JP3327391B2 - Thin film manufacturing apparatus and manufacturing method - Google Patents

Thin film manufacturing apparatus and manufacturing method

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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマエネルギ
ーを利用して基板上に薄膜を成膜するプラズマCVD装
置およびプラズマCVD成膜方法に関し、特に、シリコ
ン系薄膜成膜のためのプラズマCVD装置およびプラズ
マCVD成膜方法に関するものである。
The present invention relates to a plasma CVD apparatus and a plasma CVD method for forming a thin film on a substrate using plasma energy, and more particularly, to a plasma CVD apparatus for forming a silicon-based thin film and a plasma CVD apparatus. The present invention relates to a plasma CVD method.

【0002】[0002]

【従来の技術】低温での成膜が可能であること、大面積
化が容易であること、およびp、n制御が可能であるこ
と等の理由により、薄膜トランジスタや太陽電池等のデ
バイスの重要な素材である非単結晶シリコン膜は、従来
より、プラズマCVD法により成膜する方法が広く用い
られている。この方法においては、シランガスを高周波
放電により分解して、非単結晶シリコン膜を基板上に堆
積する。プラズマCVD装置としては、無電極放電型や
ECR型のものもあるが、高周波電圧を印加する第一の
電極と、接地された第二の電極との間でプラズマ放電を
行わせる2極放電型のものが一般的に用いらている。
2. Description of the Related Art The importance of devices such as thin film transistors and solar cells has been increasing because of the possibility of forming films at low temperatures, the ease of increasing the area, and the control of p and n. Conventionally, a method of forming a non-single-crystal silicon film by a plasma CVD method has been widely used. In this method, a silane gas is decomposed by high frequency discharge to deposit a non-single-crystal silicon film on a substrate. As the plasma CVD apparatus, there are an electrodeless discharge type and an ECR type, but a bipolar discharge type in which a plasma discharge is performed between a first electrode to which a high-frequency voltage is applied and a grounded second electrode. Are commonly used.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この2
極放電型のプラズマCVD装置においては、上述のデバ
イスに適用できるような高品質な非単結晶シリコン膜、
例えばアモルファスシリコン膜を得るために300℃程
度の基板温度を必要とする。200℃程度の基板温度で
成膜を行うと、膜中の水素濃度が増加し、シリコン密度
が粗な膜になってしまい、上述のデバイスに適用できな
い。また、アモルファス窒化シリコン膜等の絶縁膜形成
に関しては、なお一層、低温成膜下での膜質低下が著し
い。一方、200℃程度の低い基板温度で、高品質な各
種非単結晶シリコン膜の形成が可能になれば、熱エネル
ギーの節約になると共に、プラスチック等の基板上への
膜形成も可能になり、デバイス応用範囲が広くなる。
However, this 2
In a polar discharge type plasma CVD apparatus, a high-quality non-single-crystal silicon film applicable to the above-described device,
For example, a substrate temperature of about 300 ° C. is required to obtain an amorphous silicon film. When a film is formed at a substrate temperature of about 200 ° C., the concentration of hydrogen in the film increases, and the silicon density becomes coarse, so that the film cannot be applied to the above-described device. As for the formation of an insulating film such as an amorphous silicon nitride film, the quality of the film is significantly degraded even at a low temperature. On the other hand, if a high-quality non-single-crystal silicon film can be formed at a low substrate temperature of about 200 ° C., thermal energy can be saved and a film can be formed on a substrate such as plastic. The device application range is widened.

【0004】従って、本発明の目的は、新しいプラズマ
制御法を用いて、従来よりも低い基板温度下において
も、高品質な各種非単結晶シリコン膜を形成することが
できるプラズマCVD装置および成膜方法を提供するこ
とにある。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a plasma CVD apparatus and a film forming method capable of forming various high-quality non-single-crystal silicon films using a new plasma control method even at a lower substrate temperature than before. It is to provide a method.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明によれば、シラン系ガスを用いて非単結晶シ
リコン膜または非単結晶シリコン化合物を成膜するプラ
ズマCVD装置であって、放電が行われる真空容器と、
第一の原料ガスをシャワー状に前記真空容器内に供給す
る、高周波電力が供給されて第一のプラズマ源となる第
一の平板電極と、前記真空容器内に前記第一の平板電極
と平行に対向配置され、基板を保持する機構を有する第
二の平板電極と、前記第一、第二の平板電極の間にあっ
て、前記第二の平板電極の表面近傍に第二の原料ガスを
供給するガス供給機構と、を有し、前記第一の平板電極
と前記ガス供給機構との間、および、前記ガス供給機構
と前記第二の平板電極との間にプラズマが生成されるこ
とを特徴とするプラズマCVD装置、が提供される。
According to the present invention, there is provided a plasma CVD apparatus for forming a non-single-crystal silicon film or a non-single-crystal silicon compound using a silane-based gas. A vacuum vessel in which the discharge takes place,
A first raw material gas is supplied into the vacuum chamber in a shower shape, a high-frequency power is supplied to the first flat electrode serving as a first plasma source, and the first flat electrode is parallel to the first flat electrode in the vacuum chamber. And a second plate electrode having a mechanism for holding a substrate, and a second source gas is provided between the first and second plate electrodes and near the surface of the second plate electrode. possess a gas supply mechanism, wherein the first plate electrode
Between the gas supply mechanism and the gas supply mechanism
Plasma CVD apparatus, characterized by Rukoto plasma is generated between the second plate electrode and is provided.

