JPS6366919A - 被膜作製方法 - Google Patents
被膜作製方法Info
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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被膜を作製する方
法に関する。
下ＣＶＯ法という）により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被膜を作製する方
法に関する。
この発明は、塩素が添加され５ｉ−ＣＩ結合または５ｉ
−Ｃ１および５ｔ−Ｈ結合を有するとともに、水素が従
来公知のＳｉＨ，のみを用いて作製された場合の量に比
べて少ない量を含有する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。
−Ｃ１および５ｔ−Ｈ結合を有するとともに、水素が従
来公知のＳｉＨ，のみを用いて作製された場合の量に比
べて少ない量を含有する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。
従来、珪素膜をｃｖｏ法（光ＣＶＤ法、ＥＣＩ？プラズ
マＣＶＤ法を含むプラズマＣＶＤ法または熱ＣＶＯ法）
で作製せんとするには５ｉＪｂ、ＳｉＨ４を用いた方法
が知られている。しかしかかる水素化物のみを用いた珪
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。また自然に存在するナトリューム
等のアルカリ元素が珪素中に混入しドナーを作るが、そ
れを水素により中和させることもできない。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１
０原子％以上も有しており： ３５０℃以上の熱で単に
Ｈ２として外部に放散してしまい、耐熱性に欠けるもの
であった。
マＣＶＤ法を含むプラズマＣＶＤ法または熱ＣＶＯ法）
で作製せんとするには５ｉＪｂ、ＳｉＨ４を用いた方法
が知られている。しかしかかる水素化物のみを用いた珪
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。また自然に存在するナトリューム
等のアルカリ元素が珪素中に混入しドナーを作るが、そ
れを水素により中和させることもできない。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１
０原子％以上も有しており： ３５０℃以上の熱で単に
Ｈ２として外部に放散してしまい、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５ｉ−Ｈ結合を
作っている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
−絶縁膜の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−）１結合手が切れると、その
結果、発生した不対結合手は直ちに界面準位を構成し、
特性劣化を誘発してしまった。このため結合力が強（か
つ不対結合手を中和するターミネイタが求められていた
。
作っている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
−絶縁膜の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−）１結合手が切れると、その
結果、発生した不対結合手は直ちに界面準位を構成し、
特性劣化を誘発してしまった。このため結合力が強（か
つ不対結合手を中和するターミネイタが求められていた
。
本発明方法に関係する元素の電気陰性度は、５ｉ（１，
８）、Ｈ（２，１）、Ｃ１（３，０）、Ｆ（４，０）で
あり、５ｔ−Ｈ結合（結合陰性度差 ０．３）、５ｔ−
ＣＩ（１，２）とそれぞれの値は０．８シかない。この
ためこれまで優れているとされた５ｔ−Ｆ（２，２）に
比べその値は１も小さい。
８）、Ｈ（２，１）、Ｃ１（３，０）、Ｆ（４，０）で
あり、５ｔ−Ｈ結合（結合陰性度差 ０．３）、５ｔ−
ＣＩ（１，２）とそれぞれの値は０．８シかない。この
