JPS62158321A - 被膜作製方法 - Google Patents
被膜作製方法Info
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- JPS62158321A JPS62158321A JP61001005A JP100586A JPS62158321A JP S62158321 A JPS62158321 A JP S62158321A JP 61001005 A JP61001005 A JP 61001005A JP 100586 A JP100586 A JP 100586A JP S62158321 A JPS62158321 A JP S62158321A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
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】
この発明は、熱、光化学反応を用いた気相反応方法（以
下ＣＶＯ法という）により塩素が添加された珪素を主成
分とするアモルファス珪素半導体の如き非単結晶半導体
または単結晶珪素半導体被膜を作製する方法に関する。
下ＣＶＯ法という）により塩素が添加された珪素を主成
分とするアモルファス珪素半導体の如き非単結晶半導体
または単結晶珪素半導体被膜を作製する方法に関する。
本発明は単結晶珪素基板上に光エピタキシャル成長方法
により単結晶珪素被膜を形成するに際しその出発材料と
して５ｔｎＣ１ｚｎ−ｚ（ｎ ＝２＋３＋４ ・・）
を用いたことにより、基板表面の汚物を除去するに加え
て、スクッキングフォノ、レト等の格子欠陥が除かれた
良質の単結晶被膜を低温で形成する方法に関する。
により単結晶珪素被膜を形成するに際しその出発材料と
して５ｔｎＣ１ｚｎ−ｚ（ｎ ＝２＋３＋４ ・・）
を用いたことにより、基板表面の汚物を除去するに加え
て、スクッキングフォノ、レト等の格子欠陥が除かれた
良質の単結晶被膜を低温で形成する方法に関する。
この発明は塩素が添加されＳ ｉ−ＣＩ結合または５ｉ
−ＣＩ・・・Ｈ結合を有するとともに、水素が従来公知
のＳｉＨ４により作製された場合の量に比べて十分少な
い珪素を主成分とする非単結晶半導体被膜を作製する方
法に関する。
−ＣＩ・・・Ｈ結合を有するとともに、水素が従来公知
のＳｉＨ４により作製された場合の量に比べて十分少な
い珪素を主成分とする非単結晶半導体被膜を作製する方
法に関する。
この発明は珪素の塩素化物の５ｉ２Ｃ１６と水素とを反
応せしめ、珪素被膜を１０００℃以下の温度好ましくは
５００〜１０００℃で熱のみを加えたエピタキシャル成
長（単結晶構造を有する）珪素半導体被膜または２００
〜６００℃での光エピタキシャル成長（紫外光を照射し
つつ単結晶構造を有する）珪素半導体被膜を形成する方
法に関する。
応せしめ、珪素被膜を１０００℃以下の温度好ましくは
５００〜１０００℃で熱のみを加えたエピタキシャル成
長（単結晶構造を有する）珪素半導体被膜または２００
〜６００℃での光エピタキシャル成長（紫外光を照射し
つつ単結晶構造を有する）珪素半導体被膜を形成する方
法に関する。
従来、珪素膜を光ＣＶＤ法で作製せんとするには５ｉｚ
Ｈ＋、を用いた方法が知られている。しかしかかる珪素
膜は被形成面上に存在するナチュラル・オキサイドを除
去することもない。またアモルファス珪素被膜を形成す
る場合、その膜内に水素を１０原子％以上も有しており
耐熱性に欠けるものであった。
Ｈ＋、を用いた方法が知られている。しかしかかる珪素
膜は被形成面上に存在するナチュラル・オキサイドを除
去することもない。またアモルファス珪素被膜を形成す
る場合、その膜内に水素を１０原子％以上も有しており
