JPS6036662A - 減圧気相法 - Google Patents
減圧気相法Info
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- JPS6036662A JPS6036662A JP14526783A JP14526783A JPS6036662A JP S6036662 A JPS6036662 A JP S6036662A JP 14526783 A JP14526783 A JP 14526783A JP 14526783 A JP14526783 A JP 14526783A JP S6036662 A JPS6036662 A JP S6036662A
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- Japan
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- film
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- reduced pressure
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- 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
- C23C16/22—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 deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/24—Deposition of silicon only
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- Organic Chemistry (AREA)
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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】
この発明は、低温減圧気相法（ＬＴ ＣＶＤ法という）
によりポリシランを主成分とする被）漠を作製する方法
に関する。
によりポリシランを主成分とする被）漠を作製する方法
に関する。
この発明は反応性気体のポリシランを３７０〜６５０℃
の温度に加熱し、分解するとともに、被形成面を１５０
〜３５０℃の温度に保持するごとにより、水素が再結合
中心中和剤として添加されたアモルファス構造を含む珪
素を主成分とする非単結晶半導体を作製する方法に関す
る。
の温度に加熱し、分解するとともに、被形成面を１５０
〜３５０℃の温度に保持するごとにより、水素が再結合
中心中和剤として添加されたアモルファス構造を含む珪
素を主成分とする非単結晶半導体を作製する方法に関す
る。
この発明はモノシランを含むシランの反応性気体を用い
て１．Ｔ ＣＶＤを行うに際し、同時に３００ｎｍ以下
の波長の紫外光を被形成面または反応性気体に照射する
ことにより、反応性気体を高密度化し、さらにその被膜
形成速度を大きくすることを特徴としている。即ち、光
ＣＶＤ法とＬＴ ＣＶＤ法とを併用することを特徴とし
ている。
て１．Ｔ ＣＶＤを行うに際し、同時に３００ｎｍ以下
の波長の紫外光を被形成面または反応性気体に照射する
ことにより、反応性気体を高密度化し、さらにその被膜
形成速度を大きくすることを特徴としている。即ち、光
ＣＶＤ法とＬＴ ＣＶＤ法とを併用することを特徴とし
ている。
この発明は、プラズマＣＶＤ法を用いた場合に観察され
る被膜形成表面をスパッタ（損傷）することなく、加え
て実質的な被膜成長速度を高速度化（２） せしめることを特徴としている。
る被膜形成表面をスパッタ（損傷）することなく、加え
て実質的な被膜成長速度を高速度化（２） せしめることを特徴としている。
従来、減圧気相法（以下ＣＶＤ法という）は、反応炉内
を減圧下とし、被形成面を有する基板が最も温度が高く
、反応性気体の温度がそれに比べて等しいまたは低い方
法であった。
を減圧下とし、被形成面を有する基板が最も温度が高く
、反応性気体の温度がそれに比べて等しいまたは低い方
法であった。
その−例として、本発明人による発明（特公昭５１−−
１３８９ 多結晶半導体被膜の形成方法、特公昭５７−
４９１３３ 半導体被膜の形成方法、特公昭５３−１４
５１８窒化珪素被膜の作製方法、特公昭５３−３３６６
７半導体装置作製方法、特公昭５６−５２８７７酸化珪
素被膜の作製方法）が知られている。
１３８９ 多結晶半導体被膜の形成方法、特公昭５７−
