JPS62198117A - 薄膜の製造方法 - Google Patents
薄膜の製造方法Info
- Publication number
- JPS62198117A JPS62198117A JP4088286A JP4088286A JPS62198117A JP S62198117 A JPS62198117 A JP S62198117A JP 4088286 A JP4088286 A JP 4088286A JP 4088286 A JP4088286 A JP 4088286A JP S62198117 A JPS62198117 A JP S62198117A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wavelength
- thin film
- superlattice
- film
- light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000010409 thin film Substances 0.000 title claims abstract description 17
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- PZPGRFITIJYNEJ-UHFFFAOYSA-N disilane Chemical compound [SiH3][SiH3] PZPGRFITIJYNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 229910004205 SiNX Inorganic materials 0.000 claims abstract 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 12
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 8
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000006303 photolysis reaction Methods 0.000 claims description 2
- 230000015843 photosynthesis, light reaction Effects 0.000 claims description 2
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical class N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000010408 film Substances 0.000 abstract description 23
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 abstract description 4
- 238000005036 potential barrier Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 abstract description 3
- 239000010453 quartz Substances 0.000 abstract description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 2
- 229910007264 Si2H6 Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 150000003376 silicon Chemical class 0.000 description 2
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000004397 blinking Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000012776 electronic material Substances 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 229910000069 nitrogen hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 238000000682 scanning probe acoustic microscopy Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000003362 semiconductor superlattice Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- -1 silicon hydride nitride Chemical class 0.000 description 1
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 description 1
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 1
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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、例えば非晶質水素化シリコン系材料を用いた
多層構造薄膜の製造方法に関するものである。
多層構造薄膜の製造方法に関するものである。
（従来の技術）
原子単位の厚さからなる薄膜の多層構造は超格子と呼ば
れ、従来の電子材料にない興味ある物理現象を多く呈し
、基礎、応用両面の研究が急激に展開されている。これ
まで、超格子が示す物理現象の研究は、主に結晶半扉体
を中心にして行われてきた。しかし、超格子構造が示す
物理現象の基礎となる量子力学的効果は、材料の電子、
正札のドブロイ波長と、超格子構造の作るポテンシャル
井戸の幅が同程度であれば生じると考えられるから、必
ずしも結晶半導体に限られるものではない。
れ、従来の電子材料にない興味ある物理現象を多く呈し
、基礎、応用両面の研究が急激に展開されている。これ
まで、超格子が示す物理現象の研究は、主に結晶半扉体
を中心にして行われてきた。しかし、超格子構造が示す
物理現象の基礎となる量子力学的効果は、材料の電子、
正札のドブロイ波長と、超格子構造の作るポテンシャル
井戸の幅が同程度であれば生じると考えられるから、必
ずしも結晶半導体に限られるものではない。
近年注目されている非晶質水素化シリコン（ａ−５ｉ：
Ｈ）は、大面積の成膜が可能であること、価電子制御が
可能であること、異種元素の添加によって禁制帯幅の制
