JPS60219731A - Forming method of deposited film - Google Patents

Forming method of deposited film

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JPS60219731A
JPS60219731A JP7612984A JP7612984A JPS60219731A JP S60219731 A JPS60219731 A JP S60219731A JP 7612984 A JP7612984 A JP 7612984A JP 7612984 A JP7612984 A JP 7612984A JP S60219731 A JPS60219731 A JP S60219731A
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gas
film
layer
raw material
support
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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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Original Assignee
Canon Inc
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Abstract

PURPOSE:To form a deposited film at high forming speed, keeping high quality by a method wherein gaseous atmosphere is formed mixing cyclic silane compound, halogen compound and the compound containing atoms which fall with the III or V group. CONSTITUTION:The valves 14-1, 16-1 of the supply source 9 filled up with the gas of cyclic silane compound which is indicated by the formula [where (n) is indicated 3, 4 or 5, R is indicated H or SiH3] and the valves 14-2, 16-2 of the supply source 10 stored P type impurity are opened respectively, and then the mixed gas, which is mixed with fixed mixture ratio, is sent into a depositing chamber 1. At the same time, valves 14-5, 16-5 are opened respectively, then halogen compound is introduced to the depositing chamber 1 from supply source 29. A photo energy generator 7 is operated and also the optical energy is irradiated to stock gas.

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、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1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と略す)の堆積膜を形
成する方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a deposited film forming method that uses light as excitation energy to form a photoconductive film, a semiconductor, or an insulating film on a predetermined support. The present invention relates to a method of forming a deposited film of amorphous silicon (hereinafter abbreviated as a-Si) on a predetermined support by creating an excited 1-decomposition state of a source gas by applying or using light and, if desired, heat.

従来、a−9iの堆積膜形成方法としては、SiH4、
またはSi2H6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5i)14またはSi2
H6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−9i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M等として種々の目的に利用されて
いる。
Conventionally, methods for forming deposited films of a-9i include SiH4,
Alternatively, a glow discharge deposition method and a thermal energy deposition method using Si2H6 as a raw material are known. That is, these deposition methods use 5i)14 or Si2 as the raw material gas.
This is a method in which a deposited film of a-9i is formed on a support by decomposing H6 using electrical energy or thermal energy (excitation energy), and the deposited film formed is a photoconductive film, a semiconductor, an insulating M, etc. It is used for various purposes.

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、更に膀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、面積の大きな
、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。
However, in the glow discharge deposition method, in which the deposited film is formed under high-power discharge, it is difficult to control reproducible and stable conditions such as not always achieving a uniform discharge distribution state, and furthermore, the formation of bladder The high-power discharge has a large effect on the film inside the film, making it difficult to ensure the uniformity of electrical and optical properties and quality stability of the formed film, causing disturbances on the film surface during deposition, and damage to the inside of the deposited film. It has been extremely difficult to form deposited films with uniform electrical and optical characteristics, especially those having large areas or thick films, which are susceptible to defects using this method.

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−9i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。
On the other hand, in the thermal energy deposition method, the temperature is usually 400°C.
Since such a high temperature is required, the support material to be used is limited, and in addition, the probability that useful bonded hydrogen atoms in the desired a-9i will be separated increases, making it difficult to obtain the desired properties.

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 H,、Si2H6を原料とするa−S iの光
エネルギー堆積法(光CVD)が最近注目されている。
Therefore, one way to solve these problems is to
Recently, an a-Si optical energy deposition method (photoCVD) using SiH, Si2H6 as a raw material has been attracting attention.

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−9i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。
This optical energy deposition method uses light as the excitation energy instead of glow discharge or heat in the above-mentioned methods, and allows the production of deposited films of a-9i to be performed at low energy levels. Ta. In addition, it is easy to uniformly irradiate the raw material gas with light energy, and it is possible to form a high-quality film that maintains uniformity with lower energy consumption than the above-mentioned deposition method. It is easy to control, stable reproducibility is obtained, and there is no need to heat the support to a high temperature, and the selectivity for the support is widened.

ところが、このようなSiH4,5i2)16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。
However, with this optical energy deposition method using SiH4,5i2)16 as a raw material, there is a limit to how much efficient decomposition can be expected. It has been pointed out that there are some drawbacks.

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。
The present invention was developed in view of these problems, and it is possible to form a deposited film containing silicon atoms at a low energy level at a high film formation rate while maintaining high quality by using light as excitation energy. An object of the present invention is to provide a light energy deposition method.

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。
Another object of the present invention is to form a high-quality deposited film that ensures uniformity of electrical and optical characteristics and stability of quality even in the formation of a large-area, thick deposited film. The goal is to provide a method that can be used.

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−9i膜形成用の原料ガスとし
て下記一般式; (但し1」二記式中nは3.4または5、RはHまたは
SiH3を表わす)で表わされる環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。
As a result of extensive studies, the present invention has achieved these objectives by using the following general formula as a raw material gas for forming an a-9i film that is decomposed by light energy; It was discovered and completed that this can be achieved by using a cyclic silane compound represented by (R represents H or SiH3) in a mixed state with a halogen compound.

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、下記一般式; (但し、上記式中nは3.4または5、RはHまたはS
iH3を表わす)で表わされる環式シラン化合物及びハ
ロゲン化合物と、ハロゲン化合物と、周期率表部■属若
しくは第V風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風に属する原子を
含む堆積膜を形成することを特徴とする。
That is, in the deposited film forming method of the present invention, in the deposition chamber in which the support is arranged, the following general formula;
A gaseous atmosphere is formed between a cyclic silane compound and a halogen compound represented by (iH3), a halogen compound, and a compound containing an atom belonging to group I or wind V of the periodic table, and these compounds are exposed to light. The method is characterized in that a deposited film containing silicon atoms and atoms belonging to group I or wind V of the periodic table is formed on the support by excitation and decomposition using energy.

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風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■属若しくは第V風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。
In the method of the present invention, a silicon compound as a raw material for supplying Si and a compound containing these atoms for introduction of atoms belonging to group I or wind V of the periodic table are used as raw materials. The deposited film is a deposited film containing silicon atoms and atoms belonging to Group I or Group V of the periodic table, and can be used for various purposes as a functional film such as a photoconductive film or a semiconductor film.

本発明の方法に於いて使用されるa−S i供給用の原
料は、下記一般式; (但し、上記式中nは3,4または5、RはHまたはO
H3を表わす)で表わされる環式シラン化合物である。
The raw material for supplying a-Si used in the method of the present invention has the following general formula; (in the above formula, n is 3, 4 or 5, R is H or O
It is a cyclic silane compound represented by H3.

このような環式シラン化合物として以下のようなものを
挙げることができる。
Examples of such cyclic silane compounds include the following.

