JP3065878B2 - Method of forming semiconductor thin film - Google Patents
Method of forming semiconductor thin filmInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、CVD法により基板上
に半導体薄膜を形成する方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forming a semiconductor thin film on a substrate by a CVD method.
【0002】[0002]
【従来の技術】非晶質シリコン薄膜などの半導体薄膜
を、プラズマCVD法などの方法により製造すると、薄
膜内に欠陥(ダングリングボンド)を生じることが知ら
れている。このような欠陥を修復する方法として、従来
より以下のような方法が知られている。2. Description of the Related Art It is known that when a semiconductor thin film such as an amorphous silicon thin film is manufactured by a method such as a plasma CVD method, defects (dangling bonds) are generated in the thin film. As a method for repairing such a defect, the following method is conventionally known.
【0003】(1)比較的高い圧力の水素ガス雰囲気中
で800℃以上の高温において処理する水素アニール
法。 (2)水素ガス雰囲気中で高周波(RF)放電により水
素プラズマを発生し、水素プラズマ中に加熱保持した半
導体をさらす水素プラズマ法。(1) A hydrogen annealing method of performing treatment at a high temperature of 800 ° C. or more in a hydrogen gas atmosphere at a relatively high pressure. (2) A hydrogen plasma method in which hydrogen plasma is generated by high frequency (RF) discharge in a hydrogen gas atmosphere, and a semiconductor heated and held in the hydrogen plasma is exposed.
【0004】(3)水素イオンを加速して半導体に注入
し、その後熱処理を施す水素イオン注入法。 (4)水素をマイクロ波放電を用いて励起し、励起した
水素を半導体にさらす方法(特開平1−238112号
公報)。(3) A hydrogen ion implantation method in which hydrogen ions are accelerated and implanted into a semiconductor, followed by heat treatment. (4) A method in which hydrogen is excited by using microwave discharge and the excited hydrogen is exposed to a semiconductor (Japanese Patent Laid-Open No. 1-238112).
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記
(1)〜(3)の方法では、一般に処理すべき半導体を
500℃以上の温度に保持しなければならないという問
題があった。また、(2)の方法ではプラズマにより薄
膜表面が損傷を受けるという問題があり、(3)の方法
では高エネルギーで水素イオンが注入されるため、やは
り薄膜表面に損傷を生じるという問題があった。(4)
の方法では、上記のような問題は生じないが、薄膜表面
において主に欠陥の修復がなされやすいため、その結果
薄膜の深さ方向に欠陥密度分布を生じ、均一な薄膜が形
成されにくいという問題があった。However, the above-mentioned methods (1) to (3) have a problem that the semiconductor to be processed generally needs to be maintained at a temperature of 500 ° C. or higher. Further, (2) In the method there is a problem that is more thin film surface to a plasma damaged, (3) for the method of hydrogen ions are implanted at a high energy, there is a problem that still cause damage to the thin film surface Was. (4)
Although the above method does not cause the above-mentioned problem, the defect is easily repaired mainly on the surface of the thin film, and as a result, a defect density distribution occurs in the depth direction of the thin film, and it is difficult to form a uniform thin film. was there.
【0006】本発明の目的は、このような従来の問題点
を解消し、膜表面にダメージを与えることなく、膜全体
において均一に欠陥の少ない半導体薄膜を形成すること
ができる方法を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method capable of solving such a conventional problem and forming a semiconductor thin film having less defects uniformly over the entire film without damaging the film surface. It is in.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明の半導体薄膜の形
成方法は、CVD法によりチャンバー内の基板上に半導
体薄膜を形成する方法であり、原子状水素を供給するた
めの供給配管をチャンバー内に設け、該供給配管の先端
を基板上近傍に配置し、基板の表面に向いて開口した開
口部から原子状水素を基板上に供給しながら半導体薄膜
を形成することにより、ダングリングボンドなどの欠陥
を水素で終端し、欠陥を修復しながら半導体薄膜を形成
することを特徴としている。According to a method of forming a semiconductor thin film of the present invention, a semiconductor thin film is formed on a substrate in a chamber by a CVD method.
A method of forming a body thin film that supplies atomic hydrogen.