ためこれまで優れているとされた５ｔ−Ｆ（２，２）に
比べその値は１も小さい。
このため従来５ｉＦａとＳｉＨ４とを同時混合における
成膜はそれぞれの電気陰性度の差が大きすぎるために弗
素と水素とを同時に被膜中に存在させるいわゆる混合成
膜が不可能であった。（水素は１０〜２０ａｔχ含有す
るが弗素は０．１ａｔ％以下しか混入されていない）し
かし５ｉ−ＣＩ化合物と５ｔ−）１化合物とを同時混合
して形成する場合は水素５〜２０ａ ｔχ、塩素１〜１
０ａｔχの範囲で混入させる成膜が可能であった。
成膜はそれぞれの電気陰性度の差が大きすぎるために弗
素と水素とを同時に被膜中に存在させるいわゆる混合成
膜が不可能であった。（水素は１０〜２０ａｔχ含有す
るが弗素は０．１ａｔ％以下しか混入されていない）し
かし５ｉ−ＣＩ化合物と５ｔ−）１化合物とを同時混合
して形成する場合は水素５〜２０ａ ｔχ、塩素１〜１
０ａｔχの範囲で混入させる成膜が可能であった。
特に５ｉｎＣ１ｚｎ−ｚ（ｎ＝２）を用いた場合、５ｉ
ＣＩｙである５ｉＣ１＊に比べさらに分解しやすい。こ
のためＳ ｉ ＩＩ ＜または５ｉ２Ｂ、と５ｉ２Ｃ１
４とを混合するとその混合比に従って被膜中に塩素を５
ｔ−ＣＩを構成して混入させることができる。
ＣＩｙである５ｉＣ１＊に比べさらに分解しやすい。こ
のためＳ ｉ ＩＩ ＜または５ｉ２Ｂ、と５ｉ２Ｃ１
４とを混合するとその混合比に従って被膜中に塩素を５
ｔ−ＣＩを構成して混入させることができる。
光ＣＶＯ法で被膜を形成する場合、この５ｉｎＣ１ｚ、
ｌ＋ｚ（ｎ＝２）は分子量が大きく、結果として充所面
積も大きくすることができる。そのため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。
ｌ＋ｚ（ｎ＝２）は分子量が大きく、結果として充所面
積も大きくすることができる。そのため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。
その反応式は
５ｉ２Ｃ１ｉ ＋ ５ｉＪ６ → ４Ｓｉ ＋
６）ＩＣＩであると推定される。
６）ＩＣＩであると推定される。
さらに５ｉｎ０１ｚ、ｌ＋ｚ （ｎ＝２）が直接分解し
、その活性塩素により５ｔ）１４を分解させる場合は、
２ Ｓｉ、Ｃ１，＋ ３ Ｓｉｎ＜ → ７Ｓｉ
＋ １２１１ＣＩを同時に１８４ｎｍの光で直接励起
分解させることができる。
、その活性塩素により５ｔ）１４を分解させる場合は、
２ Ｓｉ、Ｃ１，＋ ３ Ｓｉｎ＜ → ７Ｓｉ
＋ １２１１ＣＩを同時に１８４ｎｍの光で直接励起
分解させることができる。
本発明は、かくの如く短波長の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、５ｉ２Ｃ１，または５ｉ３Ｇ１１で示される５ｉｎ
Ｃ１ｚｎ。ｚ（ｎ＝２）を用いたことを特長としている
。
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、５ｉ２Ｃ１，または５ｉ３Ｇ１１で示される５ｉｎ
Ｃ１ｚｎ。ｚ（ｎ＝２）を用いたことを特長としている
。
またプラズマＣＶＤ法で被膜を形成する場合、即ちグロ
ー放電法によるプラズマＣＶＤ法またはＥＣＲ法（電子
サイクロトロン共鳴）またはマイクロ波励起法を用いた
マイクロ波プラズマＣＶＤ法においては、電気エネルギ
により５ｔ−ＣＩおよび５ｉ−Ｈ結合を分解できる。
ー放電法によるプラズマＣＶＤ法またはＥＣＲ法（電子
サイクロトロン共鳴）またはマイクロ波励起法を用いた
マイクロ波プラズマＣＶＤ法においては、電気エネルギ
により５ｔ−ＣＩおよび５ｉ−Ｈ結合を分解できる。
その反応式は５ｉｎＣ１ｚ、、−ｚ（ｎ＝２）の例えば
ｎ＝２を用いた場合、 ２５ｉｚＣ１ｂ＋ ３ ＳｉＬ ラ ７Ｓｉ ＋
１２ＨＣ１であり、式が完成しない範囲で５ｉ−Ｈ
，５ｉ−Ｃ１結合を同時に被膜中に含有させることがで
きる。すると上式を構成するに際し、不本意に存在して
しまう珪素の不対結合手を塩素および水素で中和させる
ことができる。特にこのうち、Ｓ ｉ −Ｈは被膜中に
存在する応力により準安定な準位（Ｄ’、ｌ）−または
０゛）を作り得る。しかしこの準安定な準位は５ｉ−Ｈ
・・・Ｃｌ−５ｉ と水素結合を構成して中和させるこ
