JP2700177B2

JP2700177B2 - 薄膜形成方法と装置

Info

Publication number: JP2700177B2
Application number: JP19964788A
Authority: JP
Inventors: 幸子岡崎; 益弘小駒; 唯司富川; 順彦藤田
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1988-08-10
Filing date: 1988-08-10
Publication date: 1998-01-19
Anticipated expiration: 2013-01-19
Also published as: JPH0250967A

Description

【発明の詳細な説明】（ア）技術分野この発明は、大気圧近傍の圧力下でプラズマCVD法に
より、アモルファスシリコン（ａ−Si:amorphous silic
on）や窒化けい素（SiN）などのSiを含む薄膜を形成す
る方法に関する。

通常膜中に数at％〜数十at％（アトミックパーセン
ト）のＨを含んだアモルファスシリコンａ−Si膜は、低
コスト太陽電池の材料として有望視されている。このほ
かにイメージセンサ、光センサ、薄膜トランジスタ、複
写機の感光材料などの用途もある。単結晶Siよりも、安
価で、大面積のものが得やすいという利点がある。

又、SiNは半導体デバイスのパッシベーション膜とし
て重要である。

薄膜形成法として、熱CVD法がよく用いられる。これ
は基板を加熱しなければならないので、耐熱性のある材
料にしか用いることができない。

そこで、プラズマCVD法が開発され、使用されてい
る。これは、熱CVD法よりも低温で薄膜を形成すること
ができる。

励起エネルギーが、熱ではなく、プラズマ中のエレク
トロン、イオンの運動エネルギー、中性のラデイカルの
化学エネルギーの形で与えられる。このため、基板の温
度を、熱CVDより低く出来るのである。

このため、プラズマCVD法は、耐熱性の乏しい低コス
トガラス基板、高分子フィルムなどの上に薄膜を形成す
る事ができる。

アモルファスシリコンａ−Siは、Spearによりグロー
放電による膜形成方法が発明されたので、安定したもの
が作られるようになった。

W.E.Spear,P.G.Lecomber:Solid Commun.,17,p1193（197
5）これは、平行平板型の電極に、100kHz〜13.56MHzの交
流電圧を印加し、0.1〜2Torrの低圧でSiH₄/H₂、SiH₄−S
iF₄/H₂などの混合ガス中で、グロー放電を起こさせるも
のである。

もちろん、ドーパントを入れることもある。これはPH
₃/H₂、B₂H₆/H₂などのガスを混ぜることによって行う。

（イ）従来技術 Spearの発明以来、ａ−Siの製造装置は、改良を重ね
ているが、基本的には、低圧でグロー放電を行うもので
あり、キャリヤガスとしては、H₂が用いられてきた。

0.1〜10Torr程度の低圧でなければ、グロー放電が起
こらない。それで、このような圧力が選ばれる。従っ
て、容器は真空チャンバであって、真空排気装置が設置
されていなければならなかった。

半導体ウエハなどが基板であれば、寸法も小さくて、
真空容器もあまり大きくなくてよい。

しかし、ａ−Siの場合、太陽電池の光電変換材料とし
て使われることが多い。この場合、大面積の薄膜が一挙
に形成できる、という事が、コスト面から強く要求され
る。

ところが、プラズマCVD法はグロー放電を維持してプ
ラズマを安定に保つことが必要であるが、このグロー放
電は、真空中（0.1〜10Torr程度）でしか安定に維持で
きない。真空中でしか成膜できないのであるから、大面
積のものを作ろうとすると、真空容器の全体を大きくし
なければならない。

