JPS60219729A - 堆積膜の形成法 - Google Patents

堆積膜の形成法

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JPS60219729A
JPS60219729A JP7612784A JP7612784A JPS60219729A JP S60219729 A JPS60219729 A JP S60219729A JP 7612784 A JP7612784 A JP 7612784A JP 7612784 A JP7612784 A JP 7612784A JP S60219729 A JPS60219729 A JP S60219729A
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Yukio Nishimura
征生 西村
Takeshi Eguchi
健 江口
Hiroshi Matsuda
宏 松田
Masahiro Haruta
春田 昌宏
Yutaka Hirai
裕 平井
Takashi Nakagiri
孝志 中桐
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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】 本発明は、励起エネルギーとして光を利用し、光導側[
半導体あるいは絶縁性の膜を所定の支持体りに形成させ
る堆積膜形成法に関し、更に詳しくは、光または光及び
所望により熱等の付与または利用により、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−5iと略す)の堆積膜を形成
する方法に関する。
従来、a−3iの堆積膜形成方法としては、SiH,、
または5izHb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Si2H
6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、面積の太き
な、あるいは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°C
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率が増加するため、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、
S i )14、Si2H6を原料とするa−5iの光
エネルギー堆積法(光CVD)が最近注目されている。
この光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熱の代わりに光を用いた
ものであり、a−5iの堆積膜の作製が低エネルギーレ
ベルで実施できるようになった。また、光エネルギーは
原料ガスに均一に照射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が広がって
いる。
ところが、このようなSiH4,5i21(6を原料と
した光エネルギー堆積法では、飛躍的に効率の良い分解
を期待するのには限度があり、従って膜の形成速度の向
上が図れず、量産性に難点があるという問題点が指摘さ
れている。
本発明はこのような問題に鑑みなされたものであり、励
起エネルギーとして光を用いて、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低エネルギー
レベルで形成することのできる光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。
本発明は、鋭意検討の結果、これらの目的が、光エネル
ギーにより分解されるa−Si膜形成用の原料ガスと1
.で一般式; S!nH2n+z (n≧1)で表わさ
れる直鎖状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法は、支持体が配置され
た堆積室内に、一般式; 5inHza 42 (n≧
1)で表わされる直鎖状シラン化合物と、ハロゲン化合
物と、周期率表部■属若しくは第V属に属する原子を含
む化合物との気体状雰囲気を形成し、これらの化合物を
光エネルギーを利用して励起し、分解することにより、
前記支持体上にシリコン原子及び周期率表部■属若しく
は第V属に属する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は、原料物質としてSi供給用原
料としてのシリコン化合物と、周期率表部■属若しくは
第V属に属する原子導入用としてのこれらの原子を含む
化合物が使用され、形成された堆積膜は、シリコン原子
及び周期率表部■属若しくは!vSV属に属する原子を
含む堆積膜であり、光導電膜、半導体膜等の機能膜とし
て種々の目的に使用できるものである。
本発明の方法に於いて使用されるSi供給用の原料は、
一般式; S!nHz+++2(n≧1)で表わされる
直鎖状シラン化合物であり、良質なa−S i堆積膜を
形成するためには、上記式中のnが1〜15.好ましく
は2〜10、より好ましくは2〜6であることが望まし
い。
しかしながら、このような直鎖状シラン化合物は、励起
