組成比を変えることができるという別の特徴を有する。
この思想によれば、さらに複数のターゲットを同時に用
いることでさらに複雑な組成比を有する半導体膜を得る
こができる。
It is needless to say that the structure of the present invention can be applied not only to silicon semiconductors but also to other semiconductors. For example, an impurity (e.g., boron, phosphorus) which imparts one conductivity type by using a germanium target simultaneously and silicon is added (silicon), Si x G having one conductivity type
An e 1-x semiconductor film can be obtained. In this case, another characteristic is that the composition ratio of the semiconductor film can be changed by changing the area of each target.
According to this concept, a semiconductor film having a more complicated composition ratio can be obtained by using a plurality of targets at the same time.

【0014】[0014]

【実施例1】本実施例は、図1に示すマグネトロン型R
Fスッパッタ装置を用いてN型珪素半導体膜を作製する
ものである。以下図1に示すマグネトロン型RFスパッ
タ装置について説明する。以下図1のマグネトロン型R
Fスパッタ装置の概略を説明する。
Embodiment 1 This embodiment relates to a magnetron type R shown in FIG.
This is for producing an N-type silicon semiconductor film using an F sputter device. Hereinafter, the magnetron type RF sputtering apparatus shown in FIG. 1 will be described. Hereinafter, the magnetron type R shown in FIG.
The outline of the F sputtering apparatus will be described.

【0015】図1において、(12)は基板、(13)
は必要に応じて回転することのできるホルダー、(1
4)は基板加熱用のヒーター、(15)はガス導入系、
(17)はガス導入系のバルブ、(18)はガス供給系
例えば水素が充填されたボンベである。この第1図にお
いては一種類のガス供給系しか記載されていないが、そ
の他必要に応じてアルゴン、フォスヒン、ジボラン、窒
素等のガス供給系を備えてもよく、この際ガス導入系を
複数設け同時に反応室内にガスを導入できるようにして
もよい。また、(19)は高周波電源(13.56MH
z)であり、(20)は高周波マッチング装置であり、
(21)は必要に応じて回転する永久磁石(22)を円
形上に設けたマグネトロン部分である。
In FIG. 1, (12) is a substrate, (13)
Is a holder that can be rotated as needed, (1
4) is a heater for heating the substrate, (15) is a gas introduction system,
(17) is a gas introduction system valve, and (18) is a gas supply system, for example, a cylinder filled with hydrogen. Although only one type of gas supply system is shown in FIG. 1, other gas supply systems such as argon, phosphine, diborane, and nitrogen may be provided as necessary. In this case, a plurality of gas introduction systems are provided. At the same time, a gas may be introduced into the reaction chamber. (19) is a high frequency power supply (13.56 MH)
z), (20) is a high-frequency matching device,
(21) is a magnetron portion provided with a permanent magnet (22) that rotates as required on a circle.

【0016】さらに(23)はスパッタ粒子(スパッタ
された原子やクラスタ、イオン等)が基板に到達しない
ようにするためのシャッターである。このシャッター
(23)はスパッタリング開始直後に不純物がスパッタ
粒子となって基板に到達するのを防ぐものであるが、必
要に応じてスパッタ粒子が被形成面に到達しないように
用いることができる。(24)はターゲットである。タ
ーゲットは必要に応じて不純物元素例えばリン、ボロ
ン、弗素を混入させることにより不純物がドーピングさ
れた薄膜を成膜をすることができる。(25)はガス排
気系であり、(26)はターボ分子ポンプ、(27)は
油回転ポンプである。また(28),(29)は排気系
のバルブである。さらに(34)はさらに高い高真空状
態や特定の不純物を排気するためにクライオポンプ(3
1)、回転ポンプ(33)を備えた排気系(34)を備
えている。なお(30),(33)はこの排気系(3
4)のバルブである。
Further, (23) is a shutter for preventing sputtered particles (sputtered atoms, clusters, ions, etc.) from reaching the substrate. The shutter (23) prevents impurities from becoming sputtered particles and reaching the substrate immediately after the start of sputtering. However, the shutter (23) can be used so that the sputtered particles do not reach the surface to be formed, if necessary. (24) is a target. The target can form a thin film doped with an impurity by mixing an impurity element such as phosphorus, boron, or fluorine as needed. (25) is a gas exhaust system, (26) is a turbo molecular pump, and (27) is an oil rotary pump. (28) and (29) are exhaust system valves. Further, (34) is a cryopump (3) for further evacuation of a high vacuum state or specific impurities.
1) An exhaust system (34) including a rotary pump (33) is provided. Note that (30) and (33) correspond to the exhaust system (3
4) The valve.

【0017】このうちクライオポンプが設けられた排気
系(34)は主として、成膜前の高真空排気に用いら
れ、10−10Torr程度まで反応紙湯を排気でき、
反応室内に吸着している気体や分子を排気することがで
きる。特に成膜前の高真空排気は膜中に含まれる酸素、
炭素、窒素の不純物量を減らすことに対して有効であ
る。本実施例においては、基板(12)の加熱はヒータ
ー(14)によって行ったが、赤外線ランプで行っても
よい。
Among them, an exhaust system (34) provided with a cryopump is mainly used for high-vacuum exhaust before film formation, and can exhaust the reaction paper to about 10 −10 Torr.
Gases and molecules adsorbed in the reaction chamber can be exhausted. In particular, high-vacuum evacuation before film formation involves oxygen in the film,
It is effective for reducing the amount of carbon and nitrogen impurities. In this embodiment, the substrate (12) is heated by the heater (14), but may be heated by an infrared lamp.

