JPS60219734A - 堆積膜の形成法 - Google Patents
堆積膜の形成法Info
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、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励起エネルギーの付与により、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−8i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励起エネルギーの付与により、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−8iと略す)の堆積
膜を形成する方法に関する。
従来、a−Siの堆積膜形成方法としては、5iHn、
または5i2)16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5i2
)16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膜等として種々の目的に利用され
ている。
または5i2)16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5i2
)16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。
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♂−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。
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♂−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、
SiH4、Si2H6を原料とするa−3iの光エネル
ギー堆積法(光CVD)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−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。
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。
ところが、このようなSiH4、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原料ガスとして、シリコン原子と
炭素原子とから構成される環状構造を有する化合物を用
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。
ギーにより分解される原料ガスとして、シリコン原子と
炭素原子とから構成される環状構造を有する化合物を用
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、下記一般式; %式%) ) (但し、R1,R2はそれぞれ独立してHまたは炭素数
1〜3のフルキルキ基を表わし、mは3〜7の整数、n
は1〜11の整数を表わす)で示されるシリコン化合物
の気体状雰囲気を形成し、該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
。
た堆積室内に、下記一般式; %式%) ) (但し、R1,R2はそれぞれ独立してHまたは炭素数
1〜3のフルキルキ基を表わし、mは3〜7の整数、n
は1〜11の整数を表わす)で示されるシリコン化合物
の気体状雰囲気を形成し、該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堆積膜形成用の原料は
、シリコン原子と炭素原子とから構成される環状構造を
有する化合物シリコン化合物であり、光エネルギーによ
って容易に励起、分解しうろことに特徴があり、上記の
一般式で示される。
、シリコン原子と炭素原子とから構成される環状構造を
有する化合物シリコン化合物であり、光エネルギーによ
って容易に励起、分解しうろことに特徴があり、上記の
一般式で示される。
このような化合物の中でも、上記式に於けるmが3〜7
の整数であることが好ましく、より好ましくは3〜6、
最適には3〜5の整数であることが望ましい、すなわち
、化合物中のシリコン原子の数が3以上であると、隣り
合ったシリコン原子の結合、特に2つのシリコン原子に
挾まれたシリコン原子と該原子に結合した他のシリコン
原子との結合が、比較的低い励起エネルギーによって不
安定となり、ラジカル分解し易い。一方、化合物中の直
接結合するシリコン原子の数が増加するに従って更に低
い励起エネルギーによってラジカル分解し易くなるが、
接結台するシリコン原子の数が8以上であると、形成さ
れたa−3i膜の品質が低下してしまうので好ましくな
い。
の整数であることが好ましく、より好ましくは3〜6、
最適には3〜5の整数であることが望ましい、すなわち
、化合物中のシリコン原子の数が3以上であると、隣り
合ったシリコン原子の結合、特に2つのシリコン原子に
挾まれたシリコン原子と該原子に結合した他のシリコン
原子との結合が、比較的低い励起エネルギーによって不
安定となり、ラジカル分解し易い。一方、化合物中の直
接結合するシリコン原子の数が増加するに従って更に低
い励起エネルギーによってラジカル分解し易くなるが、
接結台するシリコン原子の数が8以上であると、形成さ
れたa−3i膜の品質が低下してしまうので好ましくな
い。
従って、効率良く励起、分解が行なわれ、しかも良質な
a−9i膜を堆積するには、化合物中のシリコン原子の
数が好ましくは3〜7、より好ましくは3〜6、最適に
は3〜5であることが望ましい。
a−9i膜を堆積するには、化合物中のシリコン原子の
数が好ましくは3〜7、より好ましくは3〜6、最適に
は3〜5であることが望ましい。
また上記式中のシリコン原子と炭素原子とからなる環状
構造を構成する炭素原子の数は1〜11個のものが合成
も容易であり、また容易にガス化し、光エネルギーでの
分解効率も高いので本発明の方法に使用するに好適であ
る。
構造を構成する炭素原子の数は1〜11個のものが合成
も容易であり、また容易にガス化し、光エネルギーでの
分解効率も高いので本発明の方法に使用するに好適であ
る。
このような本発明の方法に使用されるシリコン化合物の
代表的なものとしては、以下のような化合物が挙げられ
る。
代表的なものとしては、以下のような化合物が挙げられ
る。
\Si/
2
Hつ
2H2
2
(CH3)2
Hつ
(C)13)2
(CH3)2
階
(CH3)2
(CH3)2 CCH3)2
(C:H3)2
((:H3)2
(CH3)2
(CH3)2
(C;H3)2 H2
(CH3)2
(C)13)2
(CH3)z
(C,H3)2
(CH3)2
(C)13)2
(C:H3)2
(CH3)2 HC)13
本発明の方法に於いては、このようなシリコン化合物が
、少なくとも堆積室内でガス状となるように堆積室内に
導入され、これに光エネルギーが照射されて、これが励
起、分解され、堆積室内に配置された支持体にシリコン
原子を含む堆積膜(a−Si膜)が形成される。
、少なくとも堆積室内でガス状となるように堆積室内に
導入され、これに光エネルギーが照射されて、これが励
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、
赤外線、可視光線、X線、γ線など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。
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、
