JPS60249313A - Deposited film forming method - Google Patents

Deposited film forming method

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Publication number
JPS60249313A
JPS60249313A JP59105861A JP10586184A JPS60249313A JP S60249313 A JPS60249313 A JP S60249313A JP 59105861 A JP59105861 A JP 59105861A JP 10586184 A JP10586184 A JP 10586184A JP S60249313 A JPS60249313 A JP S60249313A
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JP
Japan
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gas
type
atoms
film
support
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Application number
JP59105861A
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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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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • 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 form a deposited film containing silicon atoms at a high film-forming rate with energy level reduced, while keeping high quality, by forming a gas atmosphere of specific silicon compound and compound containing I -family or V- family atoms in a deposition chamber, and by feeding heat energy. CONSTITUTION:A gas atmosphere of silicon compound expressed by a general expression SinHmXr [where, (x) stands for halogen and each of (n), (m) and (r) an integer of 1 or more, and m+r=2n+2] and compound containing I -family or V-family atoms is formed in a deposition chamber 1 in which a substrate 2 is arrayed, and by feeding heat energy to these compounds, a deposited film containing silicon atoms and I -family or V-family atoms is formed on the substrate 2. In order to excite and decompose efficiently, and to deposite a better quality a-Si film, it is desired that the number (n) of silicon atoms in the compound is preferably 3-7, and most suitably 3-5.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 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し、更に詳しくは、 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、所望の支持体上に、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。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a deposited film forming method that uses heat as excitation energy to form a photoconductive film, a semiconductor film, or an insulating film on a predetermined support. More specifically, the present invention relates to a method of forming a deposited film of amorphous silicon (hereinafter abbreviated as a-8i) on a desired support by exciting and decomposing a source gas by applying thermal energy.

〔従来技術〕[Prior art]

従来a−8iの堆積膜形成方法としては、SiH4、ま
たはSi、H,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。
Conventional methods for forming a-8i deposited films include glow discharge deposition and thermal energy deposition using SiH4, Si, and H as raw materials.

即ち、これらの堆積法は、原料ガスとしての8iH,ま
たは8i、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−8i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。
That is, these deposition methods are methods in which a deposited film of a-8i is formed on a support by decomposing 8iH or 8i, H6 as a raw material gas using electrical energy or thermal energy (excitation energy). The deposited film is used for various purposes as a photoconductive film, a semiconductor film, an insulating film, etc.

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°C
以上の高温が必要となることから使用される支持体材料
が限定され、加えて所望のa−8i中の有用な結合水素
原子が離脱してしまう確率が増加するため、所望の特性
が得難い。
On the other hand, in the thermal energy deposition method, the temperature is usually 400°C.
Since the above-mentioned high temperature is required, the support material to be used is limited, and in addition, the probability that useful bonded hydrogen atoms in the desired a-8i will be separated increases, making it difficult to obtain the desired properties.

そこで、これらの問題点を解決する1つの方法として、
SiH4、Si2H6以外のシリコン化合物を原料とす
るa−8i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
A-8i low-heat thermal energy deposition method (thermal CVD) 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−8i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 glow discharge or high-temperature heating in the above-mentioned methods as excitation energy, and allows the production of a-8i deposited films at low energy levels. 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.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

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. An object of the present invention is to provide a thermal energy deposition method that can perform the following steps.

本発明の他の目的は、大面積、厚膜の堆積膜の形成にあ
っても、電気的、光学的特性の均一性、品質の安定性を
確保した高品質の堆積膜を形成することのできる方法を
提供することにある。
Another object of the present invention is to form a high-quality deposited film that ensures uniformity of electrical and optical characteristics and stability of quality even in the formation of a large-area, thick deposited film. The goal is to provide a method that can be used.

本発明は、鋭意検討の結果、これらの目的が、熱エネル
ギーにより分解されるa−8i膜形成用の原料ガスとし
て、ハロゲン原子を含有するシリコン化合物を用いるこ
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 has been completed by discovering that these objects can be achieved by using a silicon compound containing halogen atoms as a raw material gas for forming an a-8i film that is decomposed by thermal energy. It is something that

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

すなわち、本発明の堆積膜形成方法は、支持体が配置さ
れた堆積室内に、下記一般式;%式% (但し、Xはハロゲン、n、m1rは1以上の整数を表
わし、かつm+r=2n+2である)で示されるシリコ
ン化合物と、周期律表第1族若しくは第V族に属する原
子を含む化゛合物との気体状雰囲気を形成し、これら化
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及び周期律表第
■展着しくは第V族に属する原子を含む堆積膜を形成す
ることを特徴とする。
That is, in the deposited film forming method of the present invention, the following general formula: % formula % (wherein, ) and a compound containing an atom belonging to Group 1 or Group V of the periodic table, and these compounds are excited using thermal energy. The method is characterized in that a deposited film containing silicon atoms and atoms belonging to Group 1 or Group V of the periodic table is formed on the support by decomposing the method.

本発明の方法に於いては、原料物質として8i供給用原
料としてのシリコン化合物と、周期律表第1族若しくは
第V族に属する原子導入用としてのこれらの原子を含む
化合物が使用され、形成された堆積膜は、シリコン原子
及び胸期律表第■展着しくは第V族に属する原子を含む
堆積膜であり、光導電膜、半導体膜等の機能膜として種
々の目的に使用できるものである。
In the method of the present invention, a silicon compound as a raw material for supplying 8i and a compound containing these atoms for introduction of atoms belonging to Group 1 or Group V of the periodic table are used as raw materials. The deposited film is a deposited film containing silicon atoms and atoms belonging to group Ⅰ or group V of the thoracic table, and can be used for various purposes as a functional film such as a photoconductive film or a semiconductor film. It is.

本発明の方法に於いて使用されるa−8i供給用の原料
は、ハロゲン原子を含有するシリコン化合物であり、熱
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。
The raw material for supplying a-8i used in the method of the present invention is a silicon compound containing a halogen atom, and is characterized by being easily excited and decomposed by thermal energy, and has the above general formula. shown.

このような化合物の中でも、上記式に於けるn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、比較的低い熱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
熱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−8i膜の品質が低下してしまうので好ましくない。
Among such compounds, n in the above formula is 3 to 7.
is preferably an integer of , more preferably 3 to 6,
Optimally, it is desirable to be an integer of 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 thermal energy and is susceptible to radical decomposition. On the other hand, as the number of directly bonded silicon atoms in the compound increases, radical decomposition becomes easier due to lower thermal energy; however, when the number of bonded silicon atoms is 8 or more, the formed a-8i film This is not preferable because the quality of the product will deteriorate.

従って、効率良く励起、分解が行なわれ、しかも良質な
a−8i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。
Therefore, in order to efficiently excite and decompose and deposit a high-quality a-8i film, the number of silicon atoms in the compound is preferably 3 to 7, more preferably 3 to 6, and most preferably 3 to 6. 5 is desirable.

