JPS61208825A - 半導体薄膜 - Google Patents
半導体薄膜Info
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- JPS61208825A JPS61208825A JP60049231A JP4923185A JPS61208825A JP S61208825 A JPS61208825 A JP S61208825A JP 60049231 A JP60049231 A JP 60049231A JP 4923185 A JP4923185 A JP 4923185A JP S61208825 A JPS61208825 A JP S61208825A
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- Japan
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- compound
- semiconductor thin
- silicon
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02612—Formation types
- H01L21/02617—Deposition types
- H01L21/0262—Reduction or decomposition of gaseous compounds, e.g. CVD
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02518—Deposited layers
- H01L21/02521—Materials
- H01L21/02524—Group 14 semiconducting materials
- H01L21/02532—Silicon, silicon germanium, germanium
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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〕
本発明は半導体薄膜に関し、特に高い導電率を有する弗
素系非晶質シリコン膜に関する。
素系非晶質シリコン膜に関する。
弗素系非晶質シリコン膜はその優れた膜性能のために最
近よく研究されており、その用途は太陽電池、感光ドラ
ム、イメージセンサ−等の種々の薄膜半導体装置に開け
ている。
近よく研究されており、その用途は太陽電池、感光ドラ
ム、イメージセンサ−等の種々の薄膜半導体装置に開け
ている。
これらの半導体装置の性能を向上させるためには。
装置を構成する要素たる半導体薄膜の性能をまず向上さ
せねばならない。この性能の一つにｐ型の導電型を付与
する不純物の導入（以下不純物ドーピングと称す）によ
る価電子制御がある。たとえば、ｐ型の不純物ドーピン
グによりｐ型の導電型を与え、不純物量や薄膜の作製条
件等によりこの導電度の大きさを制御するものである。
せねばならない。この性能の一つにｐ型の導電型を付与
する不純物の導入（以下不純物ドーピングと称す）によ
る価電子制御がある。たとえば、ｐ型の不純物ドーピン
グによりｐ型の導電型を与え、不純物量や薄膜の作製条
件等によりこの導電度の大きさを制御するものである。
従来技術においては、不純物量、作製条件、作製方法な
どをいろいろと変化させることが試みられたが、導電度
は高々数Ｓ／ｃｒｎの程度であった。
どをいろいろと変化させることが試みられたが、導電度
は高々数Ｓ／ｃｒｎの程度であった。
すなわちこの導電度を大きくすることが太いに要求され
ていたにもかかわらず、これを達成することはできなか
った。
ていたにもかかわらず、これを達成することはできなか
った。
本発明の目的は新しい薄膜形成物質を用いる光分解法に
よりこの問題を解決しようとするものである。
よりこの問題を解決しようとするものである。
本発明はシリコン−弗素結合を有する化合物を水素の共
存下に紫外線を照射し、光分解により基体上に形成した
半導体薄膜である。また、本発明においてはシリコン−
弗素結合を有する化合物がＳ ＋ＨｎＦ４−ｎ（ｎ ＝
１〜３の整数）である。また。
存下に紫外線を照射し、光分解により基体上に形成した
半導体薄膜である。また、本発明においてはシリコン−
弗素結合を有する化合物がＳ ＋ＨｎＦ４−ｎ（ｎ ＝
１〜３の整数）である。また。
本発明においてはシリコン−弗素結合を有する化合物が
水素で希釈されて光分解反応器に送入されるものである
。また５本発明においてはシリコン−弗素結合を有する
化合物、水素およびジボランを含むガスを光分解するも
のである。また１本発明においては紫外線は低圧水銀ラ
ンプを光源として照射されることが好ましい。光分解反
応は水銀増感法により低圧水銀ランプを光源として行わ
れることが好ましい。
水素で希釈されて光分解反応器に送入されるものである
