JP3019563B2 - プラズマｃｖｄ法及び装置 - Google Patents
プラズマｃｖｄ法及び装置Info
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- JP3019563B2 JP3019563B2 JP3327369A JP32736991A JP3019563B2 JP 3019563 B2 JP3019563 B2 JP 3019563B2 JP 3327369 A JP3327369 A JP 3327369A JP 32736991 A JP32736991 A JP 32736991A JP 3019563 B2 JP3019563 B2 JP 3019563B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、原料ガスをプラズマ化
し、このプラズマに基板を曝して該基板上に薄膜を形成
するプラズマＣＶＤ法及び装置に関する。
し、このプラズマに基板を曝して該基板上に薄膜を形成
するプラズマＣＶＤ法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】プラズマＣＶＤ法及び装置はアモルファ
スシリコン（ａ−Ｓｉ）太陽電池、液晶表示装置等の各
種薄膜デバイスの形成に広く使用されている。このプラ
ズマＣＶＤでは、成膜する基板上にダストが付着するこ
とを防止するため、プラズマＣＶＤ装置の成膜室への基
板搬送系の配置や成膜室における基板の配置を、ダスト
やパーティクル（以下「ダスト」という。）の発生が少
なくなるように工夫している。また、ダスト発生を抑制
するため、成膜条件を工夫したり、成膜室への基板の設
置時や装置の運転の合間に成膜室内電極や基板搬送系等
を清掃することも行われており、これらによって例えば
液晶表示装置基板上の成膜ではかなりの効果があがって
いる。
スシリコン（ａ−Ｓｉ）太陽電池、液晶表示装置等の各
種薄膜デバイスの形成に広く使用されている。このプラ
ズマＣＶＤでは、成膜する基板上にダストが付着するこ
とを防止するため、プラズマＣＶＤ装置の成膜室への基
板搬送系の配置や成膜室における基板の配置を、ダスト
やパーティクル（以下「ダスト」という。）の発生が少
なくなるように工夫している。また、ダスト発生を抑制
するため、成膜条件を工夫したり、成膜室への基板の設
置時や装置の運転の合間に成膜室内電極や基板搬送系等
を清掃することも行われており、これらによって例えば
液晶表示装置基板上の成膜ではかなりの効果があがって
いる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、プラズ
マＣＶＤにより、例えば原料ガスにＳｉＨ4 を使ってガ
ラス等の基板上に（ａ−Ｓｉ）膜を形成すると、たとえ
前述の如く、ダスト発生の少ない条件を設定しても、該
成膜中に基板にダストが付着する。これは、本発明者の
研究によると、たとえ、ダスト発生の少ない条件で成膜
しても、その成膜中に、なお、基板に近いプラズマ空間
領域にダストが蓄積されるからである。
マＣＶＤにより、例えば原料ガスにＳｉＨ4 を使ってガ
ラス等の基板上に（ａ−Ｓｉ）膜を形成すると、たとえ
前述の如く、ダスト発生の少ない条件を設定しても、該
成膜中に基板にダストが付着する。これは、本発明者の
研究によると、たとえ、ダスト発生の少ない条件で成膜
しても、その成膜中に、なお、基板に近いプラズマ空間
領域にダストが蓄積されるからである。
【０００４】前記原料ガスＳｉＨ4 を例にとると、これ
がプラズマ化されることによりＳｉＨ3 ラジカル、Ｓｉ
Ｈ2 ラジカル、ＳｉＨラジカルが生成されるが、（ａ−
Ｓｉ）膜の形成には主としてＳｉＨ3 ラジカルが寄与
し、ＳｉＨ2 ラジカルやＳｉＨラジカルといった低シラ
ン系ラジカルはＳｉＨ4 と反応して高次シランＳｉｘＨ
ｙが生成され、これがダストになると考えられる。
がプラズマ化されることによりＳｉＨ3 ラジカル、Ｓｉ