エネルギーとして光エネルギーを用いた場合、効率良い
、励起1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、光エネルギーによる上
記の直鎖状シラン化合物の励起1分解をより効率良く促
進させるために、該直鎖状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直鎖状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、上記直鎖状シラン化合物の光エネルギーによる
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。このようハロゲン化合物としては、C12、B
r2 、I2、 F2等のハロゲンガス等を挙げること
ができる。
本発明に方法に於ける前記a−3iM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
−3i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、0.001 VoH〜95Vol$
、好t L < ハ0.I VoH1〜70Vo H+
7)範囲内で使用される。
本発明の方法に於いて形成される堆積膜中に例えばB、
 AI、Ga、 In、 TI等の周期率表第■属また
はN、 P 、As、 Sb、 Bi等の第V属に属す
る原子を導入するために用いられる原料としては、これ
らの原子を含み、光エネルギーによって容易に励起、分
解される化合物が使用され、そのような化合物としては
、例えばPH3、P2H4、PF3、PF5、PCl3
、AsH3、AsF3、AsF5、AsCl3 、 S
bH3、SbF5、BiH3、BF3 、 BCl3、
BBr3、B2)1..5it)(to 、 BSH9
,86HIO、86H12、AlCl3等を挙げること
が出来る。
本発明の方法に於いては、ガス状態の上記のようなシリ
コン化合物と、ハロゲン化合物と、周期率表路■属若し
くは第V属に属する原子を含む化合物とが堆積室内導入
され、これらの化合物に光エネルギーが照射されて、こ
れらが励起、分解され、堆積室内に配置された支持体に
シリコン原子と周期率表路■属若しくは第V属に属する
原子を含む堆積膜(a−Si膜)が形成される。
本発明で言う、光エネルギーとは、上記の原料ガスに照
射した際に十分な励起エネルギーを与えることのできる
エネルギー線を言い、原料ガスを励起、分解せしめ、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
域を問わずどのようなものも使用することができる。こ
のような光エネルギーとしては、例えば、紫外線、可視
光線。
X線、γ線等を挙げることができ、原料ガスとの適応性
等に応じて適宜選択することができる。
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。
第1図は支持体上に、a−8i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。
堆積膜の形成は堆積室lの内部で行なわれる。
堆積室l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。
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l内に前記a−Si脱
Si用の原料ガス、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17、及
び前記ハロゲン化合物を導入するためのガス導入管30
が堆積室lに連結されている。カス導入管17の他端は
前記a−3l形成用原料化合物及び必要に応じて使用さ
れるキャリアガス等のカスを供給するためのガス供給源
9.10.11.12、に連結され、ガス導入管30の
他端は、ハロゲン化合物を供給するためのガス供給源2
9に連結されている。
このように、a−3i膜形成用原料化合物とl\ロゲン
化合物は、別々に堆積室l内に導入されることが&fま
しい、これは、ガス導入管内を混合状態で流した場合、
これらの化合物が混合されたのと同時に反応してしまい
、a−3i膜形成用原料の分解が起き、この分解生成物
がガス導入管内に堆積し。
ガス導入管内部を汚染するので好ましくない。
ガス供給源9.1O111,12,28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
するフローメーター15−1.15−2.15−3゜1
5−4.15−5が対応する分枝したガス導入管+7−
1゜17−2.17−3.17−4及びガス導入管30
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+4−1.14−2.14−3.14−4.14−
5 、16−1.18−2゜18−3.18−4.18
−5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。 +3−1.13−
2.13−3.13−4.13−5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、不図示の排気装
置によって減圧下にある堆積室l内へ導入される。なお
