JPH0760792B2 - 堆積膜の形成方法 - Google Patents
堆積膜の形成方法Info
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- JPH0760792B2 JPH0760792B2 JP59098421A JP9842184A JPH0760792B2 JP H0760792 B2 JPH0760792 B2 JP H0760792B2 JP 59098421 A JP59098421 A JP 59098421A JP 9842184 A JP9842184 A JP 9842184A JP H0760792 B2 JPH0760792 B2 JP H0760792B2
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/24—Deposition of silicon only
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、励起エネルギーとして熱を利用し、光導電
膜、半導体あるいは絶縁性の膜を所定の支持体上に形成
させる堆積膜形成法に関し、更に詳しくは、熱エネルギ
ーの付与により、原料ガスの励起、分解状態を作り、所
定の支持体上に、特にアモルファスシリコン（以下ａ−
Siと略記する）の堆積膜を形成する方法に関する。
膜、半導体あるいは絶縁性の膜を所定の支持体上に形成
させる堆積膜形成法に関し、更に詳しくは、熱エネルギ
ーの付与により、原料ガスの励起、分解状態を作り、所
定の支持体上に、特にアモルファスシリコン（以下ａ−
Siと略記する）の堆積膜を形成する方法に関する。
従来、ａ−Siの堆積膜形成方法としては、SiH4またはSi
2H6を原料として用いたグロー放電堆積法及び熱エネル
ギー堆積法が知られている。即ち、これらの堆積法は、
原料ガスとしてのSiH4またはSi2H6を電気エネルギーや
熱エネルギー（励起エネルギー）により分解して支持体
上にａ−Siの堆積膜を形成させる方法であり、形成され
た堆積膜は、光導電膜、半導体あるいは絶縁性の膜等と
して種々の目的に利用されている。
2H6を原料として用いたグロー放電堆積法及び熱エネル
ギー堆積法が知られている。即ち、これらの堆積法は、
原料ガスとしてのSiH4またはSi2H6を電気エネルギーや
熱エネルギー（励起エネルギー）により分解して支持体
上にａ−Siの堆積膜を形成させる方法であり、形成され
た堆積膜は、光導電膜、半導体あるいは絶縁性の膜等と
して種々の目的に利用されている。
しかしながら、高出力放電下で堆積膜の形成が行なわれ
るグロー放電堆積法に於いては、均一な放電の分布状態
が常に得られないなど再現性のある安定した条件の制御
が難しく、更に膜形成中に於ける膜への高出力放電の影
響が大きく、形成された膜の電気的、光学的特性の均一
性、品質の安定性の確保が難しく、堆積時の膜表面の乱
れ、堆積膜内の欠陥が生じやすい。特に、厚膜の堆積膜
を電気的、光学的特性に於いて均一にこの方法により形
成することは非常に困難であった。
るグロー放電堆積法に於いては、均一な放電の分布状態
が常に得られないなど再現性のある安定した条件の制御
が難しく、更に膜形成中に於ける膜への高出力放電の影
響が大きく、形成された膜の電気的、光学的特性の均一
性、品質の安定性の確保が難しく、堆積時の膜表面の乱
れ、堆積膜内の欠陥が生じやすい。特に、厚膜の堆積膜
を電気的、光学的特性に於いて均一にこの方法により形
成することは非常に困難であった。
一方、熱エネルギー堆積法においても、通常400℃以上
の高温が必要となることから使用される支持体材料が限
定され、加えて所望のａ−Si中の有用な結合水素原子が
離脱してしまう確立が増加するため、所望の特性が得難
い。
の高温が必要となることから使用される支持体材料が限
定され、加えて所望のａ−Si中の有用な結合水素原子が
離脱してしまう確立が増加するため、所望の特性が得難
い。
そこで、これらの問題点を解決する１つの方法として、
SiH4,Si2H6以外のシリコン化合物を原料とするａ−Siの
低熱量の熱エネルギー堆積法（熱CVD）が注目される。
SiH4,Si2H6以外のシリコン化合物を原料とするａ−Siの
低熱量の熱エネルギー堆積法（熱CVD）が注目される。
この低熱量の熱エネルギー堆積法は、励起エネルギーと
しての前述の方法に於けるグロー放電や高温加熱の代わ
りに低温加熱を用いるものであり、ａ−Siの堆積膜の製
作を低エネルギーレベルで実施できるようにするもので
ある。また、低温なほど原料ガスを均一に加温すること
が容易であり、前述の堆積法と比べて低いエネルギー消
費で、均一性を保持した高品質の成膜を行なうことがで
