JPS60241214A - Forming method of amorphous silicon film - Google Patents

Forming method of amorphous silicon film

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JPS60241214A
JPS60241214A JP59096652A JP9665284A JPS60241214A JP S60241214 A JPS60241214 A JP S60241214A JP 59096652 A JP59096652 A JP 59096652A JP 9665284 A JP9665284 A JP 9665284A JP S60241214 A JPS60241214 A JP S60241214A
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film
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solid
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    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
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Abstract

PURPOSE:To form an a-Si film of high quality on a substrate at a speed of the same degree as a conventional vacuum deposition by employing as a raw material such as a deposition source or a target solid silicon which contains hydrogenated silicon. CONSTITUTION:In a vacuum deposition method, a substrate 12 to be heated by a heater 11 is placed in a vessel 10 to be evacuated in vacuum by a vacuum pump 6, and a solid hydrogenated silicon 14 is placed in a vessel 13 to oppose to the substrate. The silicon 14 is evaporated by an electron beam supplied from an electron gun 15 to form an a-Si film on the substrate 12. In order to increase the uniformity of the formed film, the substrate is rotated. Thus, the a-Si film of high quality can be formed on the substrate.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はアモルファスシリコン膜の形成法に関するもの
である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for forming an amorphous silicon film.

シリコン単体を用いて真空蒸着法やスパッタ法などによ
って基板上に得られたアモルファスシリコン膜は、局在
単位が多いためにp型或いはn型などの導電型を制御す
ることができず、機能素子を得るための半導体材料とし
ては注目されていない。それに対しモノシランガス(5
IH4)を用いグロー放電分解(プラズマCVD)によ
って基板上に形成したアモルファスシリコン膜では、導
電型の制御が可能であることが見出されて、この種のア
モルファスシリコン膜(以下、この種のアモルファスシ
リコンをa−81と略す)について鋭意研゛究開発が進
められ現在では太陽電池など各種のデバイス材料として
重要なものとなりつつあることは周知の通りである。
Amorphous silicon films obtained on substrates using simple silicon by vacuum evaporation or sputtering have many localized units, making it impossible to control the conductivity type such as p-type or n-type, making it difficult to control functional devices. It has not attracted attention as a semiconductor material for obtaining. On the other hand, monosilane gas (5
It has been discovered that conductivity type can be controlled in an amorphous silicon film formed on a substrate by glow discharge decomposition (plasma CVD) using IH4). As is well known, silicon (abbreviated as A-81) has been actively researched and developed and is now becoming an important material for various devices such as solar cells.

このa−81膜において導電型制御が可能なのは次のよ
うな理由によるものといわれている。すなわち、モノシ
ランガスのグロー放電分解で形成された轟−81膜内に
はかなりの量の水素がとりこまれており、それらの水素
がシリコンの不対結合(ダングリングボンド)と結合し
て膜内の局在準位を減少せしめており、その結果として
導電型の制御が可能となっているのである。このように
アモルファスシリコン膜を導電型が制御できる有用なa
−81膜とするためには、その膜の一部が水素化されて
いることが不可欠であることが判った。
It is said that the reason why the conductivity type can be controlled in this a-81 film is as follows. In other words, a considerable amount of hydrogen is incorporated into the Todoroki-81 film formed by glow discharge decomposition of monosilane gas, and these hydrogens combine with dangling bonds in the silicon to form a bond within the film. The localized level is reduced, and as a result, the conductivity type can be controlled. This is a useful method for controlling the conductivity type of amorphous silicon films.
It has been found that in order to obtain a -81 film, it is essential that a portion of the film be hydrogenated.

このことは逆に水素を含む(一部が水素化された)a−
81膜が得られる方法ならば、上記した5tH4ガスの
グロー放電分解(プラズマCVD)法に限らずどんな方
法でも良いことになり、実際種々の方法が考えられ実用
化されつつある。以下、これらのa−8t膜形成法につ
いて簡単に説明する。
This means that a- containing hydrogen (partially hydrogenated)
As long as the 81 film can be obtained, any method other than the above-mentioned 5tH4 gas glow discharge decomposition (plasma CVD) method may be used, and in fact, various methods have been considered and are being put into practical use. These a-8t film forming methods will be briefly explained below.

