JPS605510A - 薄膜形成方法 - Google Patents

薄膜形成方法

Info

Publication number
JPS605510A
JPS605510A JP11273483A JP11273483A JPS605510A JP S605510 A JPS605510 A JP S605510A JP 11273483 A JP11273483 A JP 11273483A JP 11273483 A JP11273483 A JP 11273483A JP S605510 A JPS605510 A JP S605510A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
thin film
light
schumann
region
raw material
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
Application number
JP11273483A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazufumi Azuma
和文 東
Masahiro Tanaka
政博 田中
Kazuo Nate
和男 名手
Mitsuo Nakatani
中谷 光雄
Ataru Yokono
中 横野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP11273483A priority Critical patent/JPS605510A/ja
Publication of JPS605510A publication Critical patent/JPS605510A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02365Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02367Substrates
    • H01L21/0237Materials
    • H01L21/02422Non-crystalline insulating materials, e.g. glass, polymers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02365Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02518Deposited layers
    • H01L21/02521Materials
    • H01L21/02524Group 14 semiconducting materials
    • H01L21/02532Silicon, silicon germanium, germanium
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02365Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02612Formation types
    • H01L21/02617Deposition types
    • H01L21/0262Reduction or decomposition of gaseous compounds, e.g. CVD

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は薄膜形成方法に関する。
〔発明のR景〕
従来、アモルファスシリニア ンg (a −8i J
jtE ) 等の薄膜を形成する場合、高温下でSiH
4を含むガスを熱分解することによシ行なっていたが、
半導体プロセスではプロセスの低温化が強く望まれてお
り、それに対応して放電プラズマを利用したプラズマ化
学気相蒸着(CVD)法が低温成膜可能な方法として研
究が進められてきた。例えば、R,C,G、Swann
 et al 、 J、Electrochem、So
c、。
114.713(1967)、R,J、Joyce e
t al、Th1nS01id Films、ユ、48
1 (1967)、 Y、Kumano。
Japan J、Appl、Phys、、7.88(1
968)、R,Grehtet al、J、Elect
rochem、Soc、、119.No、9,121(
1972)、A、に、5irha et al、土bi
d、125.No、4゜601(1978)、M、J、
He1ix、et al、 、Th1n SolidF
ilms、55,143(1978)、W、Kern 
et al、J、Vac。
Sci、Tech、 、14. No、5.1082(
1977) などが挙げられる。しかしながら、プラズ
マCVD法では、低温膜形成は可能であるが、エネルギ
ーが高く、化学量論的に反応を制御することが難しく、
副生成物をなくすことが難しbo 最近、エネルギー源として紫外光やレーザーを用Aた九
〇VDの研究が急速に進んできた。この方法では、原料
ガスの光励起や光分解を利用して、低温で薄膜形成を行
なうことが可能であり、しかも、化学量論的な反応制御
がしやすめとbう利点がある。たとえば、5arkoz
y (ri SiH4と0.とを原料ガスにし、Hg蒸
気を増感剤として、紫外線照射により5iO2Jliを
形成しく Technical Digestof 1
981 Symposium on VLIS Tec
hnologyPP685ept 1981 )、Pe
tersらは、SiH,とN20、あるいはSiH4と
NH3を各々原料カスとし、Hg蒸気を光増感剤として
紫外線照射し、Sin。
やSi、H4膜を100°C以下の低温で形成している
これらの方法は大面積のデポジションを目的としている
が、デポジションの速度が非常に遅く、実用に供しえな
い。
また、Hgを増感剤としてSiH4に、Hgラングを照
射してa−8i:H(アルモファス状態の合金状5i−
H系物質)を形成する例もあるが(伊藤ら、第43回応
動学会 28p−P 5 1982)、a−8i:Hの
場合は成膜速度がきわめて小さい。
才だ、これらの方法ではHgを必らず用いるため、量産
する場合の安全上の問題が多い。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、低温で、高速に、しかも、Hg等の有
害物質を用−ずに、簿膜を形成しうる薄膜形成方法を提
供することにある。
〔発明の概要〕
本発明では、光をエネルギー源としたCVD装置による
薄膜形成方法におりて、光源としてシューマン領域の光
を用い、かつ、薄膜を形成する際のシラン原料として5
inH2n+2(n=2.3.4 )を用いる。この構
成によ勺、低温で、高速に、しかもH6等の有害物質を
用いることなく薄膜を形成しうる。
