JPS5856415A - プラズマ気相法 - Google Patents
プラズマ気相法Info
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- JPS5856415A JPS5856415A JP56155426A JP15542681A JPS5856415A JP S5856415 A JPS5856415 A JP S5856415A JP 56155426 A JP56155426 A JP 56155426A JP 15542681 A JP15542681 A JP 15542681A JP S5856415 A JPS5856415 A JP S5856415A
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- silicon carbide
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- tms
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- 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
- C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
- C23C16/32—Carbides
- C23C16/325—Silicon carbide
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- H—ELECTRICITY
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- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
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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】
本発明は炭素−珪素結合を有する水素化物またはハロゲ
ン化物よりなる反応性気体を用いて被形・成面上に非単
結晶の炭化珪素を形成せしめるプラズマ気相法に関する
。
ン化物よりなる反応性気体を用いて被形・成面上に非単
結晶の炭化珪素を形成せしめるプラズマ気相法に関する
。
本発明はかかる反応性気体を水素、窒素、アルゴンでは
なく特にヘリュームにより希釈することによシ）被形成
面上に損傷の少ない、膜厚の均一性にすぐれ、さらに被
膜成長速度の速い光学的エネルギバンド巾（以下Ｅｇと
いう）が２・３ｅＶ以上を有する炭化珪素被膜を１００
〜ｔ、００゛Ｃの低温で形成せしめることを目的として
いる〇本発明けさらにかかる反応性気体Ｋｍ価の不Ｖ価
の不純物を含む不純物気体例えばフオスヒｙ（ｐＨ，）
ｔたはアルシン（ＡｔＨｊ）を漸次添加して被形成面を
有する基板上にｆｊｊｌｌｐ型層、”！”Ｌ ”ｂ工型
層およびＮ型層をＰ工Ｎの順序にて積層形成せしめるこ
とを目的としている。
なく特にヘリュームにより希釈することによシ）被形成
面上に損傷の少ない、膜厚の均一性にすぐれ、さらに被
膜成長速度の速い光学的エネルギバンド巾（以下Ｅｇと
いう）が２・３ｅＶ以上を有する炭化珪素被膜を１００
〜ｔ、００゛Ｃの低温で形成せしめることを目的として
いる〇本発明けさらにかかる反応性気体Ｋｍ価の不Ｖ価
の不純物を含む不純物気体例えばフオスヒｙ（ｐＨ，）
ｔたはアルシン（ＡｔＨｊ）を漸次添加して被形成面を
有する基板上にｆｊｊｌｌｐ型層、”！”Ｌ ”ｂ工型
層およびＮ型層をＰ工Ｎの順序にて積層形成せしめるこ
とを目的としている。
従来非単結晶半導体として非晶質（以下単にＡ［という
）の珪素がプラズマ気相法で作られる代表的な例として
知られている。これは太陽電池等の光電変換装置への応
用が期待されている。しかしかかる装置を作ろうとした
シ、またηＡｊＬｊＬの発光素子を半年結晶半導体を用
いて得ようとする時、同時に２．３〜３．５ｅＶという
広いＥｇを有する窓材料の開発が求められていた。
）の珪素がプラズマ気相法で作られる代表的な例として
知られている。これは太陽電池等の光電変換装置への応
用が期待されている。しかしかかる装置を作ろうとした
シ、またηＡｊＬｊＬの発光素子を半年結晶半導体を用
