JP2616760B2 - プラズマ気相反応装置 - Google Patents
プラズマ気相反応装置Info
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- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はプラズマCVD装置の電極に関する。
従来、プラズマCVD装置としては、枠構造を有し、こ
の枠が絶縁物により設けられたプラズマCVD装置に関し
ては本発明人の出願による特願昭（59-79623）「プラズ
マ気相反応装置」昭和59年４月20日出願に示されてい
る。
の枠が絶縁物により設けられたプラズマCVD装置に関し
ては本発明人の出願による特願昭（59-79623）「プラズ
マ気相反応装置」昭和59年４月20日出願に示されてい
る。
しかし、その一対をなす電極はステンレスにより設け
られていた。そのため、電気伝導度が小さく、高周波を
加えた場合、プラズマが不均一となり被膜形成の膜厚の
ばらつきの原因となってしまった。そのため電気伝導度
の大きい金属が求められていた。
られていた。そのため、電気伝導度が小さく、高周波を
加えた場合、プラズマが不均一となり被膜形成の膜厚の
ばらつきの原因となってしまった。そのため電気伝導度
の大きい金属が求められていた。
〔発明の目的〕 本発明はプラズマCVD装置において、容量結合方式に
より設けられた一対の電極をアルミニュームを主成分と
するアルミニューム合金により設け、被膜形成に際し、
電極内のインピーダンス及び電位のばらつきを防ぎ、ひ
いては形成される被膜の膜厚のばらつきも防ぐことを目
的としている。さらに弗化物気体によるプラズマエッチ
の際の電極の損傷の防止を図ることを目的としている。
より設けられた一対の電極をアルミニュームを主成分と
するアルミニューム合金により設け、被膜形成に際し、
電極内のインピーダンス及び電位のばらつきを防ぎ、ひ
いては形成される被膜の膜厚のばらつきも防ぐことを目
的としている。さらに弗化物気体によるプラズマエッチ
の際の電極の損傷の防止を図ることを目的としている。
上記問題を解決するために、本発明は、１気圧以下の
減圧状態に保持された反応容器と、該反応容器に反応性
気体を供給する系と、不要反応生成物を排気する排気系
とを具備したプラズマ気相反応装置において、前記反応
性気体をグロー放電またはプラズマ状態にせしめる反応
空間を発生させる一対の電極を有し、この電極はアルミ
ニュームを主成分とするアルミニューム合金よりなるこ
とを特徴とするプラズマ気相反応装置である。
減圧状態に保持された反応容器と、該反応容器に反応性
気体を供給する系と、不要反応生成物を排気する排気系
とを具備したプラズマ気相反応装置において、前記反応
性気体をグロー放電またはプラズマ状態にせしめる反応
空間を発生させる一対の電極を有し、この電極はアルミ
ニュームを主成分とするアルミニューム合金よりなるこ
とを特徴とするプラズマ気相反応装置である。
また本発明は、上記構成において、導電性または半導
電性の材料よりなるグローまたはプラズマ状態を筒状空
間に閉じ込める枠構造を有することを特徴とするプラズ
マ気相反応装置である。
電性の材料よりなるグローまたはプラズマ状態を筒状空
間に閉じ込める枠構造を有することを特徴とするプラズ
マ気相反応装置である。
すなわち、本発明は容量結合方式により設けられた一
対の電極として、アルミニュームを主成分とするアルミ
ニューム合金を用いたものである。その結果、従来のス
テンレス等の電極に比較して高周波（例えば13.56MHz）
に対し電極の場所で変化のない平等の放電が得られるよ
うになった。
対の電極として、アルミニュームを主成分とするアルミ
ニューム合金を用いたものである。その結果、従来のス
テンレス等の電極に比較して高周波（例えば13.56MHz）
に対し電極の場所で変化のない平等の放電が得られるよ
うになった。
加えて、弗化物気体によるプラズマエッチの際の電極
の損傷を防止することができた。
の損傷を防止することができた。
また本発明は、反応容器内に導電性または半導電性の
材料により作られたフードおよび周辺を空間的に取り囲
んだ枠よりなる枠構造によりプラズマ化した反応性気体
を閉じ込める筒状空間を設け、この空間内部に配設され
た被形成面を有する基板に反応性気体を供給して、この
空間の反応性気体をグロー放電またはプラズマ状態とせ
しめることにより、反応容器の内壁への不要反応生成物
（フレーク（雪片）状）の付着を防止するに加えて、被
形成面上に形成される反応生成物の生成収率（被膜にな