Ｈ2 ラジカル、ＳｉＨラジカルが生成されるが、（ａ−
Ｓｉ）膜の形成には主としてＳｉＨ3 ラジカルが寄与
し、ＳｉＨ2 ラジカルやＳｉＨラジカルといった低シラ
ン系ラジカルはＳｉＨ4 と反応して高次シランＳｉｘＨ
ｙが生成され、これがダストになると考えられる。
【０００５】そこで本発明は、原料ガスをプラズマ化
し、このプラズマに基板を曝して該基板上に薄膜を形成
するプラズマＣＶＤ法及び装置において、成膜反応に寄
与するラジカル種の生成を妨げず、しかもダスト発生の
原因となるラジカル種の発生を選択的に抑制して、ダス
トの基板上成膜部への付着、混入を抑制し、成膜速度を
向上させることを目的とする。
し、このプラズマに基板を曝して該基板上に薄膜を形成
するプラズマＣＶＤ法及び装置において、成膜反応に寄
与するラジカル種の生成を妨げず、しかもダスト発生の
原因となるラジカル種の発生を選択的に抑制して、ダス
トの基板上成膜部への付着、混入を抑制し、成膜速度を
向上させることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】プラズマＣＶＤの反応過
程を支配するプラズマ中には、前述のとおり多くのラジ
カルが存在し、イオンが存在する。プラズマ中における
エネルギー交換の主役は電子であり、電界により加速さ
れた電子が、イオンや中性粒子と衝突を繰り返し、多種
多様のイオン、ラジカルが生成される。従って、プラズ
マＣＶＤ法及び装置においては、イオン、ラジカルの制
御は電子（エネルギー）の制御により行うことができ、
これを制御することで、生成される各種ラジカルのう
ち、成膜反応に不必要なラジカルの発生をできるだけ抑
制し、成膜反応に必要なラジカルをできるだけ増加させ
得ると考えられる。
程を支配するプラズマ中には、前述のとおり多くのラジ
カルが存在し、イオンが存在する。プラズマ中における
エネルギー交換の主役は電子であり、電界により加速さ
れた電子が、イオンや中性粒子と衝突を繰り返し、多種
多様のイオン、ラジカルが生成される。従って、プラズ
マＣＶＤ法及び装置においては、イオン、ラジカルの制
御は電子（エネルギー）の制御により行うことができ、
これを制御することで、生成される各種ラジカルのう
ち、成膜反応に不必要なラジカルの発生をできるだけ抑
制し、成膜反応に必要なラジカルをできるだけ増加させ
得ると考えられる。
【０００７】本発明者は、先ず、次の点に着目した。す
なわち、例えば原料ガスがＳｉＨ4 の場合、成膜反応に
利用すべきＳｉＨ3 ラジカルは、プラズマ発生のための
高周波入力オンにより、ダスト発生の原因となるＳｉＨ
2 ラジカルやＳｉＨラジカルとともに増加するが、高周
波入力オフ後、ＳｉＨ3 ラジカルは寿命が比較的長いの
に対し、ＳｉＨ2ラジカルやＳｉＨラジカルは寿命が短
く、従って、ＲＦ入力にｍｓｅｃオーダのパルス変調に
よるオン−オフ時間を設ければ、ＳｉＨ3 以外の、ダス
ト生成に関与する各種ラジカルを選択的に消滅させ得る
ことに着目した。
なわち、例えば原料ガスがＳｉＨ4 の場合、成膜反応に
利用すべきＳｉＨ3 ラジカルは、プラズマ発生のための
高周波入力オンにより、ダスト発生の原因となるＳｉＨ
2 ラジカルやＳｉＨラジカルとともに増加するが、高周
波入力オフ後、ＳｉＨ3 ラジカルは寿命が比較的長いの
に対し、ＳｉＨ2ラジカルやＳｉＨラジカルは寿命が短
く、従って、ＲＦ入力にｍｓｅｃオーダのパルス変調に
よるオン−オフ時間を設ければ、ＳｉＨ3 以外の、ダス
ト生成に関与する各種ラジカルを選択的に消滅させ得る
ことに着目した。
【０００８】この上で、本発明者はさらに研究を重ね、
プラズマ中における電子温度が各種イオン、ラジカルの
生成に関係し、プラズマ中における電子温度は生成され
る各種ラジカル密度の空間分布と電界強度、特に、電界
強度の時間変化（ｄＥ／ｄｔ）により決定され、この傾
きを制御することによって、実効平均電子温度の制御、