【0018】本実施例において、ターゲットは一導電型
を付与する不純物であるアンチモンが添加された抵抗率
ρ=0.60Ωcmである溶融シリコンターゲットを用
いたが、他の一導電型を付与する不純物例えばN型であ
ればAs、Sb、P形であればBを用いることができる
ことはいうまでもない。またターゲットの導電率を熱ア
ニール等の方法でできるだけ高くすることは効果があ
る。成膜条件は、水素とアルゴンの混合雰囲気中におい
て、水素分圧をパラメータとし、成膜温度150℃、圧
力0.5pa、RFパワー400Wで、膜厚2000Å
の厚さに成膜した。
In this embodiment, the target used was a molten silicon target having a resistivity ρ = 0.60 Ωcm to which antimony, which is an impurity imparting one conductivity type, was added. For example, it is needless to say that As and Sb can be used for N-type and B for P-type. It is also effective to increase the conductivity of the target as much as possible by a method such as thermal annealing. The film forming conditions are as follows: in a mixed atmosphere of hydrogen and argon, using a hydrogen partial pressure as a parameter, a film forming temperature of 150 ° C., a pressure of 0.5 pa, an RF power of 400 W, and a film thickness of 2,000 °
Was formed to a thickness of

【0019】図2に本実施例によって得られたN型半導
体膜の導電率σ(Ωcm)−1と成膜時の雰囲気中にお
ける水素の体積%との関係を示す。第2図を見ると、ス
パッタリング時における水素分圧が30%以上でσ=1
−2(Ωcm)−1以上の値が得られていることがわ
かる。
FIG. 2 shows the relationship between the conductivity σ (Ωcm) −1 of the N-type semiconductor film obtained according to the present embodiment and the volume% of hydrogen in the atmosphere at the time of film formation. FIG. 2 shows that when the hydrogen partial pressure during sputtering is 30% or more, σ = 1
It can be seen that a value of 0 −2 (Ωcm) −1 or more is obtained.

【0020】また図3に本実施例において得られたラマ
ンスペクトルを示す。図中に示すように水素分圧P
全圧であるPに対して大きくすると単結晶性珪素のピ
ークである521cm−1より低いところに鋭いピーク
か生じることがわかる。
FIG. 3 shows a Raman spectrum obtained in this embodiment. It can be seen that occur a hydrogen partial pressure at the or sharp peak below 521 cm -1 is a peak of the the P H to increase relative to P T is the total pressure monocrystalline silicon as illustrated in FIG.

【0021】一般にσ=10−1(Ωcm)−1以上の
値を得ることができば、絶縁ゲイト型電界効果トランジ
スタのソース、ドレイン領域として十分に実用になる。
このことを考えると、本発明である水素が添加された不
活性雰囲気中におけるスパッタリングによって得られた
一導電型を有する珪素膜(この場合はN型珪素膜)は大
面積に成膜することができるので、従来の不純物イオン
ドーピング等に比べ、経済性を備えると同時に電気的特
性に優れた一導電型を有する半導体膜であるといえる。
Generally, if a value of σ = 10 −1 (Ωcm) −1 or more can be obtained, it becomes sufficiently practical as a source / drain region of an insulated gate type field effect transistor.
Considering this, a silicon film having one conductivity type (in this case, an N-type silicon film) obtained by sputtering in an inert atmosphere to which hydrogen is added according to the present invention can be formed over a large area. Therefore, it can be said that it is a semiconductor film having one conductivity type which is more economical and more excellent in electrical characteristics than conventional impurity ion doping or the like.

【0022】本発明の構成においては、これらの方法に
よって形成された被膜は、酸素が7×1019cm−3
以下、好ましくは1×1019cm−3以下の濃度であ
ることが好ましい。例えばSIMS(二次イオン質量分
析)法における不純物として酸素が8×1018cm
−3、炭素3×1016cm−3を得た。また水素は4
×1020cm−3であり、珪素4×1022cm−3
として比較すると1原子%であった。
[0022] In the configuration of the present invention, the film formed by these methods, oxygen is 7 × 10 19 cm -3
The concentration is preferably at most 1 × 10 19 cm −3 or less. For example, oxygen is 8 × 10 18 cm as an impurity in SIMS (secondary ion mass spectrometry).
−3 , carbon 3 × 10 16 cm −3 . In addition, hydrogen is 4
× 10 20 cm −3 and silicon 4 × 10 22 cm −3.
Was 1 atomic%.

