JPH0584052B2 - - Google Patents
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Description
本発明はSixC1-x（０＜ｘ＜１）を主成分とする
ＰまたはＮ型の炭化珪素半導体を基板上に形成す
る半導体装置作製方法に関する。 本発明は炭化珪素半導体であつて、ＰまたはＮ
型の導電型を有せしめるため、その出発物質とし
てSiH4-o（CH3）o ｎ＝１〜３またはSi2（CH3）o
H6-o ｎ＝１〜５で示されるメチルシラン、シ
ラン、及び、ジボランまたはフオスヒン若しくは
アルシンのみを混合した反応性気体を用いるプラ
ズマ気相反応に関するものである。 本発明はこのＰまたはＮ型のSixC1-x（０＜ｘ＜
１）の形成に際し、その被形成面の基板表面に透
光性導電性被膜（以下CTFという）を有し、そ
の上面に形成されるＰまたはＮ型の炭化珪半導体
の形成に際しこのCTFと反応しにくい材料を出
発物質として用いたことを特長としている。 本発明は、透光性絶縁基板上に酸化インジユー
ムを主成分とする針状の凹凸表面を有する第１の
透光性導電膜（以下単に第１の電極またはCTF
という）と、この上面に酸化スズを主成分とする
第２のCTFを形成することによつて、第２の
CTFの表面とその上面に設けられる１×10-5〜
〜３×10-8（Ωcm）-1の電気伝導度を有するＰまた
はＮ型の炭化珪素（SixC1-x ０＜ｘ＜１）との
面接触をする非単結晶半導体を設けた半導体装置
の作製方法に関する。 この発明は透光性基板側よりの光入射に対し、
その入射光側の第１の電極を約1000Å（500〜
2000Å）の大きさ（凹凸の高低差300〜1500Å、
ピツチ500〜3000Å）を有して設けられた針状電
極とし、この凹凸表面積を従来に比べて２〜４倍
も大きくすることにより、そのCTF−半導体間
の接触抵抗を小さくせしめることによつて、高効
率の光電変換装置を作製することを特徴とする。 本発明は、SiH4-o（CH3）o ｎ＝１〜３、また
はSi2（CH3）oH6-o ｎ＝１〜５で示されるメチル
シランをCTFに接触するＰ型半導体を構成する
SixC1-x （０＜ｘ＜１）を作製するために用い
たものである。本発明は特にSiH2（CH3）2（ジメ
チルシラン以下DMSという）とシラン（Sio
H2o+2 ｎ＝１；２）との混合気体とを用いてい
る。このDMSは分子量60、沸点−19.6℃であり、
その分子を構成する状態においてSi−Ｃ結合を有
し、かつ多量に炭素のみのクラスタを構成する可
能性がないという他の特長を有する。 さらにこのDMSはSi−Ｈ結合を有し、そのた
めSi−Ｃ結合を構成したＣに連結したSiがＰ型半
導体用としてSi−Ｂ結合またはＮ型半導体用とし
てのSi−ＰまたはSi−As結合を構成することが
できる。このことはTMS即ち（Si（CH3）4）がSi
−Ｃ結合を有しながらも、Si−Ｈ結合を有してい
ないためＢ，Ｐと結合することができず、価電子
制御ができないことを考えると、きわめて大きな
特長である。 即ち、本発明においては、使用材料としてSi−
Ｈ結合、Si−Ｃ結合をともに有する反応性気体を
用いている。即ち一般式はSiH4-o（CH3）o ｎ＝
１〜３またはSi2（CH3）oH6-o ｎ＝１〜５で示さ
れるが、その代表例はH2Si（CH3）2，H3Si
（CH3）3，H3Si（CH3）である。 さらにこのDMSを例にとつてみると、分子量
がなく、かつメタン（CH4）のごとく対称型の分
子構造を有していないため、CH4のごとき強い電
気エネルギを加えることなしにＣ，Siのラジカル
をＣ−Ｈ，Si−Ｈ結合を切断することによつて容
易に作ることができる。 加えてSi−Ｃ結合を最初から有しており、また
Ｃ−Ｃ結合を有していないため、低い高周波出力
にて反応生成物中にＣをSi−Ｃとして効率よく多
量に注入できるという他の特長を有する。 さらに本発明において、同時にＰまたはＮ型の
半導体とするため、B2H6をシラン（SiH4）で希
釈し、B2H6／SiH4＝0.001〜２％例えば0.39％と
し、キヤリアガスとしての水素（これは一般に
B2H6の希釈材として用いられる）を用いずに、
