JPH0713941B2 - Method of forming deposited film - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、励起エネルギーとして熱を利用し、光導電
膜、半導体あるいは絶縁性の膜を所定の支持体上に形成
させる堆積膜形成法に関し、更に詳しくは、熱エネルギ
ーの付与により、原料ガスの励起、分解状態を作り、所
定の支持体上に、特に、アモルファスシリコン(以下a
−Siと略す)の堆積膜を形成する方法に関する。The present invention relates to a deposited film forming method in which heat is used as excitation energy to form a photoconductive film, a semiconductor or an insulating film on a predetermined support, and more specifically, thermal energy The source gas is excited and decomposed by the addition of the above, and amorphous silicon (hereinafter a) is formed on a predetermined support.
-Si) and a method for forming a deposited film.
従来、a−Siの堆積膜形成方法としては、SiH4またはSi
2H6を原料として用いたグロー放電堆積法及び熱エネル
ギー堆積法が知られている。即ち、これらの堆積法は、
原料ガスとしてのSiH4またはSi2H6を電気エネルギーや
熱エネルギー(励起エネルギー)により分解して支持体
上にa−Siの堆積膜を形成させる方法であり、形成され
た堆積膜は、光導電膜、半導体あるいは絶縁性の膜等と
して種々の目的に利用されている。Conventionally, as a method of forming a-Si deposited film, SiH 4 or Si
Glow discharge deposition method and thermal energy deposition method using 2 H 6 as a raw material are known. That is, these deposition methods are
This is a method in which SiH 4 or Si 2 H 6 as a source gas is decomposed by electric energy or thermal energy (excitation energy) to form a deposited film of a-Si on a support. It is used for various purposes as a conductive film, a semiconductor, an insulating film, or the like.
しかしながら、高出力放電下で堆積膜の形成が行なわれ
るグロー放電堆積法に於いては、均一な放電の分布状態
が常に得られないなど再現性のある安定した条件の制御
が難しく、更に膜形成中に於ける膜への高出力放電の影
響が大きく、形成された膜の電気的、光学的特性の均一
性、品質の安定性の確保が難しく、堆積時の膜表面の乱
れ、堆積膜内の欠陥が生じやすい。特に、厚膜の堆積膜
を電気的、光学的特性に於いて均一にこの方法により形
成することは非常に困難であった。However, in the glow discharge deposition method, in which a deposited film is formed under high-power discharge, it is difficult to control reproducible and stable conditions such as the fact that a uniform discharge distribution state cannot always be obtained. The influence of high-power discharge on the film inside is large, it is difficult to secure the uniformity of the electrical and optical characteristics of the formed film and the stability of quality, the surface of the film is disturbed during deposition, and the inside of the deposited film Is likely to cause defects. In particular, it was very difficult to uniformly form a thick deposited film by this method in terms of electrical and optical characteristics.
一方、熱エネルギー堆積法においても、通常400℃以上
の高温が必要となることから使用される支持体材料が限
定され、加えて所望のa−Si中の有用な結合水素原子が
離脱してしまう確率が増加するため、所望き特性が得難
い。On the other hand, also in the thermal energy deposition method, since a high temperature of 400 ° C. or higher is usually required, the support material used is limited, and in addition, useful bonded hydrogen atoms in desired a-Si are released. Since the probability increases, it is difficult to obtain the desired characteristics.
そこで、これらの問題点を解決する1つの方法として、
SiH4,Si2H6以外のシリコン化合物を原料とするa−Si
の低熱量の熱エネルギー堆積法(熱CVD)が注目され
る。So, as one method to solve these problems,
A-Si made of a silicon compound other than SiH 4 and Si 2 H 6 as a raw material
Low energy calorific energy deposition method (thermal CVD) is attracting attention.
この低熱量の熱エネルギー堆積法は、励起エネルギーと
しての前述の方法に於けるグロー放電や高温加熱の代わ
りに低温加熱を用いるものであり、a−Siの堆積膜の作
製を低エネルギーレベルで実施できるようにするもので
ある。また、低温なほど原料ガスを均一に加温すること
が容易であり、前述の堆積法と比べて低いエネルギー消
費で、均一性を保持した高品質の成膜を行なうことがで
き、また製造条件の制御が容易で安定した再現性が得ら
れ、更に支持体を高温に加熱する必要がなく、支持体に
対する選択性も広がる利点もある。This low calorific thermal energy deposition method uses low-temperature heating instead of glow discharge or high-temperature heating in the above-described method as excitation energy, and a-Si deposited film is produced at a low energy level. It enables you to do it. Further, the lower the temperature, the easier it is to uniformly heat the raw material gas, and it is possible to perform high-quality film formation while maintaining uniformity, with lower energy consumption than the deposition method described above. Is easy to control and stable reproducibility can be obtained. Further, it is not necessary to heat the support to a high temperature, and there is an advantage that the selectivity to the support is widened.
本発明は上記した点に鑑みなされたものであり、励起エ
ネルギーとして、低レベルの熱エネルギーを用いて堆積
室内にプラズマを生起させることなく成膜を行うこと
で、高品質を維持しつつ高い成膜速度でシリコン原子を
含む堆積膜を形成することのできる熱エネルギー堆積法
を提供することにある。The present invention has been made in view of the above points, and by performing film formation without generating plasma in the deposition chamber by using low-level thermal energy as excitation energy, high quality is maintained while maintaining high quality. It is an object to provide a thermal energy deposition method capable of forming a deposited film containing silicon atoms at a film rate.
本発明の他の目的は、大面積,厚膜の堆積膜の形成にあ
っても、電気的,光学的特性の均一性の品質の安定生を
確保した高品質の堆積膜を形成することのできる方法を
提供することにある。Another object of the present invention is to form a high-quality deposited film that secures stable quality of uniformity of electrical and optical characteristics even when forming a large-area, thick-film deposited film. To provide a way to do it.
本発明は、鋭意検討の結果、これらの目的が、熱エネル
ギーにより分解される原料ガスとして、一般式;(SinH
2n+2(n≧1)で表わされる直鎖状シラン化合物をハロ
ゲン化合物との混合状態で用いることによって達成され
ることを見い出し完成されたものである。As a result of earnest studies, the present invention has found that these objects can be achieved by the general formula; (Si n H
It has been completed by finding out what is achieved by using a linear silane compound represented by 2n + 2 (n ≧ 1) in a mixed state with a halogen compound.
即ち本発明の堆積膜形成方法は、150℃〜300℃に保持さ
れた支持体が配された堆積室内に、一般式;SinH
2n+2(n≧1)で表わされる直鎖状シラン化合物と、
I2、Cl2、Br2から選択されたハロゲンガスと、周期律表
第III族若しくは第V族に属する原子を含む化合物との
気体状雰囲気を形成し、前記堆積室内に、プラズマを生
起させ得る電気エネルギーを供給することなく熱エネル
ギーを供給して前記化合物を励起し、前記支持体上にシ
リコン原子及び周期律表第III族若しくは第V族に属す
る原子を含む堆積膜を形成することを特徴とする。That is, the method for forming a deposited film according to the present invention is carried out by using the general formula; Si n H in a deposition chamber in which a support maintained at 150 ° C to 300 ° C is arranged.