った反応生成物の重量／供給された反応性気体の重量）
を向上させることができた。
材料により作られたフードおよび周辺を空間的に取り囲
んだ枠よりなる枠構造によりプラズマ化した反応性気体
を閉じ込める筒状空間を設け、この空間内部に配設され
た被形成面を有する基板に反応性気体を供給して、この
空間の反応性気体をグロー放電またはプラズマ状態とせ
しめることにより、反応容器の内壁への不要反応生成物
（フレーク（雪片）状）の付着を防止するに加えて、被
形成面上に形成される反応生成物の生成収率（被膜にな
った反応生成物の重量／供給された反応性気体の重量）
を向上させることができた。
本発明はこの筒状空間の内部にホルダまたはホルダの
大きさの大面積基板またはホルダに保持された基板の被
形成面を裏面を互いに密接して配設し、かつこの複数の
間隔をそれぞれ一定または概略一定とした。そしてその
距離を例えば１〜10cm代表的には6cm（±0.6cm以内）離
して平行に配列し、この基板が林立した筒状空間におい
てのみ均一な膜厚の被膜形成を行わしめ、活性反応性気
体がこの空間のみにしか存在しないように導き、結果と
して反応性気体の生成収率を従来の１〜３％よりその20
〜60倍の20〜30％にまで高めることができた。
大きさの大面積基板またはホルダに保持された基板の被
形成面を裏面を互いに密接して配設し、かつこの複数の
間隔をそれぞれ一定または概略一定とした。そしてその
距離を例えば１〜10cm代表的には6cm（±0.6cm以内）離
して平行に配列し、この基板が林立した筒状空間におい
てのみ均一な膜厚の被膜形成を行わしめ、活性反応性気
体がこの空間のみにしか存在しないように導き、結果と
して反応性気体の生成収率を従来の１〜３％よりその20
〜60倍の20〜30％にまで高めることができた。
以下に図面に従って本発明の実施例を示す。
実施例１ 第１図に従って本発明の実施例のプラズマCVD装置を
示す。
示す。
本実施例では、一度に多数の基板を同時に反応空間に
配設し、しかもその生成収率を大きくしたいわゆる多量
生産装置を示す。
配設し、しかもその生成収率を大きくしたいわゆる多量
生産装置を示す。
本実施例においては、筒状空間を構成する枠構造をそ
の内部に設けられたホルダ（基板保持用治具ともいう）
および基板をこの反応容器の一方の側に連設させた予備
室より供給させ、さらにプラズマCVDの後この予備室ま
たは他の第２の予備室に至らしめるいわゆるロードロッ
ク方式をとらしめた。
の内部に設けられたホルダ（基板保持用治具ともいう）
および基板をこの反応容器の一方の側に連設させた予備
室より供給させ、さらにプラズマCVDの後この予備室ま
たは他の第２の予備室に至らしめるいわゆるロードロッ
ク方式をとらしめた。
また、本実施例では、被膜作製を多数回繰り返して行
うと、その時反応容器上部に付着形成された生成物がフ
レークとなり、基板の被形成面上に落ち付着してピンホ
ールの発生を誘発してしまうことを防ぐため、基板の被
形成面を重力にそって配向せしめた。
うと、その時反応容器上部に付着形成された生成物がフ
レークとなり、基板の被形成面上に落ち付着してピンホ
ールの発生を誘発してしまうことを防ぐため、基板の被
形成面を重力にそって配向せしめた。
加えて、基板例えば10cm×10cmまたは電極方向に10〜
50cmを有する巾15〜120cmの基板（この場合の最大の有
効反応空間は、上下（45cm）×前後（130cm）×左右（1
30cm）を期待できる）方向がその温度分布において、10
0〜400℃例えば所定温度210℃±10℃好ましくは±５℃
以内とした。
50cmを有する巾15〜120cmの基板（この場合の最大の有
効反応空間は、上下（45cm）×前後（130cm）×左右（1
30cm）を期待できる）方向がその温度分布において、10
0〜400℃例えば所定温度210℃±10℃好ましくは±５℃
以内とした。
かくの如くに本実施例の装置は連続製造方式（ロード
ロック方式）を基本条件としているため、被膜作製の
際、新たに枠およびホルダ、基板を反応容器内に挿着す
る度に、あたかも新しい内壁が作られるため、くりかえ
しの被膜作製によっても被膜が従来のプラズマCVD装置
の内壁のようなフレークの発生を防止できる。
ロック方式）を基本条件としているため、被膜作製の
際、新たに枠およびホルダ、基板を反応容器内に挿着す
る度に、あたかも新しい内壁が作られるため、くりかえ
しの被膜作製によっても被膜が従来のプラズマCVD装置
の内壁のようなフレークの発生を防止できる。
本実施例の装置は反応容器内を単純化するため、基板
の発熱は加熱部を石英板を介して上方、下方から離れた