いて得ようとする時、同時に２．３〜３．５ｅＶという
広いＥｇを有する窓材料の開発が求められていた。
この材料として炭化珪素（Ｓ ｉ ｘ ＣＨ−ｘ （０
＜ｘ＜ ’ｌ） ）が代表的なものである０しかしこの
炭化珪素を実際炭化物気体であるメタン（Ｃ〜等と珪化
物気体であるシラン（ｓＩＱとをプラズマ雰囲気中で分
解、反応せしめることによシ作ろうとする試みがある。
＜ｘ＜ ’ｌ） ）が代表的なものである０しかしこの
炭化珪素を実際炭化物気体であるメタン（Ｃ〜等と珪化
物気体であるシラン（ｓＩＱとをプラズマ雰囲気中で分
解、反応せしめることによシ作ろうとする試みがある。
しかしかかる方法によって得られた窒化珪素はマクロに
は５ｉｘＣ，、、（０＜−ｘ＜ １）であるが、その中
には珪素のクラスタと炭素のクラスタが多数存在してし
まい、均質な炭化珪素を作るのは不可能であった。この
ため光学的なＫｇを２．０ｅＶ以上にすることは不可能
であシ、一般には珪素と全く同じ１．６〜１．８１ＥＩ
Ｖ Ｌか得られなかった。さらにかかるせまいＥｇでは
なく２・ＯｅＶ以上をどうしても得ようとするとその放
電電力は２００〜５００Ｗときわめて大きくなり、これ
らの反応の結果被形成面を反応スピーシスがスパッタ（
損傷）になってしまい、電気的にＰ工Ｎ接合を有せしめ
好ましいダイオード特性を得ることが全く不可能であっ
た。
は５ｉｘＣ，、、（０＜−ｘ＜ １）であるが、その中
には珪素のクラスタと炭素のクラスタが多数存在してし
まい、均質な炭化珪素を作るのは不可能であった。この
ため光学的なＫｇを２．０ｅＶ以上にすることは不可能
であシ、一般には珪素と全く同じ１．６〜１．８１ＥＩ
Ｖ Ｌか得られなかった。さらにかかるせまいＥｇでは
なく２・ＯｅＶ以上をどうしても得ようとするとその放
電電力は２００〜５００Ｗときわめて大きくなり、これ
らの反応の結果被形成面を反応スピーシスがスパッタ（
損傷）になってしまい、電気的にＰ工Ｎ接合を有せしめ
好ましいダイオード特性を得ることが全く不可能であっ
た。
このため本発明においてはかかる欠点を除くため）その
出発物質である反応性気体に炭素−珪素結合を有する材
料を用いた。すなわち炭素−珪素結合を有する水素化物
またはハロゲン化物例えばテトラメチルシラン（８１（
吋毒） （単にＴＭＳという）、テトラエチルシラン（
Ｓｉ（０，Ｑ）ｓｌ（ｃ〜、Ｃ１，５ｉ（Ｃす４Ｃ与５
１（ｃ乃Ｃち等の反応性気体を用いたことを第１の特徴
としている。
出発物質である反応性気体に炭素−珪素結合を有する材
料を用いた。すなわち炭素−珪素結合を有する水素化物
またはハロゲン化物例えばテトラメチルシラン（８１（
吋毒） （単にＴＭＳという）、テトラエチルシラン（
Ｓｉ（０，Ｑ）ｓｌ（ｃ〜、Ｃ１，５ｉ（Ｃす４Ｃ与５
１（ｃ乃Ｃち等の反応性気体を用いたことを第１の特徴
としている。
さらに本発明において、かかる反応性気体が電磁エネル
ギが加えられてプラズマ状態が発生した雰囲気に導入さ
れ、（１！−Ｈ結合、５ｉ−Ｃ！１結合、５ｉ−０結合
が切断されるため、そのＣ１５１の不対結合手に水素が
再結合し、再びＣ＝Ｈ結合、Ｓｉ−！（結合を作ってし
まうことを防ぐため、キャリアガスとして、水素ではな
くヘリュームを用いている。その場合他の条件を同じに
すると、ＴＭＳ／Ｈｅ−１／１〜３０の場合と、ＴＭＳ
／Ｈ，ｅ、１／１〜￥Ｃ）において、その被膜の成長速
度を３〜９倍にまで高めることができ、かつ形成された
被膜の均一性が水素の場合その膜厚のバラツキが土６チ
であったのに、±３％Ｋまで下げることができ、きわめ
て均一な被膜とすることができた。この■θはＡｒ等の
活性気体と異なシ、その分子率が小さいためとイオン化
エネルギが２．５ｅＶと最も大きいため、プラズマ化さ
れても被形成面をスパッタすることが少なく、Ｐ工Ｎ接
合を設けた膜においてもその効果が大きかった。
ギが加えられてプラズマ状態が発生した雰囲気に導入さ
れ、（１！−Ｈ結合、５ｉ−Ｃ！１結合、５ｉ−０結合
が切断されるため、そのＣ１５１の不対結合手に水素が
再結合し、再びＣ＝Ｈ結合、Ｓｉ−！（結合を作ってし
まうことを防ぐため、キャリアガスとして、水素ではな
くヘリュームを用いている。その場合他の条件を同じに
すると、ＴＭＳ／Ｈｅ−１／１〜３０の場合と、ＴＭＳ
／Ｈ，ｅ、１／１〜￥Ｃ）において、その被膜の成長速
度を３〜９倍にまで高めることができ、かつ形成された