一方、上記式中Xで示されたr個のハロゲン原子は、1
種のみに限らず数種の混合でもよい。
On the other hand, r halogen atoms represented by X in the above formula are 1
It is not limited to only seeds, but may be a mixture of several types.

化合物中の全ハロゲン原子の個数は、m 十n = r
より決定されるが、化合物中の全ハロゲン原子の個数が
、全水素原子の個数よりも少ないものが好ましい。
The total number of halogen atoms in the compound is m tenn = r
Although determined by the above, it is preferable that the total number of halogen atoms in the compound is smaller than the total number of hydrogen atoms.

本発明の方法に使用されるシリコン化合物が含有するハ
ロゲン原子としては、臭素原子及びより好適である。こ
れは、シリコン−臭素または−ヨウ素結合、特にシリコ
ン−ヨウ素結合は、シリコン−水素結合に比べて不安定
であり、熱エネルギーのような低いエネルギーでも容易
に励起、分解するためである。
The halogen atom contained in the silicon compound used in the method of the present invention is preferably a bromine atom. This is because a silicon-bromine or -iodine bond, particularly a silicon-iodine bond, is more unstable than a silicon-hydrogen bond and is easily excited and decomposed even with low energy such as thermal energy.

本発明の方法に使用されるシリコン化合物は、熱エネル
ギーにより容易に励起、分解され、:SrH,、: 5
iHX 、 : 5i2H、: 5iH2X、等のラジ
カルを生じ、更にこれらが熱励起、分解されて良質なa
−8i膜が形成される。
The silicon compound used in the method of the present invention is easily excited and decomposed by thermal energy, and has the following properties: SrH, 5
Radicals such as iHX, : 5i2H, : 5iH2X are generated, and these are further thermally excited and decomposed to produce high-quality a
-8i film is formed.

このような本発明の方法に使用されるシらコン化合物の
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.

& I H,5iBr2 A 2 H,SiI。& I H,5iBr2 A2H, SiI.

A 3 H,8+F ′ A 4 HsSrBr A 5 Hs8iI A 6 H3StFI A 7 H,8tC4’I A 8 H2StBrI A 9 (HBr、Si )2 A 10 (HI 2 S l ) 2A 11 (H
,F8i )2 A 12 CH2Ce81)2 A 13 (H,Br8i)2 A 14 (H,ISx )t A 15 H45i、FI 應16 H48i、CJ!I A 17 )58i、BrI A 18 k148 t 1 FB rA 19 Ha
 8 it CI BrA 20 Hs 8 t t 
P A 21 H,5i2CI A 22 H,5i2Br 扁23 H,Si、I A 26 H,8igBrH A 27 L 81 s I s A 28 H,8i、Br。
A 3 H,8+F ′ A 4 HsSrBr A 5 Hs8iI A 6 H3StFI A 7 H,8tC4'I A 8 H2StBrI A 9 (HBr, Si ) 2 A 10 (HI 2 S l ) 2A 11 (H
, F8i )2 A 12 CH2Ce81)2 A 13 (H, Br8i) 2 A 14 (H, ISx )t A 15 H45i, FI 應16 H48i, CJ! I A 17 ) 58i, BrI A 18 k148 t 1 FB rA 19 Ha
8 it CI BrA 20 Hs 8 t t
P A 21 H, 5i2CI A 22 H, 5i2Br 23 H, Si, I A 26 H, 8igBrH A 27 L 81 s I s A 28 H, 8i, Br.

A 29 H4al11 ’4 & 30 H681B BY 2 A 31 H@ S l @ I 2 & 32 H? Si、 F & 33 H78t s CI A 34 H7SiB Br A 35 HySisI A 36 cyc−H,5i6Br、。A29 H4al11’4 & 30 H681B BY 2 A 31 H @ S l @ I 2 & 32H? Si, F & 33 H78ts CI A 34 H7SiB Br A35 HySisI A 36 cyc-H, 5i6Br.

& 37 cyc−H6SiaBra A 38 cyc−H,Si、F、Br6& 39 c
yc I−I、S+6C’/6A 40 cy c H
68t 6 F6A 41 Cy CB2 S 16 
F 10本発明の方法に於いて形成される堆積膜中に例
えばB、AI!、Ca5In、Te等の周期律表第■族
またはN、P、As、8bSBi等の第V族に属する原
子を導入するために用いられる原料としては、これらの
原子を含み、熱エネルギーによって容易に励起、分解さ
れる化合物が使用され、そのような化合物としては、例
えばPH,、P2HイPF、、PF5、PGE1、As
H3、As P 3、AsF、、AsCl5、SbH3
、SbF、、B1H8、BF3、Bα5、BBr3、B
、H,、B4H10、BsHo、 BaH5o1BaH
,2、keces等を挙げることが出来る。
& 37 cyc-H6SiaBra A 38 cyc-H,Si,F,Br6& 39 c
yc I-I, S+6C'/6A 40 cy c H
68t 6 F6A 41 Cy CB2 S 16
F10 In the deposited film formed in the method of the present invention, for example, B, AI! , Ca5In, Te, etc., or group V of the periodic table, such as N, P, As, 8bSBi. Compounds that can be excited and decomposed are used, such as PH, P2H, PF, PF5, PGE1, As
H3, AsP3, AsF,, AsCl5, SbH3
, SbF, , B1H8, BF3, Bα5, BBr3, B
,H,,B4H10,BsHo, BaH5o1BaH
, 2, keces, etc.

本発明の方法に於いては、ガス状態の上記のようなシリ
コン化合物と、周期律表第1族若しくは第V族に属する
原子を含む化合物とが堆積室内導入され、これらの化合
物に熱エネルギーが与えられて、これらが熱励起、分解
され、堆積室内に配置された支持体にシリコン原子と周
期律表第1族若しくは第V族に属する原子を含む堆積膜
(a−8i膜)が形成される。
In the method of the present invention, a silicon compound as described above in a gaseous state and a compound containing an atom belonging to Group 1 or V of the periodic table are introduced into a deposition chamber, and thermal energy is applied to these compounds. These are thermally excited and decomposed, and a deposited film (a-8i film) containing silicon atoms and atoms belonging to Group 1 or Group V of the periodic table is formed on a support placed in the deposition chamber. Ru.

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。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、分解せしめ、分解生成物を支持体表面
に堆積させる。
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. To explain the embodiment using the Joule heat generating element, the heater is brought into contact with or close to the back surface of the support to conductively heat the surface of the support, thermally excite and decompose the raw material gas near the surface, and the decomposition products are transferred to the surface of the support. to be deposited.

他にヒータを支持体の表面近傍に置くことも可能である
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−8i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-8i on a support.