【0023】本実施例においては、図1に示すマグネト
ロン型RFスパッタ装置に示されている排気系(34)
に備えられているクライオポンプを用いることによって
特定の不純物例えば酸素、炭素、窒素を選択的に排気す
ることは、スパッ夕成膜される半導体膜の膜質を高める
ために大きな効果がある。例えば一導電型を付与する不
純物が添加されたP型またはN型の半導体膜の膜中にア
クセプターまたはドナーとして寄与する不純物以外に酸
素、炭素、窒素の不純物が存在すると、その半導体膜を
用いてデバイスを作製した時のデバイスの性能に悪い影
響を与える。例えば太陽電池を構成する半導体層に酸素
元素が混入すると変換効率や耐久性の劣化を招くことが
ある。よってこれら酸素、炭素、窒素等の不純物を効率
よく排気することによって、半導体膜にたいする悪影響
を防止することができる。
In this embodiment, the exhaust system (34) shown in the magnetron type RF sputtering apparatus shown in FIG.
The selective exhaustion of specific impurities such as oxygen, carbon, and nitrogen by using a cryopump provided in the semiconductor device has a great effect for improving the quality of a semiconductor film to be formed by sputtering. For example, if there is an oxygen, carbon, or nitrogen impurity other than an impurity that contributes as an acceptor or a donor in a P-type or N-type semiconductor film to which an impurity imparting one conductivity type is added, the semiconductor film is used. This adversely affects the performance of the device when the device is manufactured. For example, when an oxygen element is mixed in a semiconductor layer included in a solar cell, conversion efficiency and durability may be deteriorated. Therefore, by evacuating these impurities such as oxygen, carbon, and nitrogen efficiently, an adverse effect on the semiconductor film can be prevented.

【0024】本実施例において用いた図1に示されるス
パッタ装置に備えられている吸着ポンプであるクライオ
ポンプを用いることによって酸素、炭素、窒素等の不純
物からなる分子を効率よく排気することができる。例え
ば本実施例において、ターボ分子ポンプが備えられてい
る排気系(25)のみを用いて成膜を行った場合、形成
された膜中に含まれる酸素濃度はSIMS(二次イオン
質量分析)法によると、3×1019cm−3程度であ
ったが、同じ成膜圧力でもクライオポンプが備えられた
排気系(34)を併用することによって形成された膜中
に含まれる酸素濃度は6×1018cm−3とすること
ができた。また形成された被膜中の炭素濃度は3×10
16cm−3を得ることができ、水素は4×1020
−3であり、珪素4×1022cm−3として比較す
ると1原子%であった。
By using a cryopump, which is an adsorption pump provided in the sputtering apparatus shown in FIG. 1 used in this embodiment, molecules consisting of impurities such as oxygen, carbon and nitrogen can be efficiently exhausted. . For example, in this embodiment, when film formation is performed using only the exhaust system (25) provided with a turbo molecular pump, the oxygen concentration contained in the formed film is determined by SIMS (secondary ion mass spectrometry). According to the above, it was about 3 × 10 19 cm −3 , but the concentration of oxygen contained in the film formed by using the exhaust system (34) equipped with a cryopump together at the same film forming pressure was 6 × 10 19 cm −3. It was able to be set to 10 18 cm −3 . The carbon concentration in the formed film was 3 × 10
16 cm −3 can be obtained, and hydrogen is 4 × 10 20 c
m −3 , which was 1 atomic% when compared with silicon 4 × 10 22 cm −3 .

【0025】本発明の構成においては、2.5Pa程度
の比較的高い成膜圧力がよいことがデータとして得られ
ているので、超高真空状態での成膜を行うのは不適格で
ある。よって、前述したように酸素、炭素、窒素を吸着
分子として排気することのできるクライオポンプの使用
は顕著な効果を有する。さらに本発明においてはアルゴ
ンのごとき不活性気体と水素の混合雰囲気中において、
スパッタリングによって成膜をするので、最も問題とな
る不純物である酸素が水素と結合して分子となって反応
空間内に存在する。よって前述のごとくクライオポンプ
を用いると効率よくこの酸素と水素から成る分子を排気
することができる。さらに本発明の構成のようにP型ま
たはN型の導電型に寄与する不純物(例えばリン、アン
チモン)を含有しなければならない半導体膜を形成する
場合、反応ガスを用いたCVD法等の気相成長法におい
ては、気相中に導電型に寄与する不純物を添加せねばな
らないので、必然的に不要な不純物が混入してしまう問
題がある。このような問題を解決する方法としては極め
て純度の高い反応ガスを用いて特殊な反応炉を用いる方
法があるが、コストの問題と生産性の悪さが問題とな
る。
In the structure of the present invention, it has been obtained as data that a relatively high film forming pressure of about 2.5 Pa is good, so that it is inappropriate to form a film in an ultra-high vacuum state. Therefore, as described above, the use of a cryopump capable of exhausting oxygen, carbon, and nitrogen as adsorbed molecules has a remarkable effect. Furthermore, in the present invention, in a mixed atmosphere of an inert gas such as argon and hydrogen,
Since the film is formed by sputtering, oxygen, which is the most problematic impurity, combines with hydrogen to form a molecule and exists in the reaction space. Therefore, as described above, the use of the cryopump makes it possible to efficiently exhaust the molecules composed of oxygen and hydrogen. Further, in the case of forming a semiconductor film which must contain an impurity (for example, phosphorus or antimony) contributing to a P-type or N-type conductivity as in the structure of the present invention, a gas phase such as a CVD method using a reaction gas is used. In the growth method, since impurities that contribute to the conductivity type must be added to the gas phase, there is a problem that unnecessary impurities are necessarily mixed in. As a method of solving such a problem, there is a method of using a special reaction furnace using an extremely high-purity reaction gas. However, there is a problem of cost and poor productivity.

