JPH0682616B2 - Deposited film formation method - Google Patents

Deposited film formation method

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JPH0682616B2
JPH0682616B2 JP59211463A JP21146384A JPH0682616B2 JP H0682616 B2 JPH0682616 B2 JP H0682616B2 JP 59211463 A JP59211463 A JP 59211463A JP 21146384 A JP21146384 A JP 21146384A JP H0682616 B2 JPH0682616 B2 JP H0682616B2
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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は堆積膜、とりわけ良質の光導電膜、半導体膜又
は絶縁体膜等を制御良く堆積させるのに好適な堆積膜形
成方法に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a deposited film formation method, which is suitable for depositing a deposited film, in particular, a good quality photoconductive film, a semiconductor film, an insulator film, or the like with good control.

［従来技術］ 従来、たとえばSi等の半導体膜を、SiH4又はSiCl4の原
料ガスを用いて堆積させる方法として、常圧CVD法、低
圧CVD法、プラズマCVD法が用いられてきた。しかし、常
圧および低圧CVD法等の熱エネルギを利用した方法で
は、堆積の起こる基体の温度が高く、基体にSi結晶を用
いたエピタキシャル成長の場合には、成長した結晶に欠
陥が多くなり、デバイスを構成した場合には歩留りが悪
くなる。[Prior Art] Conventionally, a normal pressure CVD method, a low pressure CVD method, and a plasma CVD method have been used as a method of depositing a semiconductor film such as Si using a source gas of SiH 4 or SiCl 4 . However, in methods using thermal energy such as atmospheric pressure and low pressure CVD methods, the temperature of the substrate on which deposition occurs is high, and in the case of epitaxial growth using a Si crystal as the substrate, the grown crystal has many defects, resulting in device failure. If it is configured, the yield will be poor.

また、基体が高温であることから、使用される基体が限
定される。基体にガラス等のアモルファス材を用いた場
合には、多くの場合、非晶質膜が堆積するが、高温であ
るために、膜中の有用な結合水素が離脱してしまう確率
が増加し、所望の特性が得にくくなる。Further, since the substrate is at a high temperature, the substrate used is limited. When an amorphous material such as glass is used for the substrate, an amorphous film is deposited in most cases, but the high temperature increases the probability that useful bonded hydrogen in the film will be released, It becomes difficult to obtain desired characteristics.

次に、プラズマCVD法では、常圧および低圧CVD法に比較
して基体温度の低温化が計れる。しかし、プラズマ中の
イオンなどの影響により、堆積膜がダメージを受けた
り、再現性のある安定した条件での制御が困難となる。
特に、広面積、厚膜の堆積膜を形成する場合に、これが
顕著である。Next, in the plasma CVD method, the substrate temperature can be lowered as compared with the atmospheric pressure and low pressure CVD methods. However, the deposited film is damaged due to the influence of ions in the plasma, and control under stable and reproducible conditions becomes difficult.
This is particularly noticeable when forming a large-area, thick-film deposited film.

この様に、ガスを用いて半導体性、光導電性、絶縁性の
堆積膜を形成する場合、均一な電気的・光学的特性及び
品質の安定性の確保が困難となり、堆積中の膜表面の乱
れ、およびバルク内の欠陥が生じ易い、等の解決される
べき問題点が残されているのが現状である。As described above, when a semiconductor, photoconductive, or insulating deposited film is formed using a gas, it is difficult to secure uniform electrical / optical characteristics and quality stability, and the film surface during deposition is At present, there are problems to be solved such as disorder and easy occurrence of defects in the bulk.

そこで、近年、これらの問題点を解消すべく、ガスを原
料とするCVD法の一種として光エネルギ堆積法（光CVD
法）が提案され、注目を集めている。この光エネルギ堆
積法によると、半導体等の堆積膜を低温で作製できる利
点等により、上記問題点を大幅に改善することができ
る。Therefore, in recent years, in order to solve these problems, a light energy deposition method (optical CVD method) is used as a kind of a CVD method using a gas as a raw material.
Law) has been proposed and is attracting attention. According to this light energy deposition method, the above problems can be remarkably improved due to the advantage that a deposited film of a semiconductor or the like can be formed at a low temperature.