耐熱性に欠けるものであった。
さらにこの残存する不対結合手中和用の水素は比較的弱
い電界で結合手が切れ、結果として珪素の不対結合手を
作ってしまう。その−例として、絶縁ゲイト型電界効果
半導体装置におけるチャネル形成領域を構成する半導体
をあげることができる。かかる領域ではゲイトに電圧を
印加することにより半導体絶縁膜界面に電界が集中し、
かつこの界面にキャリアが集中するため、５ｉ−Ｈ結合
手が切れると、その結果、発生した不対結合手はただち
に界面単位を構成し、特性劣化を誘発してしまった。こ
のため結合力が強くかつ不対結合手を中和するターミネ
イダが求められていた。
い電界で結合手が切れ、結果として珪素の不対結合手を
作ってしまう。その−例として、絶縁ゲイト型電界効果
半導体装置におけるチャネル形成領域を構成する半導体
をあげることができる。かかる領域ではゲイトに電圧を
印加することにより半導体絶縁膜界面に電界が集中し、
かつこの界面にキャリアが集中するため、５ｉ−Ｈ結合
手が切れると、その結果、発生した不対結合手はただち
に界面単位を構成し、特性劣化を誘発してしまった。こ
のため結合力が強くかつ不対結合手を中和するターミネ
イダが求められていた。
本発明はかかる目的のため、即ち珪素の塩素化物特に好
ましくは５ｉ２Ｃ１６を用いることにより、珪素を主成
分とする被膜を作製せんとするものである。
ましくは５ｉ２Ｃ１６を用いることにより、珪素を主成
分とする被膜を作製せんとするものである。
この５ｉｎＣ’ｌｚ＋ｑ＋ｚ（ｎ≧２）は２５４ｎｍお
よび１８４ｎｍの波長の光特に好ましくは１８４ｎｍの
光により直接分解し、以下の反応式に従って珪素元素を
発生させることができる。その結果、被形成面上に単結
晶半導体を光エピタキシャル成長を２００〜６００℃の
低温でも作ることができるに加えて、遊離した塩素元素
が被形成面のナチュラルオキサイド等の汚物を除去する
作用を光クリーニング効果として併せて有するため、形
成された被膜中に欠陥に少ないという特徴を有する。
よび１８４ｎｍの波長の光特に好ましくは１８４ｎｍの
光により直接分解し、以下の反応式に従って珪素元素を
発生させることができる。その結果、被形成面上に単結
晶半導体を光エピタキシャル成長を２００〜６００℃の
低温でも作ることができるに加えて、遊離した塩素元素
が被形成面のナチュラルオキサイド等の汚物を除去する
作用を光クリーニング効果として併せて有するため、形
成された被膜中に欠陥に少ないという特徴を有する。
その反応式は
５ｉｚＣ１４Ｓｔ ＋ ５ｉＣ１４＋ Ｃ１２または
、 ５ｉｚＣ１ｂ ＋ ３Ｌ ２Ｓｉ ＋ ６
ＨＣ１であると推定される。
、 ５ｉｚＣ１ｂ ＋ ３Ｌ ２Ｓｉ ＋ ６
ＨＣ１であると推定される。
本発明はかかる紫外光で直接分解される少なくとも２つ
の珪素原子を含む塩素化珪化物気体として５ｉ２Ｃ１ｂ
または５ｉ３Ｃ１ａで示される５ｉｎＣ１ｚｎ＋ｚ（ｎ
≧２）を用いたことを特長としている。
の珪素原子を含む塩素化珪化物気体として５ｉ２Ｃ１ｂ
または５ｉ３Ｃ１ａで示される５ｉｎＣ１ｚｎ＋ｚ（ｎ
≧２）を用いたことを特長としている。
５ｉ２Ｃ１，の一般的特性を以下に記す。
公示物質名 へキサクロルジシラン または六塩化珪素
外観 常温で無色透明の刺激臭を有する液体
融点 −１℃
沸点 ＋１４４ ℃
蒸発熱 ４２ ＫＪ／ｍｏｌ
生成熱（２５℃）９８６．５ 〃
蒸発圧 ｌｏｇＰ ＝ ５．９８４２−９１１．０４３
） （Ｔ−１４５，４０６４）（Ｐ ＝ｍｍＨｇ、 Ｔ
＝”Ｃ） 以下に図面に従って本発明の実施例を記す。
） （Ｔ−１４５，４０６４）（Ｐ ＝ｍｍＨｇ、 Ｔ
＝”Ｃ） 以下に図面に従って本発明の実施例を記す。
実施例１
第１図は、本発明に用いられた光ＣＶＤまたは熱ＣＶＯ