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

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

4は支持体加熱用のヒーターであり、導線5によって該
ヒーター4に給電される。堆積室1内にa−8i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1に連結さ
れている。
Reference numeral 4 denotes a heater for heating the support, and power is supplied to the heater 4 through a conductive wire 5. A gas introduction pipe for introducing a-8i raw material gas and gases such as carrier gas used as needed into the deposition chamber 1 is connected to the deposition chamber 1 .

このガス導入管17の他端はa−8i形成用原料ガス及
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゜10.11,12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ー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70−メータの前後にはバルブ14−1 
、14−2 、14−3 、14−4 。
The other end of this gas introduction pipe 17 is connected to a gas supply source 9.10.degree. 11.12 for supplying raw material gas for a-8i formation and gases such as carrier gas used as needed. In order to measure the flow rate of each gas flowing out from the gas supply source 9゜10.11, 12 toward the deposition chamber l,
Corresponding flow meters 15-1, 15-2, 15
-3°15-4 corresponds to branched gas introduction pipe 17-1
, 17-2, 17-3, and 17-4. Valve 14-1 before and after each 70-meter
, 14-2, 14-3, 14-4.

16−1.16−2.16−3.16−4が設けられ、
これらのパルプを調節することにより、所定の流量のガ
スを供給しつる。 13−1゜13−2.13−3.1
3−4は圧力メーターであり、対応するフローメーター
の高圧側の圧力を計測するためのものである。
16-1.16-2.16-3.16-4 are provided,
By adjusting these pulps, a predetermined flow rate of gas can be supplied. 13-1゜13-2.13-3.1
3-4 is a pressure meter for measuring the pressure on the high pressure side of the corresponding flow meter.

フローメーター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、圧力メーター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、ガスの供給源9+10+1it12の
個数は適宜、増減されうるものである。
In the present invention, the number of gas supply sources 9+10+1it12 can 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。
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.

気化によって得られた原料ガスはフローメーターを通っ
て堆積室1内に導入される。
The source gas obtained by vaporization is introduced into the deposition chamber 1 through a flow meter.

このような第1図に示した装置を使用して代表的なPI
N型ダイオード・デバイスの形成方法の一例を用いて、
本発明のa−8i堆積膜形成法を更に詳細に説明する。
A typical PI using the apparatus shown in FIG.
Using an example of how to form an N-type diode device,
The method for forming an a-8i deposited film of the present invention will be explained in more detail.

第2図は、本発明によって得られる典型的なPIN型ダ
イオード・デバイスの構成を説明するための模式的断面
図である。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view for explaining the configuration of a typical PIN diode device obtained by the present invention.

21は支持体、22及び26は薄膜電極、23はP型の
a−8i層、24は■型のa−8i層、25はN型のa
−8i層、27は半導体層、28は導線である。支持体
21としては半導電性、好ましくは電気絶縁性のものが
用いられる。半導電性支持体としては、例えば、8i、
Ge等の半導体からなる板等が挙げられる。
21 is a support, 22 and 26 are thin film electrodes, 23 is a P type a-8i layer, 24 is a ■ type a-8i layer, and 25 is an N type a
-8i layer, 27 is a semiconductor layer, and 28 is a conductive wire. The support 21 is semiconductive, preferably electrically insulating. Examples of the semiconductive support include 8i,
Examples include a plate made of a semiconductor such as Ge.

電気絶縁性支持体としては、ポリエステル、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、ポリ環化ビニリデン、ポリ
スチレン、ポリアミド等の合成樹脂のフィルム又はシー
ト、ガラス、セラミックス、紙等が通常使用される。
As the electrically insulating support, films or sheets of synthetic resins such as polyester, polyethylene, polycarbonate, cellulose acetate, polypropylene, polyvinyl chloride, polycyclized vinylidene, polystyrene, polyamide, glass, ceramics, paper, etc. are usually used. Ru.

特に、本発明の方法に於いては、支持体の湿度を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 humidity of the support is 150
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.

薄膜電極22は例えば、NtCr XAes Cr X
 Mo %Au5Ir、 Nb5Ta、 V、Ti 、
 Pt 、 Pd s In、O,、SnO3、ITO
(In20B + 8nO2)等の薄膜を真空蒸着、電
子ビーム蒸着、スパッタリング等の方法を用いて支持体
上に設けることによって得られる。
The thin film electrode 22 is made of, for example, NtCr XAes Cr
Mo%Au5Ir, Nb5Ta, V, Ti,
Pt, Pds In, O,, SnO3, ITO
It is obtained by providing a thin film such as (In20B + 8nO2) on a support using a method such as vacuum evaporation, electron beam evaporation, or sputtering.

電極22の膜厚としては、30〜5 X 10’λ、よ
り好適には100〜5×10s人とされるのが望ましい
The thickness of the electrode 22 is desirably 30 to 5 x 10'λ, more preferably 100 to 5 x 10 s.

a−8iの半導体層27を構成する各層のうちの所定の
層を所望に応じて、N型またはP型とするには、層形成
の際に、N型不純物または、P型不純物を形成される層
中にその量を制御しながらドーピングしてやれば良い。
In order to make a predetermined layer among the layers constituting the semiconductor layer 27 of the a-8i N-type or P-type as desired, an N-type impurity or a P-type impurity is formed during layer formation. The doping layer may be doped while controlling its amount.

半導体層中にドーピングされるP型不純物としては、周
期律表第1族に属する原子、なかでも例えば、B 、 
A/ 、 Ga、 In 、 T1等が好適なものとし
て挙げられ、N型不純物としては、周期律表第V族に属
する原子、なかでも例えばN1P、 As 、 Sb 
、 Bi等が好適なものとして挙げられるが、殊にB、
Ga、PSSb等が最適である。
As the P-type impurity doped into the semiconductor layer, atoms belonging to Group 1 of the periodic table, especially, for example, B,
Preferred examples include A/, Ga, In, T1, etc., and N-type impurities include atoms belonging to Group V of the periodic table, especially N1P, As, Sb, etc.
, Bi, etc. are mentioned as suitable ones, but especially B, Bi, etc.
Ga, PSSb, etc. are optimal.

本発明に於いて所望の伝導型を付与する為に半導体層2
7中にドーピングされる不純物の量は、所望される電気
的・光学的特性に応じて適宜決定されるが、周期律表第
■族の不純物の場合には3 X 10’〜4 atom
ic%の範囲となるようにドーピングしてやれば良く、
周期律表第V族の不純物の場合には5 X 10−3〜
2 atomic%の範囲となるようにドーピングして
やれば良い。
In the present invention, in order to impart a desired conductivity type, the semiconductor layer 2 is
The amount of impurities to be doped into 7 is appropriately determined depending on the desired electrical and optical properties, but in the case of impurities from group Ⅰ of the periodic table, it is 3 x 10' to 4 atoms.
Doping should be done within the range of ic%,
In the case of impurities in Group V of the periodic table, 5 X 10-3 ~
Doping may be carried out in a range of 2 atomic%.