Supply pipe in the chamber, and the tip of the supply pipe
Is placed in the vicinity of the substrate, and the opening
Semiconductor thin film while supplying atomic hydrogen to the substrate from the mouth
Forming defects such as dangling bonds
Are terminated with hydrogen to form a semiconductor thin film while repairing defects .
【0008】本発明においては、供給配管内の圧力をチ
ャンバー内の半導体薄膜形成のための原料ガスの圧力を
高くすることにより、供給配管から原子状水素が基板上
に供給される。[0008] The present invention odor Te, by increasing the pressure of the feed gas for the pressure of the semiconductor thin film forming chamber in the supply pipe, atomic hydrogen is supplied onto the substrate from the supply pipe.
【0009】原子状水素を生成する方法としては、タン
グステンフィラメントなどのフィラメントで水素ガスを
加熱し、熱解離させて原子状水素を生成する方法や、マ
イクロ波放電により水素ガスを分解して原子状水素を生
成する方法などを採用することができる。このようなフ
ィラメントやマイクロ波源は、上記原子状水素を供給す
るための配管途中や配管出口近傍に設けてもよい。As a method of producing atomic hydrogen, a method of heating hydrogen gas with a filament such as a tungsten filament and thermally dissociating it to produce atomic hydrogen, or a method of decomposing hydrogen gas by microwave discharge to produce atomic hydrogen. A method of generating hydrogen or the like can be employed. Such a filament or microwave source may be provided in the middle of a pipe for supplying the above-mentioned atomic hydrogen or near the pipe outlet.
【0010】原子状水素ガスの供給量は、薄膜原料ガス
の供給量や成膜速度等に応じて適宜選択されるが、成膜
速度が10〜100Å/分の場合、水素ガス供給量とし
て10〜100SCCM程度が好ましい。The supply amount of the atomic hydrogen gas is appropriately selected depending on the supply amount of the thin film source gas, the film formation rate, and the like. When the film formation rate is 10 to 100 ° / min , the supply amount of the hydrogen gas is 10%. About 100 SCCM is preferable.
【0011】[0011]
【作用】本発明に従えば、原子状水素が基板上に供給さ
れながら、基板上に半導体薄膜が形成される。このた
め、ダングリングボンドなどの欠陥が水素で終端され、
欠陥が修復されながら半導体薄膜が形成されていく。従
って、本発明に従えば、膜全体において、特に薄膜の深
さ方向(厚み方向)に対して均一に欠陥の少ない半導体
薄膜とすることができる。According to the present invention, a semiconductor thin film is formed on a substrate while atomic hydrogen is supplied onto the substrate. For this reason, defects such as dangling bonds are terminated with hydrogen,
A semiconductor thin film is formed while the defect is repaired. Therefore, according to the present invention, a semiconductor thin film having few defects can be uniformly formed in the entire film, particularly in the depth direction (thickness direction) of the thin film.
【0012】また、本発明は、膜形成後に膜表面を通し
て処理するものではないので、膜表面にダメージを与え
ることが少ない。また薄膜を形成しながら水素で終端す
る方法として、水素ガスが混合された、あるいは反応ガ
スが水素の化合物であるような、原料ガスを用いる方法
が考えられるが、この方法ではプラズマで分解された水
素ラジカルが高速で膜表面に衝突するため、エッチング
が進行し、膜表面にダメージを与えるおそれがある。本
発明で用いられる原子状水素は、このようなプラズマ分
解による水素ラジカルに比べ低速で膜表面に供給される
ので、このようなダメージを生じることが少ない。Further, in the present invention, since the treatment is not performed through the film surface after the film is formed, the film surface is hardly damaged. Further, as a method of terminating with hydrogen while forming a thin film, a method of using a raw material gas in which hydrogen gas is mixed or a reaction gas is a compound of hydrogen is considered, but in this method, it is decomposed by plasma. Since hydrogen radicals collide with the film surface at high speed, the etching may proceed, possibly damaging the film surface. Atomic hydrogen used in the present invention is supplied to the film surface at a lower speed than hydrogen radicals generated by such plasma decomposition, so that such damage is less likely to occur.