反応性気体としてSiH4-o（CH3）oｎ＝１〜３また
はSi2（CH3）oH6-o ｎ＝１〜５で示されるメチル
シラン、シラン、及び、ジボランまたはフオスヒ
ン若しくはアルシンのみを混合した反応性気体を
出発材料として用いている。 またＮ型の半導体用としてはB2H6の代わりに
PH3AsH3をシランで0.001〜３％例えば１％に希
釈して用いている。 かくすると高圧容器（ボンベ）内でジボランと
シランとが十分混合し、ジボランを均質にシラン
中に分散させることができる。かくの如くにキヤ
リアガスとしての水素を用いず、かつ弱い電気エ
ネルギの供給のみにて一部にＢが混合したＰ型半
導体を有せしめることができる。さらに好ましく
はＢとＣに隣接したSiとが結合してアクセプタを
作らせ得ることが判明した。 このため、弱い高周波出力でこのSixC1-x（０＜
ｘ＜１）を作り、その下側に設けられるCTFに
損傷（スパツタ）を与えることがなく、さらにそ
のCTFの成分の酸素が半導体中に混入すること
も防ぐことができ、光照射効果による特性劣化を
除去し、高信頼性化が可能となつた。 第１図は本発明人の出願による特許願「プラズ
マ気相反応装置」特願昭57−163729，163728（昭
和57年９月20日出願）および57−167280，167281
（昭和57年９月27日出願）に記された装置を用い
てSixC1-x（０＜ｘ＜１）を作つた特性を示す。 即ち、直径10cmφの平行平板型電極を有し、そ
の電極に筒状の空間（距離15cm）を設け、この空
間内に基板を林立させた。さらにこの反応空間に
13.56MHzの高周波エネルギを加え、基板を同時
にハロゲンランプにて100〜400℃例えば210℃に
加熱させている。 第１図はかかるプラズマCVD装置によつて作
られる特性である。 図面において、曲線１，２は従来公知のCHを
用いた場合のＣの混入量を示したものである。す
ると高周波出力（13.56MHz）が0.1torr（電極直径
は150mmφ）において、曲線１５は高周波出力8W
ではメタンの量を増加しても膜中にSi−Ｃ結合を
有していないことがわかる。さらにこの出力を
25Wとすると曲線２を有するが、混入したCH4の
一部がSi−Ｃ結合を有するのみである。 しかし他方、本発明のDMSとシランとを用い
るPCVD法によつて曲線３に示されるごとくわず
か5WにおいてもSi−Ｃを十分得ることができる。
これはDMS自体が最初からSi−Ｃ結合を構成し
ているためである。 さらにその出力もわずか5Wにて広いEgを有す
るSixC1-x（０＜ｘ＜１）を得ることができた。そ
の結果、針状のCTFの先端部（端部ともいう）
をスパツタによつて損傷を与えることがなく、面
接触をさせ得るきわめて有効なものであつた。さ
らにCTF上のSixC1-x（０＜ｘ＜１）中にCTFを
構成する酸素の混入が少なくなり、またCTF自
体がスパツタにより失透することがなかつた。 第２図は、DMS：（B2H6／SiH4）＝１：ｙにお
いてｙのシランで希釈されたジボランの量を増加
していく時のEg（曲線７，９）と電気伝導度（曲
線５，６，８，１０）を電気エネルギの出力を
5W（５，６，９）と15W（７，８，10）と可変し
て示す。 図面より明らかなごとく、DMS：（B2H6／
SiH4）＝１：５としたのみで即ちDMS／CDMS
＋SiH4）≒0.2とわずかのDMSを混入したのみ
で、Egは2.15eV（RF出力5w）、2.35eV（RF出力
15w）を得ることができた。さらにこの電気伝導
度も光伝導度９×10- 7（Ωcm）-1、５×10-7（Ωcm）
-1を5Wの時、また７×10-8（Ωcm）-1、１×10-10
（Ωcm）-1を15Wの時得ることができた。この第３
図の値と従来より公知のSiH4とCH4の反応系と
を比較する。即ち、等量のＣの濃度を被膜中に含
有する即ち20at％を得るためには第１図より
CH4／（CH4＋SiH4）＝0.5RF出力25Wであり、
その特性は光伝導度２×10-7（Ωcm）-1〓、暗伝導
度１×18-8（Ωcm）-1(16)、Eg＝1.9eV(19)であつた。
即ち、本発明は従来例に比べて、Egで0.2eV大き
く、σpは4.5倍大きく、またσdは50倍大きい。即
ち本発明のDMSとシランで希釈したジボランと
