JPS6355929A - 半導体薄膜の製造方法 - Google Patents
半導体薄膜の製造方法Info
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- JPS6355929A JPS6355929A JP61200800A JP20080086A JPS6355929A JP S6355929 A JPS6355929 A JP S6355929A JP 61200800 A JP61200800 A JP 61200800A JP 20080086 A JP20080086 A JP 20080086A JP S6355929 A JPS6355929 A JP S6355929A
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
Landscapes
- Photoreceptors In Electrophotography (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Photovoltaic Devices (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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、非晶質シリコンケ゛ルマニウム等の半導体薄
膜を基板上に形成する方法に関する。
膜を基板上に形成する方法に関する。
非晶質シリコン（以下ａ−５ｉと略記する）、非晶質ゲ
ルマニウム（以下ａ−Ｇｅと略記する）等は薄膜として
アモルファス太陽電池、電子写真用感光体、光センサ−
、薄膜トランジスタ等の広範な分野に利用されている。
ルマニウム（以下ａ−Ｇｅと略記する）等は薄膜として
アモルファス太陽電池、電子写真用感光体、光センサ−
、薄膜トランジスタ等の広範な分野に利用されている。
これら半導体薄膜の製造方法としてはイオンブレーティ
ング法、スノξツタリング法、真空蒸着法、化学気相成
長（Ｃｈｅｒｎｉｃａｌ Ｖａｐｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔ
ｉｏｎ ； ＣＶＤ ）法等があるが、ＣＶＤ法が薄膜
を原料ガスから低温で直接形成でき、組成の自由度も大
きく大面積化も可能であることから一般的に使用されて
いる。
ング法、スノξツタリング法、真空蒸着法、化学気相成
長（Ｃｈｅｒｎｉｃａｌ Ｖａｐｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔ
ｉｏｎ ； ＣＶＤ ）法等があるが、ＣＶＤ法が薄膜
を原料ガスから低温で直接形成でき、組成の自由度も大
きく大面積化も可能であることから一般的に使用されて
いる。
ＣＶＤ法の中では、例えばＳｉＨ４のような原料ガスを
圧力０．１〜数Ｔｏｒｒで供給し、グロー放電にょシ分
解して生成゛させたプラズマからａ−８ｉ等の薄膜を基
板上に堆積させるプラズマＣＶＤ法、及び上記原料ガス
に光を照射して励起し、ラジカルを生成させて基板上に
ａ−８ｉ等の薄膜を堆積させる光ＣＶＤ法が一般的に使
用されている。
圧力０．１〜数Ｔｏｒｒで供給し、グロー放電にょシ分
解して生成゛させたプラズマからａ−８ｉ等の薄膜を基
板上に堆積させるプラズマＣＶＤ法、及び上記原料ガス
に光を照射して励起し、ラジカルを生成させて基板上に
ａ−８ｉ等の薄膜を堆積させる光ＣＶＤ法が一般的に使
用されている。
しかし、プラズマＣＶＤ法や光ＣＶＤ法等の従来の薄膜
製造法においては、原料ガスの励起された分子が基板の
薄膜成長面に次々に到達ｉ〜、到達すると同時に結合し
て薄膜が成長するので、ダングリングボンドが残りやす
く、得られた半導体薄膜に欠陥が多いという欠点があっ
た。
製造法においては、原料ガスの励起された分子が基板の
薄膜成長面に次々に到達ｉ〜、到達すると同時に結合し
て薄膜が成長するので、ダングリングボンドが残りやす
く、得られた半導体薄膜に欠陥が多いという欠点があっ
た。
さらに、基板温度及び原料ガス圧力を調整して単分子吸
着層を形成し、それに光を照射して単層薄膜を生成する
ことを繰返す方法があるが、これにおいても表面に多数
のダングリングボンドがあるため光照射によシ単分子吸
着した分子が活性となると同時に薄膜化してしまい、活
性化した分子の表面泳動かなく、形成された膜に欠陥が
多いという欠点があった。