被膜の均一性が水素の場合その膜厚のバラツキが土６チ
であったのに、±３％Ｋまで下げることができ、きわめ
て均一な被膜とすることができた。この■θはＡｒ等の
活性気体と異なシ、その分子率が小さいためとイオン化
エネルギが２．５ｅＶと最も大きいため、プラズマ化さ
れても被形成面をスパッタすることが少なく、Ｐ工Ｎ接
合を設けた膜においてもその効果が大きかった。
さらにかかる反応性気体を用いると、反応炉を１気圧以
下特に０．０１〜１０ ｔ ｏ ｒ ｒ、代表的には０
、３〜０．６ｔＯｒｒの圧力下にて５０Ｗ以下の電磁エ
ネルギにおいても、例えば０．１〜１００ＭＨ２特に１
３．５６ＭＨｚ 、または１〜４ＧＨ２特に２．４５Ｇ
Ｈｚにおいて被膜を形成することが可能である。即ち低
エネルギプラズマＯＶＤ装置とすることができた。
下特に０．０１〜１０ ｔ ｏ ｒ ｒ、代表的には０
、３〜０．６ｔＯｒｒの圧力下にて５０Ｗ以下の電磁エ
ネルギにおいても、例えば０．１〜１００ＭＨ２特に１
３．５６ＭＨｚ 、または１〜４ＧＨ２特に２．４５Ｇ
Ｈｚにおいて被膜を形成することが可能である。即ち低
エネルギプラズマＯＶＤ装置とすることができた。
さらに５０〜５００Ｗという高エネルギプラズマ雰囲気
とすると、形成された炭化珪素は微結晶化し、その結果
Ｐ型またはＮ型において、ホウ紮またはリンを０．５〜
１０％（ここでは（ＢＬＨ，またはＰＨ３）／（炭化珪
化物気体十珪化物気体）の比をパーセントで示す）添加
した場合、低エネルギでは電気伝導度は１０〜１０ （
Ａ、Ｏｍ）であったものが１０〜１０’ （Ａｃｍ）’
と約１０００倍にまで高めることができた。
とすると、形成された炭化珪素は微結晶化し、その結果
Ｐ型またはＮ型において、ホウ紮またはリンを０．５〜
１０％（ここでは（ＢＬＨ，またはＰＨ３）／（炭化珪
化物気体十珪化物気体）の比をパーセントで示す）添加
した場合、低エネルギでは電気伝導度は１０〜１０ （
Ａ、Ｏｍ）であったものが１０〜１０’ （Ａｃｍ）’
と約１０００倍にまで高めることができた。
そしてその光学的Ｅｇは珪素のような１．６〜１、８ｅ
Ｖではなく２．３〜３．５ｅＶ代表的には２．５〜３、
２ｅＶを有することが可能であった。加えて０＜ｘ（０
，５）は低エネルギ法ではＡＳ構造を有し活性化エネル
ギ０．３〜０．６ｅＶを有する。また高エネルギ法では
０．０１〜０．１ｅＶを有するＰまたはＮ型の半導体と
することができた。さらにこの高エネルギ法を用いて得
られた炭化珪素は５〜２００Ａの大きさの微結晶構造を
有するいわゆるセミアモルファス（以下単にＳＡＳとい
う）構造を有せしめることができた。かかるＳＡＳにお
いて、そのＰまたはＮ型の不純物のアクセプタまたはド
ナーとなるイオン化率を９７〜］−００％を有し、添加
した不純物のすべてを活性化することができた。
Ｖではなく２．３〜３．５ｅＶ代表的には２．５〜３、
２ｅＶを有することが可能であった。加えて０＜ｘ（０
，５）は低エネルギ法ではＡＳ構造を有し活性化エネル
ギ０．３〜０．６ｅＶを有する。また高エネルギ法では
０．０１〜０．１ｅＶを有するＰまたはＮ型の半導体と
することができた。さらにこの高エネルギ法を用いて得
られた炭化珪素は５〜２００Ａの大きさの微結晶構造を
有するいわゆるセミアモルファス（以下単にＳＡＳとい
う）構造を有せしめることができた。かかるＳＡＳにお
いて、そのＰまたはＮ型の不純物のアクセプタまたはド
ナーとなるイオン化率を９７〜］−００％を有し、添加
した不純物のすべてを活性化することができた。
以下に図面に従って本発明のプラズマ気相法を説明する
。
。
第１図は本発明を用いたプラズマＣＶＤ装置の概要を示
す。
す。
第１図において被形成面を有する基板（１）は石英ジグ
にて保持され、図面では７段、２列計１４まいの構成を
させている。各基板は１０〜４０ｍｍ代表的には２０〜
２５ｍｍの間かくをおいて配列されており、仁のジグに
よる反応性気体は基板の間の空隙に均一に注入するよう
に設けである０被形成面は基板の下面であシ、上面は被
形成面とならないようおおわれている。これは反応性気
体の分解、反応によシ反応生成物が均一に付着、被膜化
せしめるとともに、この被膜形成の際反応管壁より遊離
したフレイタ（細片）等が飛しようして重力により上面
に多数落下し、こノブレイクがピンホールの発生を誘発
してしまうためである。このため被形成面を下面にする
ことは量産歩留りを考慮するときわめて重要である。さ