を用いることにより、Egを大きくし得、加えて
σp，σdをともに大きくするというきわめて大き
な特長を有し、加えてその物性を有するに必要な
高周波プラズマ発生用電気エネルギも従来の25W
より1/5の5Wで十分であることが判明した。この
本発明方法による炭化珪素と従来方法の炭化珪素
とをCTF上に形成して、さらにその下地の損傷
の少なさを比較する。 第３図は、本発明に示すごとく、DMS／
（DMS＋SiH4）＝0.2，B2H6／SiH4＝0.004におい
て得られた針状の透光性導電膜の炭化珪素のオー
ジエ分析をした結果である。図面において、横軸
はエツチング時間、縦軸はピーク強度（％）を示
す。 第３図はガラス上に酸化インジユームを主成分
とするCTF（ITOともいう）とその上に200Åの
厚さの酸化スズを主成分とするCTF（SnO2ともい
う）が形成された基板を用いている。 図面において明らかなごとく、珪素(21)は表面
の吸着物を除去すると上昇し、CTFに至るとそ
の成分が減少している。炭素(23)は均一に20％を
含有していることがわかる。酸素(22)、スズ(24)、
インジユーム(25)の分布を示す。 第４図はこの基板上にシランとメタンとの反応
により25Wの高周波出力で炭化珪素を形成した場
合のオージエ分析により珪素(21)、炭素(23)、酸
素(22)、インジユーム(25)、スズ(24)としてその深
さ分布を示したものである。 この第３図および第４図の２つの図面により明
らかなごとく、第３図はCTFを構成する酸化イ
ンジユーム上に酸化スズが積層されており、初期
の基板の積層状態と同一の構造が構成されてい
る。さらにその上に炭化珪素が設けられている。 しかし他方、第４図の従来例においては、CH4
とSiH4との反応により基板がスパタされるため、
CTFの構成材料である酸素(22)がきわめて濃く炭
化珪素中にスズ(24)、インジユームよりも深く拡
散してしまつていることがわかる。 さらに酸化スズの下側にあつたインジユームは
スズと同じ深さに分布し炭化珪素中に拡散してし
まつていることが判明した。 このことにより、本発明は予めSi−Ｃ結合を有
するとともにその分子がSi−Ｈ結合を有するメチ
ルシランを用いることにより低い電気エネルギに
よりプラズマCVD法を行うことが可能となり、
その結果、下地に損傷を与えることなくきわめて
優れた方法であることが判明した。 加えて形成された被膜は半導体として優れた広
いEg、大きい電気伝導度を有する炭化珪素半導
体とすることが可能となり、その応用として光電
変換装置、デイスプレイ装置等への大きな応用が
可能となつた。 また本発明においては、Ｐ型半導体を主として
記した。しかしＮ型半導体に関しては、シランで
希釈したPH3またはAsH3とDMSとの反応により
同様に成就することができた。 また、シランをSiH4とするのではなく、
Si2H6，SiF2，H2SiF2等の他の珪化物気体であつ
ても同様に本発明を応用することが可能である。 以下に本発明をさらに補足するため、その実施
例を示す。 実施例 １ 本発明の半導体装置作製方法を用いて作製した
光電変換装置（以下PVCという）を以下に示す。 白板ガラス（厚さは1.1mm）１上にITOを400℃
の温度にて、平均厚さ1500Åに電子ビーム蒸着方
法にて形成して、凹凸表面を有するテキスチヤー
構造（凹凸高低差300〜1300Å、ピツチ500〜3000
Å）の表面とした。さらにこのITOを焼成した
後、上面に酸化スズを200℃の温度にて平均厚さ
300Åにて同様に電子ビーム蒸着法により形成し
た。 この後、この基体（基板及びCTF）を420℃に
て２時間大気中で再び焼成して酸化スズの導電性
を向上させた。 この２層構造のCTFのシート抵抗は25Ω／〓で
あつた。 この後このマルチチヤンバ方式のPCVD法によ
りＰ型半導体をSixC1-x（０＜ｘ＜１）を形成する
ため、シランで0.4％に希釈されたジボランを10
c.c.／分、DMS2c.c.／分（DMS／SiH4）＝0.2、基
板温度210℃、反応圧力0.06torr、高周波13.56M
Hz5Wとして、約200Åの厚さに形成した。 このSixC1-xはｘ＝0.8になり、光学的エネルギ
バンド巾は2.15eVを有し、σd＝８×10-7（Ωcm）