A linear silane compound represented by 2n + 2 (n ≧ 1),
A gaseous atmosphere of a halogen gas selected from I 2 , Cl 2 and Br 2 and a compound containing an atom belonging to Group III or Group V of the periodic table is formed, and plasma is generated in the deposition chamber. The heat energy is supplied without supplying the obtained electric energy to excite the compound to form a deposited film containing silicon atoms and atoms belonging to Group III or Group V of the periodic table on the support. Characterize.
本発明の方法に於いては、原料物質としてSi供給用原料
としてのシリコン化合物と、周期律表第III族若しくは
第V族に属する原子導入用としてのこれらの原子を含む
化合物が使用され、形成された堆積膜は、シリコン原子
及び周期律第III族若しくは第V族に属する原子を含む
堆積膜であり、光導電膜、半導体膜等の機能膜として種
々の目的に使用できるものである。In the method of the present invention, a silicon compound as a raw material for supplying Si and a compound containing these atoms for introducing an atom belonging to Group III or V of the periodic table are used as the raw material, The deposited film is a deposited film containing silicon atoms and atoms belonging to Group III or Group V of the periodic law, and can be used for various purposes as a functional film such as a photoconductive film or a semiconductor film.
本発明の方法に於いて使用されるSi供給用の原料は、一
般式;SinH2n+2(n≧1)で表わされる直鎖状シラン化
合物であり、良質なa−Si堆積膜を形成するためには、
上記式中のnが1〜15,好ましくは2〜10,より好ましく
は2〜6であることが望ましい。The raw material for supplying Si used in the method of the present invention is a linear silane compound represented by the general formula: Si n H 2n + 2 (n ≧ 1), and a good quality a-Si deposited film is obtained. To form
It is desirable that n in the above formula is 1 to 15, preferably 2 to 10, and more preferably 2 to 6.
しかしながら、このような直鎖状シラン化合物は、励起
エネルギーとして熱エネルギーを用いた場合、効率良
い、励起、分解が得られず、良好な成膜速度が得られな
い。However, when such a linear silane compound uses heat energy as excitation energy, efficient excitation and decomposition cannot be obtained, and a good film formation rate cannot be obtained.
そこで本発明の方法に於いては、熱エネルギーによる上
記の直鎖状シラン化合物の励起、分解をより効率良く促
進させるために、該直鎖状シラン化合物にハロゲン化合
物が混合される。Therefore, in the method of the present invention, a halogen compound is mixed with the linear silane compound in order to more efficiently promote the excitation and decomposition of the linear silane compound by thermal energy.
本発明の方法に於いて上記直鎖状シラン化合物に混合さ
れるハロゲン化合物は、ハロゲン原子を含有した化合物
であり、上記直鎖状シラン化合物の熱エネルギーによる
励起、分解をより効率良く促進させることのできるもの
である。このようなハロゲン化合物としては、Cl2,B
r2,I2,F2等のハロゲンガス等を挙げることができる。The halogen compound mixed with the linear silane compound in the method of the present invention is a compound containing a halogen atom, and it is possible to more efficiently promote the excitation and decomposition of the linear silane compound by thermal energy. It can be done. Examples of such halogen compounds include Cl 2 , B
Examples thereof include halogen gases such as r 2 , I 2 , and F 2 .
本発明の方法に於ける前記a−Si形成用原料化合物に混
合されるハロゲン化合物の割合いは使用されるa−Si膜
形成用原料化合物及びハロゲン化合物の種類等によって
異なるが、0.001Vol%〜95Vol%、好ましくは0.1Vol%
〜70Vol%の範囲内で使用される。The proportion of the halogen compound mixed with the a-Si forming raw material compound in the method of the present invention varies depending on the kind of the a-Si film forming raw material compound and the halogen compound used, but is 0.001 Vol% to 95Vol%, preferably 0.1Vol%
Used within the range of ~ 70Vol%.
本発明の方法に於いて形成される堆積膜中に例えばB,A
l,Ga,In,Tl等の周期律表第III族またはN,P,As,Sb,Bi等
の第V族に属する原子を導入するために用いられる原料
としては、これらの原子を含み、熱エネルギーによって
容易に励起、分解される化合物が使用され、そのような
化合物としては、例えばPH3,P2H4,PF3,PF5,PCl3,A
sH3,AsF3,AsF5,AsCl3,SbH3,SbF5,BiH3,BF3,BCl
3,BBr3,B2H6,B4H10,B5H9,B6H10,B6H12,AlCl3等
を挙げることが出来る。In the deposited film formed by the method of the present invention, for example, B, A
As a raw material used for introducing an atom belonging to Group III of the periodic table such as l, Ga, In and Tl or Group V such as N, P, As, Sb, Bi, etc., a raw material containing these atoms, A compound that is easily excited and decomposed by thermal energy is used, and examples of such a compound include PH 3 , P 2 H 4 , PF 3 , PF 5 , PCl 3 , and A.
sH 3 , AsF 3 , AsF 5 , AsCl 3 , SbH 3 , SbF 5 , BiH 3 , BF 3 , BCl
3 , BBr 3 , B 2 H 6 , B 4 H 10 , B 5 H 9 , B 6 H 10 , B 6 H 12 , AlCl 3 and the like.
本発明の方法に於いては、ガス状態の上記のようなシリ
コン化合物と、周期律表III族若しくは第V族に属する
原子を含む化合物とが堆積室内に導入され、これらの化
合物に熱エネルギーが与えられて、これらが励起、分解
され、堆積室内に配置された支持体にシリコン原子と周
期律表III族若しくは第V族に属する原子を含む堆積膜
(a−Si膜)が形成される。In the method of the present invention, a silicon compound as described above in a gas state and a compound containing an atom belonging to Group III or Group V of the periodic table are introduced into a deposition chamber, and thermal energy is applied to these compounds. When applied, these are excited and decomposed, and a deposited film (a-Si film) containing silicon atoms and atoms belonging to Group III or Group V of the periodic table is formed on the support placed in the deposition chamber.
次に、戦記堆積室内に導入された前記シリコン化合物ガ
スに対する熱エネルギーの付与はジュール熱発生要素、
高周波加熱手段等を用いて行われる。Next, the application of heat energy to the silicon compound gas introduced into the battlefield deposition chamber is performed by Joule heat generation element,
It is performed using a high frequency heating means or the like.
ジュール熱発生要素としては電熱線、電熱板等のヒータ
を、また高周波加熱手段として誘導加熱、誘電加熱等を
挙げることができる。The Joule heat generating element may be a heater such as a heating wire or an electric heating plate, and the high frequency heating means may be induction heating or dielectric heating.
ジュール熱発生要素による実施態様について説明すれば
ヒータを支持体の裏面に接触ないし近接させて支持体表
面を伝導加熱し、表面近傍の原料ガスを熱励起、熱分解
せしめ、分解生成物を支持体表面に堆積させる。他にヒ
ーターを支持体の表面近傍に置くことも可能である。Explaining an embodiment using the Joule heat generating element, the heater is brought into contact with or close to the back surface of the support to conductively heat the surface of the support to thermally excite and thermally decompose the raw material gas in the vicinity of the surface to decompose the decomposition product into the support. Deposit on the surface. Alternatively, the heater can be placed near the surface of the support.
以下、第1図を参照しつつ本発明の方法を詳細に説明す
る。Hereinafter, the method of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
第1図は支持体上に、a−Siからなる光導電膜、半導体
膜、又は絶縁体膜等の機能膜を形成するための堆積膜形
成装置の概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a deposited film forming apparatus for forming a functional film such as a photoconductive film made of a-Si, a semiconductor film, or an insulator film on a support.
