JPS607718A - アモルフアスシリコンカ−バイド膜の製造方法 - Google Patents
アモルフアスシリコンカ−バイド膜の製造方法Info
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- JPS607718A JPS607718A JP11775383A JP11775383A JPS607718A JP S607718 A JPS607718 A JP S607718A JP 11775383 A JP11775383 A JP 11775383A JP 11775383 A JP11775383 A JP 11775383A JP S607718 A JPS607718 A JP S607718A
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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】
く技術分野〉
本発明はアモルファスシリコンカーバイド(a−5ix
Cl −x )膜の製造方法に関し、特にスパッタリン
グ時の基板温度を制御したa −S I XCl −X
膜の製造方法に関するものである。
Cl −x )膜の製造方法に関し、特にスパッタリン
グ時の基板温度を制御したa −S I XCl −X
膜の製造方法に関するものである。
〈従来技術〉
従来の単結晶材料を用いた半導体素子に加えて、近年ア
モルファス(非晶質)の薄膜半導体材料を利用した半導
体素子の研究が活発に推し進められている。特にa−5
i)(C+−8膜は、例えば光が照射された状態で顕著
な光導電特性を示しかつ材料入手も容易であるという理
由から半導体材料としての注目を集めている。a−si
Xcl−X膜はプラズマCVD法、グロー放電法、反応
性スパッタリング法、イオンブレーティング法等種々の
作製方法が提案されているが、従来のa−5iXC1−
エ膜作製方法に於いては、光導電特性や比抵抗等の電気
的緒特性を製造条件によって充分に制御することができ
ず、半導体材料として実用化するにI″i量産性、再現
性の点で問題があった。
モルファス(非晶質)の薄膜半導体材料を利用した半導
体素子の研究が活発に推し進められている。特にa−5
i)(C+−8膜は、例えば光が照射された状態で顕著
な光導電特性を示しかつ材料入手も容易であるという理
由から半導体材料としての注目を集めている。a−si
Xcl−X膜はプラズマCVD法、グロー放電法、反応
性スパッタリング法、イオンブレーティング法等種々の
作製方法が提案されているが、従来のa−5iXC1−
エ膜作製方法に於いては、光導電特性や比抵抗等の電気
的緒特性を製造条件によって充分に制御することができ
ず、半導体材料として実用化するにI″i量産性、再現
性の点で問題があった。
〈発明の目的〉
本発明は上述の問題点に鑑み、反応性スパッタリング法
による薄膜作製技術を導入するとともにスパッタリング
時の基板温度を制御することにょシ、半導体電子材料と
して有用な良質のa −51)(CI−z膜を得ること
のできるa 5ixCl−X膜の製造方法を提供するこ
とを目的とする。
による薄膜作製技術を導入するとともにスパッタリング
時の基板温度を制御することにょシ、半導体電子材料と
して有用な良質のa −51)(CI−z膜を得ること
のできるa 5ixCl−X膜の製造方法を提供するこ
とを目的とする。
〈構成及び効果〉
アモルファス膜の電気的膜特性は膜作製時の基板温度に
大きく依存する。これは、膜特性を決定する2つの要因
即ちSi とCでアモルファスヲ形成する際のネットワ
ークの組み方及びアモルファス膜中に含有される水素量
が、膜作製時の基板温度の変化によって大きく影響を受
けるためであると考えられる。従って本発明は、a−5
i)(C+−x膜を反応性スパッタリング法で作製する
際に原料ガス及びターゲットエリa−stxcl−8を
生成する基板の温度を300℃〜450℃に保持し、こ
れによって電気的膜特性を良好に制御するとともに良質
のa−3iXC1−>(膜を作製するように構成されて
いる。
大きく依存する。これは、膜特性を決定する2つの要因
即ちSi とCでアモルファスヲ形成する際のネットワ
ークの組み方及びアモルファス膜中に含有される水素量
が、膜作製時の基板温度の変化によって大きく影響を受
けるためであると考えられる。従って本発明は、a−5
i)(C+−x膜を反応性スパッタリング法で作製する
際に原料ガス及びターゲットエリa−stxcl−8を
生成する基板の温度を300℃〜450℃に保持し、こ
れによって電気的膜特性を良好に制御するとともに良質
のa−3iXC1−>(膜を作製するように構成されて
いる。
本発明によシ得られるa−5ixC1−X膜は比抵抗が
高くかつ光学的エネルギーギャップが犬なる薄膜として
形成される。本発明(はこのような半導体材料として適
するas]XcI−X 膜を再現性良く大量生産するこ
とが可能である。
高くかつ光学的エネルギーギャップが犬なる薄膜として
形成される。本発明(はこのような半導体材料として適
するas]XcI−X 膜を再現性良く大量生産するこ
