JP2002069645A

JP2002069645A - 薄膜および薄膜製造方法

Info

Publication number: JP2002069645A
Application number: JP2000265238A
Authority: JP
Inventors: Naoji Nada; 直司名田; Yuji Uchiyama; 雄司内山
Original assignee: Fujitsu Ltd; Sony Corp
Current assignee: Fujitsu Ltd; Sony Corp
Priority date: 2000-09-01
Filing date: 2000-09-01
Publication date: 2002-03-08

Abstract

(57)【要約】【課題】プラズマを発生させる成膜方法で、成膜条件
を変化させて膜厚方向に屈折率が変化する屈折率傾斜膜
を形成すると、プラズマが不安定になって成膜の再現性
が低くなるので、成膜条件の変更は非常に狭い範囲でし
かできなかった。【解決手段】触媒ＣＶＤ法により基板５１上に薄膜を
形成する薄膜製造方法であって、成膜時に、成膜条件の
うちの１種もしくは複数種の成膜条件を変化させて、膜
厚方向に屈折率が変化する屈折率傾斜膜を成膜するとい
う薄膜製造方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、薄膜および薄膜製
造方法に関し、詳しくは膜厚方向に屈折率が変化する薄
膜および屈折率傾斜膜を形成する薄膜製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】光学的な反射防止膜や波長選択フィルタ
は、一般的に複数の種類の薄膜を積層することによって
製造されている。そして近年では、積層膜より特性の優
れたルゲート（うねり）フィルタ〔rugate filter〕が
注目されている。これは、ガラスなどの基板上に膜厚方
向に屈折率を変化させた屈折率傾斜膜を形成することに
より製造される。屈折率傾斜膜の製造方法としては、プ
ラズマＣＶＤ（以下ＰＥＣＶＤという）法やスパッタリ
ング法、電子サイクロトロン共鳴（以下ＥＣＲという、
ＥＣＲはElectron Cyclotron Resonance の略）により
プラズマを生成するＥＣＲ−ＰＥＣＶＤ法が採用されて
おり、成膜中にガス組成を変化させる方法が主流であ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記製
造方法ではプラズマを発生させるために、成膜中に成膜
条件を変化させることは、プラズマが不安定になり、再
現性の高い製造方法とは言いがたい。また、プラズマが
不安定になる理由からガス組成以外の条件、例えば、ガ
ス圧力や基板の位置などを成膜中に変化させることは困
難であるため、非常に狭い範囲でしか成膜条件を変化さ
せることができない。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するためになされた薄膜および薄膜製造方法である。

【０００５】本発明の薄膜製造方法は、触媒ＣＶＤ法に
より基板上に薄膜を形成する薄膜製造方法であって、前
記薄膜の成膜中に、１種もしくは複数種の成膜条件を変
化させることを特徴としている。

【０００６】上記薄膜製造方法では、触媒ＣＶＤ法によ
る成膜時に、１種もしくは複数種の成膜条件を変化させ
ることから、成膜される膜の密度が成膜条件の変化に対
応して変化する。そのため、基板側から膜表面方向に向
かって密度が変化する膜となるので、屈折率も基板側か
ら膜表面方向に向かって変化する。よって、成膜された
膜は膜厚方向に屈折率が変化する屈折率傾斜膜となる。
また、この屈折率傾斜膜は、上記成膜条件の変化を連続
的に行うことによって、膜厚方向に屈折率が連続的に変
化する膜となる。

【０００７】本発明の薄膜は、基板上に被着形成される
薄膜であって、１種もしくは複数種の成膜条件を変化さ
せつつ、触媒ＣＶＤ法によって被着形成され、厚さ方向
に屈折率が連続的に変化しているものである。

【０００８】上記薄膜は、１種もしくは複数種の成膜条
件を変化させつつ、触媒ＣＶＤ法によって被着形成され
たものであるから、成膜条件の変化に対応して薄膜の密
度が変化したものとなる。すなわち、基板側から膜表面
方向に向かって密度が変化したものとなり、その密度変
化に対応して屈折率が連続的に変化した膜となる。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明は、膜厚方向に屈折率が変
化する屈折率傾斜膜を製造する薄膜製造方法であって、
触媒ＣＶＤ法によって成膜されるものである。触媒ＣＶ
Ｄ法は、プラズマを発生させることがない成膜方法であ
るため、非常に安定した状態で薄膜を形成することがで
き、膜堆積時の圧力範囲が１０^-2Ｐａ台から１００Ｐａ
台と極めて広いという特徴を有している。