き、また製造条件の制御が容易で安定した再現性が得ら
れ、更に支持体を高温に加熱する必要がなく、支持体に
対する選択性も広がる利点もある。
しての前述の方法に於けるグロー放電や高温加熱の代わ
りに低温加熱を用いるものであり、ａ−Siの堆積膜の製
作を低エネルギーレベルで実施できるようにするもので
ある。また、低温なほど原料ガスを均一に加温すること
が容易であり、前述の堆積法と比べて低いエネルギー消
費で、均一性を保持した高品質の成膜を行なうことがで
き、また製造条件の制御が容易で安定した再現性が得ら
れ、更に支持体を高温に加熱する必要がなく、支持体に
対する選択性も広がる利点もある。
本発明は上記した点に鑑みなされたものであり、励起エ
ネルギーとして、低レベルの熱エネルギーを用いて堆積
室内にプラズマを生起させることなく成膜を行うこと
で、高品質を維持しつつ高い成膜速度でシリコン原子を
含む堆積膜を形成することのできる熱エネルギー堆積法
を提供することにある。
ネルギーとして、低レベルの熱エネルギーを用いて堆積
室内にプラズマを生起させることなく成膜を行うこと
で、高品質を維持しつつ高い成膜速度でシリコン原子を
含む堆積膜を形成することのできる熱エネルギー堆積法
を提供することにある。
本発明の他の目的は、大面積，厚膜の堆積膜の形成にあ
っても、電気的，光学的特性の均一性，品質の安定性を
確保した高品質の堆積膜を形成することのできる方法を
提供することにある。
っても、電気的，光学的特性の均一性，品質の安定性を
確保した高品質の堆積膜を形成することのできる方法を
提供することにある。
本発明は、鋭意検討の結果、これらの目的が、熱エネル
ギーにより分解される原料ガスとして、一般式;SinH
2n+2（ｎ≧４）で表わされる側鎖を有する鎖式シラン化
合物をハロゲン化合物との混合状態で用いることによっ
て達成されることを見い出し完成されたものである。
ギーにより分解される原料ガスとして、一般式;SinH
2n+2（ｎ≧４）で表わされる側鎖を有する鎖式シラン化
合物をハロゲン化合物との混合状態で用いることによっ
て達成されることを見い出し完成されたものである。
すなわち、本発明の堆積膜形成方法は、150℃〜300℃に
保持された支持体が配された堆積室内に、一般式;SinH
2n+2（ｎ≧４）で表される側鎖を有する鎖式シラン化合
物及びハロゲンガスの気体状雰囲気を形成し、前記堆積
室内に、プラズマを生起させ得る電気エネルギーを供給
することなく熱エネルギーを供給して前記化合物を励起
し、前記支持体上にシリコン原子を含む堆積膜を形成す
ることを特徴とする。
保持された支持体が配された堆積室内に、一般式;SinH
2n+2（ｎ≧４）で表される側鎖を有する鎖式シラン化合
物及びハロゲンガスの気体状雰囲気を形成し、前記堆積
室内に、プラズマを生起させ得る電気エネルギーを供給
することなく熱エネルギーを供給して前記化合物を励起
し、前記支持体上にシリコン原子を含む堆積膜を形成す
ることを特徴とする。
本発明の方法に於いて使用されるａ−Si堆積膜形成用の
原料は、一般式;SinH2n+2（ｎ≧４）で表わされる側鎖
を有する鎖式シラン化合物であり、良質なａ−Si堆積膜
を形成するためには、上記式中のｎが４〜15、好ましく
は４〜10、より好ましくは４〜７であることが望まし
い。
原料は、一般式;SinH2n+2（ｎ≧４）で表わされる側鎖
を有する鎖式シラン化合物であり、良質なａ−Si堆積膜
を形成するためには、上記式中のｎが４〜15、好ましく
は４〜10、より好ましくは４〜７であることが望まし
い。
このような化合物の例としては、下記式で示されるもの
を挙げることができる。
を挙げることができる。
しかしながら、このような側鎖を有する鎖式シラン化合
物は、励起エネルギーとして熱エネルギーを用いた場
合、効率良い、励起、分解が得られず、良好な成膜速度
が得られない。
物は、励起エネルギーとして熱エネルギーを用いた場
合、効率良い、励起、分解が得られず、良好な成膜速度
が得られない。
そこで本発明の方法に於いては、熱エネルギーによる上
記の側鎖を有する鎖式シラン化合物の励起、分解をより
効率良く促進させるために、該側鎖を有する鎖式シラン
化合物にハロゲン化合物が混合される。
記の側鎖を有する鎖式シラン化合物の励起、分解をより
効率良く促進させるために、該側鎖を有する鎖式シラン
化合物にハロゲン化合物が混合される。
本発明の方法に於いて上記側鎖を有する鎖式シラン化合
物に混合されるハロゲン化合物は、ハロゲン原子を含有
した化合物であり、上記側鎖を有する鎖式シラン化合物
の熱エネルギーによる励起、分解をより効率良く促進さ
せることのできるものである。このようなハロゲン化合