らにこの基板（１）を折入させた反応炉（ハ）にば、こ
の基板に垂直に電磁エネルギの電界が加わるように電極
（９） （１０）を上下に設ける０この電極の外側に電
気炉（５）が設けられており、基板（１）が１００〜５
００°Ｃ代表的には３００’ＯＫ加熱されている。
にて保持され、図面では７段、２列計１４まいの構成を
させている。各基板は１０〜４０ｍｍ代表的には２０〜
２５ｍｍの間かくをおいて配列されており、仁のジグに
よる反応性気体は基板の間の空隙に均一に注入するよう
に設けである０被形成面は基板の下面であシ、上面は被
形成面とならないようおおわれている。これは反応性気
体の分解、反応によシ反応生成物が均一に付着、被膜化
せしめるとともに、この被膜形成の際反応管壁より遊離
したフレイタ（細片）等が飛しようして重力により上面
に多数落下し、こノブレイクがピンホールの発生を誘発
してしまうためである。このため被形成面を下面にする
ことは量産歩留りを考慮するときわめて重要である。さ
らにこの基板（１）を折入させた反応炉（ハ）にば、こ
の基板に垂直に電磁エネルギの電界が加わるように電極
（９） （１０）を上下に設ける０この電極の外側に電
気炉（５）が設けられており、基板（１）が１００〜５
００°Ｃ代表的には３００’ＯＫ加熱されている。
反応性気体はキャリアガスのへリュームをα埠より、■
価の不純物であるジボランをα→より、７価の不純物で
あるフオスヒンを０りより、■価の添加物である珪化物
気体のシランを０Ｑよシ導入した。
価の不純物であるジボランをα→より、７価の不純物で
あるフオスヒンを０りより、■価の添加物である珪化物
気体のシランを０Ｑよシ導入した。
また炭素−珪素結合を有する反応性気体ＴＭＳ（イ）を
用いると、初動状態で液体であるためステンレス容器ａ
ｌ）に保存される。この容器は電子恒温層勾によシ所定
の温度に制御されている。
用いると、初動状態で液体であるためステンレス容器ａ
ｌ）に保存される。この容器は電子恒温層勾によシ所定
の温度に制御されている。
このＴＭＳは沸点が２５℃であシ、ロータリーポンプα
→をバルブ０１）をへて排気させ、反応炉内を０．０１
〜１０ｔＯｒｒに保持させた０こうすることにより１気
圧よυ低い圧力により、結果として特に加熱しなくても
ＴＭＳを気化させること力玄できる。この気化したＴＭ
Ｓを１００係の濃度で流量計を介じて反応炉に導入する
ととは、従来の如く容器（ハ）をバブルして反応性気体
を放出するやシ方に比較して、その流量制御が精度よく
可能であり、技術上重要である。
→をバルブ０１）をへて排気させ、反応炉内を０．０１
〜１０ｔＯｒｒに保持させた０こうすることにより１気
圧よυ低い圧力により、結果として特に加熱しなくても
ＴＭＳを気化させること力玄できる。この気化したＴＭ
Ｓを１００係の濃度で流量計を介じて反応炉に導入する
ととは、従来の如く容器（ハ）をバブルして反応性気体
を放出するやシ方に比較して、その流量制御が精度よく
可能であり、技術上重要である。
実用上流量計がつまった場合、（りやにおいてθ乃より
ヘリュームを導入した。
ヘリュームを導入した。
これらの反応性気体はキャリアガスであるヘリュームを
所定の割合で混合して反応炉（ハ）に導入した。電磁エ
ネルギは電極（９） （−１，０）の間に加え例えば高
周波（１３，５６ＭＨｚ）を加えて、これにより被形成
面上に蓄積された被膜をふみ固めるような方向の電界を
加えている。こうすることにより電界により動かされる
反応性気体の飛（〜ようを利用して、形成された炭化珪
素または珪素中にボイド等の存在を少くせしめた。さら
にこのプラズマ放電においては、反応性気体が混合室（
８）をへて混合された後励起室ＯＱにおいて分解または
反応をおこさしめ、反応生成物を基板上に形成する空間
反応を主として用いた。電磁エネルギは電源（４）よシ
直流高周波を主として用いた。もちろんマイクロ波（１
〜４０Ｈ２）を用いてもよい。このようにして被形成面
上に炭化珪素被において１ｉ５０Ａ／分の被膜成長速度
を得ることが同じにしても２５Ａ／分と被膜成長速度し
か得られず、その成長速度は約１／６にしかならない。
所定の割合で混合して反応炉（ハ）に導入した。電磁エ
ネルギは電極（９） （−１，０）の間に加え例えば高
周波（１３，５６ＭＨｚ）を加えて、これにより被形成
面上に蓄積された被膜をふみ固めるような方向の電界を
加えている。こうすることにより電界により動かされる
