JPS61234533A - 窒化珪素被膜作成方法 - Google Patents
窒化珪素被膜作成方法Info
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- JPS61234533A JPS61234533A JP60078001A JP7800185A JPS61234533A JP S61234533 A JPS61234533 A JP S61234533A JP 60078001 A JP60078001 A JP 60078001A JP 7800185 A JP7800185 A JP 7800185A JP S61234533 A JPS61234533 A JP S61234533A
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- silicon
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- 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
- H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
- H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
- H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
- H01L21/02123—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon
- H01L21/0217—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon the material being a silicon nitride not containing oxygen, e.g. SixNy or SixByNz
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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】
「産業上の利用分野」
本発明は、光電変換半導体装置、非線型素子等に応用可
能な窒化珪素、非単結晶半導体被膜を作成する方法に関
したものである。
能な窒化珪素、非単結晶半導体被膜を作成する方法に関
したものである。
「従来の技術」
従来、光電変換半導体装置、非線型特性を有する半導体
装置に用いられている窒化珪素半導体Φ作成方法として
は、グロー放電法を用いたプラズマ気相反応方法または
水銀（Ｈｇ）増感を用いた光気相反応法等によりシラン
（ＳｉＨ４）とアンモニア（ＮＨ３）とを反応させ、２
００〜４００℃に保持された基板上に被膜を形成してい
た。また反応性気体として他にジシラン等のポリ、シラ
ン、ヒドラジン（Ｎ２Ｈ４）等を用いていた。
装置に用いられている窒化珪素半導体Φ作成方法として
は、グロー放電法を用いたプラズマ気相反応方法または
水銀（Ｈｇ）増感を用いた光気相反応法等によりシラン
（ＳｉＨ４）とアンモニア（ＮＨ３）とを反応させ、２
００〜４００℃に保持された基板上に被膜を形成してい
た。また反応性気体として他にジシラン等のポリ、シラ
ン、ヒドラジン（Ｎ２Ｈ４）等を用いていた。
「発明が解決しようとする問題点」
しかしながら、これら従来の窒化珪素作成方法は、プラ
ズマ気相法において良好な膜質の窒化珪素早導体を得る
には低出力で成膜する必要があり、そのため成膜速度が
非常に遅いという問題がある。
ズマ気相法において良好な膜質の窒化珪素早導体を得る
には低出力で成膜する必要があり、そのため成膜速度が
非常に遅いという問題がある。
また光気相反応法においてはプラズマ気相法のような問
題は比較的少ないが、成膜速度が非常に遅く、成膜速度
を上げるため人体に有害な水銀（Ｈｇ）を用いる必要が
あった。
題は比較的少ないが、成膜速度が非常に遅く、成膜速度
を上げるため人体に有害な水銀（Ｈｇ）を用いる必要が
あった。
「問題点を解決するための手段」
本発明は、Ｎ−Ｈ結合、Ｓｉ−Ｈ結合、Ｎ −Ｓｔ結合
をそれぞれ少なくとも１つ以上有する珪素と窒素と水素
原子からなる化合物、例えばジラザンＨ３Ｓｉ （Ｎ）
ｌｓｉＨｌ） ｐａ ＮＨＳｉＨ３（ｍ≧Ｏ）、シリル
アミン（Ｈ−３ｉ）−ＮＨｚ−（ｎ ＝ １〜３ ）等
と水素化シラン（Ｓ ｉｉ Ｈｔ ％＋ ｚ 〜＝１〜
３）の反応性混合物に対し電気エネルギまたは光エネル
ギまたはそれらに相当するエネルギを加えてＳｉ３Ｎａ
−ｘ （０≦ｘ〈４）を主成分とする窒化珪素被膜を作
成する方法である。
をそれぞれ少なくとも１つ以上有する珪素と窒素と水素
原子からなる化合物、例えばジラザンＨ３Ｓｉ （Ｎ）
ｌｓｉＨｌ） ｐａ ＮＨＳｉＨ３（ｍ≧Ｏ）、シリル
アミン（Ｈ−３ｉ）−ＮＨｚ−（ｎ ＝ １〜３ ）等
と水素化シラン（Ｓ ｉｉ Ｈｔ ％＋ ｚ 〜＝１〜
３）の反応性混合物に対し電気エネルギまたは光エネル
ギまたはそれらに相当するエネルギを加えてＳｉ３Ｎａ
−ｘ （０≦ｘ〈４）を主成分とする窒化珪素被膜を作
成する方法である。
「作用」
本発明方法により、被膜の形成が１００〜２００℃の低
い温度、例えば１５０℃で可能となり、かつ下地基板の
損傷を除去することができる。さらにＰまたはＮ型の窒
化珪素膜とするとともに、光電変換装置の広いエネルギ
バンド巾のＰまたはＮ型半導体として有効である。
い温度、例えば１５０℃で可能となり、かつ下地基板の
損傷を除去することができる。さらにＰまたはＮ型の窒
化珪素膜とするとともに、光電変換装置の広いエネルギ
バンド巾のＰまたはＮ型半導体として有効である。
以下、この発明の実施例を図面を用いて説明する。
「実施例１」
本実施例においては、窒素、珪素、水素化合物としてト
リシリルアミン（（ＨｉＳｉ） Ｊ） 、水素化シラン
として５ｔ２Ｈｂジシランを用いた。作成法としては光
気相反応法（光ＣＶＤ法）にて行った。本実施例にて使
用した装置の概略図を第２図に示す。
リシリルアミン（（ＨｉＳｉ） Ｊ） 、水素化シラン
として５ｔ２Ｈｂジシランを用いた。作成法としては光
気相反応法（光ＣＶＤ法）にて行った。本実施例にて使
用した装置の概略図を第２図に示す。
第２図において、ヒータ（４）、ヒータカバー（７）上
に接して基板（５）が配されている。ガスライン（９）
よりトリシリルアミンをガスライン（１０）よりジシラ
ンを流量比（Ｈ３Ｓｉ） Ｊ／ＳｉｚＨｂ ＝ １０／
１で反応室（３）に導入し、コンダクタンスバルブ（１
４）にて反応室内圧力を５ｔｏｒｒに設定した。この時
基板（５）はヒーター（４）によって１００〜４００℃
に保たれている。さらに低圧水銀灯（６）により１８４
ｎｍの波長の光を含む３００ｎｍ以下の紫外光を照射し
、光化学反応を行い、基板上に窒化珪素被膜を形成した
。
に接して基板（５）が配されている。ガスライン（９）
よりトリシリルアミンをガスライン（１０）よりジシラ
ンを流量比（Ｈ３Ｓｉ） Ｊ／ＳｉｚＨｂ ＝ １０／
１で反応室（３）に導入し、コンダクタンスバルブ（１
４）にて反応室内圧力を５ｔｏｒｒに設定した。この時
基板（５）はヒーター（４）によって１００〜４００℃
に保たれている。さらに低圧水銀灯（６）により１８４
ｎｍの波長の光を含む３００ｎｍ以下の紫外光を照射し
、光化学反応を行い、基板上に窒化珪素被膜を形成した
。
光化学反応用光源部（６）はバルブ（１３）により反応
室とまったく同じ圧力にした上、バルブ（１２）よりＮ
、、Ｈｅ等不活性ガスを導入し、紫外域での波長の光の
吸収を極力低くおさえた。また低圧水銀灯（６）の本数
または種類を変えて同様に成膜した結果、第１図直線１
のような関係が得られた。
室とまったく同じ圧力にした上、バルブ（１２）よりＮ
、、Ｈｅ等不活性ガスを導入し、紫外域での波長の光の
吸収を極力低くおさえた。また低圧水銀灯（６）の本数
または種類を変えて同様に成膜した結果、第１図直線１
のような関係が得られた。
また比較の為、まったく同一の反応装置を用いて、ガス
ライン（１１）によりアンモニア（ＮＨ：ｌ）を流量比
Ｎｌｈ／ＳｉｚＦｌｂ ＝５／１で反応室に導入し、同
様の実験を行った結果を第１図の直線２に示す。
ライン（１１）によりアンモニア（ＮＨ：ｌ）を流量比
Ｎｌｈ／ＳｉｚＦｌｂ ＝５／１で反応室に導入し、同
様の実験を行った結果を第１図の直線２に示す。
この時、本発明方法により得られた厚さ約２０００人の
窒化珪素被膜のＣ−Ｖ特性を測定し、得られた界面単位
は１．２ ＸＩＯｌｃｍ−”ときわめて少な（、非常に
良好な膜質の被膜であった。
窒化珪素被膜のＣ−Ｖ特性を測定し、得られた界面単位
は１．２ ＸＩＯｌｃｍ−”ときわめて少な（、非常に
良好な膜質の被膜であった。
「実施例２」
本実施例においても、実施例１と同様、トリシリルアミ
ンとジシランを用い、公知のプラズマＣＶＤ装置を用い
て形成した。両物質を流量比（）１３ｓｉ）Ｊ／５ｔｚ
Ｈ６＝２０／１で、さらにＮ型不純物としてフォスヒン
（ＰＨ３）を１．０〜０．００１χ、本実施例では０．
０１χ加え、反応室圧力Ｑ、１ｔｏｒｒ 、基板温度３
００℃、ＲＦＰｏｗｅｒ １０ｍｗ／ｃｍ”で窒化珪素
膜を形成したところ、Ｎ型の導電型を有し、その電導度
は５Ｘ１０−’（Ωｃｍ）−’の特性値が得られた。こ
の時、この膜の光学的エネルギギャップは１ 、９５ｅ
Ｖであった。
ンとジシランを用い、公知のプラズマＣＶＤ装置を用い
て形成した。両物質を流量比（）１３ｓｉ）Ｊ／５ｔｚ
Ｈ６＝２０／１で、さらにＮ型不純物としてフォスヒン
（ＰＨ３）を１．０〜０．００１χ、本実施例では０．
０１χ加え、反応室圧力Ｑ、１ｔｏｒｒ 、基板温度３
００℃、ＲＦＰｏｗｅｒ １０ｍｗ／ｃｍ”で窒化珪素
膜を形成したところ、Ｎ型の導電型を有し、その電導度
は５Ｘ１０−’（Ωｃｍ）−’の特性値が得られた。こ
の時、この膜の光学的エネルギギャップは１ 、９５ｅ
Ｖであった。
「効果」
本発明は出発材料としてはじめから５ｔ−Ｎ結合を有す
る化合物を用いた為に、反応性混合物を分解し膜を形成
する際に加えるエネルギが少なくてすむ。そのため、被
膜を形成する下地基板をスパッタすることがなく、下地
にダメージを与えず、膜を形成することができた。
る化合物を用いた為に、反応性混合物を分解し膜を形成
する際に加えるエネルギが少なくてすむ。そのため、被
膜を形成する下地基板をスパッタすることがなく、下地
にダメージを与えず、膜を形成することができた。
さらに本発明の方法を用いて、半導体装置（例えば太陽
電池や非線型素子）を作成した場合、下層よりの不純物
の混入が少なく、良好な特性が得られた。
電池や非線型素子）を作成した場合、下層よりの不純物
の混入が少なく、良好な特性が得られた。
また光気相反応のはあい、従来よりも低い温度で膜を形
成することが可能なため、化合物半導体（例えばＩｎＰ
等）を用いた高い温度に保持できない半導体装置のファ
イルパッシベイション膜等に使用することが可能である
。
成することが可能なため、化合物半導体（例えばＩｎＰ
等）を用いた高い温度に保持できない半導体装置のファ
イルパッシベイション膜等に使用することが可能である
。
第１図は本発明方法により形成した被膜の成膜速度と印
加エネルギとの関係を示す。 第２図は本発明で用いた光ＣＶＯ装置の概略を示す。
加エネルギとの関係を示す。 第２図は本発明で用いた光ＣＶＯ装置の概略を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、Ｎ−Ｈ結合、Ｓｉ−Ｈ結合、Ｎ−Ｓｉ結合をそれぞ
れ少なくとも１つ以上有する珪素と窒素と水素原子から
なる化合物と、水素化シラン （ＳｉｌＨ＿２ｌ＋＿２ｌ＝１〜３）との混合物に対し
電気エネルギまたは光エネルギまたはそれらに相当する
エネルギを加えてＳｉ＿３Ｎ＿４＿−＿ｘ（０≦ｘ＜４
）を主成分とする窒化珪素被膜を作成する方法。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記珪素と窒素と
水素原子からなる化合物としては、 Ｈ＿３Ｓｉ〔ＮＨＳｉＨ＿２〕＿ｍＮＨＳｉＨ＿３（ｍ
≧０）（Ｈ−Ｓｉ）＿ｎＮＨ＿３＿−＿ｎ（ｎ＝１〜３
）で示されるジラザン、シリルアミンよりなることを特
徴とする窒化珪素被膜作成方法。 ３、特許請求の範囲第１項において、前記反応性混合物
中にジボラン、フォスヒン等のIII価またはＶ価の不純
物を含有する気体を混合して形成したことを特徴とする
窒化珪素被膜作成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60078001A JPS61234533A (ja) | 1985-04-11 | 1985-04-11 | 窒化珪素被膜作成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60078001A JPS61234533A (ja) | 1985-04-11 | 1985-04-11 | 窒化珪素被膜作成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61234533A true JPS61234533A (ja) | 1986-10-18 |
Family
ID=13649561
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60078001A Pending JPS61234533A (ja) | 1985-04-11 | 1985-04-11 | 窒化珪素被膜作成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61234533A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5351717A (en) * | 1992-10-09 | 1994-10-04 | Bailey Japan Co., Ltd. | High differential pressure control valve |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5128983A (ja) * | 1974-09-05 | 1976-03-11 | Shinko Electric Co Ltd | Heimenofukudogataugokuhodo |
| JPS55125635A (en) * | 1979-03-23 | 1980-09-27 | Hitachi Ltd | Semiconductor device |
| JPS5625018A (en) * | 1979-08-01 | 1981-03-10 | Happich Gmbh Gebr | Sun visor for automobile with mirror arranged to sun vistor body |
| JPS5958819A (ja) * | 1982-09-29 | 1984-04-04 | Hitachi Ltd | 薄膜形成方法 |
-
1985
- 1985-04-11 JP JP60078001A patent/JPS61234533A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5128983A (ja) * | 1974-09-05 | 1976-03-11 | Shinko Electric Co Ltd | Heimenofukudogataugokuhodo |
| JPS55125635A (en) * | 1979-03-23 | 1980-09-27 | Hitachi Ltd | Semiconductor device |
| JPS5625018A (en) * | 1979-08-01 | 1981-03-10 | Happich Gmbh Gebr | Sun visor for automobile with mirror arranged to sun vistor body |
| JPS5958819A (ja) * | 1982-09-29 | 1984-04-04 | Hitachi Ltd | 薄膜形成方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5351717A (en) * | 1992-10-09 | 1994-10-04 | Bailey Japan Co., Ltd. | High differential pressure control valve |
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