しかしながら、このような環式シラン化合物は、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、分解が得られず、良好な成膜速度が得られない。
However, such cyclic silane compounds are efficient when using light energy as excitation energy.
Excitation and decomposition cannot be obtained, and a good film formation rate cannot be obtained.

そこで本発明の方法に於いては、光エネルギーによる上
記の環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、該環式シラン化合物にハロゲン化合物が
混合される。
Therefore, in the method of the present invention, a halogen compound is mixed with the cyclic silane compound in order to more efficiently promote the excitation and decomposition of the cyclic silane compound by light energy.

本発明の方法に於いて上記環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、上記環式シラン化合物の光エネルギーによる励起
1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、CI2 、 B
r2、 I2、 F7等のハロゲンガス等を挙げること
ができる。
The halogen compound mixed with the cyclic silane compound in the method of the present invention is a compound containing a halogen atom, and can more efficiently promote excitation and decomposition of the cyclic silane compound by light energy. It is something. Such halogen compounds include CI2, B
Examples include halogen gases such as r2, I2, and F7.

本発明に方法に於ける前記Si供給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
膜膜形成用原料台物及びハロゲン化合物の種類等によっ
て異なるが、 0.01 VoL$〜e5V。
The proportion of the halogen compound mixed in the raw material compound for supplying Si in the method of the present invention or the a-3i used
Although it varies depending on the raw materials for film formation and the type of halogen compound, 0.01 VoL$~e5V.

I!、好ましくは0.I Volg、〜50VOI$ノ
範囲内で使用される。
I! , preferably 0. I Volg, used within the range of ~50 VOI$.

なお、前記一般式で示された環式シラン化合物でnが6
以上のものは、ハロゲン化合物との混合状態に於いて、
その分解が容易で低エネルギー励起により所望の堆積膜
が得られることが期待されるが、予想に反し、光導電膜
、半導体膜として品質が劣り、その上、膜の表面での欠
陥及び堆積膜内での乱れが多く不均一な膜となることが
判明した。従って、このような環式シラン化合物を使用
すれば、堆積膜の製造のコントロールが困難である。ま
た、上記式中のnが2の場合も環式シラン化合物として
考慮されるが、この化合物は不安定であるため現状では
単離することが難かしい。
In addition, in the cyclic silane compound represented by the above general formula, n is 6.
The above substances, in a mixed state with a halogen compound,
It is expected that the desired deposited film can be obtained by easy decomposition and low-energy excitation, but contrary to expectations, the quality of the photoconductive film and semiconductor film is poor, and in addition, defects on the surface of the film and the deposited film It was found that there was a lot of turbulence within the film, resulting in an uneven film. Therefore, if such a cyclic silane compound is used, it is difficult to control the production of the deposited film. Further, when n in the above formula is 2, it is also considered as a cyclic silane compound, but this compound is unstable and therefore difficult to isolate at present.

従って、]二記式中のnは、3.4または5であること
が好ましい。
Therefore, n in the binary formula is preferably 3.4 or 5.

本発明の方法に於しζて形成される堆積膜中に例えばB
、^1. 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1
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,P2H,、PF3. PF5、PC
l3. AsH3、AsF3、AsF5、AsCh 、
 SbH3、SbF5.86HIO、86HI2 、 
AIC:13等を挙げることが出来る。
For example, B is present in the deposited film formed by the method of the present invention.
, ^1. The raw materials used to introduce atoms belonging to Group IV of the periodic table, such as Ga, In, and TI, or Group V, such as N, P, As, Sb, and Bi, contain these atoms and have a light energy easily excited by 1
Compounds that are decomposed are used, such as PH3, P2H, PF3. PF5, PC
l3. AsH3, AsF3, AsF5, AsCh,
SbH3, SbF5.86HIO, 86HI2,
AIC:13 etc. can be mentioned.

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、周期率表第m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第■属若しくはw4V属に属す
る原子を含む堆積Il!(a−3i膜)が形成される。
In the method of the present invention, a silicon compound as described above in a gaseous state, a halogen compound, and a compound containing an atom belonging to Group M or Group V of the periodic table are introduced into a deposition chamber, and these compounds are are irradiated with light energy to excite and decompose these, and deposit Il! containing silicon atoms and atoms belonging to group Ⅰ or w4V of the periodic table on a support placed in the deposition chamber. (a-3i film) is formed.

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。
In the present invention, light energy refers to energy rays that can provide sufficient excitation energy when irradiated to the above-mentioned raw material gas, and can excite and decompose the raw material gas, and deposit decomposition products. Any wavelength can be used as long as it has a wavelength range. Examples of such light energy include ultraviolet rays, visible light, X-rays, -γ rays, etc., and can be appropriately selected depending on compatibility with the raw material gas.

目下 ml園を公開しつつ十為1m士社九捏匍に説明す
る。
Currently, I am releasing ML Garden to the public and explaining it to 10 million 1000-year-old publishers.

第1図は支持体上に、 a−5iからなる光導電膜。FIG. 1 shows a photoconductive film made of a-5i on a support.

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。
1 is a schematic configuration diagram of a deposited film forming apparatus for forming a functional film such as a semiconductor film or an insulating film.

堆積膜の形成は堆積室lの内部で行なわれる。Formation of the deposited film takes place inside the deposition chamber l.

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。
Reference numeral 3 placed inside the deposition chamber 1 is a support base on which a support is placed.

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−9i膜
形成用の原料ガス、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。ガス導入管17の他端は
前記a−3i膜形成用原料化合物及び必要に応じて使用
されるキャリアカス等のガスを供給するためのガス供給
源9.10、Il、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
29に連結されている。
Reference numeral 4 denotes a heater for heating the support, and power is supplied to the heater 4 through a conductive wire 5. A gas introduction pipe 17 for introducing the raw material gas for forming the a-9i film and gases such as a carrier gas used as necessary into the deposition chamber l, and a gas introduction pipe for introducing the halogen compound. tube 30
is connected to the deposition chamber l. The other end of the gas introduction pipe 17 is connected to a gas supply source 9.10, Il, 12 for supplying the raw material compound for forming the a-3i film and gases such as carrier scum used as necessary. Gas introduction pipe 30
The other end is connected to a gas supply source 29 for supplying a halogen compound.

このように、 a−9i膜膜形成用原料台物とハロゲン
化合物は、別々に堆積室l内に導入されることが好まし
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−5illl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。
In this way, it is preferable that the raw materials for forming the a-9i film and the halogen compound are separately introduced into the deposition chamber l. reacted at the same time as they were mixed,
This is not preferable because the raw material for forming a-5ill is decomposed and the decomposition products are deposited inside the gas introduction pipe and contaminate the inside of the gas introduction pipe.