-1σph＝４×10-7（Ωcm）-1を有していた。 さらにこのＰ型半導体層を形成した後、隣の反
応炉に基板を移設し、シランを20c.c.／分にて210
℃、0.1torrで半導体層を形成した。 この時、この中にホウ素を0.05PPM添加して、
ホール移動度を向上させた。またこのSi半導体中
は酸素は８×1018cm-3以下であり、３×1018cm-3
をSIMSのデータは示していた。 かくしてＩ型半導体層を約0.7μの厚さに形成し
た。 又Ｎ型非単結晶半導体層はシランで１％の濃度
に希釈されたフオスヒンを供給し、加えてこのシ
ランと水素との比をSiH4／H2＝５c.c.分／100c.c.分
として基板は210℃、高周波（13.56MHz）出力
10Wとして500Åの厚さに作製した。σ＝１〜10
（Ωcm）-1を有していた。また結晶は120Åの大き
さを有していることがレーザラマン分光特性にお
けるシーラーの式より導出できた。 さらに、この上面にSixC1-x ｘ＝0.9を
DMS／SiH4＝0.2，PH3／SiH4＝0.01にて50Åの
厚さに形成させた。さらにこの上面に、第２の電
極をITO1050Å、銀2000Åを電子ビーム蒸着法に
より作製した。 かくして得られたPVCの最高変換効率特性を
従来のCH4とSiH4とを用いた例と比較すると以
下の如くである。
ＰまたはＮ型の炭化珪素半導体を基板上に形成す
る半導体装置作製方法に関する。 本発明は炭化珪素半導体であつて、ＰまたはＮ
型の導電型を有せしめるため、その出発物質とし
てSiH4-o（CH3）o ｎ＝１〜３またはSi2（CH3）o
H6-o ｎ＝１〜５で示されるメチルシラン、シ
ラン、及び、ジボランまたはフオスヒン若しくは
アルシンのみを混合した反応性気体を用いるプラ
ズマ気相反応に関するものである。 本発明はこのＰまたはＮ型のSixC1-x（０＜ｘ＜
１）の形成に際し、その被形成面の基板表面に透
光性導電性被膜（以下CTFという）を有し、そ
の上面に形成されるＰまたはＮ型の炭化珪半導体
の形成に際しこのCTFと反応しにくい材料を出
発物質として用いたことを特長としている。 本発明は、透光性絶縁基板上に酸化インジユー
ムを主成分とする針状の凹凸表面を有する第１の
透光性導電膜（以下単に第１の電極またはCTF
という）と、この上面に酸化スズを主成分とする
第２のCTFを形成することによつて、第２の
CTFの表面とその上面に設けられる１×10-5〜
〜３×10-8（Ωcm）-1の電気伝導度を有するＰまた
はＮ型の炭化珪素（SixC1-x ０＜ｘ＜１）との
面接触をする非単結晶半導体を設けた半導体装置
の作製方法に関する。 この発明は透光性基板側よりの光入射に対し、
その入射光側の第１の電極を約1000Å（500〜
2000Å）の大きさ（凹凸の高低差300〜1500Å、
ピツチ500〜3000Å）を有して設けられた針状電
極とし、この凹凸表面積を従来に比べて２〜４倍
も大きくすることにより、そのCTF−半導体間
の接触抵抗を小さくせしめることによつて、高効
率の光電変換装置を作製することを特徴とする。 本発明は、SiH4-o（CH3）o ｎ＝１〜３、また
はSi2（CH3）oH6-o ｎ＝１〜５で示されるメチル
シランをCTFに接触するＰ型半導体を構成する
SixC1-x （０＜ｘ＜１）を作製するために用い
たものである。本発明は特にSiH2（CH3）2（ジメ
チルシラン以下DMSという）とシラン（Sio
H2o+2 ｎ＝１；２）との混合気体とを用いてい
る。このDMSは分子量60、沸点−19.6℃であり、
その分子を構成する状態においてSi−Ｃ結合を有
し、かつ多量に炭素のみのクラスタを構成する可
能性がないという他の特長を有する。 さらにこのDMSはSi−Ｈ結合を有し、そのた
めSi−Ｃ結合を構成したＣに連結したSiがＰ型半
導体用としてSi−Ｂ結合またはＮ型半導体用とし
てのSi−ＰまたはSi−As結合を構成することが
できる。このことはTMS即ち（Si（CH3）4）がSi
−Ｃ結合を有しながらも、Si−Ｈ結合を有してい
ないためＢ，Ｐと結合することができず、価電子
制御ができないことを考えると、きわめて大きな
特長である。 即ち、本発明においては、使用材料としてSi−