半導体M27を構成する層中の所定の層に上記のような
不純物をドーピングするには、層形成の際に不純物導入
用の原料物質をガス状態で堆積室内に導入してやれば良
い。この様な不純物導入用の原料物質としては、常温常
圧でガス状態のまたは少なくとも層形成条件下で、また
は気化装置によって、容易にガス化し得るものが採用さ
れる。
In order to dope the above-mentioned impurity into a predetermined layer constituting the semiconductor M27, a raw material for impurity introduction may be introduced in a gaseous state into the deposition chamber during layer formation. As the raw material for introducing such impurities, those which are in a gaseous state at room temperature and pressure, or which can be easily gasified under at least layer-forming conditions or by a vaporization device, are employed.

その様な不純物導入用の原料物質(不純物ガス)として
具体的には、N型不純物導入用としてはPH,、P、H
,、PF3、PF、、PCl3、As H3、AsF3
、AsF、、AsCe、、S bH,、Sb”11% 
BAH8、一方P型不純物導入用としてはBF、、BC
/、 、BBr、、B、H6、B、H,。、 BsHイ
BaH+o 1BaI(+t、hect、等を挙げるこ
とが出来る。
Specifically, raw materials (impurity gas) for introducing such impurities include PH, P, and H for introducing N-type impurities.
,,PF3,PF,,PCl3,As H3,AsF3
,AsF,,AsCe,,S bH,,Sb"11%
BAH8, while BF, BC for P-type impurity introduction.
/, ,BBr,,B,H6,B,H,. , BsH, BaH+o, 1BaI (+t, hect, etc.).

次に半導体N27の形成方法について更に具体的に説明
する。
Next, the method for forming the semiconductor N27 will be explained in more detail.

まず、電極22の薄層が表面に付設された支持体21を
堆積室1内の支持台3上に置き、ガス排気管20を通し
て不図示の排気装置により堆積室内の空気を排気し減圧
にする。減圧下の堆積室内の気圧は5 x 1O−5T
orr以下、好適には10’ Torr以下が望ましい
First, the support 21 on which the thin layer of the electrode 22 is attached is placed on the support stand 3 in the deposition chamber 1, and the air in the deposition chamber is evacuated through the gas exhaust pipe 20 by an exhaust device (not shown) to reduce the pressure. . The atmospheric pressure inside the deposition chamber under reduced pressure is 5 x 1O-5T.
orr or less, preferably 10' Torr or less.

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。
Once the pressure inside the deposition chamber 1 has been reduced, the heater 4 is energized to heat the support 3 to a predetermined temperature.

このときの支持体の温度は、150〜300℃5好まし
くは、200〜250°Cとされる。
The temperature of the support at this time is 150 to 300°C, preferably 200 to 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、グロー放電堆積法やS In2 、
 S 12 Ha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, glow discharge deposition method, S In2,
Since there is no need to heat the support to high temperatures as in thermal energy deposition methods using S 12 Ha as raw material, the energy consumption required for this can be saved.

次に、支持体21上の薄層電極22上にP型a −Si
 ilを積層するために、先に列挙したようなSi供給
用原料ガスが充填されている供給源9のバルブ14−1
.16−1と、P型の不純物ガスが貯蔵されている供給
源10のバルブ14−2.16−2を各々開き、Si供
給用原料ガスとP型の不純物ガスが所定の混合比で混合
された混合ガスを堆積室1内に送りこむ。
Next, P-type a-Si is deposited on the thin layer electrode 22 on the support 21.
In order to stack the il, the valve 14-1 of the supply source 9 is filled with the raw material gas for supplying Si as listed above.
.. 16-1 and valves 14-2 and 16-2 of the supply source 10 in which the P-type impurity gas is stored are opened, and the Si supply raw material gas and the P-type impurity gas are mixed at a predetermined mixing ratio. The mixed gas is sent into the deposition chamber 1.

このとき対応するフローメータ15−1.15−2で計
測しながら流量調製を行う。原料ガスの流量は10〜1
10008CC好適には20〜500SCCMの範囲が
望ましい。
At this time, the flow rate is adjusted while measuring with the corresponding flow meters 15-1 and 15-2. The flow rate of raw material gas is 10 to 1
10008CCM, preferably in the range of 20-500SCCM.

P型の不純物ガスの流量は原料ガスの流量×ドーピング
濃度から決定される。
The flow rate of the P-type impurity gas is determined from the flow rate of the source gas multiplied by the doping concentration.

しかしながら、不純物ガスを混入させる量は極微量であ
るので、流量制御を容易にするには、通常不純物ガスを
H2ガス等で所定の濃度に希釈した状態で貯蔵して使用
される。
However, since the amount of impurity gas mixed is extremely small, in order to facilitate flow rate control, the impurity gas is usually stored and used in a diluted state with H2 gas or the like to a predetermined concentration.

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

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−8t及び微量のP型不純物原子が
支持体上に堆積される。
In this way, thermal energy is imparted to the raw material gas flowing near the surface of the support 2, promoting thermal excitation and thermal decomposition, and the generated substance a-8t and trace amounts of P-type impurity atoms are transferred onto the support. is deposited in

a −St以外及びP型不純物原子以外の分解生成物及
び分解しなかった余剰の原料ガス等はガス排気管20を
通して排出され、一方、新たな原料混合ガスがガス導入
管17全通して連続的に供給され、P型のa−8i12
3が形成される。
Decomposition products other than a-St and P-type impurity atoms, undecomposed surplus raw material gas, etc. are exhausted through the gas exhaust pipe 20, while new raw material mixed gas is continuously passed through the gas introduction pipe 17. supplied to P-type a-8i12
3 is formed.

P型のa−8iO鳴厚としては100〜104人、好ま
しくは300〜2000人の範囲が望ましい。
It is desirable that the number of P-type a-8iO Naratsu is in the range of 100 to 104 people, preferably 300 to 2000 people.

次に、ガス供給源9.10に連結するパルプ14−1.
16−1.14−2.16−2を全て閉じ、堆積室1内
へのガスの導入を止める。
Next, the pulp 14-1. connected to the gas supply source 9.10.
16-1.14-2.16-2 are all closed to stop the introduction of gas into the deposition chamber 1.

不図示の排気装置の駆動により、堆積室内のガスを排除
した後、再びパルプ14−1.16−1を開け、Si供
給用原料ガスを堆積室1内に導入する。この場合の好適
な流量条件、圧力条件はP型のa−8i@23の形成時
の場合の条件と同じである。
After the gas in the deposition chamber is exhausted by driving an exhaust device (not shown), the pulp 14-1, 16-1 is opened again, and the raw material gas for supplying Si is introduced into the deposition chamber 1. Suitable flow conditions and pressure conditions in this case are the same as those for forming P-type a-8i@23.

このようにして、ノンドープの、即ち■型のa−8il
fif24が形成される。
In this way, non-doped, i.e., ■-type a-8il
fif24 is formed.

