JPS60242614A - Deposition film forming method - Google Patents

Deposition film forming method

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JPS60242614A
JPS60242614A JP59098422A JP9842284A JPS60242614A JP S60242614 A JPS60242614 A JP S60242614A JP 59098422 A JP59098422 A JP 59098422A JP 9842284 A JP9842284 A JP 9842284A JP S60242614 A JPS60242614 A JP S60242614A
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film
deposition film
support
deposition
gas
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JP59098422A
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Japanese (ja)
Inventor
Yukio Nishimura
征生 西村
Hiroshi Matsuda
宏 松田
Masahiro Haruta
春田 昌宏
Yutaka Hirai
裕 平井
Takeshi Eguchi
健 江口
Takashi Nakagiri
孝志 中桐
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • 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
    • C23C16/24Deposition of silicon only

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Abstract

PURPOSE:To enable to form a thick deposition film of large area by a method wherein excitation energy is formed using a specific annular silicon compound as raw meterial, and a deposition film containing silicon atoms is formed using low level heat energy. CONSTITUTION:In the method wherein the excitation and decompositional condition of raw gas are formed by giving heat evergy and, especially, an amorphous silicon (a-Si) deposition film is formed on a specific supporting member, the silicon compound gaseous atmosphere indicated by a general formula (provided that R<1> and R<2> indicate H or the alkyl radical of 1-3C, m indicates the integral number of 3-7, and n indicates the integral number of 1-11) is formed as the raw gas to be decomposed by heat energy. By exciting and decomposing said compound utlizing the heat energy, an a-Si deposition film of low energy level can be formed at a high film forming speed, and the a-Si deposition film which is excellent in electrical and optical characteristics and the stability in quality can be formed. The deposition film is formed in a deposition chamber 1.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、励起エネルギーとして熱を利用し、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I7、更に詳しくl÷、熱エネル
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−3i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 for forming a photoconductive film, a semiconductor film, or an insulating film on a predetermined support using heat as excitation energy. , by applying thermal energy to excite and decompose the raw material gas,
The present invention particularly relates to a method of forming a deposited film of amorphous silicon (hereinafter abbreviated as a-3i) on a predetermined support.

従来、a−Siの堆積膜形成方法としては、SiH4ま
たはS i 286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−3i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。
Conventionally, glow discharge deposition and thermal energy deposition using SiH4 or Si286 as a raw material are known as methods for forming a-Si deposited films. That is, these deposition methods use SiH4 or Si2 as a raw material gas.
This is a method of decomposing H6 using electrical energy or thermal energy (excitation energy) to form a deposited film of a-3i on a support, and the deposited film formed can be a photoconductive film, a semiconductor film, an insulating film, 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、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 film formation 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. defects are likely to occur. In particular, it has been extremely difficult to form a thick deposited film with uniform electrical and optical properties using this method.

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−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。
On the other hand, the thermal energy deposition method also requires a high temperature of 400°C or higher, which limits the support materials that can be used, and in addition, useful bonded hydrogen atoms in the desired a-Si are separated. Since the probability increases, it is difficult to obtain desired characteristics.

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以外のシリコン化合物を原料とす
るa−Siの低熱量の熱エネルギー堆積法(熱CVD)
が注目される。
Therefore, one way to solve these problems is to
Low-heat thermal energy deposition method (thermal CVD) for a-Si using silicon compounds other than SiH4 and Si2H6 as raw materials
is attracting attention.

この低熱量の熱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高温加熱の代わ
りに低温加熱を用いるものであり、a−3tの堆積膜の
作製を低エネルギーレベルで実施できるようにするもの
である。また、低温なほど原料ガスを均一に加温するこ
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
に対する選択性も広がる利点もある。
This low-calorie thermal energy deposition method uses low-temperature heating instead of the glow discharge or high-temperature heating in the above-mentioned methods as excitation energy, and allows the production of a-3T deposited films at a low energy level. It is something that makes it possible. In addition, the lower the temperature, the easier it is to uniformly heat the raw material gas, making it 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 and stable reproducibility can be obtained, and there is also the advantage that there is no need to heat the support to a high temperature and that selectivity to the support is widened.

本発明は上記した点に鑑みなされたものであり、励起エ
ネルギーとして、低レベルの熱エネルギーを用いて高品
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熱エネ
ルギー堆積法を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above points, and uses low-level thermal energy as excitation energy to form a deposited film containing silicon atoms at a high deposition rate while maintaining high quality at a low energy level. The object of the present invention is to provide a thermal energy deposition method that can be used.

