JPH02202017A - Manufacture of silicon single crystal thin film - Google Patents

Manufacture of silicon single crystal thin film

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JPH02202017A
JPH02202017A JP2162989A JP2162989A JPH02202017A JP H02202017 A JPH02202017 A JP H02202017A JP 2162989 A JP2162989 A JP 2162989A JP 2162989 A JP2162989 A JP 2162989A JP H02202017 A JPH02202017 A JP H02202017A
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JP
Japan
Prior art keywords
gas
thin film
single crystal
silicon single
silicon
Prior art date
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Pending
Application number
JP2162989A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tatsuro Nagahara
達郎 長原
Hisashi Kakigi
柿木 寿
Keitaro Fukui
福井 慶太郎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tonen General Sekiyu KK
Original Assignee
Tonen Corp
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Publication date
Application filed by Tonen Corp filed Critical Tonen Corp
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Publication of JPH02202017A publication Critical patent/JPH02202017A/en
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Abstract

PURPOSE:To make it possible to form a high quality silicon single crystal thin film having a large mobility using a plasma CVD method by a method wherein a silicon single crystal is grown on a substrate using silane as film-forming gas and also using reaction gas containing fluoric gas but not containing hydrogen gas as etching gas. CONSTITUTION:Silane is used as film-forming gas, and reaction gas containing fluoric gas and not containing hydrogen gas is used as etching gas. Accordingly, hydrogen is only brought into plasma by the resolution of difluorosilane and the like which will be conjointly used as silane and etching gas, and the covering of crystal surface with hydrogen can be prevented. Moreover, fluoric gas having the reaction activity higher than that obtained by the method heretofore in use. As a result, the surface of epitaxial growth is always exposed in a clean state, the formation of distorted silicon film, with which amorphous silicon and crystal grain boundary will be formed, can be prevented, epitaxial growth is conducted in an extremely uniform manner, and a high quality silicon single crystal thin film can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、シリコン単結晶薄膜の製造方法に関し、特に
、大きな電子移動度を有するシリコン単結晶薄膜の製造
方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Application Field) The present invention relates to a method for manufacturing a silicon single crystal thin film, and particularly to a method for manufacturing a silicon single crystal thin film having high electron mobility.

(従来の技術) 従来、バイポーラトランジスタ、バイポーラIC,MO
S、LS Iメモリー等の半導体の製造においては、熱
CVD法によるエピタキシャル成長が一般に実施されて
いる0例えばシリコンのエピタキシャル成長の場合、基
板としてシリコン単結晶基板を使用し、l、000−1
.150°Cという高温において水素ガスで希釈された
シランを熱分解する。
(Prior art) Conventionally, bipolar transistor, bipolar IC, MO
In the production of semiconductors such as S, LS I memories, epitaxial growth by thermal CVD is generally carried out. For example, in the case of silicon epitaxial growth, a silicon single crystal substrate is used as the substrate, and l, 000-1
.. Silane diluted with hydrogen gas is thermally decomposed at a high temperature of 150°C.

しかしながら、最近、バイポーラICの製造において微
細化への要求が高まっており、不純物(ドーパント)濃
度の高い基板の上に、0.5〜1、 5μmと薄く且つ
不純物濃度の低いエピタキシャル層を形成する必要が生
じている。それにもかかわらず、従来の熱CVD法によ
ってドーパントを含む基板上に高温でシリコン薄膜を形
成せしめた場合には、基板に含有されている不純物がシ
リコン薄膜中に拡散してエピタキシャル層と基板の界面
に厚さ1.5〜2.5pmもの遷移領域が生じるため、
とても前記ICの微細化に適応することができない(「
日経マイクロデバイスJ1985年、10月号、第80
員)、そこで近年、低温でシリコン単結晶薄膜を形成さ
せる技術の開発が望まれていた。
However, recently, there has been an increasing demand for miniaturization in the production of bipolar ICs, and it is now necessary to form an epitaxial layer as thin as 0.5 to 1.5 μm and with a low impurity concentration on a substrate with a high impurity (dopant) concentration. A need has arisen. Nevertheless, when a silicon thin film is formed at high temperature on a dopant-containing substrate by the conventional thermal CVD method, impurities contained in the substrate diffuse into the silicon thin film and cause problems at the interface between the epitaxial layer and the substrate. Because a transition region with a thickness of 1.5 to 2.5 pm occurs in the
It is very difficult to adapt to the miniaturization of ICs ("
Nikkei Microdevice J 1985, October issue, No. 80
Therefore, in recent years, there has been a desire to develop a technology to form silicon single-crystal thin films at low temperatures.