とが期待できる。
ｎ＝２を用いた場合、 ２５ｉｚＣ１ｂ＋ ３ ＳｉＬ ラ ７Ｓｉ ＋
１２ＨＣ１であり、式が完成しない範囲で５ｉ−Ｈ
，５ｉ−Ｃ１結合を同時に被膜中に含有させることがで
きる。すると上式を構成するに際し、不本意に存在して
しまう珪素の不対結合手を塩素および水素で中和させる
ことができる。特にこのうち、Ｓ ｉ −Ｈは被膜中に
存在する応力により準安定な準位（Ｄ’、ｌ）−または
０゛）を作り得る。しかしこの準安定な準位は５ｉ−Ｈ
・・・Ｃｌ−５ｉ と水素結合を構成して中和させるこ
とが期待できる。
参考に５ｉｚＣ１ｉ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’ｃ
沸点 ＋１４４ ℃
蒸発熱 ４２ ＫＪ／ｍｏｌ
生成熱（２５℃）９８６．５ 〃
蒸発圧 １ｏｇＰ＝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、プラズマＣＶ
Ｄまたは熱ＣｖＤ装置の概要を示す。
Ｄまたは熱ＣｖＤ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）がその反応容器側にフォ
ンブリンオイルを薄くコートして設けられている。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〜７００℃に加熱され
る。ドーピング系は流量計（６）。
レス類であり、石英窓（２６）がその反応容器側にフォ
ンブリンオイルを薄くコートして設けられている。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〜７００℃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） 、 （２４）
よりアルゴン又はヘリュームが（９）より供給される。
よりアルゴン又はヘリュームが（９）より供給される。
Ｓｉ ｚＨｂまたはＳｉＨ，は（１２）より供給される
。ＰまたはＮ型とするにはＢ２Ｈ４，ＰＩＩ３をドーピ
ング系をその必要に従って増せばよい。被膜形成後の反
応容器内のエツチング用に（１１）よりＮＦ３が供給さ
れる。
。ＰまたはＮ型とするにはＢ２Ｈ４，ＰＩＩ３をドーピ
ング系をその必要に従って増せばよい。被膜形成後の反
応容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（ＳｉｚＣｌｂ”）は（２０）より
液体を気化して供給される。珪素の塩素化物としてここ
では５ｉ２Ｃ１ｉ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。
液体を気化して供給される。珪素の塩素化物としてここ
では５ｉ２Ｃ１ｉ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（１３）、ス
トップバルブ（１４）をへて、真空ポンプ（１６）より
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、 ＵＬ
Ｉ−４５ＥＬ２−Ｎ−１照射強度１５ｍＷ／ｃｍ２）
（４）を１０本及びそれに伴う電源系（５）を用いた。
トップバルブ（１４）をへて、真空ポンプ（１６）より
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、 ＵＬ
Ｉ−４５ＥＬ２−Ｎ−１照射強度１５ｍＷ／ｃｍ２）
（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。
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。
またプラズマＣＶＤ法を用いるには平行平板型電極と高
周波電源（ここでは１３．５６ＭＨｚを使用）（１５）
より一対の電極（８） 、 （８’ ）を供給し、グロ
ー放電法によるプラズマＣＶＤ法を実施せしめた。
周波電源（ここでは１３．５６ＭＨｚを使用）（１５）
より一対の電極（８） 、 （８’ ）を供給し、グロ
ー放電法によるプラズマＣＶＤ法を実施せしめた。
このグロー放電法は、被膜作製後この反応容器（１）の
内壁に形成される反応残存物をＮＦ３を用いてプラズマ