しかしながら、光エネルギといった比較的小さな励起エ
ネルギ下でのガスを原料とした光エネルギ堆積法では、
ガラスのようなアモルファス基体上での結晶性や、堆積
膜中の原子の結合状態まで制御することは困難である。However, in the light energy deposition method using a gas as a raw material under a relatively small excitation energy such as light energy,
It is difficult to control the crystallinity on an amorphous substrate such as glass and the bonding state of atoms in the deposited film.

そのため、基体を高温にしても単結晶を作製することは
できないし、また、低温で非晶質を作製する場合にも原
子の結合状態のそろった膜を作製することは困難であ
る。Therefore, a single crystal cannot be formed even if the temperature of the substrate is high, and it is difficult to form a film in which atomic bonding states are uniform even when an amorphous material is formed at a low temperature.

本発明は、現状におけるこれら問題点を解消するべくな
されたものである。The present invention has been made to solve these problems at present.

［発明の目的］ 本発明の目的は、ガラス等のアモルファス基体上でも、
低温で良質の単結晶膜を堆積することができるととも
に、同じく低温で原子の結合状態のそろった非晶質膜を
作製することのできる堆積膜形成方法を提供することに
ある。[Object of the Invention] The object of the present invention is to provide an amorphous substrate such as glass,
It is an object of the present invention to provide a deposited film forming method capable of depositing a good quality single crystal film at a low temperature and also producing an amorphous film in which atomic bonding states are uniform at a low temperature.

［発明の概要］ 本発明による堆積膜形成方法は、基体を収容した室内に
導入された原料ガスを光エネルギを利用して励起して分
解または重合し、前記基体上に原料ガスに含まれる原子
を含有する堆積膜を形成する堆積プロセスと、 前記室内に導入されたエッチングガスによって前記堆積
膜をエッチングするエッチングプロセスと、 前記室内に導入された原料ガスを光エネルギを利用して
励起し分解または重合し前記エッチングされた堆積膜上
に原料ガスに含まれる原子を含有する堆積膜を形成する
堆積プロセスと、を連続して行うことを特徴とする。SUMMARY OF THE INVENTION In the deposited film forming method according to the present invention, a raw material gas introduced into a chamber containing a substrate is excited by utilizing light energy to decompose or polymerize, and atoms contained in the raw material gas on the substrate. A deposition process for forming a deposition film containing, an etching process for etching the deposition film with an etching gas introduced into the chamber, and a source gas introduced into the chamber excited by utilizing light energy to decompose or A deposition process of polymerizing and forming a deposition film containing atoms contained in a source gas on the etched deposition film is continuously performed.

［実施例］ 本発明によって形成される堆積膜は、結晶質でも非晶質
でもよく、膜中の原子の結合は、オリゴマー状からポリ
マー状までのいづれの形態でもよい。[Example] The deposited film formed by the present invention may be crystalline or amorphous, and the bonding of atoms in the film may be in any form from oligomeric to polymeric.

本発明の方法によれば、原料ガスを適当に選択すること
によって、種々の材料の膜を形成することができる。According to the method of the present invention, films of various materials can be formed by appropriately selecting the source gas.

たとえば、半導体性の材料としては、Si,Ge,C,Sn等のIV
族元素の半導体、Si−Ge,Si−Ｃ等の二種類以上のIV元
素から成る半導体、GaAsに代表されるIII−Ｖ族半導
体、ZnS,ZnSeに代表されるII−VI族半導体、又は酸化物
ガラス等が形成可能である。また、絶縁性の材料として
は、SiO2,Si−Ｎ−H,Al2O3等が形成されうる。Si膜を形
成する場合の原料ガスとしては、SiH4，SiCl4，SiF4等
のケイ素の水素化物、塩化物又はフッ化物が用いられ、
Ｃ膜を形成する場合は、CH4，C2H6等、Ge膜を形成する
場合はGeH4等、III−Ｖ族半導体を形成する場合は、た
とえばGa（CH2）３とAs2H6の混合ガス、II−VI族半導体
を形成する場合は、たとえばZn（CH2）２，H2S，H2Seの
混合ガスがそれぞれ用いられる。For example, as semiconductor materials, IV such as Si, Ge, C, Sn, etc.
Group element semiconductors, semiconductors composed of two or more types of IV elements such as Si-Ge, Si-C, III-V group semiconductors represented by GaAs, II-VI group semiconductors represented by ZnS, ZnSe, or oxidation Material glass etc. can be formed. As the insulating material, SiO 2, Si-N- H, Al 2 O 3 or the like may be formed. As the raw material gas for forming the Si film, hydrides, chlorides or fluorides of silicon such as SiH 4 , SiCl 4 and SiF 4 are used.
When forming a C film, CH 4 , C 2 H 6, etc., when forming a Ge film, GeH 4, etc. When forming a III-V group semiconductor, for example, Ga (CH 2 ) 3 and As 2 H When forming a mixed gas of 6 and a II-VI semiconductor, for example, a mixed gas of Zn (CH 2 ) 2 , H 2 S, and H 2 Se is used.