、圧力メータ18はガス導入管17内を混合ガスが流れ
る場合にはその総圧が計測される。
堆積室l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。
7は光エネルギー発生装置である。
堆積室lが石英ガラス等の透明材料から出来ていない場
合には、光エネルギー8を照射させるための窓を設けれ
ば良い。
本発明に於いて、ガスの供給源9,10,11,12.
29の個数は適宜、増減されるものである。
つまり、単一の原料ガスを使用する場合には9〜12 
までのガス供給源は1つで足りる。しかしながら、2種
以上の原料ガスを混合して使用する場合、単一の原料ガ
スを混合する場合には2つ以1−必要である。
なお、a−3ill!!形成用原料化合物及びハロゲン
化合物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、液体として用いる場合には、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代表的なPI
N型ダイオード・デバイスの形成方法の一例を用いて、
本発明のa−Si堆積膜形成法を更に詳細に説明する。
第2図は、本発明によって得られる典型的なPIN型ダ
型ダイオードパデバイス成を説明するための模式的断面
図である。
21は支持体、22及び2Bは薄膜電極、23はPyJ
、のa−9i層、24は1型のa−Si層、25はN型
のa−5i層、27は半導体層、28は導線である。支
持体21としては半導電性、好ましくは電気絶縁性のも
のが用いられる。半導電性支持体としては、例えば、S
i。
Ge等の半導体からなる板等が挙げられる。
電気絶縁性支持体としては、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、セラミックス、紙等が通常使用される。
特に、本発明の方法に於いては、支持体の温度を50〜
150℃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。
薄膜電極22は例えば、NiCr、 AI、 Or、 
No、 Au。
lr、 Wb、 Ta、 V、 Ti、 PL、 Pd
、1n203 、5n02.ITO(In203 +5
n02)等の薄膜を真空蒸着、電子ビーム蒸着、スパッ
タリング等の方法を用いて支持体1−に設けることによ
って得られる。
電極22の膜厚としては、30〜5X10’A、よりI
II適には 100〜5X103Aとされるのが望まし
い。
a−Siの半導体層27を構成する各層のうちの所定の
層を所望に応じて、N型またはP型とするには、層形成
の際に、N型不純物または、P型不純物を形成される層
中にその量を制御しながらドーピングしてやれば良い。
半導体層中にドーピングされるP型不純物としては1周
期律表第■族に属するの原子、なかでも例えば、B、 
A1.Ga、 In、 TI等が好適なものとして挙げ
られ、N型不純物としては、周期律表第V族に属する原
子、なかでも例えばN、P、As、Sb、 Bi等が好
適なものとして挙げられるが、殊にB、Ga、P、 S
b等が最適である。
本発明に於いて所望の伝導型を何与する為に半導体層2
7中にドーピングされる不純物の量は、所望される電気
的・光学的特性に応じて適宜決定されるが、周期律表第
■属の不純物の場合には3×lO°2〜4 atomi
c%の範囲となるようにドーピングしてやれば良く、周
期律表第V族の不純物の場合には5X10−3〜2 a
tomic%の範囲となるようにドーピングしてやれば
良い。
半導体層27を構成する層中の所定の層に上記のような
不純物をドーピングするには、Jl形成の際に不純物導
入用の原料物質をガス状態で堆積室内に導入してやれば
良い、この様な不純物導入用の原料物質としては、常温
常圧でガス状態のまたは少なくとも層形成条件下で、ま
たは気化装置によって、容易にガス化し得るものが採用
される。
その様な不純物導入用の原料物質(不純物ガス)として
具体的には、N型不純物導入用としてはPH3、P、H
4、PF3. PF5. PCl3、ASH3、AsF
3、AsF5、AsG13 、 SbH3、SbF5、
B:H3、一方P型不純物導入用としてはBFs 、 
BCl3、BBr3、B2H6、H4)1.。、B、H
9,B、H,、、86H,2,AlCl3等を挙げるこ
とが出来る。
次に半導体層27の形成方法について更に具体的に説明
する。
まず、電極22の薄層が表面に付設された支持体21を
堆積室l内の支持台3上に置き、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5X 10’ To
rr以下、好適にはlθ”Torr以下が望ましい。
堆積室l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。このときの支持
体の温度は、好ましくは50〜1500C1より好まし
くは、50〜100℃とされる。
このように、本発明の方法に於いては支持体温度が比較
的低温であるので、グロー放電堆積法や熱エネルギー堆
積法に於けるような支持体の高温加熱を必要としないた
めに、このために必要とされるエネルギー消費を節約す
ることができる。
次に、支持体21上の薄層電極22上にP型a−Si層