堆積膜の形成は堆積室1の内部で行なわれる。The deposited film is formed inside the deposition chamber 1.
堆積室1の内部に置かれる3は支持体の配置される支持
台である。Reference numeral 3 which is placed inside the deposition chamber 1 is a support table on which a support is arranged.
4は支持体加熱用のヒーターであり、導線5によって該
ヒーター4に給電される。堆積室1内にa−Siの原料ガ
ス、及び必要に応じて使用されるキャリアーガス等のガ
スを導入するためのガス導入管内が堆積室1に連結され
ている。このガス導入管17の他端はa−Si形成用原料ガ
ス及び必要に応じて使用されるキャリアガス等のガスを
形成するためのガス形成源9,10,11,12に連結されてい
る。ガス形成源9,10,11,12から堆積室1に向って流出す
る各々のガスの流量を計測するため、対応するフローメ
ータ15−1、15−2,15−3,15−4が対応する分枝したガ
ス導入管17−1,17−2,17−3,17−4の途中に設けられ
る。各々のフローメーターの前後にはバルブ14−1,14−
2,14−3,14−4,16−1,16−2,16−3,16−4が設けられ、
これらのバルブを調節することにより、所定の流量のガ
スを形成しうる。13−1,13−2,13−3,13−4は圧力メー
タであり、対応するフローメータの高圧側の圧力を計測
するためのものである。Reference numeral 4 is a heater for heating the support, and the conductor 4 supplies power to the heater 4. A gas introducing pipe for introducing a raw material gas of a-Si and a gas such as a carrier gas used as necessary into the deposition chamber 1 is connected to the deposition chamber 1. The other end of the gas introduction pipe 17 is connected to gas forming sources 9, 10, 11, 12 for forming a raw material gas for forming a-Si and a gas such as a carrier gas used as necessary. Corresponding flow meters 15-1, 15-2, 15-3, 15-4 correspond to measure the flow rate of each gas flowing from the gas forming sources 9, 10, 11, 12 toward the deposition chamber 1. The gas introduction pipes 17-1, 17-2, 17-3, 17-4 are branched. Before and after each flow meter, valves 14-1, 14-
2,14-3,14-4,16-1,16-2,16-3,16-4 are provided,
By adjusting these valves, a predetermined flow rate of gas can be formed. Reference numerals 13-1, 13-2, 13-3, 13-4 are pressure meters for measuring the pressure on the high pressure side of the corresponding flow meter.
フローメータを通過した各々のガスは混合されて、不図
示の排気装置によって減圧下にある堆積室1内へ導入さ
れる。なお、圧力メータ18は混合ガスの場合にはその総
圧が計測される。The respective gases that have passed through the flow meter are mixed and introduced into the deposition chamber 1 under reduced pressure by an exhaust device (not shown). The pressure meter 18 measures the total pressure of the mixed gas.
堆積室1内を減圧にしたり、導入されたガスを排気する
ために、ガス排気管20が堆積室1に連結されている。ガ
ス排気管の他端は不図示の排気装置に連結される。A gas exhaust pipe 20 is connected to the deposition chamber 1 to reduce the pressure inside the deposition chamber 1 and to exhaust the introduced gas. The other end of the gas exhaust pipe is connected to an exhaust device (not shown).
本発明に於いて、ガス供給源9,10,11,12の個数は適宜、
増減されうるものである。In the present invention, the number of gas supply sources 9, 10, 11, 12 is appropriately set.
It can be increased or decreased.
つまり、単一の原料ガスを使用する場合にはガス供給源
は1つで足りる。しかしながら、2種の原料ガスを混合
して使用する場合、単一のガスに(触媒ガスあるいとキ
ャリアーガス等)を混合する場合には2つ以上必要であ
る。That is, when using a single source gas, one gas supply source is sufficient. However, when two kinds of raw material gases are mixed and used, two or more are required when mixing a single gas (catalyst gas or carrier gas).
なお、原料の中には常温で気体にならず、液体のままの
ものもあるので、液体原料を用いる場合には、不図示の
気化装置が設置される。気化装置には加熱沸騰を利用す
るもの、液体原料中にキャリアーガスを通過させるもの
等がある。気化によって得られた原料ガスはフローメー
タを通って堆積室1内に導入される。Since some raw materials do not become gas at room temperature but remain liquid, a vaporizer (not shown) is installed when using a liquid raw material. Vaporizers include those that utilize heating and boiling, and those that allow a carrier gas to pass through a liquid raw material. The raw material gas obtained by vaporization is introduced into the deposition chamber 1 through a flow meter.
このような第1図に示した装置を使用して代表的なPIN
型ダイオード・ディバイスの形成方法の一例を用いて、
本発明のa−Si堆積膜形成法を更に詳細に説明する。A typical PIN using the device shown in FIG.
Using an example of the method of forming a diode-type diode device,
The a-Si deposited film forming method of the present invention will be described in more detail.
第2図は、本発明によって得られる典型的なPIN型ダイ
オード・デバィスの構成を説明するための模式的断面図
である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view for explaining the structure of a typical PIN diode device obtained by the present invention.
21は支持体、22及び26は薄膜電極、23はP型のa−Si
層、24はI型のa−Si層、25はN型のa−Si層、27は半
導体層、28は導線である。支持体21としては半導電性、
好ましくは電気絶縁性のものが用いられる。半導電性支
持体としては、例えばSi,Ge等の半導体からなる板等が
挙げられる。21 is a support, 22 and 26 are thin film electrodes, 23 is a P-type a-Si
A layer, 24 is an I-type a-Si layer, 25 is an N-type a-Si layer, 27 is a semiconductor layer, and 28 is a conducting wire. Semi-conductive as the support 21,
An electrically insulating material is preferably used. Examples of the semiconductive support include a plate made of a semiconductor such as Si or Ge.
電気絶縁性支持体としては、ポリエステル,ポリエチレ
ン,ポリカーボネート,セルローズアセテート,ポリプ
ロピレン,ポリ塩化ビニル,ポリ塩化ビニリデン,ポリ
スチレン,ポリアミド等の合成樹脂のフィルム又はシー
ト,ガラス,セラミックス,紙等が通常使用される。As the electrically insulating support, a film or sheet of synthetic resin such as polyester, polyethylene, polycarbonate, cellulose acetate, polypropylene, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polystyrene and polyamide, glass, ceramics, paper and the like are usually used. .
特に、本発明の方法に於いては、支持体の温度を150〜3
00℃程度と比較的低い温度とすることができるので、上
記の支持体を形成する材料の中でも、従来のグロー放電
堆積法や熱エネルギー堆積法には適用できなかった耐熱
性の低い材料からなる支持体をも使用することが可能と
なった。Particularly, in the method of the present invention, the temperature of the support is 150 to 3
Since the temperature can be set to a relatively low temperature of about 00 ° C., it is made of a material having low heat resistance, which cannot be applied to the conventional glow discharge deposition method or thermal energy deposition method among the materials forming the support. It has also become possible to use a support.
薄膜電極22は例えばNiCr,Al,Cr,Mo,Au,Ir,Nb,Ta,V,Ti,P
t,Pd,In2O3,SnO2,ITO(In2O3+SnO2)等の薄膜を真空
蒸着、電子ビーム蒸着、スパッタリング等の方法を用い
て支持体上に設けることによって得られる。The thin film electrode 22 is, for example, NiCr, Al, Cr, Mo, Au, Ir, Nb, Ta, V, Ti, P
It can be obtained by providing a thin film of t, Pd, In 2 O 3 , SnO 2 , ITO (In 2 O 3 + SnO 2 ) or the like on a support using a method such as vacuum deposition, electron beam deposition, or sputtering.