４９１３３ 半導体被膜の形成方法、特公昭５３−１４
５１８窒化珪素被膜の作製方法、特公昭５３−３３６６
７半導体装置作製方法、特公昭５６−５２８７７酸化珪
素被膜の作製方法）が知られている。
しかし本発明方法はこれらとは逆に、被形成面の温度が
反応性気体の温度に比べて低い温度としていることを特
徴とする低温気相反応方法に関する。さらに本発明は反
応性気体として、ポリシランを用いたＬＴ ＣＶＤ法ま
たはシランを用いた光エネルギ併用のＬＴ ＣＶＤ法を
特徴とし、その結果、被形成面の温度を１５０〜３５０
℃とすることにより形成される半導体被膜中には１〜１
．５ａｔｏｍ％の濃度に水素が添加されていることをそ
の構成要件とし、半（３） 導体被膜の形成に関し、被形成面をスパッタ（損傷）さ
せることなく、５０人／分以上の高い被膜成長速度を得
たものである。
反応性気体の温度に比べて低い温度としていることを特
徴とする低温気相反応方法に関する。さらに本発明は反
応性気体として、ポリシランを用いたＬＴ ＣＶＤ法ま
たはシランを用いた光エネルギ併用のＬＴ ＣＶＤ法を
特徴とし、その結果、被形成面の温度を１５０〜３５０
℃とすることにより形成される半導体被膜中には１〜１
．５ａｔｏｍ％の濃度に水素が添加されていることをそ
の構成要件とし、半（３） 導体被膜の形成に関し、被形成面をスパッタ（損傷）さ
せることなく、５０人／分以上の高い被膜成長速度を得
たものである。
以−トに図面に従って本発明を記す。
第１図は本発明に用いられた横型ＣＶＤ装置の概要を示
ず。
ず。
図面において、反応系（１０）は石英反応炉（２）。
３００ｎ１１以下の波長の光、例えば１８５ｎｍ、 ２
５４ｎｍの光エネルギを供給する水銀灯（９）２反応性
気体を加熱する外部加熱を行う抵抗加熱炉（３）、被膜
が石英上にコートされないようにする油膜（４Ｂ）、被
形成面を有する基板（１）、基板ホルダ（４）、ホルダ
の温度を所定の温度とする冷却媒体の供給源（５）、流
量計（６）、ノズル（８）にて作製した。
５４ｎｍの光エネルギを供給する水銀灯（９）２反応性
気体を加熱する外部加熱を行う抵抗加熱炉（３）、被膜
が石英上にコートされないようにする油膜（４Ｂ）、被
形成面を有する基板（１）、基板ホルダ（４）、ホルダ
の温度を所定の温度とする冷却媒体の供給源（５）、流
量計（６）、ノズル（８）にて作製した。
基板（１）を所定の温度１５０〜３５０℃に冷却した後
、真空ポンプ（７）にて外部に放出している。
、真空ポンプ（７）にて外部に放出している。
この図面では冷却媒体として窒素を用いた。ガス系（２
０）は（２６）よりポリシラン（主成分をジシラン（Ｓ
ｉＡ ：］ とする）または］シランーにはモノシラン
（Ｓｉｌｌｙ）を流量計（２９）、バルブ（２８）（４
） を経て加えた。またキャリアガスまたはパージ用ガスで
ある水素を（２７）より供給した。
０）は（２６）よりポリシラン（主成分をジシラン（Ｓ
ｉＡ ：］ とする）または］シランーにはモノシラン
（Ｓｉｌｌｙ）を流量計（２９）、バルブ（２８）（４
） を経て加えた。またキャリアガスまたはパージ用ガスで
ある水素を（２７）より供給した。
排気系（３０）はバルブ（１３）を経て真空ポンプ（１
２）により排気する。
２）により排気する。
第２図は第１図の反応炉でＬＴ ＣＶＤ法にて作製した
場合の被膜成長速度を示す。
場合の被膜成長速度を示す。
図面において、被膜面の温度と被膜成長速度との関係を
示す。曲線（１５）は空間の温度３７０℃、さらに５０
０℃ （１６）、 ５７０℃（１７）、 ６５０℃ （
１８）をそれぞれ有している。この場合ジシランは５ｃ
ｃ ／分であり、圧力は１６０ｔｏｒｒ以下の減圧下こ
こては１０〜０．５ｔｏｒｒ特に２ｔｏｒｒとした。こ
れをジシランではなくモノシラン（Ｓｉ％）を用いると
、曲線（１４〉が得られるのみであった。実用上の被験
成長速度（５０人／分以上）を水素を含有する４００℃
以下、好ましくは３５０〜１５０℃の温度で有せしめる
ことは不可能であった。
示す。曲線（１５）は空間の温度３７０℃、さらに５０
０℃ （１６）、 ５７０℃（１７）、 ６５０℃ （
１８）をそれぞれ有している。この場合ジシランは５ｃ
ｃ ／分であり、圧力は１６０ｔｏｒｒ以下の減圧下こ
こては１０〜０．５ｔｏｒｒ特に２ｔｏｒｒとした。こ
れをジシランではなくモノシラン（Ｓｉ％）を用いると
、曲線（１４〉が得られるのみであった。実用上の被験
成長速度（５０人／分以上）を水素を含有する４００℃
以下、好ましくは３５０〜１５０℃の温度で有せしめる
ことは不可能であった。
他方、本発明に示されるごとく、ポリシランを用いるこ
とは、被膜成長速度を５０Ａ／分〜１５０人／分と実用