を積層するために、先に列挙したようなSi供給用原料
ガスが充填されている供給源9のバルブ14−1.16
−1と、P型の不純物ガスが貯蔵されている供給源10
のバルブ14−2.113−2を各々開き、 Si供給
用原料ガスとP型の不純物ガスが所定の混合比で混合さ
れた混合ガスを堆積室l内に送りこむ、これと同時にバ
ルブ14−5.16−5を各々開き、ハロゲン化合物を
供給源28から堆積室l内に導入する。
このとき対応するフローメータ15−1、+5−2゜1
5−5で計測しながら流量調製を行う、Si供給用原料
ガスの流量は10〜1000 S00M好適には20〜
500SCCHの範囲が望ましい。
また、ハロゲン化合物ガスの流量は、Si供給用原料ガ
スと所定の比率で混合されるように決定される。
P型の不純物ガスの流量はSi供給用原料ガスの流量×
ドーピング濃度から決定される。
しかしながら、不純物ガスを混入させる量は極微量であ
るので、流量制御を容易にするには、通常不純物ガスを
H2ガス等で所定の濃度に希釈した状態で貯蔵して使用
される。
堆積室l内の混合ガスの圧力は1O−2〜100Tor
r、好ましくは1O−2〜1Torrの範囲に維持され
ることが望ましい。
堆積室l内に原料混合ガスが導入されたところで、光エ
ネルギー発生装置7を駆動させ、原料ガスに光エネルギ
ーを照射する。
光エネルギー発生装置li7としては、例えば水銀ラン
プ、キセノンランプ、炭酸ガスレーザー、アルゴンイオ
ンレーザ、又はエキシマレーザ等を用いることができる
光エネルギー発生装置7の駆動により発生する所望の光
エネルギーは堆積室l内に設置された支持体2を照射す
るように不図示の光学系が組みこまれている。
光エネルギーは、堆積室l内に配置された支持体2の近
傍を流れる原料混合ガスに対して、一様に、または照射
部分を選択的に制御して照射することができる。
このようにして、支持体2の表面近傍を流れる原料ガス
には光エネルギーが付与され、光励起・光分解が促され
、生成物質であるa−3i及び微睡のP型不純物原子が
支持体上に堆積される。
a−Si以外及びPf1不純物原子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、新たな原料混合ガスがガス導入
管17及び30を通して連続的に供給され、P型のa−
3i層23が形成される。P型のa−3iの層厚として
は100〜10’ A、好ましくは300〜2.000
 Aの範囲が望ましい。
このように、本発明の方法に於いては、励起エネルギー
として、光エネルギーを使用し、この光エネルギーは、
該エネルギーを照射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照射できるように、すなわち励起エ
ネルギーの不均一な分布を生じることのないように光学
系を用いて制御することが容易であり、また、光エネル
ギー自身による、形成過程にある堆積層へのグロー放電
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、堆積時での層表面の乱れ、堆積層内の欠陥を起
こすことなく、均一性を保ちつつ堆積層の形成が継続さ
れる。特に、光エネルギーは、広範囲にわたって均一に
照射できるので、大面積の堆積層を精度良く、均一に形
成することが可能となった。
また、光エネルギーの照射部分を選択的に制御すること
によって、支持体上の堆積層形成部分を限定することも
できる。
なお、本発明に於ける光エネルギーによる原料ガスの励
起1分解には、光エネルギーによって直接原料ガスが励
起、分解される場合のみならず、光エネルギーが原料ガ
ス、または支持体に吸収されて熱エネルギーに変換され
、その熱エネルギーによって原料ガスの励起、分解がも
たらされるような光エネルギーによる派生的効果による
場合をも含むものである。
次に、ガス供給源9.10.28に連結するバルブ14
−1.18−1.14−2.16−2.14−5.16
−5を全て閉じ、堆積室l内へのガスの導入を止める。
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、再びバルブ14−1.18−1.14−5.1
6−5を開け、Si供給用原料ガスを堆積室l内に導入
する。
この場合の好適な流量条件、圧力条件はP型のa−3i
層23の形成時の場合の条件と同じである。
更に、P型a−Si層23の形成時と同様にして光エネ
ルギー照射を行ない、ノンドープの、即ちI型のa−S
i層24が形成される。
■型のa−3i層の層厚は500〜5XIO’ A、好
適には1000〜to、GOOAの範囲が望ましい。
次にN型の不純物ガスが貯蔵されているガス供給源11
に連結するバルブ14−3.18−3を開き、堆積室l
内にN型の不純物ガスを導入する。
N型の不純物ガスの流量はP型の不純物ガスの流敬決定
の場合と同様にSi供給用原料ガスの流量×ドーピング
濃度から決定される。
P型a−3i層23形成時と同様にして、光エネルギー
照射が行なわれ、支持体2の表面近傍を流れるSi供給
用原料ガス、ハロゲン化合物ガス及びN型の不純物ガス
に光エネルギーが付与され、光励起、光分解が促され、
分解生成物のa−3iが支持体−Lに堆積し、該堆積物
内に分解生成物の微量なN型不純物原子が混入すること
によりN型のa−3i層25が形成される。
