JPS60257515A - 薄膜製造方法 - Google Patents
薄膜製造方法Info
- Publication number
- JPS60257515A JPS60257515A JP59114063A JP11406384A JPS60257515A JP S60257515 A JPS60257515 A JP S60257515A JP 59114063 A JP59114063 A JP 59114063A JP 11406384 A JP11406384 A JP 11406384A JP S60257515 A JPS60257515 A JP S60257515A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- electron beam
- material gas
- gas
- reaction vessel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING 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
- C23C—COATING 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
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical 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 method of coating
- C23C16/48—Chemical 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 method of coating by irradiation, e.g. photolysis, radiolysis, particle radiation
- C23C16/487—Chemical 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 method of coating by irradiation, e.g. photolysis, radiolysis, particle radiation using electron radiation
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、非晶質半導体等の半導体薄膜又はその他の薄
膜の薄膜製造方法に関する。
膜の薄膜製造方法に関する。
従来技術
近年、非晶質半導体、具体的にはアモルファスシリコン
ロ ファスシリコンａ−５ｉを用いた等倍センサ、太陽電池
、薄膜トランジスタ等がある。この製造には、低温でよ
くてガラス基板に成膜可能である等の点から、一般にプ
ラズマＣＶＤ （化学気相成長）法が用いられる。
ロ ファスシリコンａ−５ｉを用いた等倍センサ、太陽電池
、薄膜トランジスタ等がある。この製造には、低温でよ
くてガラス基板に成膜可能である等の点から、一般にプ
ラズマＣＶＤ （化学気相成長）法が用いられる。
第３図は、平行平板型のプラズマＣＶＤ法置の概略を示
すものである。その作用を説明すると、反応容器３０内
にＳ ｉＨ４，Ｓ ｉｚ Ｈｅ 、ＰＨ３。
すものである。その作用を説明すると、反応容器３０内
にＳ ｉＨ４，Ｓ ｉｚ Ｈｅ 、ＰＨ３。
Ｂ２Ｈ６，ＮＨ３等の原料ガスをガス導入部３１及びガ
ス噴出口３２を利用して導入させ、基板側電極３３と高
周波側電極３４との間に高周波電源３５により高周波電
圧（例凡ば、１３’、’５６ＭＨ２）を印加してプラズ
マ放電させる。このプラズマ中で原料ガスを分解・反応
させて、基板３６上に非晶質半導体薄膜（ａ−Ｓｉ膜）
あるいは絶縁膜を成膜させるものである。なお、この成
膜処理中は余剰原料ガスを排気口３７から除去させ、反
応容器３０内を所定圧力（０、０２〜３ Ｔｏｒｒ）に
維持させる。又、基板３６は予めヒータ３８によって加
熱され、所定温度（１００〜４００℃）に設定される。
ス噴出口３２を利用して導入させ、基板側電極３３と高
周波側電極３４との間に高周波電源３５により高周波電
圧（例凡ば、１３’、’５６ＭＨ２）を印加してプラズ
マ放電させる。このプラズマ中で原料ガスを分解・反応
させて、基板３６上に非晶質半導体薄膜（ａ−Ｓｉ膜）
あるいは絶縁膜を成膜させるものである。なお、この成
膜処理中は余剰原料ガスを排気口３７から除去させ、反
応容器３０内を所定圧力（０、０２〜３ Ｔｏｒｒ）に
維持させる。又、基板３６は予めヒータ３８によって加
熱され、所定温度（１００〜４００℃）に設定される。
ところが、このプラズマＣＶＤ法による場合、次のよう
な欠点がある。まず、原料ガスをプラズマ状態とするた
め、成膜に不必要なイオンが発生し、成膜反応を阻害す