物としては、Cl2,Br2,I2,F2等のハロゲンガス等を挙げ
ることができる。
物に混合されるハロゲン化合物は、ハロゲン原子を含有
した化合物であり、上記側鎖を有する鎖式シラン化合物
の熱エネルギーによる励起、分解をより効率良く促進さ
せることのできるものである。このようなハロゲン化合
物としては、Cl2,Br2,I2,F2等のハロゲンガス等を挙げ
ることができる。
本発明の方法に於ける前記ａ−Si膜形成用原料化合物に
混合されるハロゲン化合物の割合いは、使用されるａ−
Si膜形成用原料化合物及びハロゲン化合物の種類等によ
って異なるが、0.01〜80Vol％、好ましくは0.1〜50Vol
％の範囲で使用される。
混合されるハロゲン化合物の割合いは、使用されるａ−
Si膜形成用原料化合物及びハロゲン化合物の種類等によ
って異なるが、0.01〜80Vol％、好ましくは0.1〜50Vol
％の範囲で使用される。
次に、前記堆積室内に導入された前記シリコン化合物ガ
スに対する熱エネルギーの付与はジュール熱発生要素高
周波加熱手段等を用いて行われる。
スに対する熱エネルギーの付与はジュール熱発生要素高
周波加熱手段等を用いて行われる。
ジュール熱発生要素としては電熱線、電熱板等のヒータ
を、また、高周波加熱手段としては誘導加熱、誘電加熱
等を挙げることができる。
を、また、高周波加熱手段としては誘導加熱、誘電加熱
等を挙げることができる。
ジュール熱発生要素による実施態様について説明すれば
ヒータを支持体の裏面に接触ないし近接させて支持体表
面を伝導加熱し、表面近傍の原料ガスを熱励起、分解せ
しめ、分解生成物を支持体表面に堆積させる。
ヒータを支持体の裏面に接触ないし近接させて支持体表
面を伝導加熱し、表面近傍の原料ガスを熱励起、分解せ
しめ、分解生成物を支持体表面に堆積させる。
他にヒーターを支持体の表面近傍に置くことも可能であ
る。
る。
以下、第１図を参照しつつ本発明の方法を詳細に説明す
る。
る。
第１図は支持体上に、ａ−Siからなる光導電膜、半導体
膜、又は絶縁体膜等の機能膜を形成するための堆積膜形
成装置の概略構成図である。
膜、又は絶縁体膜等の機能膜を形成するための堆積膜形
成装置の概略構成図である。
堆積膜の形成は堆積室１の内部で行なわれる。
堆積室１の内部に置かれる３は支持体の配置される支持
台である。
台である。
４は支持体加熱用のヒーターであり、導線５によって該
ヒーター４に給電される。堆積室１内にａ−Siの原料ガ
ス、及び必要に応じて使用されるキャリアーガス等のガ
スを導入するためのガス導入管内が堆積室１に連結され
ている。このガス導入管17の他端は上記原料ガス及び必
要に応じて使用されるキャリアガス等のガスを供給する
ためのガス供給源9,10,11,12に連結されている。ガス供
給源9,10,11,12から堆積室１に向って流出する各々のガ
スの流量を計測するため、対応するフローメータ15−1,
15−2,15−3,15−４が対応する分枝したガス導入管17−
1,17−2,17−3,17−４の途中に設けられる。各々のフロ
ーメータの前後にはバルブ14−1,14−2,14−3,14−4,16
−1,16−2,16−3,16−４が設けられ、これらのバルブを
調節することにより所定の流量のガスを供給しうる。13
−1,13−2,13−3,13−4,は圧力メータであり、対応する
フローメータの高圧側の圧力を計測するためのものであ
る。
ヒーター４に給電される。堆積室１内にａ−Siの原料ガ
ス、及び必要に応じて使用されるキャリアーガス等のガ
スを導入するためのガス導入管内が堆積室１に連結され
ている。このガス導入管17の他端は上記原料ガス及び必
要に応じて使用されるキャリアガス等のガスを供給する
ためのガス供給源9,10,11,12に連結されている。ガス供
給源9,10,11,12から堆積室１に向って流出する各々のガ
スの流量を計測するため、対応するフローメータ15−1,
15−2,15−3,15−４が対応する分枝したガス導入管17−
1,17−2,17−3,17−４の途中に設けられる。各々のフロ
ーメータの前後にはバルブ14−1,14−2,14−3,14−4,16
−1,16−2,16−3,16−４が設けられ、これらのバルブを
調節することにより所定の流量のガスを供給しうる。13
−1,13−2,13−3,13−4,は圧力メータであり、対応する
フローメータの高圧側の圧力を計測するためのものであ
る。
フローメータを通過した各々のガスは混合されて、不図
示の排気装置によって減圧下にある堆積室１内へ導入さ
れる。なお、圧力メータ18は混合ガスの場合にはその総
圧が計測される。
示の排気装置によって減圧下にある堆積室１内へ導入さ
れる。なお、圧力メータ18は混合ガスの場合にはその総
