JPH08504539A - 半導体層及び絶縁層製造法 - Google Patents

半導体層及び絶縁層製造法

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Abstract

(57)【要約】 この発明の目的は、半導体層および絶縁層を容易に作製する方法を提供することにある。この発明は、通常の状態で、珪素、ガリウム、ゲルマニウム、又は砒素を含有した化合物が、０゜以下の温度に保持された基板（５）の表面（５Ｓ）に堆積される。フィルム（１１）には、引き続き所定の波長のＵＶ光が照射される。

Description

【発明の詳細な説明】 半導体層及び絶縁層製造法 本発明は、請求項１に記載の、基板上に半導体層及び絶縁層を製造する方法に 関する。 この方法で製造される半導体層はソーラセル又は薄膜トランジスタの製造に用 いられる。絶縁層は半導体素子の封止又は不活性化に適当である。 薄い半導体層及び絶縁層を従来より容易な方法で製造する方法を記述する課題 が本発明の基礎になっている。 この課題は本発明に基づき、請求項１の特徴によって解決される。 本発明の方法によって、珪素、ガリウム、ゲルマニウム又は砒素含有の化合物 の形態をとる金属又は非金属成分を有する固体の又は液状のフィルムをまず基板 上に堆積することは容易な方法で可能である。この層を、室温及び大気圧の場合 に液状でありかつ上記成分を有する化合物で製造する。ガス状の化合物を、キャ リアガスによって、基板の表面を覆うように導き、そこで堆積する。基板は反応 器にあって、０℃以下の温度に保たれる。ガス状の化合物の堆積によって液状の 又は固体の層が確実に形成されるときの温度を選択することは好ましい。酸化物 、窒化物又は炭化物を生成するために、キャリアガスに酸素、窒素、二酸化窒素 、アンモニア又は炭化水素を混合することができる。Ｓｉ−Ｈの形成は水素の適 切な供給によって達成される。珪素含有の層を形成するため、ＳｉＨ4、Ｓｉ2Ｈ6 の形態のシランをキャリアガスと共に、被覆されるべき基板の表面に供給する ことは好ましい。堆積された層が所望の厚さを達成したときに、層を、好ましく は８０ｎｍから２５０ｎｍの間の波長を有する紫外線光子の照射に晒す。紫外線 光子の照射によって、化合物に含まれる珪素、ゲルマニウム、ガリウム又は砒素 の成分を分解する。本発明によると、層の部分的な照射も可能であるように、紫 外線光子と層の間にマスクを配置する可能性がある。これに続く昇温によって、 非照射層部分を気化させることができる。 本発明に本質的なその他の特徴は従属の請求項に記述されている。 図１は半導体層及び絶縁層の製造装置の図である。 図２は図１に図示した装置の変形例の図である。 図１はほぼ反応器２によって形成される装置１を示している。この反応器は供 給管３及び排出管４を有する。反応器２の下方領域には被覆されるべき基板５が 配置されている。基板５は窓６の下方に配置されるように位置決めされており、 窓６は、反応器２の、基板５に対向している境界面２Ｓに設置されている。窓６ を覆うように紫外線照射源７が設置されれいる。基板を半導体層又は絶縁層で被 覆するために、ガス状の化合物８をキャリアガス９と共に供給管３を通って反応 器２に導入する。キャリアガス９として例えばアルゴンを用いることができる。 珪素含有の層を基板５に形成しようとす るときは、キャリアガス８によって、ＳｉＨ4またはＳｉ2Ｈ6の形態をとるシラ ンを基板５の表面５Ｓを覆うように導く。ゲルマニウム又は砒素含有の層を形成 するために、ＧｅＨ4又はＡｓＨ3をキャリアガス８と共に基板５の表面５Ｓに導 く。基板５をマイナス１５０℃までの温度でも耐えられるいかなる有機又は無機 材料でも製造することができる。基板５をセラミック材料例えばＡｌ2Ｏ3で製造 することは好ましい。基板５は冷却装置１０によって囲繞され、該冷却装置１０ は基板５をマイナス１３５℃の温度に冷却することができる。キャリアガス８に よって反応器２に導入されたガス状の化合物９を、基板５の冷却された表面５Ｓ 上に層１１として堆積する。この層が所望の厚さに達したら、ガス状成分８及び ９の供給管は遮断される。層１１の堆積に続いて紫外線光子によって層１１を照 射する。ＥＰ−ＯＳ０２５４１１１に記載のように、紫外線照射源として例えば 紫外線高出力照射器７を用いることができる。この紫外線高出力照射器７は一側 が冷却された金属電極（ここでは図示なし）及び誘電体（ここでは同様に図示な し）を区画しかつ稀ガス又はガス混合物を充填した放電室（ここでは図示なし） からなる。誘電体と、該誘電体の、放電室に向いた表面にある第２の電極とは、 無音電気放電によって発生された放射線を通す。こうした構造によりかつ充填ガ スの適切な選択により、高い効率を有する広域の紫外線高出力照射器７を形成す る。