赤外線、可視光線、X線、γ線など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。
る。
第1図は支持体」二に、 a−Si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つの堆
積膜形成装置の概略構成図である。
半導体膜、又は絶縁体膜等の機能膜を形成するたつの堆
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1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2の配置される支
持台である。
持台である。
4は支持体加熱用のヒーターであり、道線5に社って該
ヒーターに給電される。堆積室l内に8−;i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、7が堆積室lに連結さ
れている。このガス導入管、7の他端は上記ガス及び必
要に応じて使用されるがス供給源9.10.11.12
に連結されている。ガス供給源9 、10.11.12
から堆積室1に向って流上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
.15−3.15−4が対応する分枝したガス導入管1
7−1.17−2.17〜3.17−4乃途中に設けら
れる。各々のフローメータの前後、とはバルブ14−1
.14−2.14−3.14−4.18−1.18−2
、 IEI−3,18−4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。
ヒーターに給電される。堆積室l内に8−;i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、7が堆積室lに連結さ
れている。このガス導入管、7の他端は上記ガス及び必
要に応じて使用されるがス供給源9.10.11.12
に連結されている。ガス供給源9 、10.11.12
から堆積室1に向って流上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
.15−3.15−4が対応する分枝したガス導入管1
7−1.17−2.17〜3.17−4乃途中に設けら
れる。各々のフローメータの前後、とはバルブ14−1
.14−2.14−3.14−4.18−1.18−2
、 IEI−3,18−4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混合されて、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は混合ガスの場合にはその
総圧が計測される。
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は混合ガスの場合にはその
総圧が計測される。
堆積室1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。
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。
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9 、10.11.12
の個数は適宜、増減されうるちのである。
の個数は適宜、増減されうるちのである。
つまり、単一の原料ガスを使用する場合にはガス供給源
は1つで足りる。しかしながら、2挿具−1−の原料ガ
スを混合して使用する場合、あるいは中−の原料ガスに
触媒ガスあるいはキャリアーガス等を混合する場合には
2つ以上必要である。
は1つで足りる。しかしながら、2挿具−1−の原料ガ
スを混合して使用する場合、あるいは中−の原料ガスに
触媒ガスあるいはキャリアーガス等を混合する場合には
2つ以上必要である。
なお、原料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、液体原料を用いる場合には、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、液体原料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。
ものもあるので、液体原料を用いる場合には、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、液体原料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本発明の方法
により以下のようにしてα−3i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α−3i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。U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、その使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。U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、その使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’ Torr以下、好適には10’
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’ Torr以下、好適には10’
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50〜150℃、より好ましくは
50〜100℃とされる。
、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。
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−3i膜形成用の原料化合物
ガスが貯蔵されている供給源9のバルブ14−1、16
−1を各々開き、原料ガスを堆積室l内に送りこむ、な
お、一種以上の原料混合ガスを使用する場合、これらが
互いに反応しないものであれば。
ガスが貯蔵されている供給源9のバルブ14−1、16
−1を各々開き、原料ガスを堆積室l内に送りこむ、な
お、一種以上の原料混合ガスを使用する場合、これらが
互いに反応しないものであれば。
これらを所定の混合比で混合したものを供給源9に充填
しておいても良い。
しておいても良い。
このとき対応するフローメータ15−1.15−2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
0〜10008CCM 、好適ニ1t20〜500 S
CCM(7)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
0〜10008CCM 、好適ニ1t20〜500 S
CCM(7)範囲が望ましい。
堆積室1内の原料ガスの圧力は1O−2〜+00Tor
r、好ましくはlO゛2〜1Torrの範囲に維持され
ることが望創しい。
r、好ましくはlO゛2〜1Torrの範囲に維持され
ることが望創しい。
堆積室1内に、原料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、原料ガ
スに照射する。
ルギー発生装置7を駆動させ、光エネルギーを、原料ガ
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が支持体上に堆積される0本
発明の方法に使用される原料ガスは、先に述べたように
、光エネルギーによって容易に励起、分解するので、5
〜100 A / sec程度の高いI&膜速度が得ら