とが可能である。
〈実施例〉
以下、本発明の1実施例として水素で安定化された水素
化アモルファスシリコンカーバイト(a−siXcl−
x : H)膜の作製方法について説明する。
化アモルファスシリコンカーバイト(a−siXcl−
x : H)膜の作製方法について説明する。
第1図はa−8i)(C1−x : H膜を作製するた
めのスパッタリング装置である。反応室1内にけaS
i X C1−X ”膜を作製するだめの基板2及びS
i源となるSlターゲット3が対向配置されている。ま
た反応室1は真空系4及び混合ガス供給系5に連結され
ている。混合ガス供給系5はC及びH源となるCa H
g (又はCH4)ガスを供給する原料ガス源61 S
i ターゲット3を効率よくスパッタするためのArガ
ス供給源7及びH2ガス供給源8に連結されており、混
合器9を介してCa H8(又はCH4)、Ar及びH
2の混合ガスが流量及び分圧を制御されながら混合ガス
供給系5より反応室l内に搬送される。反応室1の周囲
には磁場コイルIOが巻回され、磁場コイル10及び基
板2とSi ターゲット3間に高周波電源11fi)う
I 3.56 MH2の高周波電力が印加されることに
よ)、上記混合ガス雰囲気下でのSi ターゲット3の
スパッタリングが行なわれ、基板2上にa 5t)(C
1−>(:H膜の成膜が行われる。
めのスパッタリング装置である。反応室1内にけaS
i X C1−X ”膜を作製するだめの基板2及びS
i源となるSlターゲット3が対向配置されている。ま
た反応室1は真空系4及び混合ガス供給系5に連結され
ている。混合ガス供給系5はC及びH源となるCa H
g (又はCH4)ガスを供給する原料ガス源61 S
i ターゲット3を効率よくスパッタするためのArガ
ス供給源7及びH2ガス供給源8に連結されており、混
合器9を介してCa H8(又はCH4)、Ar及びH
2の混合ガスが流量及び分圧を制御されながら混合ガス
供給系5より反応室l内に搬送される。反応室1の周囲
には磁場コイルIOが巻回され、磁場コイル10及び基
板2とSi ターゲット3間に高周波電源11fi)う
I 3.56 MH2の高周波電力が印加されることに
よ)、上記混合ガス雰囲気下でのSi ターゲット3の
スパッタリングが行なわれ、基板2上にa 5t)(C
1−>(:H膜の成膜が行われる。
上記工程で作製されるa−5i)< CI−X : H
膜中の水素の含有量及び結合状態は膜の膜特性に影響し
、特に光導電性や比抵抗はアモルファス膜の安定化に寄
与している水素量と密接な関係があろう第2図けH2ガ
ス添加の効果を示す赤外線吸収スペクトルで、同図中曲
線11はArとC3H8の混合ガスでSi ターゲット
をスパッタして作製した従来のa−5ixC1−X膜1
曲線7?2はArとC5Hg混合ガスに更にH2ガスを
加えてスパッタリングして作製した上記実施例によるa
−5ixCI−x:H膜の夫々の赤外線吸収スペクトル
であ・る0曲線7?1.12共に矢印P1で示す様に8
00α刊 付近に大きな吸収ピークが存在し、このピー
クはSiとCとの結合(Si−C結合と記す)に基くも
のであることから、どちらの膜中にもS i −C結合
が大量に存在することがわかる。なおピークの位置が8
00 cvr−’から少しずれているのは、640cn
+’にS i −H結合の吸収ピークが存在することに
起因するものである。矢印P2で示す840〜900C
rn−’付近には5i−H結合、矢印P3で示すl 0
00an−1付近にはC−H結合、更に矢印P4で示す
2000〜2100cm−’ 付近にはS i−H結合
の存在を示す吸収ピークが現われている。これら水素に
関連したS i −H及びC−H結合に基いて生じる吸
収ピークは、曲線11では浅いがH2ガスを添加]−て
スパッタリングした曲線12のa、、 −S i X
C1−x:H膜では、深いピークが明瞭に現われており
、水素が結合中に含まれていることがわかる。上記吸収
ピークの深さけ安定化に寄与している水素量に関係し、
従って作製されたa 5i)(C1−yH:H膜として
の電気的膜特性とも相関関係を有し、水素量及び結合状
態を制御することによって膜の諸特性、特に電気的特性
を制御することができる。
膜中の水素の含有量及び結合状態は膜の膜特性に影響し
、特に光導電性や比抵抗はアモルファス膜の安定化に寄
与している水素量と密接な関係があろう第2図けH2ガ
ス添加の効果を示す赤外線吸収スペクトルで、同図中曲
線11はArとC3H8の混合ガスでSi ターゲット
をスパッタして作製した従来のa−5ixC1−X膜1
曲線7?2はArとC5Hg混合ガスに更にH2ガスを
加えてスパッタリングして作製した上記実施例によるa
−5ixCI−x:H膜の夫々の赤外線吸収スペクトル
であ・る0曲線7?1.12共に矢印P1で示す様に8
00α刊 付近に大きな吸収ピークが存在し、このピー
クはSiとCとの結合(Si−C結合と記す)に基くも
のであることから、どちらの膜中にもS i −C結合
が大量に存在することがわかる。なおピークの位置が8
00 cvr−’から少しずれているのは、640cn