圧が計測される。
堆積室１内を減圧にしたり、導入されたガスを排気する
ために、ガス排気管20が堆積室１に連結されている。ガ
ス排気管の他端は不図示の排気装置に連結される。
ために、ガス排気管20が堆積室１に連結されている。ガ
ス排気管の他端は不図示の排気装置に連結される。
本発明に於いて、ガス供給源9,10,11,12の個数は適宜、
増減されうるものである。
増減されうるものである。
つまり、単一の原料ガスを使用する場合にはガス供給源
は１つで足りる。しかしながら、２種の原料ガスを混合
して使用する場合、単一の原料ガスに（触媒ガスあるい
はキャリアーガス等）を混合する場合には２つ以上必要
である。
は１つで足りる。しかしながら、２種の原料ガスを混合
して使用する場合、単一の原料ガスに（触媒ガスあるい
はキャリアーガス等）を混合する場合には２つ以上必要
である。
なお、原料の中には常温で気体にならず、液体のままの
ものもあるので、液体原料を用いる場合には、不図示の
気化装置が設置される。気化装置には加熱沸騰を利用す
るもの、液体原料中にキャリアーガスを通過させるもの
等がある。気化によって得られた原料ガスはフローメー
タを通って堆積室１内に導入される。
ものもあるので、液体原料を用いる場合には、不図示の
気化装置が設置される。気化装置には加熱沸騰を利用す
るもの、液体原料中にキャリアーガスを通過させるもの
等がある。気化によって得られた原料ガスはフローメー
タを通って堆積室１内に導入される。
このような第１図に示した装置を使用して本発明の方法
により以下のようにしてａ−Siからなる堆積膜を形成す
ることができる。
により以下のようにしてａ−Siからなる堆積膜を形成す
ることができる。
まず、堆積室１内の支持台３上に支持体２をセットす
る。
る。
支持体２としては、形成された堆積膜の用途等に応じて
種々のものが使用される。該支持体を形成できる材料と
しては、導電性支持体には、例えば、NiCl,ステンレス,
Al,Cr,Mo,Au,Nb,Ta,V,Ti,Pt,Pd等の金属またはこれらの
合金、半導電性支持体には、Si,Ge等の半導体、また電
気絶縁性支持体には、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、ガラス、セラミックス、
紙等を挙げることができる。支持体２の形状及び大きさ
は、その使用する用途に応じて、適宜決定される。
種々のものが使用される。該支持体を形成できる材料と
しては、導電性支持体には、例えば、NiCl,ステンレス,
Al,Cr,Mo,Au,Nb,Ta,V,Ti,Pt,Pd等の金属またはこれらの
合金、半導電性支持体には、Si,Ge等の半導体、また電
気絶縁性支持体には、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、ガラス、セラミックス、
紙等を挙げることができる。支持体２の形状及び大きさ
は、その使用する用途に応じて、適宜決定される。
特に、本発明の方法に於いては、支持体の温度を150〜3
00℃程度と比較的低い温度とすることができるので、上
記の支持体を形成する材料の中でも、従来のグロー放電
堆積法や従来の熱エネルギー堆積法には適用できなかっ
た耐熱性の低い材料からなる支持体をも使用することが
可能となった。
00℃程度と比較的低い温度とすることができるので、上
記の支持体を形成する材料の中でも、従来のグロー放電
堆積法や従来の熱エネルギー堆積法には適用できなかっ
た耐熱性の低い材料からなる支持体をも使用することが
可能となった。
このように支持体２を堆積室１内の支持台３上に置いた
後に、ガス排気管20を通して不図示の排気装置により堆
積室内の空気を排気し、減圧にする。減圧下の堆積室内
の気圧は５×10-5Torr以下、好適には10-6Torr以下が望
ましい。
後に、ガス排気管20を通して不図示の排気装置により堆
積室内の空気を排気し、減圧にする。減圧下の堆積室内
の気圧は５×10-5Torr以下、好適には10-6Torr以下が望
ましい。
熱エネルギー付与手段として、電熱ヒータ４を用いる場
合には堆積室１内が減圧されたところで、ヒーター４に
通電し、支持体３を所定の温度に加熱する。この時の支
持体の温度は、150〜300℃、好ましくは200〜250℃とさ
れる。
合には堆積室１内が減圧されたところで、ヒーター４に
通電し、支持体３を所定の温度に加熱する。この時の支
持体の温度は、150〜300℃、好ましくは200〜250℃とさ
れる。
このように、本発明の方法に於いて、側鎖を有する鎖式
シラン化合物をハロゲンガスと混合する場合、側鎖を有
する鎖式シラン化合物の熱エネルギーによる励起、分解
を効率よく促進させるためには支持体の温度を150℃以
