JPS60219732A - 堆積膜の形成法 - Google Patents
堆積膜の形成法Info
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- B05D3/06—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by exposure to radiation
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、励起エネルギーとして光を利用し、光４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、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。
、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、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−５ｉ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。
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、面積の大きな
、あるいは厚膜の堆積膜な電気的、光学的特性に於いて
均一にこの方法により形成することは非常に困難であっ
た。
るグロー放電堆積法に於いては、均一な放電の分布状態
が常に得られないなど再現性のある安定した条件の制御
が難しく、更に膜形成中に於ける膜への高出力放電の影
響が大きく、形成された膜の電気的、光学的特性の均一
性、品質の安定性の確保が難しく、堆積時の膜表面の乱
れ、堆積膜内の欠陥が生じやすい、特に、面積の大きな
、あるいは厚膜の堆積膜な電気的、光学的特性に於いて
均一にこの方法により形成することは非常に困難であっ
た。
一方、熱エネルギー堆積法においても、通常４００℃以
上の高温が必要となることから使用される支持体材料が
限定され、加えて所望のａ−３ｉ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。
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−３ｉ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、
ＳｉＨ４、Ｓｉ２Ｈ６を原料とするａ−３ｉの光エネル
ギー堆積法（光ＣＶＯ）が最近注目されている。
ＳｉＨ４、Ｓｉ２Ｈ６を原料とするａ−３ｉの光エネル
ギー堆積法（光ＣＶＯ）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−８ｉ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。
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−８ｉ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ＳｉＨ，、Ｓｉ２Ｈ６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。
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。
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。
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−ＳｉＭ形成用の原料ガスとし
て一般式： Ｓ！ｏＨｚｏ＋ｚ （ｎ≧４）で表わされ
る側鎖を有する鎖式シラン化合物をハロゲン化合物との
混合状態で用いることによって達成されるごとを見い出
し完成されたものである。
ギーにより分解されるａ−ＳｉＭ形成用の原料ガスとし
て一般式： Ｓ！ｏＨｚｏ＋ｚ （ｎ≧４）で表わされ
る側鎖を有する鎖式シラン化合物をハロゲン化合物との
混合状態で用いることによって達成されるごとを見い出
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、支持体がが配置さ
れた堆積室内に、一般式； ５ｉ（ＩＨ２１１＋２ （
ｎ≧４）で表わされる側鎖を有する鎖式シラン化合物及
びハロゲン化合物の気体状雰囲気を形成し、これら化合
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を含む堆積膜を形成
することを特徴とする。
れた堆積室内に、一般式； ５ｉ（ＩＨ２１１＋２ （
ｎ≧４）で表わされる側鎖を有する鎖式シラン化合物及
びハロゲン化合物の気体状雰囲気を形成し、これら化合
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を含む堆積膜を形成
することを特徴とする。
本発明の方法に於いて使用されるａ−５ｉ堆積膜形成用
の原料は、一般式； ５ｉ６Ｈ２ｎ＋２（ｎ≧４）で表
わされる側鎖を有する鎖式シラン化合物であり、良質な
ａ−Ｓｉ堆積膜を形成するためには、上記式中のｎが４
〜１５、好ましくは４〜ｌＯ１より好ましくは４〜７で
あることが望ましい。
の原料は、一般式； ５ｉ６Ｈ２ｎ＋２（ｎ≧４）で表