【0026】以上のことより本実施例のように、ターボ
分子ポンプ、クライオポンプを併用し、反応ガスを用い
ない水素を含有した不活性雰囲気中におけるスパッタリ
ングによって半導体膜、とくに一導電型を付与するII
I価、V価の元素を含んだ半導体膜を作製する方法は、
成膜される半導体膜中の不要な不純物である酸素、炭
素、窒素を効率よくに排気でき、しかも究めて低コスト
で生産性に優れた方法であるといえる。
As described above, as in the present embodiment, a semiconductor film, particularly one conductivity type is imparted by sputtering in an inert atmosphere containing hydrogen without using a reaction gas by using a turbo molecular pump and a cryopump together. II
A method for manufacturing a semiconductor film containing an element having a valence of I or V is as follows.
It can be said that this method is capable of efficiently exhausting oxygen, carbon, and nitrogen, which are unnecessary impurities in a semiconductor film to be formed, efficiently, and is extremely low in cost and excellent in productivity.

【0027】本発明の構成において、成膜後のN型の半
導体膜に700℃以下の温度で熱アニールを行ってもよ
い。しかし成膜温度が200℃以上になると結晶性が悪
くなるので、スパッタリング時における成膜温度は20
0℃以下好ましくは100℃以下がよい。このことは図
4をみれば明らかである。図4は本実施例において、水
素分圧が50%の条件において、成膜後600℃で72
時間の熱アニールを行った膜のXRD強度と成膜温度の
関係を示したものである。この図を見ると200℃付近
の温度で成膜した膜の結晶性はほとんどないことがわか
る。
In the structure of the present invention, the N-type semiconductor film after film formation may be subjected to thermal annealing at a temperature of 700 ° C. or less. However, since the crystallinity deteriorates when the film forming temperature is 200 ° C. or higher, the film forming temperature during sputtering is 20 ° C.
0 ° C. or less, preferably 100 ° C. or less. This is clear from FIG. FIG. 4 shows that, in this embodiment, under the condition that the hydrogen partial pressure is 50%, the film is formed at a temperature of 600 ° C.
FIG. 6 shows the relationship between the XRD intensity and the film forming temperature of a film that has been subjected to thermal annealing for a long time. This figure shows that the film formed at a temperature around 200 ° C. has almost no crystallinity.