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
ルブロー1.14−2.14−3.14−4.14−5
 、16−1.18−2゜18−3.16−4.16−
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。 13−1.13−2
.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。
In order to measure the flow rate of each gas flowing out towards the deposition chamber 1 from the gas supply sources 9.1O111, 12, 28, a corresponding flow meter 15-1.15-2.15-3°1 is used.
5-4. Branched gas introduction pipe corresponding to 15-5 +7-
1゜17-2.17-3.17-4 and gas introduction pipe 30
It is located in the middle of. Valve low 1.14-2.14-3.14-4.14-5 before and after each flow meter
, 16-1.18-2゜18-3.16-4.16-
5 are provided and by adjusting these valves,
A predetermined flow rate of gas can be supplied. 13-1.13-2
.. 13-3.13-4.13-5 is a pressure meter,
This is for measuring the pressure on the high pressure side of the corresponding flow meter.

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1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。
Each gas that has passed through the flow meter is introduced into the deposition chamber 1 under reduced pressure by an exhaust device (not shown). Note that the pressure meter 18 measures the total pressure of the mixed gas when it flows inside the gas introduction pipe 17.

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。
A gas exhaust pipe 20 is connected to the deposition chamber 1 in order to reduce the pressure inside the deposition chamber 1 and to exhaust the introduced gas.

ガス排気管の他端は不図示の排気装置に連結される。The other end of the gas exhaust pipe is connected to an exhaust device (not shown).

7は光エネルギー発生装置である。7 is a light energy generator.

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。
If the deposition chamber l is not made of a transparent material such as quartz glass, a window for irradiating the light energy 8 may be provided.

本発明に於いて、カスの供給源13.10,11,12
,211の個数は適宜、増減されるものである。
In the present invention, the source of waste 13.10, 11, 12
, 211 may be increased or decreased as appropriate.

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つ以上必要である。
That is, when using a single raw material gas, one gas supply source from 9 to 12 is sufficient. However, when using a mixture of two or more raw material gases, or when mixing a single raw material gas, two or more are required.

なお、a−9i膜膜形成用原料台物及びハロゲン化もの
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。気化装置には加熱情態を利用するも
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)を通・て
堆積室l内に導入される。
Note that since there are raw materials for forming the a-9i film and halogenated materials, a vaporization device (not shown) is installed when the raw materials are used as a liquid. Vaporizers include those that utilize heating conditions and those that pass a carrier gas through a liquid. The raw material gas obtained by vaporization is introduced into the deposition chamber 1 through a flow meter.

このような第1図に示した装置を使用して代表的なPI
NyJ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−3i堆積膜形成法を更に詳細に説明する
A typical PI using the apparatus shown in FIG.
The a-3i deposited film forming method of the present invention will be explained in more detail using an example of a method for forming a NyJ diode device.

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。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view for explaining the structure of a typical PIN type diode device obtained by the present invention.

21は支持体、22及び26は薄膜電極、23はP型の
a−Si層、24は1型ci’)a−S+!、 25は
N型ノa−5i層。
21 is a support, 22 and 26 are thin film electrodes, 23 is a P-type a-Si layer, and 24 is 1-type ci') a-S+! , 25 is an N-type a-5i layer.

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2例えば、Si。
27 is a semiconductor layer, and 28 is a conductive wire. The support 21 is semiconductive, preferably electrically insulating. As a semiconductive support, for example, Si.

Ge等の半導体からなる板等が挙げられる。Examples include a plate made of a semiconductor such as Ge.

電気絶縁性支持体としては、ポリエステル、ボリエチレ
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。
As the electrically insulating support, films or sheets of synthetic resins such as polyester, polyethylene, polycarbonate, cellulose, acetate, polypropylene, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polystyrene, polyamide, glass, ceramics, paper, etc. are usually used. Ru.

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。
In particular, in the method of the present invention, the temperature of the support is set at 50 to
Since the temperature can be relatively low at around 150°C, it is made of materials with low heat resistance that cannot be applied to the conventional glow discharge deposition method or thermal energy deposition method among the materials that form the support. It is now possible to use supports as well.

薄膜電極22は例えば、NiCr、 AI、 Or、 
No、 Au。
The thin film electrode 22 is made of, for example, NiCr, AI, Or,
No, Au.

Ir、 Nb、 Ta、 V、 Ti、 Pt、 Pd
、In2O3、5n02.ITO(In2O3+ 5n
02)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」二に設けることによっ
て得られる。
Ir, Nb, Ta, V, Ti, Pt, Pd
, In2O3, 5n02. ITO (In2O3+ 5n
It can be obtained by providing a thin film such as 02) on a support using a method such as vacuum evaporation, electron beam evaporation, or sputtering.

電極22の膜厚としては、30〜5X10’人、より好
適には 100〜5X103Aとされるのが望ましい。
The thickness of the electrode 22 is desirably 30 to 5 x 10', more preferably 100 to 5 x 10'.

8−81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。
In order to make a predetermined layer among the layers constituting the semiconductor layer 27 of 8-81 N-type or P-type as desired, an N-type impurity or a P-type impurity is formed during layer formation. The doping layer may be doped while controlling its amount.

半導体層中にドーピングされるPy!J!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、 AI、 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p14
v族に属する原子、なかでも例えばN、P、^S、Sb
、Bi等が好適なものとして挙げられるが、殊にB、 
Ga、P、 Sb等が最適である。
Py! doped into the semiconductor layer! J! Impurities include atoms belonging to Group Ⅰ of the periodic table, among which, for example,
Preferred examples include B, AI, Ga, In, TI, etc., and examples of N-type impurities include p14 of the periodic table.
Atoms belonging to group v, especially N, P, ^S, Sb
, Bi, etc. are mentioned as suitable ones, but especially B, Bi, etc.
Ga, P, Sb, etc. are optimal.

本発明に於いて所望の伝導型を付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壷は、所望される電気
的φ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3×10゛2〜4 ato厘i
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−’〜2 a
tomic%の範囲となるようにドーピングしてやれば
良い。
In the present invention, in order to impart a desired conductivity type, the semiconductor layer 2 is
The size of the impurity to be doped into 7 is determined as appropriate depending on the desired electrical and optical properties, but in the case of impurities in group Ⅰ of the periodic table, it is 3 x 10゛2 to 4 at. i
It is sufficient to dope the doping so that it is in the range of c%, and in the case of impurities in Group V of the periodic table, it is 5X10-' to 2 a
Doping may be done within a range of tomic%.