エツチング除去する際にも用いる。またこのプラズマＣ
ＶＤと光ＣＶＤを同時に行うことまたは光ＣＶＤを用い
たその後にプラズマＣＶＤを同一基板上に連続−シて積
層させることにも用いる。
内壁に形成される反応残存物をＮＦ３を用いてプラズマ
エツチング除去する際にも用いる。またこのプラズマＣ
ＶＤと光ＣＶＤを同時に行うことまたは光ＣＶＤを用い
たその後にプラズマＣＶＤを同一基板上に連続−シて積
層させることにも用いる。
以下にその実施例を示す。
実験例１
この実施例はＳｉ、Ｃ１，と５ｉｚｔｌａの混合気体を
光化学反応により珪素を主成分とする非単結晶半導体被
膜を作製せんとしたものである。
光化学反応により珪素を主成分とする非単結晶半導体被
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２５０℃に加
熱して非単結晶珪素膜を形成するための基板（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５ｉｚＣ１ｉ／ （ＳｉｚＣ１ｉ＋５ｉｚＨ６）と可
変しくここでは０，２とする）ＳｉｚＣｌａを５ｉｚＣ
１ｂ／ｌ（ｚ ＝ １１５として導入した。反応容器内
圧力は、０．１〜１００ｔｏｒｒの範囲例えば１０ｔｏ
ｒｒとした。すると基板上に非単結晶珪素被膜を１８４
ｎｍおよび２５４ｎｍの紫外光の照射による光ＣＶＤ法
において水銀増感を用いることな（１，８人／秒の成長
速度で得ることができた。
熱して非単結晶珪素膜を形成するための基板（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５ｉｚＣ１ｉ／ （ＳｉｚＣ１ｉ＋５ｉｚＨ６）と可
変しくここでは０，２とする）ＳｉｚＣｌａを５ｉｚＣ
１ｂ／ｌ（ｚ ＝ １１５として導入した。反応容器内
圧力は、０．１〜１００ｔｏｒｒの範囲例えば１０ｔｏ
ｒｒとした。すると基板上に非単結晶珪素被膜を１８４
ｎｍおよび２５４ｎｍの紫外光の照射による光ＣＶＤ法
において水銀増感を用いることな（１，８人／秒の成長
速度で得ることができた。
かくして得られた非単結晶の珪素を主成分とする被膜（
ここでは厚さ０．３μｍ）を用いその特性を調べた。
ここでは厚さ０．３μｍ）を用いその特性を調べた。
この被膜のＡＭＩ （１００ｍＷ／ｃｍ”）の光を照射
し、そのフォトセンシテイビテイ （△σ＝σｐ〜σｄ
Ｓｃｍ−’ ）を求めた。するとロフトのバラツキがあ
るが、喧伝導度を６〜９ Ｘｌ０−”Ｓｃｍ−’光転導
度２〜５×１０−’５ｅｔｌｌ−’を有し、△σは５桁
を越える値を得ることができた。この被膜をＦＴＩＲ（
フーリエ変換赤外分光光度計）にて５ｉ−Ｈ，５ｉ−Ｃ
Ｉの含有量を調べた。
し、そのフォトセンシテイビテイ （△σ＝σｐ〜σｄ
Ｓｃｍ−’ ）を求めた。するとロフトのバラツキがあ
るが、喧伝導度を６〜９ Ｘｌ０−”Ｓｃｍ−’光転導
度２〜５×１０−’５ｅｔｌｌ−’を有し、△σは５桁
を越える値を得ることができた。この被膜をＦＴＩＲ（
フーリエ変換赤外分光光度計）にて５ｉ−Ｈ，５ｉ−Ｃ
Ｉの含有量を調べた。
するとこの結合手より推定できる水素は９ａｔχ、塩素
は３ａｔχであり、５ｉ−ＣＩ結合が比較的多く含有し
ていることが判明した。更に重要なことは、もし同一条
件で５ｉｚｌ１６のみを用いて作製した珪素を主成分と
する被膜は、ＡＭＩの光を２時間照射するとその光転導
度は６ ＸＩＸｌｏ−５Ｓ −ｔが８ Ｘ１Ｏ−’Ｓｃ
ｍ −’と１桁近くも悪化してしまう。しかし本発明の
如＜ ５ｉｚＣ１４を混入せしめると、４ Ｘ １０−
’Ｓｃｍ−’が８ＸＩＯ−’Ｓｃｍ−’と１７２にな
るにとどめることができた。この劣化程度は５ｉｚＣ１
ｂ／（ＳｉｚＣｌｉ、＋５ｉｚｌＴｏ）の値を大きくす
ると好ましい方向であった。それは被膜中に５ｉ−ＣＩ
結合等の塩素が比較的多く含有しているためと推定さ糺
る。しかし塩素は反応容器と反応し易く、特に排気系お
よびオイルの劣化を助長するため、０．０５〜０．４（
５〜４０χ）にとどめた。
は３ａｔχであり、５ｉ−ＣＩ結合が比較的多く含有し
ていることが判明した。更に重要なことは、もし同一条
件で５ｉｚｌ１６のみを用いて作製した珪素を主成分と