上可能な範囲で行うことができ、きわ（５） めて有効であることが判明した。
とは、被膜成長速度を５０Ａ／分〜１５０人／分と実用
上可能な範囲で行うことができ、きわ（５） めて有効であることが判明した。
第２図において、反応空間の温度をそれぞれ６５０’ｃ
（曲線１８）、 ５７０℃（曲線１７）、４７０℃（
曲線１６）。
（曲線１８）、 ５７０℃（曲線１７）、４７０℃（
曲線１６）。
３７０℃（曲線１５）として各曲線が得られた。
さらに被形成面の温度を１５０℃以下とすると、形成さ
れるものが被）漠に加えてフレークが混在して、実用−
ト半導体の特性を得ることができなかった。かかる反応
温度に対し、３００ｎｍ以下の波長を有する紫外光（５
〜５（］Ｏ＋Ｊ ／ｃａｔ例えば２５０ｍＷ ／ ｃＩ
Ｉ＋ ）を照射して、フォト１、Ｔ ＣＶＤとして実施
した。すると被膜成長速度をモノシランを用いた場合で
も曲！！ （１４）より曲線（２４）にさらに向上させ
ることができた。さらに重要なことは、形成された被膜
の電気特性に見られる。即ち、第１図に示すごとく、紫
外光（２５４ｒ＋ｍ、１８５ｎｍ ）を照射すると、そ
のシリコン膜の不純物を添加していない場合であっても
、八Ｍｌ （１００＋＋＋Ｗ ／ ｃＪ ）にて８Ｘ１
．０”（Ωｃ ｍ ）−’、略伝導度３ Ｘｌ０ＩＩ
（Ωｃ、ｍ ）−’を得ることができた。紫外光を照射
しない場合は、１×１０４（Ωｃ ｍ ）−’と１×１
０”（ΩＣｌ１１）−１であった。即ちフォトセンシテ
ィビテ（６） ィを１桁以−に向上させることが判明した。
れるものが被）漠に加えてフレークが混在して、実用−
ト半導体の特性を得ることができなかった。かかる反応
温度に対し、３００ｎｍ以下の波長を有する紫外光（５
〜５（］Ｏ＋Ｊ ／ｃａｔ例えば２５０ｍＷ ／ ｃＩ
Ｉ＋ ）を照射して、フォト１、Ｔ ＣＶＤとして実施
した。すると被膜成長速度をモノシランを用いた場合で
も曲！！ （１４）より曲線（２４）にさらに向上させ
ることができた。さらに重要なことは、形成された被膜
の電気特性に見られる。即ち、第１図に示すごとく、紫
外光（２５４ｒ＋ｍ、１８５ｎｍ ）を照射すると、そ
のシリコン膜の不純物を添加していない場合であっても
、八Ｍｌ （１００＋＋＋Ｗ ／ ｃＪ ）にて８Ｘ１
．０”（Ωｃ ｍ ）−’、略伝導度３ Ｘｌ０ＩＩ
（Ωｃ、ｍ ）−’を得ることができた。紫外光を照射
しない場合は、１×１０４（Ωｃ ｍ ）−’と１×１
０”（ΩＣｌ１１）−１であった。即ちフォトセンシテ
ィビテ（６） ィを１桁以−に向上させることが判明した。
これを紫外光を併用してポリシランの反応性気体とする
場合も６桁のフォトセンシティビティを１ηることがで
きた。
場合も６桁のフォトセンシティビティを１ηることがで
きた。
本発明方法において、その不純物の含有Ｍを５ＩＮＳ
（カメ力社製３Ｆイ（！りおよびＦＴＩＩＩ （］−−
−−リエ型赤外線分量器）で調べると、その中にある酸
素は５×１０円Ｃｍ−ヨ以下であり、炭素は５ＸＩ０１
１ｃｍ−ヨ以下であった。これは本発明方法においては
、不純物として水または炭化水素がかかる温度でジシラ
ンと反応せず、結果としてその反応生成物としての酸化
珪素、炭化珪素を被膜中に取り込まないためと推定され
る。
（カメ力社製３Ｆイ（！りおよびＦＴＩＩＩ （］−−
−−リエ型赤外線分量器）で調べると、その中にある酸
素は５×１０円Ｃｍ−ヨ以下であり、炭素は５ＸＩ０１
１ｃｍ−ヨ以下であった。これは本発明方法においては
、不純物として水または炭化水素がかかる温度でジシラ
ンと反応せず、結果としてその反応生成物としての酸化
珪素、炭化珪素を被膜中に取り込まないためと推定され
る。
このことはＰＣＶＤ法（プラズマ気相反応法）と比べた
場合、その不純物混入の程度が一般には１〜２０ ×１
０’ ｃｍ−３であることを考えると、出発材料の純度
に対し、工業的な余裕を有せしめることができることが
判明した。
場合、その不純物混入の程度が一般には１〜２０ ×１
０’ ｃｍ−３であることを考えると、出発材料の純度
に対し、工業的な余裕を有せしめることができることが
判明した。
また紫外光を照射した場合、反応性気体がモノシランで
あっても、その被膜成長速度が第２図曲（７） 線（１４）より曲線（２４）に変成することが可能とな
った。このため、光エネルギはＩＫ−出力（基板面積２
×２０ｃ＋ｆｌ （４０ｃＪ） ２５０ｍＷ ／ ｃ
Ｊ）であった。
あっても、その被膜成長速度が第２図曲（７） 線（１４）より曲線（２４）に変成することが可能とな
った。このため、光エネルギはＩＫ−出力（基板面積２
×２０ｃ＋ｆｌ （４０ｃＪ） ２５０ｍＷ ／ ｃ
Ｊ）であった。