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、層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。
In order to dope the above-mentioned impurities into a predetermined layer of the layers constituting the semiconductor layer 27, it is sufficient to introduce a raw material for impurity introduction into the deposition chamber in a gaseous state during layer formation. As the raw material for introducing impurities, those that are in a gaseous state at normal temperature and normal pressure or that can be easily gasified under at least layer-forming conditions or by a vaporizer are used.

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、ρ2H
4,PF3 、PF5 、 PCl3. ASH3、A
sF3、A!IFs 、 AsCl3 、 SbH3,
SbF5、BiH3、一方P型不純物導入用としてはB
F3.8CI3、BBr3、B2H6、B、H,。、B
、H9、B6H1゜、 B6)(+2 、AlCl3等
を挙げることが出来る。
Specifically, the raw material (impurity gas) for introducing such impurities is PH3, ρ2H for introducing N-type impurities.
4, PF3, PF5, PCl3. ASH3,A
sF3, A! IFs, AsCl3, SbH3,
SbF5, BiH3, while B for introducing P-type impurities
F3.8CI3, BBr3, B2H6, B, H,. , B
, H9, B6H1°, B6)(+2), AlCl3, etc.

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。
Next, the method for forming the semiconductor layer 27 will be explained in more detail.

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1内の支持金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″5To
rr以下、好適には10’ Torr以下が望ましい。
First, the support 21 on which the thin layer of the electrode 22 is attached is placed on the support 3 in the deposition chamber 1, and the air in the deposition chamber is evacuated through the gas exhaust pipe 20 by an exhaust device (not shown) to reduce the pressure. . The atmospheric pressure inside the deposition chamber under reduced pressure is 5X 10″5To
rr or less, preferably 10' Torr or less.

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50〜150℃、より好ましくは
、50〜100℃とされる。
When the pressure inside the deposition chamber 1 is reduced, the heater 4 is energized to heat the support 3 to a predetermined temperature. The temperature of the support at this time is preferably 50 to 150°C, more preferably 50 to 100°C.

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。
As described above, since the support temperature is relatively low in the method of the present invention, it is not necessary to heat the support to a high temperature as in glow discharge deposition method or thermal energy deposition method. The energy consumption required for this can be saved.

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14−1.1B
−1と、P型の不純物ガスが貯蔵されている供給源10
17)バルブ14−2. +6−2を各々開キ2Si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14−5.18−5を各々開さ。
Next, in order to stack a P-type a-Si layer on the thin layer electrode 22 on the support 21, the valve 14-1 of the supply source 9 is filled with the raw material gas for Si supply as listed above. .1B
-1 and a supply source 10 in which P-type impurity gas is stored.
17) Valve 14-2. +6-2 are opened respectively, and a mixed gas in which the source gas for supplying Si and the P-type impurity gas are mixed at a predetermined mixing ratio is sent into the deposition chamber 1. At the same time, the valves 14-5 and 18-5 are respectively opened. Open.

ハロゲン化合物を供給源28から堆積室1内に導入する
A halogen compound is introduced into the deposition chamber 1 from a supply source 28 .

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。
At this time, the corresponding flow meter 15-1.15-2.1
The flow rate of the raw material gas for Si supply, which is adjusted while being measured in step 5-5, is 10-1000 S00M, preferably 20~
A range of 500 SCCH is desirable.

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。
Further, the flow rate of the halogen compound gas is determined so that it is mixed with the Si supply raw material gas at a predetermined ratio.

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。
The flow rate of P-type impurity gas is the flow rate of Si supply raw material gas ×
Determined from doping concentration.

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。
However, since the amount of impurity gas mixed is extremely small, in order to facilitate flow rate control, the impurity gas is usually stored and used in a diluted state with H2 gas or the like to a predetermined concentration.

堆積室1内の混合ガスの圧力はlO゛2〜100Tor
r、好ましくは10−2〜ITorrの範囲に維持され
ることが望ましい。
The pressure of the mixed gas in the deposition chamber 1 is 1O゛2 to 100 Torr.
r, preferably maintained in the range of 10-2 to ITorr.

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。
When the raw material mixed gas is introduced into the deposition chamber 1, the optical energy generator 7 is driven to irradiate the raw material gas with optical energy.

光エネルギー発生装置7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。
As the light energy generating device 7, for example, a mercury lamp,
A xenon lamp, carbon dioxide laser, argon ion laser, excimer laser, or the like can be used.

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。
An optical system (not shown) is incorporated so that the desired light energy generated by driving the light energy generating device 7 irradiates the support 2 installed in the deposition chamber 1.

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。
The light energy can be irradiated uniformly or by selectively controlling the irradiated portion to the raw material mixed gas flowing in the vicinity of the support 2 disposed in the deposition chamber 1.

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−Si及び微量のP型不純物原子が
支持体上に堆積される。
In this way, optical energy is imparted to the raw material gas flowing near the surface of the support 2, promoting photoexcitation and photodecomposition, and a-Si as a product and a trace amount of P-type impurity atoms are deposited on the support. Deposited.

a−3i以外及びP型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−S
i!23が形成される。P型のa−S iの層厚として
は100〜104A、好ましくは300〜2.00OA
の範囲が望ましい。
Decomposition products other than a-3i and P-type impurity atoms, undecomposed surplus raw material gas, etc. are discharged through the gas exhaust pipe 20, while new raw material mixed gas is continuously supplied through the gas introduction pipes 17 and 30. is supplied to P-type a-S
i! 23 is formed. The layer thickness of P-type a-Si is 100 to 104A, preferably 300 to 2.00OA.
A range of is desirable.

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
成することが口f能となった。
Thus, in the method of the present invention, light energy is used as excitation energy, and this light energy is
It is easy to control using an optical system so that the energy is always uniformly irradiated to a predetermined space occupied by the raw material gas to be irradiated, that is, so as to prevent uneven distribution of excitation energy. Yes, and also by the light energy itself. There is no effect of high-power discharge on the deposited layer during the formation process, as observed in the glow discharge deposition method, and uniformity can be maintained without disturbing the layer surface during deposition or causing defects within the deposited layer. The formation of the deposited layer continues while maintaining the temperature. In particular, since light energy can be irradiated uniformly over a wide range, it has become possible to uniformly form a deposited layer over a large area with high precision.

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、支持体との堆積層形成部分を限定することも
できる。
Further, by selectively controlling the irradiated portion of the light energy, it is possible to limit the portion where the deposited layer is formed with the support.

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、分解には、光エネルギーによって直接原料ガスが励
起1分解される場合のみならず。
Note that the excitation and decomposition of the raw material gas by light energy in the present invention includes not only the case where the raw material gas is directly excited and decomposed by light energy.