【００１０】本発明の薄膜製造方法を実施する触媒ＣＶ
Ｄ装置一例を、図１の主要部概略構成断面図によって説
明する。

【００１１】図１の（１）に示すように、触媒ＣＶＤ装
置１は、処理室１１が備えられていて、その処理室１１
の内部には、基板５１が載置される基板ホルダー１２が
設置されている。この基板ホルダー１２には、高さ調整
機構（図示せず）が設けられており、図面矢印方向に昇
降自在に構成されている。したがって、基板ホルダー１
２によって、後に説明する触媒体１５と基板５１との距
離（以下触媒体１５−基板５１間距離と記す）を変える
ことができるようになっている。

【００１２】上記基板ホルダー１２の内部には、基板加
熱ヒーター１３が設置されている。この基板加熱ヒータ
ー１３は、例えば電気的な発熱体（例えば、電熱線、電
熱板等の抵抗加熱体）で構成されていて、処理室１１の
例えば外部に設置した基板加熱ヒーター電源１４が接続
されている。したがって、基板５１は上記基板加熱ヒー
ター１３を基板加熱ヒーター電源１４で通電加熱するこ
とにより基板ホルダー１２を加熱し、熱伝導により加熱
される。

【００１３】上記処理室１１内で基板ホルダー１２の上
方には基板ホルダーに載置される基板５１とほぼ平行に
触媒体１５が設置されている。この触媒体１５は、例え
ば、基板５１よりも大きい面積を有するように、かつ折
れ線状に整形したタングステン線で形成されていている
（図１の（２）に参照）。上記触媒体１５には、処理室
１１の例えば外部に設置した触媒体加熱電源１６が接続
されている。この触媒体１５の温度は、触媒体加熱電源
１６により通電過熱され触媒体１５の電気抵抗をモニタ
ーして一定に保たれる。また、触媒体１５と基板ホルダ
ー１２との間にはシャッター１７が設置されている。

【００１４】さらに処理室１１の例えば上部にはガス導
入部１８が設置されている。このガス導入部１８は、例
えばシャワーノズルを備えている。

【００１５】さらに触媒ＣＶＤ装置１には、ガス供給部
２１が設置されている。このガス供給部２１は、例えば
モノシランが貯蔵されているボンベ２２ａとアンモニア
が貯蔵されているボンベ２２ｂとが設置されている。各
ボンベ２２ａ、２２ｂには、配管２３ａ、２３ｂが接続
されている。各配管２３ａ、２３ｂにはマスフローコン
トローラー２４a、２４ｂが設置され、各マスフローコ
ントローラー２４a、２４ｂの上流側にはバルブ２５a、
２５ｂ、２６a、２６ｂが設置され、各マスフローコン
トローラー２４a、２４ｂの下流側にはバルブ２７a、２
７ｂが設置されている。

【００１６】上記各配管２３ａ、１３ｂは、一つの配管
２８に接続されている。この配管２８には、圧力調整バ
ルブ２９が設置されている。また上記配管２８の下流側
は、上記ガス導入部１８に接続されている。したがっ
て、ガス供給部２１から触媒ＣＶＤ薄膜形成装置１へ導
入されるガス流量はそれぞれマスフローコントローラー
２４a、２４ｂによって制御され、成膜時のガス圧力は
圧力調整バルブ２９で調整される。

【００１７】また上記処理室２には、その下部に排気装
置（図示せず）に接続された排気管３１が接続されてい
る。この排気管３１の内部には排気量を調整するバルブ
３２が設置されている。したがって、排気装置を稼動す
ることによって、処理室１１内のガスは排気管３１を通
して処理室１１の外部に排気でき、バルブ３２を調整す
ることによって、排気量を制御することができる。

【００１８】次に、上記触媒ＣＶＤ装置１を用いた成膜
方法を以下に説明する．まず、触媒ＣＶＤ装置１の基板
ホルダー１２上に基板５１を載置して、処理室１１内を
十分に真空排気した後、上記基板加熱ヒーター１３を基
板加熱ヒーター電源１４で通電加熱することにより基板
ホルダー１２を加熱し、熱伝導により基板５１を所望の
温度まで加熱する。次に、触媒体１５を所定の温度まで
通電加熱し、ガス供給部２１より所定の流量で原料ガス
を処理室２１内へ導入する。圧力調整バルブ２９で所望
のガス圧力に設定した後、シャッター１７を開放して基
板５１上に膜形成を開始させる。所定の時間、成膜した
後、シャッター１７を閉じて膜形成を終了させる。膜形
成を終了させた後、触媒体１５の加熱、基板５１の加熱
およびガスの導入を停止し、基板５１を取り出す。