る。又、プラズマ中で成膜されるため、膜がプラズマダ
メージを受けることとなり、膜質が低下する。更に、プ
ラズマは非平衡状態であるため、その状態が経時変化す
るので、均質な膜が得にくく、コントーロルも難しい。
な欠点がある。まず、原料ガスをプラズマ状態とするた
め、成膜に不必要なイオンが発生し、成膜反応を阻害す
る。又、プラズマ中で成膜されるため、膜がプラズマダ
メージを受けることとなり、膜質が低下する。更に、プ
ラズマは非平衡状態であるため、その状態が経時変化す
るので、均質な膜が得にくく、コントーロルも難しい。
この点を更に詳しく説明すれば、まず、プラズマＣＶＤ
で実現できるプラズマ中の電子温度は平均的には数ｅＶ
であるが、実際には広いエネルギー範囲（１〜２０ｅＶ
程度）にわたって分布している。一般に、ＳｉＨ４ガス
が分解してａ−８ｉの成膜に支配的なラジカル（Ｓｉ“
、ＳｉＨ”。
で実現できるプラズマ中の電子温度は平均的には数ｅＶ
であるが、実際には広いエネルギー範囲（１〜２０ｅＶ
程度）にわたって分布している。一般に、ＳｉＨ４ガス
が分解してａ−８ｉの成膜に支配的なラジカル（Ｓｉ“
、ＳｉＨ”。
Ｉ４”）ができるのに必要なエネルギーは４．４゜５．
９，４．６ｅＶ程度であるが、ドープ時における低温プ
ラズマ中には１０数ｅＶの電子も存在することから、実
際にはＨ，Ｓｉ、ＳｉＨ分子のイオン化物や発光性励起
種も生成されている。即ち、成膜に寄与しない余分な反
応種も存在することになり、それだけ成膜過程を複雑に
し、成膜コントロールを難しくしている。又、イオン種
は。
９，４．６ｅＶ程度であるが、ドープ時における低温プ
ラズマ中には１０数ｅＶの電子も存在することから、実
際にはＨ，Ｓｉ、ＳｉＨ分子のイオン化物や発光性励起
種も生成されている。即ち、成膜に寄与しない余分な反
応種も存在することになり、それだけ成膜過程を複雑に
し、成膜コントロールを難しくしている。又、イオン種
は。
膜にダメージを与えて膜質を劣化させる。
又、他の製造方法としてはスパッタリング法がある。こ
れは、対向電極の一方にターゲットとしてＳｉウェハを
使用し高周波を印加してプラズマ中でＳｉウェハをスパ
ッタリングしてａ−８ｉを得る方法である。この方法の
場合、ａ−８ｉが柱状構造となるため特性が悪く、更に
、ドーピングできないものである。
れは、対向電極の一方にターゲットとしてＳｉウェハを
使用し高周波を印加してプラズマ中でＳｉウェハをスパ
ッタリングしてａ−８ｉを得る方法である。この方法の
場合、ａ−８ｉが柱状構造となるため特性が悪く、更に
、ドーピングできないものである。
更に、原料ガスに対しレーザーを照射して熱分解反応さ
せることによる製造方法もある。これは、特開昭５９−
６２９１９号公報、特開昭５９−７２７２０号公報等に
より示されているもので、光励起ＣＶＤ法ということが
できる。しかし、レーザ一方式による場合、高価となる
。
せることによる製造方法もある。これは、特開昭５９−
６２９１９号公報、特開昭５９−７２７２０号公報等に
より示されているもので、光励起ＣＶＤ法ということが
できる。しかし、レーザ一方式による場合、高価となる
。
目的
本発明は、このような点に鑑みなされたもので。
原料ガスの分解に際してイオンの発生を防止することが
でき、成膜に支配的なラジカルだけを生成することがで
き、成膜過程を単純化して膜質を向上させることができ
る薄膜製造方法を提供するこ ′□とを目的とする。
でき、成膜に支配的なラジカルだけを生成することがで
き、成膜過程を単純化して膜質を向上させることができ
る薄膜製造方法を提供するこ ′□とを目的とする。
構成
本発明の一実施例を第１図及び第２図に基づいて説明す
る。まず、製造装置の構造について説明する。反応容器
１にはガス導入口２と排気口３とが上下に配置させて設
けられている。又、反応容器１内の下部側には支持板４
により基板５がヒータ６とともに設けられている。しか
して１反応容器１側面には電子ビーム系７が設けられて
いる。
る。まず、製造装置の構造について説明する。反応容器
１にはガス導入口２と排気口３とが上下に配置させて設
けられている。又、反応容器１内の下部側には支持板４
により基板５がヒータ６とともに設けられている。しか
して１反応容器１側面には電子ビーム系７が設けられて
いる。
この電子ビーム系７は電子ビーム源８とスリット９を有
する引出電極１０とスリット１１を有する加速電極１２
とビーム系排気口１３とからなる。
する引出電極１０とスリット１１を有する加速電極１２
とビーム系排気口１３とからなる。
このような装置により、基本的には、比較的狭いエネル
ギー範囲の電子ビームを原料ガスに照射して分解し、成
膜に支配的なラジカルのみを生成せんとするものである
。
ギー範囲の電子ビームを原料ガスに照射して分解し、成
膜に支配的なラジカルのみを生成せんとするものである
。