装置の概要を示す。
装置の概要を示す。
図面において、反応容器または真空容器（１）はステン
レス類であり、石英窓（２６）が設けられている。基板
（２）はハロゲンヒータ（３）で下側から加熱されたホ
ルダ（２２）上に配設され、室温〜１０００℃好ましく
は光エピタキシャル成長を行う場合、２００〜６００℃
例えば５５０℃に加熱される。ドーピング系は流量計（
６）、バルブ（７）よりなり、水素が（１０）よりアル
ゴンまたはへリュームが（９）より供給される。被膜形
成後の反応客器内のエツチング用に（１１）よりＮＦ３
が供給される。
レス類であり、石英窓（２６）が設けられている。基板
（２）はハロゲンヒータ（３）で下側から加熱されたホ
ルダ（２２）上に配設され、室温〜１０００℃好ましく
は光エピタキシャル成長を行う場合、２００〜６００℃
例えば５５０℃に加熱される。ドーピング系は流量計（
６）、バルブ（７）よりなり、水素が（１０）よりアル
ゴンまたはへリュームが（９）より供給される。被膜形
成後の反応客器内のエツチング用に（１１）よりＮＦ３
が供給される。
また珪素の塩素化物は（１１）より供給される。珪素の
塩素化物としてここでは５ｉｚＣ１，をバブラ（２０）
に充填し、この内を反応容器とともに減圧にして気化せ
しめて用いた。
塩素化物としてここでは５ｉｚＣ１，をバブラ（２０）
に充填し、この内を反応容器とともに減圧にして気化せ
しめて用いた。
さらに排気口（１７）より圧力調整バルブ（１２） 、
ストップバルブ（１３）をへて、真空ポンプ（１４）よ
す排気させた。光化学反応させるため、３００ｎｍ以下
の波長の発生ランプ（一般に１８５ｎｍ、 ２５４ｎｍ
の波長の光を発生させる合成石英製低圧水銀ランプ、
ＵＬＩ−４５ＥＬ２−Ｎ−１照射強度１５ｍＷ／ｃｍ”
） （４）を１０本及びそれに伴う電源系（５）を用い
た。さらにこのランプ室（２８）を排気系に連結し、真
空引きした。このランプ室に反応性気体の逆流を防ぐた
め、（２４）より水素ガスを若干導入し、さらにランプ
室（２８）には反応室（１）と同じ圧力として窓の合成
石英ガラス（２６）が破損しないようにバルブ（２７）
にて調整した。かくすると、発生源で発生した紫外光の
うち、特に大気中の酸素により１８４ ｎｍの短波長光
の反応容器（１）内に至る前での吸収損を防ぐことがで
きた。
ストップバルブ（１３）をへて、真空ポンプ（１４）よ
す排気させた。光化学反応させるため、３００ｎｍ以下
の波長の発生ランプ（一般に１８５ｎｍ、 ２５４ｎｍ
の波長の光を発生させる合成石英製低圧水銀ランプ、
ＵＬＩ−４５ＥＬ２−Ｎ−１照射強度１５ｍＷ／ｃｍ”
） （４）を１０本及びそれに伴う電源系（５）を用い
た。さらにこのランプ室（２８）を排気系に連結し、真
空引きした。このランプ室に反応性気体の逆流を防ぐた
め、（２４）より水素ガスを若干導入し、さらにランプ
室（２８）には反応室（１）と同じ圧力として窓の合成
石英ガラス（２６）が破損しないようにバルブ（２７）
にて調整した。かくすると、発生源で発生した紫外光の
うち、特に大気中の酸素により１８４ ｎｍの短波長光
の反応容器（１）内に至る前での吸収損を防ぐことがで
きた。
以下にその実施例を示す。
実験例１
この実施例は５ｉｚＣ１ｂとの光化学反応により珪素を
主成分とする単結晶半導体被膜を作製せんとしたもので
ある。
主成分とする単結晶半導体被膜を作製せんとしたもので
ある。
第１図において、ヒータ（３）にて基板を５５０℃に加
熱して珪素膜を形成するための単結晶珪素基板（２）を
ヒータ上方のボートホルダ（２２）上に配設している。
熱して珪素膜を形成するための単結晶珪素基板（２）を
ヒータ上方のボートホルダ（２２）上に配設している。