Ｈ結合、Si−Ｃ結合をともに有する反応性気体を
用いている。即ち一般式はSiH4-o（CH3）o ｎ＝
１〜３またはSi2（CH3）oH6-o ｎ＝１〜５で示さ
れるが、その代表例はH2Si（CH3）2，H3Si
（CH3）3，H3Si（CH3）である。 さらにこのDMSを例にとつてみると、分子量
がなく、かつメタン（CH4）のごとく対称型の分
子構造を有していないため、CH4のごとき強い電
気エネルギを加えることなしにＣ，Siのラジカル
をＣ−Ｈ，Si−Ｈ結合を切断することによつて容
易に作ることができる。 加えてSi−Ｃ結合を最初から有しており、また
Ｃ−Ｃ結合を有していないため、低い高周波出力
にて反応生成物中にＣをSi−Ｃとして効率よく多
量に注入できるという他の特長を有する。 さらに本発明において、同時にＰまたはＮ型の
半導体とするため、B2H6をシラン（SiH4）で希
釈し、B2H6／SiH4＝0.001〜２％例えば0.39％と
し、キヤリアガスとしての水素（これは一般に
B2H6の希釈材として用いられる）を用いずに、
反応性気体としてSiH4-o（CH3）oｎ＝１〜３また
はSi2（CH3）oH6-o ｎ＝１〜５で示されるメチル
シラン、シラン、及び、ジボランまたはフオスヒ
ン若しくはアルシンのみを混合した反応性気体を
出発材料として用いている。 またＮ型の半導体用としてはB2H6の代わりに
PH3AsH3をシランで0.001〜３％例えば１％に希
釈して用いている。 かくすると高圧容器（ボンベ）内でジボランと
シランとが十分混合し、ジボランを均質にシラン
中に分散させることができる。かくの如くにキヤ
リアガスとしての水素を用いず、かつ弱い電気エ
ネルギの供給のみにて一部にＢが混合したＰ型半
導体を有せしめることができる。さらに好ましく
はＢとＣに隣接したSiとが結合してアクセプタを
作らせ得ることが判明した。 このため、弱い高周波出力でこのSixC1-x（０＜
ｘ＜１）を作り、その下側に設けられるCTFに
損傷（スパツタ）を与えることがなく、さらにそ
のCTFの成分の酸素が半導体中に混入すること
も防ぐことができ、光照射効果による特性劣化を
除去し、高信頼性化が可能となつた。 第１図は本発明人の出願による特許願「プラズ
マ気相反応装置」特願昭57−163729，163728（昭
和57年９月20日出願）および57−167280，167281
（昭和57年９月27日出願）に記された装置を用い
てSixC1-x（０＜ｘ＜１）を作つた特性を示す。 即ち、直径10cmφの平行平板型電極を有し、そ
の電極に筒状の空間（距離15cm）を設け、この空
間内に基板を林立させた。さらにこの反応空間に
13.56MHzの高周波エネルギを加え、基板を同時
にハロゲンランプにて100〜400℃例えば210℃に
加熱させている。 第１図はかかるプラズマCVD装置によつて作
られる特性である。 図面において、曲線１，２は従来公知のCHを
用いた場合のＣの混入量を示したものである。す
ると高周波出力（13.56MHz）が0.1torr（電極直径
は150mmφ）において、曲線１５は高周波出力8W
ではメタンの量を増加しても膜中にSi−Ｃ結合を
有していないことがわかる。さらにこの出力を
25Wとすると曲線２を有するが、混入したCH4の
一部がSi−Ｃ結合を有するのみである。 しかし他方、本発明のDMSとシランとを用い
るPCVD法によつて曲線３に示されるごとくわず
か5WにおいてもSi−Ｃを十分得ることができる。
これはDMS自体が最初からSi−Ｃ結合を構成し
ているためである。 さらにその出力もわずか5Wにて広いEgを有す
るSixC1-x（０＜ｘ＜１）を得ることができた。そ
の結果、針状のCTFの先端部（端部ともいう）
をスパツタによつて損傷を与えることがなく、面
接触をさせ得るきわめて有効なものであつた。さ
らにCTF上のSixC1-x（０＜ｘ＜１）中にCTFを
構成する酸素の混入が少なくなり、またCTF自
体がスパツタにより失透することがなかつた。 第２図は、DMS：（B2H6／SiH4）＝１：ｙにお
いてｙのシランで希釈されたジボランの量を増加
していく時のEg（曲線７，９）と電気伝導度（曲
線５，６，８，１０）を電気エネルギの出力を
5W（５，６，９）と15W（７，８，10）と可変し