ヘリウム又はアルゴンの充填ガスによって、６０から１００ｎｍの間の、む しろ１０７から１６５ｎｍの間の波長を有する紫外 線を発生する。充填ガスとしてはネオン、アルゴン、クリプトン又はキセノンを 用いることが好ましく、該ガスの放射最大値は約９０ｎｍ、１３０ｎｍ、１５０ ｎｍ及び１７０ｎｍである。紫外線高出力照射器７と基板５との間にマスク２０ を配置することによって、層１１を部分的にのみ、しかもマスク２０に通路２１ が設けてある領域に照射することができる。照射によって、層１１に含まれる珪 素を除去する。キャリアガス８及びガス状の化合物９と共に追加的に酸素を反応 器２に導入するとき、珪素はこれと反応することができ、誘電酸化珪素層が形成 される。窒素又は炭素の導入によって窒化珪素層又は炭化珪素層の形成も可能で ある。基板温度を上げることによって、層１１の非照射領域を気化させて、排出 管４を通って反応器２から除去することができる。 本発明によれば、珪素含有の化合物９の代わりに、キャリアガス８と共に、ゲ ルマニウム含有の、ガリウム含有の又は砒素含有の化合物９も反応器２に導入す る可能性がある。 図２は図１に図示した装置１の変形例を示している。照射源７及びそれの配置 を除き、図１に図示の装置との相違はない。ここで用いられる紫外線照射器７は 反応器２内に設置され、高圧源３０に接続されている。紫外線照射器７は互いに 所定の間隔をあけて配置された複数の電極３１によって形成され、該電極３１は 中空シリンダとして形成され、誘電体を被覆したガラス又は金属で製造されてい る。この紫外線照射器７の詳細な記述はＤＥ−ＯＳ３９１９５３８に開示されて いる。間に夫々ギャップ３２を具備する電極３１の間にガス を導入すると、無音放電が生じる。この場合、導入されたガスの種類に応じて８ ０ｎｍから２５０ｎｍの間の波長を有する紫外線が発生される。ガス状の化合物 ９の導入のために例えばアルゴンをキャリアガス８として用いるので、このガス は電極３１間のギャップ３２に無音放電を生じさせる。これによって、基板５上 に堆積された層１１を全体に又はマスク２０を通して照射することができる紫外 線を形成する。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １．珪素、ガリウム、ゲルマニウム又は砒素の形態をとる少なくとも１つの成 分を有する、通常の条件下ではガス状の化合物（９）を、キャリアガス（８）と 共に、０℃以下の温度に保たれた基板（５）の表面（５Ｓ）に送ること、及び続 いて、前記基板（５）上に堆積された層（１１）の全体又は部分に、所定の波長 を有する紫外線光子を照射すること、を特徴とする半導体層及び絶縁層製造法。 ２．前記基板（５）をマイナス１５０℃まで耐えられる有機又は無機材料で製 造し、反応器（２）内に設置すること、及びキャリアガス（８）を前記ガス状の 化合物（９）と共に前記反応器（２）に導入すること、を特徴とする請求項１に 記載の方法。 ３．前記基板（５）上に堆積された層（１１）の非照射領域を気化させて、前 記反応器（２）から除去すること、を特徴とする請求項１又は２に記載の方法。 ４．前記層（１１）を全体又は部分的に照射するために、紫外線高出力照射器 （７）又はレーザを用いること、を特徴とする請求項１乃至３のいずれか１に記 載の方法。 ５．前記基板（５）をマイナス０℃からマイナス１３０℃の間の温度に保つこ と、を特徴とする請求項１乃至４のいずれか１に記載の方法。 ６．珪素含有の層（１１）を形成するために、ＳｉＨ4又はＳｉ2Ｈ6をキャリ アガス（８）と共に基板（５）の表面（５Ｓ）に供給すること、を特徴とする請 求項１乃至５のい ずれか１に記載の方法。 ７．ゲルマニウム含有の層（１１）を形成するために、ＧｅＨ4をキャリアガ スと共に前記基板（５）の前記表面（５Ｓ）に供給すること、を特徴とする請求 項１乃至６のいずれか１に記載の方法。 ８．砒素含有の層（１１）を形成するために、ＡｓＨ3をキャリアガスと共に 前記基板（５）の前記表面（５Ｓ）に供給すること、を特徴とする請求項１乃至 ７のいずれか１に記載の方法。 ９．水素含有の、非晶質の珪素層を形成するため、酸化物、窒化物又は炭化物 を生成するために、前記キャリアガスに水素、酸素、二酸化窒素、窒素、アンモ ニア又は炭化水素を混合すること、を特徴とする請求項１乃至８のいずれか１に 記載の方法。 １０．前記層（１１）の堆積後に、前記キャリアガスを、前記電極（３１）の 間の前記ギャップ（３２）での無音放電において紫外線を発生させるために用い ること、を特徴とする請求項１乃至９のいずれか１に記載の方法。
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