本発明によ勺、高速に薄膜を形成しうる理由は次にある
と考えられる。Hg ランプでまず増感剤のH蒸気が光
励起され、励起Hgからエネルギ−を、 ’SiH4ガ
スが受け取る場合は反応の量子収率が非常に小さい。そ
れに比べ、高次シランは、シューマン領域の真空紫外光
で直接励起されるため、反応の効率が非常に大きく、そ
のため、デポジション速度が太きくなるためと考えられ
る。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の詳細な説明する。
実施例においては、光としてシューマン領域の光を用い
、かつ、原料の反応性化合物として5inH2n+Iを
周込た。但しn=2.3.4 である。
これにより、低温で、高速に、しかも有害物質を用いる
ことなく薄膜を形成できた。
以下に、よシ詳細に、本発明の実施例の内のいくつかを
説明する。
実施例1 まず、本実施例において用いた装置について図面に基づ
bて説明する。
シューマン領域の光の光源としては熱陰極型水素放電管
15を用いている。この水素放電管15にはLiFの窓
6が設けられている。窓6を反応室14に向けて、水素
放電管15は、フランジで反応室14に収り付けられて
し・る。
光の極大波長は約160nmにあり、シューマン領内に
ある。この光を窓6を介して基板13に照射される。光
源としては水素放電管を用いなくともシューマン領域の
光の光源となりうるもの(たとえば、キセノン、クリプ
トン等の放電管)であればさしつかえない。シューマン
領域より波長が長くなる( 200nm以上)と高次シ
ランガスは直接励起されなくなシ、波長が短くなる(1
10nm以下、たとえばネオン、ヘリウム放電管を光源
とした場合)と窓6が光を吸収してしまう。反応室14
内の圧力は目的に応じて異なるが、0.05〜I To
rrが好ましb0圧力が低すぎると反応効率が悪くなり
成膜速度がおちる。圧力が高すぎ゛ると光が途中で吸収
され成膜速度がおちるとともに成膜性も悪くなる。
次に、反応に用いる高次シラン(5inH2n+、)の
製法について述べる。ジシラン(5i2H4)を多く得
るためには、シランガスを無声放電させて一130°C
のトラップでジシランを濃縮する方法が有効であるが、
ジシランは市販品でもよい。また、トリシラン(Si3
Hx)テトラシラン(5i4H+o )を多く得ため場
合には、マグオ、シウムシリザイ、ドを分解し、トラッ
プで精製、濃縮する方法が有効である( Feher;
Zeitschrift fiir anorgani
scheund allgemeine chemie
 303,283(1960)寺)。
薄膜形成は次のように行なった。
アルミニウムを蒸着したガラス基板13を基板台11の
上にセットした。反応室14内を10−5Torrまで
排気した後、Si2H6ガス(j O,4vo1%Si
2H6,89,6vo1% He :日本酸素製)を液
体窒素トラップで濃縮し、100% 5i2H,にした
ものを、導入口8から1m℃/m i nで流しながら
、水素放電管15の光を照射した。このときのガス圧は
、0.5〜0.7 ’I’orrであり基板137d 
150°Cに加熱した。その結果、約1ooX/min
の成膜速度でアモルファスシリコン膜が形成された。光
学的なバンドギャップエネルギーEg optは約2.
OeVであり、プラズマCVDによるa−8i:Hの値
約1.8eVよシやや大きかった。光導電性(phot
o−conductivity )はσP/σd10〜
10であった。
(σ は光照射した場合での導電率、σ6は暗黒状態で
の導電率を示し、光導電性は両者の比によって示す)。
実施例2 実施例1と同様の方法で、原料ガスとしてマグネシウム
シリサイド法で合成した高次フラン(容量比即ちモル比
でSi2H6:5i3H3:5i4H,o’;2:3:
1)を用いて、基板温度150°C1ガス圧1.2 T
orrで水素放電管の光を照射したところ、成膜速度1
50X/minでアモルファスシリコン膜が形成された
。光学的なバンドギャップエネルギーEg aptは実
施例1と同様約2.OeV ′cあった。また光導電性
はσP/σ、の値が10〜10 であった。
実施例3 実施例1と同様の方法で3インチシリコンウェハを基板
として用い、ジシラン(市販品、日本酸素製89.6%
He)を2 secm、N20ガスを4 SQQm流し
、水素放電管15を用いて成膜した。その結果、約80
0X/minの成膜速度で5i02膜が形成された。生
成した5102膜をフッ酸系エツチング液でエツチング
したところ、通常のHgを増感剤とする光CVD法でS
iH4ガスとN20ガスを用−て作成した5in2膜と
ち密性は同程以てあった。
実施例4 実施例1と同様の方法で原料ガスとしてNH。
とSi、H6(市販品を精製した100チ5i2H6)
をNH,5SCCM 、 Si、H,I SCCMで流
した。基板は200°Cまで加熱した。得られたSi、
N4膜は、IRスペクトルにより確認したが、プラズマ
CVDによるSi、N4膜とほぼ同じであった。
〔発明の効果〕
本発明によれば、低温で効率よ(a−8i:H。
5in7. Si、N4等の薄膜を形成することができ
る。
その結果、半導体等の薄膜製品、特に、多層構造を有す
る薄膜製品の製造においてその生産性が著しく向上する
【図面の簡単な説明】
図面は、本発明の一実施例において用いられる装の内部
側面図である。 1・・7Jll熱市圧熱加圧印加・・陰極、3・・硬質
ガラス、4・・冷却水、5・・陰極、6・・窓、7・・
陽極、8・・旨次シラン導入口、9・・N20.NH,
導入口、10・・排気口、11 ・基板台、12 ヒー
ター、13・・基板、14・・反応室、15・・水素放
電管。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 光化学気相蒸着によシ薄膜を形成する方法において、エ
    ネルギ源とする光としてシューマン領域の元を用い、か
    つ薄膜を形成する原料の反応性化合物として5inH2
    n42 (n ==2 、3 、4 )を用いることを
    特徴とする薄膜形成方法。
JP11273483A 1983-06-24 1983-06-24 薄膜形成方法 Pending JPS605510A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11273483A JPS605510A (ja) 1983-06-24 1983-06-24 薄膜形成方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11273483A JPS605510A (ja) 1983-06-24 1983-06-24 薄膜形成方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS605510A true JPS605510A (ja) 1985-01-12

