JPH02222178A - ヘテロ接合ダイオードの製造方法 - Google Patents
ヘテロ接合ダイオードの製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、光、放射線等の検出に用いるヘテロ接合ダイ
オードの製造方法に関するものである。
オードの製造方法に関するものである。
従来の技術
従来、半導体を用いた接合素子は可視光、赤外光や放射
線等を電気信号に変換する装置として幅広く用いられて
いるが、それらは主にシリコン単結晶基板に熱拡散法や
イオン注入法によって作製したＩ）ｎ（１）ｉｎ）接合
ダイオードに逆バイアス電圧を印加した時に発生する空
乏層を有感層として使用するものである。しかしながら
これらの製造プロセスでは、９００℃以上の高温処理が
必要でありこれに起因する熱誘起欠陥生じたり、イオン
注入法の場合には注入時に於いて生じた打ち込みによる
基板ダメージがアニール処理によっても取り除ききれな
い場合が多いため、再結合による暗電流が増大し、Ｓ／
Ｎ比が取れにくかった。また製造プロセスが複雑なため
、製造時間が長くかかっていた。
線等を電気信号に変換する装置として幅広く用いられて
いるが、それらは主にシリコン単結晶基板に熱拡散法や
イオン注入法によって作製したＩ）ｎ（１）ｉｎ）接合
ダイオードに逆バイアス電圧を印加した時に発生する空
乏層を有感層として使用するものである。しかしながら
これらの製造プロセスでは、９００℃以上の高温処理が
必要でありこれに起因する熱誘起欠陥生じたり、イオン
注入法の場合には注入時に於いて生じた打ち込みによる
基板ダメージがアニール処理によっても取り除ききれな
い場合が多いため、再結合による暗電流が増大し、Ｓ／
Ｎ比が取れにくかった。また製造プロセスが複雑なため
、製造時間が長くかかっていた。
そこで最近ではシリコン単結晶基板上に高周波または直
流プラズマＣＶＤ法によって非晶質半導体膜、例えば非
晶質ンリコンカーバイト膜を２００℃〜３００°Ｃの比
較的低温で形成し結晶中の欠陥の誘起を低減し、また終
始一定の比較的大きなＲＦパワーで形成し膜堆積の所要
時間を短縮する試みがなされている。
流プラズマＣＶＤ法によって非晶質半導体膜、例えば非
晶質ンリコンカーバイト膜を２００℃〜３００°Ｃの比
較的低温で形成し結晶中の欠陥の誘起を低減し、また終
始一定の比較的大きなＲＦパワーで形成し膜堆積の所要
時間を短縮する試みがなされている。
発明が解決しようとする課題
しかし、」二記の方法によるヘテロ接合ダイオードでは
、逆バイアス電圧印加時の暗電流が、シリコン単結晶基
板表面のプラズマダメージによって生しる界面の欠陥準
位を通しての再結合電流のために大きくなるという課題
があった。また、プラズマダメージを低減す゛るために
ＲＦパワーを小さくして膜堆積を行った場合、膜堆積速
度が低下し膜堆積時間が増加するという課題があった。
、逆バイアス電圧印加時の暗電流が、シリコン単結晶基
板表面のプラズマダメージによって生しる界面の欠陥準
位を通しての再結合電流のために大きくなるという課題
があった。また、プラズマダメージを低減す゛るために
ＲＦパワーを小さくして膜堆積を行った場合、膜堆積速
度が低下し膜堆積時間が増加するという課題があった。
例えば、第４図及び第５図は、それぞれ以下の条件で膜
形成を行った場合の逆バイアス電圧印加時の暗電流のＲ
Ｆパワー依存性及び膜堆積速度のＲＦパワー依存性であ
る。
形成を行った場合の逆バイアス電圧印加時の暗電流のＲ
Ｆパワー依存性及び膜堆積速度のＲＦパワー依存性であ
る。
単結晶基板 Ｐ型シリコン（１０に０ｃｍ）基板温度
２００°Ｃ 使用ガス モノシラン（１００％）、メタン（１００