て示す。 図面より明らかなごとく、DMS：（B2H6／
SiH4）＝１：５としたのみで即ちDMS／CDMS
＋SiH4）≒0.2とわずかのDMSを混入したのみ
で、Egは2.15eV（RF出力5w）、2.35eV（RF出力
15w）を得ることができた。さらにこの電気伝導
度も光伝導度９×10- 7（Ωcm）-1、５×10-7（Ωcm）
-1を5Wの時、また７×10-8（Ωcm）-1、１×10-10
（Ωcm）-1を15Wの時得ることができた。この第３
図の値と従来より公知のSiH4とCH4の反応系と
を比較する。即ち、等量のＣの濃度を被膜中に含
有する即ち20at％を得るためには第１図より
CH4／（CH4＋SiH4）＝0.5RF出力25Wであり、
その特性は光伝導度２×10-7（Ωcm）-1〓、暗伝導
度１×18-8（Ωcm）-1(16)、Eg＝1.9eV(19)であつた。
即ち、本発明は従来例に比べて、Egで0.2eV大き
く、σpは4.5倍大きく、またσdは50倍大きい。即
ち本発明のDMSとシランで希釈したジボランと
を用いることにより、Egを大きくし得、加えて
σp，σdをともに大きくするというきわめて大き
な特長を有し、加えてその物性を有するに必要な
高周波プラズマ発生用電気エネルギも従来の25W
より1/5の5Wで十分であることが判明した。この
本発明方法による炭化珪素と従来方法の炭化珪素
とをCTF上に形成して、さらにその下地の損傷
の少なさを比較する。 第３図は、本発明に示すごとく、DMS／
（DMS＋SiH4）＝0.2，B2H6／SiH4＝0.004におい
て得られた針状の透光性導電膜の炭化珪素のオー
ジエ分析をした結果である。図面において、横軸
はエツチング時間、縦軸はピーク強度（％）を示
す。 第３図はガラス上に酸化インジユームを主成分
とするCTF（ITOともいう）とその上に200Åの
厚さの酸化スズを主成分とするCTF（SnO2ともい
う）が形成された基板を用いている。 図面において明らかなごとく、珪素(21)は表面
の吸着物を除去すると上昇し、CTFに至るとそ
の成分が減少している。炭素(23)は均一に20％を
含有していることがわかる。酸素(22)、スズ(24)、
インジユーム(25)の分布を示す。 第４図はこの基板上にシランとメタンとの反応
により25Wの高周波出力で炭化珪素を形成した場
合のオージエ分析により珪素(21)、炭素(23)、酸
素(22)、インジユーム(25)、スズ(24)としてその深
さ分布を示したものである。 この第３図および第４図の２つの図面により明
らかなごとく、第３図はCTFを構成する酸化イ
ンジユーム上に酸化スズが積層されており、初期
の基板の積層状態と同一の構造が構成されてい
る。さらにその上に炭化珪素が設けられている。 しかし他方、第４図の従来例においては、CH4
とSiH4との反応により基板がスパタされるため、
CTFの構成材料である酸素(22)がきわめて濃く炭
化珪素中にスズ(24)、インジユームよりも深く拡
散してしまつていることがわかる。 さらに酸化スズの下側にあつたインジユームは
スズと同じ深さに分布し炭化珪素中に拡散してし
まつていることが判明した。 このことにより、本発明は予めSi−Ｃ結合を有
するとともにその分子がSi−Ｈ結合を有するメチ
ルシランを用いることにより低い電気エネルギに
よりプラズマCVD法を行うことが可能となり、
その結果、下地に損傷を与えることなくきわめて
優れた方法であることが判明した。 加えて形成された被膜は半導体として優れた広
いEg、大きい電気伝導度を有する炭化珪素半導
体とすることが可能となり、その応用として光電
変換装置、デイスプレイ装置等への大きな応用が
可能となつた。 また本発明においては、Ｐ型半導体を主として
記した。しかしＮ型半導体に関しては、シランで
希釈したPH3またはAsH3とDMSとの反応により
同様に成就することができた。 また、シランをSiH4とするのではなく、
Si2H6，SiF2，H2SiF2等の他の珪化物気体であつ
ても同様に本発明を応用することが可能である。 以下に本発明をさらに補足するため、その実施
例を示す。 実施例 １ 本発明の半導体装置作製方法を用いて作製した