着層を形成し、それに光を照射して単層薄膜を生成する
ことを繰返す方法があるが、これにおいても表面に多数
のダングリングボンドがあるため光照射によシ単分子吸
着した分子が活性となると同時に薄膜化してしまい、活
性化した分子の表面泳動かなく、形成された膜に欠陥が
多いという欠点があった。
本発明は、欠陥の少ない半導体薄膜を基板上に形成する
ことができる半導体薄膜の製造方法を提供することを目
的とする。
ことができる半導体薄膜の製造方法を提供することを目
的とする。
本発明の半導体薄膜の製造方法は、薄膜成長面に水素原
子を吸着させ、未吸着の水素原子を排気した後、基板温
度及び原料ガス圧力を調節しながら、原料ガスを供給し
て基板上の薄膜成長面に原料ガスの単分子吸着層を形成
したのち未吸着の原料ガスを排気し、該単分子吸着層に
光を照射して単層の薄膜を生成させ、以上の工程を繰返
して行うことを特徴とする。
子を吸着させ、未吸着の水素原子を排気した後、基板温
度及び原料ガス圧力を調節しながら、原料ガスを供給し
て基板上の薄膜成長面に原料ガスの単分子吸着層を形成
したのち未吸着の原料ガスを排気し、該単分子吸着層に
光を照射して単層の薄膜を生成させ、以上の工程を繰返
して行うことを特徴とする。
本発明方法をａ−３ｉＧｅ：８層の形成を例に詳しく説
明する。
明する。
まず、基板を配置した真空チャン・々−内を十分に真空
に保持し、マイクロ波プラズマ等で生成した水素原子を
供給して、基板上の薄膜成長面に吸着させ、未吸着の余
分な水素原子を排気する。この工程によシ薄膜成長面に
存在する多数のダングリングプントを終結させることが
できる。
に保持し、マイクロ波プラズマ等で生成した水素原子を
供給して、基板上の薄膜成長面に吸着させ、未吸着の余
分な水素原子を排気する。この工程によシ薄膜成長面に
存在する多数のダングリングプントを終結させることが
できる。
次に、原料ガスとして例えばＳｉ２Ｈ６を適度な真空度
に圧力を制御して供給することにより、原料ガスＳｉ２
Ｈ６の単分子層が水素原子の吸着した薄膜成長面に更に
吸着する。未吸着の原料ガスを排気した後、薄膜成長面
に光、好ましくはエキシマレーザ−光のような紫外光を
照射すると、吸着しているＳｉ２Ｈ６が分解して励起分
子が形成される。励起分子は薄膜成長面が水素で覆われ
ているので直ちに反応せずに泳動し、結合すべき位置で
反応して結合し単層Ｓｉの薄膜が成長する。
に圧力を制御して供給することにより、原料ガスＳｉ２
Ｈ６の単分子層が水素原子の吸着した薄膜成長面に更に
吸着する。未吸着の原料ガスを排気した後、薄膜成長面
に光、好ましくはエキシマレーザ−光のような紫外光を
照射すると、吸着しているＳｉ２Ｈ６が分解して励起分
子が形成される。励起分子は薄膜成長面が水素で覆われ
ているので直ちに反応せずに泳動し、結合すべき位置で
反応して結合し単層Ｓｉの薄膜が成長する。
その後、再度真空引きしてから水素原子の吸着を繰返し
、今度は原料ガスとしてＧｅＨ４を適度な真空度に圧力
を制御して供給して単分子層を形成し、上記と同様に光
照射して単層Ｇｅの薄膜が形成される。以下同様の操作
を繰返してａ−８ｉＧｅ ： ８層を形成することがで
きる。
、今度は原料ガスとしてＧｅＨ４を適度な真空度に圧力
を制御して供給して単分子層を形成し、上記と同様に光
照射して単層Ｇｅの薄膜が形成される。以下同様の操作
を繰返してａ−８ｉＧｅ ： ８層を形成することがで
きる。
原料ガスを単分子層で吸着させ安定に保持するためには
、原料ガスを供給して数Ｔｏｒｒ以上で数秒保持し、十
分に吸着分子層が形成した後、原料ガスを排気して、吸
着分子層が単層となる圧力と基板温度にする必要がある
。この圧力、温度については原料ガスによシ異なるので
、各々について制御することが好ましいが、基板温度は
次工程の光照射による成膜工程の温度（２００Ｃ程度）
に設定し、圧力を制御する方が好ましい。
、原料ガスを供給して数Ｔｏｒｒ以上で数秒保持し、十
分に吸着分子層が形成した後、原料ガスを排気して、吸
着分子層が単層となる圧力と基板温度にする必要がある
。この圧力、温度については原料ガスによシ異なるので
、各々について制御することが好ましいが、基板温度は
次工程の光照射による成膜工程の温度（２００Ｃ程度）
に設定し、圧力を制御する方が好ましい。
基板温度を２００Ｃとし、流量１００ ｓｅｃｍの水素
ガスのマイクロ波プラズマにより発生させた水素原子を
０．ＩＴｏｒｒで１０秒間供給した後、排気した。次に