反応性気体の飛（〜ようを利用して、形成された炭化珪
素または珪素中にボイド等の存在を少くせしめた。さら
にこのプラズマ放電においては、反応性気体が混合室（
８）をへて混合された後励起室ＯＱにおいて分解または
反応をおこさしめ、反応生成物を基板上に形成する空間
反応を主として用いた。電磁エネルギは電源（４）よシ
直流高周波を主として用いた。もちろんマイクロ波（１
〜４０Ｈ２）を用いてもよい。このようにして被形成面
上に炭化珪素被において１ｉ５０Ａ／分の被膜成長速度
を得ることが同じにしても２５Ａ／分と被膜成長速度し
か得られず、その成長速度は約１／６にしかならない。
これはキャリアガスをヘリュームにした時、ＴＭＳより
炭化珪素（Ｃ／Ｓｉ・４／１）という炭素過剰の炭化珪
素を作る場合のみならず、いわゆる５ｉｘＯ＋−７きわ
めて大きな影響を与え、形成された半導体装置の低価格
化のためには必要不可欠である。
炭化珪素（Ｃ／Ｓｉ・４／１）という炭素過剰の炭化珪
素を作る場合のみならず、いわゆる５ｉｘＯ＋−７きわ
めて大きな影響を与え、形成された半導体装置の低価格
化のためには必要不可欠である。
電磁エネルギを２５Ｗではなく１０〜２００Ｗと１０゜
２５、５０．１００．２００Ｗと変えても同様で、ヘリ
ュームを用いた方が著しく高い被膜成長速度を得ること
ができた。
２５、５０．１００．２００Ｗと変えても同様で、ヘリ
ュームを用いた方が著しく高い被膜成長速度を得ること
ができた。
加えて形成された被膜の均一度も水素希釈が±５チを得
るｊＦ対し、土２％以下を得ることができ為半導体装置
として用いる時の寄与大であった０ またキャリアガスをヘリュームのみとするのではなく、
水素をＨｅと比較してＨ＆／ Ｈｅ・１／１に到るまで
同時混合すると、これに従って被膜成長速度も小さくな
った。
るｊＦ対し、土２％以下を得ることができ為半導体装置
として用いる時の寄与大であった０ またキャリアガスをヘリュームのみとするのではなく、
水素をＨｅと比較してＨ＆／ Ｈｅ・１／１に到るまで
同時混合すると、これに従って被膜成長速度も小さくな
った。
本発明はさらにかかる炭化珪素に対しさらに基板上にＰ
ＩＮ接合を設けた。
ＩＮ接合を設けた。
すなわち第２図（Ａ）Ｋそのたて断面図を示してたけ珪
素−、Ｎ型化（ｉｎｒ司■）け、ｊらにこの上面に透明
導電膜（３２）を形成させたものである。このＰ工Ｎ構
造を有する半導体（３１）は被形成面上よシ第１図にお
いてＴＭＳとジポランをＢＬＨ６／ＴＭＳ二１〜５チと
して添加した。するとそのエネルギバンド巾は２．７〜
３．０θＶを有し、シランにジボランを１％以上添加し
た如′くにバンド巾は小さくならなかった。かくの如く
にしてＰ型層（ハ）を形成した後、真性または実質的に
真性の珪素または□この珪素中に厚さ方向にＴＭＳを添
加してエネルギ巾を漸減せしめ、真性または実質的真性
の半導体としての炭化珪素または珪素を作った。これは
第１図においてＴＭＳを導入するとともにシランをαＱ
よシ導入し、５ｉＨＶ′ＴＭＳ−〇〜らに変化させるこ
とによ）１ｇを３．５ｅＶよりｌ ６ｅＶ Ｋまで変化
させることができる。
素−、Ｎ型化（ｉｎｒ司■）け、ｊらにこの上面に透明
導電膜（３２）を形成させたものである。このＰ工Ｎ構
造を有する半導体（３１）は被形成面上よシ第１図にお
いてＴＭＳとジポランをＢＬＨ６／ＴＭＳ二１〜５チと
して添加した。するとそのエネルギバンド巾は２．７〜
３．０θＶを有し、シランにジボランを１％以上添加し
た如′くにバンド巾は小さくならなかった。かくの如く
にしてＰ型層（ハ）を形成した後、真性または実質的に
真性の珪素または□この珪素中に厚さ方向にＴＭＳを添
加してエネルギ巾を漸減せしめ、真性または実質的真性
の半導体としての炭化珪素または珪素を作った。これは
第１図においてＴＭＳを導入するとともにシランをαＱ
よシ導入し、５ｉＨＶ′ＴＭＳ−〇〜らに変化させるこ
とによ）１ｇを３．５ｅＶよりｌ ６ｅＶ Ｋまで変化
させることができる。
例えば太陽電池等の光電変換装置においてはこの真性半
導体層（ハ）を０．４〜１μに形成させ、Ｅｇ−Ｎ層（
２，３〜３．３θｖ） （３ｏ）となるようＣｙＴらに
上面にＪ４ ＴＭＳを主成分としてＰＨ，を０．５〜５
モルチ添加し、Ｎ型の５−ｉｌｃ、邸０）を２００〜’
１００ＯＡの厚さに形成させた。
導体層（ハ）を０．４〜１μに形成させ、Ｅｇ−Ｎ層（
２，３〜３．３θｖ） （３ｏ）となるようＣｙＴらに