光電変換装置（以下PVCという）を以下に示す。 白板ガラス（厚さは1.1mm）１上にITOを400℃
の温度にて、平均厚さ1500Åに電子ビーム蒸着方
法にて形成して、凹凸表面を有するテキスチヤー
構造（凹凸高低差300〜1300Å、ピツチ500〜3000
Å）の表面とした。さらにこのITOを焼成した
後、上面に酸化スズを200℃の温度にて平均厚さ
300Åにて同様に電子ビーム蒸着法により形成し
た。 この後、この基体（基板及びCTF）を420℃に
て２時間大気中で再び焼成して酸化スズの導電性
を向上させた。 この２層構造のCTFのシート抵抗は25Ω／〓で
あつた。 この後このマルチチヤンバ方式のPCVD法によ
りＰ型半導体をSixC1-x（０＜ｘ＜１）を形成する
ため、シランで0.4％に希釈されたジボランを10
c.c.／分、DMS2c.c.／分（DMS／SiH4）＝0.2、基
板温度210℃、反応圧力0.06torr、高周波13.56M
Hz5Wとして、約200Åの厚さに形成した。 このSixC1-xはｘ＝0.8になり、光学的エネルギ
バンド巾は2.15eVを有し、σd＝８×10-7（Ωcm）
-1σph＝４×10-7（Ωcm）-1を有していた。 さらにこのＰ型半導体層を形成した後、隣の反
応炉に基板を移設し、シランを20c.c.／分にて210
℃、0.1torrで半導体層を形成した。 この時、この中にホウ素を0.05PPM添加して、
ホール移動度を向上させた。またこのSi半導体中
は酸素は８×1018cm-3以下であり、３×1018cm-3
をSIMSのデータは示していた。 かくしてＩ型半導体層を約0.7μの厚さに形成し
た。 又Ｎ型非単結晶半導体層はシランで１％の濃度
に希釈されたフオスヒンを供給し、加えてこのシ
ランと水素との比をSiH4／H2＝５c.c.分／100c.c.分
として基板は210℃、高周波（13.56MHz）出力
10Wとして500Åの厚さに作製した。σ＝１〜10
（Ωcm）-1を有していた。また結晶は120Åの大き
さを有していることがレーザラマン分光特性にお
けるシーラーの式より導出できた。 さらに、この上面にSixC1-x ｘ＝0.9を
DMS／SiH4＝0.2，PH3／SiH4＝0.01にて50Åの
厚さに形成させた。さらにこの上面に、第２の電
極をITO1050Å、銀2000Åを電子ビーム蒸着法に
より作製した。 かくして得られたPVCの最高変換効率特性を
従来のCH4とSiH4とを用いた例と比較すると以
下の如くである。
【表】
上記データは面積３mm×3.5mm（1.05cm2）にお
いてAMI（100mW／cm2）を照射した室温での特
性である。 このことより本発明は従来方法に比べて3.9％
もたかく、さらにその効率が10％の大台を大きく
越えたというきわめて工業上有効なものであつ
た。 以上の結果より本発明は従来に比べて光電変換
効率の特性を30％近くも大きく向上させることが
でき、多量生産も可能であるという大きな特長を
有していた。 以上本発明の実施例においてはITO，SnO2の
被膜形成に電子ビーム蒸着法を用いた。しかし本
発明に用いられる温度においてのITOの結晶成長
はこの方法に限らず、InCl3、SnCl4，SnF2，
SnF4，H2SnF2，H3SnFを用いたLPCVD（減圧
CVD法）法、プラズマ気相法（PCVD法）にお
いても観察され、こらの方法を本発明のPVCに
も適用可能であつた。 なお上記実施例はPVCに関するものである。
しかし発光素子、IG FET（絶縁ゲイト型電界効
果半導体装置）その他の半導体装置のCTFとＰ
またはＮ型半導体との接合に本発明を同様に適用
可能であることはいうまでもない。
いてAMI（100mW／cm2）を照射した室温での特
性である。 このことより本発明は従来方法に比べて3.9％
もたかく、さらにその効率が10％の大台を大きく
越えたというきわめて工業上有効なものであつ
た。 以上の結果より本発明は従来に比べて光電変換
効率の特性を30％近くも大きく向上させることが
でき、多量生産も可能であるという大きな特長を
有していた。 以上本発明の実施例においてはITO，SnO2の
被膜形成に電子ビーム蒸着法を用いた。しかし本
発明に用いられる温度においてのITOの結晶成長
はこの方法に限らず、InCl3、SnCl4，SnF2，