、Ｓｉ２Ｈ６ガスを５Ｘ１０−５Ｔｏｒｒ ノ圧力で供
給シタ後にＩ Ｘ Ｌ ０−６Ｔｏｒｒに排気し、Ａｒ
Ｆ （１９３ｎｍ ） ｔ７） ｘキシマレーデー光を
１０ｍＪ／ｃｍ２で５／にルス照射シた。再度、水素原
子を０． Ｉ Ｔｏｒｒで１０秒間供給した後排気し、
Ｇｅ Ｈ４ガスをＩ Ｘ １０−５Ｔｏｒｒの圧力で供
給した後にＩ Ｘ １０＝ Ｔｏｒｒに排気し、更にＡ
ｒＦ（１９３ｎｍ）のエキシマレーザ−光をｌ Ｑ ｍ
Ｊ／ｃｍ２で５・ξルス照射した。以上の操作を２０
００回繰返して膜厚０．４μｍのａ−３ｉＧｅ：Ｈ薄膜
を基板上に形成した。
ガスのマイクロ波プラズマにより発生させた水素原子を
０．ＩＴｏｒｒで１０秒間供給した後、排気した。次に
、Ｓｉ２Ｈ６ガスを５Ｘ１０−５Ｔｏｒｒ ノ圧力で供
給シタ後にＩ Ｘ Ｌ ０−６Ｔｏｒｒに排気し、Ａｒ
Ｆ （１９３ｎｍ ） ｔ７） ｘキシマレーデー光を
１０ｍＪ／ｃｍ２で５／にルス照射シた。再度、水素原
子を０． Ｉ Ｔｏｒｒで１０秒間供給した後排気し、
Ｇｅ Ｈ４ガスをＩ Ｘ １０−５Ｔｏｒｒの圧力で供
給した後にＩ Ｘ １０＝ Ｔｏｒｒに排気し、更にＡ
ｒＦ（１９３ｎｍ）のエキシマレーザ−光をｌ Ｑ ｍ
Ｊ／ｃｍ２で５・ξルス照射した。以上の操作を２０
００回繰返して膜厚０．４μｍのａ−３ｉＧｅ：Ｈ薄膜
を基板上に形成した。
比較のために従来のプラズマＣＶＤ法により、基板温度
２００ＣでＳ ｉ Ｈ４ガス１０ ｓｃｃｍ 、 Ｇｃ
Ｈ４ガス１０ ｓｃｃｍ及びＩ］２ガス５０ ｓｃｃｍ
で供給し、ＲＦ、ｅツー５０Ｗ、圧力ＩＴｏｒｒで１時
間成膜し膜厚０．５μｍのａ−５ｉＧｅ ： １−１薄
膜を基板上に形成した。
２００ＣでＳ ｉ Ｈ４ガス１０ ｓｃｃｍ 、 Ｇｃ
Ｈ４ガス１０ ｓｃｃｍ及びＩ］２ガス５０ ｓｃｃｍ
で供給し、ＲＦ、ｅツー５０Ｗ、圧力ＩＴｏｒｒで１時
間成膜し膜厚０．５μｍのａ−５ｉＧｅ ： １−１薄
膜を基板上に形成した。
本発明及び従来法により形成したａ−８ｉＧｅ ： Ｈ
薄膜の特性を下記の表に要約した。
薄膜の特性を下記の表に要約した。
本発明 従来例
Ｅｇ （ｅＶ） １．５ １．５５ａ
ｐｈ （Ｓｃｍ”） ｌＸｌ０−４５Ｘ１０−”σ
ｄ （Ｓｃｍ”） ｌＸｌ０−９５Ｘ１０−９ダ
ングリングボンド（ケ／ＣＣ） １×１０１５ １×１
０１６尚、光伝導度ｃｒｐｈはＡＭｌ、０にて１００ｍ
Ｗ／ｃｒｎ２照射時の値である。また、ダングリングボ
ンド数はＥＳＲを用いて測定し、ＳｉとＧｅの合計とし
て表示した。
ｐｈ （Ｓｃｍ”） ｌＸｌ０−４５Ｘ１０−”σ
ｄ （Ｓｃｍ”） ｌＸｌ０−９５Ｘ１０−９ダ
ングリングボンド（ケ／ＣＣ） １×１０１５ １×１
０１６尚、光伝導度ｃｒｐｈはＡＭｌ、０にて１００ｍ
Ｗ／ｃｒｎ２照射時の値である。また、ダングリングボ
ンド数はＥＳＲを用いて測定し、ＳｉとＧｅの合計とし
て表示した。
本発明によれば、従来得られなかったような欠陥の少な
い半導体薄膜を形成でき、アモルファス太陽電池、感光
体、イメーノセンサー等に用いる高品質半導体薄膜の製
造に有効である。
い半導体薄膜を形成でき、アモルファス太陽電池、感光
体、イメーノセンサー等に用いる高品質半導体薄膜の製
造に有効である。
また、半導体薄膜を単層づつ成長させることができるの
で、超格子の作成に利用して、界面の元素分布を急峻に
制御でき、きわめて有効である。
で、超格子の作成に利用して、界面の元素分布を急峻に
制御でき、きわめて有効である。
更に、真空チャンバー内の原料ガスを排気して吸着分子
に光を照射して薄膜形成するので、従来ＣＶ、Ｄ法で問
題となっていた光入射窓の析出物によるくもりが発生し
ない利点もある。
に光を照射して薄膜形成するので、従来ＣＶ、Ｄ法で問
題となっていた光入射窓の析出物によるくもりが発生し
ない利点もある。
Claims (2)
- （１）基板上の薄膜成長面に水素原子を吸着させてから
未吸着の水素原子を排気し、次に基板温度及び原料ガス
圧力を調節しながら原料ガスを供給して原料ガスの単分
子吸着層を更に形成してから未吸着の原料ガスを排気し
、該単分子吸着層に光を照射して単層の薄膜を生成させ
、以上の工程を繰返して行うことを特徴とする半導体薄
膜の製造方法。 - （２）２種以上の原料ガスを１種づつ順次に供給して上
記の工程を繰返し、多元系の半導体薄膜を形成すること
を特徴とする特許請求の範囲（１）項記載の半導体薄膜