【００１９】次に、本発明の薄膜製造方法（触媒ＣＶＤ
法）による具体的な第１の成膜方法を、前記図１を用い
て説明する。ここでは、原料ガスにモノシラン（ＳｉＨ
₄）とアンモニア（ＮＨ₃）を用い、触媒体１５にタン
グステン線を用いて基板５１上に窒化ケイ素膜を製造す
る方法の一例を説明する。

【００２０】まず、窒化ケイ素膜の屈折率がガス組成、
すなわちモノシラン（ＳｉＨ₄）とアンモニア（Ｎ
Ｈ₃）の流量比で変化することを図２によって説明す
る。

【００２１】図２は、触媒体１５の温度を１８００℃、
アンモニア流量を５００ｃｍ³／ｍｉｎ、ガス圧力を５
Ｐａ、触媒体１５−基板５１間距離を４０ｍｍに設定し
て成膜を行った場合の膜の屈折率とモノシラン流量との
関係を示している。屈折率はモノシラン流量の増加とと
もに増大し、モノシラン流量が２ｃｍ³／ｍｉｎから８
ｃｍ³／ｍｉｎに変化すると、屈折率は１．８２から
２．１１に大きく変化した。この結果から、触媒ＣＶＤ
法により成膜中にモノシラン流量を変化させることによ
り容易にかつ安定に屈折率傾斜膜を成膜することができ
る。なお、モノシラン流量を固定して、アンモニア流量
を変化させても、同様に屈折率傾斜膜を製造することが
できる。

【００２２】次に、具体的な成膜例として第１の実施の
形態を説明する。

【００２３】基板５１に石英基板を用い、その基板５１
を基板ホルダー１２に載置して、触媒体１５−基板５１
間距離を４０ｍｍに設定した。次いで、処理室１１内を
真空状態にした。そして基板温度が３００℃になるよう
に、基板加熱ヒーター電源１４により基板加熱ヒーター
１３に通電した。

【００２４】次に、アンモニアガスをマスフローコント
ローラー２４ｂで流量を５００ｃｍ ³／ｍｉｎに制御
し、ガス導入部１８より処理室１１内に導入した。さら
に圧力調整バルブ２９によりガス圧力を５Ｐａに制御し
た。

【００２５】次いで、触媒体加熱電源１６により触媒体
１５に通電して、触媒体１５が１８００℃になるように
加熱した。

【００２６】次に、モノシランガスをマスフローコント
ローラー２４ａで流量を２ｃｍ³／ｍｉｎに制御し、ガ
ス導入部１８より処理室１１内に導入した。

【００２７】次いで、シャッター１７を開ける。それと
同時にマスフローコントローラー２２ａを制御してモノ
シランガス流量を毎分０．２４ｃｍ³／ｍｉｎで２ｃｍ
³／ｍｉｎから８ｃｍ³／ｍｉｎまで連続的に増加させ
た。

【００２８】モノシランガス流量が８ｃｍ³／ｍｉｎに
なったところで直ちにシャッター１７を閉じて成膜を終
了させた。

【００２９】さらに、各バルブ２５ａ、２５ｂ等を閉め
ることによって、モノシランガスおよびアンモニアガス
の導入を停止し、触媒体加熱電源１６により触媒体１５
への通電を停止することによって触媒体１５の加熱を停
止した後、基板５１を取り出した。

【００３０】以上の方法によって、図３に示すように、
厚さが１μｍの屈折率が膜厚方向に、基板５１側から膜
表面方向に向かって１．８から２．１まで連続的に変化
する屈折率傾斜膜からなる本発明の薄膜５２を基板（石
英基板）５１上に作製することができた。すなわち、本
発明の薄膜５２は、基板５１上に被着形成されたもので
あって、成膜条件の一つであるモノシランガス流量を変
化させつつ、触媒ＣＶＤ法によって被着形成され、厚さ
方向に屈折率が連続的に変化しているものである。