換言すればラジカル生成の制御が可能となること、そし
て前記電界強度の時間変化の制御として、原料ガスのプ
ラズマ化にあたり、従来の正弦波による高周波入力に代
えて、ノコギリ波、三角波のような高周波入力を採用
し、これにμｓｅｃオーダの変調を加えれば、図４に示
すように、通常の正弦波入力と異なった、急峻に立ち上
がる電子温度遷移を得られることに着目した。
プラズマ中における電子温度が各種イオン、ラジカルの
生成に関係し、プラズマ中における電子温度は生成され
る各種ラジカル密度の空間分布と電界強度、特に、電界
強度の時間変化（ｄＥ／ｄｔ）により決定され、この傾
きを制御することによって、実効平均電子温度の制御、
換言すればラジカル生成の制御が可能となること、そし
て前記電界強度の時間変化の制御として、原料ガスのプ
ラズマ化にあたり、従来の正弦波による高周波入力に代
えて、ノコギリ波、三角波のような高周波入力を採用
し、これにμｓｅｃオーダの変調を加えれば、図４に示
すように、通常の正弦波入力と異なった、急峻に立ち上
がる電子温度遷移を得られることに着目した。
【０００９】以上のことから、ノコギリ波、三角波とい
った三角形波高周波を採用し、これにパルス変調を重畳
しオン−オフのタイムスケールを最適化することによ
り、ダスト生成に関与する不必要で寿命の短いラジカル
を選択的に抑制することが可能となると同時に、良質膜
形成のキーパラメータとなるラジカル種の生成を促進さ
せることが可能となると考えられ、本発明完成に至っ
た。
った三角形波高周波を採用し、これにパルス変調を重畳
しオン−オフのタイムスケールを最適化することによ
り、ダスト生成に関与する不必要で寿命の短いラジカル
を選択的に抑制することが可能となると同時に、良質膜
形成のキーパラメータとなるラジカル種の生成を促進さ
せることが可能となると考えられ、本発明完成に至っ
た。
【００１０】すなわち、本発明は、前記目的を達成する
ため、原料ガスをプラズマ化し、このプラズマに基板を
曝して該基板上に薄膜を形成するプラズマＣＶＤ法にお
いて、前記原料ガスのプラズマ化を、三角形波高周波電
力に１ＫＨｚ以下の第１のパルス変調及び該変調より短
い周期をもつ第２のパルス変調を重畳させた高周波電力
の印加により行うことを特徴とするプラズマＣＶＤ法、
及び原料ガスをプラズマ化し、このプラズマに基板を曝
して該基板上に薄膜を形成するプラズマＣＶＤ装置にお
いて、前記原料ガスのプラズマ化のための高周波電力印
加手段が、三角形波高周波電力に１ＫＨｚ以下の第１の
パルス変調及び該変調より短い周期をもつ第２のパルス
変調を重畳させた高周波電力を印加するものであること
を特徴とするプラズマＣＶＤ装置を提供するものであ
る。
ため、原料ガスをプラズマ化し、このプラズマに基板を
曝して該基板上に薄膜を形成するプラズマＣＶＤ法にお
いて、前記原料ガスのプラズマ化を、三角形波高周波電
力に１ＫＨｚ以下の第１のパルス変調及び該変調より短
い周期をもつ第２のパルス変調を重畳させた高周波電力
の印加により行うことを特徴とするプラズマＣＶＤ法、
及び原料ガスをプラズマ化し、このプラズマに基板を曝
して該基板上に薄膜を形成するプラズマＣＶＤ装置にお
いて、前記原料ガスのプラズマ化のための高周波電力印
加手段が、三角形波高周波電力に１ＫＨｚ以下の第１の
パルス変調及び該変調より短い周期をもつ第２のパルス
変調を重畳させた高周波電力を印加するものであること
を特徴とするプラズマＣＶＤ装置を提供するものであ
る。
【００１１】前記「三角形波高周波電力」にいう「三角
形波高周波」とは、所謂「ノコギリ波」、「三角波」と
いった三角形状の高周波を意味している。前記変調条件
は、原料ガス流量、成膜室真空度、基板温度、原料ガス
種等の多くのパラメーターにより、随時変化させる必要
があるが、変調条件（パルスのオン、オフ時間）及び電
界の変化率を最適条件として形成した膜は、良好な物理
的特定（バンドギャップ、キャリア移動度等）を有す