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1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 way to do so.

本発明は、鋭意検討の結果、これらの目的が、熱エネル
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。
As a result of intensive studies, the present invention was completed after discovering that these objects can be achieved by using a compound having a cyclic structure composed of silicon atoms and carbon atoms as a raw material gas that is decomposed by thermal energy. It is what was done.

すなわち、本発明の堆積膜形成方法Cよ、支)与体が配
置された堆積室内に、下記一般式;(但し、R1、l(
2はそれぞれ独立してHまたは炭素数1〜3のアルキル
キ基を表わし、mζ±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、該化合物を熱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、熱エネルギーによ
って容易番と励起、分解しうることに特徴があり、上記
の一般式で示される。
That is, in the deposited film forming method C of the present invention, in the deposition chamber in which the donor is placed, the following general formula;
2 each independently represents H or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, mζ±3 to 7 integer, n represents an integer from 1 to 11) forming a gaseous atmosphere of a silicon compound; Exciting the compound using thermal energy,
A deposited film containing silicon atoms is formed on the support by decomposition. The raw material for forming the deposited film used in the method of the present invention is composed of silicon atoms and carbon atoms. It is a silicon compound having a cyclic structure, and is characterized by being easily excited and decomposed by thermal energy, and is represented by the general formula above.

このような化合物の中でも、上記式に於【する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、比較的低し1励起エネルギーによっ
て不安定となりラジカル分解い。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し
)励起エネルギーによってラジカル分解し易くなるが、
直接結合するシリコン原子の数が8以上であると、形成
されたa−Si膜の品質が低下してしまうので好ましく
ない。
Among such compounds, in the above formula, m is 3 to
It is preferably an integer of 7, more preferably 3 to 6.
, is optimally an integer from 3 to 5. That is, when the number of silicon atoms in the compound is 3 or more, the bond between adjacent silicon atoms, especially the bond between a silicon atom sandwiched between two silicon atoms and another silicon atom bonded to the atom, It becomes unstable due to relatively low excitation energy and decomposes into radicals. On the other hand, as the number of directly bonded silicon atoms in a compound increases, it becomes easier to undergo radical decomposition due to excitation energy (lower).
If the number of directly bonded silicon atoms is 8 or more, the quality of the formed a-Si film will deteriorate, which is not preferable.

従って、効率良く励起、分解が行なわれ、しかも良質な
a−3i膜を堆積するには、化合物中のシリコン原子の
数が好まのしくは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。
Therefore, in order to efficiently excite and decompose and deposit a high-quality a-3i film, the number of silicon atoms in the compound is preferably 3 to 7 degrees, more preferably 3 to 6 degrees, and most preferably It is desirable that it is 3-5.

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
構造を達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、熱エネルギーでの
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。
In addition, the number of carbon atoms to achieve the cyclic structure consisting of silicon atoms and carbon atoms in the above formula is from 1 to 11, which is easy to synthesize, easily gasifies, and has high decomposition efficiency with thermal energy. Therefore, it is suitable for use in the method of the present invention.

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。
Typical silicon compounds used in the method of the present invention include the following compounds.

2 2 H2H2 2 2 H2H2 2 H2H2 2 (CH3)2 (CH3)2 (CH3)2 (CH3)2 H2 CCH3)2 (CH3)2 (CH3)2 (CH3)2 (CH3)2 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、これに熱エネルギーが与えられて、これが熱
励起、熱分解され、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−5i膜)が形成される。
2 2 H2H2 2 2 H2H2 2 H2H2 2 (CH3)2 (CH3)2 (CH3)2 (CH3)2 H2 CCH3)2 (CH3)2 (CH3)2 (CH3)2 (CH3)2 In the method of the present invention In this case, such a silicon compound was introduced into the deposition chamber so as to be at least gaseous within the deposition chamber, thermal energy was given to it, it was thermally excited and thermally decomposed, and the silicon compound was placed in the deposition chamber. A deposited film (a-5i film) containing silicon atoms is formed on the support.

次に、前記堆積室内に導入された前記シリコン化合物ガ
スに対する熱エネルギーの付与はジュール熱発生要素、
高周波加熱手段等を用いて行われる。
Next, imparting thermal energy to the silicon compound gas introduced into the deposition chamber includes a Joule heat generating element;
This is carried out using high frequency heating means or the like.