係る要望に沿って研究が進められた結果、最近、容量結
合型RFプラズマCVD装置を用いて水素で希釈された
5iHaとSiH,F、の混合系のグロー放電分解を行
うことにより、約250°C程度の低温で(100)シ
リコン単結晶基板上に表面状態の良好なシリコン単結晶
を成長させることができることが見出された(ジャパニ
ーズ・ジャーナル・オブ・アプライド・フィジックス、
26巻、L951−L953 (19B?))。
As a result of research conducted in line with such requests, we have recently performed glow discharge decomposition of a mixed system of 5iHa, SiH, and F diluted with hydrogen using a capacitively coupled RF plasma CVD device, and have found that It has been discovered that it is possible to grow silicon single crystals with good surface conditions on (100) silicon single crystal substrates at temperatures as low as 100°C (Japanese Journal of Applied Physics,
Volume 26, L951-L953 (19B?)).

一方、特開昭63−222096号にはシラン、フロロ
シラン、及び(シラン+フロロシラン)の5倍量以上の
水素からなる混合ガスを放電分解してシリコン単結晶薄
膜を製造する方法が記載されており、実施例において、
基板として(100)のシリコン単結晶ウェハーを25
0℃に加熱して使用した場合は、該基板面から単結晶薄
膜がエピタキシャル成長した事が確認された旨記載され
ている。
On the other hand, JP-A No. 63-222096 describes a method for producing a silicon single crystal thin film by discharging and decomposing a mixed gas consisting of silane, fluorosilane, and hydrogen in an amount more than five times the amount of (silane + fluorosilane). , in the example,
25 (100) silicon single crystal wafers as substrates
It is stated that when the substrate was heated to 0° C., it was confirmed that a single crystal thin film was epitaxially grown from the surface of the substrate.

(発明が解決しようとする課題) これらの方法においては、反応ガス中に希釈ガスとして
水素を使用するために結晶シリコン中に水素が結合しな
がらエピタキシャル成長をする。
(Problems to be Solved by the Invention) In these methods, since hydrogen is used as a diluent gas in the reaction gas, epitaxial growth is performed while hydrogen is bonded to crystalline silicon.

即ち、希釈水素は、エピタキシャル成長表面を覆うとい
う役割があり、これにより成膜に寄与する原子、イオン
及び分子等の前駆体に成長表面移動を適度に行わせると
考えられている。従って、エピタキシャル成長膜中に水
素が取り残され易く、これによって結晶の均一性が低下
する結果、得られた結晶シリコン薄膜の電子移動度が小
さな値となるという欠点があった。
That is, diluted hydrogen has the role of covering the epitaxial growth surface, and is thought to allow precursors such as atoms, ions, and molecules that contribute to film formation to move appropriately over the growth surface. Therefore, hydrogen is likely to be left behind in the epitaxially grown film, and as a result, the uniformity of the crystal deteriorates, resulting in a drawback that the electron mobility of the obtained crystalline silicon thin film becomes a small value.

例えば、上記の如く製造したシリコン結晶薄膜中には、
約1原子%の水素が含有されることが知られている(ジ
ャパニーズ・ジャーナル・オプ・アプライド・フィジッ
クス、26巻、第6号、951頁(1987年))。
For example, in the silicon crystal thin film produced as described above,
It is known that about 1 atomic % of hydrogen is contained (Japanese Journal of Applied Physics, Vol. 26, No. 6, p. 951 (1987)).

このように、従来の低温プラズマCVD法によっては、
大きな電子移動度を有する高品位のシリコン単結晶薄膜
は得られていない。
In this way, depending on the conventional low temperature plasma CVD method,
High-quality silicon single-crystal thin films with large electron mobility have not been obtained.