上面にＪ４ ＴＭＳを主成分としてＰＨ，を０．５〜５
モルチ添加し、Ｎ型の５−ｉｌｃ、邸０）を２００〜’
１００ＯＡの厚さに形成させた。
第２図（Ａ）において（３２）は光の入射用の透明導電
膜である。かかる構造にすると、光をＮ層（３０）で不
純物により吸収されることがないため、そのすべてを１
層に導入でき、さらにこの（ハ）のせまいＰｇに対しそ
れをはさむＰ層Ｈ１ｕ層（３０）が広−Ｐｇを有し、こ
の間に発生する空乏層により電子・ホールの対の電他方
向への分離をさせることができた。その結果ＡＭ １（
１０’ ＯｍＷ／ ｃ ｍ’）において、１０〜１２％
の変換効率を１ｃｍｔのセルで得ることができた。
膜である。かかる構造にすると、光をＮ層（３０）で不
純物により吸収されることがないため、そのすべてを１
層に導入でき、さらにこの（ハ）のせまいＰｇに対しそ
れをはさむＰ層Ｈ１ｕ層（３０）が広−Ｐｇを有し、こ
の間に発生する空乏層により電子・ホールの対の電他方
向への分離をさせることができた。その結果ＡＭ １（
１０’ ＯｍＷ／ ｃ ｍ’）において、１０〜１２％
の変換効率を１ｃｍｔのセルで得ることができた。
しかしこの積層の順序を層（ハ）をＮ層、層（３０）を
Ｐ層とすると、１〜２チ程度しか得られず、最初に形成
される被膜がＰ型の炭化珪素であることはきわめて重要
なことであった。
Ｐ層とすると、１〜２チ程度しか得られず、最初に形成
される被膜がＰ型の炭化珪素であることはきわめて重要
なことであった。
第２図（Ｂ）は透光性基板（３７）であ）、その上面に
避明導電膜（３２）力設けられている。この面に接して
最初０υと同様にＰ型炭化珪素（ハ）、工型炭化珪素ま
たは珪素（ハ）、Ｎ型炭化珪素（３０）７：ｌ形成され
ている。１層はその厚さが’Ｆｃ〜１００ＯＡ特に５０
〜２０ＯＡときわめて薄く、この１層を薄くすることは
電極（３２） （３３）に加えて得られるダイオード特
性に好ましく、すなわちリークが逆方向でない特性とす
ることは重要であった。このＰＩＮ接合において、Ｐ層
は１層と同様に窓を小さくしたいわゆるシングルへテロ
接合としてもよい。
避明導電膜（３２）力設けられている。この面に接して
最初０υと同様にＰ型炭化珪素（ハ）、工型炭化珪素ま
たは珪素（ハ）、Ｎ型炭化珪素（３０）７：ｌ形成され
ている。１層はその厚さが’Ｆｃ〜１００ＯＡ特に５０
〜２０ＯＡときわめて薄く、この１層を薄くすることは
電極（３２） （３３）に加えて得られるダイオード特
性に好ましく、すなわちリークが逆方向でない特性とす
ることは重要であった。このＰＩＮ接合において、Ｐ層
は１層と同様に窓を小さくしたいわゆるシングルへテロ
接合としてもよい。
かくすること”によシ特にライフタイムの短いホールに
対してバリヤを発生できるため、これでも十分発光が可
能であった０またこの１層はＰ弼−工（ハ）−Ｎ（３０
）において、Ｅｇは一般にＷ−Ｎ−Ｗの関係にあり、ダ
ブルへテロ接合を有する。
対してバリヤを発生できるため、これでも十分発光が可
能であった０またこの１層はＰ弼−工（ハ）−Ｎ（３０
）において、Ｅｇは一般にＷ−Ｎ−Ｗの関係にあり、ダ
ブルへテロ接合を有する。
このため順方向に電流を流すとこの１層に電子ホールが
集まシ、互いに再結合をして発光させることができた。
集まシ、互いに再結合をして発光させることができた。
この発光の効率を高めるためには、本発明の被形成面上
での積層の順序をＰ−■−Ｎとすることが重要であシ、
逆にＮ−ニーＦとすると、Ｎ型不純物の一部が１層に混
入し、実質的ＫＮ型化してしまう。このためダイオード
特性がよく得られなかった。
での積層の順序をＰ−■−Ｎとすることが重要であシ、
逆にＮ−ニーＦとすると、Ｎ型不純物の一部が１層に混
入し、実質的ＫＮ型化してしまう。このためダイオード
特性がよく得られなかった。
これは本発明方法により炭化珪素が通常真性といっても
Ｎ型を有していること、さらに１層におけるホールの移
動度が電子に比べて１／１００１１ｉ１〜’１／’１０
００であることによるものと推定されるＯさらに本発明
の如く、プラズマ気相法において、 ＴＭＳ等の炭化珪
化物気体を用いるのではなく、炭化物気体と珪化物気体
とを反応させても第２図（Ｂ）の構造においてはダイオ
ード特性がみられず、発光もみられなかった。
Ｎ型を有していること、さらに１層におけるホールの移
動度が電子に比べて１／１００１１ｉ１〜’１／’１０
００であることによるものと推定されるＯさらに本発明