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61200800A JPS6355929A (ja) | 1986-08-26 | 1986-08-26 | 半導体薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61200800A JPS6355929A (ja) | 1986-08-26 | 1986-08-26 | 半導体薄膜の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6355929A true JPS6355929A (ja) | 1988-03-10 |
Family
ID=16430399
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61200800A Pending JPS6355929A (ja) | 1986-08-26 | 1986-08-26 | 半導体薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6355929A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04291916A (ja) * | 1991-03-20 | 1992-10-16 | Kokusai Electric Co Ltd | 気相成長方法及び装置 |
| JPH07111910A (ja) * | 1993-10-11 | 1995-05-02 | Lamb Srl | リバーシブルバック |
| US5705224A (en) * | 1991-03-20 | 1998-01-06 | Kokusai Electric Co., Ltd. | Vapor depositing method |
| US5739043A (en) * | 1992-03-25 | 1998-04-14 | Kanegafuchi Chemical Industry Co., Ltd. | Method for producing a substrate having crystalline silicon nuclei for forming a polysilicon thin film |
| WO1999014787A3 (de) * | 1997-09-17 | 1999-05-06 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren zur erzeugung eines plasmas durch einstrahlung von mikrowellen |
-
1986
- 1986-08-26 JP JP61200800A patent/JPS6355929A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04291916A (ja) * | 1991-03-20 | 1992-10-16 | Kokusai Electric Co Ltd | 気相成長方法及び装置 |
| US5705224A (en) * | 1991-03-20 | 1998-01-06 | Kokusai Electric Co., Ltd. | Vapor depositing method |
| US5739043A (en) * | 1992-03-25 | 1998-04-14 | Kanegafuchi Chemical Industry Co., Ltd. | Method for producing a substrate having crystalline silicon nuclei for forming a polysilicon thin film |
| JPH07111910A (ja) * | 1993-10-11 | 1995-05-02 | Lamb Srl | リバーシブルバック |
| WO1999014787A3 (de) * | 1997-09-17 | 1999-05-06 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren zur erzeugung eines plasmas durch einstrahlung von mikrowellen |
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