光エネルギーが原料ガス、または支持体に吸収されテ熱
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
−1.18−1.14−2.16−2.14−5.1B
−5を全て閉じ、堆積室l内へのガスの導入を止める。
This also includes cases where the light energy is absorbed by the raw material gas or the support and converted into thermal energy, and the resulting thermal energy causes the excitation and decomposition of the raw material gas due to a derivative effect of the light energy. - then a valve 14 connected to the gas supply 9.10.28;
-1.18-1.14-2.16-2.14-5.1B
-5 are all closed to stop the introduction of gas into the deposition chamber l.

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1内に導入
する。
After the gas in the deposition chamber is removed by driving an exhaust device (not shown), the valve 14-1.18-1.14-5.1 is opened again.
6-5 is opened, and the raw material gas for supplying Si is introduced into the deposition chamber 1.

この場合の好適な流量条件、圧力条件はP型のa−Si
層23の形成時の場合の条件と同じである。
In this case, the preferred flow conditions and pressure conditions are P-type a-Si
The conditions are the same as those used when forming layer 23.

更に、Pfia−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1型のa−
3i層24が形成される。
Furthermore, in the same manner as in the formation of the Pfia-Si layer 23, optical energy is irradiated to form a non-doped, ie, type 1 a-
A 3i layer 24 is formed.

■型のa−5ilの層厚は500−5XIO’ A、好
適には1000〜10.GOOAの範囲が望ましい。
The layer thickness of type (2) a-5il is 500-5XIO'A, preferably 1000-10. GOOA range is preferred.

次にN型の不純物ガスが貯蔵されているガス供給源11
に連結するパルプ+4−3.18−3を開き、堆積室l
内にN型の不純物ガスを導入する。
Next, a gas supply source 11 in which N-type impurity gas is stored.
Pulp +4-3 connected to 18-3 and depositing chamber l
An N-type impurity gas is introduced into the chamber.

N型の不純物ガスの流量はP型の不純物ガスの流量決定
の場合と同様に51供給用原料ガスの流量×ドーピング
濃度から決定される。
The flow rate of the N-type impurity gas is determined from 51 the flow rate of the supply source gas x the doping concentration, as in the case of determining the flow rate of the P-type impurity gas.

P型a−Si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1
分解生成物のa−9iが支持体上に堆積し、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−5i層25が形成される。
In the same manner as when forming the P-type a-Si layer 23, optical energy irradiation is performed, and optical energy is applied to the Si supply source gas, the halogen compound gas, and the N-type impurity gas flowing near the surface of the support 2. , photoexcitation and photolysis are promoted 1
The a-9i decomposition products are deposited on the support, and a trace amount of N-type impurity atoms of the decomposition products are mixed into the deposit, thereby forming the N-type a-5i layer 25.

N型(F)a−3i層25の層厚は100−10’ A
、好ましくは300〜2,0OOAの範囲が望ましい。
The layer thickness of the N type (F) a-3i layer 25 is 100-10'A
, preferably in the range of 300 to 2,000 OOA.

以上のような、P型及びN型a−3i暦の形成に於いて
は1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。
In the formation of the P-type and N-type a-3i calendars as described above, the raw material gas for supplying Si and the gas for introducing impurities mixed with the halogen compound used in the method of the present invention are as described above. As mentioned above, since it is easily excited and decomposed by light energy, a layer formation rate of about 5 to 100 A/sec can be obtained.

最後に、N型のa−9i層25上に薄層電極26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。
Finally, a thin layer electrode 26 is formed on the N type a-9i layer 25 using the same method as the thin layer electrode 22 to have the same layer thickness as the thin layer electrode 22, and a PIN type diode device is completed. Ru.

このようにして形成されたPIN型ダイオード−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。
The PIN type diode device thus formed satisfied predetermined characteristics and quality.

なお、本発明の方法によれば、以り説明した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中層の、あるいは多層から
なるd−5i暦を形成することができる。また、以上説
明した例では減圧ド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。
According to the method of the present invention, in addition to forming the semiconductor layer of the PIN type diode device described above, it is also possible to form a d-5i layer consisting of an intermediate layer or multiple layers having desired electrical and optical characteristics. can be formed. Further, in the example explained above, the deposited layer was formed under reduced pressure, but the present invention is not limited to this, and the method of the present invention may be performed under normal pressure or increased pressure as desired. can.

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、かつa−9i膜形成用の
Si供給用原料である環式シラン化合物にハロゲン化合
物を混合したことにより、環式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−3i堆積層の形
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−9i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t
’i丁能となった。
According to the method of the present invention as described above, optical energy is used as excitation energy, and a halogen compound is mixed with a cyclic silane compound, which is a raw material for supplying Si for forming an a-9i film. The formula silane compound is efficiently and easily excited and decomposed by light energy, making it possible to form an a-3i deposited layer at a low energy level with a high deposition rate, resulting in uniform electrical and optical properties and stable quality. It became possible to form an a-9i deposited layer with excellent properties. Therefore, in the method of the present invention, supports made of materials with low heat resistance that cannot be applied to conventional glow discharge deposition methods or thermal energy deposition methods can be used, and the high temperature of the supports can also be used. It has become possible to save energy consumption required for heating. Furthermore, it is easy to control the light energy so that it can always uniformly irradiate a predetermined space occupied by the raw material gas to be irradiated, and even thick deposited layers can be formed uniformly with high precision. In particular, since it can irradiate uniformly over a wide area, it is possible to uniformly form a deposited layer over a large area with high precision.
'I became a Noh.

以下、本発明を実施例を挙げて具体的に説明する。Hereinafter, the present invention will be specifically explained with reference to Examples.

実施例1 第1図に示した装置を使用し、S1供給用の原料物質と
して前記したシラン化合物陥、1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B2H,
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。
Example 1 Using the apparatus shown in FIG. 1, the above-mentioned silane compound 1 was used as the raw material for supplying S1, I2 was used as the halogen compound, and B2H,
A P-type a-3i layer doped with P atoms was formed using the following method.

まず、支持体(ポリエチレンテレフタレート)を堆積室
l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℃
に保ち、次にシラン化合物No、1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14−5.18−5ざらにH2に
よって希釈(ioooppm H2希釈)されたP型不
純物導入用カスB2 Hbが充填された原料供給源lO
のバルブ14−2.16−2を各々開き、原料混合ガス
を堆積室l内に導入した。
First, a support (polyethylene terephthalate) is set on the support stand 3 in the deposition chamber 1, and the interior of the deposition chamber 1 is heated to 10' Torr by an exhaust device (not shown) through the gas exhaust pipe 20.
The pressure is reduced to r, and the heater 4 is energized to raise the support temperature to 80°C.
Then, the valves 14-1.18-1 and 14-5 of the raw material supply source 9 filled with silane compound No. 1 and I2 are roughly diluted with H2. (ioooppm H2 dilution) P-type impurity introduction waste B2 Raw material supply source filled with Hb 1O
The valves 14-2 and 16-2 were each opened, and the raw material mixed gas was introduced into the deposition chamber 1.