上とする必要があり、150℃未満では堆積膜が形成され
たとしても堆積膜がポリマー状になるため緻密で所望の
特性を有する堆積膜が得られないと考えられる。一方、
支持体の温度を300℃以下でないと形成されるａ−Si膜
中の有用な結合水素原子が離脱する確立が増加するため
膜特性が悪くなり所望の特性が得られないものと考えら
れる。また、グロー放電堆積法やSiH4,Si2H6を原料とし
て用いた熱エネルギー堆積法におけるような支持体の高
温加熱を必要としないために、堆積膜形成に必要とされ
るエネルギー消費をも節約することができる。
シラン化合物をハロゲンガスと混合する場合、側鎖を有
する鎖式シラン化合物の熱エネルギーによる励起、分解
を効率よく促進させるためには支持体の温度を150℃以
上とする必要があり、150℃未満では堆積膜が形成され
たとしても堆積膜がポリマー状になるため緻密で所望の
特性を有する堆積膜が得られないと考えられる。一方、
支持体の温度を300℃以下でないと形成されるａ−Si膜
中の有用な結合水素原子が離脱する確立が増加するため
膜特性が悪くなり所望の特性が得られないものと考えら
れる。また、グロー放電堆積法やSiH4,Si2H6を原料とし
て用いた熱エネルギー堆積法におけるような支持体の高
温加熱を必要としないために、堆積膜形成に必要とされ
るエネルギー消費をも節約することができる。
次に、先に挙げたようなａ−Si膜形成用の原料化合物の
（１種以上の）ガスが貯蔵されている供給源９のバルブ
14−1,16−１の各々開き、原料ガスを堆積室１内に送り
こむ。
（１種以上の）ガスが貯蔵されている供給源９のバルブ
14−1,16−１の各々開き、原料ガスを堆積室１内に送り
こむ。
このとき対応するフローメータ15−１で計測しながら流
量調整を行なう。通常、原料ガスの流量は10〜1000SCC
M,好適には20〜500SCCMの範囲が望ましい。
量調整を行なう。通常、原料ガスの流量は10〜1000SCC
M,好適には20〜500SCCMの範囲が望ましい。
堆積室１内の原料ガスの圧力は10-2〜100Torr,好ましく
は10-2〜1Torrの範囲に維持されることが望ましい。
は10-2〜1Torrの範囲に維持されることが望ましい。
このようにして、支持体２の表面近傍を流れる原料ガス
には熱エネルギーが付与され熱励起、熱分解が促され、
生成物質であるａ−Siが支持体上に堆積される。
には熱エネルギーが付与され熱励起、熱分解が促され、
生成物質であるａ−Siが支持体上に堆積される。
本発明の方法に使用される原料ガスは、先に述べたよう
に、熱エネルギーによって容易に励起、分解するので、
５〜50Å/sec程度の高い成膜速度が得られる。ａ−Si以
外の分解生成物及び分解しなかった余剰の原料ガス等は
ガス排気管20を通して排出され、一方、新たな原料ガス
がガス導入管17を通して連続的に供給される。
に、熱エネルギーによって容易に励起、分解するので、
５〜50Å/sec程度の高い成膜速度が得られる。ａ−Si以
外の分解生成物及び分解しなかった余剰の原料ガス等は
ガス排気管20を通して排出され、一方、新たな原料ガス
がガス導入管17を通して連続的に供給される。
本発明の方法に於いては励起エネルギーとして熱エネル
ギーを使用するが、高熱量ではなく低熱量の付与である
ので、該エネルギーを付与すべき原料ガスの占める所定
の空間に対して常に均一に付与できる。
ギーを使用するが、高熱量ではなく低熱量の付与である
ので、該エネルギーを付与すべき原料ガスの占める所定
の空間に対して常に均一に付与できる。
形成過程にある堆積膜へのグロー放電堆積法に於いて認
められたような高出力放電による影響はなく、堆積時で
膜表面の乱れ、堆積膜内の欠陥を起すことなく、均一性
を保ちつつ堆積膜の形成が継続される。
められたような高出力放電による影響はなく、堆積時で
膜表面の乱れ、堆積膜内の欠陥を起すことなく、均一性
を保ちつつ堆積膜の形成が継続される。
このようにしてａ−Si膜が支持体２上に形成され、ａ−
Siの所望の膜厚が得られたことろで、ヒータ４からの熱
エネルギーの付与を停止し、更にバルブ14−1,16−１を
閉じ，原料ガスの供給を停止する、ａ−Si膜の膜厚は、
形成されたａ−Si膜の用途等に応じて適宜選択される。
Siの所望の膜厚が得られたことろで、ヒータ４からの熱
エネルギーの付与を停止し、更にバルブ14−1,16−１を
閉じ，原料ガスの供給を停止する、ａ−Si膜の膜厚は、
形成されたａ−Si膜の用途等に応じて適宜選択される。
次に、不図示の排気装置の駆動により、堆積室内のガス
を排除した後、支持体及び堆積膜が常温となったところ
でバルブ21をあけて、堆積室に大気を徐々に導入し、堆