赤外線ランプ（例えばハロゲンランプ）で設け、反応性
気体にとって反応容器内にはホルダおよび基板とこの筒
状空間を構成する供給フード、排気フードおよび基板に
対し電界が平行になる向きの上下または前後に相対した
電極のみとし、反応性気体および電界を被形成面に平行
な層流とすることにより単純構造のプラズマCVD反応を
せしめた。
の発熱は加熱部を石英板を介して上方、下方から離れた
赤外線ランプ（例えばハロゲンランプ）で設け、反応性
気体にとって反応容器内にはホルダおよび基板とこの筒
状空間を構成する供給フード、排気フードおよび基板に
対し電界が平行になる向きの上下または前後に相対した
電極のみとし、反応性気体および電界を被形成面に平行
な層流とすることにより単純構造のプラズマCVD反応を
せしめた。
第１図において反応容器（２）はその一方の側に基板
を装填するための予備室（１）を有する。予備室（１）
と反応容器（２）との連結部はゲート弁（43）を有し、
基板、ホルダ（５）および枠（７），（７′）の反応室
への移動時に関しては開となり、プラズマ反応中及び予
備室（１）での基板（４），枠枠（６），（６′）の取
り出しにおいては閉となる。装填、取り出しの際、予備
室（１）は大気圧となり、（20）より大気圧にするため
の窒素が供給される。
を装填するための予備室（１）を有する。予備室（１）
と反応容器（２）との連結部はゲート弁（43）を有し、
基板、ホルダ（５）および枠（７），（７′）の反応室
への移動時に関しては開となり、プラズマ反応中及び予
備室（１）での基板（４），枠枠（６），（６′）の取
り出しにおいては閉となる。装填、取り出しの際、予備
室（１）は大気圧となり、（20）より大気圧にするため
の窒素が供給される。
予備室（１）において、大気圧にて外部より基板
（４），（４′）を枠（６），（６′）に挿着し、移動
機構（通称レール）（図示せず）上に配設し、扉を閉め
る。基板上の吸着物を加熱真空脱気させるため、赤外線
ランプ（15），（15′），真空排気手段（19），（1
9′）を動作させる。予備室、反応室のバルブ（18），
（18′）を開とし、ターボ分子ポンプ（19），（19′）
を利用してともに10-7torr以下に真空引きをし、同時に
バルブ（17），（17′）を開として赤外線ランプ（1
5），（15′）および（16），（16′）をも真空引きを
した。この後ゲート弁（43）を開け、反応容器（２）内
に基板、ホルダ（５），枠構造を構成する枠（７），
（７′）を移動させた。
（４），（４′）を枠（６），（６′）に挿着し、移動
機構（通称レール）（図示せず）上に配設し、扉を閉め
る。基板上の吸着物を加熱真空脱気させるため、赤外線
ランプ（15），（15′），真空排気手段（19），（1
9′）を動作させる。予備室、反応室のバルブ（18），
（18′）を開とし、ターボ分子ポンプ（19），（19′）
を利用してともに10-7torr以下に真空引きをし、同時に
バルブ（17），（17′）を開として赤外線ランプ（1
5），（15′）および（16），（16′）をも真空引きを
した。この後ゲート弁（43）を開け、反応容器（２）内
に基板、ホルダ（５），枠構造を構成する枠（７），
（７′）を移動させた。
反応容器（２）内での機構を記す。
反応容器（２）は反応性気体の供給系（10）と真空排
気系（11）を具備する。
気系（11）を具備する。
反応性気体を供給するドーピング系（10）はバルブ
（51），流量計（52）とキャリアガス（37），反応性気
体（33），（34），（35），（36）よりなっている。反
応性気体として珪化物気体、ゲルマニューム化物気体の
ごとく室温で気体のものは（34）より、またＰまたはＮ
型用のドーピング用気体（例えばジボラン、フォスヒ
ン）は（35）より供給することが可能である。
（51），流量計（52）とキャリアガス（37），反応性気
体（33），（34），（35），（36）よりなっている。反
応性気体として珪化物気体、ゲルマニューム化物気体の
ごとく室温で気体のものは（34）より、またＰまたはＮ
型用のドーピング用気体（例えばジボラン、フォスヒ
ン）は（35）より供給することが可能である。
またメチルシラン、ヒドラジン等の室温において液体
のものは、バブラー（36）より供給される。
のものは、バブラー（36）より供給される。
これらの気体は減圧下にて気体となるため、流量計に
より十分制御が可能である。また蒸発にはこのバブラ
（36）の電子恒温槽による温度制御を行った。
より十分制御が可能である。また蒸発にはこのバブラ
（36）の電子恒温槽による温度制御を行った。