水銀励起法を用いることなく、シランを分解することが
３７０〜６５０ ’ｃ：の温度の熱エネルギを併用する
ことにより「す能とな、っノこことは、きわめて」二業
的効果が大きい。特にポリシランは１μ当たり７〜２万
円するに対し、モノシランは１μ当たり１００〜１３０
円であることを考えると、反応に光エネルギを必要とし
てもｆ業的採算ヘースにのるものと推定される。
３７０〜６５０ ’ｃ：の温度の熱エネルギを併用する
ことにより「す能とな、っノこことは、きわめて」二業
的効果が大きい。特にポリシランは１μ当たり７〜２万
円するに対し、モノシランは１μ当たり１００〜１３０
円であることを考えると、反応に光エネルギを必要とし
てもｆ業的採算ヘースにのるものと推定される。
また本発明方法において、反応性気体としてＬＴＣＶ１
１法においては、ポリシランを用いたこと、または光エ
ネルギを（ｊｆ用して１．Ｔ ＣＶＤ法においてはモノ
シランまたはポリシランを用いたことを特徴としている
。しかしかかる本発明方法を実施する際これらは■価ま
たはＶ価の不純物であるジポランまたはフォスヒンを同
時に添加したＰまたはＮ型の水素の添加されたシリコン
半導体を形成してもよい。
１法においては、ポリシランを用いたこと、または光エ
ネルギを（ｊｆ用して１．Ｔ ＣＶＤ法においてはモノ
シランまたはポリシランを用いたことを特徴としている
。しかしかかる本発明方法を実施する際これらは■価ま
たはＶ価の不純物であるジポランまたはフォスヒンを同
時に添加したＰまたはＮ型の水素の添加されたシリコン
半導体を形成してもよい。
（８）
本発明において、８μ以上の遠赤外特に５ｉ−Ｈの共鳴
吸収が起きる１０〜１３μの波長において０．１〜］、
Ｗ／ｃｍの光エネルギを加えることも紫外光照射と同様
に有効である。
吸収が起きる１０〜１３μの波長において０．１〜］、
Ｗ／ｃｍの光エネルギを加えることも紫外光照射と同様
に有効である。
さらにシリコン半導体の添加物としてフオスヒン、メタ
ン、ゲルマンに添加して、ＳｉえＣ＋＜ （０＜ｘ ＜
１ ）、５ｊ２Ｎｉ、−２（０＜ｘ ＜４ ）、Ｓｉ、
Ｇｅ、＜ （０＜ｘ〈１）を作ることは可能である。
ン、ゲルマンに添加して、ＳｉえＣ＋＜ （０＜ｘ ＜
１ ）、５ｊ２Ｎｉ、−２（０＜ｘ ＜４ ）、Ｓｉ、
Ｇｅ、＜ （０＜ｘ〈１）を作ることは可能である。
第１図は本発明に用いた装置の概要を示す。
第２図は本発明方法で得られた被膜成長速度の特性を示
す。 特許出願人 （９）
す。 特許出願人 （９）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ■。減圧下にポリシランを主成分とする反応性気体を導
入し、被形成面に水素が添加された非単結晶珪素を主成
分とする被膜を作製するに際し、前記反応性気体のポリ
シランを３７０〜６５０℃の温度に加熱するとともに、
前記被膜表面は１５０〜３５０℃に保持させたことを特
徴とする減圧気相法。 ２、減圧下にシランを主成分とする反応性気体を導入し
、被形成面に水素が添加された非単結晶珪素を主成分と
する被膜を作製するに際し、前記反応性気体のシランを
３７０〜６５０℃の温度に加熱するとともに、前記被膜
表面は１５０〜３５０℃に保持させ、さらに加えて３０
０ｎｍ以下の波長の紫外光または８μ以上の遠赤外光の
光エネルギを被形成面または反応性気体に照射すること
を特徴とする減圧気相法。 （１）
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14526783A JPS6036662A (ja) | 1983-08-08 | 1983-08-08 | 減圧気相法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14526783A JPS6036662A (ja) | 1983-08-08 | 1983-08-08 | 減圧気相法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24679194A Division JP2511808B2 (ja) | 1994-09-16 | 1994-09-16 | 減圧気相法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6036662A true JPS6036662A (ja) | 1985-02-25 |
| JPH0573830B2 JPH0573830B2 (ja) | 1993-10-15 |
Family
ID=15381173