の如く、プラズマ気相法において、 ＴＭＳ等の炭化珪
化物気体を用いるのではなく、炭化物気体と珪化物気体
とを反応させても第２図（Ｂ）の構造においてはダイオ
ード特性がみられず、発光もみられなかった。
このことよシ化学量論的に炭素と珪素とを混合したもの
であることは十分な条件とならず、炭素と珪素とが十分
に結合していることがきわめて重要である。これは赤外
線吸収スペクトルを調べると、約８００ｃ＋ｎ’をピー
クとして、６００〜１ｏｏｏｃｍ−と広い吸収が本発明
方法においては得られ、その他の結合がきわめて少ない
ことからも５ｉ−Ｃ結合が十分生成していることが十分
証明できた。
であることは十分な条件とならず、炭素と珪素とが十分
に結合していることがきわめて重要である。これは赤外
線吸収スペクトルを調べると、約８００ｃ＋ｎ’をピー
クとして、６００〜１ｏｏｏｃｍ−と広い吸収が本発明
方法においては得られ、その他の結合がきわめて少ない
ことからも５ｉ−Ｃ結合が十分生成していることが十分
証明できた。
第１図は本発明のプラズマ気相法を用いた炭化珪素の製
造装置である。 第２図は本発明方法によって得られた半導体装置のたて
断面図である。
造装置である。 第２図は本発明方法によって得られた半導体装置のたて
断面図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、炭素−珪素結合を有する水素化物またはハロゲン化
物よりなる反応性気体をヘリュームまたはへリュームを
含有するキャリアガスによシ希釈して１気圧以下に保持
されたプラズマ雰囲気中に導入して分解、反応せしめる
ことにより、１００〜５００１１Ｃに保持された基板上
の被形成面上に炭化珪素を形成せしめることを特徴とす
るプラズマ気相法０ ２、特許請求の範囲第１項において、ｍ価またはＶ価の
不純物を有する気体を０．Ｏ１〜５モル係添加すると七
により、Ｐ−４たはＮ型の炭化珪素を形成せしめること
を特徴としたプラズマ気相法。 ３、特許請求の範囲第１項において、光学的エネルギバ
ンド巾が２．３ｅＶ以上を有し、かつｍ価の不純物であ
るホウ累′！、たけＶ価の不純物であるリンまたはヒ素
を０，５〜１０係添加することにより電気伝導度’ｌＸ
ｌ０〜／ｌ／６（−ｃｍ）を有するＰ型炭化珪素被膜を
形成せしめることを特徴とするプラズマ気相法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56155426A JPS5856415A (ja) | 1981-09-30 | 1981-09-30 | プラズマ気相法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56155426A JPS5856415A (ja) | 1981-09-30 | 1981-09-30 | プラズマ気相法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5856415A true JPS5856415A (ja) | 1983-04-04 |
Family
ID=15605744
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56155426A Pending JPS5856415A (ja) | 1981-09-30 | 1981-09-30 | プラズマ気相法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5856415A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6050979A (ja) * | 1983-08-30 | 1985-03-22 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 発光半導体装置 |
| JPS6066881A (ja) * | 1983-09-24 | 1985-04-17 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 発光半導体装置 |
| JPS6066880A (ja) * | 1983-09-24 | 1985-04-17 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 発光半導体装置 |