上記したグロー放電分解法(プラズマCVD法)は基板
が置かれた真空容器内に5i)I4ガスを導入し適当な
圧力(0,01〜数’forr )の下で電極に直流或
いは交流の電力を供給しグロー放電を生ぜしめ、SiH
4ガスを分解させて基板上にa−81膜を形成させるも
のである。これに対し従来の真空蒸着法、スパッタ法な
どを応用した方法、すなわち気体化させたシリコンが基
板に到達するまでの過程でその一部を水素化する方法と
は次のような方法である0 真空容器内でシリコンをターゲットとしてアルゴンなど
の不活性ガスに水素ガスを混入してスパッタリングしタ
ーゲットから飛びだしたシリコン原子群の一部をイオン
化した水素と反応させ基板上にa−81膜を形成させる
いわゆる反応性スパッタ法によるもの或いは真空容器内
でシリコンを電子銃などを用い加熱溶解蒸発させ、それ
らの一部が基板への飛翔過程中にRFコイルなどによる
グロー放電でイオン化された水素と結合し基板上にa−
81膜を形成するグロー放電型イオンブレーティング法
によるものなどである。
The glow discharge decomposition method (plasma CVD method) described above involves introducing 5i) I4 gas into a vacuum container in which a substrate is placed, and applying direct current or alternating current power to the electrodes under an appropriate pressure (0.01 to several'forr). is supplied to produce a glow discharge, and the SiH
4 gas is decomposed to form an A-81 film on the substrate. On the other hand, methods that apply conventional vacuum evaporation methods, sputtering methods, etc., in which a portion of the gasified silicon is hydrogenated in the process until it reaches the substrate, are as follows. Using silicon as a target in a vacuum chamber, sputtering is performed by mixing hydrogen gas with an inert gas such as argon, and a part of the silicon atoms flying out from the target reacts with ionized hydrogen to form an A-81 film on the substrate. Silicon is heated and melted and evaporated using a so-called reactive sputtering method or an electron gun in a vacuum chamber, and some of it combines with hydrogen ionized by glow discharge from an RF coil during the flight process to the substrate. a- on the board
For example, a glow discharge type ion blating method is used to form a 81 film.

この他イオン化クラスタービーム法、アーク放電形イオ
ンブレーティング法、光CVD法など各種あるが、大別
すればガスを供給し分解によってシリコンが固体になる
までガスから水素を抜きとるか、或いはシリコンを気体
化しそれに成る程度の水素を付加結合させながら再び固
体化するといった方法に分けられる。更に極く最近では
、a−8t膜内の局在準位となっているStの不対結合
を水素′と結合させて減少させるのと同様な効果を、F
(弗素)でも得られるためにSiH4ガスを用いる代り
に多少扱いにくいがSiF4ガスを用いてグロー放電分
解法によってa−8i膜を形成させる方法も登場してき
ている。
There are various other methods such as ionized cluster beam method, arc discharge type ion blating method, and photo-CVD method, but they can be roughly divided into two methods: supplying gas and removing hydrogen from the gas until the silicon becomes solid through decomposition; It can be divided into two methods: turning it into a gas, adding hydrogen to it and then solidifying it again. Furthermore, very recently, F
(Fluorine) can also be obtained, so instead of using SiH4 gas, a method of forming an a-8i film by glow discharge decomposition using SiF4 gas has been introduced, although it is somewhat difficult to handle.

以上のように、導電型の制御できるa−81膜の形成法
は種々前えられ実用化されているが、何れの方法も半導
体素子を製作する場合種々の問題点をその内部に保有し
ている。それらの問題点についていくつかを以下に述べ
る。
As mentioned above, various methods for forming A-81 films whose conductivity type can be controlled have been developed and put into practical use, but all of these methods have various problems when manufacturing semiconductor devices. There is. Some of these problems are discussed below.