■型のa−8i層の1−厚は500〜5×104人、好
適には1000〜10,000人の範囲が望ましい。
The 1-thickness of the type (2) a-8i layer is preferably in the range of 500 to 5 x 104 layers, preferably 1000 to 10,000 layers.

次にN型の不純物ガスが貯蔵されているガス供給源11
に連結するパルプ14−3.16−3を開き、堆積室1
内にN型の不純物ガスを導入する。
Next, a gas supply source 11 in which N-type impurity gas is stored.
Open the pulp 14-3.16-3 connected to the deposition chamber 1.
An N-type impurity gas is introduced into the chamber.

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

P型a−8i層23形成時と同様にして、支持体2の表
面近傍を流れる原料ガスに熱エネルギーが付与され、熱
励起、熱分解が促され、分解生成物のa−8iが支持体
上に堆積し、該堆積物内に分解生成物の微量なN型不純
物原子が混入することによりN型のa−8i層25が形
成される。
In the same way as when forming the P-type a-8i layer 23, thermal energy is applied to the raw material gas flowing near the surface of the support 2, promoting thermal excitation and thermal decomposition, and the decomposition product a-8i is transferred to the support. The N-type a-8i layer 25 is formed by being deposited thereon and a trace amount of N-type impurity atoms from decomposition products mixed into the deposit.

N型のa −8i 層25の層厚は1. OO−10’
人、好ましくu300〜2,000人の範囲が望ましい
The thickness of the N-type a-8i layer 25 is 1. OO-10'
The number of people is preferably in the range of 300 to 2,000 people.

以上のような、P型及びN型a−8i 層の形成に於い
ては、本発明の方法に使用されるSi供給用原料ガス及
び不純物導入用ガスは、先に述べたように、熱エネルギ
ーによって容易に励起、分解するので、5〜50人/s
ee程度の高い層形成速度を得ることができる。
In the formation of the P-type and N-type a-8i layers as described above, the raw material gas for supplying Si and the gas for introducing impurities used in the method of the present invention require thermal energy as described above. 5 to 50 people/s because it is easily excited and decomposed by
A layer formation rate as high as ee can be obtained.

最後に、N型のa−8i層25上に薄層電極26を薄層
電極22の形成と同様の方法により、薄層電極22と同
じ層厚に形成し、PIN型ダイオード・デバイスが完成
される。
Finally, a thin layer electrode 26 is formed on the N type a-8i layer 25 using the same method as the thin layer electrode 22 to have the same layer thickness as the thin layer electrode 22, and a PIN type diode device is completed. Ru.

このようにして形成されたPIN型ダイオード・デバイ
スは、所定の特性及び品質を満足するものとなった。
The PIN type diode device thus formed satisfied predetermined characteristics and quality.

なお、本発明の方法によれば、以上説明したPIN型ダ
イオード・デバイスの半導体1輌の形成以外にも、所望
の電気的、光学的特性を有する単層の、あるいは多層か
、らなるa−8i−を形成することができる。また、以
上説明した例では減圧下に於いて堆積層が形成されたが
、これに限定されることなく、本発明方法は、所望に応
じて、常圧下、加圧下に於いて行なうこともできる。
According to the method of the present invention, in addition to forming a single semiconductor of the PIN type diode device described above, a- 8i- can be formed. Further, in the examples explained above, the deposited layer was formed under reduced pressure, but the present invention is not limited to this, and the method of the present invention can be carried out under normal pressure or under increased pressure as desired. .

以上のようガ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、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−
8t堆積層の形成が可能となり、電気的、光学的特性の
均一性、品質の安定性に優れたa−8i堆積層を形成す
ることができるようになった。従って、本発明の方法に
於いては、従来のグロー放電堆積法や熱エネルギー堆積
法には適用できなかった耐熱性の低い材料からなる支持
体をも使用することができ、また支持体の高温加熱に必
要とされるエネルギー消費を節約することが可能となっ
た。
As described above, according to the method of the present invention, thermal energy with a low calorific value is used as excitation energy, and by using a raw material gas that is easily excited and decomposed by the thermal energy, the film formation rate is high and the energy is low. a- at level
It has become possible to form an 8t deposited layer, and it has become possible to form an a-8i deposited layer with excellent uniformity of electrical and optical properties and stability of quality. Therefore, in the method of the present invention, supports made of materials with low heat resistance that cannot be applied to conventional glow discharge deposition methods or thermal energy deposition methods can be used, and the high temperature of the supports can also be used. It has become possible to save energy consumption required for heating.

更に、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、したがって堆積膜を精度良く均一に
形成することが可能となった。
Furthermore, although thermal energy is used as excitation energy, it is applied with a low amount of heat rather than a high amount of heat, so the energy can always be applied uniformly to the predetermined space occupied by the source gas to be applied, and therefore the deposited film can be It became possible to form the film uniformly and with high precision.

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

実施例1 第1図に示した装置を使用し、Si供給用の原料物質と
して先に挙げたシリコン化合物扁1を用い、P型不純物
導入用ガスとしてB 2 Haを用いてB原子のドープ
されたP型a−8i@の形成を以下のようにして実施し
た。
Example 1 Using the apparatus shown in FIG. 1, the silicon compound plate 1 mentioned above was used as a raw material for supplying Si, and B 2 Ha was used as a gas for introducing P-type impurities to dope B atoms. The formation of P-type a-8i@ was carried out as follows.

まず、支持体2(コーニング≠7059、透明導電性フ
ィルム(ポリエステルペース))ヲ堆積室l内の支持台
3にセットし、ガス排気管20全通して排気装置(不図
示)によって堆積室1内を10’ Torrに減圧し、
ヒーター4に通電して支持体温度を220°Cに保ち、
次にシリコン化合物A1が充填された原料供給源9のパ
ルプ14−1.16−1及びH2によって希釈(希釈率
0.025モルチ)されたP型不純物導入用ガスB2H
6が充填された原料供給源10のパルプ14−2.16
−2を各々開き、原料混合ガスを堆積室1内に導入した
First, the support 2 (Corning≠7059, transparent conductive film (polyester paste)) is set on the support stand 3 in the deposition chamber 1, and the entire gas exhaust pipe 20 is passed through the deposition chamber 1 using an exhaust device (not shown). Reduce the pressure to 10' Torr,
The heater 4 is energized to maintain the support temperature at 220°C.
Next, the P-type impurity introducing gas B2H is diluted with the pulp 14-1.16-1 of the raw material supply source 9 filled with silicon compound A1 and H2 (dilution rate 0.025 molt).
Pulp 14-2.16 of raw material source 10 filled with 6
-2 were opened, and the raw material mixed gas was introduced into the deposition chamber 1.