N型のa−3i層25ノ層厚は100〜104 A、好
ましくは300〜2,0OOAの範囲が望ましい。
以にのような、P型及びN型a−8iNの形成に於いて
は、本発明の方法に使用されるハロゲン化合物と混合さ
れたSi供給用原料ガス及び不純物導入用ガスは、先に
述べたように、光エネルギーによって容易に励起、分解
するので、5〜100A/sec程度の層形成速度を得
ることができる。
最後に、N型のa−3ilj25上に薄層電極2Bを薄
層電極22の形成と同様の方法により、薄層電極22と
同じ層厚に形成し、PIN型ダイオード・デバイスが完
成される。
このようにして形成されたPIN型ダイオードゆデバイ
スは、所定の特性及び品質を満足するものとなった。
なお、本発明の方法によれば、以上説明したPIN型ダ
イオード・デバイスの半導体層の形成以外にも、所望の
電気的、光学的特性を有する単層の、あるいは多層から
なるa−3i層を形成することができる。また、以上説
明した例では減圧下に於いて堆積層が形成されたが、こ
れに限定されることなく、本発明方法は、所望に応じて
、常圧ド、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、光エネルギーを使用し、かっa−Si膜形成用の
Si供給用原料である直鎖状シラン化合物にハロゲン化
合物を混合したことにより、直釦状シラン化合物が光エ
ネルギーによって効率良く容易に励起、分解され、高い
成膜速度による低エネルギーレベルでのa−Si堆積暦
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−3i堆積層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。更に、
光エネルギーは、該エネルギーを照射すべき原料ガスの
占める所定の空間に対して常に均一に照射できるように
制御することが容易であり、厚層の堆積層も精度良く均
一に形成でき、特に広範囲にわたって均一に照射できる
ので、大面積の堆積層をも精度良く均一に形成すること
が可能となった。
以下、本発明を実施例を挙げて具体的に説明する。
実施例1 第1図に示した装置を使用し、Si供給用の原料物質と
してジシランを、ハロゲン化合物としてI2を用い、P
型不純物導入用ガスとしてB2H6を用いてP原子のド
ープされたP型a−3i層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l内を10” Tor
rに減圧し、ヒーター4に通電して支持体温度を80’
Oに保ち、次に5i786が充填された原料供給源9の
バルブ14−1.18−1及びI2を充填された供給源
28のバルブ+4−5.18−5ざらにH2によって島
状(1000ppm H2希釈)されたP型不純物導入
用ガス82Hもが充填された原料供給源10のバルブ1
4−2. IEI−2を各々開き、原料混合ガスを堆積
室l内に導入した。
このとき対応するフローメータ15−1.15−2゜1
5−5で計測しながらジシランを1509CCHに、ま
たPH3ガスを4O3CGl’lに、さらにI2を20
SCC14に各々の流量調整をした。
次に、堆積室内の圧力を0.1 Torrに保ち、光強
度130mW/am’のキャノン光を光エネルギー発生
装置7から発生させ支持体に対して垂直に照射して、層
厚400A ノP型a−3i層3 (B原子含有率5 
X 10゛3ato+wic、%)を、50 A /s
ecの成膜速度で支持体2上に堆積させた。なお、光エ
ネルギーは、堆積室l内に配置された支持体2全体の近
傍を流れるガスに対して、一様に照射された。このとき
、a−Si及びB原子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、新たな原料混合ガスがガス導入管17及び3
0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−S
 i層の評価は、基板上に形成されたa−9i層のそれ
ぞれの上に、更にクシ型のA1のギャップ電極(長さ 
250μ、ltJ 5+sm)を形成して、暗電流を測
定し、その暗導電率σdをめることによって行なった。
なお、ギャップ電極は、−ヒ記のようにして形成された
a−9i層を蒸着槽に入れて、核種を一度10′6To
rrの真空度まで減圧した後、真空度を10°5Tor
rに調整して、薄着速度20 A /secで、150
0への層厚で、A1をa−3i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、エツチング
してパターンマスクを行なって形成した。
得られた暗導電率σd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C
l2(実施例3)を用いた以外は、実施例1と同様にし
てI型のa−3i膜の形成を実施し、得られたa−9i
膜を実施例1と同様にして評価した。 ii+価結果を
表1に示す。
実施例4〜12 a−3i堆積膜形成用の原料及びハロゲン化合物として
、表1及び表2に列挙した直鎖状シラン化合物及びI2
、Br2、C12のそれぞれを個々に組合わせて用い、
支持体温度及び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−9i