【0006】そして、好ましくは、前記ガス供給機構
が、ガス導入孔を有する金属パイプを備えており、該金
属パイプは高周波電力が供給されて第二のプラズマ源を
構成しているか、若しくは、前記ガス供給機構とは別に
前記ガス供給機構のガス導入孔の近傍にあって、第二の
プラズマ源となるアンテナ機構を備えている。また、さ
らに好ましくは、前記第一の平板電極が、該平板電極の
表面近傍にカスプ磁場を形成するための磁場形成機構を
備えている。
Preferably, the gas supply mechanism includes a metal pipe having a gas introduction hole, and the metal pipe is supplied with high-frequency power to constitute a second plasma source, or In addition to the gas supply mechanism, an antenna mechanism serving as a second plasma source is provided near the gas introduction hole of the gas supply mechanism. Still more preferably, the first plate electrode includes a magnetic field forming mechanism for forming a cusp magnetic field near a surface of the plate electrode.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図1は、本発明の第一の実施の形
態にかかるプラズマCVD装置を示す図である。同図に
おいて、1はプラズマ放電を形成するための真空容器、
2は第一の電極でであって、第1の電極2は、高周波電
力を供給するための第一の高周波電源3および第一の整
合回路4に接続されて第一のプラズマ源を構成すると共
に原料ガス5をシャワー状に供給するための複数のガス
導入孔を備えて第一のガス供給系10を構成している。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a plasma CVD apparatus according to a first embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a vacuum vessel for forming a plasma discharge,
Reference numeral 2 denotes a first electrode, and the first electrode 2 is connected to a first high frequency power supply 3 for supplying high frequency power and a first matching circuit 4 to constitute a first plasma source. In addition, a first gas supply system 10 is provided with a plurality of gas introduction holes for supplying the raw material gas 5 in a shower shape.

【0008】6は第二の電極で、基板7を設置できる機
構および基板温度の制御が可能なヒーター8を有してい
る。また、第二の電極にも高周波電力が供給できるよう
に、真空容器外に設置された第二の高周波電源12およ
び第二の整合回路13に接続されている。第二の電極に
高周波電力を供給することにより、基板7の表面のイオ
ンエネルギーを制御し、膜堆積表面に適度なエネルギー
を付与することができる。この場合に、基板表面がチャ
ージアップしない程度の最低周波数で、かつイオンが追
随できる程度の最高周波数の範囲で高周波電力を印加す
るのが効果的である。よって、100kHz以上13.
56MHz以下の周波数の高周波電力を印加することが
好ましく、これにより、200℃以下の低温で高品質な
各種非単結晶シリコン膜の成膜が可能となる。但し、必
ずしも第二の電極に高周波電力を供給する必要はなく、
後述する第二のプラズマ源が備えられている場合にはこ
れから供給されるプラズマエネルギーのみで十分な場合
もある。9は、第一の電極2と第二の電極6との間に設
置されたガス導入管で、複数のガス導入孔9aを備え第
二のガス供給系20を構成している。図示の状態が分か
るように、この第二のガス供給系20のみが鳥瞰図的に
描かれている。ガス導入管9は、中空のパイプにより構
成され、第二の電極と同程度の外周大きさの四角の環状
構造に形成されている。このガス導入管9は、ガス導入
孔9aを介して、第二の電極6の方向に向かって原料ガ
ス5を供給する。また、真空容器1には真空容器内の圧
力を制御できる排気装置11が設置されている。
Reference numeral 6 denotes a second electrode, which has a mechanism for mounting the substrate 7 and a heater 8 for controlling the temperature of the substrate. The second electrode is connected to a second high-frequency power supply 12 and a second matching circuit 13 provided outside the vacuum vessel so that high-frequency power can be supplied to the second electrode. By supplying high-frequency power to the second electrode, the ion energy on the surface of the substrate 7 can be controlled, and appropriate energy can be applied to the film deposition surface. In this case, it is effective to apply the high-frequency power at the lowest frequency at which the substrate surface does not charge up and at the highest frequency at which ions can follow. Therefore, 100 kHz or more 13.
It is preferable to apply a high-frequency power of a frequency of 56 MHz or less, which enables high-quality non-single-crystal silicon films to be formed at a low temperature of 200 ° C. or less. However, it is not always necessary to supply high-frequency power to the second electrode,
When a second plasma source described later is provided, only the plasma energy to be supplied may be sufficient. Reference numeral 9 denotes a gas introduction pipe provided between the first electrode 2 and the second electrode 6, which comprises a plurality of gas introduction holes 9a and constitutes a second gas supply system 20. As can be seen from the drawing, only the second gas supply system 20 is depicted in a bird's-eye view. The gas introduction pipe 9 is formed of a hollow pipe, and is formed in a square annular structure having an outer peripheral size substantially equal to that of the second electrode. The gas introduction pipe 9 supplies the source gas 5 toward the second electrode 6 via the gas introduction hole 9a. The vacuum vessel 1 is provided with an exhaust device 11 that can control the pressure in the vacuum vessel.

