JPH0760793B2 - Method of forming deposited film - Google Patents
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- JPH0760793B2 JPH0760793B2 JP59100791A JP10079184A JPH0760793B2 JP H0760793 B2 JPH0760793 B2 JP H0760793B2 JP 59100791 A JP59100791 A JP 59100791A JP 10079184 A JP10079184 A JP 10079184A JP H0760793 B2 JPH0760793 B2 JP H0760793B2
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- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
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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と略記する)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 By the addition of the above, the raw material gas is excited and decomposed, and the amorphous silicon (hereinafter a-
Abbreviated as Si).
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、堆積時の膜表面を乱
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 the quality, the film surface 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、所望の特性が得難
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 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,
Attention is focused on a low calorific thermal energy deposition method (thermal CVD) of a-Si using a silicon compound other than SiH 4 and Si 2 H 6 as a raw material.
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熱すること
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 compared to the above-mentioned deposition method, and the manufacturing conditions. It has the advantages that control is easy and stable reproducibility is obtained, there is no need to heat the support to a high temperature, and the selectivity with respect 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,品質の安定性を
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 uniformity of electrical and optical characteristics and stability of quality 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a−Si膜形成用の原料ガスとし
て、一般式;SinH2n+2(n≧4)で表わされる側鎖を有
する鎖式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 diligent studies, the present invention has found that these objects have a side chain represented by the general formula: SinH 2 n +2 (n ≧ 4) as a source gas for forming an a-Si film that is decomposed by thermal energy. It has been completed by finding out what can be achieved by using the chain silane compound having it in a mixed state with a halogen compound.
すなわち、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≧4)で表される側鎖を有する鎖式シラン化合
物と、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 deposited film forming method of the present invention is performed by using the general formula; Si n H in a deposition chamber in which a support held at 150 ° C. to 300 ° C. is placed.
A chain silane compound having a side chain represented by 2n + 2 (n ≧ 4), a halogen gas, and Group III or V of the periodic table
A gaseous atmosphere is formed with a compound containing an atom belonging to the group, and thermal energy is supplied to the deposition chamber without supplying electrical energy capable of generating plasma to excite the compound, and on the support. It is characterized in that a deposited film containing silicon atoms and atoms belonging to Group III or Group V of the periodic table is formed.
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
び周期律表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 Group V of the periodic table are used as the raw material and formed. The deposited film is a deposited film containing silicon atoms and atoms belonging to Group III or Group V of the periodic table, 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≧4)で表わされる側鎖を有する鎖
式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4〜15、好ましくは4〜10、
より好ましくは4〜7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 chain silane compound having a side chain represented by the general formula; SinH 2 n +2 (n ≧ 4), and has good a-Si deposition. In order to form a film, n in the above formula is 4 to 15, preferably 4 to 10,
It is more desirable that it is 4 to 7.
このような化合物の例としては、下記式で示されるもの
を挙げることができる。Examples of such compounds include those represented by the following formula.
しかしながら、このような側鎖を有する鎖式シラン化合
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, in the case of a chain silane compound having such a side chain, when heat energy is used 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
記の側鎖を有する鎖式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、該側鎖を有する鎖式シラン
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, in order to more efficiently promote the excitation and decomposition of the chain silane compound having the above side chain by thermal energy, a halogen compound is mixed with the chain silane compound having the side chain. To be done.
本発明の方法に於いて上記側鎖を有する鎖式シラン化合
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、上記側鎖を有する鎖式シラン化合物
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,Br2,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 in the chain silane compound having the side chain in the method of the present invention is a compound containing a halogen atom, and is excited by thermal energy of the chain silane compound having the side chain, and decomposed. It can be promoted more efficiently. Examples of such a halogen compound include halogen gas such as Cl 2 , Br 2 , I 2 , and F 2 .
本発明の方法に於ける前記a−Si膜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、0.01〜80Vol%、好ましくは0.1〜50Vol
%の範囲内で使用される。In the method of the present invention, the ratio of the halogen compound mixed with the a-Si film forming raw material compound is a-
Depending on the type of raw material compound and halogen compound for Si film formation, 0.01 to 80 Vol%, preferably 0.1 to 50 Vol%
Used within the range of%.