また、本発明の用いられるエッチングガスとしては、Cl
2，F2CCl4，CF4,HCl,HF等の主としてハロゲンから成る
ガスが用いられる。これらのガスにO2，H2が含まれても
よい。The etching gas used in the present invention is Cl
Gases consisting mainly of halogens such as 2 , F 2 CCl 4 , CF 4 , HCl, and HF are used. These gases may include O 2 and H 2 .

以下、主としてSi堆積膜の場合について本発明の実施例
を説明する。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described mainly for the case of Si deposited film.

本実施例で使用される原料ガスとしては、一般式SinH2n
（ｎ＝3,4,5,・・・）で表わされる環状水素化ケイ素化
合物、SinH2n＋２（ｎ＝1,2,・・・）で表わされる直鎖
状又は分岐を有する鎖状水素化ケイ素化合物、SiF,Si2F
6，Si3F10などのケイ素のフッ化物、SiCl4，Si2Cl6，Si
3Cl10などのケイ素の塩化物、SiHCl3，SiH2Cl2，SiH3Cl
等の塩化シラン化合物などが使用される。また、Siのエ
ッチングガスとしては、Cl2，F2，CF4又はこれらの混合
ガスが使用される。The raw material gas used in this example is represented by the general formula SinH 2 n
Cyclic hydrogenation compounds represented by (n = 3,4,5, ...), Linear or branched chain hydrogenation represented by SinH 2 n + 2 (n = 1,2, ...) Silicon compounds, SiF, Si 2 F
6 , Si 3 F 10 and other silicon fluorides, SiCl 4 , Si 2 Cl 6 , Si
Chlorides of silicon such as 3 Cl 10 , SiHCl 3 , SiH 2 Cl 2 , SiH 3 Cl
Chlorinated silane compounds and the like are used. As the Si etching gas, Cl 2 , F 2 , CF 4 or a mixed gas thereof is used.

なお、シリコンを含有する堆積膜を形成する前記室は、
減圧下におかれるのが好ましいが、常圧下ないし加圧下
においても本発明の方法を実施することができる。The chamber for forming the deposited film containing silicon is
It is preferably placed under reduced pressure, but the method of the present invention can be carried out under normal pressure or under pressure.

本発明において、前記ケイ素化合物を励起・分解又は重
合するのに用いる励起エネルギは、光エネルギに限定さ
れるものであるが、前記一般式のケイ素化合物は、光エ
ネルギ又は比較的低い熱エネルギの付与により容易の励
起・分解又は重合し、良質なシリコン堆積膜を形成する
ことができ、またこれに際し、基体温度も比較的低い温
度とすることができるという特徴を有する。また、励起
エネルギは基体近傍に到達した原料に一様にあるいは選
択的制御的に付与されるが、光エネルギを使用すれば、
適宜の光学系を用いて気体の全体に照射して堆積膜を形
成することができるし、あるいは所望部分のみに選択的
制御的に照射して部分的に堆積膜を形成することもで
き、またレジスト等を使用して所定の図形部分のみに照
射し堆積膜を形成できるなどの便利さを有しているた
め、有利に用いられる。In the present invention, the excitation energy used to excite / decompose or polymerize the silicon compound is limited to light energy, but the silicon compound of the general formula imparts light energy or relatively low heat energy. The characteristic feature is that it can be easily excited, decomposed or polymerized to form a high-quality silicon deposited film, and in this case, the substrate temperature can be set to a relatively low temperature. In addition, the excitation energy is uniformly or selectively applied to the raw material reaching the vicinity of the substrate, but if light energy is used,
An appropriate optical system can be used to irradiate the entire gas to form the deposited film, or only a desired portion can be selectively and selectively irradiated to partially form the deposited film. It is advantageously used because it has the convenience of being able to form a deposited film by irradiating only a predetermined graphic portion using a resist or the like.