わされる側鎖を有する鎖式シラン化合物であり、良質な
ａ−Ｓｉ堆積膜を形成するためには、上記式中のｎが４
〜１５、好ましくは４〜ｌＯ１より好ましくは４〜７で
あることが望ましい。
このような化合物の例としては、下記式で示されるもの
を挙げることができる。
を挙げることができる。
遂Ｉ ５ｉＨ３−ＳｉＨ−ＳｉＨ３
ＳｉＨ３
ＳｉＨ３
Ｎ６２ ＳｉＨ３Ｓｉ ＳｉＨ３
１Ｈ３
Ｓｉ）１３
■
Ａ ３ ５ｉ）１３− Ｓｉ −ＳｉＨ２−５ｉ）１３
ＳｉＨ３ しかしながら、このような側鎖を有する鎖式シラン化合
物は、励起エネルギーとして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。
ＳｉＨ３ しかしながら、このような側鎖を有する鎖式シラン化合
物は、励起エネルギーとして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
記の側鎖を有する鎖式シラン化合物の励起、分解をより
効率良く促進させるために、該側鎖を有する鎖式シラン
化合物にハロゲン化合物が混合される。
記の側鎖を有する鎖式シラン化合物の励起、分解をより
効率良く促進させるために、該側鎖を有する鎖式シラン
化合物にハロゲン化合物が混合される。
本発明の方法に於いて上記側鎖を有する鎖式シラン化合
物に混合されるハロゲン化合物は、ハロゲン原子を含有
した化合物であり、上記側鎖を有する鎖式シラン化合物
の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、ＣＩ２ 、 Ｂｒ２ 、 １２、Ｆ２等のハ
ロゲンガス等を挙げることができる。
物に混合されるハロゲン化合物は、ハロゲン原子を含有
した化合物であり、上記側鎖を有する鎖式シラン化合物
の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、ＣＩ２ 、 Ｂｒ２ 、 １２、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−Ｓｉ膜形成用原料化合物
に混合されるハロゲン化合物の割合いは、使用されるａ
−Ｓｉ膜形成用原料化合物及びハロゲン化合物の種類等
によって異なるが、０．Ｏ１〜８０Ｖｏｌ＄、好ましく
は０．１〜５０Ｖｏ１％の範囲内で使用される。
に混合されるハロゲン化合物の割合いは、使用されるａ
−Ｓｉ膜形成用原料化合物及びハロゲン化合物の種類等
によって異なるが、０．Ｏ１〜８０Ｖｏｌ＄、好ましく
は０．１〜５０Ｖｏ１％の範囲内で使用される。
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。
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軸に説明す
る。
る。
第１図は支持体上に、 ａ−Ｓｉからなる光導側［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Ｉ＆装置の概略構成図である。
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Ｉ＆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１の内部に置かれる３は支持体の配置される支持
台である。
台である。
４は支持体加熱用のヒーターであり、導線５によって該
ヒーター４に給電される。堆積室ｌ内に前記ａ−Ｓｉ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１に連結されている。ガス導入管１７の他端は
前記ａ−Ｓｉ膜形成用原料化合物及び必要に応じて使用
されるキャリアガス等のガスを供給するためのガス供給
源９．１Ｏ１１１，１２、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
２８に連結されている。
ヒーター４に給電される。堆積室ｌ内に前記ａ−Ｓｉ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１に連結されている。ガス導入管１７の他端は
前記ａ−Ｓｉ膜形成用原料化合物及び必要に応じて使用
されるキャリアガス等のガスを供給するためのガス供給
源９．１Ｏ１１１，１２、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
２８に連結されている。
このように、ａ−９ｉ膜膜形成用原料台物と／＼ロゲン
化合物は２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−５ｉ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、カス導入管内部を汚染するので
好ましくない。
化合物は２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−５ｉ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、カス導入管内部を汚染するので
好ましくない。
カス供給源９．１０．１１．１２．２８から堆積室ｌ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１７−
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パ