+’にS i −H結合の吸収ピークが存在することに
起因するものである。矢印P2で示す840〜900C
rn−’付近には5i−H結合、矢印P3で示すl 0
00an−1付近にはC−H結合、更に矢印P4で示す
2000〜2100cm−’ 付近にはS i−H結合
の存在を示す吸収ピークが現われている。これら水素に
関連したS i −H及びC−H結合に基いて生じる吸
収ピークは、曲線11では浅いがH2ガスを添加]−て
スパッタリングした曲線12のa、、 −S i X
C1−x:H膜では、深いピークが明瞭に現われており
、水素が結合中に含まれていることがわかる。上記吸収
ピークの深さけ安定化に寄与している水素量に関係し、
従って作製されたa 5i)(C1−yH:H膜として
の電気的膜特性とも相関関係を有し、水素量及び結合状
態を制御することによって膜の諸特性、特に電気的特性
を制御することができる。
水素量及び結合状態の制御は混合ガス中の水素ガスの割
合、流量7分圧等を選定することによって行なわれる。
合、流量7分圧等を選定することによって行なわれる。
次にスパッタリング時の基板2の温度と得られるa−5
ixC1−x ’H膜の電気的特性との関係について説
明する。rfパワー、磁場の強さ、各ガス分圧、背圧、
その他の製造条件を一定とし、基板2の温度のみを変化
させてa 5i)(CI−)(:H膜を作製してその比
抵抗及び光学的エネルギーギャップをそれぞれ電圧−電
流特性の測定及び可視光透過スペクトルの測定によりめ
た。
ixC1−x ’H膜の電気的特性との関係について説
明する。rfパワー、磁場の強さ、各ガス分圧、背圧、
その他の製造条件を一定とし、基板2の温度のみを変化
させてa 5i)(CI−)(:H膜を作製してその比
抵抗及び光学的エネルギーギャップをそれぞれ電圧−電
流特性の測定及び可視光透過スペクトルの測定によりめ
た。
第3図に比抵抗の基板温度依存性を示す。図より明らか
な如く、基板温度が約370℃で比抵抗値は極大となシ
、300℃乃至450℃の範囲で比抵抗は高い値を呈す
る。従って、基板温度を300℃乃至450℃、望まし
くけ350℃乃至400℃の範囲に選定してスパッタす
ることにより実用に適する高い比抵抗値のa −S i
x C+−x:H膜を得ることができる。
な如く、基板温度が約370℃で比抵抗値は極大となシ
、300℃乃至450℃の範囲で比抵抗は高い値を呈す
る。従って、基板温度を300℃乃至450℃、望まし
くけ350℃乃至400℃の範囲に選定してスパッタす
ることにより実用に適する高い比抵抗値のa −S i
x C+−x:H膜を得ることができる。
第4図はa−5i)(cl−x : H膜の光学的エネ
ルギーギャップと基板温度との関係を示す。基板温度が
約360℃で光学的エネルギーギャップは約2.73e
Vと最大値を呈し、上記同様に300℃乃至450℃の
範囲で光学的エネルギーギャップ′は高い値を示してい
る。これは、赤外線吸収測定に於いてSi とCの結合
による赤外吸収強度がこの温度範囲で最大になることか
ら同温度範囲でSiとCとのネットワーク化が最も進行
するためであると考えられる。
ルギーギャップと基板温度との関係を示す。基板温度が
約360℃で光学的エネルギーギャップは約2.73e
Vと最大値を呈し、上記同様に300℃乃至450℃の
範囲で光学的エネルギーギャップ′は高い値を示してい
る。これは、赤外線吸収測定に於いてSi とCの結合
による赤外吸収強度がこの温度範囲で最大になることか
ら同温度範囲でSiとCとのネットワーク化が最も進行
するためであると考えられる。
以上より、スパッタリング過程で基板温度を300℃乃
至450℃の範囲に保持し、反応性スパッタリング法で
原料ガス及びS1ターゲット3から基板上に良質のa
5iXC1−x:H膜を作製することができる。また得
られる膜の電気的特性は均一でかつ実用に適するものと
なる。尚、原料ガスに含有される水素ガスの量を適宜選
定してa−SiXC1−3(:H膜中の水素量を制御す
ることにより希望する電気的特性のa−5ixCI−x
:H膜が得ら社ることになる。
至450℃の範囲に保持し、反応性スパッタリング法で
原料ガス及びS1ターゲット3から基板上に良質のa
5iXC1−x:H膜を作製することができる。また得
られる膜の電気的特性は均一でかつ実用に適するものと
なる。尚、原料ガスに含有される水素ガスの量を適宜選
定してa−SiXC1−3(:H膜中の水素量を制御す
ることにより希望する電気的特性のa−5ixCI−x
:H膜が得ら社ることになる。
第1図はa−3ixC+−x:H膜を作製するためのス
パッタリング装置の構成図である。 第2図は作製されたa −Siy、 CI−X :H膜
の赤外線吸収スペクトル図である。 第3図はa−5ixC+−x:Hスノくツタ膜の比抵抗
の基板温度依存性を示す特性図である。 第4図はa−5ixCI−x:Hスノくツタ膜の光学的
エネルギーギャップの基板温度依存性を示す特性図であ
る。 l・・・反応室 2・・・基板 3・S1ターゲット5
・・ガス供給系 6・・・原料ガス源 7・・Ar ガ
ス供給源 8・・・H2ガス供給源 代理人 弁理士 福 士 愛 彦(他2名)纂扱温度(