そこで本発明者等は、基板温度を低温にすることができ
るという利点を有するプラズマCVD法によって、大き
な電子移動度を有する高品位のシリコン単結晶薄膜を得
べく種々検討する中で、成膜に寄与する前記前駆体の成
長表面移動を適度なものとするために必須であると従来
考えられていた反応ガスとしての水素を全く使用しない
方法を検討し、シランガスと弗素ガスのバランスをとる
ことにより極めて容易に目的とする高品位のシリコン単
結晶薄膜を得ることができることを見い出し本発明に到
達した。
Therefore, the present inventors conducted various studies to obtain a high-quality silicon single crystal thin film with large electron mobility using the plasma CVD method, which has the advantage of being able to lower the substrate temperature. By considering a method that does not use hydrogen at all as a reaction gas, which was previously thought to be essential in order to moderate the growth surface movement of the contributing precursor, and by maintaining a balance between silane gas and fluorine gas. The inventors have discovered that it is possible to obtain the desired high-quality silicon single-crystal thin film extremely easily, and have arrived at the present invention.

従って本発明の目的は、プラズマCVD法によって電子
移動度の大きい高品位のシリコン単結晶薄膜を製造する
方法を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a high-quality silicon single crystal thin film with high electron mobility by plasma CVD.

(課題を解決するための手段) 本発明の上記の目的は、プラズマCVDによりシリコン
原子を有する原料を含有した反応ガスをプラズマ化し、
加熱基板上にシリコン単結晶Ill!を形成せしめる方
法において、成膜ガスとしてシランをエツチング性ガス
として弗素ガスを含有し水素ガスを含まない反応ガスを
用いて、前記基板上にシリコン単結晶を成長せしめるこ
とを特徴とするシリコン単結晶薄膜の製造方法によって
達成された。
(Means for Solving the Problems) The above object of the present invention is to convert a reactive gas containing a raw material having silicon atoms into plasma by plasma CVD,
Silicon single crystal on the heated substrate Ill! A silicon single crystal is grown on the substrate using silane as a film forming gas and a reactive gas containing fluorine gas and no hydrogen gas as an etching gas. This was achieved by a thin film manufacturing method.

以下に本発明を更に詳細に説明する。The present invention will be explained in more detail below.

本発明においては、成膜ガスとして5if(、、Si、
H,及び5isHsの群から選択される少なくとも1種
のシランを使用する。
In the present invention, the film forming gas is 5if(,,Si,
At least one silane selected from the group of H, and 5isHs is used.

又、エツチング性ガスとしてはF2を使用するが、F2
のみでな(S I H4−X、1 (XばF又はCIl
原子であり、nは1〜4の整数好ましくは2〜4の整数
である)を併用することもできる。このような併用する
ことのできるエツチングガスとしては特にSiF、が好
ましい。
In addition, F2 is used as the etching gas, but F2
Only (S I H4-X, 1 (XbaF or CIl
n is an integer of 1 to 4, preferably an integer of 2 to 4). As an etching gas that can be used in combination, SiF is particularly preferred.

併用することのできるフロロシラン等のガスは、容量%
でシランに対し100%以下特に5〜80%の添加量と
することが好ましい。
Gases such as fluorosilane that can be used together are determined by volume%.
The amount added is preferably 100% or less, particularly 5 to 80%, based on the silane.

エツチング性ガスはプラズマ条件下においてシリコン表
面をエツチングすることのできる弗素原子を放出する。
The etching gas releases fluorine atoms that can etch the silicon surface under plasma conditions.

即ち、プラズマ中の弗素原子は■常に清浄なシリコン成
長表面を露出させる、■成長シリコン薄膜中の不純物の
除去、■気相中のシラン重合防止等の機能を有すると考
えられる。
That is, the fluorine atoms in the plasma are considered to have the following functions: (1) exposing a constantly clean silicon growth surface, (2) removing impurities from the grown silicon thin film, and (2) preventing silane polymerization in the gas phase.

本発明は単結晶シリコンを得るものであるので、特に結
晶成長とエツチングのバランスをとることが要求される
。このようなバランスは、前記シランとエツチング性ガ
ス特に弗素ガスを適宜混合して使用することにより容易
に調整することができる。
Since the present invention is for obtaining single crystal silicon, it is particularly necessary to strike a balance between crystal growth and etching. Such a balance can be easily adjusted by appropriately mixing the silane and etching gas, particularly fluorine gas.