する被膜は、ＡＭＩの光を２時間照射するとその光転導
度は６ ＸＩＸｌｏ−５Ｓ −ｔが８ Ｘ１Ｏ−’Ｓｃ
ｍ −’と１桁近くも悪化してしまう。しかし本発明の
如＜ ５ｉｚＣ１４を混入せしめると、４ Ｘ １０−
’Ｓｃｍ−’が８ＸＩＯ−’Ｓｃｍ−’と１７２にな
るにとどめることができた。この劣化程度は５ｉｚＣ１
ｂ／（ＳｉｚＣｌｉ、＋５ｉｚｌＴｏ）の値を大きくす
ると好ましい方向であった。それは被膜中に５ｉ−ＣＩ
結合等の塩素が比較的多く含有しているためと推定さ糺
る。しかし塩素は反応容器と反応し易く、特に排気系お
よびオイルの劣化を助長するため、０．０５〜０．４（
５〜４０χ）にとどめた。
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ＮＦ、を（工１）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
１３．５６ＭＩＩｚの高周波を（１５）より供給した。
後この反応容器（１）内にＮＦ、を（工１）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
１３．５６ＭＩＩｚ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。
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。
実験例１
この実施例はＳ！ｚｃｌｉとＳｉＨ，の混合気体をプラ
ズマグロー放電法により珪素を主成分とする非単結晶半
導体被膜を作製せんとしたものである。
ズマグロー放電法により珪素を主成分とする非単結晶半
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２５０ ’Ｃ
に加熱して非単結晶珪素膜を形成するための基板（２）
をヒータ上方のボートホルダ（２２）上に配設している
。パルプ（１０）を開にして、水素を導入した。
に加熱して非単結晶珪素膜を形成するための基板（２）
をヒータ上方のボートホルダ（２２）上に配設している
。パルプ（１０）を開にして、水素を導入した。
さらに５ｉｔＣＩ＆／（Ｓｉ、Ｃ１，＋ＳｉＨ，）と可
変しくここでは０．２とする）Ｓｉ２Ｃ１ｈを５ｉｚＣ
１ａ／Ｈｚ ” １／１０として導入した。反応容器内
圧力は０．０１〜１ ｔｏｒｒの範囲例えば０．１ｔｏ
ｒｒとした。そして一対の電極（８） 、 （８°）に
１３．５６ＭＨｚの周波数の電気エネルギを供給した。
変しくここでは０．２とする）Ｓｉ２Ｃ１ｈを５ｉｚＣ
１ａ／Ｈｚ ” １／１０として導入した。反応容器内
圧力は０．０１〜１ ｔｏｒｒの範囲例えば０．１ｔｏ
ｒｒとした。そして一対の電極（８） 、 （８°）に
１３．５６ＭＨｚの周波数の電気エネルギを供給した。
すると基板上に２．６人／秒の成長速度で被膜を０．５
μの厚さに得ることができた。
μの厚さに得ることができた。
この被膜のＡＭＩ （１００ｍＷ八が）の光を照射し、
そのフォトセンシティビティ （△σ）を調べた。する
とロフトのバラツキがあるが、暗転導度を１〜３ＸＩＯ
−ＩｏＳｃａＩ−’光伝導度３〜７ Ｘ １０−’Ｓｃ
ｍ −’を有し、約５桁を得ることができた。この被膜
中の水素、塩素の量をＦＴＩＲにて調べた。すると５ｉ
−Ｈ（１２ａｔχ）、５ｉ−Ｃ１（４ａｔχ）を得るこ
とができた。この値は同一温度で光ＣＶＤ法を形成され
た被膜より若干多い傾向があった。更に同一条件でＳｉ
、Ｈ，のみを用いて作製した珪素を主成分とする被膜は
、ＡＭＩの光を２時間照射するとその光転導度は１桁近
くも悪化してしまう。しかし本発明の如（Ｓｉ、Ｃ１，
を混入せしめると２．３ Ｘｌ０−’Ｓｅｗ −’がＩ
Ｘｌ０−’Ｓｅｗ −’と約１７２になるにとどめる
ことができた。この劣化程度は５ｉｚＣ１ａ／（Ｓｉｌ
Ｃ１ｂ＋５ｉＨ４）の値を大きくすると好ましい方向で
あった。
そのフォトセンシティビティ （△σ）を調べた。する
とロフトのバラツキがあるが、暗転導度を１〜３ＸＩＯ
−ＩｏＳｃａＩ−’光伝導度３〜７ Ｘ １０−’Ｓｃ
ｍ −’を有し、約５桁を得ることができた。この被膜
中の水素、塩素の量をＦＴＩＲにて調べた。すると５ｉ
−Ｈ（１２ａｔχ）、５ｉ−Ｃ１（４ａｔχ）を得るこ