ルプ１４−１．１４−２．１４−３．１４−４．１４−
５ 、１６−１．１８−２゜１６−３．１６−４．１６
−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。
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１７−
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パ
ルプ１４−１．１４−２．１４−３．１４−４．１４−
５ 、１６−１．１８−２゜１６−３．１６−４．１６
−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。
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内を混合カスが流れ
る場合にはその総圧が計測される。
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内を混合カスが流れ
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ｌ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。
るために、ガス排気管２０が堆積室ｌ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。
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８，１０，１１，１２．
２９の個数は適宜、増減されるものである。
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つ以上必要である。
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。
なお、ａ−ＳｉＭ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７０メータを通って堆積室
ｌ内に導入される。
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７０メータを通って堆積室
ｌ内に導入される。
このような第１図に示した装置を使用して本発明の方法
により以下のようにしてａ−Ｓｉからなる堆積膜を形成
することができる。
により以下のようにしてａ−Ｓｉからなる堆積膜を形成
することができる。
まず、堆積室ｌ内の支持台３上に支持体２をセットする
。
。
支持体２としては、形成された堆積膜の用途等に応じて
種々のものが使用される。該支持体を形成できる材料と
しては、導電性支持体には、例えばＭｉｌｌ、ステンレ
ス、Ａ１、Ｃｒ、 Ｎｏ、 Ａｕ、Ｎｂ、 Ｔａ、Ｖ
、 Ｔｉ、 Ｐｔ、 Ｐｄ等の金属またはこれらの合金
、半導電性支持体には、Ｓｉ、 Ｇｅ等の半導体、また
電気絶縁性支持体には、ポリエステル、ポリエチレン、
ポリカーボネート、セルローズ、アセテート、ポリプロ
ピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリス
チレン、ポリアミド等の合成樹脂、ガラス、セラミック
ス、紙等を挙げることができる。支持体２の形状及び大
きさは、そのｔｒ用する用途に応じて、適宜決定される
。
種々のものが使用される。該支持体を形成できる材料と
しては、導電性支持体には、例えばＭｉｌｌ、ステンレ
ス、Ａ１、Ｃｒ、 Ｎｏ、 Ａｕ、Ｎｂ、 Ｔａ、Ｖ
、 Ｔｉ、 Ｐｔ、 Ｐｄ等の金属またはこれらの合金
、半導電性支持体には、Ｓｉ、 Ｇｅ等の半導体、また
電気絶縁性支持体には、ポリエステル、ポリエチレン、
ポリカーボネート、セルローズ、アセテート、ポリプロ
ピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリス
チレン、ポリアミド等の合成樹脂、ガラス、セラミック
ス、紙等を挙げることができる。支持体２の形状及び大
きさは、そのｔｒ用する用途に応じて、適宜決定される
。
特に、本発明の方法に於いては、支持体の温度を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。
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。
このように支持体２を堆積室ｌ内の支持台３上に置いた
後に、ガス排気管２０を通して不図示の排気装置により
堆積室内の空気を排気し減圧にする。減圧下の堆積室内
の気圧は５Ｘ １０’ 丁ｏｒｒ以下、好適には１０４
Ｔｏｒｒ以下が望ましい。
後に、ガス排気管２０を通して不図示の排気装置により
堆積室内の空気を排気し減圧にする。減圧下の堆積室内
の気圧は５Ｘ １０’ 丁ｏｒｒ以下、好適には１０４
Ｔｏｒｒ以下が望ましい。
堆積室１内が減圧されたところで、ヒーター４に通電し
、支持体３を所定の温度に加熱する。このときの支持体
の温度は、好しくは５０〜１５０℃。
、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、好しくは５０〜１５０℃。
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。