Family

ID=14594205

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11273483A Pending JPS605510A (ja) 1983-06-24 1983-06-24 薄膜形成方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS605510A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5279867A (en) * 1989-09-14 1994-01-18 L'air Liquide Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Process for producing a deposit of an inorganic and amorphous protective coating on an organic polymer substrate

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5279867A (en) * 1989-09-14 1994-01-18 L'air Liquide Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Process for producing a deposit of an inorganic and amorphous protective coating on an organic polymer substrate

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4495218A (en) Process for forming thin film
JPS61127121A (ja) 薄膜形成方法
JPS605510A (ja) 薄膜形成方法
JPS60190566A (ja) 窒化珪素作製方法
JP2616759B2 (ja) 薄膜形成方法
JPS61230326A (ja) 気相成長装置
JPS62126628A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH0674502B2 (ja) 半導体装置
JP3432013B2 (ja) 酸化膜の形成方法
JPH02234429A (ja) 窒化シリコン膜の製造方法
JPH0294430A (ja) 光cvd装置
JP3554032B2 (ja) 低温凝縮相からの成膜方法
JPS61288431A (ja) 絶縁層の製造方法
JPS59147435A (ja) 酸化シリコン膜の形成法
JPS61196528A (ja) 薄膜形成方法
JPS61113771A (ja) 窒化アルミニユ−ム作製方法
JPH0198221A (ja) 薄膜形成装置
JP2634051B2 (ja) 薄膜の成長方法
JPS627866A (ja) 薄膜形成方法
JPS6052579A (ja) 光学的窒化膜形成装置
JPH0257145B2 (ja)
JPS62159417A (ja) 光照射による薄膜気相成長法
JPH02310924A (ja) 絶縁膜の形成方法
JPS61230328A (ja) 気相成長装置
JPS6284512A (ja) 水素化アモルフアスシリコンゲルマニウムまたはゲルマニウム半導体膜の製造方法