このとき対応するフローメータ+5−1.15−2゜1
5−5で計測しなからシラン化合物崩、lを+50SC
CM ニ、t f−PH3i スを40SCCHニ、さ
らにI2を30SCCHに各々の流量調整をした。
At this time, the corresponding flow meter +5-1.15-2゜1
If the silane compound is not measured at 5-5, the l will be +50SC.
The flow rates of CM Ni and t f-PH3i were adjusted to 40 SCCH, and the flow rate of I2 was adjusted to 30 SCCH.

次に、堆積室内の圧力をQ、l Torrに保ち、光強
度130mW/crn’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のP型δ−Si層3 (B原子含有率5 
X 10’ atomic、%)を、50A /sec
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−3i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’Ft’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た。
Next, the pressure in the deposition chamber was maintained at Q, l Torr, and cannon light with a light intensity of 130 mW/crn' was generated from the optical energy generator 7 and irradiated perpendicularly to the support.
P-type δ-Si layer 3 with a layer thickness of 400A (B atom content 5
X 10' atomic,%), 50A/sec
The film was deposited on the support 2 at a film formation rate of . Note that the light energy was uniformly applied to the gas flowing in the vicinity of the entire support 2 disposed in the deposition chamber 1. At this time,
Decomposition products other than a-3i and B atoms, undecomposed surplus raw material gas, etc. are exhausted through the gas exhaust 'Ft' 20, while new raw material mixed gas is continuously supplied through the gas introduction pipes 17 and 30. Supplied.

このようにして本発明の方法により形成された、a−3
i層の評価は、基板上に形成されたδ−31層のそれぞ
れの上に、更にクシ型のAIのギャップ電極(長さ25
0k、巾5鵬履)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。
a-3 thus formed by the method of the present invention.
For evaluation of the i-layer, a comb-shaped AI gap electrode (length 25
The dark current was measured by measuring the dark current and calculating the dark conductivity σd.

なお、ギャップ電極は、上記のようにして形成されたa
−Si層を薄着槽に入れて、鏡検を一度104Torr
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20八/seeで、1500Aの層
厚で、A1をa−5i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。
Note that the gap electrode is a
- Place the Si layer in a thin coating tank and conduct a microscopic examination at 104 Torr.
After reducing the pressure to a vacuum degree of A pattern mask was formed by etching using a pattern mask.

得られた暗導電率σdを表1に示す。The obtained dark conductivity σd is shown in Table 1.

実施例2及び3 ハロゲン化合物として、5rz(実施例2)またはCl
2(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−SiMの形成を実施し、得られたa−5il
i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。
Examples 2 and 3 As a halogen compound, 5rz (Example 2) or Cl
Formation of type I a-SiM was carried out in the same manner as in Example 1 except that 2 (Example 3) was used, and the obtained a-5il
i was evaluated in the same manner as in Example 1. The evaluation results are shown in Table 1.

実施例4〜12 a−3itti積膜形成用の原料及び/\ロゲン化合物
として、前記したシラン化合物崩、2、崩、3、間、4
及びI2. Br2、CI2のそれぞれを個々に組合わ
せて用い、支持体温度及び/\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−9il151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。
Examples 4 to 12 As the raw material for forming a-3itti laminated film and the /\rogen compound, the above-mentioned silane compounds were used.
and I2. A-9il151 was deposited in the same manner as in Example 1, except that each of Br2 and CI2 was used in combination and the support temperature and /\ rogen gas flow rate were set as shown in Tables 1 and 2. . The obtained a-Si film was evaluated in the same manner as in Example 1. The evaluation results are shown in Tables 1 and 2.

比較的1〜4 a−3i供給用の原料として前記したシラン化合物No
、1. No、 2.11に+、 3. No、 4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−SiMを堆積した。得られた
a−9i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。
The silane compound No. 1 described above as a raw material for relatively 1 to 4 a-3i supply.
, 1. No, 2. + to 11, 3. a-SiM was deposited in the same manner as in Example 1 except that No. 4 was used, the support temperature was set as shown in Tables 1 and 2, and no halogen compound was used. The obtained a-9i film was evaluated in the same manner as in Example 1. The evaluation results are shown in Tables 1 and 2.

実施例13〜24 a−3i供給用原料及びハロゲン化合物として、前記し
たシラン化合物陥、1.It+、2、陽、3、陽、4及
びI2、Br2、CI2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P)13を用いたこ
と、並びに、支持体温度及び/\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−Si膜を堆積した。
Examples 13 to 24 a-3i As the raw material for supply and the halogen compound, the silane compound described above, 1. It+, 2, positive, 3, positive, 4 and I2, Br2, CI2 were used in individual combinations, N-type P)13 was used as the impurity introducing gas, and the support temperature and/or \Table 3 for rogen gas flow rate
An a-Si film was deposited in the same manner as in Example 1 except that the settings were as shown in Table 4.

得られたa−SiMを実施例1と同様にして評価した。The obtained a-SiM was evaluated in the same manner as in Example 1.

評価結果を表3及び表4に示す。The evaluation results are shown in Tables 3 and 4.

比較的5〜8 a−5i堆積膜形成用の原料として前記したシラン化合
物陥、1.No、2、崩、3、出、4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PH3を用いたこと以外は実施例1と同様に
して、θ−5il!J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。VI価結果を表3及
び表4に示す。
Comparatively 5-8 a-5i The silane compound described above as a raw material for forming a deposited film, 1. No. 2, No. 3, No. 4 was used, the support temperature was set as shown in Tables 3 and 4, no halogen compound was used, and N-type PH3 was used as the impurity introduction gas. θ-5il! was used in the same manner as in Example 1 except that θ-5il! J was deposited. The obtained a-Si film was evaluated in the same manner as in Example 1. The VI value results are shown in Tables 3 and 4.

同種のa−9iIlll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、 H6をドープした際は、約
2〜6倍戊膜速度が大きくなり、 P)13をドープし
た際には約2〜lθ倍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C10
、Br2、I2の順に大きい、また、電気的特性に関し
ても、良好になった。
Comparing corresponding examples using the same type of a-9iIll source, it was found that when a halogen compound was mixed, the film-forming rate was about 2 to 6 times higher when doped with B and H6 than when it was not mixed. When P)13 was doped, the film formation rate increased by about 2 to lθ times. The rate of acceleration of film formation rate depending on the type of halogen is generally C10
, Br2, and I2 increased in this order, and the electrical characteristics also became better.