電極22の膜厚としては、30〜5×104Å、より好適には1
00〜5×103Åとされるのが望ましい。The thickness of the electrode 22 is 30 to 5 × 10 4 Å, more preferably 1
It is desirable to set it to 00-5 × 10 3 Å.
a−Siの半導体層27を構成する各層のうちの所定の層を
所望に応じて、N型またはP型とするには、層形成の際
に、N型不純物または、P型不純物を形成される層中に
その量を制御しながらドーピングしてやれば良い。In order to make a predetermined layer among the layers forming the a-Si semiconductor layer 27 N-type or P-type as desired, N-type impurities or P-type impurities are formed during layer formation. It suffices to dope the layer while controlling its amount.
半導体層中にドーピングされるP型不純物としては、周
期律表第III族に属する原子、なかでも例えば、B,Al,G
a,In,Tl等が好適なものとして挙げられ、N型不純物と
しては、周期律表第V族に属する原子、なかでも例えば
N,P,As,Sb,Bi等が好適なものとして挙げられるが、殊に
B,Ga,P,Sb等が最適である。Examples of P-type impurities doped in the semiconductor layer include atoms belonging to Group III of the periodic table, among which, for example, B, Al, G
Preferred examples thereof include a, In, Tl, and the like. Examples of the N-type impurities include atoms belonging to Group V of the periodic table, among which, for example,
N, P, As, Sb, Bi and the like are mentioned as preferable ones, but especially
B, Ga, P, Sb, etc. are optimal.
本発明に於いて所望の伝導型を付与するための半導体層
27中にドーピングされる不純物の量は、所望される電気
的・光学的特性に応じて適宜決定されるが、周期律表第
III族の不純物の場合には3×10-2〜4atomic%の範囲と
なるよにドーピングしてやれば良く、周期律表第V族の
不純物の場合には5×10-3〜2atomic%の範囲となるよ
うにドーピングしてやれば良い。Semiconductor layer for imparting desired conductivity type in the present invention
The amount of impurities doped in 27 is appropriately determined according to desired electrical and optical characteristics.
In the case of group III impurities, doping should be carried out so as to be in the range of 3 × 10 −2 to 4 atomic%, and in the case of group V impurities of the periodic table, it should be in the range of 5 × 10 −3 to 2 atomic%. Doping so that
半導体層27を構成する層中の所定の層に上記のような不
純物をドーピングするには、層形成の際に不純物導入用
の原料物質をガス状態で堆積室内に導入してやれば良
い。この様な不純物導入用の原料物質としては、常温常
圧でガス状態のまたは少なくとも層形成条件下で、また
は気化装置によって、容易にガス化し得るものが採用さ
れる。In order to dope the above-mentioned impurities into a predetermined layer in the layers forming the semiconductor layer 27, a raw material for introducing impurities may be introduced into the deposition chamber in a gas state when the layer is formed. As such a raw material for introducing impurities, those which can be easily gasified at room temperature and atmospheric pressure in a gas state or at least under layer forming conditions or by a vaporizer are adopted.
その様な不純物導入用の原料物質(不純物ガス)として
は具体的には、N型不純物導入用としてはPH3,P2H4,P
F3,PF5,PCl3,AsH3,AsF3,AsF5,AsCl3,SbH3,Sb
F5,BiH3,一方P型不純物導入用としてはBF3,BCl3,B
Br3,B2H6,B4H10,B5H9,B6H10,B6H12,AlCl3等を挙
げることが出来る。As the raw material substance (impurity gas) for introducing such impurities, specifically, PH 3 , P 2 H 4 , P for introducing N-type impurities.
F 3 , PF 5 , PCl 3 , AsH 3 , AsF 3 , AsF 5 , AsCl 3 , SbH 3 , Sb
F 5 , BiH 3 , while BF 3 , BCl 3 , B for introducing P-type impurities
Br 3, B 2 H 6, B 4 H 10, B 5 H 9, B 6 H 10, B 6 H 12, AlCl 3 and the like.
次に半導体層27の形成方法について更に具体的に説明す
る。Next, the method for forming the semiconductor layer 27 will be described more specifically.
まず、電極22の薄層が表面に付設された支持体21を堆積
室1内の支持台3上に置き、ガス排気管20を通して不図
示き排気装置により堆積室内の空気を排気し減圧にす
る。減圧下の堆積室内の気圧は5×10-5Torr以下、好適
には10-6Torr以下が望ましい。First, the support 21 having a thin layer of the electrode 22 attached to the surface thereof is placed on the support base 3 in the deposition chamber 1, and the gas in the deposition chamber is exhausted through a gas exhaust pipe 20 by an exhaust device (not shown) to reduce the pressure. . The pressure in the deposition chamber under reduced pressure is preferably 5 × 10 -5 Torr or less, and more preferably 10 -6 Torr or less.
堆積室1内が減圧されたところで、ヒーター4に通電
し、支持体3を所定の温度に加熱する。このときの支持
体の温度は150〜300℃、好ましくは、200〜250℃とされ
る。When the pressure inside the deposition chamber 1 is reduced, the heater 4 is energized to heat the support 3 to a predetermined temperature. The temperature of the support at this time is 150 to 300 ° C, preferably 200 to 250 ° C.
このように、本発明の方法に於いては支持体温度が比較
的低温であるので、グロー放電堆積法やSiH4,Si2H6を
原料として用した熱エネルギー堆積法に於けるような支
持体の高温加熱を必要としないために、このために必要
とされるエネルギー消費を節約することができる。As described above, since the support temperature is relatively low in the method of the present invention, the support as in the glow discharge deposition method or the thermal energy deposition method using SiH 4 , Si 2 H 6 as a raw material is used. Since no high temperature heating of the body is required, the energy consumption required for this can be saved.
次に、支持体21上の薄層電極22上にP型a−Si層を積層
するために、先に列挙したようなSi形成用原料ガスを充
填されている形成源9のバルブ14−1,16−1と、P型の
不純物ガスが貯蔵されている形成源10のバルブ14−2,16
−2を各々開き、Si供給用原料ガスとP型の不純物ガス
が所定の混合比で混合された混合ガスを堆積室1内に送
りこむ。Next, in order to stack the P-type a-Si layer on the thin layer electrode 22 on the support 21, the valve 14-1 of the forming source 9 filled with the Si forming source gas as listed above. , 16-1 and valves 14-2, 16 of the formation source 10 in which the P-type impurity gas is stored
2 is opened, and a mixed gas in which the Si supply source gas and the P-type impurity gas are mixed at a predetermined mixing ratio is fed into the deposition chamber 1.
このとき対応するフローメータ15−1,15−2で計測しな
がら流量調整を行う。原料ガスの流量は10〜1000SCCM好
適には20〜500SCCMの範囲が望ましい。At this time, the flow rate is adjusted while measuring with the corresponding flow meters 15-1 and 15-2. The flow rate of the raw material gas is preferably 10 to 1000 SCCM, more preferably 20 to 500 SCCM.
P型の不純物ガスの流量は原料ガスの流量×ドーピング
濃度から決定される。The flow rate of the P-type impurity gas is determined by the flow rate of the source gas × the doping concentration.