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。
比較的1〜4 a−3i供給用の原料として表1及び表2に列挙した直
鎖状シラン化合物を用い、支持体温度を表1及び表2に
示したように設定したこと並びに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−3i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。
実施例13〜24 a−3i供給用原料及びハロゲン化合物として、表1及
び表2に列挙した直鎖状シラン化合物及びI7、Br2
、CI、のそれぞれを個々に組合わせて用い、不純物導
入用ガスとしN型のpH3を用いたこと、並びに、支持
体温度及びハロゲンガス流量を表3及び表4に示した様
に設定した以外は実施例1と同様にして、a−3i膜を
堆積した。得られたa−3i膜を実施例1と同様にして
評価した。評価結果を表3及び表4に示す。
比較的5〜8 a−3i堆積膜形成用の原料として表3及び表4に列挙
した直鎖状シラン化合物を用い、支持体温度を表3及び
表4に示したように設定したこと、ハロゲン化合物を使
用しないこと、並びに不純物導入用ガスとしてN型のP
H3を用いたこと以外は実施例1と同様にして、a−S
ill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3及び表4に示す。
同種のa−3i膜供給源を用いたそれぞれ対応する実施
例を比べると、ハロゲン化合物を混合した場合はそうで
ない場合よりもB、 H,をドープした際は、約2〜4
倍成膜速度が大きくなり、PH3をドープした際には約
2〜3倍成膜速度が大きくなった。ハロゲンの種類にょ
る成膜速度の促進の割合は、一般にCI2、Br2.1
7の順に大きい、また、電気的特性に関しても、良好と
なった。
実施例25 第1図に示した装置を使用し、S1供舶用の原料物質と
してジシランを用い、励起エネルギーとして光強度 1
30■W/crn’のキャノン光を使用し、第2図に示
したようなPIN型ダ型ダイオードパデバイス成を以下
のようにして実施した。
まず、支持体21 (ITO(Indium Tin 
0xide)を1000A77j着したポリエチレンナ
フタレート透明導電性フィルム〕を堆積室1内の支持台
3にセットし、実施例1と同様の操作条件を用いて、原
料供給源9、及び29からジシラン、82H6ガス及び
■2ガスを堆積室1内に導入してP型a−5i暦23を
形成した。
次に、P型a−3i層23の厚さが400八となったと
ころで、ガス供給源9、lO及び29に連結するバルブ
14−1.16−1.14−2. I8−2.14−5
.113−5を全て閉し、堆積室l内へのガスの導入を
止める。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、再びバルブ14−1.16−1.14
−5.18−5を開け、Si供給用ジシランを150S
CC:M、■2ガスを20SCC)lの流量で堆積室1
内に導入した。
更に、P型a−3i層23の形成時と同様にして光エネ
ルギー照射を行ない、ノンドープの即ちIyflのa−
9i層24(層厚、5000A)をP型a−9i層23
の形成時と同様の速度で形成させた。
次にH2によって希釈(希釈率0.05モル%)された
N型不純物導入用ガスPH3が貯蔵されているガス供給
源11に連結するバルブ!4−3.18−3を開き。
堆積室l内にPH3ガスを導入し、実施例13に置ける
操作条件を用いてP原子のドープされたN型a−9i層
25(層厚40OA)をP型a−3i層23の形成時と
同様の速度でI型a−9i層24上に堆積させ、3つの
a−3i層23.24.25からなる半導体層27を作
成した。
このようにして本発明の方法により形成された、 PI
N型のa−9i半導体層27上に更に真空蒸着法(圧力
I X 10’ Torr)を用いて膜厚1000人の
A1薄膜電極を積層して、PIN型ダ型ダイオードパデ
バイス成した。
本実施例に於いて形成されたPIN型ダイオード・デバ
イス(面積fern’)の整流特性(電圧lVでの順方
向電流と逆方向電流の比)、n(m(P−N接合の電流
式J = J (exp(eV/nkT)−1)に於け
るn値)のそれぞれについて評価した。その結果を表5
に示す。
実施例26〜36 a−3i供給ガス及びハロゲン化合物として、表1及び
表2に列挙した直鎖状シラン化合物及びI2、Br2、
CI、のそれぞれを個々に組合わせて用い、支持体温度
及びハロゲンガス流量を表5及び表6に示した様に設定
した以外は実施例25と同様にして、3層構造のPIN
型a−Si半導体層を形成し、PIN型ダイオード1デ
バイスを作成した0作成されたPIN型グイオード・デ
バイスの整流特性、nイ4及び光照射特性のそれぞれに
ついて実施例25と同様にして評価した。その結果を表
5及び6に示す。
比較例9〜12 a−3i堆積膜供給ガスとして表6及び表7に列挙した
直鎖状シラン化合物を用い、支持体温度を表5及び表6
に示したように設定したこと並びにハロゲン化合物を使
用しないこと以外は実施例25と同様にして3層構造の
PIN型a−3i半導体層を形成し、 PIN型ダイオ