プラズマCVD法或いは光CVD決は5IH4ガスや8
1F4ガスなどを電気エネルギーや光エネルギーで分解
するものであるが、a−8i膜を基板上に生成させる場
合、上記反応ガスのガス圧は1気圧(760Torr 
)よりも遥かに低い圧力、つまりかなり希薄なガス雰囲
気で行なわれるので、SiLやSiF。
Plasma CVD method or photo CVD method uses 5IH4 gas or 8
1F4 gas, etc. is decomposed using electrical energy or light energy. When producing an a-8i film on a substrate, the gas pressure of the reaction gas is 1 atm (760 Torr).
), that is, in a considerably dilute gas atmosphere.

ガスの供給速度に限界があり従って生膜速度が大きくで
きない。また、SiH4やSiF、ガスの分解は気体中
で行なわれるので、分解生成物は方向性をもたず基板へ
の供給効率は極めて悪くて生膜速度が大きくできないだ
けでなく、はとんどの材料が捨てられているといっても
過言ではない。また基板以外の場所に生成されるa−8
1或いは副生成物は多量で且つそれらは微粉末、フレー
ク状片となるので飛散すれば基板の膜質を低下させたり
連続生膜を行なうのに障害となっており、反応室内の清
浄化処理に大きな労力と費用が必要なのである。
There is a limit to the gas supply rate, so the biofilm rate cannot be increased. In addition, since the decomposition of SiH4, SiF, and gases takes place in gas, the decomposition products have no directionality and are extremely inefficient in supplying to the substrate. It is no exaggeration to say that materials are being thrown away. Also, a-8 generated in a place other than the board
1 or by-products are large and in the form of fine powders and flakes, so if they fly, they degrade the film quality of the substrate and become an obstacle to continuous biofilm formation, so it is difficult to clean the inside of the reaction chamber. It requires a lot of effort and expense.

5IR4ガスは自然発火性があるので危険であるし、5
IF4ガスは分解によって腐蝕性を有するので、これら
の材料の供給、貯蔵、排気ガス処理などにかなりの高額
な設備を必要とする。
5IR4 gas is dangerous because it is spontaneously flammable, and
Since IF4 gas is corrosive upon decomposition, considerable expensive equipment is required for the supply, storage, exhaust gas treatment, etc. of these materials.

上述した気体を用いるのではなくシリコンの固体を一旦
気体化させ、それらの基板への到達過程で一部を水素化
或いは弗素化する方法の場合には、単にシリコンを気体
化させて、例えば蒸着法によって付着させるだけであれ
ば生膜速度は比較的容易に大きくできるのであるが、水
素化或いは弗素化を制御された形で行なうには、上述し
た気体使用の場合と同様に生膜速度が小さく抑えられて
しまうのである。また、水素化、弗素化のためには水素
ガスなどをイオン化しなければならないのであるが、こ
のためには気体の分解エネルギーよりも大きなエネルギ
ーを必要とするのでイオン化する設備は大規模なものと
なってしまう。プラズマCVD法で生膜速度を大きくす
るためにモノシランガスの代りにジシラン(5hHs 
) ガスなどの高次シランを使用することも考えられて
いるが、価格的にも極めて高価なものなので従来のグロ
ー放電分解法によった効率の悪いa−8t膜生成法によ
る限り実用的見地から適当でない。
In the case of a method that does not use the above-mentioned gas, but instead vaporizes the solid silicon and partially hydrogenates or fluorinates it in the process of reaching the substrate, simply vaporizes the silicon and performs, for example, vapor deposition. It is relatively easy to increase the biofilm velocity if the film is simply deposited by the method, but in order to carry out hydrogenation or fluorination in a controlled manner, the biofilm velocity must be increased as in the case of using gases as described above. It is kept small. Additionally, for hydrogenation and fluorination, it is necessary to ionize hydrogen gas, but this requires energy greater than the decomposition energy of the gas, so ionization equipment must be large-scale. turn into. In order to increase the biofilm speed in the plasma CVD method, disilane (5hHs) is used instead of monosilane gas.
) It has been considered to use higher-order silane such as gas, but since it is extremely expensive, it is not practical from a practical point of view as long as the conventional glow discharge decomposition method is used, which is inefficient. It's not appropriate.