積室内を常圧に戻して、ａ−Si膜の形成された支持体を
取り出す。
を排除した後、支持体及び堆積膜が常温となったところ
でバルブ21をあけて、堆積室に大気を徐々に導入し、堆
積室内を常圧に戻して、ａ−Si膜の形成された支持体を
取り出す。
このようにして本発明の方法により支持体上に形成され
たａ−Sa膜は、電気的、光学的特性の均一性、品質の安
定性に優れたａ−Si膜である。
たａ−Sa膜は、電気的、光学的特性の均一性、品質の安
定性に優れたａ−Si膜である。
なお、以上説明した本発明の方法の一例に於いては、減
圧下に於いて堆積膜が形成されたが、これに限定される
ことなく、本発明方法は、所望に応じて常圧下、加圧下
に於いて行なうこともできる。
圧下に於いて堆積膜が形成されたが、これに限定される
ことなく、本発明方法は、所望に応じて常圧下、加圧下
に於いて行なうこともできる。
以上のような本発明の方法によれば、励起エネルギーと
して、低熱量の熱エネルギーを使用し、かつ該熱エネル
ギーによって容易に励起、分解する原料ガスを用いたこ
とにより、高い成膜速度による低エネルギーレベルでの
ａ−Si堆積膜の形成が可能となり、電気的、光学的特性
の均一性、品質の安定性に優れたａ−Si堆積膜を形成す
ることができるようになった。従って、本発明の方法に
於いては、従来のグロー放電堆積法や従来の熱エネルギ
ー堆積法には適用できなかった耐熱性の低い材料からな
る支持体をも使用することができ、また支持体の高温加
熱に必要とされるエネルギー消費を節約することが可能
となった。
して、低熱量の熱エネルギーを使用し、かつ該熱エネル
ギーによって容易に励起、分解する原料ガスを用いたこ
とにより、高い成膜速度による低エネルギーレベルでの
ａ−Si堆積膜の形成が可能となり、電気的、光学的特性
の均一性、品質の安定性に優れたａ−Si堆積膜を形成す
ることができるようになった。従って、本発明の方法に
於いては、従来のグロー放電堆積法や従来の熱エネルギ
ー堆積法には適用できなかった耐熱性の低い材料からな
る支持体をも使用することができ、また支持体の高温加
熱に必要とされるエネルギー消費を節約することが可能
となった。
以下、本発明の方法を実施例に従って更に詳細に説明す
る。
る。
実施例１ 第１図に示した装置を使用し、ａ−Si堆積膜形成用の原
料として鎖式シラン化合物No.1を用い、更にハロゲン化
合物として、I2を用い、ａ−Si（アモルファス−Si）膜
の形成を以下のようにして実施した。
料として鎖式シラン化合物No.1を用い、更にハロゲン化
合物として、I2を用い、ａ−Si（アモルファス−Si）膜
の形成を以下のようにして実施した。
まず、支持体（ポリエチレンテレフタレート）を堆積室
１内の支持台３にセットし、ガス排気管20を通して排気
装置（不図示）によって堆積室１内を10-6Torrに減圧
し、ヒーター４に通電して支持体温度を230℃に保ち、
次に化合物No.1が充填された原料供給源９のバルブ14−
1,16−１及びI2充填された供給源29のバルブ14−5,16−
５を各々開き、原料ガス及びハロゲン化合物ガスを堆積
室１内に導入した。
１内の支持台３にセットし、ガス排気管20を通して排気
装置（不図示）によって堆積室１内を10-6Torrに減圧
し、ヒーター４に通電して支持体温度を230℃に保ち、
次に化合物No.1が充填された原料供給源９のバルブ14−
1,16−１及びI2充填された供給源29のバルブ14−5,16−
５を各々開き、原料ガス及びハロゲン化合物ガスを堆積
室１内に導入した。
このとき対応するフローメータ15−1,15−５で計測しな
がら化合物No.1のガス流量を150SCCMに、I2のガス流量
を10SCCMに調整した。次に、堆積室内の圧力を0.1Torr
に保ち、厚さ5000Åのａ−Si層を、29Å/secの成膜速度
で支持体２上に堆積させた。なお、熱エネルギーは、堆
積室１内に配置さた支持体２表面全体の近傍を流れるガ
スに対して、一様に付与された。このときａ−Si以外の
分解生成物及び分解しなかった余剰の原料ガス等はガス
排気管20を通して排出され、一方、新たな原料ガス及び
ハロゲン化合物ガスがガス導入管17,30を通して連続的
に供給された。
がら化合物No.1のガス流量を150SCCMに、I2のガス流量
を10SCCMに調整した。次に、堆積室内の圧力を0.1Torr
に保ち、厚さ5000Åのａ−Si層を、29Å/secの成膜速度
で支持体２上に堆積させた。なお、熱エネルギーは、堆
積室１内に配置さた支持体２表面全体の近傍を流れるガ
スに対して、一様に付与された。このときａ−Si以外の
分解生成物及び分解しなかった余剰の原料ガス等はガス
排気管20を通して排出され、一方、新たな原料ガス及び