実施例25 第1図に示した装置を使用し、Si供給用の原料物質と
して前記したシラン化合物No、1を用い、励起エネル
ギーとして光強度130鵬W/crrr’のキャノン光
を使用し、第2図に示したようなPIN型ダイオード・
デバイスの形成を以下のようにして実施した。
Example 25 Using the apparatus shown in FIG. 1, using the above-described silane compound No. 1 as a raw material for supplying Si, and using cannon light with a light intensity of 130 W/crrr' as excitation energy, PIN type diode as shown in Figure 2.
The device was formed as follows.

まず、支持体21 (ITO(Indiui+ Tin
 0xide)を100OA蒸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l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28からシラン化合物No、1 、 B
2H6ガス及びI2ガスを堆積室1内に導入してP型a
−Si層23を形成した。
First, the support 21 (ITO (Indiui+Tin)
A polyethylene naphthalate transparent conductive film with 100 OA of vapor-deposited
and using the same operating conditions as in Example 1, silane compounds No. 1, B were obtained from raw material sources 9 and 28.
2H6 gas and I2 gas are introduced into the deposition chamber 1 to form a P-type a
-Si layer 23 was formed.

次に、P型a−5i層23の厚さが40OAとなったと
ころで、ガス供給源9、】0及び29に連結するバルブ
14−1.18−1.14−2. H5−2,14−5
,18−5を全て閉じ、堆積室1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+4−1.16−1.14−
5. lff−5を開け、Si供給用シラ7 化合物1
b、 1 ヲ150SCCM、 I。
Next, when the thickness of the P-type a-5i layer 23 reaches 40 OA, the valves 14-1.18-1.14-2. connected to the gas supply sources 9, ]0 and 29. H5-2, 14-5
, 18-5 are all closed, and the introduction of gas into the deposition chamber 1 is stopped. After the gas in the deposition chamber is removed by driving the exhaust device (not shown), the valve +4-1.16-1.14- is opened again.
5. Open lff-5 and insert silicon supply silica 7 Compound 1
b, 1 wo150SCCM, I.

ガスを30SCCMの流量で堆積室l内に導入した。Gas was introduced into the deposition chamber 1 at a flow rate of 30 SCCM.

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■型のa−5i
層24(層厚、5000A)をP型a−Si層23ノ形
成時と同様の速度で形成させた。
Furthermore, in the same manner as in the formation of the P-type a-Si layer 23, light energy irradiation is performed to form a non-doped, i.e., ■-type a-5i layer.
Layer 24 (layer thickness, 5000 A) was formed at the same speed as when P-type a-Si layer 23 was formed.

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14−3.16−3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−3i層2
5(N厚400A)をPfia−Si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。
Next, the valve 14-3.16-3 connected to the gas supply source 11 in which the N-type impurity introduction gas PH3 diluted with H2 (dilution rate 0.05 mol%) is stored is opened, and the inside of the deposition chamber 1 is opened. PH3 gas was introduced into the N-type a-3i layer 2 doped with P atoms using the operating conditions in Example 13.
5 (N thickness 400A) was deposited on the I-type a-9i layer 24 at the same speed as when forming the Pfia-Si layer 23 to create a semiconductor layer 27 consisting of three a-3i layers 23, 24, and 25. did.

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−3i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1000Aの
AI薄膜電極をaltして、PIN型ダイオード・デバ
イスを完成した。
Thus formed by the method of the present invention. P.I.
An AI thin film electrode with a thickness of 1000 Å was further applied on the N-type a-3i semiconductor layer 27 using a vacuum evaporation method (pressure I x 10' Torr) to complete a PIN type diode device.

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1ctn’)の整流特性(電圧l■での順方
向電流と逆方向電流の比)、n値(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。
The rectification characteristics (ratio of forward current and reverse current at voltage l) of the PIN type diode device (area 1 ctn') formed in this example, the n value (current equation of P-N junction J = J (exp(eV/nkT)-!n value at 1) was evaluated.The results are shown in Table 5.
Shown below.

実施例26〜36 a−3i供給ガス及びハロゲン化合物として、前記した
シラン化合物No、1. altt、 2.11に+、
 3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
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PINfia−3i半導体層を形
成し、 PIN型ダ型ダイオードパデバイス成した0作
成されたPIN!!!ダイオード・デバイスの整流特性
、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。
Examples 26 to 36 a-3i As the supply gas and the halogen compound, the above-mentioned silane compounds No. 1. altt, 2.11+,
3 and I2. Br2. A three-layer PINfia-3i semiconductor layer was prepared in the same manner as in Example 25, except that each of C12 was used in combination and the support temperature and halogen gas flow rate were set as shown in Tables 5 and 6. The 0 created PIN! formed a PIN type diode device. ! ! The rectification characteristics, n value, and light irradiation characteristics of the diode device were evaluated in the same manner as in Example 25. The results are shown in Tables 5 and 6.

比較例9〜】2 a−5i堆積膜供給ガスとして前記したシラン化合物崩
、1.Nb、2、陥、3、尚、4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−9i半導体層を形成し、PI
N型ダイオード・デバイスを作成した9作成されたPI
N型ダイオード・デバイスの整流特性、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。
Comparative Example 9 - 2 a-5i The above-mentioned silane compound was used as the supply gas for the deposited film, 1. A three-layer structure was prepared in the same manner as in Example 25 except that Nb, 2, 3, and 4 were used, the support temperature was set as shown in Tables 5 and 6, and no halogen compound was used. Form a PIN type a-9i semiconductor layer of
9 Created PI that created an N-type diode device
The rectification characteristics, n value, and light irradiation characteristics of the N-type diode device were evaluated in the same manner as in Example 25. The results are shown in Tables 5 and 6.

以上の実施例25〜36及び比較例9〜12の結果をま
とめると、実施例25〜36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−S i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。
To summarize the results of Examples 25 to 36 and Comparative Examples 9 to 12 above, the PINs formed in Examples 25 to 36
The rectifying properties of the type diode devices were better with halogen gas than without when using a homogeneous a-Si feed gas at low support temperatures of 50-100°C.