具体的には、まず、反応容器１内にガス導入口２より原
料ガス、例えば５ｊＨ４＋５ｉ２Ｈａ。
料ガス、例えば５ｊＨ４＋５ｉ２Ｈａ。
Ｂ２ Ｈ６、ＰＨ３、ＮＨ３等を導入する。そして、反
応容器１内を排気口３より排気して所定圧力（具体的に
は、０．０２〜２Ｔｏｒｒ）に設定する。
応容器１内を排気口３より排気して所定圧力（具体的に
は、０．０２〜２Ｔｏｒｒ）に設定する。
しかして、電子ビーム系７により、原料ガスから成膜に
支配的なラジカルを生成するのに必要なエネルギーをも
った加速電子だけこの原料ガスに照射する。今、原料ガ
スをＳｉＨ４とすれば、５〜７ｅＶの範囲の電子ビーム
を供給すればよい。ここで、電子ビーム系７において得
られる電子のエネルギーは、引出電極１０．加速電極１
２の形状及びその電位並びに電子ビーム系７内の真空度
によって一義的に決定され、比較的狭いエネルギー範囲
の電子ビームを供給することができる。このとき、標準
的なドープ圧力は０．ＩＴｏｒｒ前後であるので、電子
と原料ガス分子との衝突確率は十分であり、原料ガスの
分解・反応が行なわれる。
支配的なラジカルを生成するのに必要なエネルギーをも
った加速電子だけこの原料ガスに照射する。今、原料ガ
スをＳｉＨ４とすれば、５〜７ｅＶの範囲の電子ビーム
を供給すればよい。ここで、電子ビーム系７において得
られる電子のエネルギーは、引出電極１０．加速電極１
２の形状及びその電位並びに電子ビーム系７内の真空度
によって一義的に決定され、比較的狭いエネルギー範囲
の電子ビームを供給することができる。このとき、標準
的なドープ圧力は０．ＩＴｏｒｒ前後であるので、電子
と原料ガス分子との衝突確率は十分であり、原料ガスの
分解・反応が行なわれる。
又、一般に、電子ビーム系７の動作真空度は高真空（１
０−″Ｔｏｒｒ以下）であるが、引出電極１０及び扉側
電極１２のスリットｐ、１１の幅を小さくしてコンダク
タンスを小さくし、かつ、電子ビーム系排気口１３から
排気させることにより、動作可能である。
０−″Ｔｏｒｒ以下）であるが、引出電極１０及び扉側
電極１２のスリットｐ、１１の幅を小さくしてコンダク
タンスを小さくし、かつ、電子ビーム系排気口１３から
排気させることにより、動作可能である。
このような本実施例によれば、電子ビーム系７によって
比較的狭いエネルギー範囲の電子ビームを原料ガスに照
射して、原料ガスを分解・反応せしめるため１次のよう
な利点が得られる。まず、成膜に支配的なラジカルだけ
を生成できるので、成膜過程が単純となり成膜コントロ
ールをし易く、ドープの再現性及び膜質の向上を図れる
。又、イオンの発生を防げるため、膜に対するイオンの
ダメージがなくなり、この点でも膜質が向上することに
なる。更に、原料ガスの分解エネルギーに等しいエネル
ギーの電子ビームを照射することで原料ガスのみを分解
・反応できるので、成膜に対する他の不純物の混入もな
くなる。
比較的狭いエネルギー範囲の電子ビームを原料ガスに照
射して、原料ガスを分解・反応せしめるため１次のよう
な利点が得られる。まず、成膜に支配的なラジカルだけ
を生成できるので、成膜過程が単純となり成膜コントロ
ールをし易く、ドープの再現性及び膜質の向上を図れる
。又、イオンの発生を防げるため、膜に対するイオンの
ダメージがなくなり、この点でも膜質が向上することに
なる。更に、原料ガスの分解エネルギーに等しいエネル
ギーの電子ビームを照射することで原料ガスのみを分解
・反応できるので、成膜に対する他の不純物の混入もな
くなる。
ところで、“電子ビーム系７として具体的には、第２図
に示すプラズマ電子銃１４が適している。
に示すプラズマ電子銃１４が適している。
この第２図において、１５はプラズマ陰極、１６はウェ
ーネルト電極、１７はシールド電極、１８は陽極、１９
は電源、２０は電子ビームである。
ーネルト電極、１７はシールド電極、１８は陽極、１９
は電源、２０は電子ビームである。
このプラズマ電子銃１４によれば動作真空度が２１ −
１８Ｔｏｒｒ １’あ６ ’ｊ：、ａｌり、 ＫＩＮＤ
！、’Ｉｔ ６”ｌＪ ｋ ｔ ６ ｍ小 常の電子銃に比べて非常に使い易い。ここで、プラズマ
電子銃１４の場合、電子銃内でイオンも発生するが、こ
のイオンはウェーネルト電極１６で捕捉されるので、反
応容器１内には電子ビームのみ供給されることになる。
１８Ｔｏｒｒ １’あ６ ’ｊ：、ａｌり、 ＫＩＮＤ
！、’Ｉｔ ６”ｌＪ ｋ ｔ ６ ｍ小 常の電子銃に比べて非常に使い易い。ここで、プラズマ
電子銃１４の場合、電子銃内でイオンも発生するが、こ
のイオンはウェーネルト電極１６で捕捉されるので、反
応容器１内には電子ビームのみ供給されることになる。
なお、参考のためにプラズマ電子銃の動作例を下表に示
萱。
萱。
プラズマ電子銃の動作例
なお、本実施例ではａ−５ｉの成膜について説明したが
、これに限られるものでなく、各種半導体薄膜あるいは
その他の薄膜の生成についても適用し得るものである。
