JPH02248038A - 多結晶質半導体物質層の製造方法 - Google Patents

多結晶質半導体物質層の製造方法

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JPH02248038A
JPH02248038A JP2039534A JP3953490A JPH02248038A JP H02248038 A JPH02248038 A JP H02248038A JP 2039534 A JP2039534 A JP 2039534A JP 3953490 A JP3953490 A JP 3953490A JP H02248038 A JPH02248038 A JP H02248038A
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hydrogen
plasma
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semiconductor material
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Susanne Griep
スザンネ、グリープ
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体物質を含むガス状化合物を反応器中で
プラズマ励起により分解し、半導体物質を反応器中に存
在する基板上に沈殿させ、かつプラズマに付加的に水素
を添加する形式の、気相析出により多結晶質半導体物質
層を製造する方法に関する。
〔従来の技術〕
この種の方法は例えばｒエレクトロニク・レターズ（Ｅ
ｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｌｅｔｔｅｒｓ）　Ｊ　１９８７
年３月１２日、第２３巻、第６号、第２８８／２８９頁
から、シリコン薄膜トランジスタを製造するために公知
である。析出はプラズマ補助ＣＶＤ　（化学蒸着法）に
より特殊ガスラ上に５８０　’Ｃの温度範囲で行われる
が、その際シラン（ＳｉＨ４）は水素と混合された状態
で反応ガスとして使用される。
結晶子の大きさは８０〜１１００ｎである。プラズマ中
のガスのイオン化率は約１％である。
多結晶質層を析出させるためには、たとえ析出がプラズ
マ補助ＣＶＤにより行われる場合にも、基板の温度を高
くしなければならないことは公知である。従うて基板が
透明でなければならない場合、石英ガラス又は他の特殊
ガラスを基板として使用する必要がある。
プラズマに水素を付加した場合、（例えばシリコンから
なる）成長層は非晶質シリコンで囲まれた結晶子を含む
、この非晶質シリコンはプラズマ中で活性化水素により
を利に腐食される。水素が十分に存在する場合、生ずる
非晶質物質は直ちに新たに腐食される。その結果基板上
にシリコン結晶子が留り、更に成長し、連続性のフィル
ムを形成する。このようにして連続した多結晶物質層が
生ずる。
シリコン結晶子を形成させるには、グロー放電のために
ガス状の水素を供給することが必要である。しかし低温
では連続した多結晶質層を形成することはできない、プ
ラズマ中では水素の掻く一部が活性化されるにすぎない
、しかしこの活性化された分量は、生じる非晶質シリコ
ンを再び腐食するには不十分である。
「ジャパニーズ・ジャーナル・オブ・アプライド０フイ
ジツクス（Ｊａｐａｎｅｓｅ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　
Ａｐｐｌｉｅｄ　ＰｈｙｓＬｃｓ　）　Ｊ第２６巻、第
１号、１９８７年１月、第ＬＩＯ〜Ｌ１３頁から、シリ
コンに関するプラズマ補助ＣＶＤ法は公知である。この
場合基板の温度は低くてもよくまた水素は活性化状態で
反応に供されるが、しかしその活性化は四弗化シリコン
（ＳｉＦ、）からなる反応ガスと共に直接基板域内で行
われ、その結果同軸のマイクロ波プラズマ系を有する極
めて高価な装置が必要となる。
（発明が解決しようとする課題） 本発明の課題は、薄くて均質な多結晶質の、特にシリコ
ンからなる半導体物質層を廉価なガラス基板上に、すな
わち装置に多大の経費をかけることなく比較的低温で製
造することにある。
〔課題を解決するための手段〕
この課題は本発明により冒頭に記載した形式の方法にお
いて、水素を反応ガスとは別個に活性化状態でプラズマ
に供給することにより解決される。
本発明思想の一実施態様では、水素の活性化を白熱陰極
を用いてか又はマイクロ波により励起することによって
水素ガス供給導管中でイオン化することにより行う、更
にもう一つの変法は、水素ガス供給導管内での水素の活
性化を光学的°に適当な波長のＵＶ光線を用いて行うも
のである。
〔作用効果〕
既に活性化されている状態の水素をグロー放電中の反応
ガスにぶつける本発明思想に基づく方法では、従来の装
置に水素ガス用の１個の付加的な接続部を必要とするに
すぎず、この場合水素の活性化は導管内で例えば白熱陰
極を用いて行う、このようにしてそれぞれ標準的なプラ
ズマ補助ＣｖＤ装置を析出に使用することができる。基
板の温度は３００″Ｃ又はそれ以下に調整可能であり、
その結果多結晶質層を通常のガラス基板上に製造するこ
とができる。従うてもはや石英ガラス又は他の特殊ガラ
スを使用する必要はない。
（実施例） 次に析出処理に関する詳細な説明を、例えば容量性電極
装置ををするグロー放電反応器を略示する図面に基づき
記載する。
多結晶質の例えばｎドープされたシリコン層を製造する
ために準備された例えばシラン（Ｓ　ｉ　Ｈ。
）及びホスフィン（ＰＨｓ）からなるガス状化合物を、
矢印１で示した導入管で、その範囲が主として石英から
なる反応器２中に導く、この場合反応器は予め矢印３で
示した排出管から約１０４ｍバールの圧力で排気されて
いる０反応器２は上方及び下方を特殊鋼からなるカバー
プレート及びベースプレート４．５で閉鎖されており、
これらのプレートは反応器２内に水平かつ互いに平行に
配設されている電極６及び７用のブッシングを含む。
その際電極６はガラスからなる基板８の支持体として利
用され、９で示した箇所でアースされており、一方電極
７を介して高周波エネルギー１０を供給することにより
グロー放電がもたらされる。
電極６は電極加熱器１１により１００〜４５０″Ｃに加
熱される。１２はプラズマを示す。
反応器２のカバープレート４は水素ガスの導入管１３用
のブッシングを備えている。導入管１３内には、水素を
活性化する白熱陰極１４が存在する。
シラン（ＳｉＨ４）（１）対水素（Ｈｉ（１３）の装入
量比は約１ｎｔｏ−ｔｏｏｌに調整される。投入される
高周波エネルギー（１０）は２〜１００　ｍＷ／ｃ＋４
である。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の一実施例を示す容量性電橋装置を有する
グロー放電反応器の略示図である。 １・・・ガス状化合物 ２・・・反応器 ３・・・排出管 ４・・・カバープレート ５・・・ベースプレート ６．７・・・電極 ８・・・基板 ９・・・アース １０・・・高周波エネルギー １１・・・電極加熱装置 １２・・・プラズマ １３・・・水素ガス導入管 １４・・・白熱陰極