【0013】[0013]
【実施例】実施例1 図1は、本発明に従う一実施例の形成方法において用い
る成膜装置を示す模式図である。図1を参照して、チャ
ンバー1内には、平行平板電極2,3が対向して設けら
れており、接地される電極2の上には基板4が設けられ
ている。また電極3には膜形成のための原料ガス供給管
7が接続されており、原料ガス供給管7から供給される
原料ガスを吹き出すためのための孔が電極3に形成され
ている。またチャンバー1内には、原子状水素を供給す
るための水素供給管5a,5bが設けられており、これ
らの先端が基板4の表面近傍に位置するように設けられ
ている。水素供給管5a,5bの他方端はチャンバー1
の壁部と接し、その部分にタングステンフィラメント6
a,6bがそれぞれ設けられている。タングステンフィ
ラメント6a,6bは、供給される水素ガスを熱解離す
るための加熱手段となる。チャンバー1内で原料ガスが
水素供給管5a,5b内に入りフィラメント6a,6b
と接触することがないように、水素ガス流量を原料ガス
流量の2〜10倍程度にする。また、チャンバー1の排
気口8は、フィラメント6a,6bが設けられている側
と反対側に設けられている。Embodiment 1 FIG. 1 is a schematic view showing a film forming apparatus used in a forming method according to one embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, parallel plate electrodes 2 and 3 are provided in chamber 1 so as to face each other, and a substrate 4 is provided on electrode 2 to be grounded. A source gas supply pipe 7 for film formation is connected to the electrode 3, and a hole for blowing out the source gas supplied from the source gas supply pipe 7 is formed in the electrode 3. Further, inside the chamber 1, hydrogen supply pipes 5 a and 5 b for supplying atomic hydrogen are provided so that their tips are located near the surface of the substrate 4. The other ends of the hydrogen supply pipes 5a and 5b are connected to the chamber 1
Of tungsten filament 6
a and 6b are provided respectively. The tungsten filaments 6a and 6b serve as heating means for thermally dissociating the supplied hydrogen gas. The raw material gas enters the hydrogen supply pipes 5a, 5b in the chamber 1 and the filaments 6a, 6b
The flow rate of the hydrogen gas is set to about 2 to 10 times the flow rate of the raw material gas so as not to come into contact with the gas. The exhaust port 8 of the chamber 1 is provided on the side opposite to the side on which the filaments 6a and 6b are provided.
【0014】図1に示すような装置を用いてRFプラズ
マCVD法により、基板4上に水素化アモルファスシリ
コンの薄膜を形成した。フィラメント6a,6bを約1
200℃に加熱し、ここへ水素ガスを50〜100SC
CMのガス流量で導入し、水素ガスをフィラメント6
a,6bで熱解離し、生成した原子状水素を水素供給管
5a,5bにより基板4上に供給する。電極2,3間に
は、13.56MHzの高周波電力を印加した。その他
の薄膜形成条件は、表1に示す通りである。A thin film of hydrogenated amorphous silicon was formed on a substrate 4 by RF plasma CVD using an apparatus as shown in FIG. About 1 filaments 6a and 6b
Heat to 200 ° C and add hydrogen gas 50-100SC here
Introduce at a gas flow rate of CM and supply hydrogen gas to filament 6.
Atomic hydrogen generated by thermal dissociation at a and 6b is supplied onto the substrate 4 by hydrogen supply pipes 5a and 5b. 13.56 MHz high frequency power was applied between the electrodes 2 and 3. Other thin film forming conditions are as shown in Table 1.
【0015】[0015]
【表1】 [Table 1]
【0016】上記形成条件で、水素流量を50SCCM
から100SCCMに変化させて、アモルファスシリコ
ン薄膜を形成し、膜特性(膜中の水素含有量、SiH2
/SiH、欠陥密度)を評価した。膜中の水素含有量及
びSiH2 /SiHはFT−IR法で、欠陥密度はSP
M法で求めた。これらの結果を、図2、図3及び図4に
それぞれ示す。図2に示されるように水素流量が増加す
るに連れて、膜中の水素量が増加していることがわか
る。また図3に示されるように、水素流量が増加するに
連れて、膜構造の乱れの指標であるSiH2 /SiHが
減少し、良好な膜質の薄膜が形成されていることがわか
る。また図4に示されるように、水素流量が増加するに
連れて欠陥密度が低下していることがわかる。Under the above forming conditions, the hydrogen flow rate is 50 SCCM.