さらにバルブ（１０）を開にして、水素を導入した。さ
らにＳｔ ｚｃｌ ｂを５ｉｚＣ１６／Ｈｚ ＃１／１
０として導入した。反応容器内圧力は、０．１〜１００
ｔｏｒｒの範囲例えば１０ｔｏｒｒとした。すると基
板上に単結晶珪素被膜を１８４ｎｍおよび２５４ｎｍの
紫外光の照射による光ＣＶＤ法において水銀増悪を用い
ることなり２．５人／秒の成長速度で得ることができた
。この被膜成長速度は紫外光照射を中止すると２人／秒
と減少した。
らにＳｔ ｚｃｌ ｂを５ｉｚＣ１６／Ｈｚ ＃１／１
０として導入した。反応容器内圧力は、０．１〜１００
ｔｏｒｒの範囲例えば１０ｔｏｒｒとした。すると基
板上に単結晶珪素被膜を１８４ｎｍおよび２５４ｎｍの
紫外光の照射による光ＣＶＤ法において水銀増悪を用い
ることなり２．５人／秒の成長速度で得ることができた
。この被膜成長速度は紫外光照射を中止すると２人／秒
と減少した。
光ＣＶＤ法特に光エピタキシャル法は被膜形成の初期に
特に有効であり、合成石英窓（２６）にシリコン膜が形
成された後は実質的に熱のみによるエピタキシャル成長
が行われている。このため被膜を１０００Å以上形成せ
んとする場合は、初期は光エピタキシャル成長であり、
その後は熱エピタキシャル成長膜になっていると推定さ
れる。
特に有効であり、合成石英窓（２６）にシリコン膜が形
成された後は実質的に熱のみによるエピタキシャル成長
が行われている。このため被膜を１０００Å以上形成せ
んとする場合は、初期は光エピタキシャル成長であり、
その後は熱エピタキシャル成長膜になっていると推定さ
れる。
さらに形成された被膜（厚さ２μｍ 不純物ドープなし
）の電気特性を調べたところ、“比抵抗は１５００Ωｃ
ｍを得、スクッキングフォールトはＸ １００の視野で
１０視野中１ケであった。
）の電気特性を調べたところ、“比抵抗は１５００Ωｃ
ｍを得、スクッキングフォールトはＸ １００の視野で
１０視野中１ケであった。
さらにこの実施例においては基板を取り出してしまった
後この反応容器（１）内にＮＦ３を（１１）より導入し
、圧力を０．４ｔｏｒｒとしてプラズマエッチを行った
。そのために、一対の電極（８）、（８’）に対し１３
．５６ＭＨｚの高周波を（１５）より供給した。すると
、３０００人／分（反応炉内は１００〜２００℃に保持
）のエッチ速度で石英窓（２６）上の珪素膜をはじめ容
器内壁のすべての不要珪素を除去することができた。
後この反応容器（１）内にＮＦ３を（１１）より導入し
、圧力を０．４ｔｏｒｒとしてプラズマエッチを行った
。そのために、一対の電極（８）、（８’）に対し１３
．５６ＭＨｚの高周波を（１５）より供給した。すると
、３０００人／分（反応炉内は１００〜２００℃に保持
）のエッチ速度で石英窓（２６）上の珪素膜をはじめ容
器内壁のすべての不要珪素を除去することができた。
本発明方法の５ｉｎＣ１ｚｎ−ｚ（ｎ ＝２＋３＋・・
・）もしくはこの塩素化物と水素との反応によるもので
珪素膜を形成させた。しかしこの反応生成物を単結晶基
板上でなく酸化珪素膜上等の異種基板上に形成し、アモ
ルファスシリコン膜を含む非単結晶半導体膜を形成する
ことは可能である。そしてこの塩素が多量に添加された
非単結晶珪素膜を用いて薄膜トランジスタのチャネル形
成領域に用いることは有効である。さらにこの５ｉｚＣ
１，に加え、Ｇｅ１４またはＧｅＦ、を同時に混入せし
めると、塩素が添加された５ｉｘＧｅ＋−ｘ（０＜Ｘ＜
１）を得ることができる。またＷＦａ、ＭｏＣ１４と混
入させてＷＳｉｚ、Ｍｏ５ｉｚを形成させることも可能
である。
・）もしくはこの塩素化物と水素との反応によるもので
珪素膜を形成させた。しかしこの反応生成物を単結晶基
板上でなく酸化珪素膜上等の異種基板上に形成し、アモ