％）カス流量 モノシラン ７０３ＣＣＭメタン
３０ ＳＣＣＭ ガス圧力 ０．Ｉｌｉ Ｔｏｒｒ 膜 厚 １５０ ｎｍ ＲＦパワーかＩ］ｍＷ／ａｍ２以下の低パワーの場合は
、ヘテロ接合ダイオードの暗電流は小さく安定して作製
できるが、膜堆積速度は４０ｍＷ／ｃｍ２の高パワーの
場合に比べて！／４〜Ｉ／３と遅い。
２００°Ｃ 使用ガス モノシラン（１００％）、メタン（１００
％）カス流量 モノシラン ７０３ＣＣＭメタン
３０ ＳＣＣＭ ガス圧力 ０．Ｉｌｉ Ｔｏｒｒ 膜 厚 １５０ ｎｍ ＲＦパワーかＩ］ｍＷ／ａｍ２以下の低パワーの場合は
、ヘテロ接合ダイオードの暗電流は小さく安定して作製
できるが、膜堆積速度は４０ｍＷ／ｃｍ２の高パワーの
場合に比べて！／４〜Ｉ／３と遅い。
本発明は上記課題を解決し得るヘテロ接合ダイオードの
製造方法を提供することを目的とする。
製造方法を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
上記課題を解決するため、本発明のヘテロ接合ダイオー
ドの製造方法は、プラズマＣＶＤ法によるシリコン単結
晶基板上への非晶質半導体膜堆積において低パワーから
高パワーへｎ段階（ｎ≧２）にＲＦパワーの切換えを行
う方法である。
ドの製造方法は、プラズマＣＶＤ法によるシリコン単結
晶基板上への非晶質半導体膜堆積において低パワーから
高パワーへｎ段階（ｎ≧２）にＲＦパワーの切換えを行
う方法である。
作用
本発明の製造方法によれば、初めに、シリコン単結晶基
板表面のプラズマダメージを低減するためにプラズマの
影響を受けない膜厚まで低パワーで非晶質半導体膜の堆
積を行うことによってヘテロ接合ダイオードの暗電流を
低減てき、その後、高速堆積を行うために高パワーで非
晶質半導体膜の堆積を行うことによって膜堆積時間を短
縮することができる。
板表面のプラズマダメージを低減するためにプラズマの
影響を受けない膜厚まで低パワーで非晶質半導体膜の堆
積を行うことによってヘテロ接合ダイオードの暗電流を
低減てき、その後、高速堆積を行うために高パワーで非
晶質半導体膜の堆積を行うことによって膜堆積時間を短
縮することができる。
実施例１
以下、本発明の一実施例を第１図及び第２図を用いて説
明する。
明する。
第１図は、本発明の製造方法によって製造されたヘテロ
接合ダイオードの製造工程を示している。
接合ダイオードの製造工程を示している。
まず、シリコン単結晶基板（Ｐ型、１０に０ｃｍ） １
の上部全面に基板１とのヘテロ接合を形成する非晶質半
導体膜２として非晶質シリコンカーバイト膜を平行平板
型プラズマＣＶＤ装置を用いて以下の条件で形成する（
第１図（ａ））。
の上部全面に基板１とのヘテロ接合を形成する非晶質半
導体膜２として非晶質シリコンカーバイト膜を平行平板
型プラズマＣＶＤ装置を用いて以下の条件で形成する（
第１図（ａ））。
基板温度 ２００°Ｃ
使用ガス モノシラン（１００％）、メタン（１００
％）ガス流量 モノシラン ７０３００Ｍメタン
３０５ＣＣ閃 ガス圧力 ０．Ｂ Ｔｏｒｒ ＲＦ パワー ５ Ｗ （７ｍＷ／ｃｎ＋２
）膜堆積速度 ３ ｎｍ／ｍｌｎ 膜 厚 ５ ｎｍ 次に、非晶質半導体膜２上全面に他の条件は変えずにＲ
Ｆパワーのみを大きくして放電を持続しつつ連続して非
晶質半導体膜３として非晶質シリコンカーバイト膜を以
下の条件で形成する（第１図（ｂ））。
％）ガス流量 モノシラン ７０３００Ｍメタン
３０５ＣＣ閃 ガス圧力 ０．Ｂ Ｔｏｒｒ ＲＦ パワー ５ Ｗ （７ｍＷ／ｃｎ＋２
）膜堆積速度 ３ ｎｍ／ｍｌｎ 膜 厚 ５ ｎｍ 次に、非晶質半導体膜２上全面に他の条件は変えずにＲ
Ｆパワーのみを大きくして放電を持続しつつ連続して非