To 100 SCCM to form an amorphous silicon thin film and obtain film characteristics (hydrogen content in the film, SiH 2
/ SiH, defect density). The hydrogen content and SiH 2 / SiH in the film were determined by the FT-IR method, and the defect density was determined by SP.
It was determined by the M method. These results are shown in FIGS. 2, 3 and 4, respectively. As shown in FIG. 2, it can be seen that as the hydrogen flow rate increases, the amount of hydrogen in the film increases. Further, as shown in FIG. 3, as the flow rate of hydrogen increases, SiH 2 / SiH, which is an index of the disorder of the film structure, decreases, indicating that a thin film having good film quality is formed. Also, as shown in FIG. 4, it can be seen that the defect density decreases as the hydrogen flow rate increases.
【0017】次に、本発明の形成方法に従い、光起電力
素子の光電変換層の薄膜を形成した。ガラス基板上に酸
化錫からなる透明電極膜を光入射側電極として形成し、
その上にRFプラズマCVD法によりアモルファスシリ
コン薄膜のp層、i層、及びn層を順次積層した。p層
の膜厚は200Åとし、i層の膜厚は5000Åとし、
n層の膜厚は300Åとした。そして、i層形成の際
に、本発明に従い図1に示すような装置で基板上に原子
状水素を供給しながら薄膜を形成した。アモルファスシ
リコン薄膜形成後、裏面電極として、通常の抵抗加熱蒸
着法により銀電極層を形成した。得られた光起電力素子
について、開放電圧(Voc)、短絡電流(Isc)、
フィルファクター(FF)、光電変換率(η)を測定
し、表2に示した。Next, according to the forming method of the present invention, a thin film of the photoelectric conversion layer of the photovoltaic element was formed. Form a transparent electrode film made of tin oxide as a light incident side electrode on a glass substrate,
A p-layer, an i-layer, and an n-layer of an amorphous silicon thin film were sequentially stacked thereon by RF plasma CVD. The thickness of the p-layer is 200 °, the thickness of the i-layer is 5000 °,
The thickness of the n-layer was 300 °. Then, at the time of forming the i-layer, a thin film was formed according to the present invention while supplying atomic hydrogen to the substrate by an apparatus as shown in FIG. After the formation of the amorphous silicon thin film, a silver electrode layer was formed as a back electrode by a normal resistance heating evaporation method. With respect to the obtained photovoltaic element, open-circuit voltage (Voc), short-circuit current (Isc),
The fill factor (FF) and the photoelectric conversion rate (η) were measured and are shown in Table 2.
【0018】また比較として、i層形成の際原子状水素
を供給せず、i層形成後に水素プラズマ処理を行う以外
は、上記実施例と同様にして光起電力素子を作製した。
i層形成後の水素プラズマ処理の条件は、パワー:30
mW/cm2 、温度:200℃、圧力:30Pa、水素
流量50SCCM、処理時間:10分とした。For comparison, a photovoltaic device was manufactured in the same manner as in the above example, except that atomic hydrogen was not supplied during the formation of the i-layer and a hydrogen plasma treatment was performed after the formation of the i-layer.
The condition of the hydrogen plasma treatment after the i-layer formation is as follows: power: 30
mW / cm 2 , temperature: 200 ° C., pressure: 30 Pa, hydrogen flow rate 50 SCCM, processing time: 10 minutes.
【0019】このようにして得られた比較例の光起電力
素子についても、上記実施例と同様に特性を評価し、表
2にその結果を示した。The characteristics of the photovoltaic element of the comparative example obtained in this manner were evaluated in the same manner as in the above-described example. Table 2 shows the results.
【0020】[0020]
【表2】 [Table 2]
【0021】表2から明らかなように、本発明に従うこ
とにより、より欠陥の少ない薄膜を形成することがで
き、その結果として光起電力素子の変換効率(AM1.
5,100mW/cm2 ,照射面積1cm角の照射条
件)を11%から12%に向上させることができる。As is clear from Table 2, according to the present invention, a thin film with less defects can be formed, and as a result, the conversion efficiency (AM1.
5,100 mW / cm 2 and irradiation area of 1 cm square) can be improved from 11% to 12%.
【0022】実施例2 図5は、本発明に従う他の実施例の形成方法において用
いる成膜装置を示す模式図である。図5を参照して、チ
ャンバー11内には平行平板電極12,13が設けられ
ている。接地された電極12の上には基板14が設けら
れている。電極13には原料ガス供給管17が接続され
ており、原料ガスが吹き出すための孔が電極13に形成
されている。基板14の表面近傍には水素供給管15が
設けられている。図6はこのような水素供給管15を示
す平面図である。図5及び図6に示されるように、水素
供給管15の基板14上の部分は矩形の環形状を有して
おり、この矩形形状を有した部分に、水素ガスを供給す
るように供給管15aが接続されている。矩形の配管部
分の中には、タングステンフィラメント16が環状に設
けられている。また矩形の配管の内側には基板14の表
面に向いて開口した開口部15bが設けられている。本
実施例では、一辺に3つの開口部15bが設けられてお
り、合計で12個の開口部15bが設けられている。こ
のように多数の開口部15bからガス配管とチャンバー
内の圧力差を利用して原子状水素を供給することによ
り、基板14上に均一に原子状水素を供給することがで
き、薄膜の厚さ方向のみならず、薄膜の面方向にも、よ
り膜質を均一にすることができる。また本実施例では、
基板14により近い位置にフィラメント16が設けられ
ているので、このフィラメント16によって熱分解され
た原子状水素が、より活性な状態で基板14上に供給さ
れ得る。 Embodiment 2 FIG. 5 is a schematic view showing a film forming apparatus used in a forming method of another embodiment according to the present invention. Referring to FIG. 5, parallel plate electrodes 12 and 13 are provided in chamber 11. A substrate 14 is provided on the grounded electrode 12. A source gas supply pipe 17 is connected to the electrode 13, and a hole for blowing out the source gas is formed in the electrode 13. A hydrogen supply pipe 15 is provided near the surface of the substrate 14. FIG. 6 is a plan view showing such a hydrogen supply pipe 15. As shown in FIGS. 5 and 6, a portion of the hydrogen supply pipe 15 on the substrate 14 has a rectangular ring shape, and the supply pipe is supplied with hydrogen gas to the rectangular portion. 15a is connected. In the rectangular pipe portion, a tungsten filament 16 is provided in an annular shape. In addition, an opening 15b that opens toward the surface of the substrate 14 is provided inside the rectangular pipe. In the present embodiment, three openings 15b are provided on one side, and a total of 12 openings 15b are provided. By supplying the atomic hydrogen from the large number of openings 15b using the pressure difference between the gas pipe and the chamber, the atomic hydrogen can be supplied uniformly on the substrate 14, and the thickness of the thin film can be reduced. The film quality can be made more uniform not only in the direction but also in the plane direction of the thin film. In this embodiment,
Since the filament 16 is provided at a position closer to the substrate 14, atomic hydrogen thermally decomposed by the filament 16 can be supplied onto the substrate 14 in a more active state.
【0023】図5及び図6に示す装置を用い、水素ガス
供給量を50SCCMから100SCCMに種々変化さ
せて、基板14上に水素化アモルファスシリコン薄膜を
形成した。その他の膜形成条件は、上記実施例1と同様
にした。A hydrogenated amorphous silicon thin film was formed on the substrate 14 by using the apparatus shown in FIGS. 5 and 6 while varying the supply amount of hydrogen gas from 50 SCCM to 100 SCCM. Other film forming conditions were the same as in Example 1 above.
【0024】図7〜図9は、以上のようにして得られた
水素化アモルファスシリコン薄膜の膜特性(膜中の水素
含有量、SiH2 /SiH、欠陥密度)を示している。
膜中の水素含有量及びSiH2 /SiHはFT−IR法
で、欠陥密度はSPM法で求めた。上記実施例1と同様
に、水素流量が増加するに連れて、膜中の水素量が増加
し、SiH2 /SiHが減少し、欠陥密度が減少してい
る。FIGS. 7 to 9 show the film properties (hydrogen content in the film, SiH 2 / SiH, defect density) of the hydrogenated amorphous silicon thin film obtained as described above.
The hydrogen content and SiH 2 / SiH in the film were determined by the FT-IR method, and the defect density was determined by the SPM method. As in the first embodiment, as the hydrogen flow rate increases, the amount of hydrogen in the film increases, SiH 2 / SiH decreases, and the defect density decreases.
【0025】実施例3 図10は、本発明に従うさらに他の実施例の形成方法に
おいて用いられる成膜装置を示す模式図である。図10
を参照して、チャンバー21内には、平行平板電極2
2,23が設けられている。接地された電極22の上に
は基板24が設けられている。電極23には原料ガスが
供給される原料ガス供給管27が接続されている。電極
23には、原料ガス供給管27から供給されるガスを放
出するための孔が形成されている。またチャンバー21
には、マイクロ波源26が取り付けられた水素供給配管
25が設けられている。水素供給配管25の先端は基板
24の表面近傍に位置するよう設けられている。本実施
例では、水素ガスがマイクロ波放電により励起され、原
子状水素に分解して基板24表面上に供給される。水素
ガスは、例えば、10〜100SCCMの流量で供給さ
れ、マイクロ波源26からは2.45GHz、出力20
0〜500Wのマイクロ波エネルギーが与えられ、水素
ガスは原子状水素に分解される。以上のようにして、原
子状水素を基板24上に供給しながら、上記実施例1及
び上記実施例2と同様にして、水素化アモルファスシリ
コン薄膜を形成することができる。 Embodiment 3 FIG. 10 is a schematic view showing a film forming apparatus used in a forming method of still another embodiment according to the present invention. FIG.
With reference to FIG.
2, 23 are provided. A substrate 24 is provided on the grounded electrode 22. The source gas supply pipe 27 to which the source gas is supplied is connected to the electrode 23. The electrode 23 is provided with a hole for discharging the gas supplied from the source gas supply pipe 27. The chamber 21
Is provided with a hydrogen supply pipe 25 to which a microwave source 26 is attached. The tip of the hydrogen supply pipe 25 is provided near the surface of the substrate 24. In this embodiment, hydrogen gas is excited by microwave discharge, decomposed into atomic hydrogen, and supplied onto the surface of the substrate 24. The hydrogen gas is supplied at a flow rate of, for example, 10 to 100 SCCM, and the microwave source 26 has a power of 2.45 GHz and an output of 20 SCCM.
Microwave energy of 0-500 W is provided, and hydrogen gas is decomposed into atomic hydrogen. As described above, a hydrogenated amorphous silicon thin film can be formed in the same manner as in the first and second embodiments while supplying atomic hydrogen onto the substrate 24.
【0026】上記実施例においては原子状水素を生成す
る方法として、フィラメントによる加熱及びマイクロ波
放電による励起を例にして説明したが、本発明はこれら
に限定されるものではなく、その他の方法により原子状
水素を生成し基板上に供給することができる。In the above embodiment, heating by a filament and excitation by microwave discharge have been described as examples of the method of generating atomic hydrogen. However, the present invention is not limited to these, and other methods are used. Atomic hydrogen can be generated and provided on the substrate.
【0027】上記実施例では、RFプラズマCVD法に
よりアモルファスシリコン薄膜を形成しているが、本発
明はその他のCVD法にも適用することができ、またそ
の他の半導体薄膜の形成にも適用することができる。In the above embodiment, the amorphous silicon thin film is formed by the RF plasma CVD method. However, the present invention can be applied to other CVD methods and to the formation of other semiconductor thin films. Can be.
【0028】[0028]
【発明の効果】本発明に従えば、基板上に原子状水素を
供給しながら半導体薄膜を形成している。薄膜形成途中
において原子状水素が供給されるので、薄膜の厚さ方向
において均一に欠陥の少ない半導体薄膜を形成させるこ
とができる。また薄膜形成時に原子状水素を供給するも
のであるので、膜表面に損傷等を与えることが少なく、
良好な膜質の半導体薄膜を形成することができる。According to the present invention, a semiconductor thin film is formed on a substrate while supplying atomic hydrogen. Since atomic hydrogen is supplied during the formation of the thin film, a semiconductor thin film having few defects can be formed uniformly in the thickness direction of the thin film. In addition, since atomic hydrogen is supplied at the time of thin film formation, there is little damage to the film surface, etc.
A semiconductor thin film having good film quality can be formed.
【図1】本発明に従う一実施例における成膜装置を示す
模式図。FIG. 1 is a schematic diagram showing a film forming apparatus in one embodiment according to the present invention.
【図2】図1に示す装置を用いた実施例における水素流
量と膜中の水素量との関係を示す図。FIG. 2 is a diagram showing a relationship between a hydrogen flow rate and a hydrogen amount in a film in an example using the apparatus shown in FIG.
【図3】図1に示す装置を用いた実施例における水素量
とSiH2 /SiHの関係を示す図。FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the amount of hydrogen and SiH 2 / SiH in an example using the apparatus shown in FIG. 1;
【図4】図1に示す装置を用いた実施例における水素流
量と膜中の欠陥密度との関係を示す図。FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a hydrogen flow rate and a defect density in a film in an example using the apparatus shown in FIG.
【図5】本発明に従う他の実施例における成膜装置を示
す模式図。FIG. 5 is a schematic view showing a film forming apparatus in another embodiment according to the present invention.
【図6】図5に示す装置に用いられる水素供給管を示す
平面図。FIG. 6 is a plan view showing a hydrogen supply pipe used in the apparatus shown in FIG.
【図7】図5に示す装置を用いた実施例における水素流
量と膜中の水素量との関係を示す図。FIG. 7 is a view showing a relationship between a hydrogen flow rate and a hydrogen amount in a film in an example using the apparatus shown in FIG. 5;
【図8】図5に示す装置を用いた実施例における水素量
とSiH2 /SiHの関係を示す図。FIG. 8 is a diagram showing a relationship between the amount of hydrogen and SiH 2 / SiH in an example using the apparatus shown in FIG. 5;
【図9】図5に示す装置を用いた実施例における水素流
量と膜中の欠陥密度との関係を示す図。9 is a diagram showing a relationship between a hydrogen flow rate and a defect density in a film in an example using the apparatus shown in FIG.
【図10】本発明に従うさらに他の実施例における成膜
装置を示す模式図。FIG. 10 is a schematic view showing a film forming apparatus in still another embodiment according to the present invention.
1,11,21…チャンバー 2,3,12,13,22,23…平行平板電極 4,14,24…基板 5a,5b,15,25…水素供給管 6a,6b,16…フィラメント 7,17,27…原料ガス供給管 26…マイクロ波源 1,11,21 ... chamber 2,3,12,13,22,23 ... parallel plate electrode 4,14,24 ... substrate 5a, 5b, 15,25 ... hydrogen supply pipe 6a, 6b, 16 ... filament 7,17 , 27 ... Source gas supply pipe 26 ... Microwave source
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−131511(JP,A) 特開 昭61−247018(JP,A) 特開 平1−234314(JP,A) 特開 昭62−213118(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/205 H01L 21/31 C30B 25/00 C23C 16/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-59-131511 (JP, A) JP-A-61-247018 (JP, A) JP-A-1-234314 (JP, A) JP-A 62-1987 213118 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 21/205 H01L 21/31 C30B 25/00 C23C 16/00
Claims (2)
半導体薄膜を形成する方法において、原子状水素を供給するための供給配管をチャンバー内に
設け、該供給配管の先端を基板上近傍に配置し、基板の
表面に向いて開口した開口部から原子状水素を基板上に
供給しながら半導体薄膜を形成することにより、ダング
リングボンドなどの欠陥を水素で終端し、欠陥を修復し
ながら 半導体薄膜を形成することを特徴とする半導体薄
膜の形成方法。In a method of forming a semiconductor thin film on a substrate in a chamber by a CVD method, a supply pipe for supplying atomic hydrogen is provided in the chamber.
Provided, the tip of the supply pipe is arranged near the substrate,
Atomic hydrogen is deposited on the substrate from the opening facing the surface
By forming a semiconductor thin film while supplying, dangling
Terminate defects such as ring bonds with hydrogen, repair defects
A method of forming a semiconductor thin film while forming a semiconductor thin film.
半導体薄膜形成のための原料ガスの圧力よりも高くする
ことにより、該供給配管から原子状水素を基板上に供給
することを特徴とする請求項1に記載の半導体薄膜の形
成方法。By wherein to be higher than the pressure of the source gas for a semiconductor thin film type formed in the pressure before Campanulaceae supply in the pipe chamber, to supply atomic hydrogen on a substrate from said supply pipe The method for forming a semiconductor thin film according to claim 1, wherein:
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