る。一般的には、前記第１のパルス変調は１ＫＨｚ以下
の条件とすることが考えられる。周期が１ＫＨｚより短
いと、不必要なラジカル種発生を抑制し難い。一方、必
要なラジカル種を減少させないため、例えば４００Ｈｚ
以上とすることが考えられる。よって好ましい周波数は
４００Ｈｚ〜１ＫＨｚと考えられる。また、必要なラジ
カル種を選択的に増加させ、不必要なラジカル種の発
生、残存を選択的に抑制するうえで、前記第２のパルス
変調におけるオンタイムｔ１を０．５μｓｅｃ＜ｔ１＜
１００μｓｅｃの範囲で、オフタイムｔ２を３μｓｅｃ
＜ｔ２＜１００μｓｅｃの範囲で選択決定することが代
表的な例として考えられる。
形波高周波」とは、所謂「ノコギリ波」、「三角波」と
いった三角形状の高周波を意味している。前記変調条件
は、原料ガス流量、成膜室真空度、基板温度、原料ガス
種等の多くのパラメーターにより、随時変化させる必要
があるが、変調条件（パルスのオン、オフ時間）及び電
界の変化率を最適条件として形成した膜は、良好な物理
的特定（バンドギャップ、キャリア移動度等）を有す
る。一般的には、前記第１のパルス変調は１ＫＨｚ以下
の条件とすることが考えられる。周期が１ＫＨｚより短
いと、不必要なラジカル種発生を抑制し難い。一方、必
要なラジカル種を減少させないため、例えば４００Ｈｚ
以上とすることが考えられる。よって好ましい周波数は
４００Ｈｚ〜１ＫＨｚと考えられる。また、必要なラジ
カル種を選択的に増加させ、不必要なラジカル種の発
生、残存を選択的に抑制するうえで、前記第２のパルス
変調におけるオンタイムｔ１を０．５μｓｅｃ＜ｔ１＜
１００μｓｅｃの範囲で、オフタイムｔ２を３μｓｅｃ
＜ｔ２＜１００μｓｅｃの範囲で選択決定することが代
表的な例として考えられる。
【００１２】
【作用】本発明のプラズマＣＶＤ法及び装置によると、
三角形波高周波電力に１ＫＨｚ以下の第１のパルス変調
及び該変調より短い周期をもつ第２のパルス変調を重畳
させた高周波電力が原料ガスに印加されることで、成膜
反応に必要なラジカル種が選択的に発生、増加する一
方、成膜反応に不必要なラジカル種の発生が抑制された
状態で、基板上に所望の薄膜が形成される。成膜中、成
膜反応に不必要なラジカル種の発生が抑制されることで
ダストの発生率は著しく低下し、且つ、成膜反応に必要
なラジカル種は選択的に発生、増加することで所望の成
膜速度が得られる。
三角形波高周波電力に１ＫＨｚ以下の第１のパルス変調
及び該変調より短い周期をもつ第２のパルス変調を重畳
させた高周波電力が原料ガスに印加されることで、成膜
反応に必要なラジカル種が選択的に発生、増加する一
方、成膜反応に不必要なラジカル種の発生が抑制された
状態で、基板上に所望の薄膜が形成される。成膜中、成
膜反応に不必要なラジカル種の発生が抑制されることで
ダストの発生率は著しく低下し、且つ、成膜反応に必要
なラジカル種は選択的に発生、増加することで所望の成
膜速度が得られる。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１は本発明方法の実施に使用するプラズマＣＶ
Ｄ装置の一例の概略断面を示している。このプラズマＣ
ＶＤ装置は容量結合型のプラズマＣＶＤ装置で、成膜室
１にカソード電極２と接地電極３が対向配置され、カソ
ード電極２にはマッチングボックス８を介して高周波電
源４が接続され、接地電極３には基板９が配置され、該
基板はヒータ５にて成膜温度に制御される。また、成膜
室１には所定真空度を得るための排気系６、原料ガスを
供給する原料ガス供給装置７が接続されている。
する。図１は本発明方法の実施に使用するプラズマＣＶ
Ｄ装置の一例の概略断面を示している。このプラズマＣ
ＶＤ装置は容量結合型のプラズマＣＶＤ装置で、成膜室
１にカソード電極２と接地電極３が対向配置され、カソ
ード電極２にはマッチングボックス８を介して高周波電
源４が接続され、接地電極３には基板９が配置され、該
基板はヒータ５にて成膜温度に制御される。また、成膜