【0028】図4において示される傾向は以下のモデル
によって説明することができる。本実施例におけるスパ
ッタリングによって得られる珪素膜は、スパッタ時にお
いて水素が多量に存在している雰囲気において、スパッ
タリングされるので、ターゲットを構成する元素は、原
子が数十から数十万のクラスタとなってターゲットから
飛ひ出しクラスタが水素プラズマ中を飛翔する間にクラ
スタの不対結合手が水素によって中和され、このクラス
タは基板に到達する。この際、ターゲット中において、
P型またはN型の導電型を付与する不純物は、アクセプ
タまたはドナーとして作用しているので、前記基板に向
かって飛翔中のクラスタ中においてもアクセプタまたは
ドナーとなっている。そのためこのクラスタが基板に到
達し珪素膜を形成した場合、前記P型またはN型の導電
型を付与する不純物は、アクセプタまたはドナーとして
スパッタリングによって成膜された膜中において作用す
るという特徴を有する。不対結合手が水素によって中和
されたクラスタがターゲットから基板に到達する際にお
いて、成膜時の温度が高いと珪素クラスタの不対結合手
を中和している水素が離れてしまい基板上において、ク
ラスタ同士が結合することができず秩序を構成すること
ができない。従って200度以上の雰囲気中いおいて成
膜された珪素膜を熱アニールした場合、より秩序性の高
い状態になろうとすることができず結果としてXRD強
度がでないのである。これに対して、成膜時の温度が低
い場合には前記スパッタリングされた粒子である珪素の
クラスタが基板上において、水素を介して結合する。そ
の結果比較的高い秩序状態が実現される。この膜を45
0度から700度の温度で熱アニールすることによって
水素を介して結合している珪素クラスタが珪素原子同士
の結合になり、より高い秩序秩序状態に移行し、存在す
る珪素により互いの結合がなされるため、珪素同志は互
いにひっぱりあう。結晶としてもレーザラマン分光によ
り測定すると、単結晶の珪素のピーク521cm−1
り低周波側にシフトしたピークが観察される。この52
1cm−1より低周波側にシフトしたピークは、弱い格
子歪みを有した結晶性の状態を示している。またその見
掛け上の粒径は半値巾から計算すると、50〜500Å
とマイクロクリスタルのようになっているが、実際はこ
の結晶性の高い領域は多数あってクラスタ構造を有し、
その各クラスタ間は互いに珪素同志で結合(アンカリン
グ)がされたセミアモルファス構造の被膜を形成させる
ことがでる。したがって成膜温度の低い状態(150℃
以下の雰囲気)のスパッタリングによって得られた珪素
膜はその秩序性が熱アニールによってさらに助長れるの
に対して、基板温度の高い状態で成膜された膜は前述の
通り初めから秩序性を有せず熱アニールしても各クラス
タ間が互いに珪素同志で結合(アンカリング)がされた
セミアモルファス構造の被膜を形成させることができ
ず、XRDのピークもほとんどでないのである。
The tendency shown in FIG. 4 can be explained by the following model. Since the silicon film obtained by sputtering in this embodiment is sputtered in an atmosphere in which a large amount of hydrogen is present at the time of sputtering, the elements constituting the target are clusters of tens to hundreds of thousands of atoms. While the clusters fly out of the target and fly in the hydrogen plasma, the dangling bonds of the clusters are neutralized by hydrogen, and the clusters reach the substrate. At this time, in the target,
Since the impurity imparting the P-type or N-type conductivity functions as an acceptor or a donor, the impurity also serves as an acceptor or a donor in the cluster flying toward the substrate. Therefore, when the cluster reaches the substrate and forms a silicon film, the impurity imparting the P-type or N-type conductivity has a characteristic that it acts in a film formed by sputtering as an acceptor or a donor. When the temperature at the time of film formation is high when the cluster whose dangling bonds are neutralized by hydrogen reaches the substrate from the target, the hydrogen neutralizing the dangling bonds of the silicon clusters separates away from the substrate. In, the clusters cannot be connected to each other and cannot form an order. Therefore, when a silicon film formed in an atmosphere of 200 ° C. or more is thermally annealed, the silicon film cannot be brought into a more ordered state, and as a result, the XRD intensity is not high. On the other hand, when the temperature at the time of film formation is low, the clusters of silicon, which are the sputtered particles, are bonded via hydrogen on the substrate. As a result, a relatively high order state is achieved. 45
By performing thermal annealing at a temperature of 0 to 700 degrees, the silicon clusters bonded via hydrogen become bonds between silicon atoms, shift to a higher order state, and bond with each other by existing silicon. Therefore, silicon comrades pull each other. When the crystal is measured by laser Raman spectroscopy, a peak shifted from the single crystal silicon peak 521 cm -1 to a lower frequency side is observed. This 52
A peak shifted to a lower frequency side than 1 cm -1 indicates a crystalline state having a weak lattice distortion. Further, the apparent particle size is calculated from 50 to 500 ° from the half width.
Although it is like a microcrystal, there are actually many high crystallinity regions with a cluster structure,
Between the clusters, a film having a semi-amorphous structure bonded (anchored) by silicon can be formed. Therefore, when the film formation temperature is low (150 ° C.
In a silicon film obtained by sputtering in the following atmosphere), the order is further promoted by thermal annealing, whereas a film formed at a high substrate temperature has an order from the beginning as described above. However, even if thermal annealing is performed, a film having a semi-amorphous structure in which the clusters are bonded to each other by silicon (anchoring) cannot be formed, and the peak of XRD is scarce.

【0029】本発明のおいては、ターゲットとして単結
晶、多結晶の半導体ターゲットを用い、そのターゲット
中にP型またはN型の導電型を付与する不純物であるI
II価またはV価の不純物を100%イオン化した状
態、すなわち完全にIII価またはV価の不純物をアク
セプタまたはドナーとして置換せしめ、このターゲット
を水素を含む雰囲気中においてスパッタリングすること
によって前記不純物がその内部でアクセプタまたはドナ
ーとして置換されているクラスタが基板に向かって飛翔
し水素プラズマによって不対結合主を中和しつつ基板に
到達するので、スパッタリングによって成膜される半導
体膜中における前記III価またはIV価の不純物が高
いイオン化率を有し、これら不純物がアクセプタまたは
ドナーとして置換せしめ、イオン化率を高めることがで
きた。
In the present invention, a single-crystal or polycrystalline semiconductor target is used as a target, and the target is an impurity which imparts a P-type or N-type conductivity to the target.
100% ionized II- or V-valent impurities, that is, the III- or V-valent impurities are completely replaced as acceptors or donors, and the target is sputtered in an atmosphere containing hydrogen to remove the impurities therein. The clusters substituted as acceptors or donors in the semiconductor film fly toward the substrate and reach the substrate while neutralizing the dangling bonds by hydrogen plasma. The valence impurities have a high ionization rate, and these impurities are substituted as acceptors or donors, thereby increasing the ionization rate.

【0030】本発明の構成は、珪素半導体に限らず他の
半導体に適用できることはいうまでもない。例えば、一
導電型を付与する不純物が添加されたシリコン(珪素)
とゲルマニウムのターゲットを同時に用いることによっ
て、一導電型を有するSiGe1−xの半導体膜を得
ることができる。この場合、それぞれのターゲットの面
積を変えることで、半導体膜の組成比を変えることがで
きる。この思想によれば、さらに複数のターゲットを同
時に用いることでさらに複雑な組成比を有する半導体膜
を得るこができる。
It goes without saying that the structure of the present invention can be applied not only to silicon semiconductors but also to other semiconductors. For example, silicon (silicon) to which an impurity imparting one conductivity type is added
And by using a germanium target simultaneously, it is possible to obtain a semiconductor film of the Si x Ge 1-x having one conductivity type. In this case, the composition ratio of the semiconductor film can be changed by changing the area of each target. According to this concept, a semiconductor film having a more complicated composition ratio can be obtained by using a plurality of targets at the same time.