このとき対応するフローメータ15−1.15−2で計
測しながらシリコン化合物屋1からなるガスとB2H,
ガスとがB / Si = 5 X 10−” mol
/molの割合で混合され、更に該混合ガスの流量が1
508CCMになるように、各々の流量を調整した。次
に、層厚400人のP型a−8i層(B原子含有率5 
X 10’ atomic%)を、47人/seeの成
膜速度で支持体2上に堆積させた。
At this time, while measuring with the corresponding flow meters 15-1 and 15-2, the gas consisting of silicon compound store 1 and B2H,
Gas B/Si = 5 x 10-” mol
/mol, and the flow rate of the mixed gas is 1.
Each flow rate was adjusted to 508 CCM. Next, a P-type a-8i layer with a layer thickness of 400 people (B atom content of 5
X 10' atomic%) was deposited on the support 2 at a deposition rate of 47 people/see.

なお、熱エネルギーは、堆積室1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−8i及びB原子以外の分解生成物
及び分解しなかった余剰の原料ガス等はガス排気管20
全通して排出され、一方、新たな原料混合ガスがガス導
入管17全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-8i and B atoms, undecomposed surplus raw material gas, etc. are removed from the gas exhaust pipe 20.
Meanwhile, new raw material mixed 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−8
t litの評価は、基板上に形成されたa−8it−
のそれぞれの上に、更にクシ型のAlのギャップ電極(
長さ250μ、巾5 m )を形成して、暗電流を測定
し、その暗導電率σdをめることによって行なった。
A-8 thus formed by the method of the present invention
The evaluation of t lit is based on the a-8it- formed on the substrate.
A comb-shaped Al gap electrode (
The dark current was measured by measuring the dark current and calculating the dark conductivity σd.

なお、ギャップ電極は、上記のようにして形成されたa
−8i−を蒸着槽に入れて、鉄槽を一度10″6Tor
r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20λ/!、ecで、1500人
の層厚で、AJをa−8i層上に蒸着し、これを所定の
形状を有するパターンマスクを用いて、エツチングして
パターンマスクを行なって形成した。
Note that the gap electrode is a
-8i- is placed in the vapor deposition tank, and the iron tank is heated to 10"6 Torr once.
After reducing the pressure to a vacuum level of r, the vacuum level is reduced to 10' Torr.
The deposition rate was adjusted to 20λ/! AJ was deposited on the A-8i layer to a layer thickness of 1500 using .

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

実施例2〜7 Si供給用の原料物質として、先に挙げたシリコン化合
物A6、A14、A24、A26、煮30.432(実
施例2〜7)のそれぞれを個々に用い、実施例1と同様
にしてP型a−8i l藷を形成し、得られたa−3i
層のσdを実施例1と同様にして測定した。測定結果を
表1に示す。
Examples 2 to 7 Each of the silicon compounds A6, A14, A24, A26, and 30.432 (Examples 2 to 7) listed above was used individually as a raw material for supplying Si, and the same procedure as in Example 1 was carried out. to form a P-type a-8i l membrane, and the obtained a-3i
The σd of the layer was measured in the same manner as in Example 1. The measurement results are shown in Table 1.

比較例1 a−8i供給用の原料物質として5t2H,を用いる以
外は実施例5と同様にしてP型a−8i層を形成し、得
られたa−3iliiのσdを実施例1と同様にして測
定した。測定結果を表1に示す。
Comparative Example 1 A P-type a-8i layer was formed in the same manner as in Example 5 except that 5t2H was used as the raw material for supplying a-8i, and the σd of the obtained a-3ilii was the same as in Example 1. It was measured using The measurement results are shown in Table 1.

実施例8 B2H,ガス供給源9の代わりにH2によって希釈(希
釈率0.05モルチ)されたN型不純物導入用ガスPH
3の充填された原料供給源11を使用し、PH,ガスの
流量が、該PH,とシリコン化合物&2からなるガスと
の混合比がP/5i−5x10’ mol / mol
となり、かつこれらの混合ガスの流量が1508CCM
となるように調節する以外は実施例1と同様にしてN型
の不純物であるP原子がドープされたa−8i層(層厚
4000人)を形成した。形成されたN型a−8im上
にも実施例1と同様にしてクシ型のAlのギャップ電極
を設け、暗導電率σdをめた。得られた値を表2に示す
Example 8 B2H, gas PH for introducing N-type impurities diluted with H2 (dilution rate 0.05 molt) instead of gas supply source 9
Using the raw material supply source 11 filled with No. 3, the flow rate of PH and gas is such that the mixing ratio of the PH and the gas consisting of silicon compound &2 is P/5i-5x10' mol/mol
And the flow rate of these mixed gases is 1508CCM
An a-8i layer (layer thickness: 4,000 layers) doped with P atoms, which are N-type impurities, was formed in the same manner as in Example 1, except that the following was adjusted. A comb-shaped Al gap electrode was also provided on the formed N-type a-8im in the same manner as in Example 1, and the dark conductivity σd was determined. The obtained values are shown in Table 2.

実施例9〜14 Si供給用の原料物質として、シリコン化合物A6、A
14、A24、A26、A 30 、432(実施例9
〜14)のそれぞれを個々に用い、実施例8と同様にし
てN型a −8i 鳴を形成し、得られたa−8i層の
σdを実施例1ど同様にして測定した。測定結果を表2
に示す。
Examples 9 to 14 Silicon compounds A6 and A as raw materials for supplying Si
14, A24, A26, A 30 , 432 (Example 9
~14) were used individually to form an N-type a-8i sound in the same manner as in Example 8, and the σd of the obtained a-8i layer was measured in the same manner as in Example 1. Table 2 shows the measurement results.
Shown below.

比較例2 Si供給用の原料物質として5i2H,を用いる以外は
実施例12と同様にしてN型a−8i簀全形成し、得ら
れたa−8t啼のσdを実施例1と同様にして測定した
。測定結果を表2に示す。
Comparative Example 2 An N-type a-8i tank was completely formed in the same manner as in Example 12 except that 5i2H was used as the raw material for Si supply, and σd of the obtained a-8t was determined in the same manner as in Example 1. It was measured. The measurement results are shown in Table 2.

実施例15〜28 支持体温度を250°Cに設定し、表3及び表4に示し
たシリコン化合物を用い、P型a−8i層を形成する場
合は実施例1と同様にして、またN型a−8i層を形成
する場合は実施例8と同様にして、P型及びN型a−8
i層をそれぞれ7個づつ合計14個形成した。得られた
a−8i1mのσdを実施例1と同様にして測定した。
Examples 15-28 When forming a P-type a-8i layer by setting the support temperature at 250°C and using the silicon compounds shown in Tables 3 and 4, the procedure was the same as in Example 1, and N When forming a type a-8i layer, P type and N type a-8
A total of 14 i-layers, 7 each, were formed. The σd of the obtained a-8i1m was measured in the same manner as in Example 1.

ω1」定結果を表3及び表4に示す。ω1'' constant results are shown in Tables 3 and 4.