ジュール熱発生要素としては電熱線、電熱板等のヒータ
を、また高周波加熱手段としては誘導加熱、誘電加熱等
を挙げることができる。
Examples of the Joule heat generating element include heaters such as heating wires and heating plates, and examples of the high frequency heating means include induction heating and dielectric heating.

ジュール熱発生要素による実施態様について説明すれば
ヒータを支持体の裏面に接触ないし近接させて支持体表
面を伝導加熱し、表面近傍の原料ガスを熱励起、熱分解
せしめ、分解生成物を支持体表面に堆積させる。他にヒ
ーターを支持体の表面近傍に置くことも可能である。
To describe an embodiment using a Joule heat generating element, a heater is placed in contact with or close to the back surface of the support to conductively heat the surface of the support, thermally excite and thermally decompose the raw material gas near the surface, and transfer the decomposition products to the support. Deposit on the surface. Alternatively, it is also possible to place the heater near the surface of the support.

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。
Hereinafter, the method of the present invention will be explained in detail with reference to FIG.

第1図は支持体上に、a−5t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だめの堆積膜
形成装置の概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic diagram of a deposited film forming apparatus for forming a functional film such as a photoconductive film, a semiconductor film, or an insulating film made of a-5T on a support.

堆積膜の形成は堆積室1の内部で行なわれる。Formation of the deposited film takes place inside the deposition chamber 1.

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.

44士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a−3t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内が堆積室lに連結
されている。
This is a heater for heating the 44-piece support, and power is supplied to the heater 4 through a conductive wire 5. A gas introduction pipe for introducing a-3t raw material gas and gases such as a carrier gas used as necessary into the deposition chamber 1 is connected to the deposition chamber 1.

このガス導入管17の他端は上記原料ガス及び必要に応
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9,10,11゜12に連結されている。ガ
ス供給源9.to。
The other end of this gas introduction pipe 17 is connected to gas supply sources 9, 10, 11, 12 for supplying the raw material gas and gases such as carrier gas used as necessary. Gas supply source9. to.

11.12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15−1.
15−2.15−3.15−4が対応する分枝したガス
導入管17−1゜17−2.17−3.17−4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1
4−1.14−2.14−3.14−4゜16−1.1
6−2.16−3.16−4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。
In order to measure the flow rate of each gas flowing out from 11.12 toward the deposition chamber 1, a corresponding flow meter 15-1.
15-2.15-3.15-4 is provided in the middle of the corresponding branched gas introduction pipe 17-1°17-2.17-3.17-4. Valve 1 is installed before and after each flow meter.
4-1.14-2.14-3.14-4゜16-1.1
6-2.16-3.16-4 are provided, and by adjusting these valves a predetermined flow rate of gas can be supplied. 13-1, 13-2, 13-3, and 13-4 are pressure meters, which are used to measure 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1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。
The gases that have passed through the flow meters are mixed and introduced into the deposition chamber 1 under reduced pressure by an exhaust device (not shown). In addition, the pressure meter 18 measures the total pressure in the case of mixed gas.

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).

本発明に於いて、ガス供給源9.to、11゜12の個
数は適宜、増減されうるものである。
In the present invention, gas supply source 9. The number of to, 11° and 12 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ガス供給源
は1つで足りる。しかしながら、2種の原料ガスを混合
して使用する場合、単一の原料ガスに(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。
That is, when using a single raw material gas, one gas supply source is sufficient. However, when two types of raw material gases are mixed and used, or when a single raw material gas (catalyst gas, carrier gas, etc.) is mixed, two or more are required.

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ーメー
タを通って堆積室l内に導入される。
Note that some raw materials do not turn into gas at room temperature and remain liquid, so when using liquid raw materials, a vaporizer (not shown) is installed. There are two types of vaporizers: those that utilize heating and boiling, and those that pass a carrier gas through a liquid raw material. 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本発明の方法
により以下のようにしてa−3iからなる堆積膜を形成
することができる。
Using the apparatus shown in FIG. 1 and the method of the present invention, a deposited film consisting of a-3i can be formed in the following manner.

まず、堆積室1内の支持台3上に支持体2をセットする
First, the support body 2 is set on the support stand 3 in the deposition chamber 1.

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、Ni0文、ステ7レ
ス、An、Cr。
Various types of supports 2 can be used depending on the purpose of the deposited film formed. Materials that can form the support include, for example, NiO2, ST7less, An, and Cr for the conductive support.