また、前記一般式の原料化合物は、２種類以上を併用し
てもよいが、この場合、各化合物によって期待される膜
特性を平均化した程度の特性、ないしは相乗的に改良さ
れた特性を得られる。Further, the raw material compounds of the above general formula may be used in combination of two or more kinds, but in this case, the characteristics which are expected to be obtained by each compound are averaged, or synergistically improved characteristics are obtained. To be

以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図面は、本発明方法の実施例に使用するための光エネル
ギ照射型堆積膜形成装置の一例を示した概略的構成図で
ある。The drawing is a schematic diagram showing an example of a light energy irradiation type deposited film forming apparatus for use in an embodiment of the method of the present invention.

図中、１は堆積室であり、内部の基体支持台２上に所望
の基体３が載置される。基体３は、導電性、半導電性あ
るいは電気絶縁性のいづれの基体でもよく、例えば、電
気絶縁性の基体としては、ポリエステル、ポリエチレ
ン、ポリカーボネート、セルローズアセテート、ポリプ
ロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ
スチレン、ポリアミド等の合成樹脂のフィルム又はシー
ト、ガラス、セラミック、紙等が通常使用される。ま
た、基体３には予め電極層、他のシリコン層等が積層さ
れていてもよい。In the figure, 1 is a deposition chamber in which a desired substrate 3 is placed on a substrate support base 2 inside. The substrate 3 may be any one of conductive, semiconductive or electrically insulating substrates. For example, as electrically insulating substrates, polyester, polyethylene, polycarbonate, cellulose acetate, polypropylene, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, Films or sheets of synthetic resins such as polystyrene and polyamide, glass, ceramics, paper and the like are usually used. Further, an electrode layer, another silicon layer or the like may be laminated on the base 3 in advance.

その他の基体としては、Si,Ge等の結晶半導体、スピネ
ル、サファイア等の結晶絶縁体、SiO2、ガラス、石英等
のアモルファス、又は金属板、蒸着金属薄膜等が用いら
れる。Other substrates include crystalline semiconductors such as Si and Ge, crystalline insulators such as spinel and sapphire, amorphous materials such as SiO 2 , glass and quartz, or metal plates and vapor-deposited metal thin films.

４は基体加熱用のヒータであり、導線５を介して給電さ
れ、発熱する。基体温度は特に制限されないが、本発明
方法を実施するにあたっては、アモルファス基体では50
〜150℃、結晶の基体では400〜600℃が望ましい。Reference numeral 4 is a heater for heating the substrate, which is supplied with power via the conductor wire 5 to generate heat. The substrate temperature is not particularly limited, but it is 50 in the case of carrying out the method of the present invention on an amorphous substrate.
˜150 ° C., preferably 400-600 ° C. for crystalline substrates.

６〜９は、ガス供給源であり、前記一般式で示される鎖
状水素化ケイ素化合物のうち液状のものを使用する場合
には、適宜の気化装置を具備させる。気化装置には、加
熱沸騰を利用するタイプ、液体原料中にキャリアガスを
通過させるタイプ等があり、いづれでもよい。ガス供給
源の個数は４個に限定されず、使用する前記一般式の水
素化ケイ素化合物の数、エッチング用ガス、キャリアガ
ス、希釈ガス等を使用する場合において、原料ガスであ
る前記一般式の化合物との予備混合の有無等に応じて適
宜選択される。図中、ガス供給源６〜９の符合に、ａを
付したのは分岐管、ｂを付したのは流量計、ｃを付した
のは各流量計の高圧側の圧力を計測する圧力計、ｄ又は
ｅを付したのは各気体流の開閉及び流量の調整をするた
めのバルブである。Reference numerals 6 to 9 are gas supply sources, which are equipped with an appropriate vaporizer when a liquid one of the chain silicon hydride compounds represented by the above general formula is used. The vaporizer includes a type that utilizes heating and boiling, a type that allows a carrier gas to pass through the liquid raw material, and the like, and either type may be used. The number of gas supply sources is not limited to four, and in the case of using the number of silicon hydride compounds of the above general formula to be used, etching gas, carrier gas, diluent gas, etc. It is appropriately selected depending on the presence or absence of premixing with the compound. In the figure, the gas supply sources 6 to 9 have a branch pipe with a, a flow meter with b, and a pressure gauge for measuring the pressure on the high pressure side of each flow meter with c. , D or e are valves for opening / closing each gas flow and adjusting the flow rate.

各ガス供給源から供給される原料ガス等は、ガス導入管
10の途中で混合され、図示しない換気装置に付勢され
て、室１内に導入される。又は、各ガス供給源から交互
に室１内に導入される。11は、室１内に導入されるガス
の圧力を計測するための圧力計である。また、12はガス
排気管であり、堆積室１内を減圧したり、導入ガスを強
制排気するための図示しない排気装置と接続されてい
る。The raw material gas, etc. supplied from each gas supply source is supplied by a gas introduction pipe.
It is mixed in the middle of 10 and is urged by a ventilation device (not shown) to be introduced into the chamber 1. Alternatively, the gas is alternately introduced into the chamber 1 from each gas supply source. Reference numeral 11 is a pressure gauge for measuring the pressure of the gas introduced into the chamber 1. A gas exhaust pipe 12 is connected to an exhaust device (not shown) for decompressing the inside of the deposition chamber 1 and forcibly exhausting the introduced gas.

13はレギュレータ・バルブである。原料ガス等を導入す
る前に、室１内を排気し、減圧状態とする場合、室内の
気圧は、好ましくは５×10-5Torr以下、より好ましくは
１×10-6Torr以下である。また、原料ガス等を導入した
状態において、室１内の圧力は、好ましくは１×10-2〜
100Torr、より好ましくは５×10-2〜10Torrである。13 is a regulator valve. When the inside of the chamber 1 is evacuated to a reduced pressure state before introducing the raw material gas and the like, the atmospheric pressure in the chamber is preferably 5 × 10 −5 Torr or less, more preferably 1 × 10 −6 Torr or less. The pressure inside the chamber 1 is preferably 1 × 10 -2
It is 100 Torr, more preferably 5 × 10 -2 to 10 Torr.

本発明で使用する励起エネルギ供給源の一例として、14
は光エネルギ発生装置であって、例えば水銀ランプ、キ
セノンランプ、炭酸ガスレーザ、アルゴンイオンレー
ザ、エキシマレーザ等が用いられる。なお、本発明で用
いる光エネルギは紫外線エネルギに限定されず、原料ガ
スを励起・分解又重合せしめ、分解生成物を堆積させる
ことができるものであれば、波長域を問うものではな
い。光エネルギ発生装置14から適宜の光学系を用いて基
体全体あるいは基体の所望部分に向けられた光15は、矢
印16の向きに流れている原料ガス等に照射され、励起・
分解又は重合を起こして基体３上の全体あるいは所望部
分にa-Siの堆積膜を形成する。As an example of the excitation energy source used in the present invention, 14
Is a light energy generating device, and for example, a mercury lamp, a xenon lamp, a carbon dioxide gas laser, an argon ion laser, an excimer laser or the like is used. The light energy used in the present invention is not limited to ultraviolet energy, and the wavelength range is not limited as long as the raw material gas can be excited, decomposed or polymerized to deposit a decomposition product. Light 15 directed from the light energy generator 14 to the entire substrate or a desired portion of the substrate using an appropriate optical system is irradiated to the source gas or the like flowing in the direction of arrow 16 to excite
Decomposition or polymerization is caused to form a deposited film of a-Si on the entire surface of the substrate 3 or a desired portion.

本発明の方法によれば、上記装置を用いて堆積室１内へ
原料ガスとエッチングガスとを交互の導入し、光15を照
射することによって、基体３上に膜を堆積させる堆積プ
ロセスとエッチングプロセスとを交互に繰り返して行
う。According to the method of the present invention, the source gas and the etching gas are alternately introduced into the deposition chamber 1 by using the above apparatus, and the light 15 is irradiated to deposit the film on the substrate 3. Alternately repeat the process.