比較例3及び4 Si形成用の原料物質として5i2H,を用いる以外は
実施例15と同様にしてP型a−8t@を(比較例3)
、更に実施例22と同様にしてN型a−8i@(比較例
4)の2種のa−8i@を形成し、得られたa−8il
−のσdを実施例1と同様にして測定した。測定結果を
表3及び表4に示す。
Comparative Examples 3 and 4 P-type a-8t@ was produced in the same manner as in Example 15 except that 5i2H was used as the raw material for Si formation (Comparative Example 3)
, Further, two types of a-8i@ of N-type a-8i@ (Comparative Example 4) were formed in the same manner as in Example 22, and the obtained a-8il
- σd was measured in the same manner as in Example 1. The measurement results are shown in Tables 3 and 4.

以上の実施例1〜28及び比較例1〜4の結果をまとめ
ると、成膜速度については表1〜表4の評価結果に示さ
れたように、支持体温度を220°Cとした場合では比
較例1及び2に於ける成膜速度が1 OA / see
であるのに対して、本発明の実施例1.Z、8.9に於
ける成膜速度が4’7人/seeであり、また、支持体
温度を250℃とした場合では、比較例3及び4に於け
る成膜速度が11λ/Seeであるのに対して、本発明
の実施例15.22、に於いては49λ/Seeと良好
な成膜速度が得られ、かつ本発明の実施例1〜28のい
づれの場合に於いても、十分なドーピング効率が得られ
、高い暗導電率σd′ft:有するa−8t@が形成さ
れた。
To summarize the results of Examples 1 to 28 and Comparative Examples 1 to 4 above, as shown in the evaluation results in Tables 1 to 4, the film formation rate was lower when the support temperature was 220°C. The film formation rate in Comparative Examples 1 and 2 was 1 OA/see
In contrast, Example 1 of the present invention. The film formation rate in Z, 8.9 was 4'7 people/see, and when the support temperature was 250°C, the film formation rate in Comparative Examples 3 and 4 was 11λ/see. On the other hand, in Examples 15 and 22 of the present invention, a good film formation rate of 49λ/See was obtained, and in any case of Examples 1 to 28 of the present invention, Sufficient doping efficiency was obtained, and a-8t@ having a high dark conductivity σd'ft: was formed.

実施例29 第1図に示した装置を使用し、St供給用の原料物質と
して先に挙げたシリコン化合物A1を用い、支持体温度
を220℃に設定し、第2図に示したようなPIN型ダ
イオード・デバイスの形成を以下のようにして実施した
Example 29 Using the apparatus shown in Fig. 1, using the silicon compound A1 mentioned above as the raw material for supplying St, setting the support temperature to 220°C, and setting the PIN as shown in Fig. 2. Formation of the type diode device was performed as follows.

まず、薄膜電極22付き支持体21(ガラスにITOを
100OA蒸着したもの)を堆積室1内の支持台3にセ
ットし、操作条件を実施例1と同様とし、原料供給源9
及び10からシリコン化合物A1とB2H6ガスを堆積
室1内に導入してP型a−8i層23を形成した。
First, the support 21 with the thin film electrode 22 (100 OA of ITO deposited on glass) was set on the support stand 3 in the deposition chamber 1, the operating conditions were the same as in Example 1, and the raw material supply source 9
and 10, silicon compound A1 and B2H6 gas were introduced into the deposition chamber 1 to form a P-type a-8i layer 23.

次に、P型a−8ilii23の厚さが400人となっ
たところで、ガス供給源9.10に連結するパルプ14
−1.16−1.14−2.16−2を全て閉じ、堆積
室1内へのガスの導入を止める。不図示の排気装置の駆
動により、堆積室内のガスを排除した後、再びパルプ1
4−1゜16−1を開け、Si供給用シリコン化合物煮
1からなる原料ガス単独を堆積室1内に150SCCM
の流量で導入し、ノンドープの、即ち■型のa−8i 
@ 24 (Jfj厚、5000人)をP型a−Si1
23の形成時と同様の速度で形成させた。
Next, when the thickness of the P type a-8ilii 23 reaches 400, the pulp 14 connected to the gas supply source 9.10
-1.16-1.14-2.16-2 are all closed to stop the introduction of gas into the deposition chamber 1. After the gas in the deposition chamber is removed by driving an exhaust device (not shown), the pulp 1 is again pumped.
4-1゜16-1 was opened, and 150 SCCM of raw material gas consisting of Si supplying silicon compound boiling 1 was introduced into the deposition chamber 1.
A-8i, which is non-doped, i.e.
@ 24 (Jfj thickness, 5000 people) P type a-Si1
It was formed at the same rate as in the formation of No. 23.

次にH2によって希釈(希釈率0.05モル%)された
N型不純物導入用ガスPH,が貯蔵されているガス供給
源11に連結するパルプ14−3゜16−3を開き、堆
積室1内にPH3ガスを導入し、実施例6に於ける操作
条件を用いてP原子のドープされたN型a−3i層25
(層厚400人)をP型a−8i噛23の形成時と同様
の速度でI型a−8i層24上に堆積させ、3つのa−
8i啼23.24.25からなる半導体層27を作成し
た。
Next, the pulp 14-3° 16-3 connected to the gas supply source 11 in which the N-type impurity introducing gas PH, diluted with H2 (dilution rate 0.05 mol%) is stored, is opened, and the deposition chamber 1 PH3 gas was introduced into the N-type a-3i layer 25 doped with P atoms using the operating conditions in Example 6.
(layer thickness: 400 layers) was deposited on the I-type a-8i layer 24 at the same rate as in the formation of the P-type a-8i layer 23, and the three a-
A semiconductor layer 27 made of 8i 23.24.25 was created.

このようにして本発明の方法により形成された。PIN
型のa−8i半導体層27上に更に真空蒸着法(圧力I
 X 10’ Torr )を用いて膜厚1000人の
M薄膜電極26’f−積層して、PIN型ダイオード・
デバイスを完成した。
Thus formed by the method of the present invention. PIN
A vacuum evaporation method (pressure I
A PIN type diode is formed by stacking M thin film electrodes (26'f) with a film thickness of 1000 using
Completed device.

本実施例に於いて形成されたPIN型ダイオード・デバ
イス(面積1cnt)の整流特性(電圧1vでの順方向
電流と逆方向電流の比)、n値(P−N接合の電流式J
 = J (exp(eV/nkT)−i 1に於ける
n値)及び光照射特性(光照射強度的100mW/dで
の変換効率、開放端電圧、短絡電流)のそれぞれについ
て評価した。その結果を表5に示す。
The rectification characteristics (ratio of forward current and reverse current at a voltage of 1 V), n value (current equation of P-N junction J
= J (n value at exp (eV/nkT)-i 1) and light irradiation characteristics (conversion efficiency at 100 mW/d light irradiation intensity, open circuit voltage, short circuit current) were evaluated. The results are shown in Table 5.