とができた。この値は同一温度で光ＣＶＤ法を形成され
た被膜より若干多い傾向があった。更に同一条件でＳｉ
、Ｈ，のみを用いて作製した珪素を主成分とする被膜は
、ＡＭＩの光を２時間照射するとその光転導度は１桁近
くも悪化してしまう。しかし本発明の如（Ｓｉ、Ｃ１，
を混入せしめると２．３ Ｘｌ０−’Ｓｅｗ −’がＩ
Ｘｌ０−’Ｓｅｗ −’と約１７２になるにとどめる
ことができた。この劣化程度は５ｉｚＣ１ａ／（Ｓｉｌ
Ｃ１ｂ＋５ｉＨ４）の値を大きくすると好ましい方向で
あった。
本発明方法は、ＳｉｎＣ１ｇｎ＋ｚ（ｎ ＝２１ａｌ
Ｈ＋ １ ）と５ｉＪ６または５ｉｎｓとの反応もしく
はこの成分に加えて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。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５ｉ
２Ｃ１６に加え、ＧｅＨ４またはＧｅＣｌ４を同時に混
入せしめると、塩素または塩素と水素とが添加された５
ｉｘＧｅ＋−ｘ（０＜Ｘ４）を得ることができる。また
ＷＦ、、ＭｏＣ１４に混入させてＷＳｉｚ、Ｍｏ５ｉｚ
と珪素を主成分（５０％以上）として形成させることも
可能である。
Ｈ＋ １ ）と５ｉＪ６または５ｉｎｓとの反応もしく
はこの成分に加えて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。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５ｉ
２Ｃ１６に加え、ＧｅＨ４またはＧｅＣｌ４を同時に混
入せしめると、塩素または塩素と水素とが添加された５
ｉｘＧｅ＋−ｘ（０＜Ｘ４）を得ることができる。また
ＷＦ、、ＭｏＣ１４に混入させてＷＳｉｚ、Ｍｏ５ｉｚ
と珪素を主成分（５０％以上）として形成させることも
可能である。
さらに■価の化合物であるＢＦ３１ｔｈｌｌｂまた７価
の化合物であるＰＨ３またはＡｓ）ｌ＊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Ａｓ）ｌ＊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。
またこれらと同時に、Ｃ２１１□、Ｈ２Ｓ１（ＣＨ：＋
）ｚ等を同時に混入し水素および塩素の混入した５ｉｘ
Ｃｔ−ｘ （０＜Ｘ＜１）を形成してもよい。
）ｚ等を同時に混入し水素および塩素の混入した５ｉｘ
Ｃｔ−ｘ （０＜Ｘ＜１）を形成してもよい。
本発明において３００ｎｍ以下の波長を有する光工ふル
ギの照射源としてエキシマレーザ（波長３００〜１００
ｎｍ）を用いてもよいことはいうまでもない。
ギの照射源としてエキシマレーザ（波長３００〜１００
ｎｍ）を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
非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
非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Ｈ２ＳＩＣｈ＋ＨＳｉＣ
ｈ＋５ｉＣ１４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、ＨｚＳｔｚＣ
１４＋ＨｓＳｔｚＣ１３＋Ｈ＊５ｉｚＣ１ｚ＋ｌ’１ｚ
Ｓｉ：＋Ｃ１いＨ４５ｉ３Ｃ１４゜Ｈ，５ｉｉＣ１□等
の水素と塩素との化合物又は５１２Ｃ１３Ｆ３１Ｈ２Ｓ
ｉＣ１２Ｆ２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。
に１つの珪素原子しか含まないＨ２ＳＩＣｈ＋ＨＳｉＣ
ｈ＋５ｉＣ１４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、ＨｚＳｔｚＣ
１４＋ＨｓＳｔｚＣ１３＋Ｈ＊５ｉｚＣ１ｚ＋ｌ’１ｚ
Ｓｉ：＋Ｃ１いＨ４５ｉ３Ｃ１４゜Ｈ，５ｉｉＣ１□等
の水素と塩素との化合物又は５１２Ｃ１３Ｆ３１Ｈ２Ｓ
ｉＣ１２Ｆ２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。
また本発明において、基板を単結晶珪素とし、２００〜