弗素ガスの使用量はシランの0.1〜50倍、特に0.
 1〜10倍(容積比)更には0.1〜1倍とすること
が好ましい。0.1倍より少ないとエツチング効果が弱
く、50倍を越えるとエツチングが強すぎてシリコン結
晶薄膜を形成することができない。
The amount of fluorine gas used is 0.1 to 50 times that of silane, especially 0.1 to 50 times that of silane.
It is preferably 1 to 10 times (volume ratio), and more preferably 0.1 to 1 times. If it is less than 0.1 times, the etching effect will be weak, and if it exceeds 50 times, the etching will be too strong to form a silicon crystal thin film.

本発明においてはエツチングガスとして活性に冨んだ弗
素ガスを使用するので、反応ガス中に希釈ガスとしてヘ
リウム、ネオン、アルゴンの中から選択される少なくと
も1種の不活性ガスを添加することが好ましい、この場
合添加する不活性ガスの量は弗素ガスの0.1〜50,
000倍好ましくは1〜l、000倍、更に好ましくは
5〜100倍である。50.000倍以上では成膜性ガ
スであるシランの濃度が薄すぎるためシリコン結晶薄膜
の成長が著しく遅くなる一方、0.1倍以下では反応ガ
ス中の弗素濃度が高いので装置の腐蝕が問題となること
がある。
In the present invention, since active fluorine gas is used as the etching gas, it is preferable to add at least one inert gas selected from helium, neon, and argon as a diluent gas to the reaction gas. In this case, the amount of inert gas added is 0.1 to 50% of fluorine gas,
000 times, preferably 1 to 1,000 times, more preferably 5 to 100 times. If it is 50.000 times or more, the concentration of silane, which is a film-forming gas, is too low, so the growth of the silicon crystal thin film will be extremely slow, while if it is 0.1 times or less, the fluorine concentration in the reaction gas will be high, causing corrosion of the equipment. It may become.

プラズマを発生させるチャンバー内の圧力は基板上に到
達する原子等が有するエネルギー量に関係するので、そ
の圧力は0.ITorr〜15Torrとすることが必
要であり、特に0,5T。
The pressure inside the chamber that generates plasma is related to the amount of energy possessed by atoms that reach the substrate, so the pressure is 0. It is necessary to set it as ITorr - 15Torr, especially 0.5T.

rr〜1OTorr更には1〜5Torrとすることが
′好ましい。
It is preferable to set it to rr to 1 O Torr, and more preferably 1 to 5 Torr.

本発明においては、従来法とは異なり、反応ガス中に水
素ガスを使用しない事が最大の特徴である。
The main feature of the present invention, unlike conventional methods, is that hydrogen gas is not used in the reaction gas.

本発明においては、上記の条件を満たした反応ガスを、
電力密度0.1〜5 W/C!i、好ましくは1〜3 
W/cdで放電して反応ガスをプラズマ化し、約100
℃〜700°C好ましくは約り00℃〜600″C1更
に好ましくは約200℃〜500 ’Cの間の一定温度
に維持したシリコン単結晶基板上にシリコン単結晶薄膜
を形成せしめる。放電は、高周波放電、直流放電又はマ
イクロ波放電等の何れであっても良い。
In the present invention, a reaction gas that satisfies the above conditions is
Power density 0.1~5 W/C! i, preferably 1 to 3
The reaction gas is turned into plasma by discharging at W/cd, and about 100
A silicon single-crystal thin film is formed on a silicon single-crystal substrate maintained at a constant temperature between 0.degree. C. and 700.degree. C., preferably between about 00.degree. Any of high frequency discharge, direct current discharge, microwave discharge, etc. may be used.

基板温度が100°Cより低いと結晶構造が乱れ多結晶
構造となるので品質が悪化する。基板温度を700°C
より高くしても最早、性能をより向上させることができ
ない上、低温法としてのプラズマCVDの利点を生かせ
なくなる。
If the substrate temperature is lower than 100° C., the crystal structure is disordered and becomes a polycrystalline structure, resulting in poor quality. Substrate temperature to 700°C
Even if the temperature is made higher, the performance cannot be further improved, and the advantages of plasma CVD as a low-temperature method cannot be utilized.