本発明は叙上の問題点を除去した全く新しいa−Sl膜
の生成法を提供するものであり、比較的簡便な装置で原
材料の消費の無駄を少くした効率の良い生膜速度でa−
8t膜を得る方法を提供することを目的とする。
The present invention provides a completely new method for producing an a-Sl film that eliminates the above-mentioned problems, and produces an a-Sl film at an efficient biofilm rate with less wasteful consumption of raw materials using a relatively simple device.
The purpose of the present invention is to provide a method for obtaining an 8t film.

本発明による方法においては、SiH4やS、、、IF
4ガスを用い従来のグロー放電分解法などで真空容器内
で一旦水素化シリコン或いは弗素化シリコンを含むa−
81を生成する。この時のa−3tの生成の目的は、基
板を置いての素子製作のためのものではなく真空容器内
全体で生成された固体化した水素化シリコン(或いは弗
素化シリコン)を含むa−8tの回収にある。この作製
回収されたa−8iを固形化し、それを蒸発源として高
い生膜速度を有する従来の蒸着法、イオンブレーティン
グ法、クラスタービーム法などによって基板上にa−8
i膜を生成する方法である。
In the method according to the present invention, SiH4, S,..., IF
A- containing hydrogenated silicon or fluorinated silicon is once heated in a vacuum container using a conventional glow discharge decomposition method using 4 gases.
81 is generated. The purpose of the generation of a-3t at this time is not to fabricate devices by placing a substrate, but to generate a-8t containing solidified hydrogenated silicon (or fluorinated silicon) in the entire vacuum chamber. It is in the collection of. The produced and recovered A-8i is solidified and used as an evaporation source to form A-8 onto a substrate using a conventional vapor deposition method, ion blasting method, cluster beam method, etc. that has a high biofilm rate.
This is a method of producing an i-film.

以下、水素化′シリコンを含むa−8i膜生成法を実施
例として本発明の詳細な説明する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail using a method for producing an a-8i film containing hydrogenated silicon as an example.

一般に気体状のシリコン化合物としては、モノシラン(
SiH4)、ジシラン(SizHa)などのガスが知ら
れ工業的にもある程度生産されているが、固体としての
水素化シリコン(水素化されたシリコンをある程度含む
固体シリコン)は、前述したグロー放電分解法などによ
って得られるが原材料としてはなかった。固体としての
水素化シリコンは上記のSiH4ガス、Sl、H,ガス
を用いて湿式化学的方法で得ることもできるのであるが
、局在準位が減少させられた導電型制御のできるa−8
l腰を得ることが最終的目的であることを考えれば、水
素の含有量が制御された固体としての水素化シリコンを
得る必要がありこの方法は不適当である。
Generally, gaseous silicon compounds include monosilane (
Gases such as SiH4) and disilane (SizHa) are known and are produced to some extent industrially, but hydrogenated silicon in solid form (solid silicon containing a certain amount of hydrogenated silicon) can be produced using the glow discharge decomposition method described above. Although it can be obtained by such methods, it was not used as a raw material. Silicon hydride in the form of a solid can also be obtained by a wet chemical method using the above-mentioned SiH4 gas, Sl, H, gas, but a-8, which has a reduced localized level and can control the conductivity type.
Considering that the ultimate objective is to obtain a high elasticity, it is necessary to obtain hydrogenated silicon in the form of a solid with a controlled hydrogen content, making this method inappropriate.