表 1 1I B2H6をドーピングガスとして用いたときの暗
導電率(0月1)−1 表 2 $I B2)+6をドーピングガスとして用いたときの
暗導電率(Ω・C■)宜 r、 t、室温 表 3 12 P)13をドーピングガスとして用いたときの暗
導電率(Ω・C■)゛1 表 4 22 PH,をドーピングガスとして用いたときの暗導
電率(Ω−C層)°1 表 5 本3 電圧IVでの順方向電流と逆方向電流の比(対数
で表■零4p−n接合の電流式 J=”(eXp(”’
aY)−’)に於けるn値(Quality fact
or)表 6 寥3 電圧ivでの順方向電流と逆方向電流の比に於け
るn値(Quality factor)
Table 1 Dark conductivity when using 1I B2H6 as a doping gas (October 1) -1 Table 2 Dark conductivity when using $I B2)+6 as a doping gas (Ω・C■), t , room temperature table 3 12 Dark conductivity (Ω・C ■) when using 13 as a doping gas Table 4 Dark conductivity (Ω-C layer) when using 22 PH as a doping gas 1 Table 5 Book 3 Ratio of forward current and reverse current at voltage IV (table in logarithm) Current formula of zero 4p-n junction J=”(eXp(”’
n value (Quality fact
or) Table 6 3. n value (Quality factor) in the ratio of forward current and reverse current at voltage iv

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

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。 1:堆積室 2,21:支持体 3:支持台 4:ヒーター 5:導線 6−1.8−2.8−3.6−4 :ガスの流れ7:光
エネルギー発生装置 8二光エネルギー 8、+0.11,12.29 :ガス供給源13−1.
13−2.13−343−4.13−5.18:圧力メ
ーター14−1.14−2.14−3.14−4.14
−5゜1B−1,18−2,lff−3,113−4,
18−5,31:バルブ15−1.15−2.15−3
.15−4.15−5: フローメーター17.17−
1j7−2j7−3.17−4.30 :ガス導入管2
0:ガス排気管 22.28:薄膜電極 23:P型6− S i FJ
24:I型a−9i層 25:N型a−5i暦27:半
導体層 28:導線 手続補正書(自発) 昭和59年 8月11日 特許庁長官 殿 l、事件の表示 昭和58年 特許願 第?fi129
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 図面。 6、補正の内容 別紙の通り。 ll 第 2 図 手続補正書(自発) 昭和80年 7月16日 特許庁長官 殿 1、事件の表示 昭和53年 特許願 第761211
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 l)特許請求の範囲を別紙のとおり補正する。 2)明細書第5頁下から第4行〜下から第3行にある「
環式シラン化合物及びハロゲン化合物と、」の記載を[
環式シラン化合物と、」の記載に訂正する。 3)明細書第5頁下から第2行、第6頁第3行、同頁第
6行〜第7行、同頁第9行〜第10行、第1O頁第5行
及び同頁第9行にある「第m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。 4)明細書第9頁第13行及び第1B頁第15行にある
「第■属」の記載を「第■族」の記載にそれぞれ訂正す
る。 5)明細書第9頁第14行にある「第V属」の記載を「
第V族」の記載に訂正する。 6)明細書第18頁第6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、下記一般式; (但し、上記式中nは3.4または5、RはHまたはS
iH3を表わす)で表わされる環式シラン化合物Lエハ
ロゲン化合物と、周期率表sm1着しくは第VM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
1[I旅若しくは第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塩81膜の形成方法。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an example of a deposited film forming apparatus used in the method of the present invention, and FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a PIN type diode device that can be formed by the method of the present invention. 1: Deposition chamber 2, 21: Support 3: Support table 4: Heater 5: Conductor 6-1.8-2.8-3.6-4: Gas flow 7: Light energy generator 8 Two light energy 8 , +0.11, 12.29: gas supply source 13-1.
13-2.13-343-4.13-5.18: Pressure meter 14-1.14-2.14-3.14-4.14
-5゜1B-1, 18-2, lff-3, 113-4,
18-5, 31: Valve 15-1.15-2.15-3
.. 15-4.15-5: Flow meter 17.17-
1j7-2j7-3.17-4.30: Gas introduction pipe 2
0: Gas exhaust pipe 22. 28: Thin film electrode 23: P type 6-S i FJ
24: I-type a-9i layer 25: N-type a-5i calendar 27: Semiconductor layer 28: Conductor procedure amendment (voluntary) August 11, 1980 Commissioner of the Japan Patent Office, Indication of case 1988 Patent application No.? fi129
2. Name of the invention Method for forming a deposited film 3. Relationship with the person making the amendment Patent applicant (100) Canon Co., Ltd. 4 Agent address 1-9-20-5 Akasaka, Minato-ku, Tokyo; Target drawing. 6. Details of the amendments are as shown in the attached sheet. ll Figure 2 Procedural Amendment (Voluntary) July 16, 1980 Commissioner of the Patent Office 1, Indication of Case 1980 Patent Application No. 761211
No. 2, Name of the invention Method for forming a deposited film 3, Relationship with the case of the person making the amendment Patent applicant (100) Canon Co., Ltd. 4 Agent address 1-9-20-5 Akasaka, Minato-ku, Tokyo Amendment Claims column and Detailed Description of the Invention column of the subject specification. 6. Contents of the amendment l) The scope of the claims will be amended as shown in the attached sheet. 2) In the 4th line to 3rd line from the bottom of page 5 of the specification, “
``A cyclic silane compound and a halogen compound.''
The statement “with a cyclic silane compound” has been corrected. 3) Line 2 from the bottom of page 5 of the specification, line 3 of page 6, lines 6 to 7 of the same page, lines 9 to 10 of the same page, line 5 of page 10, and line 5 of the same page In line 9, the statement "In genus M or V" is corrected to "In group II or V." 4) The description of "Genus ■" on page 9, line 13 and page 1B, line 15 of the specification is corrected to the description of "group ■." 5) Change the description of “Genus V” on page 9, line 14 of the specification to “
The description has been corrected to "Group V". 6) The statement "belongs to" on page 18, line 6 of the specification is corrected to "belongs to". Claims (1) In the deposition chamber in which the support is placed, the following general formula; (However, in the above formula, n is 3.4 or 5, R is H or S
A gaseous atmosphere is formed between a cyclic silane compound L halogen compound represented by iH3) and a compound containing an atom belonging to sm1 or VM of the periodic table, and these compounds are heated using light energy. A method for forming a salt 81 film, characterized in that a deposited film containing silicon atoms and atoms belonging to Group 1 or Group V of the periodic table is formed on the support by excitation and decomposition.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)支持体が配置された堆積室内に、下記一般式; (但し、上記式中nは31.4または5.RはHまたは
SiH3を表わす)で表わされる環式シラン化合物及び
ハロゲン化合物と、ハロゲン化合物と、周期率表第■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第m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積膜の形成
方法。
(1) In a deposition chamber in which a support is placed, a cyclic silane compound and a halogen compound represented by the following general formula; , by forming a gaseous atmosphere of a halogen compound and a compound containing atoms belonging to Group Ⅰ or Group V of the periodic table, and exciting and decomposing these compounds using light energy. 1. A method for forming a deposited film, comprising forming a deposited film containing silicon atoms and atoms belonging to Group M or Group V of the periodic table on a body.
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