本発明の方法に於いて形成される堆積膜中に例えば、B,
Al,Ga,In,Tl等の周期律表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,AsH3,AsF
3,AsF5,AsCl3,SbH3,SbF5,BiH3,BF3,BCl3,BBr3,B2H6,B4H
10,B5H9,B6H10,B6H12,AlCl3等を挙げることが出来る。In the deposited film formed in the method of the present invention, for example, B,
Raw materials used for introducing atoms belonging to Group III of the periodic table such as Al, Ga, In and Tl or Group V such as N, P, As, Sb and Bi include those atoms, A compound that is easily excited and decomposed by energy is used, and examples of such a compound include PH 3 , P 2 H 4 , PF 3 , PF 5 , PCl 3 , AsH 3 and 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
Examples thereof include 10 , B 5 H 9 , B 6 H 10 , B 6 H 12 and AlCl 3 .
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、前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 thermal energy to the silicon compound gas introduced into the deposition chamber is a 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、又高周波加熱手段としては誘導加熱、誘電加熱等を
挙げることができる。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、分解せしめ、分解生成物を支持体表面に
堆積させる。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. 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 decompose the raw material gas in the vicinity of the surface to decompose the decomposition product to the surface of the support. To deposit.
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。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
供給するためのガス供給源9,10,11,12に連結されてい
る。ガス供給源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供
給しうる。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 introducing pipe 17 is connected to gas supply sources 9, 10, 11, 12 for supplying 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 out from the gas supply sources 9, 10, 11, 12 toward the deposition chamber 1. The gas introduction pipes 17-1, 17-2, 17-3, 17-4 are branched.
Valves 14-1, 14-2, 14- are installed before and after each flow meter.
3,14-4, 16-1, 16-2, 16-3, 16-4 are provided, and a predetermined flow rate of gas can be supplied by adjusting these valves. 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体積室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 volume 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、単一の原料ガスに(触媒ガスあるい
はキャリアーガス等)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 a single raw material gas (catalyst gas, carrier gas or the like) is mixed.
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・デバィ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.
The a-Si deposited film forming method of the present invention will be described in more detail by using an example of a method of forming a diode device.
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
ロピロレン,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. It
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. Supports can also be used.
薄膜電極22は例えば、NiCr,Al,Cr,Mo,Au,Ir,Nb,Ta,V,T
i,Pt,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, T
Obtained by depositing a thin film such as i, Pt, Pd, In 2 O 3 , SnO 2 , ITO (In 2 O 3 + SnO 2 ) on the support using methods such as vacuum deposition, electron beam deposition, and 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 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為に半導体層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II
I属の不純物の場合には3×10-2〜4atomic%の範囲とな
るよにう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。In the present invention, the semiconductor layer 27 is added to impart the desired conductivity type.
The amount of impurities to be doped therein is appropriately determined according to desired electrical and optical characteristics.
In the case of Group I impurities, it may be doped so as to be in the range of 3 × 10 -2 to 4 atomic%, and in the case of impurities of Group V of the periodic table, it is 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に不
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 predetermined layer in the layers forming the semiconductor layer 27 with the impurities as described above, a raw material for introducing impurities may be introduced into the deposition chamber in a gas state at the time of forming the layer. 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
具体的には、N型不純物導入用としてはPH3,P2H4,PF3,P
F5,PCl3,AsH3,AsF3,AsF5,AsCl3,SbH3,SbF5,BiH3,一方P
型不純物導入用としてはBF3,BCl3,BBr3,B2H6,B4H10,B5H
9,B6H10,B6H12,AlCl3等を挙げることが出来る。As such a raw material substance (impurity gas) for introducing impurities, specifically for introducing N-type impurities, PH 3 , P 2 H 4 , PF 3 , P
F 5, PCl 3, AsH 3 , AsF 3, AsF 5, AsCl 3, SbH 3, SbF 5, BiH 3, whereas P
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 can be mentioned.
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
示の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 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、側鎖を有する鎖式
シラン化合物と、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を混合する場
合、側鎖を有する鎖式シラン化合物の熱エネルギーによ
る励起、分解を効率よく促進させるためには支持体の温
度を150℃以上とする必要があり、150℃未満で堆積膜が
形成されたとしてもポリマー状になるため緻密な所望の
特性を有する堆積膜が得られないと考えられる。一方、
支持体の温度が300℃以下でないと形成されるa−Si膜
中の有用な結合水素原子が離脱する確立が増加するため
膜特性が悪くなり所望の特性が得られないものと考えら
れる。また、グロー放電堆積法やSiH4,Si2H6を原料とし
て用いた熱エネルギー堆積法におけるような支持体の高
温加熱を必要としないために、堆積膜形成に必要とされ
るエネルギー消費をも節約することができる。Thus, in the method of the present invention, when a chain silane compound having a side chain, a halogen gas, and a compound containing an atom belonging to Group III or Group V of the periodic table are mixed, the side chain is In order to efficiently promote the excitation and decomposition of the chain silane compound by thermal energy, the temperature of the support must be 150 ° C or higher, and even if the deposited film is formed below 150 ° C, it becomes a polymer. Therefore, it is considered that a dense deposited film having desired characteristics cannot be obtained. on the other hand,
It is considered that if the temperature of the support is not lower than 300 ° C., the probability that useful bonded hydrogen atoms in the a-Si film formed will be released will increase and the film properties will deteriorate, making it impossible to obtain the desired properties. Further, since the high temperature heating of the support as in the glow discharge deposition method or the thermal energy deposition method using SiH 4 or Si 2 H 6 as a raw material is not required, the energy consumption required for the deposited film formation is also reduced. You can save.