【0031】またスパッタリング時において、その雰囲
気中にハロゲン元素を添加し、水素と同様にスパッタ原
子のクラスタの不対結合手を中和するためにNF等を
0.1〜10%程度添加してもよい。
At the time of sputtering, a halogen element is added to the atmosphere, and NF 3 or the like is added in an amount of about 0.1 to 10% in order to neutralize dangling bonds of sputtered atom clusters similarly to hydrogen. You may.

【0032】[0032]

【実施例2】本実施例は、図1に示すマグネトロン型R
Fスパッタ装置を用いてボロン(B)が添加されたP型
のSiGe1−xの半導体膜を得たものである。本実
施例においては、マグネトロン型RFスパッタ装置を用
いて圧力2.5pa、RFパワー200W、基板温度1
00℃で、水素分圧比80%の水素とアルゴンの混合雰
囲気下においてスパッタリングを行い、その後600
℃、7272時間の熱アニールを行ったN型のSi
1−x半導体膜である。なおシリコン、ゲルマニウム
の単結晶ターゲットはリンが1×1017cm−3以上
含まれた溶融基板を同面積づつ複数分散して配置し、さ
らに基板側を遊星回転によって回転させることによって
基板上に形成されるN型のSiGe1−x半導体膜の
均一性を高めた。
Embodiment 2 In this embodiment, the magnetron type R shown in FIG.
In which to obtain a semiconductor film of boron (B) P-type which is doped with Si x Ge 1-x with F sputtering apparatus. In the present embodiment, a magnetron type RF sputtering apparatus is used, and a pressure of 2.5 pa, an RF power of 200 W, and a substrate temperature of 1
Sputtering is performed at 00 ° C. in a mixed atmosphere of hydrogen and argon having a hydrogen partial pressure ratio of 80%, and then 600
N-type Si x G subjected to thermal annealing at 7 ° C. for 7272 hours
e 1-x semiconductor film. A single crystal target of silicon and germanium is formed on a substrate by dispersing and dispersing a plurality of molten substrates each containing phosphorus of 1 × 10 17 cm −3 or more in the same area, and further rotating the substrate side by planetary rotation. The uniformity of the N-type Si x Ge 1-x semiconductor film to be formed is improved.

【0033】本実施例においてもシリコンおよひゲルマ
ニウムの単結晶ターゲット中のリンがドナーとして置換
されているので、本発明の特徴であるターゲットの導電
率の1/100〜1/3の導電率を有するP型の半導体
を作製することができる。
Also in this embodiment, since the phosphorus in the silicon and germanium single crystal target is replaced as a donor, the conductivity of the target of the present invention is 1/100 to 1/3 of the target conductivity. Can be manufactured.

【0034】反応圧力を2.5paと高くしたのは、本
発明者の行った図5に示す実験結果に基づくものであ
る。図5は成膜後に600℃、72時間の熱アニールを
行ったN型の珪素半導体膜の成膜時の圧力とXRD強度
(ITENSITY)との関係を示したものである。図
5のデータが得られた成膜条件は、単結晶または多結晶
のシリコンターゲット中にリンをターゲットの抵抗率が
2〜3KΩcmになるように添加したものを用い、成膜
温度は150℃、RFパワーは400W、雰囲気は水素
分圧比(P/P)が30%の水素とアルゴンの混合
雰囲気中である。そして成膜後不活性雰囲気中において
600℃、72時間の熱アニールを行ったものである。
図5より反応圧力は2.5pa程度がよいことがわか
る。
The reason why the reaction pressure was increased to 2.5 pa is based on the results of an experiment shown in FIG. 5 performed by the present inventors. FIG. 5 shows the relationship between the pressure at the time of forming an N-type silicon semiconductor film subjected to thermal annealing at 600 ° C. for 72 hours after the film formation and the XRD intensity (ITENSITY). The film formation conditions under which the data in FIG. 5 were obtained were obtained by adding phosphorus to a single-crystal or polycrystalline silicon target so that the resistivity of the target became 2 to 3 KΩcm. The RF power is 400 W, and the atmosphere is a mixed atmosphere of hydrogen and argon having a hydrogen partial pressure ratio (P T / P T ) of 30%. After the film formation, thermal annealing was performed at 600 ° C. for 72 hours in an inert atmosphere.
FIG. 5 shows that the reaction pressure is preferably about 2.5 pa.

【0035】RFパワーを200Wとしたのは、図6に
示す実験結果に基づくものである。図6に示されるデー
タは、前記図5において示される作製条件と同様な条件
において、成膜圧力を0.5paとした場合における成
膜時の投入パワーとXRDの強度(ITENSITY)
との関係をしめしたものである。図5よりスパッタリン
グ時の投入パワーは200W程度の比較的低い値がよい
ことがわかる。
The reason why the RF power was set to 200 W is based on the experimental results shown in FIG. The data shown in FIG. 6 shows the input power and XRD intensity (ITENSITY) during film formation when the film forming pressure is 0.5 pa under the same conditions as the manufacturing conditions shown in FIG.
This is the relationship between FIG. 5 shows that the input power at the time of sputtering preferably has a relatively low value of about 200 W.