【００３１】上記第１の実施の形態では、成膜時に、成
膜条件のうちのモノシランガス流量を毎分０．２４ｃｍ
³／ｍｉｎで２ｃｍ³／ｍｉｎから８ｃｍ³／ｍｉｎま
で連続的に増加させたことから、成膜される薄膜５２の
密度が成膜条件の変化に対応して変化する。そのため、
基板５１側から膜表面方向に向かって密度が変化する膜
となるので、屈折率も変化する。よって、成膜された薄
膜５２は、基板５１側から膜表面方向に向かって屈折率
が１．８２から２．１１まで連続的に変化する屈折率傾
斜膜となる。このように、成膜条件のうちのモノシラン
ガス流量を変化させつつ、触媒ＣＶＤ法によって基板５
１上に被着形成された本発明の薄膜５２は、基板側から
膜表面方向に向かって密度が変化したものとなり、その
密度変化に対応して屈折率が連続的に変化した膜とな
る。

【００３２】次に、触媒ＣＶＤ法による具体的な第２の
成膜方法を、前記図１を用いて説明する。ここでは、原
料ガスにモノシラン（ＳｉＨ₄）とアンモニア（Ｎ
Ｈ₃）を用い、触媒体１５にタングステン線を用いて基
板５１上に窒化ケイ素膜を製造する方法の一例を説明す
る。

【００３３】まず、窒化ケイ素膜の屈折率が成膜時のガ
ス圧力によって変化することを図４によって説明する。

【００３４】図４は、触媒体１５の温度を１８００℃、
モノシラン流量を８ｃｍ³／ｍｉｎ、アンモニア流量を
５００ｃｍ³／ｍｉｎ、触媒体１５−基板５１間距離を
４０ｍｍに設定して、成膜を行った場合の膜の屈折率と
ガス圧力との関係を示している。屈折率はガス圧力の増
加にともない減少する傾向を示している。すなわち、触
媒ＣＶＤ法により成膜中にガス圧力を変化させることに
より容易にかつ安定に屈折率傾斜膜を成膜することがで
きる。

【００３５】次に、具体的な成膜例として第２の実施の
形態を説明する。

【００３６】基板５１に石英基板を用い、その基板５１
を基板ホルダー１２に載置して、触媒体１５−基板５１
間距離を４０ｍｍに設定した。次いで、処理室１１内を
真空状態にした。そして基板温度が３００℃になるよう
に、基板加熱ヒーター電源１４により基板加熱ヒーター
１３に通電した。

【００３７】次に、アンモニアガスをマスフローコント
ローラー２４ｂで流量を５００ｃｍ ³／ｍｉｎに制御
し、ガス導入部１８より処理室１１内に導入した。さら
に圧力調整バルブ２９によりガス圧力を２０Ｐａに制御
した。

【００３８】次いで、触媒体加熱電源１６により触媒体
１５に通電して、触媒体１５が１８００℃になるように
加熱した。

【００３９】モノシランガスをマスフローコントローラ
ー２４ａで流量を８ｃｍ³／ｍｉｎに制御し、ガス導入
部１８より触媒室１１内に導入した。

【００４０】次いで、シャッター１７を開ける。それと
同時に圧力調整バルブ２９を連続的に制御することによ
って、ガス圧力を毎分１Ｐａの割り合いで２０Ｐａから
５Ｐａまで連続的に減少させた。

【００４１】ガス圧力が５Ｐａになったところで直ちに
シャッター１７を閉じて、成膜を終了させた。

【００４２】さらに、各バルブ２５ａ、２５ｂ等を閉め
ることによって、モノシランガスおよびアンモニアガス
の導入を停止し、触媒体加熱電源１６により触媒体１５
への通電を停止することによって触媒体１５の加熱を停
止した後、基板５１を取り出した。

【００４３】以上の方法によって、前記図３に示したの
と同様に、厚さが９００ｎｍの屈折率が膜厚方向に、基
板５１側から膜表面方向に向かって１．９４から２．１
１まで連続的に変化する屈折率傾斜膜からなる本発明の
薄膜５２を基板（石英基板）５１上に作製することがで
きた。すなわち、本発明の薄膜５２は、基板５１上に被
着形成されたものであって、成膜条件の一つであるガス
圧力を変化させつつ、触媒ＣＶＤ法によって被着形成さ
れ、厚さ方向に屈折率が連続的に変化しているものであ
る。