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、先に挙げたようなａ−９ｉ膜形成用のＳｉ供給用
原料化合物のガスが貯蔵されている供給源９のバルブ１
４−１．１８−１を各々開き、原料ガスを堆積室１内に
送りこむ、これと同時に、バルブ１４−５゜１６−５を
各々開き、ハロゲン化合物ガスを供給源２８から堆積室
ｌ内に導入する。
原料化合物のガスが貯蔵されている供給源９のバルブ１
４−１．１８−１を各々開き、原料ガスを堆積室１内に
送りこむ、これと同時に、バルブ１４−５゜１６−５を
各々開き、ハロゲン化合物ガスを供給源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１５−１．１５−５で計
測しながら流量調整を行う０通常、原料ガスの流量は１
０〜１０００３ＯＯＮ 、好適には２０〜５００３ＣＣ
Ｍの範囲が望ましい。
測しながら流量調整を行う０通常、原料ガスの流量は１
０〜１０００３ＯＯＮ 、好適には２０〜５００３ＣＣ
Ｍの範囲が望ましい。
堆積室ｌ内のａ−３ｉ膜形成用原料ガスの圧力は１０’
−１００Ｔｏｒｒ、好ましくは１０−２〜ｌ Ｔｏｒ
ｒの範囲に維持されることが望ましい。
−１００Ｔｏｒｒ、好ましくは１０−２〜ｌ Ｔｏｒ
ｒの範囲に維持されることが望ましい。
堆積室ｌ内に、ａ−９ｉ膜形成用原料ガス及び／＼ロゲ
ン化合物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、光エネルギーを、これらの混合ガス
に照射する。
ン化合物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、光エネルギーを、これらの混合ガス
に照射する。
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。
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。
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１内に配置された支持体２の近
傍を流れるガスに対して、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。
傍を流れるガスに対して、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混合ガス
には光エネルギーが付与され、ａ−３ｉＷ４形成用原料
化合物の光励起・光分解がより効率よく促進され、生成
物質であるａ−３ｉが支持体上に高い成膜速度で堆積さ
れる０本発明の方法に使用される原料ガスは、先に述べ
たようなハロゲン化合物ノ作用により、光エネルギーに
よってより容易に励起１分解されるので、５〜１００
Ａ／ｓｅｅ程度の成膜速度が得られる。 ａ−Ｓｉ以外
の分解生成物りび分解しなかった余剰の原料ガス等はガ
ス排気管２０を通して排出され、一方、新たな原料ガス
及びハロゲン化合物ガスがガス導入管１７．３０を通し
て連続的に供給される。
には光エネルギーが付与され、ａ−３ｉＷ４形成用原料
化合物の光励起・光分解がより効率よく促進され、生成
物質であるａ−３ｉが支持体上に高い成膜速度で堆積さ
れる０本発明の方法に使用される原料ガスは、先に述べ
たようなハロゲン化合物ノ作用により、光エネルギーに
よってより容易に励起１分解されるので、５〜１００
Ａ／ｓｅｅ程度の成膜速度が得られる。 ａ−Ｓｉ以外
の分解生成物りび分解しなかった余剰の原料ガス等はガ
ス排気管２０を通して排出され、一方、新たな原料ガス
及びハロゲン化合物ガスがガス導入管１７．３０を通し
て連続的に供給される。
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膜へのグロー放電堆積法に於いて認
められたような高出力放電による影響はなく、堆積時の
膜表面の乱れ、堆積膜内の欠陥を起こすことなく、均一
性を保ちつつ堆積膜の形成が継続される。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
面積の堆積膜を精度良く、均一に形成することが可能と
なった。
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膜へのグロー放電堆積法に於いて認
められたような高出力放電による影響はなく、堆積時の
膜表面の乱れ、堆積膜内の欠陥を起こすことなく、均一
性を保ちつつ堆積膜の形成が継続される。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
面積の堆積膜を精度良く、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、支持体上の堆積膜形成部分を限定することも
できる。
によって、支持体上の堆積膜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、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。
起、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１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。