′C) 基倣温尼(°C)
パッタリング装置の構成図である。 第2図は作製されたa −Siy、 CI−X :H膜
の赤外線吸収スペクトル図である。 第3図はa−5ixC+−x:Hスノくツタ膜の比抵抗
の基板温度依存性を示す特性図である。 第4図はa−5ixCI−x:Hスノくツタ膜の光学的
エネルギーギャップの基板温度依存性を示す特性図であ
る。 l・・・反応室 2・・・基板 3・S1ターゲット5
・・ガス供給系 6・・・原料ガス源 7・・Ar ガ
ス供給源 8・・・H2ガス供給源 代理人 弁理士 福 士 愛 彦(他2名)纂扱温度(
′C) 基倣温尼(°C)
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、原料ガスとターゲットから反応性スパッタリングに
より基板上にアモルファスシリコンカーバイド膜を形成
するアモルファスシリコンカーバイド膜の製造方法に於
いて、スパッタリング過程で前記基板の温度を300℃
乃至450℃の範囲に保持することを特徴とするアモル
ファスシリコンカーバイド膜の製造方法。 2 原料ガスに水素ガスを含有させるとともにその含有
量を適宜選定して水素化されたアモルファスシリコンカ
ーバイド膜を作製する特許請求の範囲第1項記載のアモ
ルファスシリコンカーバイド膜の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11775383A JPS607718A (ja) | 1983-06-27 | 1983-06-27 | アモルフアスシリコンカ−バイド膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11775383A JPS607718A (ja) | 1983-06-27 | 1983-06-27 | アモルフアスシリコンカ−バイド膜の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS607718A true JPS607718A (ja) | 1985-01-16 |
JPH0429218B2 JPH0429218B2 (ja) | 1992-05-18 |
Family
ID=14719463
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11775383A Granted JPS607718A (ja) | 1983-06-27 | 1983-06-27 | アモルフアスシリコンカ−バイド膜の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS607718A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61243166A (ja) * | 1985-04-18 | 1986-10-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 硬質膜およびその製造方法 |
JPS627848A (ja) * | 1985-07-04 | 1987-01-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 耐摩耗膜およびその製造方法 |
CN102251220A (zh) * | 2010-05-19 | 2011-11-23 | 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 | 混合气体供给系统、溅镀装置及溅镀方法 |
-
1983
- 1983-06-27 JP JP11775383A patent/JPS607718A/ja active Granted
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
J.APPL.PHYS=1979 * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61243166A (ja) * | 1985-04-18 | 1986-10-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 硬質膜およびその製造方法 |
JPS627848A (ja) * | 1985-07-04 | 1987-01-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 耐摩耗膜およびその製造方法 |
CN102251220A (zh) * | 2010-05-19 | 2011-11-23 | 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 | 混合气体供给系统、溅镀装置及溅镀方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0429218B2 (ja) | 1992-05-18 |
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