【００４４】上記第２の実施の形態では、成膜時に、成
膜条件のうちのガス圧力を毎分１Ｐａの割り合いで２０
Ｐａから５Ｐａまで連続的に減少させたことから、成膜
される薄膜５２の密度が成膜条件の変化に対応して変化
する。そのため、基板５１側から膜表面方向に向かって
密度が変化する膜となるので、屈折率も変化する。よっ
て、成膜された薄膜５２は、基板５１側から膜表面方向
に向かって屈折率が１．９４から２．１１まで連続的に
変化する屈折率傾斜膜となる。このように、成膜条件の
うちのガス圧力を変化させつつ、触媒ＣＶＤ法によって
基板５１上に被着形成された本発明の薄膜５２は、基板
側から膜表面方向に向かって密度が変化したものとな
り、その密度変化に対応して屈折率が連続的に変化した
膜となる。

【００４５】次に、触媒ＣＶＤ法による具体的な第３の
成膜方法を、前記図１を用いて説明する。ここでは、原
料ガスにモノシラン（ＳｉＨ₄）とアンモニア（Ｎ
Ｈ₃）を用い、触媒体１５にタングステン線を用いて基
板５１上に窒化ケイ素膜を製造する方法の一例を説明す
る。

【００４６】まず、窒化ケイ素膜の屈折率が、触媒体１
５−基板５１間距離によって変化することを、図５によ
って説明する。

【００４７】図５は、触媒体１５の温度を１８００℃、
モノシラン流量を８ｃｍ³／ｍｉｎ、アンモニア流量を
５００ｃｍ³／ｍｉｎ、ガス圧力を８Ｐａに設定して、
成膜を行った場合の膜の屈折率と触媒体１５−基板５１
間距離との関係を示している。屈折率は触媒体１５−基
板５１間距離の増加にともない減少する傾向を示してい
る。すなわち、触媒ＣＶＤ法により成膜中に触媒体１５
−基板５１間距離を変化させることにより容易にかつ安
定に屈折率傾斜膜を成膜することができる。

【００４８】次に、具体的な成膜例として第３の実施の
形態を説明する。

【００４９】基板５１に石英基板を用い、その基板５１
を基板ホルダー１２に載置して、触媒体１５−基板５１
間距離を１６０ｍｍに設定した。次いで、処理室１１内
を真空状態にした。そして基板温度が３００℃になるよ
うに、基板加熱ヒーター電源１４により基板加熱ヒータ
ー１３に通電した。

【００５０】次に、アンモニアガスをマスフローコント
ローラー２４ｂで流量を５００ｃｍ ³／ｍｉｎに制御
し、ガス導入部１８より処理室１１内に導入した。さら
に圧力調整バルブ２９によりガス圧力を５Ｐａに制御し
た。

【００５１】次いで、触媒体加熱電源１６により触媒体
１５に通電して、触媒体１５が１８００℃になるように
加熱した。

【００５２】モノシランガスをマスフローコントローラ
ー２４ａで流量を８ｃｍ³／ｍｉｎに制御し、ガス導入
部１８より触媒室１１内に導入した。

【００５３】次いで、シャッター１７を開ける。それと
同時に基板ホルダー１２を毎分８ｍｍの上昇速度で連続
的に上昇ささせるように制御することによって、基板５
１−触媒体１５間距離を１６０ｍｍから４０ｍｍまで変
化させた。

【００５４】基板５１−触媒体１５間距離が４０ｍｍに
なったところで直ちにシャッター１７を閉じて、成膜を
終了させた。

【００５５】さらに、各バルブ２５ａ、２５ｂ等を閉め
ることによって、モノシランガスおよびアンモニアガス
の導入を停止し、触媒体加熱電源１６により触媒体１５
への通電を停止することによって触媒体１５の加熱を停
止した後、基板５１を取り出した。

【００５６】以上の方法によって、前記図３に示したの
と同様に、厚さが７００ｎｍの屈折率が膜厚方向に、基
板５１側から膜表面方向に向かって１．９５から２．１
１まで連続的に変化する屈折率傾斜膜からなる本発明の
薄膜５２を基板（石英基板）５１上に作製することがで
きた。すなわち、本発明の薄膜５２は、基板５１上に被
着形成されたものであって、成膜条件の一つである基板
５１−触媒体１５間距離を変化させつつ、触媒ＣＶＤ法
によって被着形成され、厚さ方向に屈折率が連続的に変
化しているものである。