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１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。
このようにしてａ−９ｉ膜が支持体２上に形成され、
ａ−Ｓｉの所望の膜厚が得られたところで、光エネルギ
ー発生装置７からの光エネルギーの照射を停止し、更に
バルブ１４−１．１４−５．１６−１．１８−５を閉じ
、原料ガスの供給を停止する６ ａ−ＳｉＭの膜厚は、
形成されたａ−９ｉＭの用途等に応じて適宜選択される
。
ａ−Ｓｉの所望の膜厚が得られたところで、光エネルギ
ー発生装置７からの光エネルギーの照射を停止し、更に
バルブ１４−１．１４−５．１６−１．１８−５を閉じ
、原料ガスの供給を停止する６ ａ−ＳｉＭの膜厚は、
形成されたａ−９ｉＭの用途等に応じて適宜選択される
。
次に、不図示の排気装置の駆動により、堆積室内のガス
を排除した後ヒーター４を切り、支持体及び堆積膜が常
温となったところでバルブ３１をあけて、堆積室に大気
を徐々に導入し、堆積室内を常圧に戻して、 ａ−３ｉ
膜の形成された支持体を取り出す。
を排除した後ヒーター４を切り、支持体及び堆積膜が常
温となったところでバルブ３１をあけて、堆積室に大気
を徐々に導入し、堆積室内を常圧に戻して、 ａ−３ｉ
膜の形成された支持体を取り出す。
このようにして本発明の方法により支持体上に形成され
たａ−Ｓｉ膜は、電気的、光学的特性の均一性、品質の
安定性に優れたａ−３ｉｓである。
たａ−Ｓｉ膜は、電気的、光学的特性の均一性、品質の
安定性に優れたａ−３ｉｓである。
なお、以上説明した本発明の方法の一例に於いては、減
圧下に於いて堆積膜が形成されたが、これに限定される
ことなく、本発明方法は、所望に応じて、常圧下、加圧
下に於いて行なうこともできる。
圧下に於いて堆積膜が形成されたが、これに限定される
ことなく、本発明方法は、所望に応じて、常圧下、加圧
下に於いて行なうこともできる。
以上のような本発明の方法によれば、励起エネルギーと
して、光エネルギーを使用し、かつａ−３ｉ膜形成用の
原料である側鎖を有する鎖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、側鎖を有する鎖式シラン化
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−
９ｉ堆積膜の形成が可能となり、電気的、光学的特性の
均一性、品質の安定性に優れたａ−９ｉ堆積膜を形成す
ることができるようになった。従って、本発明の方法に
於いては、従来のグロー放電堆積法や熱エネルギー堆積
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
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、厚膜の堆積膜も精度
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、大面積の堆積膜をも精度良く均一に形成す
ることが可能となった。
して、光エネルギーを使用し、かつａ−３ｉ膜形成用の
原料である側鎖を有する鎖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、側鎖を有する鎖式シラン化
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−
９ｉ堆積膜の形成が可能となり、電気的、光学的特性の
均一性、品質の安定性に優れたａ−９ｉ堆積膜を形成す
ることができるようになった。従って、本発明の方法に
於いては、従来のグロー放電堆積法や熱エネルギー堆積
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
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、厚膜の堆積膜も精度
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、大面積の堆積膜をも精度良く均一に形成す
ることが可能となった。
以下、本発明の方法を実施例に従って更に詳細に説明す
る。
る。
実施例１
第１図に示した装置を使用し、 ａ−Ｓｉ堆積膜形成用
の原料として先に挙げたシラン化合物？＆）、ｌを用い
、更にハロゲン化合物として、Ｉ２を用い、■型のａ−
９ｉ （アモルファス−５ｉ）Ｉ！ｌＩ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ｌ内の支持＃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＋０４Ｔｏｒｒ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１４−１．１６
−１及び■２充填された供給源２９のバルブ目−５，１
８−５を各々開き、原料ガスを及びハロゲン化合物ガス
を堆積室１内に導入した。
の原料として先に挙げたシラン化合物？＆）、ｌを用い
、更にハロゲン化合物として、Ｉ２を用い、■型のａ−
９ｉ （アモルファス−５ｉ）Ｉ！ｌＩ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ｌ内の支持＃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＋０４Ｔｏｒｒ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１４−１．１６