実施例30〜41 Si供給用の原料物質として、先に挙げたシリコン化合
物A6、A10、屋11 、A 14、屋24、A26
、A27、屋30、A32、A 36、扁38 、A 
41 (実施例30−41 )のそれぞれを個々に用い
、実施例29と同様にして3層構造のPIN型a−8i
半導体層を形成し、PIN型ダイオード・デバイスを作
成し、実施例29と同様にして整流特性、n値及び光照
射特性のそれぞれについて評価した。その結果を表5及
び表6に示す− 比較例3 Si供給用の原料物質として5i2H,を用いる以外は
実施例29と同様にして3層構造のPIN型a−8i半
導体#全形成し、PIN型ダイオード・デバイスを作成
した。作成されたPIN型ダイオード・デバイスの整流
特性、n値及び光照射特性のそれぞれにつ−て実施例2
9と同様にして評価l−た。その結果を表5に示す。
Examples 30 to 41 The silicon compounds A6, A10, Ya11, A14, Ya24, and A26 listed above were used as raw materials for Si supply.
,A27,ya30,A32,A36,bian38,A
41 (Examples 30-41) were individually used to prepare a three-layer PIN type a-8i in the same manner as in Example 29.
A semiconductor layer was formed, a PIN type diode device was produced, and the rectification characteristics, n value, and light irradiation characteristics were evaluated in the same manner as in Example 29. The results are shown in Tables 5 and 6 - Comparative Example 3 A three-layer PIN type a-8i semiconductor # was entirely formed in the same manner as in Example 29 except that 5i2H was used as the raw material for Si supply, and the PIN A type diode device was created. Example 2 Regarding the rectification characteristics, n value, and light irradiation characteristics of the created PIN type diode device
It was evaluated in the same manner as 9. The results are shown in Table 5.

実施例42〜54 支持体温度を250”Cに設定し、並びに表7及び表8
に示したシリコン化合物を用いる以外は実施例29と同
様にして3m構造のPIN型a−8i半導体層を形成し
、12個のPIN型ダイオード・デバイスを作成し、実
施例29と同様にして整流特性、n値及び光照射特性の
それぞれについて評価した。その結果を表7及び表8に
示す。
Examples 42-54 Support temperature set at 250"C and Tables 7 and 8
A 3m-structure PIN type a-8i semiconductor layer was formed in the same manner as in Example 29, except that the silicon compound shown in Example 29 was used, and 12 PIN type diode devices were created, and rectification was performed in the same manner as in Example 29. The characteristics, n value, and light irradiation characteristics were evaluated. The results are shown in Tables 7 and 8.

比較例4 Si供給用の原料物質として5i2Lを用いる以外は実
施例42と同様にして3@構造のPIN型a−8i半導
体1@を形成し、PIN型ダイオード・デバイスを作成
した。作成されたPIN型ダイオード・デバイスの整流
特性、n値及び光照射特性のそれぞれについて実施例2
9と同様にして評価した。その結果を表7に示す。
Comparative Example 4 A PIN type a-8i semiconductor 1@ with a 3@ structure was formed in the same manner as in Example 42 except that 5i2L was used as the raw material for supplying Si, and a PIN diode device was produced. Example 2 for each of the rectification characteristics, n value, and light irradiation characteristics of the created PIN type diode device
Evaluation was made in the same manner as in 9. The results are shown in Table 7.

以上の実施例29〜53及び比較例3及び4の結果をま
とめると、実施例29〜53に於いて形成されたPIN
Wダイオード・デバイスの整流比は、その常用対数で表
わすと7.0〜8.6と良好な整流特性が得られ、また
変換効率7.2チ以上、開放端電圧0.7v、短絡電流
12.5mA/ cAと良好な光照射特性が得られた。
Summarizing the results of Examples 29 to 53 and Comparative Examples 3 and 4 above, the PINs formed in Examples 29 to 53
The rectification ratio of the W diode device is expressed as a common logarithm of 7.0 to 8.6, which shows good rectification characteristics, and the conversion efficiency is 7.2 or more, the open circuit voltage is 0.7 V, and the short circuit current is 12 Good light irradiation characteristics of .5 mA/cA were obtained.

【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積膜形成装置の
一例の概略構成図、第2図は本発明の方法によって形成
することのできるPIN型タイオード・デバイスの模式
的断面図である。 1・堆積室 2,21:支持体 3・支持台 4:ヒーター 5:導線 6−1.6−2.6−3:ガスの流れ 9.10,11,12:ガス供3合源 13−1.13−2.13−3.13−4゜18:圧力
メーター 14−1.14−2゜14−3.14−4.
16−1.16−2゜16−3.16−4.29+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
:ガス導入管上ピー社ガ 20:ガス排気管 22 、26 :薄膜電極 23:P型a−3i層 24:■型a−5i層 25 
: Nga−s i! 27・半導体層 28:導線 出願人 キャノン株式会社
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an example of a deposited film forming apparatus used in the method of the present invention, and FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a PIN type diode device that can be formed by the method of the present invention. 1.Deposition chamber 2, 21: Support 3.Support stand 4: Heater 5: Conductor 6-1.6-2.6-3: Gas flow 9.10, 11, 12: Gas supply 3 combined source 13- 1.13-2.13-3.13-4゜18: Pressure meter 14-1.14-2゜14-3.14-4.
16-1.16-2゜16-3.16-4.29 + valve 15-1.15-2.15-3.15-4 + flow meter 17.17-1.17-2.17-3.17 -4
: Gas inlet pipe upper P-sha 20: Gas exhaust pipe 22, 26: Thin film electrode 23: P type a-3i layer 24: ■type a-5i layer 25
: Nga-s i! 27. Semiconductor layer 28: Conductive wire applicant Canon Corporation

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; %式%)( (但し、Xはハロゲン、n、mSrは1以上の整数を表
わし、かつm 十r = 2n+2である)で示される
シリコン化合物と、周期律表第■展着しくは第V族に属
する原子を含む化合物との気体状雰囲気を形成し、これ
ら化合物に熱エネルギーを与え、前記支持体上にシリコ
ン原子及び周期律表第1族若しくは第V族に属する原子
を含む堆積膜を形成することを特徴とする堆積膜の形成
方法。
(1) In the deposition chamber in which the support is placed, the following general formula; A gaseous atmosphere is formed between the silicon compound shown and a compound containing atoms belonging to Group I or Group V of the periodic table, thermal energy is applied to these compounds, and silicon atoms and periodic compounds are formed on the support. 1. A method for forming a deposited film, comprising forming a deposited film containing atoms belonging to Group 1 or Group V of the Table of Contents.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0296702A2 (en) * 1987-06-22 1988-12-28 Dow Corning Corporation Method of forming semiconducting amorphous silicon films from the thermal decompositon of fluorohydridodisilanes

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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