ハロゲン化合物ガスがガス導入管17,30を通して連続的
に供給された。
このようにして本発明の方法により形成された、ａ−Si
膜の評価は、基板上に形成されたａ−Si膜のそれぞれの
上に、さらにクシ型のAlのギャップ電極（長さ250μ、
巾5mm）を形成して、光電流（光照射強度AMI;約100mW/c
m2）と暗電流を測定し、その光導電率σＰ及び光導電率
σＰと暗導電率σｄとの比（σP/σｄ）を求めることに
よって行なった。
膜の評価は、基板上に形成されたａ−Si膜のそれぞれの
上に、さらにクシ型のAlのギャップ電極（長さ250μ、
巾5mm）を形成して、光電流（光照射強度AMI;約100mW/c
m2）と暗電流を測定し、その光導電率σＰ及び光導電率
σＰと暗導電率σｄとの比（σP/σｄ）を求めることに
よって行なった。
なお、ギャップ電極は、上記のようにして形成されたａ
−Si膜を蒸着槽に入れて、該槽を一度10-6Torrの真空度
まで減圧した後、真空度を10-5Torrに調整して、蒸着速
度20Å/secで、1500Åの層厚で、Alをａ−Si層上に蒸着
し、これを所定の形状を有するパターンマスクを用い
て、エッチングしてパターニングを行なって形成した。
−Si膜を蒸着槽に入れて、該槽を一度10-6Torrの真空度
まで減圧した後、真空度を10-5Torrに調整して、蒸着速
度20Å/secで、1500Åの層厚で、Alをａ−Si層上に蒸着
し、これを所定の形状を有するパターンマスクを用い
て、エッチングしてパターニングを行なって形成した。
得られたσＰ値、σP/σｄ比を表１に示す。
実施例２及び３ ハロゲン化合物として、Br2（実施例２）またはCl2（実
施例３）を用いた以外は、実施例１と同様にしてａ−Si
膜の形成を実施し、得られたａ−Si膜を実施例１と同様
にして評価した。評価結果を表１に示す。
施例３）を用いた以外は、実施例１と同様にしてａ−Si
膜の形成を実施し、得られたａ−Si膜を実施例１と同様
にして評価した。評価結果を表１に示す。
実施例４〜９ ａ−Si堆積膜形成用の原料及びハロゲン化合物として、
先に挙げた側鎖を有する鎖式シラン化合物No.2,No.3,及
びI2,Br2,Cl2のそれぞれを個々に組合わせて用い、ハロ
ゲンガス流量を表１及び表２に示した様に設定した以外
は実施例１と同様にして、ａ−Si膜を堆積した。得られ
たａ−Si膜を実施例１と同様にして評価した。評価結果
を表１及び表２に示す。
先に挙げた側鎖を有する鎖式シラン化合物No.2,No.3,及
びI2,Br2,Cl2のそれぞれを個々に組合わせて用い、ハロ
ゲンガス流量を表１及び表２に示した様に設定した以外
は実施例１と同様にして、ａ−Si膜を堆積した。得られ
たａ−Si膜を実施例１と同様にして評価した。評価結果
を表１及び表２に示す。
比較例１〜３ ａ−Si堆積膜形成用の原料として先に挙げた鎖を有する
鎖式シラン化合物をNo.1,No.2,No.3を用い、ハロゲン化
合物を使用しないこと以外は実施例１と同様にしてａ−
Si膜を堆積した。得られたａ−Si膜を実施例１と同様に
して評価した。評価結果を表１及び表２に示す。以上の
実施例１〜９及び比較例１〜３の結果をまとめると、成
膜速度については表１及び表２の評価結果に示されたよ
うに、同種のａ−Si堆積膜形成用原料を用いたそれぞれ
対応する実施例と比較例を比べた場合、ハロゲン化合物
を混合した場合は、そうしない場合よりも約２〜３倍程
度成膜速度が大きくなった。ハロゲンの種類による成膜
速度の促進の割合は、一般にCl2,Br2,I2の順に大きい。
鎖式シラン化合物をNo.1,No.2,No.3を用い、ハロゲン化
合物を使用しないこと以外は実施例１と同様にしてａ−
Si膜を堆積した。得られたａ−Si膜を実施例１と同様に
して評価した。評価結果を表１及び表２に示す。以上の
実施例１〜９及び比較例１〜３の結果をまとめると、成
膜速度については表１及び表２の評価結果に示されたよ
うに、同種のａ−Si堆積膜形成用原料を用いたそれぞれ
対応する実施例と比較例を比べた場合、ハロゲン化合物
を混合した場合は、そうしない場合よりも約２〜３倍程
度成膜速度が大きくなった。ハロゲンの種類による成膜
速度の促進の割合は、一般にCl2,Br2,I2の順に大きい。
また、本実施例に於いて形成されたａ−Si膜は電気的特
性に関しても良好なものであった。
性に関しても良好なものであった。
第１図は、本発明の方法に用いられる堆積膜形成装置の
一例の概略構成図である。 1:堆積室、2:支持体、3:支持台、4:ヒーター、5:導線、
６−1,6−2,6−3:ガスの流れ、9,10,11,12:ガス供給
源、13−1,13−2,13−3,13−4,18:圧力メーター、14−