基体３の温度が高い場合には、基体３に結晶Siを用いる
と、エッチングの異方性によって基体３の面方位に従っ
た結晶性の良い堆積膜が形成され、アモルファスの基体
３を用いても結晶性の良い堆積膜が形成される。When the temperature of the substrate 3 is high, when crystalline Si is used for the substrate 3, a deposited film with good crystallinity is formed according to the plane orientation of the substrate 3 due to the anisotropy of etching, and the amorphous substrate 3 is used. Also, a deposited film with good crystallinity is formed.

基体３の温度が低い場合には、基体３上に原子の結合状
態のそろったアモルファスSiの堆積膜が形成される。When the temperature of the substrate 3 is low, a deposited film of amorphous Si in which atomic bonding states are uniform is formed on the substrate 3.

又、本発明の方法によれば、上記装置の中に同時に膜堆
積用のガスとエッチングガスを導入し、光を当て、ガス
圧力を調節することで、堆積プロセスとエッチングプロ
セスとを交互に繰り返すこともできる。この場合、エッ
チングの圧力依存性、すなわち好適には５〜60Torrを境
にして高圧側ではエッチングが行われ、低圧側では堆積
が行われる性質が利用される。Further, according to the method of the present invention, a gas for film deposition and an etching gas are simultaneously introduced into the above apparatus, light is applied, and the gas pressure is adjusted to alternately repeat the deposition process and the etching process. You can also In this case, the pressure dependency of etching, that is, the property that etching is performed on the high-pressure side and deposition is performed on the low-pressure side with a boundary of preferably 5 to 60 Torr is used.

このようにして、薄膜から厚膜までの任意の膜厚の堆積
膜が得られ、また膜面積も所望により任意に選択するこ
とができる。膜厚の制御は、原料ガスの圧力、流量、濃
度等の制御、励起エネルギ量の制御等通常の方法で行う
ことができる。例えば、一般の光導電膜、半導体膜又は
絶縁体膜等を構成するa-Si膜を作製する場合、膜厚は好
ましくは100〜50000Å、より好ましくは500〜10000Åで
ある。In this way, a deposited film having an arbitrary thickness from a thin film to a thick film can be obtained, and the film area can be arbitrarily selected as desired. The film thickness can be controlled by an ordinary method such as controlling the pressure, flow rate, concentration, etc. of the source gas, controlling the amount of excitation energy. For example, when an a-Si film forming a general photoconductive film, a semiconductor film, an insulator film or the like is produced, the film thickness is preferably 100 to 50000Å, more preferably 500 to 10000Å.

以下、本発明の具体例を示す。Hereinafter, specific examples of the present invention will be shown.

（例１） 原料ガスとしてSi2H6、エッチングガスとしてCl2を用
い、上記装置によりa-Si膜を形成した。(Example 1) Si 2 H 6 was used as a source gas and Cl 2 was used as an etching gas to form an a-Si film by the above apparatus.

ガラス基体３を支持台２上に載置し、排気装置を用いて
堆積室１内を排気し、10-6Torrに減圧した。基体温度10
0℃で、まず、前記Si2H6ガスを50SCCMの流量で導入し、
堆積室１内の気圧を0.1Torrに保持する。そして、光エ
ネルギ発生装置14として、低圧水銀灯800Wを用い、基体
３に垂直に光15を照射して、約１秒で25Åの膜を作製し
た。次に、上記Si2H6ガスを排気して10-6Torrに減圧し
た後、Cl2ガスを20SCCMの流量で導入し、堆積室１内を1
Torrに保持する。そして、同じく低圧水銀灯800Wを用い
て基体３に光15を垂直に約１秒間照射した。続いて、Cl
2ガスを排気してシランガスを導入するというプロセス
を繰り返して基体３上に膜厚5000Åのa-Si膜Ａを堆積さ
せた。なお、比較のために、Si2H6のみを用い、連続照
射光でa-Si膜Ｂを形成した。The glass substrate 3 was placed on the support 2, and the inside of the deposition chamber 1 was evacuated using an exhaust device to reduce the pressure to 10 -6 Torr. Base temperature 10
At 0 ° C., first, the Si 2 H 6 gas was introduced at a flow rate of 50 SCCM,
The atmospheric pressure in the deposition chamber 1 is maintained at 0.1 Torr. Then, as the light energy generator 14, a low pressure mercury lamp 800W was used, and light 15 was vertically irradiated to the substrate 3 to form a film of 25 Å in about 1 second. Next, after exhausting the Si 2 H 6 gas to reduce the pressure to 10 −6 Torr, Cl 2 gas was introduced at a flow rate of 20 SCCM, and the inside of the deposition chamber 1 was set to 1
Hold on to Torr. Then, light 15 was vertically irradiated to the substrate 3 for about 1 second using the low pressure mercury lamp 800W. Then, Cl
The process of exhausting 2 gases and introducing silane gas was repeated to deposit an a-Si film A having a film thickness of 5000 Å on the substrate 3. For comparison, only Si 2 H 6 was used to form an a-Si film B by continuous irradiation light.