しかしながら、不純物ガスを混入させる量は極微量であ
るので、流量制御を容易にするには、通常不純物ガスを
H2ガス等で所定の濃度に希釈した状態で貯蔵して使用さ
れる。However, since the amount of the impurity gas mixed in is extremely small, in order to easily control the flow rate, the impurity gas is usually added.
It is used after being stored in a state of being diluted with H 2 gas or the like to a predetermined concentration.
堆積室1内に混合ガスの圧力は、10-2〜100Torr、好ま
しくは10-2〜1Torrの範囲に維持されることが望まし
い。The pressure of the mixed gas into the deposition chamber 1, 10 -2 ~100Torr, preferably it is desirable that maintained in the range of 10 -2 ~1Torr.
このようにして、支持体2の表面近傍を流れる原料ガス
には熱エネルギーが付与され、熱励起、熱分解が促さ
れ、生成物質であるa−Si及び微量のP型不純物原子が
支持体上に堆積される。In this way, thermal energy is applied to the raw material gas flowing near the surface of the support 2, thermal excitation and thermal decomposition are promoted, and a-Si as a product substance and a trace amount of P-type impurity atoms are present on the support. Be deposited on.
a−Si以外及びP型不純物原子以外の分解生成物及び分
解しなかった余剰の原料ガス等はガス排気管20を通して
排出され、一方、新たな原料ガスがガス導入管17を通し
て連続的に形成され、P型のa−Si層23が形成される。
P型のa−Siの層厚としては100〜104Å、好ましくは30
0〜2000Åの範囲が望ましい。Decomposition products other than a-Si and P-type impurity atoms and surplus raw material gas not decomposed are discharged through the gas exhaust pipe 20, while new raw material gas is continuously formed through the gas introduction pipe 17. , P-type a-Si layer 23 is formed.
P-type a-Si 100~10 4 Å as the layer thickness, preferably 30
A range of 0 to 2000Å is desirable.
次に、ガス供給源9,10に連結するバルブ14−1,16−1,14
−2,16−2,を全て閉じ、堆積室1内へのガスの導入を止
める。不図示の排気装置の駆動により、堆積室内のガス
を排除した後、再びバルブ14−1,16−1を開け、Si供給
用原料ガスを堆積室1内に導入する。この場合の好適な
流量条件、圧力条件はP型のa−Si層23の形成時の場合
の条件と同じである。Next, the valves 14-1, 16-1, 14 connected to the gas supply sources 9, 10 are connected.
-2, 16-2 are all closed, and the introduction of gas into the deposition chamber 1 is stopped. After the gas in the deposition chamber is removed by driving an exhaust device (not shown), the valves 14-1 and 16-1 are opened again to introduce the Si supply source gas into the deposition chamber 1. Suitable flow rate conditions and pressure conditions in this case are the same as the conditions when forming the P-type a-Si layer 23.
このようにして、ノンドープの即ちI型のa−Si層24が
形成される。In this way, the undoped or I-type a-Si layer 24 is formed.
I型のa−Si層の層厚は、500〜5×104Å、好適には10
00〜10,000Åの範囲が望ましい。The layer thickness of the I-type a-Si layer is 500 to 5 × 10 4 Å, preferably 10
A range of 00 to 10,000Å is desirable.
次にN型の不純物ガスが貯蔵されているガス供給源11に
連続するバルブ14−3,16−3を開き、堆積室1内にN型
の不純物ガスを導入する。Next, the valves 14-3 and 16-3 connected to the gas supply source 11 in which the N-type impurity gas is stored are opened to introduce the N-type impurity gas into the deposition chamber 1.
N型の不純物ガスの流量はP型の不純物ガスの流量決定
の場合と同様にSi供給用原料ガスの流量×ドーピング濃
度から決定される。The flow rate of the N-type impurity gas is determined from the flow rate of the Si supply source gas × the doping concentration, as in the case of determining the flow rate of the P-type impurity gas.
P型a−Si層23形成時と同様にして、支持体2の表面近
傍を流れるSi供給用原料ガス及びN型の不純物ガスに熱
エネルギーが付与され、熱励起、熱分解が促され、分解
生成物のa−Siが支持体上に堆積し、該堆積物内に分解
生成物の微量なN型不純物原子が混入することによりN
型のa−Si層25が形成される。In the same manner as when the P-type a-Si layer 23 is formed, thermal energy is applied to the Si-supplying raw material gas and the N-type impurity gas flowing near the surface of the support 2, and thermal excitation and thermal decomposition are promoted to decompose them. The product a-Si is deposited on the support, and a trace amount of N-type impurity atoms of the decomposition product is mixed into the deposit to form N.
A mold a-Si layer 25 is formed.
N型のa−Si層25の層厚は100〜104Å、好ましくは300
〜2,000Åの範囲が望ましい。The thickness of the N-type a-Si layer 25 is 100 to 10 4 Å, preferably 300
A range of up to 2,000Å is desirable.
以上のような、P型及びN型a−Si層の形成に於いて
は、本発明の方法に使用されるSi供給用原料ガス及び不
純物導入用ガスは、先に述べたように、熱エネルギーに
よって容易に励起、分解するので5〜45Å/sec程度の高
い層形成速度を得ることができる。In forming the P-type and N-type a-Si layers as described above, the Si-supplying raw material gas and the impurity-introducing gas used in the method of the present invention are, as described above, thermal energy. Is easily excited and decomposed, so that a high layer formation rate of about 5 to 45 Å / sec can be obtained.
最後にN型のa−Si層25上に薄層電極26を薄層電極22の
形成と同様の方法により、薄層電極22と同じ層厚に形成
し、PIN型ダイオード・デバィスが完成される。Finally, the thin-layer electrode 26 is formed on the N-type a-Si layer 25 in the same layer thickness as the thin-layer electrode 22 by the same method as that for forming the thin-layer electrode 22 to complete the PIN diode device. .
このようにして形成されたPIN型ダイオード・デバィス
は、所定の特性及び品質を満足するものとなった。The PIN diode device formed in this manner satisfied the predetermined characteristics and quality.
なお、本発明の方法によれば、以上説明したPIN型ダイ
オード・ディバイスの半導体層の形成以外には、所望の
電気的、光学的特性を有する単層の、あるいは多層から
なるa−Si層を形成することができる。また、以上説明
した例では減圧下に於いて堆積層が形成されたが、これ
に限定されることなく、本発明方法は所望に応じて、常
圧下、加圧下に於いて行なうこともできる。According to the method of the present invention, in addition to the formation of the semiconductor layer of the PIN diode device described above, a single-layer or multi-layer a-Si layer having desired electrical and optical characteristics is formed. Can be formed. Further, in the example described above, the deposited layer was formed under reduced pressure, but the present invention is not limited to this, and the method of the present invention can be carried out under normal pressure or under increased pressure as desired.
以上のような本発明の方法によれば、励起エネルギーと
して、低熱量の熱エネルギーを使用し、該熱エネルギー
によって容易に励起、分解する原料ガスを用いたことに
より、高い成膜速度による低エネルギーレベルのa−Si
堆積層の形成が可能となり、電気的,光学的特性の均一
性、品質の安定性に優れたa−Si堆積層を形成すること
ができるようになった。従って、本発明の方法に於いて
は、従来のグロー放電堆積法や熱エネルギー堆積法には
適用できなかった耐熱性の低い材料からなる支持体をも
使用することができ、また支持体の高温加熱に必要とさ
れるエネルギー消費を節約することが可能となった。According to the method of the present invention as described above, the heat energy of a low calorie is used as the excitation energy, and the raw material gas that is easily excited and decomposed by the heat energy is used. Level of a-Si
It becomes possible to form a deposited layer, and it has become possible to form an a-Si deposited layer excellent in uniformity of electrical and optical characteristics and stability of quality. Therefore, in the method of the present invention, a support made of a material having low heat resistance, which cannot be applied to the conventional glow discharge deposition method or thermal energy deposition method, can be used, and the high temperature of the support can be used. It has become possible to save the energy consumption required for heating.