真空排気装置も大出力のものが必要になる。

そうすると、設備が著しく高価なものになってしま
う。

（ウ）大気圧下プラズマCVD法ａ−Si膜は安価であることが特徴の一つなのであるか
ら、設備費が高くなれば何にも成らない。

ところが、最近になって、大気圧下で、プラズマCVD
法を可能とするような発明がなされた。

特開昭63−50478号（S63.3.3公開）である。

これは炭素Ｃの薄膜を作るものである。例えばCH₄、C
F₄を原料ガスとするが、これに90％以上のHeガスを加え
る。

Heガスが大量にあるので、大気圧下であってもグロー
放電を維持できる、というのである。大気圧下であるか
ら真空チャンバ、真空排気装置が不要である。薄膜形成
のコストを著しく削減できる。

大発明であると思う。

Heガスを使ったから、グロー放電が大気圧下でも起こ
り、安定に持続する、という事がこの方法の重要なポイ
ントである。

何故Heかという事について、発明者は次のように説明
している。

（ａ）Heは放電により励起されやすい。

（ｂ）Heは多くの準安定状態を有し、励起状態の活性粒
子を多く作ることができる。

（ｃ）Heの活性粒子が、炭化水素やハロゲン化水素を解
離する。

（ｄ）He中ではイオンが拡散しやすい。このため放電が
拡がりやすい。

HeとCH₄の配合比が、当然極めて重要になる。

明細書の記述によると、92:8になると、グロー放電の
拡がりが狭くなり、90:10になるとコロナ放電になり、8
9.5:10.5になると火花放電になるとある。

第２図に、特開昭63−50478号に示された装置を示
す。

縦長の反応容器11の中に上方から円筒12が垂下されて
いる。

円筒12の下方の電極14がある。RF発振器16から、円筒
12を貫く金属棒を介して電極14にRF電圧が与えられる。

容器の下方には、支持基板（導体）17、絶縁体18、試
料基板19が設けられる。また環状の外部電極20がある。

HeとCH₄の混合ガス（HeとCH₄とCF₄の場合もある）
は、円筒12上端のガス入口21から送給される。このガス
は内筒の中を流下し、電極14の側方を通り過ぎて、資料
基板19に当たり、一部が反応し薄膜となり、残りは、側
方のガス出口22から排出される。

電極14と支持基板（資料極）17の間にグロー放電が生
ずる。

又この明細書によると、この発明は、「窒化けい素膜、アモルファスシリコン、炭化けい素膜
などその他の薄膜の形成にも同様に適用する事ができ
る。」とある。

（エ）発明が解決しようとする問題点特開昭63−50478号の発明は、クレームによると、「約200Torrから２気圧の範囲内の圧力下で、約90％以
上の希ガスと膜成分を含む気体との混合ガスをグロー放
電によりプラズマ状となし、基板上に薄膜として形成す
ることを特徴とする薄膜形成法」ということである。

本発明者は、この開示によりａ−Siを作ろうと試み
た。

ａ−Siを作るため、SiH₄ガスとHeガスの混合気体を用
いた。圧力は大気圧である。

（ｉ）Heガスが90％であれば良いということなのでSi
H₄:He＝10:90（体積比）とした。これで試みると、アー
ク放電が起こり、グロー放電が起こらなかった。

（ii）SiH₄/Heの比率をさらに下げると、電極間に安定
なグロー放電を生じさせる事ができた。

（iii）ところが、SiH₄ガスは極めて分解しやすい。こ
のためプラズマの領域の中に入らず、外周部でSiH₄が分
解してしまう。プラズマ領域の外周部に、粒径が0.05〜
0.5μｍ程度の微粉末からなるダストが堆積されるのみ
であった。

試料基板の上にａ−Siの薄膜を作る事ができなかっ
た。つまり、これらのことから、特開昭63−50478号の
発明は、CH₄/Heに使えるとしても、SiH₄/Heによるａ−S
i膜の形成には、そのままでは使えないという事が分か
る。