Mo、Au、Nb、Ta、V、Ti、Pt。Mo, 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
1.St、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。
Metals such as Pd or alloys thereof, and semiconductive supports include 1. Semiconductors such as St and Ge, and electrically insulating supports include synthetic resins such as polyester, polyethylene, polycarbonate, cellulose acetate, polypropylene, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polystyrene, polyamide, glass, ceramics, paper, etc. can be mentioned. The shape and size of the support 2 are determined as appropriate depending on the intended use.

特に、本発明の方法に於いては、支持体の温度を150
〜300℃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 150°C.
Since the temperature can be relatively low at around 300°C, it is possible to use materials with low heat resistance that cannot be applied to conventional glow discharge deposition methods or thermal energy deposition methods. It is now possible to use other supports.

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5XLO−5Torr以下、好適には1O−
BTorr以下が望ましい。
After the support 2 is placed on the support stand 3 in the deposition chamber 1 in this way, the air in the deposition chamber is exhausted through the gas exhaust pipe 20 by an exhaust device (not shown) to reduce the pressure. The atmospheric pressure in the deposition chamber under reduced pressure is 5XLO-5 Torr or less, preferably 1O-
BTorr or less is desirable.

熱エネルギー付与手段として、電熱ヒータ4を用いる場
合には堆積室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。この時の支
持体の温度は、150〜300°C1好ましくは200
〜250℃とされる。
When an electric heater 4 is used as the thermal energy applying means, the heater 4 is energized to heat the support 3 to a predetermined temperature after the pressure inside the deposition chamber 1 is reduced. The temperature of the support at this time is 150 to 300°C, preferably 200°C.
~250°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、グロー放電樽積法やSiH4,5
i2Hsを原料として用いた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 possible to use the glow discharge barrel stacking method or the SiH4,5
Since there is no need to heat the support to high temperatures as in thermal energy deposition methods using i2Hs as raw material, the energy consumption required for this purpose can be saved.

次に、先に挙げたようなa−3t膜形成用の原料化合物
の(1種以上の)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。
Next, each of the valves 14-1 and 16-1 of the supply source 9 storing gases of the raw material compound for forming the a-3T film as mentioned above is opened, and the raw material gases are released. Deposition chamber l
Send it inside.

このとき対応するフローメータ15−1で計測しながら
流量調整を行なう。通常、原料ガスの流量はlO〜11
0003cc、好適には20〜5003CCMの範囲が
望ましい。
At this time, the flow rate is adjusted while being measured by the corresponding flow meter 15-1. Usually, the flow rate of the raw material gas is lO~11
0003 cc, preferably in the range of 20 to 5003 CCM.

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

このようにして、支持体2の表面近傍を流れる原料ガス
には熱エネルギーが付与され、熱励起、熱分解が促され
、生成物質であるa−5iが支持体上に堆積される。
In this way, thermal energy is imparted to the raw material gas flowing near the surface of the support 2, promoting thermal excitation and thermal decomposition, and a-5i, which is a product, is deposited on the support.

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、熱エネルギーによって容易に励起、分解するので、
5〜50入/ S e C程度の高い成膜速度が得られ
る。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
給される。
As mentioned above, the raw material gas used in the method of the present invention is easily excited and decomposed by thermal energy.
A high film forming rate of about 5 to 50 pieces/SeC can be obtained. Decomposition products other than a-3i and undecomposed surplus raw material gas are discharged through the gas exhaust pipe 20, while new raw material gas is continuously supplied through the gas introduction pipe 17.

本発明の方法に於いては励起エネルギーとして熱エネル
ギーを使用するが、高熱量ではなく低熱量の付与である
ので、該エネルギーを付与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付与できる。
In the method of the present invention, thermal energy is used as excitation energy, but since the application is not a high amount of heat but a low amount of heat, the energy is always applied uniformly to a predetermined space occupied by the raw material gas to be provided. can.

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、堆積時で
膜表面の乱れ、堆積膜内の欠陥を起すことなく、均一性
を保ちつつ堆積膜の形成が継続される。
The deposited film in the process of being formed is not affected by high-power discharge as observed in the glow discharge deposition method, and uniformity is maintained without disturbing the film surface or causing defects within the deposited film during deposition. The formation of the deposited film continues.