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供給用原料ガスが充
填されている供給源9のバルブ14−1,16−1及びハロゲ
ン化合物が充填されている供給源29のバルブ14−5,16−
5と、P型の不純物ガスが貯蔵されている供給源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 source 9 filled with the Si-supplying raw material gas as listed above. , 16-1 and valves 14-5, 16- of source 29 filled with halogen compounds
5 and the valves 14-2 and 16-2 of the supply source 10 in which the P-type impurity gas is stored are opened, respectively, and the Si supply source gas and the P-type impurity gas are mixed at a predetermined mixing ratio. The gas is sent 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
測しながら流量調整を行う。原料ガスの流量は10〜1000
SCCM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, 15-2, 15-5. The flow rate of raw material gas is 10 to 1000
SCCM Suitably the range of 20-500 SCCM is desirable.
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内の混合ガスの圧力は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 is 10 -2 ~100Torr the deposition chamber 1, 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、新たな原料混合ガスがガス導入管17を
通して連続的に供給され、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300〜2000Å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 mixed gas is continuously supplied through the gas introduction pipe 17. Then, a P-type a-Si layer 23 is formed. P-type a-Si 100~10 4 Å as the layer thickness, preferably it is preferably in the range of 300~2000A.
次に、ガス供給源9,10に連結するバルブ14−1,16−1,14
−2,16−2,14−5,16−5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, 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, 16-1, 14 are again
-5 and 16-5 are opened, and the Si supply source gas is introduced 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1000
〜10,000Åの範囲が望ましい。The thickness of the I-type a-Si layer is 500 to 5 × 10 4 Å, preferably 1000
The range of ~ 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
連結するバルブ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, and the N-type impurity gas is introduced 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
傍を流れる原料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 forming the P-type a-Si layer 23, thermal energy is applied to the raw material gas flowing near the surface of the support 2 to promote thermal excitation and thermal decomposition, and the decomposition product a-Si is supported. An N-type a-Si layer 25 is formed by depositing a small amount of N-type impurity atoms, which is a decomposition product, on the deposit.
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5〜50Å/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 50 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・ディバィスの半導体層の形成以外にも、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 type diode device described above, a single-layer or multi-layer a-Si layer having desired electrical / 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での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. A- at the level
It has become possible to form a Si deposited layer, and it has become possible to form an a-Si deposited layer having excellent uniformity of electrical and optical characteristics and excellent quality stability. 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、本発明を実施例を挙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
て前記したシラン化合物No.1、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, the above-mentioned silane compound No. 1 was used as a raw material for supplying Si, and I 2 was used as a halogen compound.
Was used to form a P-type a-Si layer doped with B atoms using B 2 H 6 as a P-type impurity introducing gas 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内の支持台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230℃に保ち、
次にシラン化合物No.1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 in 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. And maintain the support temperature at 230 ℃,
Next, the valves 14-1, 16-1 of the raw material supply source 9 filled with the silane compound No. 1 and the valve 14- of the supply source 29 filled with I 2
5,16-5 further diluted by H 2 (1000ppm H 2 dilution) are P-type impurity introduced gas B 2 H 6 material supply source filled 10
The valves 14-2 and 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
測しながらシラン化合物No.1を150SCCMに、またPH3ガス
を40SCCMに、さらにI2を10SCCMに各々の流量調整をし
た。At this time, the silane compound No. 1 was adjusted to 150 SCCM, the PH 3 gas was adjusted to 40 SCCM, and the I 2 was adjusted to 10 SCCM while measuring the corresponding flow meters 15-1, 15-2, 15-5. .
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、29
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及び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, decomposition products other than a-Si and B atoms, surplus raw material gas not decomposed, and the like are discharged through the gas exhaust pipe 20, while new raw material mixed gas is introduced into the gas introduction pipes 17 and 30.
Continuously fed through.