本発明者は、SiH4ガスを用い真空容器内で従来用い
られていたグロー放電分解(プラズマCVD)法で水素
化されたシリコンを制御された適当量含む固体シリコン
を得ることができた。すなわち、5tH4ガスを真空容
器内へ導入しグロー放電の電力、真空度、モル比、反応
容器の温度などの製作条件を制御することにより、水素
含有量が0〜65%モルの固体水素化シリコンを容易に
得ることができたのである。この固体水素化シリコンを
得る方法の一例を模式的に第1図に示す。真空にできる
反応容器1内にボンベ2よりシランガスを供給する。導
電型及び不純物量を決定するためにはボンベ3から必要
量のN、P、As、Bなどの水素化物(ガス)を所定量
供給する。反応容器1に設置された高周波電源4と高周
波コイル5とによってSiH4ガスをグロー放電分解さ
せ生成された粉末状のa−81を真空ポンプ6に接続さ
れフィルタ7によって仕切られた貯溜槽8に貯めるので
ある。
The inventors were able to obtain solid silicon containing a controlled and appropriate amount of hydrogenated silicon by the conventionally used glow discharge decomposition (plasma CVD) method in a vacuum vessel using SiH4 gas. That is, by introducing 5tH4 gas into a vacuum container and controlling manufacturing conditions such as glow discharge power, degree of vacuum, molar ratio, and temperature of the reaction container, solid silicon hydride with a hydrogen content of 0 to 65% molar can be produced. could be easily obtained. An example of a method for obtaining this solid hydrogenated silicon is schematically shown in FIG. Silane gas is supplied from a cylinder 2 into a reaction vessel 1 which can be evacuated. In order to determine the conductivity type and the amount of impurities, a required amount of hydride (gas) such as N, P, As, B, etc. is supplied from the cylinder 3 in a predetermined amount. SiH4 gas is decomposed by glow discharge using a high frequency power source 4 and a high frequency coil 5 installed in the reaction vessel 1, and the generated powdered a-81 is stored in a storage tank 8 connected to a vacuum pump 6 and partitioned by a filter 7. It is.

また、アーク放電中にSiH4ガスを導入することによ
っても同様な固体水素化シリコンを得ることができる。
A similar solid silicon hydride can also be obtained by introducing SiH4 gas during arc discharge.

この生成された固体水素化シリコンは真空容器内からほ
とんど全部を回収することができる。しかしながら、こ
のようにして得られた固体水素化シリコンは、極めて粒
径の小さい微粉末状のものであり、軽く液体のような流
動性を有し微風でも飛散するので極めて取り扱いにくい
ものである。従って、このままでは蒸着やスパッタのた
めの材料としては適さない。すなわちそのままでは真空
に引いた際の容器内の気流の変化によっても、蒸発させ
るための熱作用によっても或いはスパッタにおけるボン
バード作用によっても簡単に飛散してしまうので、何ら
かの方法によって固形化、団塊化する必要がある。この
粉末は空気中では安定であるが600C位になると着火
し、一度着火すると瞬時に燃え多量の場合は極めて危険
であり水をそそぐと一層激しく燃える。またこの粉末は
水と全くなじむことがなく水によって練り上げることも
できない。アルコール、アセトン、トリクレンなどの有
機溶媒には分散させることはできるが、低級アルコール
とは反応し自燃性ガス、水素ガスなどを発生し着火する
こともあるので危険であると共に反応によって原材料が
変質してしまう。
Almost all of the produced solid silicon hydride can be recovered from within the vacuum container. However, the solid silicon hydride thus obtained is in the form of a fine powder with extremely small particle sizes, has a light liquid-like fluidity, and is easily dispersed by even a slight breeze, making it extremely difficult to handle. Therefore, as it is, it is not suitable as a material for vapor deposition or sputtering. In other words, if left as is, it will be easily scattered by changes in the airflow inside the container when it is evacuated, by the heat action for evaporation, or by the bombardment action during sputtering, so it must be solidified or agglomerated by some method. There is a need. This powder is stable in the air, but will ignite at about 600C, and once ignited, it will burn instantly and in large quantities it can be extremely dangerous, and will burn even more violently if water is poured over it. Furthermore, this powder is completely immiscible with water and cannot be kneaded with water. Although it can be dispersed in organic solvents such as alcohol, acetone, and trichlene, it is dangerous because it reacts with lower alcohols and generates flammable gas, hydrogen gas, etc., which may cause ignition, and the reaction may alter the quality of the raw materials. I end up.

種々実験の結果、フロン系溶剤がこの粉末状の固体水素
化シリコンの固形、団塊化に適していることが判った。
As a result of various experiments, it was found that fluorocarbon solvents are suitable for solidifying and agglomerating this powdered solid hydrogenated silicon.

フロン系溶剤としてはc、 CL3Fmなどが多く用い
られているが、これらの溶剤にこの粉末を混入させると
直ちに分散し泥状となり粉末の飛散もなくなった。攪拌
によって練り上げたものを取り出し、厚み1m〜10m
程度の板状にし溶剤を乾燥によって揮発させたところ完
全な固体板が得られた。
C, CL3Fm, etc. are often used as fluorocarbon solvents, and when this powder was mixed into these solvents, it immediately dispersed and became mud-like, and there was no scattering of the powder. Take out the kneaded material by stirring and make it into a thickness of 1m to 10m.
When the solvent was evaporated by drying, a completely solid plate was obtained.