【0036】本実施例において、基板温度を100℃と
したのは、図4に示す実験結果に基づくものである。図
4に示されるデータは図5に示される場合と同様な作製
条件において、基板温度と得られた膜のXRD強度の関
係を示したものである。この図4を見ると、成膜温度
(この場合は基板温度)は100℃以上では、熱アニー
ル後の膜の結晶性が低くなるのに対して、100℃以下
で成膜した場合は、熱アニール後の膜の結晶性が高いこ
とがわかる。これは前述したように、低温で成膜すると
スパッタされた珪素のクラスタが雰囲気中の水素によっ
て結合し、さらに熱アニールによって珪素クラスタ同士
の結合を形成するため、熱アニールを行ってもその結晶
性が保存、助長されるためである。
In this embodiment, the reason why the substrate temperature is set to 100 ° C. is based on the experimental results shown in FIG. The data shown in FIG. 4 shows the relationship between the substrate temperature and the XRD intensity of the obtained film under the same manufacturing conditions as those shown in FIG. Referring to FIG. 4, when the film formation temperature (in this case, the substrate temperature) is 100 ° C. or higher, the crystallinity of the film after the thermal annealing becomes low. It can be seen that the film after annealing has high crystallinity. This is because, as described above, when a film is formed at a low temperature, the sputtered silicon clusters are bonded by hydrogen in the atmosphere, and the silicon clusters are bonded by thermal annealing. Is to be preserved and promoted.

【0037】本実施例においてもターゲットの導電率を
高くすることで、スパッタ膜の導電率を高くすることが
できる。これは、前述したようにターゲット中において
アクセプターまたはドナーとなった不純物は、水素を含
む雰囲気中におけるスパッタリングにおいて成膜された
膜中で、高いイオン化率で存在し、アクセプターまたは
ドナーとして置換されるため、ターゲットの導電率の1
/100〜1/3という高い導電率を有するPまたはN
型の半導体膜を得ることができるからである。
Also in this embodiment, by increasing the conductivity of the target, the conductivity of the sputtered film can be increased. This is because, as described above, the impurities that have become acceptors or donors in the target are present at a high ionization rate in the film formed by sputtering in an atmosphere containing hydrogen and are substituted as the acceptors or donors. , Target conductivity 1
P or N having high conductivity of / 100 to 1/3
This is because a semiconductor film of a mold type can be obtained.

【0038】[0038]

【実施例3】本実施例は、実施例2と同様な条件によっ
て、Si−X(0≦X≦1)のリンが混入したN型
半導体膜を得たものである。本実施例においては、珪素
と炭素のターゲットを細かく分散して配置し、かつその
量を変えることで化学量論比をかえることができる。こ
の場合、作製される膜の均一度を増すためにターゲット
または基板を回転させた。
EXAMPLE 3 This example, the same conditions as in Example 2, in which was obtained the N-type semiconductor film to which phosphorus is mixed in the Si X C -X (0 ≦ X ≦ 1). In this embodiment, the stoichiometric ratio can be changed by arranging silicon and carbon targets in a finely dispersed manner and changing the amounts thereof. In this case, the target or the substrate was rotated in order to increase the uniformity of the formed film.

【0039】なお本明細書中における実施例において
は、一導電型を半導体に対し付与する元素であるリン、
ボロン等が添加されたターゲットを用いたが、これら不
純物が添加されていないSi、Ge、Six Ge1-X (0<X<
1) 、Six C1-X、(0≦X1)等のターゲットを用
いて、Si、Ge、Six Ge1-X(01) 、Six C1-X
(0≦X1)等の半導体膜を作製してもよいことはい
うまでもない。
In the examples in this specification, phosphorus, which is an element for imparting one conductivity type to a semiconductor,
A target to which boron or the like was added was used, but Si, Ge, or Si x Ge 1-X (0 <X <
1) , Si x C 1-X , (0 ≦ X < 1), etc., using Si, Ge, Si x Ge 1-X (0 < X < 1) , Si x C 1-X ,
It goes without saying that a semiconductor film such as (0 ≦ X < 1) may be formed.

【0040】[0040]

【発明の効果】本発明の構成である、一導電型を有する
不純物を添加した半導体ターゲットを用い、水素を含む
不活性雰囲気中の水素の分圧が30%以上の雰囲気中に
おいて、スパッタリングを行うことによって導電率の高
い一導電型を有する半導休膜を得ることができた。
According to the present invention, sputtering is performed using a semiconductor target to which an impurity having one conductivity type is added, in an atmosphere containing 30% or more of hydrogen in an inert atmosphere containing hydrogen. As a result, a semiconductive film having a high conductivity and one conductivity type was obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の方法を実現するために用いたスパッタ
装置を示す。
FIG. 1 shows a sputtering apparatus used for realizing the method of the present invention.