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なった。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で、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、エッチングしたパターニングを行なって形成した。The gap electrode is a formed as described above.
− Put the Si layer in a vapor deposition tank, depressurize the tank once to a vacuum degree of 10 -6 Torr, adjust the vacuum degree to 10 -5 Torr, and vapor deposition rate 20 Å / sec with a layer thickness of 1500 Å. , Al was evaporated 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σdを表1に示す。The obtained dark conductivity σ d 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4〜9 a−Si堆積膜形成用の原料及びハロゲン化合物として、
前記したシリコン化合物No.2,No.3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
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 9 As a raw material and a halogen compound for forming an a-Si deposited film,
Examples except that the above-mentioned silicon compounds No. 2, No. 3 and I 2 , Br 2 , Cl 2 were individually combined and the halogen gas flow rates were set as shown in Tables 1 and 2 An a-SI film was deposited in the same manner as 1. 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1〜3 a−Si供給用の原料として前記した化合物No.1,No.2,N
o.3を用い、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 3 Compounds No. 1, No. 2 and N described above as raw materials for supplying a-Si
An a-Si film was deposited in the same manner as in Example 1 except that the halogen compound was not used. The obtained a-
The Si film was evaluated in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the evaluation results
And shown in Table 2.
実施例10〜18 a−Si供給用原料及びハロゲン化合物として、前記した
化合物No.1,No.2,No.3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てN型のPH3
を用いたこと、及び、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 10 to 18 As raw materials for a-Si supply and halogen compounds, the above compounds No. 1, No. 2, No. 3 and I 2 , Br 2 , Cl 2 were used individually in combination, and impurities were used. N-type PH 3 as gas for introduction
Is used, and the halogen gas flow rates are shown in Tables 3 and 4.
In the same manner as in Example 1 except that the setting as shown in FIG.
-Si film was deposited. 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4〜6 a−Si堆積膜形成用の原料として前記したシラン化合物
No.1,No.2,No.3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を用いた
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に示しす。Comparative Examples 4 to 6 Silane compound described above as a raw material for forming a-Si deposited film
An a-Si film was formed in the same manner as in Example 1 except that No. 1, No. 2 and No. 3 were used, a halogen compound was not used, and N-type PH 3 was used as an impurity introduction gas. Deposited.
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をドープした際は、約2〜3倍成膜速
度が大きくなり、PH3をドープした際には約2〜3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,Br2,I2の順に大きい。Comparing the corresponding examples using the same kind of a-Si film source, the film formation rate is about 2-3 times higher when B 2 H 6 is doped than when it is mixed with a halogen compound. Was increased, and when PH 3 was doped, the film formation rate was increased by about 2 to 3 times. The rate of acceleration of the film formation rate depending on the type of halogen is generally larger in the order of Cl 2 , Br 2 and I 2 .
また、電気的特性に関しても良好になった。Also, the electrical characteristics were improved.
実施例19 第1図に示した装置を使用し、Si供給用の原料物質とし
て前記したシリコン化合物No.1を用い、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 19 Using the apparatus shown in FIG. 1 and using the above-mentioned silicon compound No. 1 as a raw material for supplying Si, a PIN diode device as shown in FIG. 2 was formed as follows. Was carried out.
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からシリコン化
合物No.1、B2H6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, support 21 [polyethylene naphthalate transparent conductive film with 1000Å evaporated ITO (Indium Tin Oxide)]
Was set on the support 3 in the deposition chamber 1, and the silicon compound No. 1, B 2 H 6 gas and I 2 gas were supplied from the raw material supply sources 9 and 29 under the same operating conditions as in Example 1. Then, the P-type a-Si layer 23 was formed.
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供給用シラン化合物No.1
を150SCCM、I2ガスを10SCCM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、5000
Å)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 gas in the deposition chamber by driving an exhaust device (not shown), the valve 14-1,
Open 16-1,14-5,16-5, Si supply silane compound No.1
Is introduced into the deposition chamber 1 at a flow rate of 150 SCCM and I 2 gas at a flow rate of 10 SCCM, and a non-doped or I-type a-Si layer 24 (layer thickness: 5000
Å) was formed at the same speed as when the P-type a-Si layer 23 was formed.
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PH
3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 in which the N-type impurity introduction gas PH 3 diluted with H 2 (dilution rate 0.05 mol%) is stored are opened, and the inside of the deposition chamber 1 is opened. To PH
Introducing 3 gases and using the operating conditions in Example 13, P
Atomically doped N-type a-Si layer 25 (layer thickness 400 Å)
A semiconductor layer 27 composed of three a-Si layers 23, 24, 25 was formed by depositing on the I-type a-Si layer 24 at the same rate as when forming the type a-Si layer 23.