この固形物を分析しても水素と硅素のみであり、炭素や
ハロゲンは検出されず、溶媒との反応、溶媒の残留もな
く水素含有量も変化しない安定した固形化された固体水
素化シリコンを得ることができた。上記のようにして粉
末状水素化シリコンを固形化できることが判ったのア、
これをプレスなどによりベレットなどの適切な形状にし
たものを原材料とし蒸着スパッタなどの蒸発拐料やター
ゲットとするのである。
When this solid substance is analyzed, only hydrogen and silicon are detected, and no carbon or halogen is detected.It is a stable solidified solid hydrogenated silicon that does not react with the solvent, has no residual solvent, and does not change the hydrogen content. I was able to get it. I found out that powdered silicon hydride can be solidified as described above.
This is pressed into an appropriate shape such as a pellet and used as a raw material and as an evaporation agent or target for vapor deposition sputtering.

第2図及び第3図はそれらの方法を模式的に示したもの
で、第2図は真空蒸着法の装置の例、第3図はクラスタ
ービーム法の装置の例である。
FIGS. 2 and 3 schematically show these methods. FIG. 2 shows an example of an apparatus for the vacuum evaporation method, and FIG. 3 shows an example of an apparatus for the cluster beam method.

第2図においては真空ポンプ6によって真空にできる容
器10内にヒータ11によって加熱できるようにした基
板12を設置し、それに対向するように容器16内に前
記の固形化した固体水素化シリコン14を置く。そして
電子銃15から供給された電子ビームによって固体水素
化シリコン14を蒸発させ基板12上にa−81膜を生
成するものである。生成膜の均一性を増すために基板を
回転させてもよい。
In FIG. 2, a substrate 12 that can be heated by a heater 11 is installed in a container 10 that can be evacuated by a vacuum pump 6, and the solidified silicon hydride 14 is placed in a container 16 opposite to the substrate 12. put. Then, the solid silicon hydride 14 is evaporated by the electron beam supplied from the electron gun 15 to form an A-81 film on the substrate 12. The substrate may be rotated to increase the uniformity of the resulting film.

tJ3図においては設計されたサイズ、アスペクト比を
もつ細孔を有するるつぼ16内に固形化された固体水素
化シリコン14を封入し、外部より加熱してるつぼの内
圧を高め細孔より噴出させ断熱膨張による過冷却効果で
クラスター化し基板12上にa−81膜を生成する。な
お、これにイオン化源、加速電極等を付加してもよい。
In the tJ3 diagram, solidified hydrogenated silicon 14 is sealed in a crucible 16 that has pores with a designed size and aspect ratio, and is heated from the outside to increase the internal pressure of the crucible and ejected from the pores to provide insulation. Due to the supercooling effect caused by expansion, the a-81 film is clustered on the substrate 12. Note that an ionization source, accelerating electrode, etc. may be added to this.

また、第2図及び第3図に示す装置のいずれにおいても
外部より水素ガスを導入しグロー放電を起こさせてa−
8i膜に水素化シリコンを含有させる量を再調整するこ
とも可能である。
In addition, in both of the devices shown in FIGS. 2 and 3, hydrogen gas is introduced from the outside to cause glow discharge.
It is also possible to readjust the amount of hydrogenated silicon contained in the 8i film.

スパッタリング法による装置は図示していないが、上記
の固形化した固体水素化シリコンをターゲットにしてス
パッタリングを行なえばよい。
Although an apparatus for sputtering is not shown, sputtering may be performed using the solidified solid hydrogenated silicon as a target.