室１には所定真空度を得るための排気系６、原料ガスを
供給する原料ガス供給装置７が接続されている。
【００１４】高周波電源４は、高周波発生手段及び波形
生成手段を含み、任意の高周波パルス変調が可能で、原
料ガスへの高周波印加に際しての電界強度の時間変化率
を変化させることが可能な高周波信号発生器４１及び高
周波増幅器（ＲＦパワーアンプ）４２を有しており、こ
こでは、垂直に立ち上がるノコギリ波の１３．５６ＭＨ
ｚ高周波に４００Ｈｚ〜１ＫＨｚの第１のパルス変調及
び該変調より短い周期をもつ第２のパルス変調を重畳さ
せた高周波電力を出力できるように構成してある。第２
のパルス変調では、本発明に従い、オン時間ｔ１を０．
５μｓｅｃ＜ｔ１＜１００μｓｅｃの範囲から、オフ時
間ｔ２を３μｓｅｃ＜ｔ２＜１００μｓｅｃの範囲から
選択決定できる。
生成手段を含み、任意の高周波パルス変調が可能で、原
料ガスへの高周波印加に際しての電界強度の時間変化率
を変化させることが可能な高周波信号発生器４１及び高
周波増幅器（ＲＦパワーアンプ）４２を有しており、こ
こでは、垂直に立ち上がるノコギリ波の１３．５６ＭＨ
ｚ高周波に４００Ｈｚ〜１ＫＨｚの第１のパルス変調及
び該変調より短い周期をもつ第２のパルス変調を重畳さ
せた高周波電力を出力できるように構成してある。第２
のパルス変調では、本発明に従い、オン時間ｔ１を０．
５μｓｅｃ＜ｔ１＜１００μｓｅｃの範囲から、オフ時
間ｔ２を３μｓｅｃ＜ｔ２＜１００μｓｅｃの範囲から
選択決定できる。
【００１５】第１パルス変調による高周波入力のオン、
オフ状態は図２の（Ａ）に示すようになり、第２パルス
変調による高周波入力のオン、オフ状態は図２の（Ｂ）
下段に示すようになる。以上説明した装置によると、本
発明方法は次のように実施される。先ず、接地電極３上
の基板９がヒータ５にて成膜温度に制御され、成膜室１
内が排気系６にて所定の成膜真空度に維持されつつ該成
膜室に原料ガス供給装置７から原料ガスが導入され、カ
ソード電極２には、図２（Ｂ）下段に示すように、電源
４から高周波電圧が印加されて原料ガスがプラズマ化さ
れ、該プラズマに基板９表面が曝されることで該表面上
に所望の薄膜が堆積形成される。
オフ状態は図２の（Ａ）に示すようになり、第２パルス
変調による高周波入力のオン、オフ状態は図２の（Ｂ）
下段に示すようになる。以上説明した装置によると、本
発明方法は次のように実施される。先ず、接地電極３上
の基板９がヒータ５にて成膜温度に制御され、成膜室１
内が排気系６にて所定の成膜真空度に維持されつつ該成
膜室に原料ガス供給装置７から原料ガスが導入され、カ
ソード電極２には、図２（Ｂ）下段に示すように、電源
４から高周波電圧が印加されて原料ガスがプラズマ化さ
れ、該プラズマに基板９表面が曝されることで該表面上
に所望の薄膜が堆積形成される。
【００１６】前記成膜中、原料ガスには、第１及び第２
パルス変調されたノコギリ波高周波電力が印加されるの
で、成膜反応に必要なラジカル種が選択的に発生、増加
する一方、成膜反応に不必要なラジカル種の発生が抑制
された状態で、基板上に所望の薄膜が形成される。成膜
中、成膜反応に不必要なラジカル種の発生が抑制される
ことでダストの発生率は低下し、且つ、成膜反応に必要
なラジカル種は選択的に発生、増加することで成膜速度
が向上し、また、電子温度や密度の制御により良質な成
膜を行える。
パルス変調されたノコギリ波高周波電力が印加されるの
で、成膜反応に必要なラジカル種が選択的に発生、増加
する一方、成膜反応に不必要なラジカル種の発生が抑制
された状態で、基板上に所望の薄膜が形成される。成膜
中、成膜反応に不必要なラジカル種の発生が抑制される
ことでダストの発生率は低下し、且つ、成膜反応に必要
なラジカル種は選択的に発生、増加することで成膜速度
が向上し、また、電子温度や密度の制御により良質な成
膜を行える。
【００１７】なお、第１パルス変調のみを行うときは、