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{ex
p(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 the PIN diode device (area: 1 cm 2 ) formed in this embodiment, n value (current formula J = P-N junction) J {ex
n value in p (eV / nkT) -1}) was evaluated. The results are shown in Table 5.
実施例20〜21 a−Si供給ガス及びハロゲン化合物として、前記したシ
ラン化合物No.1、No.2、No.3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19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値それぞれについて実施
例19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 20 to 21 As the a-Si supply gas and the halogen compound, each of the above-mentioned silane compounds No. 1, No. 2, No. 3 and I 2 , Br 2 , Cl 2 was used in combination individually, and halogen was used. A PIN-type a-Si semiconductor layer having a three-layer structure was formed in the same manner as in Example 19 except that the gas flow rates were set as shown in Tables 5 and 6, and a PIN-type diode device was prepared. The rectification characteristics and n value of the created PIN diode device were evaluated in the same manner as in Example 19. The results are shown in Tables 5 and 6.
比較例7〜9 a−Si堆積膜供給ガスとして前記したシラン化合物No.
1、No.2、No.3を用い、ハロゲン化合物を使用しないこ
と以外は実施例19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値それぞれについて実施例19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 7 to 9 Silane compound No. described above as a-Si deposition film supply gas.
A PIN-type a-Si having a three-layer structure in the same manner as in Example 19 except that No. 1, No. 2 and No. 3 were used and no halogen compound was used.
A semiconductor layer was formed to create a PIN diode device. The rectification characteristics and n value of the created PIN diode device were evaluated in the same manner as in Example 19. The results are shown in Tables 5 and 6.
以上の実施例19〜27及び比較例7〜9の結果をまとめる
と、実施例19〜27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50〜100℃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 19 to 27 and Comparative Examples 7 to 9 described above, the rectification characteristics of the PIN diode devices formed in Examples 19 to 27 are as low as 50 to 100 ° C. at a support temperature, When the same kind of a-Si supply gas was used, it was better when the halogen gas was used than when it was not.
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:ガス供
給源、13−1,13−2,13−3,13−4,18:圧力メーター、14
−1,14−2,14−3,14−4,16−1,16−2,16−3,16−4,21:
バルブ、15−1,15−2,15−3,15−4:フローメーター、1
7,17−1,17−2,17−3,17−4: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 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: Gas Supply source, 13-1, 13-2, 13-3, 13-4, 18: Pressure meter, 14
-1,14-2,14-3,14-4,16-1,16-2,16-3,16-4,21:
Valve, 15-1, 15-2, 15-3, 15-4: Flow meter, 1
7,17-1,17-2,17-3,17-4: 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: conducting 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) Appl.Phys.Lett.,39 〔5〕,(’81−9−1),PP.436− 438 ─────────────────────────────────────────────────── ─── 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 JP 58-158646 (JP, A) Appl. Phys. Lett. , 39 [5], ('81 -9-1), PP. 436-438
Claims (1)
た堆積室内に、一般式;SinH2n+2(n≧4)で表される
側鎖を有する鎖式シラン化合物と、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
堆積膜の形成方法。1. A chain silane compound having a side chain represented by the general formula: Si n H 2n + 2 (n ≧ 4) in a deposition chamber in which a support kept at 150 ° C. to 300 ° C. is arranged. And a halogen gas and a compound containing an atom belonging to Group III or Group V of the periodic table to form a gaseous atmosphere, and thermal energy is supplied to the deposition chamber without supplying electric energy capable of generating plasma. Is supplied 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.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59100791A JPH0760793B2 (en) | 1984-05-18 | 1984-05-18 | Method of forming deposited film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59100791A JPH0760793B2 (en) | 1984-05-18 | 1984-05-18 | Method of forming deposited film |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60245127A JPS60245127A (en) | 1985-12-04 |
| JPH0760793B2 true JPH0760793B2 (en) | 1995-06-28 |
Family
ID=14283255
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59100791A Expired - Lifetime JPH0760793B2 (en) | 1984-05-18 | 1984-05-18 | Method of forming deposited film |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0760793B2 (en) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58158646A (en) * | 1982-03-16 | 1983-09-20 | Canon Inc | Photoconductive material for electrophotography |
-
1984
- 1984-05-18 JP JP59100791A patent/JPH0760793B2/en not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Appl.Phys.Lett.,39〔5〕,(’81−9−1),PP.436−438 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60245127A (en) | 1985-12-04 |
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