晶質半導体膜３として非晶質シリコンカーバイト膜を以
下の条件で形成する（第１図（ｂ））。
基板温度 ２００°Ｃ
使用ガス モノシラン（１００％）、メタン（１００
％）ガス流量 モノシラン ７０３００Ｍメタン
３０ ＳＣＣＭ ガス圧力 ０．６ Ｔｏｒｒ ＲＦハ’ワー ３０ Ｗ （４２ｍＷ／ｃｍ
２）膜堆積速度 １１．５ ｎｍ／ｍｉｎ膜 厚
１５０ ｎｍ 最後に、両面にアルミニウム電極４を抵抗加熱蒸着装置
を用いて約３００ｎｍ形成する（第１図（Ｃ））。
％）ガス流量 モノシラン ７０３００Ｍメタン
３０ ＳＣＣＭ ガス圧力 ０．６ Ｔｏｒｒ ＲＦハ’ワー ３０ Ｗ （４２ｍＷ／ｃｍ
２）膜堆積速度 １１．５ ｎｍ／ｍｉｎ膜 厚
１５０ ｎｍ 最後に、両面にアルミニウム電極４を抵抗加熱蒸着装置
を用いて約３００ｎｍ形成する（第１図（Ｃ））。
第２図は、上記方法で作製したヘテロ接合ダイオードの
１−■特性を示すもので、終始３０Ｗで膜堆積を行う場
合に比べ、暗電流が１〜２桁減少する。また、終始５Ｗ
で膜堆積を行う場合に比べ、膜堆積時間が約１７４に短
縮される。
１−■特性を示すもので、終始３０Ｗで膜堆積を行う場
合に比べ、暗電流が１〜２桁減少する。また、終始５Ｗ
で膜堆積を行う場合に比べ、膜堆積時間が約１７４に短
縮される。
非晶質シリコンカーバイト膜の膜質分析をＸ線光電子分
光法（Ｅ Ｓ ＣＡ）の測定で行なったところ、膜中の
炭素（Ｃ）とシリコン（Ｓｉ）の比（Ｃ／Ｓｉ）は５Ｗ
の場合で約１５％’１ ３０Ｗの場合で約２５％と明ら
かにＲＦパワーの大きさによって異なっていた。
光法（Ｅ Ｓ ＣＡ）の測定で行なったところ、膜中の
炭素（Ｃ）とシリコン（Ｓｉ）の比（Ｃ／Ｓｉ）は５Ｗ
の場合で約１５％’１ ３０Ｗの場合で約２５％と明ら
かにＲＦパワーの大きさによって異なっていた。
実施例２
以下、本発明の他の実施例を第１図及び第３図を用いて
説明する。
説明する。
まず、シリコン単結晶基板（Ｐ型、１０ｋＱｃｍ） １
の上部全面に基板１とのヘテロ接合を形成する非晶質半
導体膜２として非晶質シリコン膜を平行平板型プラズマ
ＣＶＤ装置を用いて以下の条件で形成する（第１図（ａ
））。
の上部全面に基板１とのヘテロ接合を形成する非晶質半
導体膜２として非晶質シリコン膜を平行平板型プラズマ
ＣＶＤ装置を用いて以下の条件で形成する（第１図（ａ
））。
基板温度 ２０θ°Ｃ
使用ガス モノシラン（１００％）ガス流量
モノシラン １００５Ｃ（Ｊガス圧力 ０．［ｉ
Ｔｏｒｒ ＲＦ ハ“ワー ５ Ｗ （７ｍＷ／ｃ
ｍ２）膜堆積速度 ３．５ ｎｍ／ｍｉｎ 膜 厚 ５ ｎｍ 次に、非晶質半導体膜２上全面に他の条件は変えずにＲ
Ｆパワーのみを大きくして放電を持続しつつ連続して非
晶質半導体膜３さして非晶質シリコン膜を以下の条件で
形成する（第１図（ｂ））。
モノシラン １００５Ｃ（Ｊガス圧力 ０．［ｉ
Ｔｏｒｒ ＲＦ ハ“ワー ５ Ｗ （７ｍＷ／ｃ
ｍ２）膜堆積速度 ３．５ ｎｍ／ｍｉｎ 膜 厚 ５ ｎｍ 次に、非晶質半導体膜２上全面に他の条件は変えずにＲ
Ｆパワーのみを大きくして放電を持続しつつ連続して非
晶質半導体膜３さして非晶質シリコン膜を以下の条件で
形成する（第１図（ｂ））。
基板温度 ２００℃
使用ガス モノシラン（１００％）ガス流量
モノシラン ＋００３００Ｍガス圧力 ０．８ Ｔ
ｏｒｒ ＲＦ ハ ワー ３０ Ｗ （４２ｍ
Ｗ／Ｃｍ２）膜堆積速度 ＋３ ｎｍ／ｍｉｎ 膜 厚 １５０ ｎｍ 最後に、両面にアルミニウム電極４を抵抗加熱蒸着装置
を用いて約３００ｎｍ形成する（第１図（Ｃ））。
モノシラン ＋００３００Ｍガス圧力 ０．８ Ｔ
ｏｒｒ ＲＦ ハ ワー ３０ Ｗ （４２ｍ