（オ）目的大気圧下でSiH₄を用い、ａ−Si、SiNなどのSiを含ん
だ膜をプラズマCVD法によって形成する方法を提供する
ことが本発明の目的である。

（カ）本発明の方法ガスがSiH₄/Heである場合、Heが90％では、グロー放
電が起こらない。本発明者の実験によれば、SiH₄の比率
が10％（0.1）よりさらに小さく、SiH₄/Heの比率で言う
と10^-4〜10^-2でなければならない事が分かった。

単位時間内に電極間に送り込まれるガス流量をＱと
し、放電空間の体積をＳとすると、となるようにしている。

さらに、放電が対向電極の間で均一に起こるために、
両方の電極の上に高抵抗体を置く。この抵抗体の抵抗率
ｒは10¹¹Ωcm以上とする。

ｒ≧10¹¹Ωcm （２）このように本発明には、３つの特徴がある。

（１）ガス混合比（２）対向電極間に供給されるガス流量Ｑは（３）電極板には高抵抗体を付ける。

第１図によって本発明の薄膜形成装置を説明する。

成膜室１の中には、互いに対向する電極２、３が設け
られる。一方が接地されている。これを接地電極３と呼
ぶ。

他方を非接地電極２といって区別することにする。

いずれの電極にも、少なくとも対向する電極面と同じ
大きさ以上の大きさの高抵抗体４、５が貼り付けられて
いる。

高抵抗体４、５を入れるのは、グロー放電が局所的に
起こるのではなく、電極板全体で広く起こるようにする
為である。

接地電極３の高抵抗体５の上に試料基板６を置く。

非接地電極２には高周波電源８を接続する。これは、
例えば13.56MHzのRF発振器と増幅器とを用いることがで
きる。

対向電極の中間の空間に、ガスが供給されるように、
電極２、３の側方にノズル７と、ガス排出口10とが設け
られる。

SiH₄/Heガスは、ノズル７から成膜室１の内部に吹き
込まれる。

放電空間の体積Ｓに対し、SiH₄/He混合ガスの流量Ｑ
はQ/Sが1sec^-1〜10²sec^-1となるようにする。

（キ）作用ノズル７より、SiH₄/Heの混合ガスを引き込む。電極
２に高周波電圧をかける。

圧力は大気圧又はその近傍の圧力である。

電極間にグロー放電が生ずる。Heの割合が90％以上と
大きいので、大気圧であってもグロー放電が発生し、安
定に維持される。

混合ガスはグロー放電によって励起されて、プラズマ
となる。

試料基板６はヒータ９によって、予め加熱されてい
る。基板６の上に、Siのアモルファス薄膜が形成されて
ゆく。

SiH₄の他に、アンモニアNH₃や窒素N₂を加えた場合
は、SiNの薄膜を作る事ができる。

また、メタンCH₄、エチレンC₂H₄、アセチレンC₂H₂な
どの炭素を含んだガスを加えた場合は、SiCの薄膜を、
笑気ガスN₂Oや酸素O₂を加えた場合はSiOの薄膜を、ゲル
マンGeH₄を加えた場合はSiGeの薄膜を作る事ができる。
さらに膜中に含まれるＨ量を変化させるために水素H₂を
加えても良い。また、ドーピングを行うにはSiH₄、CH₄
などの成膜用ガスに対し数％以下の体積比率でPH₃やB₂H
₆を加えれば良い。

ここで、NH₃、N₂、CH₄、H₂、PH₃、B₂H₆をSiH₄に加え
る場合には、全ガス供給量の90％以上がHeであればアー
ク放電に移行する事なく、安定なグロー放電を維持する
ことができる。しかし、C₂H₄、C₂H₂、N₂O、O₂、GeH₄を
加えた場合、Heに対する比率が10^-2を越えるとアーク放
電に移行するため、安定なグロー放電を維持する薄膜を
形成するためには、C₂H₄/He、C₂H₂/He、N₂O/He、O₂/H
e、GeH₄/Heの比率は10^-2以下が望ましい。

高抵抗体を電極間に介在させるのは、グロー放電の起
こる範囲を拡げ、放電の強さを均一にするためである。
この高抵抗体の大きさは、電極材と同じ大きさ以上であ
れば良い。投入するRFパワー、ガスの種類等に依存する
が、電極材より外側に5mm以上大きい事が好ましい。

未反応のガスや、反応生成物などは、Heとともにガス
排出口10から排除される。

ガスが対向電極間に供給され、Q/Sが１〜10²/secであ
るので、SiH₄ガスは電極の中央に到達できる。つまり、
試料基板が広くても均一にSiのアモルファス薄膜が生じ
る。

もしも、ガス流量Ｑが不足すると、SiH₄ガスがグロー
放電領域の外縁で重合反応を起こし、微細なダストとな
る。それで、ガス流量Ｑは、放電空間の体積Ｓを少なく
とも１秒で置き換わるような量としなければならない。

反対にガス流量Ｑが多すぎると、ガスが無駄に消費さ
れるということだけでなく、成膜速度が低下する。

このようなわけで、Q/Sが１〜10²/secとなるのであ
る。

次に、SiH₄/Heの比率について述べる。

SiH₄をHeによって希釈しているので、放電維持電圧が
低い。Heが100％であれば、大気圧下でグロー放電を維
持できる。SiH₄の混合量が少ないので、大気圧下でもグ
ロー放電が可能となるのである。

Heの作用により、アーク放電に移行するのを防ぐ事が
できる。

同じ圧力であっても、He中ではガス分子の平均自由行
程が長い。このため、プラズマが拡がりやすい。

もしも、SiH₄/Heの比率が10^-2を越えると、グロー放
電が維持できない。アーク放電に移行する。反対に、Si
H₄/Heの比率が10^-4より小さくなると、成膜速度が低下
するので望ましくない。

高抵抗体４、５を電極２、３に取り付けるので、直流
電流は流れない。交流だけとなる。また、面積当りの電
流密度が限られるので、プラズマが一様に拡がりやすく
なる。

膜厚分布を均一にするためには、試料基板６と非接地
電極２の高抵抗体４との間隙ｇを狭くした方が良い。

ｇが狭いほど、グロー放電が電極面内で均一に起こ
る。

ｇの値は、10mm以下であるのが望ましい。

しかし、近付けすぎると、高抵抗体４と試料基板６の
距離の均一な設定が難しくなる。僅かな傾きや凹凸が問
題になるからである。

実用的には、ｇの値が0.1mm以上とするのが良い。

さらに、局所的なプラズマ加熱による高抵抗体４、５
の熱損傷を防止するために、高抵抗体４、５は、SiO₂な
どの熱膨脹係数の小さいものが望ましい。

非接地電極２の近傍に、SiH₄ガスの分解によるダスト
が付着することがある。このようなダストが試料基板６
に付くと、ピンホール発生原因になる。デバイス特性、
薄膜特性のバラつきの原因となる。

これを防ぐためには、非接地電極２に、加熱手段又は
冷却手段（図示せず）を設けるのが良い。そうすれば、
非接地電極の近傍でSiH₄の分解反応が起こらず、ダスト
の付着を防ぐことができる。

基板温度について述べる。

プラズマCVDの特長のひとつは低温で処理できるとい
うことである。しかし、それでも、加熱する必要はあ
る。

試料基板の温度が低すぎると、表面の粗いガサガサの
膜となる。電気的にも、物理的、化学的にも劣悪なもの
で使いものにならない。

温度が高すぎると、Siの中にＨが取り込まれず欠陥密
度が増加する。アモルファスSiの特性が安定するのは適
当な量のＨが含まれているからである。

こういう訳で、基板温度T_sは 150℃≦T_s≦400℃ が良い。試料基板は、ガラスのような絶縁体であっても
良いし、ステンレス板のような金属であっても良い。

圧力Ｐは大気圧P_oまたはその近傍であっても良い。

真空に引かなくて良いというのが、本発明の最大の利
点である。

圧力Ｐを、大気圧P_oよりわずかに高くすると外部から
成膜室１への不純物ガスの混入を防ぐことができる。

高周波電源の周波数は、100kHz〜13.56MHzであってよ
い。高抵抗体４、５の厚みや、電極間の間隙ｇにより周
波数、パワーの最適値を決めることができる。

ただし、放電の安定性という事からいえば、1KHz以下
では、グロー放電が不安定になる。それ故、1KHz以下に
してはならない。

また、高周波電源のパワーは、10^-2W/cm²〜10²W/cm²
とする。10²W/cm²より大きくなると、高抵抗体４、５が
イオンによってスパッタされる。このため、不純物が薄
膜に混入する。

10^-2W/cm²よりパワーが低いと、実質的な成膜速度が
得られない。電極は平行平板について説明したが、その
形状は平行平板に限定されるものではなく、円形平板、
メッシュなどいかなる形状であってもかまわない。ま
た、同心円上に配置した円筒電極でもよい。また、設置
電極３は必ずしも必要でない。

（ク）実施例Ｉ（SiH₄/He比率とQ/S）混合ガス比率と、ガス流量とを変え、第１図の装置に
よって、ａ−Si薄膜を作った。

さらに、SiH₄はグロー放電の中まで入りにくいので、
特開昭63−50478号のように上から下への流れとせず、
平行流とし、しかもかなりの流量を与える。こうして、
電極間の中央近傍までSiH₄ガスが流れ込むようにした。

基板温度T_S 250℃ 圧力Ｐ大気圧 RFパワー 30W RF周波数 13.56MHz 電極面積 40mm×40mm 高抵抗体間距離 5mm 高抵抗体石英ガラス抵抗率ｒ＞10¹⁷Ωcm 以上の条件は共通である。

SiH₄/Heの比率は、10^-5、10^-4、10^-3、10^-2、10^-1の
５種類とした。

放電空間体積Ｓで供給ガス流量Ｑを割った値Q/Sは10
^-1、10⁰、10¹、10²、10³/secの５種類とした。

こうして、試料基板の中央部の成膜速度ｖを測定し
た。この結果を第１表に示す。単位はÅ/secである。

この表で、斜線を施した部分（SiH₄/Heの比率が1
0^-1）はRFパワー30Wでは放電が起こらなかったというこ
とである。RFパワーを増加させると放電を起こすことは
できたが、アーク放電であった。

Q/Sが10^-1の時、ｖ＝０であるが、これは、原料ガスS
iH₄がプラズマの中へ入ってゆかず、周辺でダストを作
っているからである。

この結果からSiH₄/Heの比率は10^-4〜10^-2の範囲が良
好であるということが分かる。

Q/Sに関しては、10⁰〜10²/secが良好であるとういう
ことができる。

（ケ）実施例II（放電状態とSiH₄/He比率）第１表の値は、基板中央の成膜速度である。中央部だ
けで成膜が速くても、周辺まで均一に成膜されないとし
たら何にもならない。

均一に成膜されるためには、グロー放電が均一であ
る、ということが必要である。

そこで、SiH₄/Heの比率を変えて、グロー放電状態を
調べた。

実施例Ｉと同じ条件である。

Q/Sに関しては、第１表から、10¹/secが最良であるこ
とがわかっている。

そこで、Q/S＝10¹/secとして、SiH₄/Heの比率を1
0^-5、10^-4、10^-3、10^-2、10^-1とした。

グロー放電によるプラズマ状態を第３図に示す。

10^-1であると、アーク放電であった。これは、He:SiH
₄＝91:9ということである。つまり、Heが90％では足り
ないのである。

混合ガス比率が10^-2になると、グロー放電が起こるが
プラズマ領域は電極の中間で狭くなる。

10^-3になると、グロー放電は力強くなり、電極の端部
とプラズマ領域の拡がりがほぼ同一になる。

10^-4、10^-5になると、プラズマ領域が、電極の中間で
外方に凸出して形状となる。

（コ）実施例III（抵抗率と放電状態）本発明では、高抵抗体を電極の上に付けている接地側
電極の高抵抗体を除き、試料基板に、抵抗率の異なるも
のを用い、グロー放電の状態を調べた。

試料基板としたものは石英ガラスｒ＞10¹⁷Ωcm ソーダガラスｒ〜10¹¹Ωcm 結晶シリコンｒ＜10⁴Ωcm 結晶シリコンの場合、放電が均一にならない。中央部
近傍に集中してしまっている。これは、結晶シリコンが
電流を通しやすいからである。直流抵抗が最も小さくな
るような経路に沿って、放電が集中するのである。

この結果から、電極の上に高抵抗体を入れることは、
放電を拡げるために有効である、ということが分かる。

（サ）実施例IV（放電状態と他の種類のガス/He比率） SiN、SiCなどの膜を作製する場合に加えるNH₃、CH₄な
どのガスについても、Heに対する比率を変化させてグロ
ー放電の状態を調べた。実施例Ｉと同じ条件で、SiH₄ガ
スの代わりに他の種類のガスを用いた。また、Q/Sは、1
0¹/secとした。結果を第２表に示す。

この表で×印はアーク放電に移向してしまうことを示
している。C₂H₄、C₂H₂、N₂O、O₂、GeH₄以外のガスを加
える場合は、Heを90％以上とすることで安定な放電を得
る事ができるが、C₂H₄、C₂H₂、GeH₄を加える場合は、こ
れらのガスのHeに対する比率は10^-2以下にすることが望
ましい事がわかる。

続いて実施例Ｉと同じ条件で、SiH₄/He＝10^-3、Q/S〜
10²sec^-1として第３表に示すガス流量比で各種Siを含む
薄膜を作製した結果、機械的、電気的特性に優れたSi系
薄膜を得ることができた。

（シ）比較例比較のため、第２図に示す装置を使って、ａ−Si薄膜
を作ることを試みた。

第２図のものに加えて、高抵抗体（石英ガラスｒ＞10
¹⁷Ωcm）を電極に貼り付けてある。

ガスの流れは上から下へ向かう。

条件は実施例Ｉ〜IIIと同じで、基板温度T_s 250 ℃ 圧力Ｐ大気圧 RFパワー 30W RF周波数 13.56MHz 電極面積 40mm×40mm 試料基板ガラス透明導電膜このような条件は共通にし、試料と高抵抗体との距離
ｇ、SiH₄/He比率、流量Ｑを様々に変えてａ−Si薄膜を
作ろうした。

グロー放電が起こる場合と、起こらない場合があっ
た。たとえグロー放電が起こっても、プラズマの周囲に
ａ−Siのダストができただけである。

試料基板の上に薄膜形成が起こらなかった。

（ス）薄膜特性実施例Ｉで作ったａ−Si薄膜特性を調べた。

バンドギャップ Eg＝1.89 eV 光電導度 Δσ_ph＝１×10^-5S/cm 暗電導度 σ_ｄ＝５×10^-10S/cm であった。バンドギャップは、可視光域の透過率を測定
し、測定値をタウクプロットすることにより算出した値
である。

光電導度は、AM1.5 100mW/cm²の光源を使用して測定
した値である。

Δσ_phとσ_ｄの比が大きいほど、太陽電池の材料とし
ては有望である。

従来の低圧プラズマCVD法によるａ−Si膜とほぼ同じ
光電導度Δσ_phが得られている。

実施例Ｉと同じ条件で、透明導電膜付きのガラス基板
にａ−Si薄膜を付けた。透明導電膜（SnO₂にも、同様に
ａ−Si薄膜が付いた。

前述のガラス基板上、透明導電膜付きガラス基板上に
ａ−Siを成膜させたものについてESCA分析を行った。

第５図、第６図にこれを示す。

99eVの近傍にピークが現れている。これはSiの2p電子
からの信号である。

これにより、ガラス基板上にも、透明導電膜の上に
も、ａ−Siの薄膜形成が可能であるということが分か
る。

（ス）効果本発明によれば、大気圧近傍の圧力で、プラズマCVD
法により、ａ−Si、SiN薄膜などのSi系薄膜を形成する
事ができる。

大気圧近傍であるので、真空チャンバや、真空排気装
置を必要としない。

広い面積の成膜を必要とする太陽電池のａ−Si膜の作
製に於いて、設備に要するコストを大幅に低減すること
ができる。

また、圧力が高いので、低圧プラズマCVDに比べて、
成膜速度を速くすることができる。

なお、放電空間の体積Ｓというのは、電極の面積Ａ
と、高抵抗体４と試料基板６の距離ｇとをかけたもので
ある。つまり、Ｓ＝Ag である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の薄膜形成法に用いられる装置の概略断
面図。第２図は特開昭63−50478号で開示された薄膜形成装置
の断面図。第３図は本発明の方法に於いて、SiH₄/Heの比率を変え
た時のグロー放電の状態を示す図。第４図は本発明の方法に於いて試料基板側（接地側）の
抵抗率の違いによる放電の状態の違いを示す図。第５図は本発明の方法によりａ−Si膜をガラス基板の上
に形成したもののESCA分析結果を示す図。第６図は本発明の方法によりａ−Si膜をガラス基板上の
透明導電膜の上に形成したもののESCA分析結果を示す
頭。１……成膜室２……非接地電極３……接地電極４……高抵抗体５……高抵抗体６……試料基板７……ノズル８……高周波電源９……ヒータ 10……ガス排出口

フロントページの続き (72)発明者富川唯司兵庫県伊丹市昆陽北１丁目１番１号住友電気工業株式会社伊丹製作所内 (72)発明者藤田順彦兵庫県伊丹市昆陽北１丁目１番１号住友電気工業株式会社伊丹製作所内 (56)参考文献特開昭63−50478（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに対向した電極２、３の対向面に抵抗
率が10¹¹Ωcm以上の高抵抗体４、５を貼り付け、いずれ
かの高抵抗体の上に試料基板６を設置し、90％以上の体
積のHeと膜形成用ガスとして少なくともSiH₄を含みSiH₄
/Heの体積比率が10^-4〜10^-2である混合ガスを、ガス流
量Ｑを放電空間の体積Ｓで割った値Q/Sが１〜10²sec^-1
になるように対向電極間に供給し、電極２、３の間には
高周波電圧を与え、大気圧近傍の圧力下で、高抵抗体
４、５の間にグロー放電を起こさせ、試料基板６の上に
Siを含む薄膜を形成する事を特徴とする薄膜形成方法。
【請求項２】互いに対向する電極２、３と、電極２、３
の対向面に貼り付けられた抵抗率が10¹¹Ωcm以上の高抵
抗体４、５と、電極２、３の間に高周波電圧を与える高
周波電源８と、電極２、３、高抵抗体４、５を囲みほぼ
大気圧近傍の圧力に保たれる成膜室１と、対向電極２、
３の間にSiH₄とHeを含む混合ガスを供給するため成膜室
１壁面に設けられたノズル７とガス排出口10と、試料基
板６を加熱するためのヒータ９とよりなり、90％以上の
体積のHeと、膜形成用ガスとして少なくともSiH₄を含み
SiH₄/Heの体積比率が10^-2〜10^-4であるガスを対向電極
間に供給し、電極間にグロー放電を起こさせ、いずれか
の電極の高抵抗体の上に設置されヒータ９によって加熱
された試料基板６の上に、Siを含む薄膜を形成するよう
にした事を特徴とする薄膜形成装置。