【００５７】上記第３の実施の形態では、成膜時に、成
膜条件の内、基板５１−触媒体１５間距離を１６０ｍｍ
から４０ｍｍまで変化させたことから、成膜される薄膜
５２の密度が成膜条件の変化に対応して変化する。その
ため、基板５１側から膜表面方向に向かって密度が変化
する膜となるので、屈折率も変化する。よって、成膜さ
れた薄膜５２は、基板５１側から膜表面方向に向かって
屈折率が１．９５から２．１１まで連続的に変化する屈
折率傾斜膜となる。このように、成膜条件のうちの基板
５１−触媒体１５間距離を変化させつつ、触媒ＣＶＤ法
によって基板５１上に被着形成された本発明の薄膜５２
は、基板側から膜表面方向に向かって密度が変化したも
のとなり、その密度変化に対応して屈折率が連続的に変
化した膜となる。

【００５８】次に、本発明の触媒ＣＶＤ法による成膜に
係る第４の実施の形態を説明する。この成膜方法では、
原料ガスにモノシラン（ＳｉＨ₄）とアンモニア（ＮＨ
₃）を用い、触媒体１５にタングステン線を用いて基板
５１上に窒化ケイ素膜を製造する。その成膜中には、基
板表面温度を変化させている。

【００５９】上記成膜では、触媒体１５の温度を１８０
０℃、モノシラン流量を８ｃｍ³／ｍｉｎ、アンモニア
流量を５００ｃｍ³／ｍｉｎ、ガス圧力を８Ｐａ、触媒
体１５−基板５１間距離を４０ｍｍに設定し、基板表面
温度を例えば３００℃まで上昇させて成膜を行った。こ
の結果、成膜された膜の屈折率は基板表面温度の上昇と
ともに増加する傾向を示した。したがって、触媒ＣＶＤ
法により成膜中に基板表面温度を変化させることにより
容易にかつ安定に屈折率傾斜膜を成膜することができ
る。

【００６０】次に、本発明の触媒ＣＶＤ法による成膜に
係る第５の実施の形態を説明する。この成膜方法では、
原料ガスにモノシラン（ＳｉＨ₄）とアンモニア（ＮＨ
₃）を用い、触媒体１５にタングステン線を用いて基板
５１上に窒化ケイ素膜を製造する。その成膜中には、触
媒体温度を変化させている。

【００６１】上記成膜では、基板表面温度を３００℃、
モノシラン流量を８ｃｍ³／ｍｉｎ、アンモニア流量を
５００ｃｍ³／ｍｉｎ、ガス圧力を８Ｐａ、触媒体１５
−基板５１間距離を４０ｍｍに設定し、触媒体温度を例
えば１８００℃まで上昇させて成膜を行った。この結
果、前記図３に示すように、基板５１上に成膜された薄
膜５２の屈折率は触媒体温度の上昇とともに増加する傾
向を示した。したがって、触媒ＣＶＤ法により成膜中に
触媒体温度を変化させることにより容易にかつ安定に屈
折率傾斜膜を成膜することができる。

【００６２】上記各実施の形態では、一つの成膜条件を
変化させたが、本発明では成膜中に複数の成膜条件を同
時に変化させることも可能である。したがって、本発明
の薄膜５２は、基板５１上に被着形成される薄膜であっ
て、複数の成膜条件を同時に変化させつつ、触媒ＣＶＤ
法によって被着形成され、厚さ方向に屈折率が連続的に
変化している膜であってもよい。

【００６３】上記各実施の形態では、窒化ケイ素膜の屈
折率傾斜膜を作製した例を示したが、本発明では、窒化
ケイ素膜に限定されることは無く、導入ガスや触媒体の
種類を変えて、窒化酸化ケイ素（ＳｉＯ_xＮ_y）膜、窒
化アルミニウム（ＡｌＮ_x）膜、窒化酸化アルミニウム
（ＡｌＯ_xＮ_y）膜、窒化酸化ケイ素アルミニウム（Ａ
ｌ_aＳｉ_bＯ_xＮ_y）膜の屈折率傾斜膜からなる本発明
の薄膜を成膜することも可能である。