これらの反応性気体は供給口（27）より供給ガイド
（フードともいう）（７）に至り、供給手段（24）の穴
（８）（１〜2mmφ）より下方向に均一な層流になるよ
うに放出される。
（フードともいう）（７）に至り、供給手段（24）の穴
（８）（１〜2mmφ）より下方向に均一な層流になるよ
うに放出される。
さらにこの穴の下側にはプラズマ放電用の一対の導電
性電極をアルミニュームまたはアルミニュームを主成分
とする金属（少なくとも表面またはその近傍がアルミニ
ュームまたはその化合物を含む）により電極の一方（2
3）を有し、これは電気エネルギ供給用のマンチングト
ランス（25）及び発振器（21）に接続させている。他方
の端子（22）は排気手段（24′）のフード（７′）上に
設けられて網目状または多孔状の一対の電極（23′）が
対称構造として配設されている。
性電極をアルミニュームまたはアルミニュームを主成分
とする金属（少なくとも表面またはその近傍がアルミニ
ュームまたはその化合物を含む）により電極の一方（2
3）を有し、これは電気エネルギ供給用のマンチングト
ランス（25）及び発振器（21）に接続させている。他方
の端子（22）は排気手段（24′）のフード（７′）上に
設けられて網目状または多孔状の一対の電極（23′）が
対称構造として配設されている。
この一対の電極に対応してマッチングトランスは中点
を接地とし、電極のいずれをも接地レベルに対し対称と
させた。
を接地とし、電極のいずれをも接地レベルに対し対称と
させた。
排気手段（24′）は供給手段（24）と概略同一形状を
有しており、全体の穴より均一に筒状空間に気体を層流
にして排気口（28），圧力調整バルブ（18′）を経てタ
ーボ真空ポンプ（19′）に至る。
有しており、全体の穴より均一に筒状空間に気体を層流
にして排気口（28），圧力調整バルブ（18′）を経てタ
ーボ真空ポンプ（19′）に至る。
反応性気体は供給口（27）より下方向にステンレス、
ニッケルまたはアルミニュームまたはその合金で作られ
た枠（３），（３′）で囲まれた筒状空間（101）を経
て排気口（28）に至る。筒状空間（101）は外側の枠
（３），（３′）を矩形の導電性材料例えばアルミニュ
ーム金属、または半導電性材料のステンレスまたはニッ
ケルで作り、その内壁に被形成面を有する基板（５），
（５′）が一定の間隔例えば6cmをとって互いに裏面を
接して配設されている。
ニッケルまたはアルミニュームまたはその合金で作られ
た枠（３），（３′）で囲まれた筒状空間（101）を経
て排気口（28）に至る。筒状空間（101）は外側の枠
（３），（３′）を矩形の導電性材料例えばアルミニュ
ーム金属、または半導電性材料のステンレスまたはニッ
ケルで作り、その内壁に被形成面を有する基板（５），
（５′）が一定の間隔例えば6cmをとって互いに裏面を
接して配設されている。
この基板の加熱は上側の赤外線ランプ（16）と下側の
赤外線ランプ（16′）とが互いに直交して金メッキされ
た放物面の反射鏡を有して設けられ、筒状空間の均熱化
を計っている。
赤外線ランプ（16′）とが互いに直交して金メッキされ
た放物面の反射鏡を有して設けられ、筒状空間の均熱化
を計っている。
この加熱用のランプ（16），（16′）が設けられてい
る空間と、反応容器内の反応室とは、フード（７），
（７′）の一部を構成する透明石英板（13），（13′）
によってしきられ、反応生成物が赤外線ランプに至り、
ランプの表面に付着することを防いでいる。この反応容
器とランプ加熱部との圧力調整は、反応性気体を流して
いない時、例えばオーバーホール用の大気圧にする時、
また真空引きをする時、バルブ（17′）を開として等圧
とし、また反応性気体が供給されている時は閉として赤
外線ランプ内に反応性気体が逆流入することを防いでい
る。
る空間と、反応容器内の反応室とは、フード（７），
（７′）の一部を構成する透明石英板（13），（13′）
によってしきられ、反応生成物が赤外線ランプに至り、
ランプの表面に付着することを防いでいる。この反応容
器とランプ加熱部との圧力調整は、反応性気体を流して
いない時、例えばオーバーホール用の大気圧にする時、
また真空引きをする時、バルブ（17′）を開として等圧
とし、また反応性気体が供給されている時は閉として赤
外線ランプ内に反応性気体が逆流入することを防いでい
る。
さらに第１図より明らかなように、不要空間（80），
（80′）（外周辺を囲んでいる）を枠構造（３）と基板
（５）との間に設けることにより、この有効反応空間
（100）を直方体（含む立方体）とすることができ、結
果として基板の充填率を円筒型の反応空間よりもさらに
高くすることができるにようになった。
（80′）（外周辺を囲んでいる）を枠構造（３）と基板
（５）との間に設けることにより、この有効反応空間
（100）を直方体（含む立方体）とすることができ、結
果として基板の充填率を円筒型の反応空間よりもさらに
高くすることができるにようになった。
例えば基板を20cm×60cmを20枚6cmの間隔で配設させ
んとする時、延べの被形成面は24000cm2、これに必要な
空間は70cm×70cm×30cm（有効空間60cm×60cm×20cm）
＝147000cm3である。
んとする時、延べの被形成面は24000cm2、これに必要な
空間は70cm×70cm×30cm（有効空間60cm×60cm×20cm）
＝147000cm3である。
即ち単位体積当たり16.1％もの面積（24000cm2/14700
0cm3）を被膜形成面積とすることが可能である。
0cm3）を被膜形成面積とすることが可能である。
このため供給する反応性気体のうちの被膜となる生成
収率も従来の放散型の１％程度に比べ20％〜25％と著し
い高収率を得ることができるようになった。
収率も従来の放散型の１％程度に比べ20％〜25％と著し
い高収率を得ることができるようになった。
本実施例の装置の電極等の不要反応生成物の除去に
は、プラズマエッチングを行った。そのためには弗化窒
素を用いた。電極のアルミニュームを主成分とするアル
ミニューム合金は弗化物に対し耐エッチング性があるた
め、また電気的導電性に優れているため、不要物特に弗
化物生成物のエッチングに有効であった。
は、プラズマエッチングを行った。そのためには弗化窒
素を用いた。電極のアルミニュームを主成分とするアル
ミニューム合金は弗化物に対し耐エッチング性があるた
め、また電気的導電性に優れているため、不要物特に弗
化物生成物のエッチングに有効であった。
参考例１ 第２図は本発明の参考例を示す。第２図は実施例１の
第１図に対応して図面の概要を示したものである。その
他は第１図および実施例１と同様である。
第１図に対応して図面の概要を示したものである。その
他は第１図および実施例１と同様である。
第２図において、枠構造はフード（７），（７′）、
枠（３），（３′）を有し、反応性気体は（27）を経て
供給手段（24）より電極（23）を経て筒状空間（101）
でプラズマ反応をし、さらに不要反応生成物およびキャ
リアガスは排気手段（24′），電極（23′）を経て排気
系（11）に至る。
枠（３），（３′）を有し、反応性気体は（27）を経て
供給手段（24）より電極（23）を経て筒状空間（101）
でプラズマ反応をし、さらに不要反応生成物およびキャ
リアガスは排気手段（24′），電極（23′）を経て排気
系（11）に至る。
この参考例において反応空間（100）内には基板
（５），（５′）が基板ホルダ（５）上にテーパ状（こ
の望み角（81）は３〜10°とできるだけ小さい方が基板
を多量に挿着できる）に配設され、基板の導入口側より
排気口側に向かって若干狭くなり、基板の落下を防ぐに
加えてその基板上に形成される膜の均一化をさらに促進
させた。
（５），（５′）が基板ホルダ（５）上にテーパ状（こ
の望み角（81）は３〜10°とできるだけ小さい方が基板
を多量に挿着できる）に配設され、基板の導入口側より
排気口側に向かって若干狭くなり、基板の落下を防ぐに
加えてその基板上に形成される膜の均一化をさらに促進
させた。
この構造においてはフレークが被形成面にテーパを有
しているため若干付着するという欠点はあるが、シリコ
ンウエハを多数枚同時に固定治具を付けることなく挿着
できるという点では実施例１より優れたものであった。
しているため若干付着するという欠点はあるが、シリコ
ンウエハを多数枚同時に固定治具を付けることなく挿着
できるという点では実施例１より優れたものであった。
参考例２ この参考例は実施例１のプラズマCVD装置を用い、反
応性気体として（34）よりシランを供給して珪素半導体
膜を作製したものである。
応性気体として（34）よりシランを供給して珪素半導体
膜を作製したものである。
基板温度は210℃とした。被膜の成長速度は4.5Å／秒
を高周波（13.56MHzを使用）電界を400Wとし、シランを
400cc/分加え、プラズマCVD中の圧力を0.07torrとした
時得ることができた。
を高周波（13.56MHzを使用）電界を400Wとし、シランを
400cc/分加え、プラズマCVD中の圧力を0.07torrとした
時得ることができた。
従来のPCVD装置の反応容器においては１回の被膜形成
で最大50cm×50cm1枚のみ（この場合もシランの量は200
cc/分を必要とする）のロードが可能であった。他方、
本発明のプラズマCVD装置においては20cm×60cmの基板2
0枚を１バッチで挿着（ロード）でき、その結果１バッ
チの延べの形成面積は20cm×60cm×20と従来例よりも即
ち9.6倍も多量生産を可能にできた。加えて被膜の成長
速度を考慮すると、合計19倍の多量生産が可能になっ
た。
で最大50cm×50cm1枚のみ（この場合もシランの量は200
cc/分を必要とする）のロードが可能であった。他方、
本発明のプラズマCVD装置においては20cm×60cmの基板2
0枚を１バッチで挿着（ロード）でき、その結果１バッ
チの延べの形成面積は20cm×60cm×20と従来例よりも即
ち9.6倍も多量生産を可能にできた。加えて被膜の成長
速度を考慮すると、合計19倍の多量生産が可能になっ
た。
さらに重要なことは、従来は１〜２回のCVD作業を行
うと、チャンバの内壁には0.3〜１μのシリコンのフレ
ームが沈着し、掃除をしなければならなかった。しかし
本発明のプラズマCVD装置においては、0.5μの膜厚の被
膜生成を繰り返して行い、その回数が10回になっても、
反応容器の内壁にはうっすらとフレイクが観察されるの
みであった。このため、装置のダウンタイムを少なくで
き、加えて被膜のピンホール等の不良発生を防ぎ得ると
いう二重、三重の長所を有していた。
うと、チャンバの内壁には0.3〜１μのシリコンのフレ
ームが沈着し、掃除をしなければならなかった。しかし
本発明のプラズマCVD装置においては、0.5μの膜厚の被
膜生成を繰り返して行い、その回数が10回になっても、
反応容器の内壁にはうっすらとフレイクが観察されるの
みであった。このため、装置のダウンタイムを少なくで
き、加えて被膜のピンホール等の不良発生を防ぎ得ると
いう二重、三重の長所を有していた。
かくして形成された半導体層は、プラズマ状態での反
応性気体のドリフトの距離が長いにもかかわらず、光伝
導度は２×10-5〜７×10-4（Ωcm-1）暗伝導度３×10-8
〜１×10-10（Ωcm）-1を有していた。
応性気体のドリフトの距離が長いにもかかわらず、光伝
導度は２×10-5〜７×10-4（Ωcm-1）暗伝導度３×10-8
〜１×10-10（Ωcm）-1を有していた。
これはプラズマの電界方向が被形成面に垂直の従来の
方法が光伝導度として３×10-7〜１×10-10cm-1である
ことを考えると、十分ディバイスへの応用が可能である
ことが判明した。
方法が光伝導度として３×10-7〜１×10-10cm-1である
ことを考えると、十分ディバイスへの応用が可能である
ことが判明した。
この実施例は不純物を積極的に添加しない場合である
が、ＰまたはＮ型用の不純物を添加しても同様のＰ型ま
たはＮ型の半導体膜を作ることができる。
が、ＰまたはＮ型用の不純物を添加しても同様のＰ型ま
たはＮ型の半導体膜を作ることができる。
実施例２ この実施例は実施例１のプラズマCVD装置を用いて、
窒化珪素被膜を作製した。
窒化珪素被膜を作製した。
即ち、第１図の場合においてジシランを（34）より20
0cc/分、アンモニアを（35）より1000cc/分導入した。
周波数13.56MHz、出力500w、基板温度は350℃とし、0.1
〜0.01torr、例えば0.05torrとして１バッチで５インチ
ウエハを120枚ロードできた。
0cc/分、アンモニアを（35）より1000cc/分導入した。
周波数13.56MHz、出力500w、基板温度は350℃とし、0.1
〜0.01torr、例えば0.05torrとして１バッチで５インチ
ウエハを120枚ロードできた。
ここに500〜5000Åの厚さに被膜形成速度185Å／分で
形成させることができた。
形成させることができた。
被膜の均一性において、従来の装置と比較して極めて
良好な、ロット内、ロット間において±５％以内を得る
ことができた。
良好な、ロット内、ロット間において±５％以内を得る
ことができた。
実施例３ この実施例は酸化珪素を形成させた場合である。即ち
モノシランを200cc/分として（34）より、また過酸化窒
素を（35）より100cc/分導入し、同時に（33）より窒素
を400cc/分導入した。
モノシランを200cc/分として（34）より、また過酸化窒
素を（35）より100cc/分導入し、同時に（33）より窒素
を400cc/分導入した。
高周波電力は500Wとした。基板温度は100〜400℃にお
いて可能であるが、250℃で圧力0.01〜0.1torr例えば0.
07torr形成させたとすると、１バッチに５インチウエハ
120枚をロートして被膜の均一性を0.5μ形成した場合±
５％以内におさめることができ、従来の装置と比較して
極めて良好な結果を得られた。
いて可能であるが、250℃で圧力0.01〜0.1torr例えば0.
07torr形成させたとすると、１バッチに５インチウエハ
120枚をロートして被膜の均一性を0.5μ形成した場合±
５％以内におさめることができ、従来の装置と比較して
極めて良好な結果を得られた。
また、100回の連続製造をしてもフレークはまったく
観察することができなかった。
観察することができなかった。
参考例３ この参考例においては化合物導体例えば窒化チタンを
作製した。即ち実施例１においてバブラー（36）に塩化
チタンを導入し、さらに窒素を（35）より供給し、チタ
ンと窒素とを所定の比、例えば1:2にしてプラズマCVDを
行った。その結果、250℃,500W,圧力0.6torrにおいて0.
4μの厚さに１〜２Å／秒の成長速度を得ることができ
た。
作製した。即ち実施例１においてバブラー（36）に塩化
チタンを導入し、さらに窒素を（35）より供給し、チタ
ンと窒素とを所定の比、例えば1:2にしてプラズマCVDを
行った。その結果、250℃,500W,圧力0.6torrにおいて0.
4μの厚さに１〜２Å／秒の成長速度を得ることができ
た。
この化合物金属と耐熱金属とを反応性気体を調節する
ことにより、層状に多層構造で作ることができる。
ことにより、層状に多層構造で作ることができる。
本発明は一対の電極をアルミニュームを主成分とする
アルミニューム合金により設けたことで、被膜形成に際
し、電極内のインピーダンス及び電位のばらつきを防
ぎ、ひいては形成される被膜の膜厚のばらつきも防ぐこ
とができた。
アルミニューム合金により設けたことで、被膜形成に際
し、電極内のインピーダンス及び電位のばらつきを防
ぎ、ひいては形成される被膜の膜厚のばらつきも防ぐこ
とができた。
さらに弗化物気体によるプラズマエッチの際の電極の
損傷の防止できた。
損傷の防止できた。
本発明のプラズマCVD装置は、半導体、導体または絶
縁体のいずれに対しても形成させることができる。特に
構造敏感な半導体、またはＰまたはＮ型の不純物を添加
した半導体層を複数層積層させることも可能である。
縁体のいずれに対しても形成させることができる。特に
構造敏感な半導体、またはＰまたはＮ型の不純物を添加
した半導体層を複数層積層させることも可能である。
さらに導体の形成において、耐熱金属であるチタン、
モリブデン、タングステンを形成させることも可能であ
る。
モリブデン、タングステンを形成させることも可能であ
る。
本発明のプラズマCVD装置として第１図は１つの反応
室を示した。しかしこれを複数個連結し、マルチチャン
バ方式とすることも可能であることはいうまでもない。
またその１つを光CVDまたは光プラズマCVD装置としても
よい。
室を示した。しかしこれを複数個連結し、マルチチャン
バ方式とすることも可能であることはいうまでもない。
またその１つを光CVDまたは光プラズマCVD装置としても
よい。
第１図は本発明の実施例のプラズマCVD装置の概要を示
す。 第２図は他のプラズマCVD装置における筒状空間および
反応性気体の供給口と排気口との関係を示す。
す。 第２図は他のプラズマCVD装置における筒状空間および
反応性気体の供給口と排気口との関係を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮崎 稔 東京都世田谷区北烏山７丁目21番21号 株式会社半導体エネルギー研究所内 (72)発明者 坂間 光範 東京都世田谷区北烏山７丁目21番21号 株式会社半導体エネルギー研究所内 (56)参考文献 特開 昭60−21382（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】１気圧以下の減圧状態に保持された反応容
器と、 該反応容器に反応性気体を供給する系と、 不要反応生成物を排気する排気系と を具備したプラズマ気相反応装置において、 前記反応性気体をグロー放電またはプラズマ状態にせし
める一対の電極を有し、 該電極はアルミニュームを主成分とする アルミニューム合金よりなること を特徴とするプラズマ気相反応装置。 - 【請求項２】特許請求の範囲第１項において、導電性ま
たは半導電性の材料よりなる、グローまたはプラズマ状
態を筒状空間に閉じ込める枠構造を有することを特徴と
するプラズマ気相反応装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60075052A JP2616760B2 (ja) | 1985-04-08 | 1985-04-08 | プラズマ気相反応装置 |
| US06/849,293 US4723508A (en) | 1985-04-08 | 1986-04-08 | Plasma CVD apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60075052A JP2616760B2 (ja) | 1985-04-08 | 1985-04-08 | プラズマ気相反応装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61232613A JPS61232613A (ja) | 1986-10-16 |
| JP2616760B2 true JP2616760B2 (ja) | 1997-06-04 |
Family
ID=13565039
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60075052A Expired - Lifetime JP2616760B2 (ja) | 1985-04-08 | 1985-04-08 | プラズマ気相反応装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4723508A (ja) |
| JP (1) | JP2616760B2 (ja) |
Families Citing this family (16)
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|---|---|---|---|---|
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| KR920003431B1 (ko) * | 1988-02-05 | 1992-05-01 | 가부시끼가이샤 한도다이 에네르기 겐뀨쇼 | 플라즈마 처리 방법 및 장치 |
| US5283087A (en) * | 1988-02-05 | 1994-02-01 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Plasma processing method and apparatus |
| JPH01239919A (ja) * | 1988-03-22 | 1989-09-25 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | プラズマ処理方法およびプラズマ処理装置 |
| US5041201A (en) * | 1988-09-16 | 1991-08-20 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Plasma processing method and apparatus |
| JPH02225399A (ja) * | 1988-11-11 | 1990-09-07 | Fujitsu Ltd | エピタキシャル成長方法および成長装置 |
| JPH02222142A (ja) * | 1989-02-22 | 1990-09-04 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | エッチング方法 |
| WO1999050888A2 (en) * | 1998-03-30 | 1999-10-07 | Sizary Ltd. | Semiconductor purification apparatus and method |
| WO2004013901A2 (en) * | 2002-08-02 | 2004-02-12 | Wafermasters, Inc. | Batch furnace |
| US6727194B2 (en) * | 2002-08-02 | 2004-04-27 | Wafermasters, Inc. | Wafer batch processing system and method |
| DE102005029360B4 (de) * | 2005-06-24 | 2011-11-10 | Softal Corona & Plasma Gmbh | Zwei Verfahren zur kontinuierlichen Atmosphärendruck Plasmabehandlung von Werkstücken, insbesondere Materialplatten oder -bahnen |
| JP5698950B2 (ja) | 2009-10-23 | 2015-04-08 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置の作製方法 |
| CN101882647B (zh) * | 2010-06-11 | 2012-01-25 | 深圳市创益科技发展有限公司 | 一种硅基薄膜太阳能电池活动夹具 |
| CN101882646B (zh) * | 2010-06-11 | 2012-01-25 | 深圳市创益科技发展有限公司 | 薄膜太阳能电池沉积夹具 |
| CN101880868B (zh) * | 2010-06-11 | 2012-03-07 | 深圳市创益科技发展有限公司 | 一种硅基薄膜太阳能电池的沉积盒 |
| US20120276746A1 (en) * | 2011-04-27 | 2012-11-01 | Denso Corporation | Manufacturing method of semiconductor device and apparatus for manufacturing semiconductor device |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3879597A (en) * | 1974-08-16 | 1975-04-22 | Int Plasma Corp | Plasma etching device and process |
| US4328646A (en) * | 1978-11-27 | 1982-05-11 | Rca Corporation | Method for preparing an abrasive coating |
| US4287851A (en) * | 1980-01-16 | 1981-09-08 | Dozier Alfred R | Mounting and excitation system for reaction in the plasma state |
| JPS579879A (en) * | 1980-06-20 | 1982-01-19 | Hitachi Ltd | Dry etching apparatus |
| US4582720A (en) * | 1982-09-20 | 1986-04-15 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method and apparatus for forming non-single-crystal layer |
| JPS6016424A (ja) * | 1983-07-08 | 1985-01-28 | Fujitsu Ltd | マイクロ波プラズマ処理方法及びその装置 |
| JPS6021382A (ja) * | 1983-07-15 | 1985-02-02 | Canon Inc | プラズマｃｖｄ装置 |
| US4593644A (en) * | 1983-10-26 | 1986-06-10 | Rca Corporation | Continuous in-line deposition system |
-
1985
- 1985-04-08 JP JP60075052A patent/JP2616760B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1986
- 1986-04-08 US US06/849,293 patent/US4723508A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4723508A (en) | 1988-02-09 |
| JPS61232613A (ja) | 1986-10-16 |
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