JPS63131512A - 半導体薄膜 - Google Patents
半導体薄膜Info
- Publication number
- JPS63131512A JPS63131512A JP61278099A JP27809986A JPS63131512A JP S63131512 A JPS63131512 A JP S63131512A JP 61278099 A JP61278099 A JP 61278099A JP 27809986 A JP27809986 A JP 27809986A JP S63131512 A JPS63131512 A JP S63131512A
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- Japan
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- sih
- semiconductor thin
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Links
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Landscapes
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- Photoreceptors In Electrophotography (AREA)
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】
伎生光互
本発明は半導体薄膜、特にファクシミリにおける原稿読
取り装置に有用な半導体薄膜に関するものである。
取り装置に有用な半導体薄膜に関するものである。
鴛】ＤＥ胤
Ｓ ｘ Ｈ４（モノシラン）のグロー放電分解法による
アモルファスシリコン（ａ−８ｉ）：Ｈ薄膜の作成には
、従来、一定の高周波（ＲＦ）電圧を定常的に供給し、
かつ一定のＳｉＨ４ガスを定常的に供給する方法が用い
られている。この方法によると、基板界面と表面を除い
て均質なａ−５ｉ：Ｈ膜が生成される。
アモルファスシリコン（ａ−８ｉ）：Ｈ薄膜の作成には
、従来、一定の高周波（ＲＦ）電圧を定常的に供給し、
かつ一定のＳｉＨ４ガスを定常的に供給する方法が用い
られている。この方法によると、基板界面と表面を除い
て均質なａ−５ｉ：Ｈ膜が生成される。
膜中のダングリングボンドは水素によって大部分がター
ミネートされ、その結果、電導塵の高い膜が得られる。
ミネートされ、その結果、電導塵の高い膜が得られる。
しかし、定常的なプラズマ中には（Ｓ ｉ Ｈ）ラジカ
ルに対して（Ｈ）ラジカルもある一定の量だけ存在する
ためにａ−３ｉ：Ｈ膜中に５ｉ−Ｈ結合のみならず、
５Ｌ−Ｈ，結合もある割合で存在する。５ｉ−Ｈ２結合
の割合が多いと光電導度が低下する。また（ＳｉＨ）ラ
ジカルの量は成膜速度に比例する６また、光劣化量は、
膜中の水素濃度が高いと大きくなる。
ルに対して（Ｈ）ラジカルもある一定の量だけ存在する
ためにａ−３ｉ：Ｈ膜中に５ｉ−Ｈ結合のみならず、
５Ｌ−Ｈ，結合もある割合で存在する。５ｉ−Ｈ２結合
の割合が多いと光電導度が低下する。また（ＳｉＨ）ラ
ジカルの量は成膜速度に比例する６また、光劣化量は、
膜中の水素濃度が高いと大きくなる。
つまり、一定のガス流量とＲＦ電圧を供給して、一定圧
力のもとで定常的なプラズマから堆積する従来法（定常
プラズマ法）では、（ＳｉＨ）／〔Ｈ〕の比が決まって
しまう為に、膜中のＨ２量及び５Ｌ−Ｈ２結合量をこれ
以下に下げることが難しいという下限値が存在する。
力のもとで定常的なプラズマから堆積する従来法（定常
プラズマ法）では、（ＳｉＨ）／〔Ｈ〕の比が決まって
しまう為に、膜中のＨ２量及び５Ｌ−Ｈ２結合量をこれ
以下に下げることが難しいという下限値が存在する。
すなわち、従来の方法では光電導度及び光劣化特性にお
いて満足すべき半導体薄膜は得られなかった。
いて満足すべき半導体薄膜は得られなかった。
ｌ−一旗
本発明は、断続的にプラズマを供給することにより、従
来法に比べ光電導度が高く、成膜速度が大きく、かつ光
劣化の小さい層状のａ−３ｉ：Ｈ膜を提供することを目
的とする。
来法に比べ光電導度が高く、成膜速度が大きく、かつ光
劣化の小さい層状のａ−３ｉ：Ｈ膜を提供することを目
的とする。
構 成
本発明者は前記目的を達成するために鋭意研究した結果
、Ｓｉ中の水素濃度分布が５〜１５原子％の範囲で膜厚
方向に連続的に変化して分布しているアモルファスＳｉ
：Ｈの１０〜１０００人の膜厚の超薄膜を層状に少なく
とも２層以上積層したことを特徴とする半導体薄膜を提
供することによって前記目的が達成できることを見出し
た。
、Ｓｉ中の水素濃度分布が５〜１５原子％の範囲で膜厚