御が可能であることなどから、太陽電池、薄膜トランジ
スタ、電子写真感光体等の電子デバイスへ応用されてい
る。
Ｈ）は、大面積の成膜が可能であること、価電子制御が
可能であること、異種元素の添加によって禁制帯幅の制
御が可能であることなどから、太陽電池、薄膜トランジ
スタ、電子写真感光体等の電子デバイスへ応用されてい
る。
最近、このａ−８ｉｓＨ系材料を用いた超格子構造の研
究が行われ、非晶質材料を用いて超格子構造を形成して
も結晶半導体超格子と類似の量子効果が存在することが
６１認されている。従って、非晶！シリコンを用いたデ
バイスへ超格子構造゛を適用することにより、デバイス
特性の向上が期待されるが、特性向上のための最も重要
な要素は超格子の作製方法である。超格子構造特有の量
子効果を出現させるためには、原子単位での膜厚制御を
行い、各層間のへテロ接合界面における組成の変化を急
峻にして成膜を行わなければならない。非晶質シリコン
系超格子をグロー放電分解法で作製する場合、良好な超
格子構造を得るために現状では、以下のような技術的対
策を行っている。（１）原料ガスの成膜室における滞留
時間を、成膜速度に比較して充分短くする。（２）各層
成膜後、放電を停止して、成膜室内の真空引き及び残留
ガスバージを行う。（３）複数の成膜室を設け、各層そ
れぞれを異なる成膜室で作製する。そして、これらの技
術を用いることによって、組成変化の充分急峻なヘテロ
接合界面が得られることが報告されている。
究が行われ、非晶質材料を用いて超格子構造を形成して
も結晶半導体超格子と類似の量子効果が存在することが
６１認されている。従って、非晶！シリコンを用いたデ
バイスへ超格子構造゛を適用することにより、デバイス
特性の向上が期待されるが、特性向上のための最も重要
な要素は超格子の作製方法である。超格子構造特有の量
子効果を出現させるためには、原子単位での膜厚制御を
行い、各層間のへテロ接合界面における組成の変化を急
峻にして成膜を行わなければならない。非晶質シリコン
系超格子をグロー放電分解法で作製する場合、良好な超
格子構造を得るために現状では、以下のような技術的対
策を行っている。（１）原料ガスの成膜室における滞留
時間を、成膜速度に比較して充分短くする。（２）各層
成膜後、放電を停止して、成膜室内の真空引き及び残留
ガスバージを行う。（３）複数の成膜室を設け、各層そ
れぞれを異なる成膜室で作製する。そして、これらの技
術を用いることによって、組成変化の充分急峻なヘテロ
接合界面が得られることが報告されている。
（発明が解決しようとする問題点）
しかしながら、超格子構造を電子デバイスへ適用し、実
際に生産を行うには、より簡便な成膜技術が要求される
。さらに、グロー放電分解法で成膜を行う場合、プラズ
マ中の荷電粒子が成膜表面を照射損傷するという問題が
ある。本発明はかかる点に鑑み、非晶質シリコン系超格
子を簡便かつより良好な特性で作製する技術を提供する
ことを目的とする。
際に生産を行うには、より簡便な成膜技術が要求される
。さらに、グロー放電分解法で成膜を行う場合、プラズ
マ中の荷電粒子が成膜表面を照射損傷するという問題が
ある。本発明はかかる点に鑑み、非晶質シリコン系超格
子を簡便かつより良好な特性で作製する技術を提供する
ことを目的とする。
（問題点を解決するための手段）
本発明の薄膜の製造方法は、多層構造の薄膜を形成する
ための原料ガスを光分解エネルギーが異なるように選択
し、波長の異なる光照射によって前記原料ガスを堆積さ
せる方法である。
ための原料ガスを光分解エネルギーが異なるように選択
し、波長の異なる光照射によって前記原料ガスを堆積さ
せる方法である。
（実施例）
以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。
図面は本発明に係る薄膜の製造方法に供する成膜装置１
を示す概略図である。
を示す概略図である。
この成膜装置１は光ＣＶＤ法の分解反応に対する選択性
に着目し、超格子構造を形成するための原料ガスの分解
に要する光の波長がそれぞれ異なるように選択し、複数
の光の点滅によって非晶質シリコン系超格子を作製する
ものである。
に着目し、超格子構造を形成するための原料ガスの分解
に要する光の波長がそれぞれ異なるように選択し、複数
の光の点滅によって非晶質シリコン系超格子を作製する
ものである。
成膜装置１は、真空ポンプ２によって排気可能な成膜室
３によって構成され、原料ガスの流入口４及び波長の異
なる２種類の光を照射させる石英窓５ａ、５ｂがそれぞ
れ形成されている。成膜室３内には、前記超格子構造を
順次堆積する基板６と該基板６を加熱するヒータ７が設
けられている。
３によって構成され、原料ガスの流入口４及び波長の異
なる２種類の光を照射させる石英窓５ａ、５ｂがそれぞ
れ形成されている。成膜室３内には、前記超格子構造を
順次堆積する基板６と該基板６を加熱するヒータ７が設
けられている。
本例ではポテンシャル井戸層となる非晶質水素化シリコ
ン（ａ−３ｔ ： Ｈ）とポテンシャルバリア層となる
非晶質水素化窒化シリコン（ａ Ｓ ｉ Ｎ ｘ：Ｈ
）の多層構造からなる薄膜を形成する場合を示している
ので、前記原料ガスとして光吸収が波長２１０ｎｍから
始まるジシランガス（Ｓｉ２Ｈ，）と、光吸収が最大と
なる波長が１９０ｎｍであるアンモニアガス（ＮＨ３）
を用い、これら原料ガスの分解のためにキセノン（Ｘｅ
）ランプ（波長２００ｎｍ以上）、エキシマレーザ−（
波長１９３ｎｍ）をそれぞれ用いている。エキシマレー
ザ−が照射される前記石英窓５ｂにはシャッター８が設
けられており、成膜室３内への照射を適宜調節できるよ
うになされている。
ン（ａ−３ｔ ： Ｈ）とポテンシャルバリア層となる
非晶質水素化窒化シリコン（ａ Ｓ ｉ Ｎ ｘ：Ｈ
）の多層構造からなる薄膜を形成する場合を示している
ので、前記原料ガスとして光吸収が波長２１０ｎｍから
始まるジシランガス（Ｓｉ２Ｈ，）と、光吸収が最大と
なる波長が１９０ｎｍであるアンモニアガス（ＮＨ３）
を用い、これら原料ガスの分解のためにキセノン（Ｘｅ
）ランプ（波長２００ｎｍ以上）、エキシマレーザ−（
波長１９３ｎｍ）をそれぞれ用いている。エキシマレー
ザ−が照射される前記石英窓５ｂにはシャッター８が設
けられており、成膜室３内への照射を適宜調節できるよ
うになされている。
上記構成からなる成膜装置において、基板温度を２５０
℃に設定し、Ｓｔ！Ｈ，、ＮＨ，はマスフローコントロ
ーラーを通して流量を制御しながらそれぞれ１００５ｃ
ｃＨ−２００ｓｃｃＭを成膜室３へ導入した。このとき
、Ｘｅランプは常時点滅させ、エキシマレーザ−をポテ
ンシャルバリア層の膜厚に応じて周期的に入射して超格
子構造を作製する。
℃に設定し、Ｓｔ！Ｈ，、ＮＨ，はマスフローコントロ
ーラーを通して流量を制御しながらそれぞれ１００５ｃ
ｃＨ−２００ｓｃｃＭを成膜室３へ導入した。このとき
、Ｘｅランプは常時点滅させ、エキシマレーザ−をポテ