1,14−2,14−3,14−4,16−1,16−2,16−3,16−4,21:バ
ルブ、15−1,15−2,15−3,15−4:フローメーター、17,1
7−1,17−2,17−3,17−4:ガス導入管、20:ガス排気管
一例の概略構成図である。 1:堆積室、2:支持体、3:支持台、4:ヒーター、5:導線、
６−1,6−2,6−3:ガスの流れ、9,10,11,12:ガス供給
源、13−1,13−2,13−3,13−4,18:圧力メーター、14−
1,14−2,14−3,14−4,16−1,16−2,16−3,16−4,21:バ
ルブ、15−1,15−2,15−3,15−4:フローメーター、17,1
7−1,17−2,17−3,17−4:ガス導入管、20:ガス排気管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 春田 昌宏 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 平井 裕 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 江口 健 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 中桐 孝志 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58−158646（ＪＰ，Ａ) Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，39 〔５〕，（’81−９−１），ＰＰ．436− 438
Claims (1)
- 【請求項１】150℃〜300℃に保持された支持体が配され
た堆積室内に、一般式;SinH2n+2（ｎ≧４）で表される
側鎖を有する鎖式シラン化合物及びハロゲンガスの気体
状雰囲気を形成し、前記堆積室内に、プラズマを生起さ
せ得る電気エネルギーを供給することなく熱エネルギー
を供給して前記化合物を励起し、前記支持体上にシリコ
ン原子を含む堆積膜を形成することを特徴とする堆積膜
の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59098421A JPH0760792B2 (ja) | 1984-05-16 | 1984-05-16 | 堆積膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59098421A JPH0760792B2 (ja) | 1984-05-16 | 1984-05-16 | 堆積膜の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60242613A JPS60242613A (ja) | 1985-12-02 |
| JPH0760792B2 true JPH0760792B2 (ja) | 1995-06-28 |
Family
ID=14219352
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59098421A Expired - Lifetime JPH0760792B2 (ja) | 1984-05-16 | 1984-05-16 | 堆積膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0760792B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008051328A1 (en) | 2006-10-24 | 2008-05-02 | Dow Corning Corporation | Composition comprising neopentasilane and method of preparing same |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58158646A (ja) * | 1982-03-16 | 1983-09-20 | Canon Inc | 電子写真用光導電部材 |
-
1984
- 1984-05-16 JP JP59098421A patent/JPH0760792B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，３９〔５〕，（’８１−９−１），ＰＰ．４３６−４３８ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60242613A (ja) | 1985-12-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |