JPS62118520A - 電子サイクロトロン共鳴を用いて被膜を形成する方法 - Google Patents

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Ｊ 本発明は、Ｉ　Ｘ　１０””ｔｏｒｒ以下に保持された
複数の反応容器が互いに連結して設けられたマルチチャ
ンバ方式の電子サイクロトロン共鳴を利用して、被膜を
形成する方法に関する。

本発明は複数の反応容器間にゲ−１・弁を設けることな
く筒状空間を有せしめ、実質的に複数の被膜間の不純物
等が被膜形成の際、互いに混入することを少なくまたは
除去した被膜作製方法に関する。

「従来技術」 気相反応による薄膜形成技術として、高周波または直流
電界により反応性気体を活性にさせるグロー放電のみを
利用したプラズマｃｖｎ法が知られている。この方法は
、従来の熱ＣＶＤ法に比べ、低温での被膜形成が可能で
ある点で（ｆれでいる。

さらに形成される被１１りがアモルファスシリコン半導
体等においては同時に再結合中心中和用の水素またはハ
ロゲン元素を含有させることができるため、良好なＰＩ
、ＮｌまたはＰＮ接合を作り得る。

しかし、かかるグロー放電ＣＶＤ法においては、被膜の
形成速度がきわめて遅く、実用上その成長速度を１０〜
５００倍にすることが求められていた。

他方、１０−２〜１０−５ｔｏｒｒのいわゆるＩ　Ｘ　
１０−”ｔｏｒｒ以下の高真空に保持する圧力で被膜形
成がなされる電子サイクロ１−ロン共鳴を用いたＣＶＤ
法が知られている。この方法は５０００人〜１０μもの
厚い膜厚の被膜形成を１０〜１００人／秒と高速度で行
い得る。

しかし複数の被膜を異なった反応空間で形成するに際し
、第１の反応空間で第１の被膜を形成後、この被膜表面
を大気に触れさせることなく第２の反応空間に移設し、
第１の被膜上に第２の被膜を積層するいわゆるマルチチ
ャンバ方式は知られていないばかりか、かかる方式にお
いて、被膜形成中筒１の反応空間と第２の反応空間の間
をゲート弁でしきることな〈実施する試みもない。また
、この電子サイクロトロン共鳴を用いた被膜形成方法に
おいて、水素またはハロゲン元素が添加された５ｉｘＣ
＋−ｘ　（０＜Ｘ４）の形成例も、微結晶またはセミア
モルファス構造のＰまたはＮ型のシリコン半導体を形成
した例も知られていない。

ｒ問題を解決すべき手段」 本発明はこれらの問題を解決するため、アルゴン等の非
生成物気体の活性化をサイクロトロン共鳴を用いて行う
。そしてその結果発生した電子または活性化気体により
生成物気体を構成する反応性気体の活性化、分解または
反応を行わしめて、その前工程で基板上に形成されてい
る第１の被■り上に第２の被膜をこの表面にグＩＩ−放
電ＣＶＤで生じ得るスパッタ（損傷）効果を軽減または
除去して積層する。さらに必要に応じこの第２の被膜上
に第３の被膜を同様にして積層する方法に関する。

本発明は半導体層をサイクロトロン共鳴を用いて形成す
る際、その前工程で形成された被膜の被形成面を大気に
触れさせることなくこの表面を１×１０４以下好ましく
はＩ　Ｘｌ０−３ｔｏｒｒ以下の真空度で保持しつつ移
設し、この被形成面上に第２の被膜を形成する。その結
果、複数の半導体層の境界でお互いの材料が混合するこ
となく、またその境界領域に低級酸化物または低級窒化
物のバリア層が形成されることを防いでいる。

さらに本発明はこの電子サイクロトロン共鳴を用いた気
相被膜形成方法（以下ｔｉＣＲＣＶＤ法という）に加え
て、反応空間を筒状空間とし、この活性反応性気体がこ
の筒状空間よりもれて隣の反応空間に混入することを防
いでいる。このため本発明は高周波または直流電界を併
用し、共鳴エネルギの共鳴がなくなった後も反応性気体
の活性状態を筒状空間内で十分持続するようにプラズマ
放電エネルギを反応性気体に与える。さらに被膜形成中
または被膜形成前後の基板の移設を広域ターボ分子ポン
プによる排気と同時に実施する。

「作用」 するとこのＥＣＲ技術により形成される反応空間の圧力
は１×１０２〜５Ｘ１０−５特に好ましくは１×１０−
３〜Ｉ　Ｘｌ０−’ｔｏｒｒとこれまで作られてきたプ
ラズマグロー放電法による圧力（０，１〜０．５ｔｏｒ
ｒ）よりも１桁以上も低い反応をするため、１つの反応
工程より次の反応工程に移す際、反応容器内におＩＪる
残留不純物ガスが少ない。このため従来のグロー放電プ
ラズマＣＶＤ法で知られる如く、■）またはＮ型の半導
体層を形成した後、次の半導体層を形成する前工程とし
て、それぞれの被膜が互いに混入してしまうことを防ぐ
ために被膜形成後それぞれの反応空間を十分真空引きを
し、その後それぞれの反応空間を仕切っているゲート弁
を開くという工程を必要としない。そのため第１の被膜
が例えばＰまたはＮ型の第１の非単結晶半導体被膜であ
った場合、この被膜の形成後、単に反応性気体導入を中
止するのみで、その隣に位置する第２の反応空間へ被形
成面を有する基板を移設させることができ、工業的なス
ループソＩ−を著しく向上させることができる。

例えばアモルファスシリコン半導体を直接励起型のグロ
ー放電プラズマＣＶＤ法のみで形成せんとする場合は、
その成長速度は１人／秒であり、かつマルチチャンバ方
式におりる１つの反応室より隣の反応室に移すに際し、
それぞれの反応空間を１０−５〜１Ｏ−６ｔｏｒｒの高
真空引きをする。しかし、本発明のＥＣＲを用いたマル
チチャンバ方式においては、１つの反応空間より他の反
応空間に基板を連続的にまたは実質的に連続的に移設す
ることが可能となる。

さらに、本発明において、ＰまたはＮ型の半導体層が形
成された面上にＥＣＲ法にてＹ型半導体層（真性または
実質的に真性またはＰまたはＮ型の半導体層よりも十分
不純物濃度の低い半導体層）を形成すると、このＹ型半
導体層の形成に際しスパッタ作用がないため、きわめて
急峻なＰＩまたはＮＩ接合界面を形成することができる
。その結果、本発明方法で作られたＰＩＮ接合を用いて
光電変換装置を作製する′と、きわめて高変換効率を期
待できる。実験的にも１．０５ｃｍ２にて１２．９％の
変換効率を得ることができた。

さらにサイクロトロン共鳴は不活性気体または非生成物
気体（分解または反応をしてもそれ自体は気体しか生じ
ない気体）を用いる。不活性気体としてはアルゴンが代
表的なものである。しかしヘリューム、ネオン、クリプ
トンを用い、さらにまた添加物として５ｉｘ（ｈ−ｘ（
０≦Ｘ＜２）＋５ｉ３Ｎｏ−ｘ（０≦Ｘ〈４）を形成す
るために不活性気体に加えてＯ，Ｎを添加して用いても
よい。

また反応性気体としては生成物気体（分解または反応を
して固体を生成する気体）を用いる。この生成物気体と
しては、珪化物気体は５ｌｎｌｌ□ｎ＋ｚ（ｎ≧１）　
＋　５ｔｕｎ　（ｎ≧２）　、　５ｉｌｌｎＦｎ−ｎ　
（１＜ｎ＜４）　、ゲルマニューム化物はＧｅ１ｌｔ＋
　ＧｅＦ＜＋ＧｅＩＩｎＰａ−ｎ　（ｎ＝１，２＋３）
＋５ｔ（Ｃ）１３）ｎｕ４−ｎ（ｎ＝１＋２＋３＋４）
、５ｎＣＩ４，５ｎＦｚ、　５ｎＦ４がその代表的なも
のである。更に添加物として生成物気体に他の生成物気
体である１１．ｌ＋、、ＢＦ３又は円１１＋ＡｓＨ３等
のドーピング用気体を加えることによりＰ型の半導体お
よびＮ型の半導体を形成した。

これらの非生成物気体をザイクマ：＋トロン共鳴をさせ
て活性化せしめ、この共鳴領域より外部の反応空間で生
成物気体と混合し、励起エネルギを生成物気体に移す。

すると生成物気体はきわめて大きい電磁エネルギを受け
るため、生成物気体をほぼ１００χ活性化させることが
でき、かつ自らがその（ｑ） エネルギを運動エネルギではなく内在する活性化エネル
ギとして保持できる。さらに室温〜７００　”ｃの温度
で基板を加熱することにより、この基板上の被形成面上
に被膜を形成させることができる。

以下に実施例に従い本発明を示す。

実施例１ 第１図は本発明のサイクロトロン共鳴型プラズマＣＶＤ
装置の概要を示す。

図面において、ステンレス反応容器（１゛）は前方また
は後方にゲイト弁（図示せず）を介してロード室、アン
ロード室を設けている。そしてこのロード室より第１図
の容器内に筒状空間を構成する枠構造（四方をステンレ
ス金属また絶縁体の板で取り囲み活性状態の反応性気体
がこの外側の容器内壁にまで広がってフレークの発生原
因とならないようにする構造）　（３１）　、　（３１
°）を有する。さらにこの枠構造内に配設されている基
板ホルダ（１０’）及びその両面に主面に被膜形成され
るようにして基板（１０）を対をなして設けている。図
面では１０枚の基板を５つのホルダ（１０’）に配設し
ている。そして容器（１゛）の筒状空間を反応空間（１
）として設けている。この容器（１°）の側部には、ハ
ロゲンランプヒータ（７）を有する加熱室（７゛）を設
けている。

石英窓（１９）を通して赤外線を枠構造及び基板（１０
）に照射し加熱する。さらに必要に応じグロー放電をも
併設し得るため、この容器（１゛）の内側の上部及び下
部に一対の網状電極（２０）　、　（２０°）を有せし
め、ここに高周波または直流電源（６）より１３．５６
ＭＩＩｚまたは直流の電界を加える。

また非生成物気体を（１８）より石英で作られた共鳴空
間（２）に供給する。この共鳴空間（２）はその外側に
空心コイル（ここではへルムポルツコイルとして用いた
）　（５）　、　（５’　）を配し磁場を加える。この
内側に冷却管（１２）を配している。同時にマイクロ波
発振器（３）によりアナライザー（４）を経て例えば２
．４５ＧＨｚのマイクロ波が石英窓（２９）より共鳴空
間（２）に供給される。この空間では共鳴を起こすべく
非生成物気体としてアルゴンを（１８）より加える。そ
してその質量、周波数により決められた磁場（例えば８
７５ガウス）が空心コイル（５）　、　（５”）により
加えられる。

このため、アルゴンガスが励起して磁場によりピンチン
グすると同時に共鳴し、十分励起した後に反応空間（１
）へ電子および励起したアルゴンガスとして放出（２１
）される。この共鳴空間（２）の出口には生成物気体が
ドーピング系（１３）より（１６）を経て複数のノズル
（１７）より反応空間内に放出（２２）される。その結
果、生成物気体（２２）は電子および励起気体（２１）
により励起され、活性化する。そしてこの活性化した気
体が共鳴空間（２）に逆流しないように絶縁物のホモジ
ナイザ（２０）を設けて注意をした。加えて一対の電極
（２３）　、　（２３”）により生じた高周波電界が同
時にこれら反応性気体に加えられる。

その結果、共鳴空間（２）と反応空間との間には実質的
にバッファ空間（３０）を有し、反応空間全体に電子お
よび励起気体（２１）が降り注ぐようにして放出させて
いる。

即ち共鳴空間と被形成面とが十分離れていても（一般的
には２０〜８０ｃｍ）反応性気体の励起状態を持続させ
ることができるように努めた。（サイクロトロン共鳴の
みを用いる場合は基板と共鳴空間端部との距離が５〜１
５ｃｍと短く、被膜の厚さの不均一性を誘発する。） また反応性気体を十分反応空間（１）で広げ、かつサイ
クロトロンをさせるため、反応空間（１）。

共鳴空間（２）の圧力を］　ＸＩＯ””〜Ｉ　Ｘｌ０−
’ｔｏｒｒ例えば３　Ｘ　１０−　’　ｔｏｒｒとした
。この圧力はターボ分子ポンプ（１４）を併用して排気
系（１１）のコントロールバルブ（１５）により真空ポ
ンプ（９）の排気量を調整して行った。

実験例１ この実験例は実施例１を用い、アモルファスシリコン膜
を形成させたものである。

即ち反応空間、高さ３０ｃＩ１１．［１］・奥行き各３
５ｃｍを有し、反応容器の内寸法は高さ４０ｃｍ、巾・
奥行き各５０ｃｍ、基板（２０ｃｍ　Ｘ３０ｃｍ５　ｉ
ｏ枚）を１バツチとする。さらにこの反応空間の圧力を
３　Ｘ　１．０−　’　ｔｏｒｒとし、非生成物気体と
して（１日）よりアルゴンを２００ｃｃ／分で供給した
。加えてモノシランを（１６）より８０ｃｃ／分で供給
した。真性の半導体とするため、Ｂ　Ｚ　Ｉ＋　６　／
　Ｓ　ｉ　１１４を０．１〜ＩＯＰＰＭ同時に添加して
もよい。

初動の高周波エネルギは（６）より４０弱の出力を用い
て供給した。マイクロ波は２．４５ＧＨｚの周波数を有
し、２００〜８００Ｗの出力例えば４０叶で供給した。

磁場（５）　、　（５’　）の共鳴強度は８７５±１０
０ガウスの範囲で共鳴するように調整した。

基板（１０）はガラス基板またはこの基板上に透明導電
膜が形成されたものを用いた。この被形成面上に非単結
晶半導体例えばアモルファスシリコン半導体を形成し、
不要気体を排気系（１１）より放出した。すると基板温
度が２５０℃において被膜形成速度４５人／秒を得るこ
とができた。この速度はプラズマＣＶＤのみで得られる
１、５人／秒に比べ３０倍の速さである。

この不純物をまったく添加していない場合のアモルファ
スシリコン膜の電気特性として暗転導度４　×ＩＱ−１
０（Ｓｃｍ−’）＋光転導度（ＡＭＩ　（１００ｍＷ／
ｃ＋ｗ”）の条件下）６　Ｘ　１０−５（Ｓｃｍ−’　
）を得ることができた。この値は、これまで知られてい
るプラズマＣＶＤ法におけるアモルファスシリコン膜と
同様の特性であり、ＰＩＮ接合を有する光電変換装置の
Ｉ型半導体層としても用い得、光電変換装置とした場合
も同様の高い変換効率をｊｌＪｌ待することができ得る
。

実験例２ 第１図のＥＣＲ装置において、Ｐ型５ｉｘＣ＋−ｘ　（
０＜Ｘ〈１）の非単結晶半導体を形成することを試みた
。

即ち、アルゴンを共鳴空間に励起し生成物全体である反
応性気体として１１□Ｓｉ　（ＣＩ＋３）　ｚ／５ｉｌ
ｌ＜　＝　］、／７とし、ＢＺＩＩ６／Ｓｌｌ＋４−５
／１０００とした。するとＥＣＲのマイクロ波出力が３
０ＯＬ圧力３　Ｘｌ０−’Ｌｏｒｒ、、基板温度１８０
℃にし、光学的１！ｇ＝２．４（＋Ｖ、電気伝導度３Ｘ
ＩＯ−６（Ｓｃｍ−’）を得ルコトカテキタ。

その他は実験例１と同様である。

実験例３ 第１図のｄｃＲ装置を用いて５ｉｘＯ□−、（０≦Ｘ〈
２）または５ｉＪ４□（０≦Ｘ〈４）を形成した。

共鳴空間に酸素またし、１窒素をアルゴンガスとともに
導入した。更に（１０）よりＳ　ｉ　ＩＩ　４を導入し
た。すると、シランと酸素または窒素との比に従って、
ＳｉｘＯｚ−ｘ　（０≦Ｘ〈２）または３１３Ｎ４−Ｘ
　（０≦Ｘ＜４）（７）Ｘ（７）値を決定することがで
きる。Ｘ−０とし、ＳｉＯ□。

Ｓｉ３Ｎ４を形成する場合は、酸素または窒素はアルゴ
ンと等量導入すればよかった。その他は実験例１と同じ
である。

実験例４ 第１図のＢＣＲ装置を用いてＮ型微結晶化非単結晶半導
体を形成することを試みた。即ちＳ　ｉ　Ｈｔ／　Ｈｚ
−】１５〜１／４０例えば１／３０．ＰＩＬ＋／５ｉＨ
４＝　１／１００とした。ＥＣＲ出力４０（ＩＷ、圧力
３　Ｘ　１０−’ｔｏｒｒ、基板温度２５０°Ｃとした
。すると光学的なＥｇ−１，６５ｅＶ、電気伝導度５０
（Ｓｃｍ−’）を得ることができた。特にＥＣＩ？方式
においては、マイクロ波出力を大きくしても基板に対す
るスパッタ効果がないため、平均粒径が太きく１００〜
３００人を有するより多結晶化しやすく、結果として結
晶化度もグロー放電プラズマＣＶＤ法において約５０％
であるものを７０％にまで高めることが可能となった。

さらに希釈する水素の量を比較すると、グロー放電法と
プラズマＣＶＤ法においてば５ｉｉ１４／Ｈｚ　＝　１
／８０〜１／３００と大きく水素で希釈したが、ＥＣＲ
法においてはＳ　ｉ　ＩＩ　ａ　／　ＩＩ□−１１５〜
１／４０においても十分な微結晶構造を有する半導体を
作ることができた。その他は実験例１と同様である。

実施例２ この実施例は、第１図を用いて試みられた実施例１　（
実験例１）〜４を一体化し、マルチチャンバ方式とした
ものである。このマルチチャンバ方式に関しては、本発
明人の出願による特許（ＵＳＰ４．５０５，９５０　　
（１９Ｂ５．３．１９　）　、ｌｌ５Ｐ　／ｌ、／１９
２，７１６　（１９８５゜１．８　）　”）にすでに明
らかである。しかしこの実施例は特にこのマルチチャン
バ方式とＩ！　Ｃ１１法とを一体化せしめ、従来以−１
−に優れたマルチチャンバ方式を得ることができた。第
２図に従い本発明を記す。

第２図は系１．ＩＴ、Ｉｌｌ、■、■を示す。ここでは
ロード室（系Ｉ、ビ）、第１の被膜例えばＰ型半導体形
成用反応系（系■）、第２の被膜例えば■型半導体形成
用反応室（系Ｉ■）、第３の被膜例えばＮ型半導体形成
用反応系（系■）、アン口一ド系（系ｖ、ｖ’　）を有
し、複数の被膜の積層構造を有せしめるための被膜の作
製例である。そして例えばＰＩＮ接合を積層体として得
ることができる。

各基の室は（１’−１’Ｌ（１″−１）、（１”−２）
、・・・（１゛−５）　、　（１’−５°）をそれぞれ
有し、特に（１−２）　、　（１−３）　、　（１−４
）は反応空間を構成している。またロード側の空間とし
て（１−１”）、（１，−１）を有し、またアンロード
側の空間として（１−５）　、　（１−５’　）を有す
る。ドーピング系（１３−２）　、　（１３−３）　、
　（１３−４）を有する。さらに排気系（］１）として
ターボ分子ポンプ（１４−１）　、　（１４−２）　、
・・・（１４−５）、真空ポンプ（９−１）　、　（９
−２）　、・・・（９−５）を有する。系（ビ）、（■
”）はロード、アンロード室であり、これらの図示は省
略している。

ＥＣＲ用マイクロ波は系■、■、■の少なくとも１つこ
こではすべてに対しく８−２）　、　（８−３）　、　
（８−４）　として設けられ、ヘルムホルツコイル（５
−２）　、　（５’　−２）　。

・・として加えられている。そして共鳴空間（２−２）
　。

（２−３）　、　（２−４）を有し、アルゴンガスまた
はこれと非生成物気体との混合ガス（１８−２）　、　
（１Ｂ−３）　、　（１８−４）として加えられている
。

それぞれのチャンバ（１−１）と（］、、−２）の間に
はバッファ空間（２５−２）が設けられ、また（１−２
）と（１−３）との間にはバッファ空間（２５−３）が
、また（１−３）と（１−４）　との間にはバッファ空
間（２５−４）、さらに（１−４）と（１−５）との間
にバッファ空間（２５−５）を有する。これらのバッフ
ァ空間は基板（１，０）および基板ホルダ（筒状空間を
構成する枠構造体）　（３１）が所定のチャンバ（反応
容器）にて被膜形成後隣のチャンバへの移設を容易にし
、また被膜形成中において１つの空間の不純物、反応生
成物が隣の反応空間に混入しないよう気体の平均自由工
程より１１広とし、実質的にそれぞれの反応空間（１−
１）、・・・（１−５）を互いに離間させている。さら
にロード室（１−１”）とロードバッファ室（１−１）
間のゲート弁（２５〜１）、アンロードバッファ室（１
−５）　とアンロード室（１−５’）間のデー１〜弁（
２５−６）は基板、基板ホルダのロード、アンロードの
際、大気が反応空間（１〜２）・・・（１−４）に混入
しないようにさせた。

さらにこの系■、■、■の被膜形成はＰＩＮ接合を有す
る光電変換装置を作らんとする場合は、それぞれ実験例
２、実験例１および実験例４に対応する。

さらにこの各被膜を各チャンバ（１−２）　、　（１−
３）　、　（１−４）で形成してしまった後、このＦＣ
ＲＣＶＤ法においては生成物気体の供給を止める。そし
てマイクロ波エネルギの供給を停止する。さらに非生成
物気体のアルゴンを供給しつづけ、または一時的に停止
した後それまでの系を被膜形成時と同様に十分に連続真
空引きせしめ続け、基板（１０）および膜構造を有する
基板ホルダ（３１）とを移動機構（図面では省略）によ
り隣の反応室に移動している。

かかる工程のみによっても、ＰＴ接合界面またＮｌ接合
界面における不純物の混合はこれまでのグロー放電プラ
ズマＣＶＤ法に比べきわめて少ないことが判明した。

そのため、光電変換装置としての変換効率１２．９χ（
１，０５ｃｍ”）　（開放電圧０．９２ν、短絡電流密
度１８．４ｍＡ／ｃｍ”　　曲線因子０．７６）を得る
ことができた。

かかる高効率を得ることができた理由として、ＥＣＲＣ
ＶＤ法において１被膜形成に関し被形成面を反応性気体
がスパッタしないためであると推定される。さらに被膜
形成時の圧力がグロー放電プラズマで知られる如＜　、
０．１〜０．５ｔｏｒｒの１／１００またはそれ以下の
Ｉ　Ｘｌ０−３〜Ｉ　Ｘｌ０−’ｔｏｒｒ例えば３ＸＩ
Ｏ−’ｔｏｒｒであることである。その結果、反応性気
体の導入を止めると、これまでのグロー放電プラズマＣ
ＶＤ法に比べ１．／１００以下の時間で不純物、活性反
応性気体のターボポンプによるチャンバ等よりの脱ガス
化が可能となったことである。

実施例３ この実施例は薄膜型絶縁ゲイト型電界効果半導体装置の
作製方法に用いるもので、実施例２において系■の反応
区間で半導体膜を形成し、その上に系■にて窒化珪素膜
（ＳｉＪｓ）を形成する。さらに系■にて酸化珪素（Ｓ
ｉｆｔ）を形成したものである。

それぞれの被膜の形成は実施例１における実験例１．２
および３に従った。

かくして基板」二に半導体１１り、さらにその上に２層
のゲイト絶縁膜を積層して設りる。

さらにかかる構造とするとそれぞれの反応区間に真空ゲ
ート弁を設けるマルチチャンバ方式に比べてゲート弁を
２ケも省略することができるため、製造装置として低価
格化を期待できる。１つのチャンバより隣のチャンバへ
の移設も３分以内に行うことができ、スループットを向
上させることができる等の大きな特徴を有する。　以上
の本発明の実施例において、さらにその変形として、ま
ずＰ型の半導体を光ＣＶＤ法または公知のグロー放電プ
ラズマＣＶＤ法により形成する。さらに■型の半導体膜
をＥＣＲＣＶＤ法により０．７μ形成した。最後にＮ型
の微結晶化した半導体をＥＣＲＣＶＤ法により形成する
ことも有効である。

「効果」 一般にグロー放電法では０．１〜０．０１μの大きさの
ピンホールが被膜中に観察されやすいが、本発明のサイ
クロトロン共鳴型プラズマＣＶＤ装置ではこのピンホー
ル数は約１７１０に減少（Ｘ１００の暗視野にて平均１
〜３ケ／視野）させることができた。

本発明はマルチチャンバ方式にてＥＣＩ？　ＣＶＤ法を
それぞれのチャンバで行った。そのため従来公知のグロ
ー放電法やプラズマを用いたマルチチャンバ方式に比べ
て多量生産が可能となり、かつ形成された被膜中のＰｌ
またはＮＴ接合界面も急峻となり、また被膜形成速度が
大きいため１層中に不本意に混入する酸素、窒素の量を
それぞれ５　ＸＩＯ”ｃｍ−”以下とすることができる
ようになった。

サイクロ１−ロン共鳴を用いているため、大きい被膜成
長速度を得ることができる。

半導体装置としてＩＩＩＮまたはＮＩＰ接合を有する光
電変換装置、発光素早引Ｓ、ＰＩ！Ｔ（電界効果半導体
装置）、ＳＬ発光素子（スーパーラティス素子）とし得
る。さらに、その応用として、その他生導体レーザまた
は光集積回路に対しても本発明は有効である。

また本発明のザイクロト１−１ン」（鳴を用いたプラズ
マＣｖＤ法に加えて、光源として低圧水銀灯（１８５ｎ
ｍの波長を有する）さらにはニー１−シマレーザ（波長
１００〜４００ｎｍ）　、アルゴンレーザ、窒素レーザ
等の光を用いて光ｃｖｎ作川を用（ＩＩ用してよいこと
はいうまでもない。

生成物気体をモノシランでなくジシランまたはモノシラ
ンと弗化シラン（ＳｉｚＦｂ）の混合気体とすると、さ
らに被膜成長速度の向上を期待できる。

本発明において、基板としてはシリコン半導体、ガラス
基板、プラスチック基板、ステンレス基板とし、または
これらの上に電極が設けられた構造を用い得る。

又形成されるアモルファス半導体もＳｔのみならず、５
ｉｘＧｅ＋−＋＋　（０＜Ｘ＜１）、５ｉｘＳｎ＋−ｘ
（０＜Ｘ＜１）、ＣｘＧｅ＋−ｘ（０＜Ｘ４）またはそ
れらの真性または実質的に真性、ＰまたはＮ型の半導体
であってもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明のサイクロトロン共鳴型プラズ
マＣＶＤ装置を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．１×１０＾−＾２ｔｏｒｒまたはそれ以下の第１お
   よび第２の反応容器を連結して有し、前記第１および第
   ２の反応容器間を大気に触れさせることなく被形成表面
   を有する基板を移設する手段と、前記反応容器の少なく
   とも一方にはサイクロトロン共鳴を利用して電子または
   活性化した気体と反応性気体とを混合し、前記反応性気
   体を反応または分解せしめて導入し前記被形成面上に被
   膜を形成する手段とを有することを特徴とする電子サイ
   クロトロン共鳴を用いて被膜を形成する方法。 ２、特許請求の範囲第１項において、第１および第２の
   反応容器内に筒状空間を設けることにより反応空間を成
   就し、被形成面上に被膜を形成する際は前記筒状空間を
   所定の反応容器内に配設し、さらに前記被形成面上に被
   膜形成を行わない場合は前記第１および第２の反応容器
   より前記第２及び第１の反応容器に前記基板を有する筒
   状空間を移設することを特徴とした電子サイクロトロン
   共鳴を用いて被膜を形成する方法。 ３、特許請求の範囲第１項において、第１の被膜として
   Ｐ型またはＮ型の半導体層が設けられ、第２の被膜とし
   てＰ型、真性または実質的に真性またはＮ型の半導体層
   が設けられ、前記第１または第２の被膜によりＰＩ、ま
   たはＰＮ接合が設けられたことを特徴とする電子サイク
   ロトロン共鳴を用いて被膜を形成する方法。 ４、特許請求の範囲第１項において、サイクロトロン共
   鳴を利用して活性化する気体は不活性気体または非生成
   物気体より選ばれ、さらに反応性気体は珪化物気体、ゲ
   ルマニューム化物気体、炭化物気体、スズ化物気体また
   はこれらの複合化物気体より選ばれてなることを特徴と
   する電子サイクロトロン共鳴を用いて被膜を形成する方
   法。