ード・デバイスを作成した0作成されたPIN型ダ型ダ
イオードパデバイス流特性、n値及び光照射特性のそれ
ぞれについて実施例25と同様にして評価した。その結
果を表5及び6に示す。
以上の実施例25〜38及び比較例9〜12の結果をま
とめると、実施例25〜38に於いて形成されたPIN
型ダイオード・デバイスの整流特性は50〜100℃と
低い支持体温度で、同種のa−5i供給ガスを用いたと
き、ハロゲンガスを使用した場合は、そうでない場合よ
りも良好となった。
表 1 11 82)16をドーピングガスとして用いたときの
暗導゛准率(Ω・備)°1 表 2 11 82H6をドーピングガスとして用いたときの暗
導電率(Ω・CI)−蔦 表 3 よ2 囲3をドーピングガスとして用いたときの暗導電
率(Ω*C11)−’ 表 4 零2 PH3をドーピングガスとして用いたときの暗導
電率(Ω拳cs) ’ 表 5 木3 電圧lVでの順方向電流と逆方向電流の比(対数
で表わに於けるn値(Quality factor)
表 6 象3 電圧IVでの順方向電流と逆方向電流の比04数
で表示) に於けるn値(Quality factor)
【図面の簡単な説明】
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、第2図は本発明の方法によって形成
することのできるPIN型ダイオード・デバイスの模式
的断面図である。 l:堆積室 2,21:支持体 3、支持台 4:ヒーター 5:導線 8−1.6−2.6−3.8−4 +ガスの流れ7:光
エネルギー発生装置 8:光エネルギー 9、+0.11,12.29 ・ガス供給源+3−1.
13−2.13−3.13−4.13−5.18:圧力
メーター14−1.14−2.14−3.14−4.1
4−5゜18−1.+6−2.18−3.16−4,1
fi−5,31:バルブ15−1.15−2.15−3
.15−4.15−5: フローメーター17.17−
1.17−2.17−3.17−4,30 :ガス導入
管20:ガス排気管 22.28:薄膜電極 23:P型a−9i層2L I
型a−9i層 25:N型a−Si層27:半導体層 
28:導線 l】 第 2 図 手続補正書(自発) 昭和60年 7月16日 特許庁長官 殿 1、事件の表示 昭和58年 特許願 第78127号
2、発明の名称 堆積膜の形成法 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 (100)キャノン株式会社 4、代 理 人 住所 東京都港区赤坂1丁目9番20号5、補正の対象 明細書の特許請求の範囲の欄及び発明の詳細な説明の欄
。 6、補正の内容 1)特許請求の範囲を別紙のとおり補正する。 2)明細書第5頁第7行、同頁第11行、同頁第15行
〜第16行、同頁第18行〜第19行、第8頁第2行及
び同頁第6行にある「第■属若しくは第V属に」の記載
を[第■族若しくは第V族に」の記載にそれぞれ訂正す
る。 3)明細書第7頁第1θ行及び第14頁第12行にある
「第■属」の記載を「第1族」の記載にそれぞれ訂正す
る。 4)明細書第7頁第11行にある「第V属」の記載を「
第V族」の記載に訂正する。 5)明細書第14頁第3行にある「属するの」の記載を
「属する」の記載に訂正する。 特許請求の範囲 (1)支持体が配置された堆積室内に、一般式;5in
)12n+2(n≧1)で表わされる直鎖状シラン化合
物と、ハロゲン化合物と、周期率表第ml若しくは第v
!!に属する原子を含む化合物との気体状雰囲気を形成
し、これらの化合物を光エネルギーを利用して励起し、
分解することにより、前記支持体上にシリコン原子及び
周期率表第■族若しくは第V族に属する原子を含む堆積
膜を形成することを特徴とする堆積膜の形成方法。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)支持体が配置された堆積室内に、一般式;S!n
    H2n+2(n≧1)で表わされる直鎖状シラン化合物
    と、ハロゲン化合物と、周期率表部■属若しくは第V属
    に属する原子を含む化合物との気体状雰囲気を形成し、
    これらの化合物を光エネルギーを利用して励起し、分解
    することにより、前記支持体上にシリコン原子及び周期
    率表部■属若しくは第V属に属する原子を含む堆積膜を
    形成することを特徴とする堆msの形成方法。
JP7612784A 1984-04-16 1984-04-16 堆積膜の形成法 Pending JPS60219729A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5120394A (en) * 1988-11-11 1992-06-09 Fujitsu Limited Epitaxial growth process and growing apparatus
US5213997A (en) * 1989-03-31 1993-05-25 Canon Kabushiki Kaisha Method for forming crystalline film employing localized heating of the substrate

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