。また５本発明においてはシリコン−弗素結合を有する
化合物、水素およびジボランを含むガスを光分解するも
のである。また１本発明においては紫外線は低圧水銀ラ
ンプを光源として照射されることが好ましい。光分解反
応は水銀増感法により低圧水銀ランプを光源として行わ
れることが好ましい。
本発明に用いるシリコン−弗素結合を有する化合物は一
般式Ｓ ｉ ＨｎＦａ −ｎ （ｎ ＝ １〜３の整数
）で表されるものである。すなわち、ＳｉＨＦ３ 。
般式Ｓ ｉ ＨｎＦａ −ｎ （ｎ ＝ １〜３の整数
）で表されるものである。すなわち、ＳｉＨＦ３ 。
ＳｉＨ２Ｆ２およびＳｉＨ３Ｆで表される化合物であり
、ツレツレトリフロロシラン、ジフロロシランおよびモ
ノフロロシランと称せらるものである。以下これらを単
にフロロシラン類と総称する。これらは単独または混合
状態で用いることができるが、薄膜の作製においては単
独の方が用いるに容易であり、また、得られる薄膜の性
能も一定する。
、ツレツレトリフロロシラン、ジフロロシランおよびモ
ノフロロシランと称せらるものである。以下これらを単
にフロロシラン類と総称する。これらは単独または混合
状態で用いることができるが、薄膜の作製においては単
独の方が用いるに容易であり、また、得られる薄膜の性
能も一定する。
本発明において、フロロシラン類は水素の共存下すなわ
ち水素で希釈された状態で紫外線照射し光分解される。
ち水素で希釈された状態で紫外線照射し光分解される。
水素での希釈度合についてはフロロシラン類の体積の５
倍以上、好ましくは１０倍以上、特に好ましくは２０倍
以上が用いられる。
倍以上、好ましくは１０倍以上、特に好ましくは２０倍
以上が用いられる。
フロロシラン類ははじめから水素で希釈されていて光分
解反応器に送入されてもよいし、光分解反応容器の中で
前記の希釈度合を満足するように水素を添加し容器中で
混合することもできる。後者の場合においては希釈度合
は水素のフロロシラン類に対する光分解反応容器への供
給流量比がそれぞれ５倍以上、好ましくは１０倍以上、
特に好ましくは２０倍以上・となればよい。
解反応器に送入されてもよいし、光分解反応容器の中で
前記の希釈度合を満足するように水素を添加し容器中で
混合することもできる。後者の場合においては希釈度合
は水素のフロロシラン類に対する光分解反応容器への供
給流量比がそれぞれ５倍以上、好ましくは１０倍以上、
特に好ましくは２０倍以上・となればよい。
本発明において、得られる膜はｐ型の不純物ドーピング
が可能である。ｐ型の不純物であるところの■属のホウ
素化合物たとえばジボラン（Ｂ２Ｈωを光分解反応時に
フロロシラン類と共存させることによりｐ型の導電度を
与えることができる。ドーパントタルジボラン／フロロ
シラン類の容積パーセントは０．０１％〜１０チで充分
低抵抗のｐ型膜を得る。実施例に示すようにｐ型の不純
物の容積パーセントが０．６チと低い場合にも充分高い
導電度のｐ型膜を得ることができることは本発明の特徴
の一つである。
が可能である。ｐ型の不純物であるところの■属のホウ
素化合物たとえばジボラン（Ｂ２Ｈωを光分解反応時に
フロロシラン類と共存させることによりｐ型の導電度を
与えることができる。ドーパントタルジボラン／フロロ
シラン類の容積パーセントは０．０１％〜１０チで充分
低抵抗のｐ型膜を得る。実施例に示すようにｐ型の不純
物の容積パーセントが０．６チと低い場合にも充分高い
導電度のｐ型膜を得ることができることは本発明の特徴
の一つである。
光分解反応は水銀ランプ、希ガスランプ、水銀−希ガス
ランプ等が用いられる。これらの内でも特に水銀ランプ
の一種である低圧水銀ランプを用いることが実用上便利
である。
ランプ等が用いられる。これらの内でも特に水銀ランプ
の一種である低圧水銀ランプを用いることが実用上便利
である。
光分解反応は直接的にまたは増感剤に介して間接的に行
うことができる。これも実用的な観点か゛ら水銀を増感
剤とする水銀増感法が効果的に用いられる。
うことができる。これも実用的な観点か゛ら水銀を増感
剤とする水銀増感法が効果的に用いられる。
薄膜が形成される基体の温度は４００℃以下と比較的低
温でよい。基体の温度が２５０℃以下のさらに低温の条
件において薄膜の導電度が極めて向上することは本発明
のさらなる特徴の一つである。
温でよい。基体の温度が２５０℃以下のさらに低温の条
件において薄膜の導電度が極めて向上することは本発明
のさらなる特徴の一つである。
基体の温度の低下と共に光学バンドギャップは大きくな
り２ ｅＶを越える。これにもかかわらず得られる膜の
導電度は低下するどころか大きくなることは本発明のさ
らなる優れた特徴の一つである。
り２ ｅＶを越える。これにもかかわらず得られる膜の
導電度は低下するどころか大きくなることは本発明のさ
らなる優れた特徴の一つである。
光分解反応時の反応圧力、フロロシラン類およびｐ型の
不純物等の原料ガス流量、水銀溜の温度等についてはつ
ぎに示す成膜速度以外特に限定される条件はな（従来技