ルファスシリコン膜を含む非単結晶半導体膜を形成する
ことは可能である。そしてこの塩素が多量に添加された
非単結晶珪素膜を用いて薄膜トランジスタのチャネル形
成領域に用いることは有効である。さらにこの５ｉｚＣ
１，に加え、Ｇｅ１４またはＧｅＦ、を同時に混入せし
めると、塩素が添加された５ｉｘＧｅ＋−ｘ（０＜Ｘ＜
１）を得ることができる。またＷＦａ、ＭｏＣ１４と混
入させてＷＳｉｚ、Ｍｏ５ｉｚを形成させることも可能
である。
さらに■価の化合物であるＢＦ３．Ｂ２１１＆またＶ価
の化合物であるｐＨ３またはＡｓＨ，を適量同時に混入
してＰまたはＮ型の珪素を主成分とする半導体被膜を形
成することは可能である。
の化合物であるｐＨ３またはＡｓＨ，を適量同時に混入
してＰまたはＮ型の珪素を主成分とする半導体被膜を形
成することは可能である。
本発明において３００ｎｍ以下の光エネルギの照射源と
してエキシマレーザ（波長３００〜１００ ｎｍ） ’
ｃ用いてもよいことはいうまでもない。
してエキシマレーザ（波長３００〜１００ ｎｍ） ’
ｃ用いてもよいことはいうまでもない。
本発明において、光化学反応の励起用に水銀を同時に混
入し、水銀励起法を用いることも可能である。また第１
図に示した装置において、合成石英管（２６）を充分離
し、窓にシリコン膜が付着しないようにすることにより
エピタキシャル成長方法のみにより単結晶被膜を作成す
ることが可能である。
入し、水銀励起法を用いることも可能である。また第１
図に示した装置において、合成石英管（２６）を充分離
し、窓にシリコン膜が付着しないようにすることにより
エピタキシャル成長方法のみにより単結晶被膜を作成す
ることが可能である。
しかし水銀バブラを用いた方法は排気物中に水銀が残り
やすく、公害問題が発生しやすい。
やすく、公害問題が発生しやすい。
本発明において塩素を含む珪化物気体として１つの分子
に１つの珪素原子しか含まないＨ２Ｓ１Ｃ１ｚ。
に１つの珪素原子しか含まないＨ２Ｓ１Ｃ１ｚ。
ＨＳ ｉＣ１：ｌ ｌ Ｓ ｉ Ｃｌ ４は除かれる。
これらは低圧水銀灯による照射で直接分解しないからで
ある。他方、）１ｚＳｉｚＣ１４１ＨｚＳｉｚＣｌ ３
＋ Ｈ４５ｉｚＣ１ｚ、 Ｈ２Ｓ１＊Ｃ１６＋ Ｈ４５
ｉ２Ｃ１４＋Ｈ６Ｓｉ：＋Ｃ１ｚ等の水素と塩素との化
合物又は５ｔｚＣｈｈ＋Ｈ２ＳｔＣ１２Ｆ２等の弗素と
水素との化合物であってもこれらの１分子の分子量が大
きく紫外光で直接分解する１分子に珪素を２ヶ以上有す
る塩化物を含む。
ある。他方、）１ｚＳｉｚＣ１４１ＨｚＳｉｚＣｌ ３
＋ Ｈ４５ｉｚＣ１ｚ、 Ｈ２Ｓ１＊Ｃ１６＋ Ｈ４５
ｉ２Ｃ１４＋Ｈ６Ｓｉ：＋Ｃ１ｚ等の水素と塩素との化
合物又は５ｔｚＣｈｈ＋Ｈ２ＳｔＣ１２Ｆ２等の弗素と
水素との化合物であってもこれらの１分子の分子量が大
きく紫外光で直接分解する１分子に珪素を２ヶ以上有す
る塩化物を含む。
本発明において熱ＣＶＤ法のみとしてエピタキシャル成
長膜を得ることが可能である。その場合はこれまでより
低い５００〜１０００℃例えば８５０℃でもエピタキシ
ャル成長が可能となり、ジクロールシラン（ＳｉＨｚＣ
ｈ）を用いた場合より５０〜５００℃も低い温度でエピ
タキシャル成長膜を作ることが可能となった。
長膜を得ることが可能である。その場合はこれまでより
低い５００〜１０００℃例えば８５０℃でもエピタキシ
ャル成長が可能となり、ジクロールシラン（ＳｉＨｚＣ
ｈ）を用いた場合より５０〜５００℃も低い温度でエピ
タキシャル成長膜を作ることが可能となった。
第１図は本発明方法を実施するための光ＣＶＤ装置の概
要を示す。
要を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、Ｓｉ＿２Ｃｌ＿６を含む珪素塩素化物気体に熱エネ