| JPS60130874A (ja) * | 1983-12-19 | 1985-07-12 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 発光半導体装置 |
| JPS6269690A (ja) * | 1985-09-24 | 1987-03-30 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 発光半導体装置 |
| DE3713523A1 (de) * | 1986-04-24 | 1987-10-29 | Mitsubishi Electric Corp | Lufteinlass-messgeraet fuer einen verbrennungsmotor |
| US4869099A (en) * | 1986-03-11 | 1989-09-26 | Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki | Device for detecting the amount of the air intaken by an internal combustion engine |
| JPH01253282A (ja) * | 1988-03-31 | 1989-10-09 | Sharp Corp | 非晶質太陽電池 |
| JP2011108737A (ja) * | 2009-11-13 | 2011-06-02 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 基板処理装置、半導体装置の製造方法、及び膜の形成方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55154726A (en) * | 1979-05-22 | 1980-12-02 | Shunpei Yamazaki | Manufacture of semiconductor device |
| JPS55154781A (en) * | 1979-05-22 | 1980-12-02 | Shunpei Yamazaki | Semiconductor device |
-
1981
- 1981-09-30 JP JP56155426A patent/JPS5856415A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55154726A (en) * | 1979-05-22 | 1980-12-02 | Shunpei Yamazaki | Manufacture of semiconductor device |
| JPS55154781A (en) * | 1979-05-22 | 1980-12-02 | Shunpei Yamazaki | Semiconductor device |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6050979A (ja) * | 1983-08-30 | 1985-03-22 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 発光半導体装置 |
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| US4869099A (en) * | 1986-03-11 | 1989-09-26 | Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki | Device for detecting the amount of the air intaken by an internal combustion engine |
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| JP2011108737A (ja) * | 2009-11-13 | 2011-06-02 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 基板処理装置、半導体装置の製造方法、及び膜の形成方法 |
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