以上述べたように、本発明によれば、蒸発源或いはター
ゲットなどの原材料に単体としての固体シリコンではな
く、水素化シリコンを含む固体シリコンを用いることに
より、特別に外部から水素ガスを導入しなくとも生成膜
中に1〜40%の水素を含有する良質なa−8i膜を従
来の真空蒸着と同程度の高速性をもって基板上に形成で
きるのである。さらに、本発明によれば、従来のプラズ
マCVD法に比しa−8tの回収使用効率も遥かに良く
、従来の真空蒸着法などを用いることができるので付着
効率が極めて良く従って反応容器内での副生成物も非常
に少なく作業性も極めて改善される。
As described above, according to the present invention, by using solid silicon containing hydrogenated silicon instead of solid silicon as a raw material such as an evaporation source or target, it is not necessary to introduce hydrogen gas from outside. In both cases, a high-quality a-8i film containing 1 to 40% hydrogen can be formed on a substrate at a speed comparable to that of conventional vacuum evaporation. Furthermore, according to the present invention, the recovery and usage efficiency of a-8t is much better than that of the conventional plasma CVD method, and since the conventional vacuum evaporation method can be used, the deposition efficiency is extremely high, and therefore the There are also very few by-products and workability is greatly improved.

水素化シリコンを実施例として本発明を説明したが、弗
素化シリコンの場合にも適用できることは勿論のことで
ある。
Although the present invention has been described using hydrogenated silicon as an example, it goes without saying that it can also be applied to fluorinated silicon.

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

第1図は本発明による固体水素化シリコンを得る装置の
一例を示す概略図、第2図及び第3図は本発明により得
られた固形化された固体水素化シリコンを用い基板上に
a−81膜を得るための、真空蒸着法及びクラスタービ
ーム法による装置の例を示す概略図である。 1・・・反応容器;2,6・・・ボンベ;4・・・高周
波電源;5・・・高周波コイル;6・・・真空ポンプ;
8・・・貯溜槽;10・・・真空容器;12・・・基板
;14・・・固形化した固体水素化シリコン;15・・
・電子銃;16・・・るつぼ。 特許出願人:スタンレー電気株式会社 第1図 第2図 第3図
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of an apparatus for obtaining solid silicon hydride according to the present invention, and FIGS. 2 and 3 show an a- FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of an apparatus using a vacuum evaporation method and a cluster beam method to obtain a 81 film. 1... Reaction container; 2, 6... Cylinder; 4... High frequency power supply; 5... High frequency coil; 6... Vacuum pump;
8... Storage tank; 10... Vacuum container; 12... Substrate; 14... Solidified solid hydrogenated silicon; 15...
・Electron gun; 16... Crucible. Patent applicant: Stanley Electric Co., Ltd. Figure 1 Figure 2 Figure 3

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1) 水素化シリコンまたは弗素化シリコンをその一
部に含む固体シリコンを原材料とし、真空にしうる低圧
容器内で基板上にアモルファスシリコン膜を生成するこ
とを特徴とするアモルファスシリコン膜の生成法。
(1) A method for producing an amorphous silicon film, which uses solid silicon containing silicon hydride or silicon fluoride as a raw material as a raw material, and produces an amorphous silicon film on a substrate in a low-pressure container that can be evacuated.
(2)前記アモルファスシリコン膜が真空蒸着法、イオ
ンブレーティング法、クラスタービーム法およびスパッ
タリング法のうちのいずれかによって生成することを特
徴とする特許請求の範囲第1項記載のアモルファスシリ
コン膜の生成法。
(2) Production of an amorphous silicon film according to claim 1, wherein the amorphous silicon film is produced by any one of a vacuum evaporation method, an ion blating method, a cluster beam method, and a sputtering method. Law.
(3)前記固体シリコンが、気体水素化シリコンまたは
弗素化シリコン化合物を用いてグロー放電分解法によっ
て得られることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
のアモルファスシリコン膜の生成法。
(3) The method for producing an amorphous silicon film according to claim 1, wherein the solid silicon is obtained by a glow discharge decomposition method using gaseous hydrogenated silicon or a fluorinated silicon compound.
(4)前記固体シリコンが、粉末状固体シリコンをフロ
ン系の溶媒中に分散させた後溶媒を揮発乾燥させ固形化
されていることを特徴とする特許請求の範囲第1項また
は第3項記載のアモルファスシリコン膜の生成法。
(4) The solid silicon is solidified by dispersing powdered solid silicon in a fluorocarbon-based solvent and then evaporating the solvent to dry it. A method for producing amorphous silicon films.
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