−１及び■２充填された供給源２９のバルブ目−５，１
８−５を各々開き、原料ガスを及びハロゲン化合物ガス
を堆積室１内に導入した。
このとき対応するフローメータ１５−１．１５−５で計
測しなからシラン化合物Ｎｏ、 １のガス流量を １５
０５ＣＣＨに、１２のガス流量をＩＯＳＣＣＭに調整し
た０次に、堆積室内の圧力を０．１ 丁ｏｒｒに保ち、
光強度１３０ｍＷ／ｃｍ’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
、厚さ５０００ＡのＩ型ａ−３ｉ膜を、３０ 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。
測しなからシラン化合物Ｎｏ、 １のガス流量を １５
０５ＣＣＨに、１２のガス流量をＩＯＳＣＣＭに調整し
た０次に、堆積室内の圧力を０．１ 丁ｏｒｒに保ち、
光強度１３０ｍＷ／ｃｍ’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
、厚さ５０００ＡのＩ型ａ−３ｉ膜を、３０ 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以外の分解生成物及び分解しなかっ
た余剰の原料ガス等はガス排気管２０を通して排出され
、一方、新たな原料ガス及びハロゲン化合物ガスがガス
導入管１７．３０を通して連続的に供給された。
た余剰の原料ガス等はガス排気管２０を通して排出され
、一方、新たな原料ガス及びハロゲン化合物ガスがガス
導入管１７．３０を通して連続的に供給された。
このようにして本発明の方法により形成された、ａ−５
ｉ膜の評価は、基板上に形成されたａ−Ｓｉ膜のそれぞ
れの上に、更にクシ型の＾１のギャップ電極（長さ２５
０終、巾５ｍｍ）を形成して、光電流（光照射強度Ａ１
１ｌｌ 、約１００ｍＷ／ｃｒｎ’）と暗電流を測定し
、その光導電率σｐ及び光導電率σｐと暗導電率σｄと
の比（σｐ／σｄ）をめることによって行った。
ｉ膜の評価は、基板上に形成されたａ−Ｓｉ膜のそれぞ
れの上に、更にクシ型の＾１のギャップ電極（長さ２５
０終、巾５ｍｍ）を形成して、光電流（光照射強度Ａ１
１ｌｌ 、約１００ｍＷ／ｃｒｎ’）と暗電流を測定し
、その光導電率σｐ及び光導電率σｐと暗導電率σｄと
の比（σｐ／σｄ）をめることによって行った。
なお、ギャップ電極は、上記のようにして形成されたａ
−Ｓｉ膜を蒸着槽に入れて、核種を一度１０’Ｔｏｒｒ
の真空度まで減圧した後、真空度を１０’ Ｔｏｒｒに
調整して、蒸着速度２０ Ａ ／ｓｅｃで、１５００Ａ
の膜厚で、ＡＩをａ−Ｓｉ膜上に蒸着し、これを所定の
形状を市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って形成した。
−Ｓｉ膜を蒸着槽に入れて、核種を一度１０’Ｔｏｒｒ
の真空度まで減圧した後、真空度を１０’ Ｔｏｒｒに
調整して、蒸着速度２０ Ａ ／ｓｅｃで、１５００Ａ
の膜厚で、ＡＩをａ−Ｓｉ膜上に蒸着し、これを所定の
形状を市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って形成した。
得られたσρ値、σｐ／σｄ比を表１に示す。
実施例２及び３
ハロゲン化合物として、Ｂｒｚ（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−３ｉ）ＩＩの形成を実施し、得られたａ−Ｓ
ｉＭ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。
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−３ｉ）ＩＩの形成を実施し、得られたａ−Ｓ
ｉＭを実施例１と同様にして評価した。評価結果を表１
に示す。
実施例４〜９
ａ−３ｉ堆積膜形成用の原料及びハロゲン化合物として
、先に挙げた側鎖を有する鎖式シラン化合物崩、２、陥
、３及び工２、Ｂｒ２、ＣＩ２のそれぞれを個々に組合
わせて用い、ハロゲンガス流量を表１及び表２に示した
様に設定した以外は実施例１と同様にして、ａ−Ｓｉｔ
ｔｉを堆積した。得られたａ−Ｓ ｉ膜を実施例１と同
様にして評価した。評価結果を表１及び表２に示す。
、先に挙げた側鎖を有する鎖式シラン化合物崩、２、陥
、３及び工２、Ｂｒ２、ＣＩ２のそれぞれを個々に組合
わせて用い、ハロゲンガス流量を表１及び表２に示した
様に設定した以外は実施例１と同様にして、ａ−Ｓｉｔ
ｔｉを堆積した。得られたａ−Ｓ ｉ膜を実施例１と同
様にして評価した。評価結果を表１及び表２に示す。
比較例１〜３
ａ−９ｉ堆積膜形成用の原料として先に挙げた側鎖を有
する鎖式シラン化合物崩、１、崩、２、陽。
する鎖式シラン化合物崩、１、崩、２、陽。
３を用い、ハロゲン化合物を使用しないこと以外は実施
例Ｉと同様にして、ａ−９ｉ膜を堆積した。得られたａ
−９ｉ膜を実施例１と同様にして評価した。
例Ｉと同様にして、ａ−９ｉ膜を堆積した。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。
以上の実施例１〜９及び比較例１〜３の結果をまとめる
と、成膜速度については表１及び表２の評価結果に示さ