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14526783A Granted JPS6036662A (ja) | 1983-08-08 | 1983-08-08 | 減圧気相法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6036662A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05206034A (ja) * | 1991-08-09 | 1993-08-13 | Applied Materials Inc | 低温高圧のシリコン蒸着方法 |
| US5614257A (en) * | 1991-08-09 | 1997-03-25 | Applied Materials, Inc | Low temperature, high pressure silicon deposition method |
| US9443730B2 (en) | 2014-07-18 | 2016-09-13 | Asm Ip Holding B.V. | Process for forming silicon-filled openings with a reduced occurrence of voids |
| US9837271B2 (en) | 2014-07-18 | 2017-12-05 | Asm Ip Holding B.V. | Process for forming silicon-filled openings with a reduced occurrence of voids |
| US10460932B2 (en) | 2017-03-31 | 2019-10-29 | Asm Ip Holding B.V. | Semiconductor device with amorphous silicon filled gaps and methods for forming |
-
1983
- 1983-08-08 JP JP14526783A patent/JPS6036662A/ja active Granted
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05206034A (ja) * | 1991-08-09 | 1993-08-13 | Applied Materials Inc | 低温高圧のシリコン蒸着方法 |
| US5607724A (en) * | 1991-08-09 | 1997-03-04 | Applied Materials, Inc. | Low temperature high pressure silicon deposition method |
| US5614257A (en) * | 1991-08-09 | 1997-03-25 | Applied Materials, Inc | Low temperature, high pressure silicon deposition method |
| US5874129A (en) * | 1991-08-09 | 1999-02-23 | Applied Materials, Inc. | Low temperature, high pressure silicon deposition method |
| US9443730B2 (en) | 2014-07-18 | 2016-09-13 | Asm Ip Holding B.V. | Process for forming silicon-filled openings with a reduced occurrence of voids |
| US9837271B2 (en) | 2014-07-18 | 2017-12-05 | Asm Ip Holding B.V. | Process for forming silicon-filled openings with a reduced occurrence of voids |
| US10460932B2 (en) | 2017-03-31 | 2019-10-29 | Asm Ip Holding B.V. | Semiconductor device with amorphous silicon filled gaps and methods for forming |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0573830B2 (ja) | 1993-10-15 |
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