Ｗ／Ｃｍ２）膜堆積速度 ＋３ ｎｍ／ｍｉｎ 膜 厚 １５０ ｎｍ 最後に、両面にアルミニウム電極４を抵抗加熱蒸着装置
を用いて約３００ｎｍ形成する（第１図（Ｃ））。
第３図は、上記方法で作製したヘテロ接合ダイオードの
Ｉ−Ｖ特性を示すもので、終始３０Ｗで膜堆積を行う場
合に比べ、暗電流が１〜２桁減少する。また、終始５Ｗ
で膜堆積を行う場合に比べ、膜堆積時間が約１７４に短
縮される。
Ｉ−Ｖ特性を示すもので、終始３０Ｗで膜堆積を行う場
合に比べ、暗電流が１〜２桁減少する。また、終始５Ｗ
で膜堆積を行う場合に比べ、膜堆積時間が約１７４に短
縮される。
なお、ＲＦパワー（Ｐ）の切り換えは、低パワーとして
は１５ｍＷより小さく、高パワーは１５ｍＷ以上が望ま
しい。
は１５ｍＷより小さく、高パワーは１５ｍＷ以上が望ま
しい。
発明の効果
上記本発明の製造方法によれば、初めに結晶基板がプラ
ズマの影響を受けない膜厚まで低パワーで非晶質半導体
膜の堆積を行うことによって逆バイアス電圧印加時の暗
電流を低減てき、その後高パワーで非晶質半導体膜の堆
積を行うことによって膜堆積時間を短縮することができ
、高性能なヘテロ接合ダイオードの実現に実用上極めて
有効である。
ズマの影響を受けない膜厚まで低パワーで非晶質半導体
膜の堆積を行うことによって逆バイアス電圧印加時の暗
電流を低減てき、その後高パワーで非晶質半導体膜の堆
積を行うことによって膜堆積時間を短縮することができ
、高性能なヘテロ接合ダイオードの実現に実用上極めて
有効である。
第１図は本発明の実施例の工程を示す説明図、第２図は
実施例１の非晶質シリコンカーバイト膜を用いたヘテロ
接合ダイオードのＩ−Ｖ特性を示す図、第３図は実施例
２の非晶質シリコン膜を用いたヘテロ接合ダイオードの
Ｉ−Ｖ特性を示す図、第４図は逆バイアス電圧印加時の
暗電流のＲＦパワー依存性を示す図、第５図は膜堆積速
度のＲＦパワー依存性を示す図である。 １・噛・シリコン単結晶基板、２，３・・・非晶質半導
体膜、４・・・アルミニウム電極、５゜７・・・ＲＦパ
ワー切換え（−＋−１，６，８・・・ＲＦパワー３０Ｗ
（一定）。 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 ほか１名Ｏ 区 寸 （ｚｗ□νりち／、ン １４扁蜘 第 図 第 図
実施例１の非晶質シリコンカーバイト膜を用いたヘテロ
接合ダイオードのＩ−Ｖ特性を示す図、第３図は実施例
２の非晶質シリコン膜を用いたヘテロ接合ダイオードの
Ｉ−Ｖ特性を示す図、第４図は逆バイアス電圧印加時の
暗電流のＲＦパワー依存性を示す図、第５図は膜堆積速
度のＲＦパワー依存性を示す図である。 １・噛・シリコン単結晶基板、２，３・・・非晶質半導
体膜、４・・・アルミニウム電極、５゜７・・・ＲＦパ
ワー切換え（−＋−１，６，８・・・ＲＦパワー３０Ｗ
（一定）。 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 ほか１名Ｏ 区 寸 （ｚｗ□νりち／、ン １４扁蜘 第 図 第 図
Claims (3)
- （１）プラズマＣＶＤ法によるシリコン単結晶基板上へ
の非晶質シリコン膜、または非晶質シリコンカーバイト
膜形成において高周波電力（ＲＦパワー）を低パワーか
ら高パワーへｎ段階（ｎ≧２）に切換えることを特徴と
するヘテロ接合ダイオードの製造方法。 - （２）ＲＦパワーを連続して切換えることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載のヘテロ接合ダイオードの製
造方法。 - （３）ＲＦパワー（Ｐ）が 低パワー： Ｐ＜１５ｍＷ／ｃｍ＾２ 高パワー： Ｐ≧１５ｍＷ／ｃｍ＾２ であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のヘ