更に、励起エネルギーとして熱エネルギーを使用する
が、高熱量ではなく低熱量の付与であるので、該エネル
ギーを付与すべき原料ガスの占める所定の空間に対して
常に均一に付与でき、したがって、堆積膜を精度良く均
一に形成することが可能となった。Further, although heat energy is used as the excitation energy, since the low heat quantity is applied instead of the high heat quantity, the energy can always be uniformly applied to the predetermined space occupied by the source gas to which the energy is applied, and therefore the deposited film It has become possible to form the film accurately and uniformly.
以下、本発明を実施例を上げて具体的に説明する。Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples.
実施例1 第1図に示した装置を使用し、Si供給用の原料物質とし
てジシランをハロゲン化合物としてI2を用い、P型不純
物導入用ガスとしてB2H6を用いてB原子のドープされた
P型a−Si層の形成を以下のようにして実施した。Example 1 Using the apparatus shown in FIG. 1, disilane was used as a raw material for supplying Si, I 2 was used as a halogen compound, and B 2 H 6 was used as a P-type impurity introduction gas to dope B atoms. The P-type a-Si layer was formed as follows.
まず、支持体(ポリエチレンテレフタレート)を堆積室
1内に支持台3にセットし、ガス排気管20を通して排気
装置(不図示)によって堆積室1内を10-6Torrに減圧
し、ヒーター4に通電して支持体温度を225℃に保ち、
次にSi2H6が充填された原料供給源9のバルブ14−1,16
−1及びI2充填された供給源29のバルブ14−5,16−5更
にH2によって稀釈(1000ppm H2稀釈)されたP型不純物
導入用ガスB2H6が充填された原料供給源10のバルブ14−
2,16−2を各々開き、原料混合ガスを堆積室1内に導入
した。First, a support (polyethylene terephthalate) is set on the support base 3 in the deposition chamber 1, the pressure inside the deposition chamber 1 is reduced to 10 −6 Torr by an exhaust device (not shown) through the gas exhaust pipe 20, and the heater 4 is energized. To maintain the support temperature at 225 ° C,
Next, the valves 14-1, 16 of the raw material supply source 9 filled with Si 2 H 6
-1 and I 2 filled raw material supply source valve 14-5,16-5 further diluted by H 2 (1000ppm H 2 dilution) are P-type impurity introduced gas B 2 H 6 was filled source 29 10 valves 14-
2, 16-2 were opened, and the raw material mixed gas was introduced into the deposition chamber 1.
このとき対応するフローメータ15−1,15−2,15−5で計
測しながらジシランを150SCCMに、またPH3ガスを40SCCM
に、さらにI2を20SCCMに各々の流量調整をした。At this time, measure disilane to 150 SCCM and PH 3 gas to 40 SCCM while measuring with the corresponding flow meters 15-1, 15-2, 15-5.
Then, the flow rate of I 2 was adjusted to 20 SCCM.
次に、堆積室内の圧力を0.1Torrに保ち、層厚400ÅのP
型a−Si層3(B原子含有率5×10-3atomic%)を、45
Å/secの成膜速度で支持体2上に堆積させた。なお、熱
エネルギーは、堆積室1内に配置された支持体2表面全
体の近傍を流れるガスに対して、一様に付与された。こ
のとき、a−Si及びB原子以外の分解生成物及び分解し
なかった余剰の原料ガス等はガス排気管20を通して排出
され、一方、新たな原料混合ガスがガス導入管17び30を
通して連続的に供給された。Next, the pressure in the deposition chamber was kept at 0.1 Torr, and the P thickness of 400 Å was used.
The type a-Si layer 3 (B atomic content 5 × 10 −3 atomic%) is
It was deposited on the support 2 at a film forming rate of Å / sec. The thermal energy was uniformly applied to the gas flowing near the entire surface of the support 2 arranged in the deposition chamber 1. At this time, the decomposition products other than the a-Si and B atoms and the surplus raw material gas that has not been decomposed are discharged through the gas exhaust pipe 20, while the new raw material mixed gas is continuously discharged through the gas introduction pipes 17 and 30. Was supplied to.
このようにして本発明の方法により形成された、a−Si
層の評価は、基板上に形成されたa−Si層のそれぞれの
上に、さらにクシ型のAlのギャップ電極(長さ250μ、
巾5mm)を形成して、暗電流を測定し、その暗導電率σ
dを求めることによって行った。Thus formed by the method of the present invention, a-Si
The evaluation of the layers was performed by further forming a comb-shaped Al gap electrode (length: 250 μ, on each of the a-Si layers formed on the substrate).
Width 5mm), dark current is measured, and dark conductivity σ
This was done by determining d.
なお、ギャップ電極は、上記のようにして形成されたa
−Si層を蒸着槽に入れて、該槽を一度10-6Torrの真空度
まで減圧した後、真空度を10-5Torrに調整して、蒸着速
度20Å/secて、1500Åの層厚で、Alをa−Si層上に蒸着
し、これを所定の形状を有するパターンマスクを用い
て、エッチングしてパターニングを行なって形成した。The gap electrode is a formed as described above.
-The Si layer is put in a vapor deposition tank, the pressure of the tank is once reduced to 10 -6 Torr, the vacuum degree is adjusted to 10 -5 Torr, the vapor deposition rate is 20 Å / sec, and the layer thickness is 1500 Å. , Al was vapor-deposited on the a-Si layer, and this was etched and patterned using a pattern mask having a predetermined shape.
得られた暗導電率σpを表1に示す。The obtained dark conductivity σ p is shown in Table 1.
実施例2及び3 ハロゲン化合物として、Br2(実施例2)またはCl2(実
施例3)を用いた以外は、実施例1と同様にしてP型の
a−Si膜の形成を実施し、得られたa−Si膜を実施例1
と同様にして評価した。評価結果を表1に示す。Examples 2 and 3 A P-type a-Si film was formed in the same manner as in Example 1 except that Br 2 (Example 2) or Cl 2 (Example 3) was used as the halogen compound. The obtained a-Si film was used in Example 1.
It evaluated similarly to. The evaluation results are shown in Table 1.
実施例4〜12 a−Si堆積膜形成用の原料及びハロゲン化合物として、
表1及び表2に列挙した直鎖状シラン化合物及びI2,Br
2,Cl2のそれぞれを個々に組合わせて用い、支持体温度
及びハロゲンガス流量を表1及び表2に示した様に設定
した以外は実施例1と同様にして、a−Si膜を堆積し
た。得られたa−Si膜を実施例1と同様にして評価し
た。評価結果を表1及び表2に示す。Examples 4 to 12 As a raw material and a halogen compound for forming an a-Si deposited film,
Linear silane compounds listed in Table 1 and Table 2 and I 2 , Br
2 and Cl 2 were used individually in combination, and the a-Si film was deposited in the same manner as in Example 1 except that the support temperature and the halogen gas flow rate were set as shown in Tables 1 and 2. did. The obtained a-Si film was evaluated in the same manner as in Example 1. The evaluation results are shown in Tables 1 and 2.