こうして得られた各a-Si膜ＡおよびＢの試料を蒸着槽に
入れ、10-6Torrまで減圧した後、真空度10-5Torr、成膜
速度20Å/secでアルミニウムを1500Å蒸着し、クシ型の
アルミギャップ電極（長さ250μｍ、幅5mm）を形成した
後、印加電圧10Vで光電流（AM1,100mW/cm2）と暗電流を
測定し、光導電率σｐ、σｐ（Ω・cm）−１と暗電流σ
ｄとの比σp/σｄを求めて、a-Si膜を評価した。その結
果を第１表に示す。The samples of the a-Si films A and B thus obtained were placed in a vapor deposition tank, the pressure was reduced to 10 -6 Torr, and 1500 Å aluminum was vapor-deposited at a vacuum degree of 10 -5 Torr and a film formation rate of 20 Å / sec. Type aluminum gap electrode (length 250μm, width 5mm), photocurrent (AM1,100mW / cm 2 ) and dark current were measured with applied voltage of 10V, and photoconductivity σp, σp (Ω · cm). -1 and dark current σ
The a-Si film was evaluated by obtaining the ratio σp / σd to d. The results are shown in Table 1.

（例２） 例１における基体を石英ガラスとし、基体温度を500℃
に高くして、同様にSi膜Ａを堆積させた。比較のため
に、グロー放電法（放電パワー100W/200mmφ）によって
Si膜Ｂを形成し、両結晶の配向性と結晶化度によって評
価した。その結果を第２表に示す。 (Example 2) The substrate in Example 1 is quartz glass, and the substrate temperature is 500 ° C.
Then, the Si film A was similarly deposited. For comparison, by glow discharge method (discharge power 100W / 200mmφ)
A Si film B was formed and evaluated by the orientation and crystallinity of both crystals. The results are shown in Table 2.

（例３） 原料ガスとしてSi2H6、エッチングガスとしてF2を用
い、上記装置によりa-Si膜を形成した。 (Example 3) Si 2 H 6 was used as a source gas and F 2 was used as an etching gas to form an a-Si film by the above apparatus.

ガラス基体３を支持台２上に載置し、排気装置を用いて
堆積室１内を排気し、10-6Torrに減圧した。基体温度10
0℃で、まず、Si2H6およびF2ガスを各々50SCCM,20SCCM
の流量で導入し、堆積室１内の気圧を0.5Torrに保持す
る。そして、低圧水銀灯800Wを用い、基体３に垂直に光
15を照射して、約60秒間堆積を行った。次に、圧力を20
Torrに上昇させて30秒間保持した後、元の圧力0.5Torr
に減圧した。これたのプロセスを繰り返すことによって
厚膜5000Åのa-Si膜Ａを基体３上に堆積させた。例１と
同様の評価を行い、その結果を第３表に示す。The glass substrate 3 was placed on the support 2, and the inside of the deposition chamber 1 was evacuated using an exhaust device to reduce the pressure to 10 -6 Torr. Base temperature 10
At 0 ° C, 50 SCCM and 20 SCCM of Si 2 H 6 and F 2 gas, respectively
And the atmospheric pressure in the deposition chamber 1 is maintained at 0.5 Torr. Then, using a low pressure mercury lamp 800W, light is emitted vertically to the base body 3.
Irradiation with 15 was performed for about 60 seconds. Then apply pressure 20
After raising to Torr and holding for 30 seconds, the original pressure is 0.5 Torr
The pressure was reduced to. By repeating these processes, a 5000-Å thick a-Si film A was deposited on the substrate 3. The same evaluation as in Example 1 was performed, and the results are shown in Table 3.