電力密度は反応ガスの種類及び圧力によって異なるが、
電力密度が0.IW/c4より小さいと反応ガスの圧力
を十分低下させなければならないので成膜速度が遅(,
5W / cdを越えると薄膜の品質を高く維持するこ
とができないので好ましくない。
The power density varies depending on the type and pressure of the reactant gas, but
Power density is 0. If it is smaller than IW/c4, the pressure of the reaction gas must be sufficiently lowered, resulting in a slow film formation rate (,
If it exceeds 5 W/cd, it is not preferable because the quality of the thin film cannot be maintained at a high level.

尚、本発明においては真性の単結晶シリコン薄膜を作製
することができるのみならず、反応ガス中に元素周期律
表第■族又は第V族のドーパントガスを混合することに
より、形成される単結晶シリコン薄膜をp型又はn型と
することができる。
In addition, in the present invention, not only can an intrinsic single-crystal silicon thin film be produced, but also a monocrystalline silicon thin film formed by mixing a dopant gas of Group Ⅰ or Group V of the periodic table of elements into a reaction gas. The crystalline silicon thin film can be p-type or n-type.

この場合の上記ドーパントガスとしては、例えばジボラ
ン、ホスフィン、アルシン等の水素化物が挙げられる。
Examples of the dopant gas in this case include hydrides such as diborane, phosphine, and arsine.

(作用) 本発明のシリコンエピタキシャル成長法においては反応
ガス中に水素を希釈ガスとして使用しないので、水素は
シラン及びエツチング性ガスとして併用されることのあ
るジフロロシラン等の分解によってプラズマ中に持ち込
まれるだけであり、従って従来法の場合と異なりエピタ
キシャル成長時に水素が結晶表面を覆うということがな
い、更に、従来法の場合に比して反応活性の高い弗素ガ
スを使用する。これらの理由から、本発明においては、
エピタキシャル成長表面は常に清浄な状態で露出されて
おり、アモルファスシリコンや結晶粒界を形成する歪ん
だシリコン膜の形成が防止され、従ってエピタキシャル
成長が橿めて均一に行われるものと推定される。
(Function) In the silicon epitaxial growth method of the present invention, hydrogen is not used as a diluent gas in the reaction gas, so hydrogen is only brought into the plasma by the decomposition of silane and difluorosilane, which is sometimes used together as an etching gas. Therefore, unlike in the conventional method, hydrogen does not cover the crystal surface during epitaxial growth.Furthermore, fluorine gas, which has a higher reactivity than in the conventional method, is used. For these reasons, in the present invention,
It is presumed that the epitaxial growth surface is always exposed in a clean state, preventing the formation of amorphous silicon or a distorted silicon film that would form grain boundaries, and thus making the epitaxial growth more uniform.

このようにして得られたシリコン単結晶薄膜は、水素含
有量が50 p pm以下と小さく極めて高品質である
The silicon single crystal thin film thus obtained has a small hydrogen content of 50 ppm or less and is of extremely high quality.

本発明の方法は、従来エピタキシャル成長がおこなわれ
ていたあらゆる分野、例えば、バイポーラトランジスタ
、バイポーラIC,MO3SLS■、メモリー等の半導
体を初め、太陽電池の製造等に応用することができる。
The method of the present invention can be applied to all fields in which epitaxial growth has conventionally been performed, including semiconductors such as bipolar transistors, bipolar ICs, MO3SLS, and memories, as well as the production of solar cells.

(発明の効果) 以上詳述した如く、本発明においては反応ガス中に希釈
ガスとして水素ガスを全(用いるということがないので
、エピタキシャル成長時に結晶シリコン薄膜中に水素が
取り残されることがなく、従って得られるシリコン単結
晶薄膜の電気特性は極めて良好である。又、基板の加熱
温度が約り00℃〜約700°Cと低温であるため基板
に含有される不純物がシリコン単結晶中に拡散すること
がないので、半導体素子の品質を向上させることができ
る。
(Effects of the Invention) As detailed above, in the present invention, hydrogen gas is not completely used as a diluent gas in the reaction gas, so hydrogen is not left behind in the crystalline silicon thin film during epitaxial growth. The electrical properties of the silicon single crystal thin film obtained are extremely good.Also, since the substrate is heated at a low temperature of approximately 00°C to approximately 700°C, impurities contained in the substrate diffuse into the silicon single crystal. Therefore, the quality of the semiconductor device can be improved.