比較例1〜4 a−Si供給用の原料として表1及び表2に列挙した直鎖
状シラン化合物を用い、支持体温度を表1及び表2に示
したように設定したこと並びにハロゲン化合物を使用し
ないこと以外は実施例1と同様にしてa−Si膜を堆積し
た。得られたa−Si膜を実施例1と同様にして評価し
た。評価結果を表1及び表2に示す。Comparative Examples 1 to 4 The linear silane compounds listed in Tables 1 and 2 were used as raw materials for supplying a-Si, and the support temperature was set as shown in Tables 1 and 2, and the halogen compounds were used. An a-Si film was deposited in the same manner as in Example 1 except that it was not used. The obtained a-Si film was evaluated in the same manner as in Example 1. The evaluation results are shown in Tables 1 and 2.
実施例13〜24 a−Si供給用原料及びハロゲン化合物として、表1及び
表2に列挙した直鎖状シラン化合物及びI2,Br2,Cl2の
それぞれを個々に組合わせて用い、不純物導入用ガスと
しN型のPH3を用いたこと、並びに、ハロゲンガス流量
を表3及び表4に示した様に設定した以外は実施例1と
同様にして、a−Si膜を堆積した。得られたa−Si膜を
実施例1と同様にして評価した。評価結果を表3及び表
4に示す。Examples 13 to 24 As a raw material for supplying a-Si and a halogen compound, the linear silane compounds and I 2 , Br 2 and Cl 2 listed in Table 1 and Table 2 were individually used in combination to introduce impurities. An a-Si film was deposited in the same manner as in Example 1 except that N-type PH 3 was used as the working gas and the halogen gas flow rates were set as shown in Tables 3 and 4. The obtained a-Si film was evaluated in the same manner as in Example 1. The evaluation results are shown in Tables 3 and 4.
比較例5〜8 a−Si堆積膜形成用の原料として表3及び表4に列挙し
た直鎖状シラン化合物を用い、ハロゲン化合物を使用し
ないこと、並びに不純物導入用ガスとしてN型のPH3を
いたこと以外は実施例1と同様にしてa−Si膜を堆積し
た。得られたa−Si層を実施例1と同様にして評価し
た。評価結果を表3及び表4に示す。Comparative Examples 5 to 8 The linear silane compounds listed in Tables 3 and 4 were used as raw materials for forming the a-Si deposited film, no halogen compound was used, and N-type PH 3 was used as the impurity introduction gas. An a-Si film was deposited in the same manner as in Example 1 except for the above. The obtained a-Si layer was evaluated in the same manner as in Example 1. The evaluation results are shown in Tables 3 and 4.
同種のa−Si膜供給源を用いたそれぞれ対応する実施例
を比べると、ハロゲン化合物を混合した場合はそうでな
い場合よりもB2H6をドープした際にも、PH3をドープし
た際にも約2〜4倍成膜速度が大きくなった。ハロゲン
の種類による成膜速度の促進の割合は、一般にCl2,B
r2,I2の順に大きい。Comparing the corresponding examples using the same kind of a-Si film source, when the halogen compound was mixed, when it was doped with B 2 H 6 and when it was doped with PH 3 , Also, the film forming rate was increased by about 2 to 4 times. The rate of acceleration of the deposition rate depending on the type of halogen is generally Cl 2 , B
r 2 and I 2 are larger in that order.
また、電気的特性に関しても良好なものであった。Also, the electrical characteristics were good.
実施例25 第1図に示した装置を使用し、Si供給用の原料物質とし
てジシランを用い、支持体温度を225℃に設定し、第2
図に示したようなPIN型ダイオード・デバイスの形成を
以下のようにして実施した。Example 25 Using the apparatus shown in FIG. 1, using disilane as a raw material for supplying Si and setting the support temperature to 225 ° C.
The PIN diode device shown in the figure was formed as follows.
まず支持体21〔ITO(Indium Tin Oxide)を1000Å蒸着
したポリエチレンナフタレート透明導電性フィルム〕を
堆積室1内の支持台3にセットし、実施例1と同様の操
作条件を用いて、原料供給源9及び29からジシラン、B2
H6ガス及びI2ガスを堆積室1内に導入してP型a−Si層
23を形成した。First, a support 21 [polyethylene naphthalate transparent conductive film having 1000 liters of ITO (Indium Tin Oxide) deposited thereon] was set on the support 3 in the deposition chamber 1, and the raw material was supplied under the same operating conditions as in Example 1. Disilane, B 2 from sources 9 and 29
Introducing H 6 gas and I 2 gas into the deposition chamber 1 to form a P-type a-Si layer
Formed 23.
次に、P型a−Si層23の厚さが400Åとなったところ
で、ガス供給源9、10及び29に連結するバルブ14−1,16
−1,14−2,16−2,14−5,16−5を全て閉じ、堆積室1内
へのガスの導入を止める。不図示の排気装置の駆動によ
り、堆積室内のガスを排除した後、再びバルブ14−1,16
−1,14−5,16−5を開け、Si供給用ジシランを150SCC
M、I2ガスを20SCCMの流量で堆積室1内に導入し、ノン
ドープの、即ちI型のa−Si層24(層厚、5000Å)をP
型a−Si層23の形成時と同様の速度で形成された。Next, when the thickness of the P-type a-Si layer 23 reaches 400 Å, the valves 14-1 and 16 connected to the gas supply sources 9, 10 and 29 are connected.
-1,14-2,16-2,14-5,16-5 are all closed, and the introduction of gas into the deposition chamber 1 is stopped. After exhausting the gas in the deposition chamber by driving an exhaust device (not shown), the valves 14-1 and 16 are restarted.
-1,14-5,16-5 are opened and disilane for Si supply is 150SCC
M and I 2 gases were introduced into the deposition chamber 1 at a flow rate of 20 SCCM, and a non-doped, ie, I-type, a-Si layer 24 (layer thickness, 5000Å) was added to
It was formed at the same speed as when forming the mold a-Si layer 23.
つぎにH2によって稀釈(稀釈率0.05モル%)されたN型
不純物導入用ガスPH3が貯蔵されているガス供給源11に
連結するバルブ14−3,16−3を開き、堆積室1内にPH3
ガスを導入し、実施例13に於ける操作条件を用いてP原
子のドープされたN型a−Si層25(層厚400Å)をP型
a−Si層23の形成時と同様の速度でI型a−Si層24上に
堆積させ、3つのa−Si層23、24、25からなる半導体層
27を作成した。Next, the valves 14-3 and 16-3 connected to the gas supply source 11 storing the N-type impurity introduction gas PH 3 diluted with H 2 (dilution rate 0.05 mol%) are opened, and the inside of the deposition chamber 1 is opened. At PH 3
A gas was introduced and the N-type a-Si layer 25 (layer thickness 400 Å) doped with P atoms was formed at the same rate as the P-type a-Si layer 23 by using the operating conditions in Example 13. A semiconductor layer which is deposited on the I-type a-Si layer 24 and is composed of three a-Si layers 23, 24, 25.
Created 27.