このようにしてa−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、ヒータ4から
の熱エネルギーの付与を停止し、更にバルブ14−1.
16−1を閉じ、原料ガスの供給を停止する。a−3i
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。
In this way, an a-Si film is formed on the support 2, and a
- When the desired film thickness of Si is obtained, the application of thermal energy from the heater 4 is stopped, and further the valve 14-1.
16-1 is closed and the supply of raw material gas is stopped. a-3i
The film thickness of the film is appropriately selected depending on the intended use of the formed a-Si film.

次に、不図示の排気装置の駆動によ 、堆積室内のガス
を排除した後、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。
Next, after the gas in the deposition chamber is removed by driving an exhaust device (not shown), when the support and the deposited film reach room temperature, the valve 21 is opened to gradually introduce atmospheric air into the deposition chamber.
The inside of the deposition chamber is returned to normal pressure, and the support on which the a-3i film is formed is taken out.

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−5i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−3i膜である。
The a-5i film thus formed on the support by the method of the present invention is an a-3i film with excellent uniformity of electrical and optical properties and stability of quality.

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。
In the example of the method of the present invention described above, the deposited film was formed under reduced pressure, but the present invention is not limited to this, and the method of the present invention can be formed under normal pressure or under pressure as desired. It can also be carried out under pressure.

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、低熱量の熱エネルギーを使用し、かつ該熱エネル
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−3i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−3t堆積膜を形
成することができるようになった。
According to the method of the present invention as described above, thermal energy with a low calorific value is used as excitation energy, and a source gas that is easily excited and decomposed by the thermal energy is used, so that a high film formation rate can be achieved. It has become possible to form an a-3i deposited film at a high energy level, and it has become possible to form an a-3t deposited film with excellent uniformity of electrical and optical properties and stability of quality.

従って1本発明の方法に於いては、従来のグロー放電堆
積法や従来の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。
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 conventional thermal energy deposition methods can also be used. It has become possible to save energy consumption required for high-temperature heating.

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。
Hereinafter, the method of the present invention will be explained in more detail according to examples.

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No、4を用いて、a
−5i(7モル77スーSi)膜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 and using the silicon compound No.
The formation of a -5i (7 mol 77 Si) film was performed as follows.

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l内を1O−6Torrに
減圧し、ヒーター4に通電して支持体温度を230℃に
保ち、次にシリコン化合物No、4が充填された原料供
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内に導入した。
First, a support (trade name: Corning #7059) and a transparent conductive film (polyester base)) are set on the support stand 3 in the deposition chamber 1, and the gas exhaust pipe 20 is passed through the exhaust device (not shown) into the deposition chamber. The internal pressure was reduced to 1O-6 Torr, the heater 4 was energized to maintain the support temperature at 230°C, and then the valves 14-1 and 16-1 of the raw material supply source 9 filled with silicon compound No. 4 were turned on. It was opened, and the source gas was introduced into the deposition chamber 1.

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150secMに調製した。次に、堆積室内
の圧力を0.ITorrに保ち、厚さ4000人(7)
a−Si膜を、13人/SeCの成膜速度で支持体2上
に堆積させた。
At this time, the gas flow rate was adjusted to 150 secM while measuring with the corresponding flow meter 15-1. Next, the pressure inside the deposition chamber was reduced to 0. Keep ITorr, thickness 4000 people (7)
An a-Si film was deposited on support 2 at a deposition rate of 13 people/SeC.

なお、熱エネルギーは、堆積室l内に配置された支持体
2表面全体の近傍を流れるガスに対して、一様に付与さ
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。
Note that the thermal energy was uniformly applied to the gas flowing near the entire surface of the support 2 disposed in the deposition chamber 1. At this time, decomposition products other than a-3i and surplus raw material gases that were not decomposed were discharged through the gas exhaust pipe 20, while new raw material gas was continuously supplied through the gas introduction pipe 17.

このようにして本発明の方法により形成された。a−3
t膜の評価は、基板上に形成されたa−3t膜のそれぞ
れの上に、さらにクシ型のAIのギャップ電極(長さ2
50色巾5mm)を形成して、光電流(光照射強度AM
I :約100 mW / cm2)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。
Thus formed by the method of the present invention. a-3
Evaluation of the T film was performed by adding a comb-shaped AI gap electrode (length 2
50 color width 5mm) and photocurrent (light irradiation intensity AM
This was done by measuring the dark current (I: about 100 mW/cm2) and calculating the photoconductivity σP and the ratio of the photoconductivity σP to the dark conductivity σd (σP/σd).