SnF4，H2SnF2，H3SnFを用いたLPCVD（減圧
CVD法）法、プラズマ気相法（PCVD法）にお
いても観察され、こらの方法を本発明のPVCに
も適用可能であつた。 なお上記実施例はPVCに関するものである。
しかし発光素子、IG FET（絶縁ゲイト型電界効
果半導体装置）その他の半導体装置のCTFとＰ
またはＮ型半導体との接合に本発明を同様に適用
可能であることはいうまでもない。
第１図は本発明のシランにジメチルシラン
（DMS）を加えた場合と従来のメタンとを加えた
場合の特性を示す。第２図は本発明のジメチルシ
ランを用いた特性である。第３図および第４図は
本発明および従来方法で得られた構造のオージエ
分光の結果を示す。
（DMS）を加えた場合と従来のメタンとを加えた
場合の特性を示す。第２図は本発明のジメチルシ
ランを用いた特性である。第３図および第４図は
本発明および従来方法で得られた構造のオージエ
分光の結果を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ SiH4-o（CH3）oｎ ＝１〜３またはSi2（CH3）
oH6-oｎ ＝１〜５で示されるメチルシラン、シ
ラン、及び、 ジボランまたはフオスヒン若しくはアルシンの
みを混合した反応性気体に電気エネルギを加えて
SixC1-x（０＜ｘ＜１）を主成分とするＰまたはＮ
型炭化珪素膜を基板上に形成することを特徴とす
る半導体装置作製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58239256A JPS60130821A (ja) | 1983-12-19 | 1983-12-19 | 半導体装置作製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58239256A JPS60130821A (ja) | 1983-12-19 | 1983-12-19 | 半導体装置作製方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60130821A JPS60130821A (ja) | 1985-07-12 |
| JPH0584052B2 true JPH0584052B2 (ja) | 1993-11-30 |
Family
ID=17042053
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58239256A Granted JPS60130821A (ja) | 1983-12-19 | 1983-12-19 | 半導体装置作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60130821A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5833256A (ja) * | 1982-05-10 | 1983-02-26 | Canon Inc | 光導電部材 |
| JPS5892217A (ja) * | 1981-11-28 | 1983-06-01 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置作製方法 |
-
1983
- 1983-12-19 JP JP58239256A patent/JPS60130821A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5892217A (ja) * | 1981-11-28 | 1983-06-01 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置作製方法 |
| JPS5833256A (ja) * | 1982-05-10 | 1983-02-26 | Canon Inc | 光導電部材 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60130821A (ja) | 1985-07-12 |
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