術における条件を用いて行われる。これらの条件は当然
のことながら薄膜の成膜速度に影響を与えるものである
。本発明を有効に実施するためには成膜速度をある程度
小さくすることが好ましい。高い導電度を得るためには
成膜速度は１人／秒、好ましくは００１Ｍ７秒以下にお
さえられる。この成膜速度は基体の温度にほとんど影響
されないので、その制御が容易であるということも本発
明のさらなる優れた特徴の一つである。
不純物等の原料ガス流量、水銀溜の温度等についてはつ
ぎに示す成膜速度以外特に限定される条件はな（従来技
術における条件を用いて行われる。これらの条件は当然
のことながら薄膜の成膜速度に影響を与えるものである
。本発明を有効に実施するためには成膜速度をある程度
小さくすることが好ましい。高い導電度を得るためには
成膜速度は１人／秒、好ましくは００１Ｍ７秒以下にお
さえられる。この成膜速度は基体の温度にほとんど影響
されないので、その制御が容易であるということも本発
明のさらなる優れた特徴の一つである。
〔発明を実施するための好ましい形態〕つぎに本発明の
実施の態様についてしるす。光透過窓、基体導入手段、
基体保持手段、基体加熱手段、ガス導入手段、真空排気
手段を少なくとも有する光分解反応器に基体を設置し真
空排気手段体を１００〜３００℃に加熱する。原料ガス
の導入にあたりその一部を水銀溜を経由させて該反応器
に導入する。水素を原料ガス流量の５倍量以上同時に導
入する。真空排気手段で該反応器の圧力を１０ Ｔｏｒ
ｒ以下として、低圧水銀ランプを点灯し反応を開始する
。同ランプ点灯と共に薄膜の形成がはじまるので成膜速
度を考慮にいれて必要膜厚になる時間において同ランプ
を消灯する。また、膜厚モニターによって膜厚を計測し
つつ成膜時間を決めることもできる。光分解反応器の光
透過窓に高沸点油を塗布しておくことにより、光透過窓
への膜形成を抑えることができる。
実施の態様についてしるす。光透過窓、基体導入手段、
基体保持手段、基体加熱手段、ガス導入手段、真空排気
手段を少なくとも有する光分解反応器に基体を設置し真
空排気手段体を１００〜３００℃に加熱する。原料ガス
の導入にあたりその一部を水銀溜を経由させて該反応器
に導入する。水素を原料ガス流量の５倍量以上同時に導
入する。真空排気手段で該反応器の圧力を１０ Ｔｏｒ
ｒ以下として、低圧水銀ランプを点灯し反応を開始する
。同ランプ点灯と共に薄膜の形成がはじまるので成膜速
度を考慮にいれて必要膜厚になる時間において同ランプ
を消灯する。また、膜厚モニターによって膜厚を計測し
つつ成膜時間を決めることもできる。光分解反応器の光
透過窓に高沸点油を塗布しておくことにより、光透過窓
への膜形成を抑えることができる。
本発明により得られる半導体薄膜は導電度が２０Ｓ／Ｃ
ｙＬを越える低抵抗膜であり、かつ、光学バンドギャッ
プは１．８〜２，２ ｅＶを有するところに特徴がある
。これらの低抵抗膜は基体の温度が２５０℃以下で形成
されるものであり、半導体薄膜や半導体装置の低温形成
を目指している半導体装置の製造分野において極めて有
用な技術を提供するものである。
ｙＬを越える低抵抗膜であり、かつ、光学バンドギャッ
プは１．８〜２，２ ｅＶを有するところに特徴がある
。これらの低抵抗膜は基体の温度が２５０℃以下で形成
されるものであり、半導体薄膜や半導体装置の低温形成
を目指している半導体装置の製造分野において極めて有
用な技術を提供するものである。
以下実施例を示し本発明をさらに具体的に説明する。
実施例
第１図に示すところの紫外光透過窓１．基体導入手段２
．基体保持手段３．基体加熱手段４．ガス導入手段５．
真空排気手段６を有す光分解反応器７を用いる。基体導
入手段２を用いて膜付のための基体８であるところのガ
ラス板を基体保持手段に設置する。真空排気手段で真空
排気しつつ基体加熱手段により基体を２００℃に加熱し
た。ついでジフロロ７ラン／ジボラン／水素ヲ１００
／ ０，６／ ５００−２０００ の流量比で導入し
、真空排気手段に設備されている調節弁９で２Ｔｏｒｒ
の圧力に保持する。導管１０より導入されるジフロロシ
ランの内の一部を約４０°Ｃに加熱された水銀溜１１の
上を通過させて導入する。なお、１３はジボラン、１４
は水素の導入管である。基体の温度および光分解反応器
内の圧力が一定となった時低圧水銀２ンブ１２を点灯し
、膜厚が約５０００式になった時に消灯する。水素／ジ
フロロ７ランの流量比を５゜１０．１５および２０に変
化させた時の導電度を第１図に示した。水素／ジフロロ
シランの流量比が約１０を越えるところから導電度は急
激に向上し、水素／ジフロロシランの流量比が２０の時
には光学パッドギャップ約２ｅＶで導電度２０Ｓ／儂を
有するｐ型の半導体薄膜を得ることができた。
．基体保持手段３．基体加熱手段４．ガス導入手段５．
真空排気手段６を有す光分解反応器７を用いる。基体導
入手段２を用いて膜付のための基体８であるところのガ
ラス板を基体保持手段に設置する。真空排気手段で真空