７００℃の温度で光エピタキシアル成長膜を形成するこ
とも可能である。エピタキシアル成長はこの塩素と水素
とを混入させることによりスクッキングフォルトを少な
くすることが期待できる。
７００℃の温度で光エピタキシアル成長膜を形成するこ
とも可能である。エピタキシアル成長はこの塩素と水素
とを混入させることによりスクッキングフォルトを少な
くすることが期待できる。
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)
- １、Ｓｉ＿２Ｃｌ＿６を含む珪素塩素化物気体とＳｉＨ
＿４またはＳ１＿２Ｈ＿６よりなる珪素の水素化物気体
との混合気体に熱エネルギまたは熱エネルギと３００ｎ
ｍ以下の波長の光エネルギまたは電気エネルギとを加え
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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21188286A JPS6366919A (ja) | 1986-09-08 | 1986-09-08 | 被膜作製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21188286A JPS6366919A (ja) | 1986-09-08 | 1986-09-08 | 被膜作製方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6366919A true JPS6366919A (ja) | 1988-03-25 |
Family
ID=16613187
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21188286A Pending JPS6366919A (ja) | 1986-09-08 | 1986-09-08 | 被膜作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6366919A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01296626A (ja) * | 1988-05-24 | 1989-11-30 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | プラズマ気相反応装置 |
| JPH0439933A (ja) * | 1990-06-05 | 1992-02-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 薄膜の形成方法 |
| US6514803B1 (en) | 1993-12-22 | 2003-02-04 | Tdk Corporation | Process for making an amorphous silicon thin film semiconductor device |
-
1986
- 1986-09-08 JP JP21188286A patent/JPS6366919A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01296626A (ja) * | 1988-05-24 | 1989-11-30 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | プラズマ気相反応装置 |
| JPH0439933A (ja) * | 1990-06-05 | 1992-02-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 薄膜の形成方法 |
| US6514803B1 (en) | 1993-12-22 | 2003-02-04 | Tdk Corporation | Process for making an amorphous silicon thin film semiconductor device |
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