【図2】本発明の方法によって得られたN型珪素半導体
膜の導電率と成膜時の水素分圧の関係を示す。
FIG. 2 shows the relationship between the conductivity of an N-type silicon semiconductor film obtained by the method of the present invention and the hydrogen partial pressure during film formation.

【図3】本発明の方法によって得られたN型珪素半導体
膜のラマンスペクトルを示す。
FIG. 3 shows a Raman spectrum of an N-type silicon semiconductor film obtained by the method of the present invention.

【図4】本発明の方法によって得られたN型珪素半導体
膜の成膜温度とXRD強度の関係を示す。
FIG. 4 shows the relationship between the film formation temperature and the XRD intensity of an N-type silicon semiconductor film obtained by the method of the present invention.

【図5】本発明の方法によって得られたN型珪素半導体
膜の成膜圧力とXRD強度の関係を示す。
FIG. 5 shows a relationship between a film forming pressure and an XRD intensity of an N-type silicon semiconductor film obtained by a method of the present invention.

【図6】本発明の方法によって得られたN型珪素半導体
膜の成膜時における投入RFパワーとXRD強度の関係
を示す。
FIG. 6 shows a relationship between input RF power and XRD intensity at the time of forming an N-type silicon semiconductor film obtained by the method of the present invention.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−91627(JP,A) 特開 平2−194620(JP,A) 特開 昭58−180072(JP,A) 特開 昭57−11814(JP,A) 特開 昭57−109324(JP,A) 特開 平1−276616(JP,A) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-60-91627 (JP, A) JP-A-2-194620 (JP, A) JP-A-58-180072 (JP, A) JP-A-57-1982 11814 (JP, A) JP-A-57-109324 (JP, A) JP-A-1-276616 (JP, A)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 水素を含む雰囲気中において、一導電型
を付与する元素が添加された半導体ターゲットを用いて
スパッタリングを行い、一導電型を有する半導体膜を基
板上に作製し、 前記スパッタリングによって得た半導体膜を450℃以
上700℃以下の温度でアニールして前記半導体膜の結
晶性を助長する半導体膜作製方法であって、前記スパッタリングを行う際に前記基板の温度を200
℃以下とし、 前記水素の分圧を、 前記水素を含む雰囲気全圧に対し
て30%以上とし、 前記一導電型を付与する元素が添加された半導体ターゲ
ットとして、III 価またはV価の不純物が添加された単
結晶または多結晶のSi、Ge、Si x Ge 1-X (0<X<1)
またはSi x C 1-X (0≦X<1)を用いる ことを特徴とす
る半導体膜作製方法。
In an atmosphere containing hydrogen, sputtering is performed using a semiconductor target to which an element imparting one conductivity type is added; a semiconductor film having one conductivity type is formed over a substrate; and a semiconductor film manufacturing method the semiconductor film is annealed at a temperature of 700 ° C. 450 ° C. or more for promoting crystallization of said semiconductor film, 200 a temperature of the substrate when performing the sputtering
℃ and less, the partial pressure of the hydrogen was 30% or more with respect to the total pressure of the atmosphere containing hydrogen, semiconductor targeting the element imparting the one conductivity type is added
As a unit, a unit to which a trivalent or V-valent impurity is added is used.
Crystalline or polycrystalline Si, Ge, Si x Ge 1-X (0 <X <1)
Alternatively, a method for manufacturing a semiconductor film, comprising using Si x C 1-X (0 ≦ X <1) .
【請求項2】 水素を含む雰囲気中において、一導電型
を付与する元素が添加された半導体ターゲットを用いて
スパッタリングを行い、一導電型を有し、酸素濃度が7
×1019cm-3以下の半導体膜を基板上に作製し、 前記スパッタリングによって得た半導体膜を450℃以
上700℃以下の温度でアニールして前記半導体膜の結
晶性を助長する半導体膜作製方法であって、前記スパッタリングを行う際に前記基板の温度を200
℃以下とし、 前記水素の分圧を、 前記水素を含む雰囲気全圧に対し
て30%以上とし、 前記一導電型を付与する元素が添加された半導体ターゲ
ットとして、III 価またはV価の不純物が添加された単
結晶または多結晶のSi、Ge、Si x Ge 1-X (0<X<1)
またはSi x C 1-X (0≦X<1)を用いる ことを特徴とす
る半導体膜作製方法。
2. In an atmosphere containing hydrogen, sputtering is performed using a semiconductor target to which an element imparting one conductivity type is added, so that the semiconductor target has one conductivity type and has an oxygen concentration of 7%.
A semiconductor film having a size of × 10 19 cm −3 or less is formed on a substrate, and the semiconductor film obtained by sputtering is annealed at a temperature of 450 ° C. to 700 ° C. to promote crystallinity of the semiconductor film. When performing the sputtering, the temperature of the substrate is set to 200
℃ and less, the partial pressure of the hydrogen was 30% or more with respect to the total pressure of the atmosphere containing hydrogen, semiconductor targeting the element imparting the one conductivity type is added
As a unit, a unit to which a trivalent or V-valent impurity is added is used.
Crystalline or polycrystalline Si, Ge, Si x Ge 1-X (0 <X <1)
Alternatively, a method for manufacturing a semiconductor film, comprising using Si x C 1-X (0 ≦ X <1) .
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