れる。 a−9i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、新たな原料ガスがガス導入管17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、光励起・光分解が促され
、生成物質であるa−3iが支持体上に堆積される0本
発明の方法に使用される原料ガスは、先に述べたように
、光エネルギーによって容易に励起、分解するので、5
〜100 A / sec程度の高いI&膜速度が得ら
れる。 a−9i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、新たな原料ガスがガス導入管17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、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。
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、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8〜Si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14−1.18−1を閉じ、原料ガスの供給を停止
する。 a−9i膜の膜厚は、形成されたa−Si膜の
用途等に応じて適宜選択される。
−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14−1.18−1を閉じ、原料ガスの供給を停止
する。 a−9i膜の膜厚は、形成されたa−Si膜の
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21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21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−9i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−9i膜である。
たa−9i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−9i膜である。
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、かつ該光エネルギーによ
って容易に励起、分解する原料ガスを用いたことにより
、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−3i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。
して、光エネルギーを使用し、かつ該光エネルギーによ
って容易に励起、分解する原料ガスを用いたことにより
、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−3i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。
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、堆積膜形成用の出発物質
として先に挙げたシリコン化合物正4を用いて、■型の
a−Si (アモルファス−9i)Mの形成を以下のよ
うにして実施した。
として先に挙げたシリコン化合物正4を用いて、■型の
a−Si (アモルファス−9i)Mの形成を以下のよ
うにして実施した。
まず、支持体(商品名、コーニング# 7059、透明
導電性フィルム(ポリエステルベース)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1内を104Torrに減圧
し、ヒーター4に通電して支持体温度を50℃に保ち、
次にシリコン化合物遂4が充填された原料供給源9のバ
ルブ+4−1.18−1を各々開き、原料ガスを堆積室
l内に導入した。
導電性フィルム(ポリエステルベース)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1内を104Torrに減圧
し、ヒーター4に通電して支持体温度を50℃に保ち、
次にシリコン化合物遂4が充填された原料供給源9のバ
ルブ+4−1.18−1を各々開き、原料ガスを堆積室
l内に導入した。
このとき対応するフローメータ15−1で計測しながら
ガス流量を1509CCHに調製した0次に2堆積室内
の圧力を0.1 Torrに保ち、光強度100 mW
/cm’の低圧水銀灯の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400
OA (7) I型a−9i膜を、15 A / se
e ノ成膜速度で支持体2上に堆積させた。なお、光エ
ネルギーは、堆積室1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、
新たな原料ガスがガス導入管17を通して連続的に供給
された。
ガス流量を1509CCHに調製した0次に2堆積室内
の圧力を0.1 Torrに保ち、光強度100 mW
/cm’の低圧水銀灯の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400
OA (7) I型a−9i膜を、15 A / se
e ノ成膜速度で支持体2上に堆積させた。なお、光エ
ネルギーは、堆積室1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、
新たな原料ガスがガス導入管17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−9
i19I(7)評価は、基板上に形成されたa−3il
11のそれぞれの上に、更にクシ型のA1のギャップ電
極(長さ250ト、巾5m5)を形成して、光電流(光
照射強度AMI 、約100 mW/ctn”)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)をることによって行った
。
i19I(7)評価は、基板上に形成されたa−3il
11のそれぞれの上に、更にクシ型のA1のギャップ電
極(長さ250ト、巾5m5)を形成して、光電流(光
照射強度AMI 、約100 mW/ctn”)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
−9i膜を蒸着槽に入れて、核種を一度104Torr
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、1500人
の膜厚で、A1をa−3i膜上に蒸着し、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。
−9i膜を蒸着槽に入れて、核種を一度104Torr
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、1500人
の膜厚で、A1をa−3i膜上に蒸着し、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σP値、σP/σd比を表1に示す。
実施例2〜5
堆積膜形成用の出発物質として、先に列挙したシリコン
化合物逅61.!10. /L13、A20 (実施例
2〜5)のそれぞれを個々に用い、支持体温度を表1の
様に設定する以外は実施例1と同様にしてして、X型の
a−9it!IIの形成を実施し、得られた8−3i膜
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。
化合物逅61.!10. /L13、A20 (実施例
2〜5)のそれぞれを個々に用い、支持体温度を表1の
様に設定する以外は実施例1と同様にしてして、X型の