テロ接合ダイオードの製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1043706A JPH0824198B2 (ja) | 1989-02-23 | 1989-02-23 | ヘテロ接合ダイオードの製造方法 |
| US07/483,872 US5070027A (en) | 1989-02-23 | 1990-02-23 | Method of forming a heterostructure diode |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1043706A JPH0824198B2 (ja) | 1989-02-23 | 1989-02-23 | ヘテロ接合ダイオードの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02222178A true JPH02222178A (ja) | 1990-09-04 |
| JPH0824198B2 JPH0824198B2 (ja) | 1996-03-06 |
Family
ID=12671261
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1043706A Expired - Fee Related JPH0824198B2 (ja) | 1989-02-23 | 1989-02-23 | ヘテロ接合ダイオードの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0824198B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6531654B2 (en) * | 2000-05-23 | 2003-03-11 | Canon Kabushiki Kaisha | Semiconductor thin-film formation process, and amorphous silicon solar-cell device |
| US8435828B2 (en) | 2010-01-13 | 2013-05-07 | Renesas Electronics Corporation | Method of manufacturing semiconductor device |
-
1989
- 1989-02-23 JP JP1043706A patent/JPH0824198B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6531654B2 (en) * | 2000-05-23 | 2003-03-11 | Canon Kabushiki Kaisha | Semiconductor thin-film formation process, and amorphous silicon solar-cell device |
| US8435828B2 (en) | 2010-01-13 | 2013-05-07 | Renesas Electronics Corporation | Method of manufacturing semiconductor device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0824198B2 (ja) | 1996-03-06 |
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