、これに限られるものでなく、各種半導体薄膜あるいは
その他の薄膜の生成についても適用し得るものである。
効果
本発明は、上述したように電子ビームにより原料ガスを
分解・反応させるようにしたので、その比較的狭いエネ
ルギー範囲の電子ビームを利用して成膜に支配的なラジ
カルだけを生成しイオンの発生を防止することができ、
よって、成膜過程を単純化してコントロールも容易とな
り、イオンによるダメージを受けることなく、かつ、不
純物の混入もなく、膜質を向上させることができるもの
である。
分解・反応させるようにしたので、その比較的狭いエネ
ルギー範囲の電子ビームを利用して成膜に支配的なラジ
カルだけを生成しイオンの発生を防止することができ、
よって、成膜過程を単純化してコントロールも容易とな
り、イオンによるダメージを受けることなく、かつ、不
純物の混入もなく、膜質を向上させることができるもの
である。
第１図は本発明の一実施例を示す概略側面図、第２図は
プラズマ電子銃の概略側面図、第３図は従来方式として
示すプラズマＣＶＤの概略側面図である。 ３コ 図
プラズマ電子銃の概略側面図、第３図は従来方式として
示すプラズマＣＶＤの概略側面図である。 ３コ 図
Claims (1)
- 反応容器内に原料ガスを導入させるとともにこの反応容
器内を所定圧力に排気させ、電子ビームをこの反応容器
内の原料ガスに照射して原料ガスを分解・反応させて基
板上に薄膜を形成することを特徴とする薄膜製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59114063A JPS60257515A (ja) | 1984-06-04 | 1984-06-04 | 薄膜製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59114063A JPS60257515A (ja) | 1984-06-04 | 1984-06-04 | 薄膜製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60257515A true JPS60257515A (ja) | 1985-12-19 |
Family
ID=14628099
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59114063A Pending JPS60257515A (ja) | 1984-06-04 | 1984-06-04 | 薄膜製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60257515A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61194717A (ja) * | 1985-02-23 | 1986-08-29 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 薄膜形成法 |
| JPS62204520A (ja) * | 1986-03-05 | 1987-09-09 | Fuji Electric Co Ltd | 薄膜の製造方法 |
| JPS6481314A (en) * | 1987-09-24 | 1989-03-27 | Nec Corp | Formation of doping silicon thin film |
| JPH0282616A (ja) * | 1988-09-20 | 1990-03-23 | Sanyo Electric Co Ltd | ａ−ｓｉｃ：Ｈ薄膜の形成方法 |
-
1984
- 1984-06-04 JP JP59114063A patent/JPS60257515A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61194717A (ja) * | 1985-02-23 | 1986-08-29 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 薄膜形成法 |
| JPS62204520A (ja) * | 1986-03-05 | 1987-09-09 | Fuji Electric Co Ltd | 薄膜の製造方法 |
| JPS6481314A (en) * | 1987-09-24 | 1989-03-27 | Nec Corp | Formation of doping silicon thin film |
| JPH0282616A (ja) * | 1988-09-20 | 1990-03-23 | Sanyo Electric Co Ltd | ａ−ｓｉｃ：Ｈ薄膜の形成方法 |
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