図２の（Ａ）に示すように、ダスト発生率は高いが、第
２パルス変調も重畳するときは、図２の（Ｂ）に示すよ
うに、ダスト発生率は著しく低下する。また、前記実施
例によると、原料ガス流量やプラズマ発生のための投入
パワーを増加させても、ダスト発生率の上昇を引き起こ
さないので、それだけ成膜速度を向上させることができ
る。
図２の（Ａ）に示すように、ダスト発生率は高いが、第
２パルス変調も重畳するときは、図２の（Ｂ）に示すよ
うに、ダスト発生率は著しく低下する。また、前記実施
例によると、原料ガス流量やプラズマ発生のための投入
パワーを増加させても、ダスト発生率の上昇を引き起こ
さないので、それだけ成膜速度を向上させることができ
る。
【００１８】以上説明した方法及び装置に基づき、次の
具体的条件でガラス基板上にアモルファスシリコン（ａ
−Ｓｉ）膜及びａ−ＳｉＮｘ膜を形成したところ、該膜
上に実用上問題となるダストの付着は見られず、成膜時
間も正弦波高周波をパルス変調無しで印加し、他の条件
を同一とした成膜時より短縮された。 基板サイズ ：１００ｍｍ角 カソードサイズ ：３００ｍｍ角 基板−カソード間距離 ：５０ｍｍ 高周波 ：ノコギリ波（当初に垂直に立
ち上がる波形） １３．５６ＭＨｚ 第１パルス変調周波数 ：１ＫＨｚ 第２パルス変調 ：オン時間 １０μｓｅｃ オフ時間 １０μｓｅｃ ａ）ａ−Ｓｉ：Ｈ成膜 ＳｉＨ4 流量 ：５０ｓｃｃｍ Ｈ2 流量 ：２５０ｓｃｃｍ 成膜ガス圧 ：１×１０-1Ｔｏｒｒ 基板温度 ：２５０℃ 高周波出力 ：２００Ｗ 〔結果〕 成膜速度 ：約５０ｎｍ／ｍｉｎ パーティクル密度：３０個／１００ｍｍ角（粒径０．３
μｍ以上） 光学的バンドギャップ：１．８ｅＶ程度 ｂ）ａ−ＳｉＮｘ成膜 ＳｉＨ4 流量 ：５０ｓｃｃｍ ＮＨ3 流量 ：１５０ｓｃｃｍ Ｎ2 流量 ：５０ｓｃｃｍ 成膜ガス圧 ：１×１０-1Ｔｏｒｒ 基板温度 ：３５０℃ 高周波出力 ：５００Ｗ 〔結果〕 成膜速度 ：約１００ｎｍ／ｍｉｎ パーティクル密度：２５個／１００ｍｍ角（粒径０．３
μｍ以上） 光学的バンドギャップ：４．８〜５．０ｅＶ なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、
他にも種々の態様で実施できる。例えば、高周波電源４
は、図３に示すように構成してもよく、或いは、さらに
他の構成としてもよい。
具体的条件でガラス基板上にアモルファスシリコン（ａ
−Ｓｉ）膜及びａ−ＳｉＮｘ膜を形成したところ、該膜
上に実用上問題となるダストの付着は見られず、成膜時
間も正弦波高周波をパルス変調無しで印加し、他の条件
を同一とした成膜時より短縮された。 基板サイズ ：１００ｍｍ角 カソードサイズ ：３００ｍｍ角 基板−カソード間距離 ：５０ｍｍ 高周波 ：ノコギリ波（当初に垂直に立
ち上がる波形） １３．５６ＭＨｚ 第１パルス変調周波数 ：１ＫＨｚ 第２パルス変調 ：オン時間 １０μｓｅｃ オフ時間 １０μｓｅｃ ａ）ａ−Ｓｉ：Ｈ成膜 ＳｉＨ4 流量 ：５０ｓｃｃｍ Ｈ2 流量 ：２５０ｓｃｃｍ 成膜ガス圧 ：１×１０-1Ｔｏｒｒ 基板温度 ：２５０℃ 高周波出力 ：２００Ｗ 〔結果〕 成膜速度 ：約５０ｎｍ／ｍｉｎ パーティクル密度：３０個／１００ｍｍ角（粒径０．３
μｍ以上） 光学的バンドギャップ：１．８ｅＶ程度 ｂ）ａ−ＳｉＮｘ成膜 ＳｉＨ4 流量 ：５０ｓｃｃｍ ＮＨ3 流量 ：１５０ｓｃｃｍ Ｎ2 流量 ：５０ｓｃｃｍ 成膜ガス圧 ：１×１０-1Ｔｏｒｒ 基板温度 ：３５０℃ 高周波出力 ：５００Ｗ 〔結果〕 成膜速度 ：約１００ｎｍ／ｍｉｎ パーティクル密度：２５個／１００ｍｍ角（粒径０．３
μｍ以上） 光学的バンドギャップ：４．８〜５．０ｅＶ なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、
他にも種々の態様で実施できる。例えば、高周波電源４
は、図３に示すように構成してもよく、或いは、さらに
他の構成としてもよい。
【００１９】図３に示すもの４０は、高周波信号発生手
段と波形生成手段を含む信号発生器４３からの第１パル
ス変調された高周波出力を、アナログスイッチＡＳ、Ｒ
Ｆパワーアンプ４４及びマッチングボックス４５を介し
て供給するように構成する一方、アナログスイッチＡＳ
を、位相同期回路４６にてパルス信号の同期をとりつつ
パルス信号発生器４７にて操作することで第２パルス変
調を行うようにしたものである。
段と波形生成手段を含む信号発生器４３からの第１パル
ス変調された高周波出力を、アナログスイッチＡＳ、Ｒ
Ｆパワーアンプ４４及びマッチングボックス４５を介し
て供給するように構成する一方、アナログスイッチＡＳ
を、位相同期回路４６にてパルス信号の同期をとりつつ
パルス信号発生器４７にて操作することで第２パルス変
調を行うようにしたものである。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように本発明プラズマＣＶ
Ｄ法及び装置には次のような利点がある。 原料ガスへの高周波印加に際してその電界強度の時
間変化率を変化させて電子温度を制御でき、また、高周
波印加に際して第１及び第２のパルス変調が重畳される
ので、成膜反応に寄与するラジカル種の生成を妨げず、
しかもダスト発生の原因となるラジカル種の発生を選択
的に抑制して、ダストの基板上成膜部への付着、混入を
抑制し、良質の膜を形成でき、成膜速度を向上させるこ
とができる。 ガス流量や、原料ガスプラズマ化のための投入パワ
ーを増加させても、ダストの発生率の増加を引き起こさ
ないので、それだけ成膜速度を向上させることができ
る。 装置の大幅な改造を必要としないため、装置コス
ト、成膜コストが安価に抑制される。 ダストの発生が抑制されるため、装置のメインテナ
ンス性の向上が得られる。
Ｄ法及び装置には次のような利点がある。 原料ガスへの高周波印加に際してその電界強度の時
間変化率を変化させて電子温度を制御でき、また、高周
波印加に際して第１及び第２のパルス変調が重畳される
ので、成膜反応に寄与するラジカル種の生成を妨げず、
しかもダスト発生の原因となるラジカル種の発生を選択
的に抑制して、ダストの基板上成膜部への付着、混入を
抑制し、良質の膜を形成でき、成膜速度を向上させるこ
とができる。 ガス流量や、原料ガスプラズマ化のための投入パワ
ーを増加させても、ダストの発生率の増加を引き起こさ
ないので、それだけ成膜速度を向上させることができ
る。 装置の大幅な改造を必要としないため、装置コス
ト、成膜コストが安価に抑制される。 ダストの発生が抑制されるため、装置のメインテナ
ンス性の向上が得られる。
【図１】本発明に係る方法の実施に使用するプラズマＣ
ＶＤ装置の一例の概略断面図である。
ＶＤ装置の一例の概略断面図である。
【図２】高周波電力のパルス変調の様子を示す図であ
る。
る。
【図３】高周波電源の他の例のブロック回路図である。
【図４】高周波入力オン後の電子温度の時間的変化を示
すグラフである。
すグラフである。
１ 成膜室 ２ カソード電極 ３ 接地電極 ４ 高周波電源 ４１ 高周波信号発生器 ４２ ＲＦパワーアンプ ５ ヒータ ６ 排気系 ７ 原料ガス供給装置 ８ マッチングボックス ４０ 高周波電源 ４３ 信号発生器 ４４ ＲＦパワーアンプ ４５ マッチングボックス ４６ 位相同期回路 ４７ パルス信号発生器 ＡＳ アナログスイッチ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 桐村 浩哉 京都市右京区梅津高畝町47番地 日新電 機株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−149965（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−73620（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−188783（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−129377（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/205 C23C 16/50
Claims (3)
- 【請求項１】 原料ガスをプラズマ化し、このプラズマ
に基板を曝して該基板上に薄膜を形成するプラズマＣＶ
Ｄ法において、前記原料ガスのプラズマ化を、三角形波
高周波電力に１ＫＨｚ以下の第１のパルス変調及び該変
調より短い周期をもつ第２のパルス変調を重畳させた高
周波電力の印加により行うことを特徴とするプラズマＣ
ＶＤ法。 - 【請求項２】 前記第２のパルス変調におけるオンタイ
ムｔ１が０．５μｓｅｃ＜ｔ１＜１００μｓｅｃの範囲
にあり、オフタイムｔ２が３μｓｅｃ＜ｔ２＜１００μ
ｓｅｃの範囲にある請求項１記載のプラズマＣＶＤ法。 - 【請求項３】 原料ガスをプラズマ化し、このプラズマ
に基板を曝して該基板上に薄膜を形成するプラズマＣＶ
Ｄ装置において、前記原料ガスのプラズマ化のための高
周波電力印加手段が、三角形波高周波電力に１ＫＨｚ以
下の第１のパルス変調及び該変調より短い周期をもつ第
２のパルス変調を重畳させた高周波電力を印加するもの
であることを特徴とするプラズマＣＶＤ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3327369A JP3019563B2 (ja) | 1991-12-11 | 1991-12-11 | プラズマｃｖｄ法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3327369A JP3019563B2 (ja) | 1991-12-11 | 1991-12-11 | プラズマｃｖｄ法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05160044A JPH05160044A (ja) | 1993-06-25 |
| JP3019563B2 true JP3019563B2 (ja) | 2000-03-13 |
Family
ID=18198373
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3327369A Expired - Fee Related JP3019563B2 (ja) | 1991-12-11 | 1991-12-11 | プラズマｃｖｄ法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3019563B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0794421A (ja) * | 1993-09-21 | 1995-04-07 | Anelva Corp | アモルファスシリコン薄膜の製造方法 |
| JP2007126749A (ja) * | 2005-11-01 | 2007-05-24 | Applied Films Corp | 新しい膜特性を達成するためのｐｅｃｖｄ放電源の電力及び電力関連ファンクションの変調のためのシステム及び方法 |
| KR100965844B1 (ko) * | 2007-11-27 | 2010-06-28 | (주)유피아이 | 역펄스 정류방식의 도금용 전원공급장치 및 그전류제어방법 |
-
1991
- 1991-12-11 JP JP3327369A patent/JP3019563B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05160044A (ja) | 1993-06-25 |
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