れたように、同種のａ−９ｉ堆積膜形成用原料を用いた
それぞれ対応する実施例と比較例を比べた場合、ハロゲ
ン化合物を混合した場合は、そうしない場合よりも約２
〜３倍程度成膜速度が大きくなった。ハロゲンの種類に
よる成膜速度の促進の割合は、一般にＣＩ２ 、 Ｂｒ
２ 、 ＋ ２の順に大きい。
と、成膜速度については表１及び表２の評価結果に示さ
れたように、同種のａ−９ｉ堆積膜形成用原料を用いた
それぞれ対応する実施例と比較例を比べた場合、ハロゲ
ン化合物を混合した場合は、そうしない場合よりも約２
〜３倍程度成膜速度が大きくなった。ハロゲンの種類に
よる成膜速度の促進の割合は、一般にＣＩ２ 、 Ｂｒ
２ 、 ＋ ２の順に大きい。
また１本実施例に於いて形成されたａ−３ｉ膜はいづれ
も電気的特性に関しても良好なものであった。
も電気的特性に関しても良好なものであった。
表 １
Ｊ σｐ／σｄ： 光導電率と暗導電率の北部２ σＰ
： 光導電率（Ω・ｃｍ）’表 ２ 寡１ σＰ／σｄ ： 光導電率と暗導電率の比第２
σＰ： 光導電率（Ω・ｃｍ）”
： 光導電率（Ω・ｃｍ）’表 ２ 寡１ σＰ／σｄ ： 光導電率と暗導電率の比第２
σＰ： 光導電率（Ω・ｃｍ）”
第１図は、本発明の方法に用いられる堆積膜形成装置の
一例の概略構成図である。 ｌ：堆積室 ２：支持体 ３；支持台 ４：ヒーター ５；導線 ６−１．８−２．６−３．６−４ ：ガスの流れ７・光
エネルギー発生装置 ８：光エネルギー ９．１０，１１４２，２９ ：ガス供給源１３−１．１
３−２．１３−３．１３−４．１３−５．１８：圧力メ
ーター＋４−１．１４−２．１４−３．１４−４．１４
−５゜１６−１．ｌ６−２．１６−３．ＩＢ−４，１８
−５，２１：バルブ＋５−１．１５−２．１５−３．１
５−４．１５−５： フローメーター１７．１７−１．
１７−２．１７−３．１７−４．３０ ：ガス導入管２
０：ガス排気管 特許出願人 キャノン株式会社
一例の概略構成図である。 ｌ：堆積室 ２：支持体 ３；支持台 ４：ヒーター ５；導線 ６−１．８−２．６−３．６−４ ：ガスの流れ７・光
エネルギー発生装置 ８：光エネルギー ９．１０，１１４２，２９ ：ガス供給源１３−１．１
３−２．１３−３．１３−４．１３−５．１８：圧力メ
ーター＋４−１．１４−２．１４−３．１４−４．１４
−５゜１６−１．ｌ６−２．１６−３．ＩＢ−４，１８
−５，２１：バルブ＋５−１．１５−２．１５−３．１
５−４．１５−５： フローメーター１７．１７−１．
１７−２．１７−３．１７−４．３０ ：ガス導入管２
０：ガス排気管 特許出願人 キャノン株式会社
Claims (1)
- （１）支持体が配置された堆積室内に、一般式；５ｉｎ
Ｈ２ｎ ＋２ （ｎ≧４）で表わされる側鎖を有する釦
式シラン化合物及びハロゲン化合物の気体状雰囲気を形
成し、これら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を
含む堆積膜を形成することを特徴とする堆積膜の形成方
法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7613084A JPS60219732A (ja) | 1984-04-16 | 1984-04-16 | 堆積膜の形成法 |
| US06/722,133 US4683144A (en) | 1984-04-16 | 1985-04-11 | Method for forming a deposited film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7613084A JPS60219732A (ja) | 1984-04-16 | 1984-04-16 | 堆積膜の形成法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60219732A true JPS60219732A (ja) | 1985-11-02 |
Family
ID=13596354
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7613084A Pending JPS60219732A (ja) | 1984-04-16 | 1984-04-16 | 堆積膜の形成法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60219732A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5120394A (en) * | 1988-11-11 | 1992-06-09 | Fujitsu Limited | Epitaxial growth process and growing apparatus |
-
1984
- 1984-04-16 JP JP7613084A patent/JPS60219732A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5120394A (en) * | 1988-11-11 | 1992-06-09 | Fujitsu Limited | Epitaxial growth process and growing apparatus |
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