(実施例) 以下、本発明を実施例によって更に詳述するが、本発明
はこれによって限定されるものではない。
(Examples) Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto.

実施例1゜ 予め、lXl0−”TorrO高真空にした反応室内に
、F、:5iHn  :He−1:2:9の混合ガスを
反応ガスとして11005CCで供給し反応ガスの圧力
を1.2Torrに調整した0次いでこの反応ガスを1
3 、 56 M Hzの高周波電源を用いて、電力1
.3W/dで分解し、400°Cに加熱されたシリコン
単結晶基板上に2. 0μmの厚さとなる迄シリコン薄
膜を形成させた。
Example 1゜A mixed gas of F,:5iHn:He-1:2:9 was supplied as a reaction gas at 11005cc into a reaction chamber which had been made to have a high vacuum of lXl0-''TorrO in advance, and the pressure of the reaction gas was adjusted to 1.2 Torr. The adjusted 0 then this reaction gas to 1
3. Using a high frequency power source of 56 MHz, the power 1
.. 2 on a silicon single crystal substrate that was decomposed at 3 W/d and heated to 400°C. A silicon thin film was formed to a thickness of 0 μm.

上記の如(して得られた試料につき、反射高速電子線回
折(RHEED)によってシリコン結晶薄膜の評価を行
った所、ストリークパターンと菊池ラインが観測され、
良好な単結晶であることが判明した。この薄膜の電子移
動度をベトリッツ法を適用したホール効果測定装置によ
り求めたところ1.100cj/ボルト・秒であった。
When the silicon crystal thin film was evaluated by reflection high-speed electron diffraction (RHEED) on the sample obtained as described above, streak patterns and Kikuchi lines were observed.
It turned out to be a good single crystal. The electron mobility of this thin film was determined to be 1.100 cj/volt-second using a Hall effect measurement device applying the Betritz method.

又、水素含有量は10ppm以下であることが元素分析
によって確認された。
Further, it was confirmed by elemental analysis that the hydrogen content was 10 ppm or less.

実施例2〜6 実施例1と同様にして第1表の条件でシリコン単結晶薄
膜を得、同様の測定をした。結果を第1表に示した。
Examples 2 to 6 Silicon single crystal thin films were obtained in the same manner as in Example 1 under the conditions shown in Table 1, and the same measurements were performed. The results are shown in Table 1.

比較例1゜ 反応ガスとして5iHn  :5IHz Ft  :H
t−1j 10 : 100の混合ガスを使用し、この
反応ガスを1115CCMで供給し、反応ガスの圧力を
2.QTorrに維持して、電力密度0.8W/cj、
シリコン単結晶基板温度250°Cの条件でシリコン結
晶薄膜を形成させた。
Comparative Example 1゜5iHn:5IHz Ft:H as reaction gas
A mixed gas of t-1j 10:100 was used, the reaction gas was supplied at 1115CCM, and the pressure of the reaction gas was set to 2. Maintained at QTorr, power density 0.8W/cj,
A silicon crystal thin film was formed at a silicon single crystal substrate temperature of 250°C.

得られた1lJIIの電子移動度は27M/ボルト・秒
であった。又、水素含有量は約1原子%であった。
The electron mobility of the obtained 1lJII was 27 M/volt·sec. Further, the hydrogen content was about 1 atomic %.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1)プラズマCVDによりシリコン原子を有する原料を
含有した反応ガスをプラズマ化し、加熱基板上にシリコ
ン単結晶薄膜を形成せしめる方法であって、成膜性ガス
としてシランをエッチング性ガスとして弗素ガスを含有
し水素ガスを含まない反応ガスを用いて、前記基板上に
シリコン単結晶を成長せしめることを特徴とするシリコ
ン単結晶薄膜の製造方法。
1) A method in which a reactive gas containing a raw material having silicon atoms is turned into plasma by plasma CVD to form a silicon single crystal thin film on a heated substrate, and the method includes silane as a film-forming gas and fluorine gas as an etching gas. A method for producing a silicon single crystal thin film, comprising growing a silicon single crystal on the substrate using a reaction gas that does not contain hydrogen gas.
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