【００６４】また、上記各実施の形態では、窒化ケイ素
膜の屈折率傾斜膜を作製したが、本発明では、窒化ケイ
素膜に限定されることは無く、導入ガスや触媒体の種類
を変えて、金属酸化物膜、金属窒化物膜、もしくは半導
体膜の屈折率傾斜膜からなる本発明の薄膜を成膜するこ
とも可能である。

【００６５】上記各実施の形態では、触媒ＣＶＤ法によ
って成膜を行うので、プラズマを発生させることなく屈
折率傾斜膜の成膜を行うことができる。そのため、成膜
条件を変化させても安定的に屈折率傾斜膜を形成するこ
とができる成膜条件が多くなり、その成膜条件の組み合
わせによって、屈折率を膜厚方向に大きく変化させるこ
とができる。さらに、薄膜製造装置にプラズマ発生源を
搭載する必要がないため、装置構造が単純になるため、
大面積基板への成膜が容易にできるようになる。さら
に、成膜中に膜厚や屈折率をモニターする装置を薄膜形
成装置内に導入しても、成膜状態を乱すことなく安定し
て膜形成することができる。

【００６６】そして、上記説明した本発明の薄膜製造方
法は、光学フィルタ素子の製造、表示装置の表示画面の
反射防止膜、太陽電池の反射防止膜等の製造に有効であ
る。

【００６７】

【発明の効果】以上、説明したように本発明の薄膜製造
方法によれば、触媒ＣＶＤ法による成膜時に、成膜条件
のうちの１種もしくは複数種の成膜条件を変化させるの
で、成膜される膜の密度を成膜条件の変化に対応して膜
厚方向に変化させることができる。よって、膜厚方向に
屈折率を変化させた屈折率傾斜膜を形成することができ
る。また、上記成膜条件の変化を連続的に行うことによ
って、膜厚方向に屈折率が連続的に変化する屈折率傾斜
膜を形成することができる。

【００６８】本発明の薄膜によれば、１種もしくは複数
種の成膜条件を変化させつつ、触媒ＣＶＤ法によって被
着形成された膜なので、成膜条件の変化に対応して薄膜
の密度は、基板側から膜表面方向に向かって変化したも
のとなっている。よって、膜厚方向に屈折率が連続的に
変化した屈折率傾斜膜を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の薄膜製造方法を実施する触媒ＣＶＤ装
置を示す主要部概略構成図である。

【図２】屈折率とモノシラン流量との関係図である。

【図３】本発明の薄膜を示す概略構成断面図である。

【図４】屈折率とガス圧力との関係図である。

【図５】屈折率と触媒体−基板間距離との関係図であ
る。

【符号の説明】

５１…基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者内山雄司神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番１号富士通株式会社内Ｆターム(参考） 2K009 AA02 BB01 CC02 CC42 DD03 DD09 4K030 AA06 AA13 BA29 BA38 BA40 CA06 CA17 EA04 FA17 GA02 JA03 JA06 JA09 JA12 KA23 5F045 AB33 AC01 AC12 DA64 EE12 EK07 EM10 5F058 BC08 BF02 BF23 BF30 BF36 BF37

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】触媒ＣＶＤ法により基板上に薄膜を形成
する薄膜製造方法であって、前記薄膜の成膜中に、１種もしくは複数種の成膜条件を
変化させることを特徴とする薄膜製造方法。
【請求項２】前記成膜条件は、ガス組成、ガス圧力、触媒体と基板との距離、基板表面
温度および触媒体の温度のいずれか少なくとも１条件か
らなることを特徴とする請求項１記載の薄膜製造方法。
【請求項３】前記成膜条件の変化は漸次変化させるこ
とを特徴とする請求項１記載の薄膜製造方法。
【請求項４】基板上に被着形成される薄膜であって、１種もしくは複数種の成膜条件を変化させつつ、触媒Ｃ
ＶＤ法によって被着形成され、厚さ方向に屈折率が連続
的に変化していることを特徴とする薄膜。
【請求項５】前記成膜条件は、ガス組成、ガス圧力、触媒体と基板との距離、基板表面
温度および触媒体の温度のいずれか少なくとも１条件か
らなることを特徴とする請求項４記載の薄膜。
【請求項６】前記成膜条件の変化は漸次変化させるこ
とを特徴とする請求項４記載の薄膜。
【請求項７】前記薄膜は窒化ケイ素からなることを特
徴とする請求項４記載の薄膜。