二元系アモルファス半導体薄膜作製のためのラジカルビームCVD装置の開発

开发用于制造二元非晶半导体薄膜的自由基束CVD设备

基本信息

批准号：
05750289
负责人：
田畑彰守
金额：
$ 0.58万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1993
资助国家：
日本
起止时间：
1993 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

光学バンドギャップが大きく光電導率の高いアモルファス炭化シリコン薄膜の作製法として、メタンとシランガスを別々のプラズマ室に導入して分解する分離励起型プラズマCVD法を提案し、その有用性について研究を行ってきた。本研究ではさらに発展させた方法として、プラズマ室先端にキャピラリーを設置することによりラジカルを膜成長表面上へ選択的にかつ方向性を揃えて導入することができるラジカルビームCVD法を考案した。この方法は、分離励起型プラズマCVD法に比べ膜堆積速度が1桁以上速い。また従来のプラズマCVD法により作製された膜に比べ、光学バンドギャップが2.9eVと大きい膜が得られた。光学バンドギャップが2.5eVから2.9eVの膜の光電導率は、従来法による膜の値より2桁程度大きい。しかし、光電導度の暗電導度に対する比(感度)は数十程度と小さい。これは、暗電導率が従来法の値に比べて3桁程度大きくなっているためである。この原因は、膜中の水素含有量が多く、多くのボイドが存在するためと考えられ、水素含有量を低減する方法を併用する必要がある。キャピラリを用いることによりプラズマ室と堆積室との間に圧力差を設けたが、その圧力差は十分ではなく、メタン側プラズマ室にシランガスが堆積室より逆流し完全な分離ができていない。またキャピラリアの穴の大きさによっては、アモルファスの膜が堆積するのではなく、微粒子が堆積する場合がある。そのため、膜作製に適したキャピラリの穴の大きさおよび穴の数(開孔率)の最適値を求める必要がある。また、本研究において計画していたラジカルの測定も併せて行っていかなければならない。

作为制造具有较大光学带隙和高光电导率的无定形碳化硅薄膜的方法，我们提出了一种单独的激发等离子体CVD方法，其中将甲烷和硅烷气体引入了单独的血浆箱中以分解它们，并一直在研究其有用性。这项研究进一步开发了一种自由基束CVD方法，该方法可以选择性地引入自由基，并在膜生长表面上定向将毛细管放置在等离子体室的尖端。该方法的薄膜沉积速率比分离激发等离子体CVD方法快的数量级大。此外，与常规等离子体CVD方法产生的膜相比，获得了较大的光条间隙较大的薄膜。根据常规方法，具有2.5 eV至2.9 eV的光带胶片的光电导率比膜的值大两个数量级。然而，光电导率与深色电导率的比率（敏感性）与数十个相当小。这是因为暗电导率大约比常规方法高三个数量级。这被认为是由于膜中大量的氢含量以及许多空隙的存在，因此有必要使用一种将氢含量组合减少的方法。使用毛细管，在血浆室和沉积室之间提供了压差，但是压力差不够，硅烷气从沉积室向后流到甲烷侧等离子体室，导致完全分离。同样，根据毛细管中的孔的大小，可以沉积细颗粒而不是无定形膜。因此，有必要获得孔的大小的最佳值以及适合制造膜的毛细管的孔数（孔隙率）。此外，还必须进行本研究中计划的根本测量。