ンシャルバリア層の膜厚に応じて周期的に入射して超格
子構造を作製する。
作製した超格子薄膜の評価は、オージェ電子分光法を用
い薄膜の深さ方向の組成分布を測定する。
い薄膜の深さ方向の組成分布を測定する。
この結果、本発明の方法で作製した超格子構造は、グロ
ー放電分解法を用いて各層の成膜後、放電を停止して成
膜室３の真空引き及び残留ガスパージに充分注意を払っ
て作製した超格子と同程度の深さ方向の組成分布が得ら
れた。
ー放電分解法を用いて各層の成膜後、放電を停止して成
膜室３の真空引き及び残留ガスパージに充分注意を払っ
て作製した超格子と同程度の深さ方向の組成分布が得ら
れた。
（発明の効果）
以上のように、本発明によれば、原料ガスの分解に有効
な光の波長を適切に選択し、原料ガスを流した状態で光
の入射の有無だけで成膜を行うことによって、非晶質シ
リコン系超格子薄膜を簡便かつ良好な特性で作製するこ
とができる。
な光の波長を適切に選択し、原料ガスを流した状態で光
の入射の有無だけで成膜を行うことによって、非晶質シ
リコン系超格子薄膜を簡便かつ良好な特性で作製するこ
とができる。
図面は、本発明に係る薄膜の製造方法に供する成膜装置
を示す概略図である。
を示す概略図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）多層構造の薄膜を形成するための原料ガスを光分解
エネルギーが異なるように選択し、波長の異なる光照射
によって前記原料ガスを堆積させることを特徴とする薄
膜の製造方法。 ２）前記原料ガスとしてジシランガス（Ｓｉ＿２Ｈ＿６
）とアンモニアガス（ＮＨ＿３）を用い、非晶質水素化
シリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）と非晶質水素化窒化シリコン
（ａ−ＳｉＮｘ：Ｈ）の多層構造を形成する特許請求の
範囲第１項記載の薄膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4088286A JPS62198117A (ja) | 1986-02-25 | 1986-02-25 | 薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4088286A JPS62198117A (ja) | 1986-02-25 | 1986-02-25 | 薄膜の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62198117A true JPS62198117A (ja) | 1987-09-01 |
Family
ID=12592881
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4088286A Pending JPS62198117A (ja) | 1986-02-25 | 1986-02-25 | 薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62198117A (ja) |
-
1986
- 1986-02-25 JP JP4088286A patent/JPS62198117A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2003011100A (ja) | ガス流中のナノ粒子の堆積方法、並びに表面修飾方法 | |
| JPH02197117A (ja) | 炭素添加非晶質シリコン薄膜の製造方法 | |
| Akazawa et al. | Photostimulated evaporation of SiO2 and Si3N4 films by synchrotron radiation and its application for low‐temperature cleaning of Si surfaces | |
| JPH09102596A (ja) | 量子ドットの製造方法及び量子ドット装置 | |
| JPH02258689A (ja) | 結晶質薄膜の形成方法 | |
| JPH0557731B2 (ja) | ||
| JP2929005B1 (ja) | Ｓｉ微結晶構造の製造方法 | |
| Greene et al. | The role of ion/surface interactions and photo-induced reactions during film growth from the vapor phase | |
| JP2005236080A (ja) | シリコンナノ結晶構造体の作製方法及び作製装置 | |
| JPS62198117A (ja) | 薄膜の製造方法 | |
| JPS5982732A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPS63239811A (ja) | 光反応装置 | |
| JPS6355929A (ja) | 半導体薄膜の製造方法 | |
| Akazawa | Formation of a transient Si hydride multilayer and recrystallization of a Si-Si network during vacuum-ultraviolet-excited Si homoepitaxy from Si 2 H 6 | |
| Eden | Photochemical processing of semiconductors: New applications for visible and ultraviolet lasers | |
| JPH0677184A (ja) | 半導体原子層のエッチング方法 | |
| JP2629773B2 (ja) | 多層薄膜の形成方法 | |
| JPS63152120A (ja) | 薄膜形成方法 | |
| Roy | Laser chemical vapour deposition | |
| JPH02202022A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| Suzuki et al. | Ultraviolet photon induced stimulation of surface reaction during growth of hydrogenated amorphous silicon: Estimation of the lifetime of film precursors | |
| JPH04273434A (ja) | 光ｃｖｄ方法 | |
| JP3009072B2 (ja) | 半導体表面エッチング法 | |
| JPH0714784A (ja) | サブ原子層単位で制御した結晶薄膜の製造法 | |
| JPH0628256B2 (ja) | 半導体微細加工方法および半導体微細埋込構造形成方法 |