なお、ギャップ電極は、上記のようにして形成されたa
−3t膜を蒸着槽に入れて、核種を一度1(lGTor
rの真空度まで減圧した後、真空度を1(15Torr
に調整して、蒸着速度20人/ s e cで、150
0人の膜厚で、AI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
してパターンコンブを行なって形成した。
Note that the gap electrode is a
-Put the 3T film into the vapor deposition tank, and add the nuclide once to 1 (lGTor).
After reducing the pressure to a vacuum level of r, the vacuum level is reduced to 1 (15 Torr).
The deposition rate was 20 people/sec, and the deposition rate was 150.
AI was deposited on the a-3i film to a film thickness of 0.05 mm, and this was etched to form a pattern using a pattern mask having a predetermined shape.

得られたσP値、σP/σd比を表2に示す。Table 2 shows the obtained σP values and σP/σd ratios.

実施例2〜5 堆積膜形成用の出発物質として、表1に列挙したシリコ
ン化合物No、6 、 No、l O、No。
Examples 2 to 5 Silicon compounds listed in Table 1 were used as starting materials for forming deposited films: No. 6, No. 1 O, No.

13、No、20(実施例2〜5)のそれぞれを個々に
用いて、実施例1と同様にしてa−3t膜の形成を実施
し、得られたa−3i膜を実施例1と同様にして評価し
た。評価結果を表itこ示す。
Using each of No. 13, No. 20 (Examples 2 to 5) individually, an a-3t film was formed in the same manner as in Example 1, and the obtained a-3i film was formed in the same manner as in Example 1. It was evaluated as follows. The evaluation results are shown in the table below.

比較例1 Si供給用の原料物質として5i2Heを用いる以外は
実施例1と同様にしてa−Si膜の形成を実施し、得ら
れたa−3i膜を実施例1と同様にして評価した。評価
結果を表1に示す。
Comparative Example 1 An a-Si film was formed in the same manner as in Example 1 except that 5i2He was used as a raw material for supplying Si, and the obtained a-3i film was evaluated in the same manner as in Example 1. The evaluation results are shown in Table 1.

“′ 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、支持体温度を230 ”Cとした場合では、比較
例1に於る成膜速度が6人/secであるのに対して、
本発明の実施例4゜5に於ける成膜速度が17〜27人
/ s e c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σ
Pが5X10−5〜1.5X10−4、またσP/σd
は1.0X104〜1.0X105.!−良好な値を示
した。
"' To summarize the results of Examples 1 to 5 and Comparative Example 1, as shown in the evaluation results in Table 1, when the support temperature was 230"C, the film formation rate was higher than that of Comparative Example. While the film formation rate in No. 1 was 6 people/sec,
Example 4 of the present invention A good film deposition rate of 17 to 27 people/sec was obtained in 5°C, and in any of Examples 1 to 5 of the present invention, , photoconductivity σ
P is 5X10-5 to 1.5X10-4, and σP/σd
is 1.0X104 to 1.0X105. ! -Showed good values.

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

第1図は、本発明の方法に用いられる堆M膜形成装置の
一例の概略構成図である。 1:堆積室 2:支持体 3:支持台 4:ヒーター 5:導線 6−1.6−26−3=ガス
ノ流れ 9,10,11゜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. 区16−
1.16−2.16−3.16−4. .17.17−
1.17−2.17−3゜17−4 : ガス導入管 
仁辷:社力20:ガス排 気管 出願人 キャノン株式会社
FIG. 1 is a schematic diagram of an example of a deposition M film forming apparatus used in the method of the present invention. 1: Deposition chamber 2: Support 3: Support 4: Heater 5: Conductor 6-1.6-26-3 = Gas flow 9, 10, 11° 12: Gas supply source 13-1
.. 13-2゜13-3.13-4.18: Pressure meter 14-1.14-2.14-3.14-4. Ward 16-
1.16-2.16-3.16-4. .. 17.17-
1.17-2.17-3゜17-4: Gas introduction pipe
Advantage: Corporate Strength 20: Gas Exhaust Pipe Applicant: Canon Co., Ltd.

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、l(1,1(2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l−’t t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、該化合物に熱エネル
ギーを与え、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。
(1) In the deposition chamber in which the support is placed, the following general formula; forming a gaseous atmosphere of a silicon compound represented by an integer of l-'t, n is an integer of t, and applying thermal energy to the compound to form a deposited film containing silicon atoms on the support. A method for forming a deposited film, characterized in that:
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