このようにして本発明の方法により形成された、PIN型
のa−Si半導体層27上に更に真空蒸着法(圧力1×10-5
Torr)を用いて膜厚1000ÅのAl薄膜電極を積層して、PI
N型ダイオード・デバイスを完成した。A vacuum deposition method (pressure of 1 × 10 −5) was further performed on the PIN type a-Si semiconductor layer 27 thus formed by the method of the present invention.
Torr) is used to stack Al thin film electrodes with a thickness of 1000Å
Completed N-type diode device.
本実施例に於いて形成されたPIN型ダイオード・デバイ
ス(面積1cm2)の整流特性(電圧1Vでの順方向電流と
逆方向電流の比)、n値(P−N接合の電流式J=J
{exp(eV/nkT)−1}に於けるn値)のそれぞれにつ
いて評価した。その結果を表5に示す。Rectification characteristics (ratio of forward current and reverse current at a voltage of 1 V) of a PIN diode device (area: 1 cm 2 ) formed in the present embodiment, n value (current formula of PN junction J = J
Each of {n values in {exp (eV / nkT) -1}) was evaluated. The results are shown in Table 5.
実施例26〜36 a−Si供給ガス及びハロゲン化合物として、表1及び表
2に列挙した直鎖状シラン化合物及びI2、Br2、Cl2のそ
れぞれを個々に組合わせて用い、ハロゲンガス流量を表
5及び表6に示した様に設定した以外は実施例25と同様
にして3層構造のPIN型a−Si半導体層を形成し、PIN型
ダイオード・デバイスを作成した。作成されたPIN型ダ
イオード・デバイスの整流特性、n値及び光照射特性の
それぞれについて実施例25と同様にして評価した。その
結果を表5及び表6に示す。Examples 26 to 36 As the a-Si supply gas and the halogen compound, the linear silane compounds listed in Table 1 and Table 2 and I 2 , Br 2 and Cl 2 were individually used in combination, and the halogen gas flow rate was used. A PIN type a-Si semiconductor layer having a three-layer structure was formed in the same manner as in Example 25 except that the values were set as shown in Tables 5 and 6 to prepare a PIN type diode device. The rectification characteristics, n value, and light irradiation characteristics of the created PIN diode device were evaluated in the same manner as in Example 25. The results are shown in Tables 5 and 6.
比較例9〜12 a−Si堆積膜供給ガスとして表6及び表7に列挙した直
鎖状シラン化合物を用い、ハロゲン化合物を使用しない
こと以外は実施例25と同様にして3層構造のPIN型a−S
i半導体層を形成し、PIN型ダイオード・デバイスを作成
した。作成されたPIN型ダイオード・デバイスの整流特
性、n値及び光照射特性のそれぞれについて実施例25と
同様にして評価した。その結果を表5及び表6に示す。Comparative Examples 9 to 12 A PIN type having a three-layer structure was used in the same manner as in Example 25 except that the linear silane compounds listed in Tables 6 and 7 were used as the a-Si deposition film supply gas and no halogen compound was used. a-S
An i semiconductor layer was formed to create a PIN diode device. The rectification characteristics, n value, and light irradiation characteristics of the created PIN diode device were evaluated in the same manner as in Example 25. The results are shown in Tables 5 and 6.
以上の実施例25〜36及び比較例9〜12の結果をまとめる
と、実施例25〜36に於いて形成されたPIN型ダイオード
・デバイスの整流特性は225℃と低い支持体温度で、同
種のa−Si供給ガスを用いたとき、ハロゲンガスを使用
した場合は、そうでない場合よりも良好となった。Summarizing the results of Examples 25 to 36 and Comparative Examples 9 to 12 described above, the rectification characteristics of the PIN diode devices formed in Examples 25 to 36 are the same at the low support temperature of 225 ° C. With the a-Si feed gas, the use of halogen gas was better than that without.
第1図は、本発明の方法に用いられる堆積膜形成装置の
一例の概略構成図、第2図は本発明の方法によって形成
することのできるPIN型ダイオード・デバイスの模式的
断面図である。 1:堆積室、2,21:支持体 3:支持台、4:ヒーター、5:導線 6−1,6−2,6−3:ガスの流れ 9,10,11,12,29:ガス供給源 13−1,13−2,13−3,13−4,18:圧力メーター 14−1,14−2,14−3,14−4,16−1,16−2,16−3,16−4,2
9:バルブ 15−1,15−2,15−3,15−4:フローメーター 17,17−1,17−2,17−3,17−4:ガス導入管 20:ガス排気管 22,26:薄膜電極 23:P型a−Si層、24:I型a−Si層 25:N型a−Si層 27:半導体層、28:導線FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an example of a deposited film forming apparatus used in the method of the present invention, and FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a PIN diode device that can be formed by the method of the present invention. 1: Deposition chamber, 2, 21: Support 3: Support, 4: Heater, 5: Conductor 6-1, 6-2, 6-3: Gas flow 9,10, 11, 12, 29: Gas supply Source 13-1, 13-2, 13-3, 13-4, 18: Pressure meter 14-1, 14-2, 14-3, 14-4, 16-1, 16-2, 16-3, 16 −4,2
9: Valve 15-1, 15-2, 15-3, 15-4: Flow meter 17,17-1, 17-2, 17-3, 17-4: Gas inlet pipe 20: Gas exhaust pipe 22,26 : Thin film electrode 23: P-type a-Si layer, 24: I-type a-Si layer 25: N-type a-Si layer 27: Semiconductor layer, 28: Conductor wire
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 春田 昌宏 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 平井 裕 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 江口 健 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 中桐 孝志 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭58−158646(JP,A) 第43回応物学会予稿集(1982−9− 28),P.356,30a−X−5,30a−X −6 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued Front Page (72) Inventor Masahiro Haruta 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Hiroshi Hirai 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Incorporated (72) Inventor Ken Eguchi 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Takashi Nakagiri 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. ( 56) References Japanese Patent Laid-Open No. 58-158646 (JP, A) Proceedings of the 43rd Society of Applied Physics (1982-9-28), p. 356, 30a-X-5, 30a-X-6
Claims (1)
た堆積室内に、一般式;SinH2n+2(n≧1)で表わされ
る直鎖状シラン化合物と、I2、Cl2、Br2から選択された
ハロゲンガスと、周期律表第III族若しくは第V族に属
する原子を含む化合物との気体状雰囲気を形成し、前記
堆積室内に、プラズマを生起させ得る電気エネルギーを
供給することなく熱エネルギーを供給して前記化合物を
励起し、前記支持体上にシリコン原子及び周期律表第II
I族若しくは第V族に属する原子を含む堆積膜を形成す
ることを特徴とする堆積膜の形成方法。1. A linear silane compound represented by the general formula; Si n H 2n + 2 (n ≧ 1) and I 2 in a deposition chamber in which a support maintained at 150 ° C. to 300 ° C. is placed. Which can generate plasma in the deposition chamber by forming a gaseous atmosphere of a halogen gas selected from Al, Cl 2 and Br 2 and a compound containing an atom belonging to Group III or Group V of the periodic table. Heat energy is supplied without supplying energy to excite the compound, and silicon atoms and periodic table II are provided on the support.
A method of forming a deposited film, which comprises forming a deposited film containing atoms belonging to Group I or Group V.
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---|---|---|---|
JP59100295A JPH0713941B2 (en) | 1984-05-17 | 1984-05-17 | Method of forming deposited film |
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1984
- 1984-05-17 JP JP59100295A patent/JPH0713941B2/en not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
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第43回応物学会予稿集(1982−9−28),P.356,30a−X−5,30a−X−6 |
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