排気しつつ基体加熱手段により基体を２００℃に加熱し
た。ついでジフロロ７ラン／ジボラン／水素ヲ１００
／ ０，６／ ５００−２０００ の流量比で導入し
、真空排気手段に設備されている調節弁９で２Ｔｏｒｒ
の圧力に保持する。導管１０より導入されるジフロロシ
ランの内の一部を約４０°Ｃに加熱された水銀溜１１の
上を通過させて導入する。なお、１３はジボラン、１４
は水素の導入管である。基体の温度および光分解反応器
内の圧力が一定となった時低圧水銀２ンブ１２を点灯し
、膜厚が約５０００式になった時に消灯する。水素／ジ
フロロ７ランの流量比を５゜１０．１５および２０に変
化させた時の導電度を第１図に示した。水素／ジフロロ
シランの流量比が約１０を越えるところから導電度は急
激に向上し、水素／ジフロロシランの流量比が２０の時
には光学パッドギャップ約２ｅＶで導電度２０Ｓ／儂を
有するｐ型の半導体薄膜を得ることができた。
このように、２００°Ｃと低い基体の温度において高い
導電度を達成できる本発明は半導体装置の製造の低温化
に極めて有効な発明である。
導電度を達成できる本発明は半導体装置の製造の低温化
に極めて有効な発明である。
第１図は本発明を実施するための光分解反応器の模式図
である。 第２図は本発明の実施例の結果を示すグラフである。横
軸は水素／ジフロロシランの流量比を。 縦軸は導電度をしめす。 特許出願人 三井東圧化学株式会社 第１図
である。 第２図は本発明の実施例の結果を示すグラフである。横
軸は水素／ジフロロシランの流量比を。 縦軸は導電度をしめす。 特許出願人 三井東圧化学株式会社 第１図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）、シリコン−弗素結合を有する化合物を水素の共存
下に紫外線を照射し、光分解により基体上に形成した半
導体薄膜。 ２）、シリコン−弗素結合を有する化合物がＳｉＨ＿ｎ
Ｆ＿４＿−＿ｎ（ｎ＝１〜３の整数）である特許請求の
範囲第一項記載の半導体薄膜。 ３）、シリコン−弗素結合を有する化合物が水素で希釈
されて光分解反応器に送入される特許請求の範囲第一項
記載の半導体薄膜。 ４）、シリコン−弗素結合を有する化合物、水素および
ジボランを含むガスを光分解する特許請求の範囲第一項
記載の半導体薄膜。 ５）、紫外線は低圧水銀ランプを光源として照射される
特許請求の範囲第一項記載の半導体薄膜。 ６）、光分解反応は水銀増感法により低圧水銀ランプを
光源として行われる特許請求の範囲第一項記載の半導体
薄膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60049231A JPH0650726B2 (ja) | 1985-03-14 | 1985-03-14 | 半導体薄膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60049231A JPH0650726B2 (ja) | 1985-03-14 | 1985-03-14 | 半導体薄膜 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61208825A true JPS61208825A (ja) | 1986-09-17 |
| JPH0650726B2 JPH0650726B2 (ja) | 1994-06-29 |
Family
ID=12825125
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60049231A Expired - Fee Related JPH0650726B2 (ja) | 1985-03-14 | 1985-03-14 | 半導体薄膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0650726B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62221109A (ja) * | 1986-03-24 | 1987-09-29 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 被膜作製方法 |
-
1985
- 1985-03-14 JP JP60049231A patent/JPH0650726B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62221109A (ja) * | 1986-03-24 | 1987-09-29 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 被膜作製方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0650726B2 (ja) | 1994-06-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |