187713. lajstromszámú szabadalom • Eljárás félvezető amorf vékonyrétegek előállítására különösen félvezető eszközökhöz
1 187 713 2 sodása esetében kialakuló spontán égési folyamatokat. A 262 szubsztrátumot előnyösen üvegből alakítjuk ki, de célszerű lehet fém, különösen acél szubsztrátum alkalmazása is. Amorf félvezető réteget lehetséges amorf germánium rétegeként is előállítani különböző germánium-hidridek, különösen digermán (Ge2H0) alkalmazásával. Ekkor 150...220°C hőmérsékletet alkalmazunk. Digermán mellett monogermán is jelen lehet, de ekkor a hőbontás üteme lassabb. Nagyobb p olimerizációs fokú germánium-hidridek is felhasználhatók, például a trigermán (Ge3H8). A talá mány szerinti eljárás további illusztrálására az 1. táblázat szerinti példák szolgálnak, ame-5 lyek a kisebb (I__VII. minták) és nagyobb polimerizációs fokú szilánokat (XIV. minta), továbbá a nagyobb polimerizációs fokú szilánok és különböző dópoíó anyagok keverékét (VIII....XII. minta) tartalmazó alapanyagoktól a fentiekben leírt előké- 10 szítési folyamat után höbontással kapott vékonyrétegek néhány jellemzőjét mutatják. 1. táblázat Minta jele Adalékanyag, % Gáznyomás, Pa Hőbontás hőmérséklete, °C Hőbontás ideje Vastagság, nm Besugárzott ellenállás, ohm*, vagy reziszti vitás, ohm • cm* Sötétellenállás, ohm, vagy rezisztivitás, ohm • cm* I 8650 390 2 óra 0,36 11 8650 410 2 óra 0,7 1,5 x 1010 4,2 x 1012 III 8650 430 2 óra 0,7 1,5 x 10'° 2,8 x 1012 IV 13 300 400 2 óra 0,11 8,0 x 109 1,0 x 1012 V 13 300 420 2 óra 0,13 1,5 x 109 2,0 x 1012 VI 1330 450 10 perc 0,8 3,0 x 10'° 7,0 x 1012 VII 6660 450 15 perc 0,8 4,0 x 10’° 1,5 x 1012 VIII 4670 410 30 perc 0,8 6,0 x 109 2,2 x 1012 IX 4000 410 30 perc 0,8 3,0 x 108 3,4 x 10s X 4670 410 30 perc 0,8 4,4 x 107 4,7 x 107 XI 4000 450 25 perc 0,8 1,0 x 10" 4,0 x 1012 XII 3330 450 10 perc 0,8 3,0 x 1010 3,0 x 1012 XIII 3330 450 20 perc 0,8 7,0 x 1010 4,0 x 1012 XIV 6660 450 30 perc 0,37 1,0 x 105* 5,0 x 108* * 70 mW/cm2 sugárzási sűrűség esetén A leválasztott amorf szilíciumrétegek villamos jellemzőit a 252 és 255 tartályokból beadott dópoló gázoknak megfelelően lehet befolyásolni. így például p vezetési típusú rétegek kialakításához a 252 tartályból boránokat, például B2H6, Bi„H14 stb. lehet adagolni, míg n-típusú vezetést előnyösen a 255 tartályból adagolt foszfor-hidrogének, például foszfin (PHj) vagy P2H4 biztosítja. A kívánt dópoló anyagokat például hidridekként lehet a gázkeverékhez adagolni, aminek egyik célszerű megoldása lehet a magnézium-szilicid mellett magnéziumborid és/vagy magnézium-foszfid savas kezelése. Természetesen számos más dópoló anyag is felhasználható. Egyes esetekben kívánatos a dópoló gázokat szelektíven egy vagy több forrásból, a 252 és 255 tartályokhoz hasonló egységekből váltakozva megfelelő ütemben adagolni. Példa A továbbiakban a találmány szerinti eljárással készült amorf vékonyrétegeken alapuló néhány félvezető eszközt ismertetünk. Ezek a példaként ismertetett eszközök azt bizonyítják, hogy a találmány szerinti eljárás alkalmas amorf szilíciumra épülő félvezető eszközök igen széles körének kialakítására. Meg kell jegyezni, 40 hogy a találmány szerinti eljárással egészen más jellemzőkkel jellemzett amorf vékonyrétegek állíthatók elő, mint az ismert parázsfénykisüléses vagy a vákuunpárologtatásos eljárással készültek. A jelen találmány szerinti eljárás révén olyan vékonyré- 45 tegek kialakítása válik lehetővé, amelyek előállítása során ionkárosítás nem következik be. A jelen találmány szerinti eljárás és az ismert parázsfénykisüléses eljárással készült szilícium anyagú amorf vékonyrétegek különböző jellemzőit 50 a 9. ábrán hasonlítjuk össze tipikus amorf vékonyrétegek alapján. A 9. ábra görbéi az amorf vékonyrétegek relatív fotoelektromos kvantumhatásfokát a gerjesztő sugárzás hullámhosszának függvényében mutatják. 55 A 9. ábrából következik, hogy a parázsfénykisüléssel előállított amorf vékonyrétegekhez viszonyítva a találmány szerinti eljárással készült amorf szilícium“étegek relatív kvantumhatásfoka nagyobb, és azoknál szélesebb hullámhossztarto- 0Q mányi ölelnek fel. Ezen túlmenően a nagyvákuumban szilíciumból előállított amorf vékonyrétegekkel összehasonlítva a találmány szerintiek sokkal nagyobb fotoelektromos vezetést mutatnak, mégpedig 10“e... 10 4 65 (ohm • cm)-1 tartományba eső értéket, míg a 5