方向に連続的に変化して分布しているアモルファスＳｉ
：Ｈの１０〜１０００人の膜厚の超薄膜を層状に少なく
とも２層以上積層したことを特徴とする半導体薄膜を提
供することによって前記目的が達成できることを見出し
た。
すなわち１本発明は、放電初期過程において（Ｈ）ラジ
カル量に対して（ＳｉＨ）ラジカル量が相対的に大きい
ことを利用して、光導電率が大きく、かつ光劣化の小さ
い膜を形成することに特徴がある。ａ−Ｓｉ：Ｈ膜の作
製には、プラズマＣＶＤ法により圧力、流量、パワー、
基板温度といった各パラメータを変えて行なわれるが、
その光電特性には、（ＳｉＨ）ラジカル量及び［Ｈ）ラ
ジカル量が間接的には効果を及ぼしている。
カル量に対して（ＳｉＨ）ラジカル量が相対的に大きい
ことを利用して、光導電率が大きく、かつ光劣化の小さ
い膜を形成することに特徴がある。ａ−Ｓｉ：Ｈ膜の作
製には、プラズマＣＶＤ法により圧力、流量、パワー、
基板温度といった各パラメータを変えて行なわれるが、
その光電特性には、（ＳｉＨ）ラジカル量及び［Ｈ）ラ
ジカル量が間接的には効果を及ぼしている。
第１図には、（ＳｉＨ）／（Ｈ）対光導電率（σＰ）の
実験的関係を示した。具体的な製膜条件としてＲＦパワ
ー５〜４０Ｗ、圧力０．０５〜０．４ｔｏｒｒ、流量２
〜５０ｓｃｃｎ＋、基板温度３００℃である。これらの
範囲内で作成したａ−８ｉ：Ｈ膜は第１図で示した実験
的関係式にのるが、ある製膜条件で［Ｓ ｉ Ｈ］ ／
（Ｈ］はほぼ一義的に決まってしまう為、 σｐを上
げる為の方策はある程度限られた製膜条件となる。しか
しながら放電開始初期においては、（ＳｉＨ）／（Ｈ）
の値は、安定したものではなく時間とともに変化し、第
２図に示すような変化を示す。すなわち放電開始から時
間ｔｏ＋までは（ＳｉＨ）／（Ｈ）が変化している。ｔ
ｍは、プラズマの条件により異なるが１〜２０分の範囲
にある。このｏ ＜ ｔ ＜ｔｍの範囲にある時間内で
作成したａ−８ｉ：Ｈ膜は第１図の実験的関係式から高
いσｐが期待される。そこで本発明は。
実験的関係を示した。具体的な製膜条件としてＲＦパワ
ー５〜４０Ｗ、圧力０．０５〜０．４ｔｏｒｒ、流量２
〜５０ｓｃｃｎ＋、基板温度３００℃である。これらの
範囲内で作成したａ−８ｉ：Ｈ膜は第１図で示した実験
的関係式にのるが、ある製膜条件で［Ｓ ｉ Ｈ］ ／
（Ｈ］はほぼ一義的に決まってしまう為、 σｐを上
げる為の方策はある程度限られた製膜条件となる。しか
しながら放電開始初期においては、（ＳｉＨ）／（Ｈ）
の値は、安定したものではなく時間とともに変化し、第
２図に示すような変化を示す。すなわち放電開始から時
間ｔｏ＋までは（ＳｉＨ）／（Ｈ）が変化している。ｔ
ｍは、プラズマの条件により異なるが１〜２０分の範囲
にある。このｏ ＜ ｔ ＜ｔｍの範囲にある時間内で
作成したａ−８ｉ：Ｈ膜は第１図の実験的関係式から高
いσｐが期待される。そこで本発明は。
放電開始からｔｍの範囲の放電領域を利用して、ＲＦパ
ワーあるいはガス流を断続的にオン・オフしてｏ ＜
ｔ ＜ｔｍ内の放電を続けることによって高いσｐを実
現しようとするものである。 この（ＳｉＨ）／（Ｈ）
の高い、 ｏ （ｔ （ｔｍでの時間領域は、次の別の
特徴も又有している。
ワーあるいはガス流を断続的にオン・オフしてｏ ＜
ｔ ＜ｔｍ内の放電を続けることによって高いσｐを実
現しようとするものである。 この（ＳｉＨ）／（Ｈ）
の高い、 ｏ （ｔ （ｔｍでの時間領域は、次の別の
特徴も又有している。
第３図は（ＳｉＨ）濃度と製膜速度との関係を示す実験
結果を示し、第４図は（Ｈ）濃度（（ＳｉＨ）量一定）
と膜中水素量との実験的関係を示す。
結果を示し、第４図は（Ｈ）濃度（（ＳｉＨ）量一定）
と膜中水素量との実験的関係を示す。
第１図、第３図及び第４図に示した実験的結果かられか
るように、（Ｓｉｎ）を高め、（Ｈ）を少なめにする製
膜方向は光導電率（σＰ）の上昇のみならず、製膜速度
の向上及び膜中水素量の減と膜中水素量との実験的関係
を示す。膜中水素量の増加は、ａ−８ｉ：Ｈ膜の光劣化
と相関関係があり、（Ｈ〕量を減らすことが光劣化の方
向と一致し、上述の（ＳｉＨ）／［Ｈ］の高い製膜条件
に合致する。
るように、（Ｓｉｎ）を高め、（Ｈ）を少なめにする製
膜方向は光導電率（σＰ）の上昇のみならず、製膜速度
の向上及び膜中水素量の減と膜中水素量との実験的関係
を示す。膜中水素量の増加は、ａ−８ｉ：Ｈ膜の光劣化
と相関関係があり、（Ｈ〕量を減らすことが光劣化の方
向と一致し、上述の（ＳｉＨ）／［Ｈ］の高い製膜条件
に合致する。
［５ｉＨ）／（Ｈ）の高い初期放電等を利用して、積層
したａ−８ｉ：Ｈ膜はは製膜速度でいうと１０人／分〜
５０人／分である。膜厚でいうならば。
したａ−８ｉ：Ｈ膜はは製膜速度でいうと１０人／分〜
５０人／分である。膜厚でいうならば。