a−9it!IIの形成を実施し、得られた8−3i膜
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。
比較例1
Si供給用の原料物質としてSi2H6を用いる以外は
実施例1と同様にしてI型a−3i膜の形成を実施し、
得られたa−9iIlll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1と同様にしてI型a−3i膜の形成を実施し、
得られたa−9iIlll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。
以上の実施例1〜5及び比較例1の結果をまとめると、
成膜速度については表1の評価結果に示されたように、
光強度100 mW/crn’の低圧水銀灯を使用し、
支持体温度を50℃とした場合では、比較例1に於ける
成膜速度が8A/secであるのに対して、本発明の実
施例1.2.3に於ける成膜速度が15A/secと良
好な成膜速度が得られ、かつ本発明の実施例1〜5のい
づれの場合に於いても、光導電率σpが5X 10”〜
1.5 XIO” 、またσp/σdはt、o xto
’〜1.Q XIO3と良好な値を示した。
成膜速度については表1の評価結果に示されたように、
光強度100 mW/crn’の低圧水銀灯を使用し、
支持体温度を50℃とした場合では、比較例1に於ける
成膜速度が8A/secであるのに対して、本発明の実
施例1.2.3に於ける成膜速度が15A/secと良
好な成膜速度が得られ、かつ本発明の実施例1〜5のい
づれの場合に於いても、光導電率σpが5X 10”〜
1.5 XIO” 、またσp/σdはt、o xto
’〜1.Q XIO3と良好な値を示した。
第1図は1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 6−1.8−2.8−3:ガスの流れ 7:光エネルギー発生装置 8:光エネルギー +1.10,11,12 :ガス供
給源13−1.13−2.13−3.13−4.18:
圧力メーター14−1.14−2.14−3.14−4
゜1B−1,18−2,16−3,18−4,21:バ
ルブ15−1.15−2.15−3.15−4:フロー
メーター17.17−1.17−2.17−3.17−
4:ガス導入管20:ガス排気管 特許出願人 キャノン株式会社 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59年 特許願 第78132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。 8、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11行にある「アルキルキ基
」の記載を「アルキル基」の記載に訂正する。 3)明細書第5頁第7行〜第8行にあるr (Si *
R’R2)lll (GHz)n J の記載を、 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、R1、R2はそれぞれ独立してHまたは炭素数
1〜3の乙ム土酉1を表わし、mは3〜7の整数、nは
1−11の整数を表わす)で示されるシリコン化合物の
気体状雰囲気を形成し、該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
i膜の形成方法。
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 6−1.8−2.8−3:ガスの流れ 7:光エネルギー発生装置 8:光エネルギー +1.10,11,12 :ガス供
給源13−1.13−2.13−3.13−4.18:
圧力メーター14−1.14−2.14−3.14−4
゜1B−1,18−2,16−3,18−4,21:バ
ルブ15−1.15−2.15−3.15−4:フロー
メーター17.17−1.17−2.17−3.17−
4:ガス導入管20:ガス排気管 特許出願人 キャノン株式会社 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59年 特許願 第78132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。 8、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11行にある「アルキルキ基
」の記載を「アルキル基」の記載に訂正する。 3)明細書第5頁第7行〜第8行にあるr (Si *
R’R2)lll (GHz)n J の記載を、 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、R1、R2はそれぞれ独立してHまたは炭素数
1〜3の乙ム土酉1を表わし、mは3〜7の整数、nは
1−11の整数を表わす)で示されるシリコン化合物の
気体状雰囲気を形成し、該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
i膜の形成方法。
Claims (1)
- (1)支持体が配置された堆積室内に、下記一般式; %式%) ) (但し、R1、R2はそれぞれ独立してHまたは炭素数
1〜3のフルキルキ基を表わし、mは3〜7の整数、n
は1〜11の整数を表わす)で示されるシリコン化合物
の気体状雰囲気を形成し、該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 |
---|---|---|---|
JP7613284A JPS60219734A (ja) | 1984-04-16 | 1984-04-16 | 堆積膜の形成法 |
US06/722,134 US4683145A (en) | 1984-04-16 | 1985-04-11 | Method for forming deposited film |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7613284A JPS60219734A (ja) | 1984-04-16 | 1984-04-16 | 堆積膜の形成法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60219734A true JPS60219734A (ja) | 1985-11-02 |
Family
ID=13596419
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7613284A Pending JPS60219734A (ja) | 1984-04-16 | 1984-04-16 | 堆積膜の形成法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60219734A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01103831A (ja) * | 1987-07-27 | 1989-04-20 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体膜の形成方法 |
-
1984
- 1984-04-16 JP JP7613284A patent/JPS60219734A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01103831A (ja) * | 1987-07-27 | 1989-04-20 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体膜の形成方法 |
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