第１表〜第３表に示すように、本発明の方法によって形
成されたシリコン堆積膜の方が、従来のものに比べて良
質であることがわかる。他の原料ガスを用いても同様で
ある。 As shown in Tables 1 to 3, it is understood that the silicon deposited film formed by the method of the present invention has better quality than the conventional one. The same applies when other source gases are used.

［発明の効果］ 以上詳細に説明したように、本発明による堆積膜形成方
法によって、低い基体温度で良質の単結晶膜および非晶
質膜を形成することができる。[Effects of the Invention] As described in detail above, the deposited film forming method according to the present invention can form a good-quality single crystal film and an amorphous film at a low substrate temperature.

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

添付図面は、本発明による堆積膜形成方法に一実施例を
実現するための光エネルギ照射型堆積膜形成装置に一例
を示した概略的構成図である。 １……堆積室 ２……基体支持台 ３……基体 ４……ヒータ ６〜９……ガス供給源 10……ガス導入管 12……ガス排気管 14……光エネルギ発生装置The accompanying drawings are schematic configuration diagrams showing an example of a light energy irradiation type deposited film forming apparatus for realizing an example of the deposited film forming method according to the present invention. 1 ... Deposition chamber 2 ... Substrate support 3 ... Substrate 4 ... Heater 6-9 ... Gas supply source 10 ... Gas inlet pipe 12 ... Gas exhaust pipe 14 ... Optical energy generator

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小俣 智司 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 高須 克二 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 長田 芳幸 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−61124（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−104120（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−124124（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−177919（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−152023（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−202928（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−23344（ＪＰ，Ａ) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Satoshi Omata 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Katsuji Takasu 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Kya Non-Incorporated (72) Inventor Yoshiyuki Nagata 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Incorporated (56) Reference JP 59-61124 (JP, A) JP 59-104120 ( JP, A) JP 59-124124 (JP, A) JP 59-177919 (JP, A) JP 60-152023 (JP, A) JP 60-202928 (JP, A) JP Sho 60-23344 (JP, A)

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】基体を収容した室内に導入された原料ガス
を光エネルギを利用して励起して分解または重合し、前
記基体上に原料ガスに含まれる原子を含有する堆積膜を
形成する堆積プロセスと、 前記室内に導入されたエッチングガスによって前記堆積
膜をエッチングするエッチングプロセスと、 前記室内に導入された原料ガスを光エネルギを利用して
励起し分解または重合し前記エッチングされた堆積膜上
に原料ガスに含まれる原子を含有する堆積膜を形成する
堆積プロセスと、を連続して行うことを特徴とする堆積
膜形成方法。1. Deposition in which a source gas introduced into a chamber containing a substrate is excited by utilizing light energy to decompose or polymerize to form a deposited film containing atoms contained in the source gas on the substrate. A process, an etching process for etching the deposited film with an etching gas introduced into the chamber, and a source gas introduced into the chamber excited by light energy to decompose or polymerize to deposit the etched deposited film. And a deposition process for forming a deposition film containing atoms contained in the raw material gas, which are continuously performed. 【請求項２】上記室内に上記原料ガスと上記エッチング
ガスとを入れ替えることによって上記堆積プロセスと上
記エッチングプロセスとをそれぞれ行うことを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の堆積膜形成方法。2. The deposition film forming method according to claim 1, wherein the deposition process and the etching process are performed by replacing the source gas and the etching gas in the chamber. 【請求項３】上記室内に上記原料ガスと上記エッチング
ガスとを同時に導入し上記室内の圧力を変化させること
で上記堆積プロセスと上記エッチングプロセスとをそれ
ぞれ行うことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
堆積膜形成方法。3. The deposition process and the etching process are performed by introducing the source gas and the etching gas into the chamber at the same time and changing the pressure in the chamber, respectively. 2. The method for forming a deposited film according to item 1.
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