１０〜１０００人の範囲のものを最少単位とした積層膜
が得られる。すなわち、本発明の半導体積層膜は第２図
に示されているようにｏ ＜ ｔ ＜ｔ＋ａ範囲にある
時間内で任意の大きさのＲＦ雷電圧断続的に供給し、任
意の大きさのガス流量を断続的に供給し、断続的供給間
隔を任意に設定することによって製造される。
が得られる。すなわち、本発明の半導体積層膜は第２図
に示されているようにｏ ＜ ｔ ＜ｔ＋ａ範囲にある
時間内で任意の大きさのＲＦ雷電圧断続的に供給し、任
意の大きさのガス流量を断続的に供給し、断続的供給間
隔を任意に設定することによって製造される。
このようにして作成した積層膜の光電流及び光劣化の様
子のデータを第６図に示す。比較例の為、従来の連続放
電による製膜サンプルも示した。これかられかるように
１本発明の積層膜の方が劣化の少ない特性を有している
ことがわかる。
子のデータを第６図に示す。比較例の為、従来の連続放
電による製膜サンプルも示した。これかられかるように
１本発明の積層膜の方が劣化の少ない特性を有している
ことがわかる。
勺−一二監
本発明によれば、高い光導電率（光電流）、高い製膜速
度、光劣化の少ないａ−３ｉ：Ｈ膜が実現できる。
度、光劣化の少ないａ−３ｉ：Ｈ膜が実現できる。
第１図は光導電率と（Ｓ ｉ Ｈ） ／ （Ｈ）濃度比
との関係を示すグラフである。 第２図は（ＳｉＨ）／［Ｈ］濃度比と放電開始後の時間
経過との関係を示すグラフである。 第３図は製膜速度と（ＳｉＨ）濃度との関係を示すグラ
フである。 第４図は（ＳｉＨ）濃度を一定にした場合、膜中水素量
と（Ｈ）濃度との関係を示すグラフである。 第５図は光劣化量と膜中水素量との関係を示すグラフで
ある。 第６図は光電流と光劣化時間との関係を示すグラフであ
る。 第１図 ［ＳｉＨ１
との関係を示すグラフである。 第２図は（ＳｉＨ）／［Ｈ］濃度比と放電開始後の時間
経過との関係を示すグラフである。 第３図は製膜速度と（ＳｉＨ）濃度との関係を示すグラ
フである。 第４図は（ＳｉＨ）濃度を一定にした場合、膜中水素量
と（Ｈ）濃度との関係を示すグラフである。 第５図は光劣化量と膜中水素量との関係を示すグラフで
ある。 第６図は光電流と光劣化時間との関係を示すグラフであ
る。 第１図 ［ＳｉＨ１
Claims (1)
- １、Ｓｉ中の水素濃度分布が５〜１５原子％の範囲で膜
厚方向に連続的に変化して分布しているアモルファスＳ
ｉ：Ｈの１０〜１０００Åの膜厚の超薄膜を層状に少な
くとも２層以上積層したことを特徴とする半導体薄膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61278099A JPS63131512A (ja) | 1986-11-21 | 1986-11-21 | 半導体薄膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61278099A JPS63131512A (ja) | 1986-11-21 | 1986-11-21 | 半導体薄膜 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63131512A true JPS63131512A (ja) | 1988-06-03 |
Family
ID=17592618
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61278099A Pending JPS63131512A (ja) | 1986-11-21 | 1986-11-21 | 半導体薄膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63131512A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6077759A (en) * | 1995-05-31 | 2000-06-20 | Semiconductor Energy Laboratory Co., | Method of producing semiconductor device |
-
1986
- 1986-11-21 JP JP61278099A patent/JPS63131512A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6077759A (en) * | 1995-05-31 | 2000-06-20 | Semiconductor Energy Laboratory Co., | Method of producing semiconductor device |
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