ルギまたは熱エネルギと３００ｎｍ以下の波長の光エネ
ルギを加えることにより、被形成面上に珪素を主成分と
する半導体被膜を作製することを特徴とする被膜作製方
法。 ２、特許請求の範囲第１項において、Ｓｉ＿２Ｃｌ＿６
と水素との混合気体に熱エネルギまたは熱エネルギと３
００ｎｍ以下の波長の光エネルギを加えることにより、
被形成面上に単結晶構造の珪素半導体被膜を作製するこ
とを特徴とする被膜作製方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61001005A JPS62158321A (ja) | 1986-01-06 | 1986-01-06 | 被膜作製方法 |
| US07/462,324 US5037514A (en) | 1986-01-06 | 1989-12-28 | Silicon oxide depositing method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61001005A JPS62158321A (ja) | 1986-01-06 | 1986-01-06 | 被膜作製方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62158321A true JPS62158321A (ja) | 1987-07-14 |
Family
ID=11489463
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61001005A Pending JPS62158321A (ja) | 1986-01-06 | 1986-01-06 | 被膜作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62158321A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007102288A1 (ja) * | 2006-03-07 | 2007-09-13 | Kanken Techno Co., Ltd. | Ｈｃｄガスの除害方法とその装置 |
| JP2012089861A (ja) * | 2004-06-10 | 2012-05-10 | Applied Materials Inc | Ｕｖ線を用いたシリコン含有膜の低温エピタキシャル成長 |
-
1986
- 1986-01-06 JP JP61001005A patent/JPS62158321A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012089861A (ja) * | 2004-06-10 | 2012-05-10 | Applied Materials Inc | Ｕｖ線を用いたシリコン含有膜の低温エピタキシャル成長 |
| WO2007102288A1 (ja) * | 2006-03-07 | 2007-09-13 | Kanken Techno Co., Ltd. | Ｈｃｄガスの除害方法とその装置 |
| US7976807B2 (en) | 2006-03-07 | 2011-07-12 | Kanken Techno Co., Ltd. | Method for detoxifying HCD gas and apparatus therefor |
| JP4937998B2 (ja) * | 2006-03-07 | 2012-05-23 | カンケンテクノ株式会社 | Ｈｃｄガスの除害方法とその装置 |
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