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １）半導体物質を含むガス状化合物（１）を反応器（２
    ）中でプラズマ励起（１２）により分解し、半導体物質
    を反応器（２）中に存在する基板（８）上に沈殿させ、
    かつプラズマ（１２）に付加的に水素を添加する形式の
    、気相析出により多結晶質半導体物質層を製造する方法
    において、水素を反応ガス（１）とは別個に活性化状態
    でプラズマ（１２）に供給することを特徴とする多結晶
    質半導体物質層の製造方法。 ２）水素の活性化を水素ガス供給導管（１３）中で白熱
    陰極（１４）を用いてイオン化することにより行うこと
    を特徴とする請求項１記載の方法。 ３）水素の活性化を水素ガス導入管（１３）中でマイク
    ロ波により励起することによって行うことを特徴とする
    請求項１記載の方法。 ４）水素の活性化を水素ガス導入管（１３）中で適当な
    波長のＵＶ光線を用いて光学的に行うことを特徴とする
    請求項１記載の方法。 ５）多結晶質シリコンからなる半導体物質層を製造する
    際シラン対水素の量比が約１：１０〜１０：１の値に調
    整されているシラン（ＳｉＨ＿４）を使用し、また基板
    （８）を１００〜４５０℃の範囲の温度に保持すること
    を特徴とする請求項１ないし４の１つに記載の方法。 ６）薄膜分野でシリコンをベースとする半導体デバイス
    を製造するために使用することを特徴とする請求項１な
    いし５の１つに記載の方法。
JP2039534A 1989-02-21 1990-02-19 多結晶質半導体物質層の製造方法 Pending JPH02248038A (ja)

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DE19893905297 DE3905297A1 (de) 1989-02-21 1989-02-21 Verfahren zum herstellen polykristalliner halbleitermaterialschichten durch plasmaangeregte gasphasenabscheidung
DE3905297.4 1989-02-21

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