【0009】第一のプラズマ源である第一の電極2に第
一の高周波電源3より13.56MHz以上500MH
z以下の周波数の高周波電力を供給し、第一のガス供給
系10からシランガスをシャワー状に導入してシランプ
ラズマを形成し、第二のガス供給系20から水素ガスや
希ガス等を基板表面近傍に導入することにより高品質な
非単結晶シリコン膜を形成することができる。また、第
一のガス供給系10からシランガス、アンモニアガス、
窒素ガス等をシャワー状に導入して第一のプラズマ源に
よりこれらの混合ガスのプラズマを形成し、第二のガス
供給系20から水素ガスや希ガス等を基板表面近傍に導
入することにより高品質な非単結晶窒化シリコン膜を形
成することができる。更に、第一のガス供給系からシラ
ンガス、ホスフィンガス等をシャワー状に導入して第一
のプラズマ源によりこれらの混合ガスのプラズマを形成
し、第二のガス供給系から水素ガスや希ガス等を導入す
ることにより高品質な非単結晶n型化シリコン膜を形成
することができる。
A first electrode 2 serving as a first plasma source is supplied to a first high frequency power supply 3 at a frequency of 13.56 MHz to 500 MHz.
z is supplied from the first gas supply system 10 to form a silane plasma by supplying high-frequency power having a frequency equal to or lower than z, and silane plasma is formed from the second gas supply system 20. By introducing it near, a high-quality non-single-crystal silicon film can be formed. In addition, a silane gas, an ammonia gas,
Nitrogen gas or the like is introduced in the form of a shower, a plasma of the mixed gas is formed by the first plasma source, and hydrogen gas or a rare gas is introduced from the second gas supply system 20 to the vicinity of the substrate surface. A high-quality non-single-crystal silicon nitride film can be formed. Further, a silane gas, a phosphine gas, or the like is introduced in a shower form from the first gas supply system, and a plasma of a mixed gas of these gases is formed by the first plasma source. Can form a high-quality non-single-crystal n-type silicon film.

【0010】図2は、本発明の第二の実施の形態にかか
るプラズマCVD装置を示す図である。図2において、
第一の実施の形態に係る図1の部分と共通する部分には
同一の参照番号が付せられているので、重複する説明は
適宜省略するが、この実施の形態においては、第二のガ
ス供給系20を構成するガス導入管9が導体で形成され
ており、これが、真空容器外部の第三の高周波電源14
および第三の整合回路15に接続されることにより、第
二のプラズマ源を構成している。即ち、第二のガス供給
系20を構成するガス導入管9がアンテナとしても機能
し、誘導結合プラズマ源のコイルのような働きをする。
なお、図2においては、簡単のため、ガス導入管9を実
線で簡略化して示してあるが、実際には、図1に示すよ
うな中空のパイプから構成されており、基板側に原料ガ
スが噴き出すようにガス導入孔が開けられている。図2
以降においても、簡単のため、ガス供給管9を、このよ
うに実線で簡略化して示すことがある。
FIG. 2 is a view showing a plasma CVD apparatus according to a second embodiment of the present invention. In FIG.
The same reference numerals are given to the parts common to the parts in FIG. 1 according to the first embodiment, and the duplicate description will be appropriately omitted, but in this embodiment, the second gas The gas introduction pipe 9 constituting the supply system 20 is formed of a conductor, and is connected to a third high-frequency power source 14 outside the vacuum vessel.
And the third matching circuit 15 constitutes a second plasma source. That is, the gas introduction pipe 9 constituting the second gas supply system 20 also functions as an antenna, and functions like a coil of an inductively coupled plasma source.
In FIG. 2, for simplicity, the gas introduction pipe 9 is shown in a simplified form by a solid line. However, the gas introduction pipe 9 is actually constituted by a hollow pipe as shown in FIG. The gas introduction hole is opened so that the gas may blow out. FIG.
Hereinafter, for simplicity, the gas supply pipe 9 may be simplified and indicated by a solid line.

【0011】第一のガス供給系10からシランガスをシ
ャワー状に導入して、第一のプラズマ源によりシランプ
ラズマを形成する。また、第二のプラズマ源であるガス
導入管9に第三の高周波電源14より13.56MHz
以上500MHz以下の周波数の高周波電力を供給し、
第二のガス供給系から水素ガスや希ガス等を基板表面近
傍に導入して、これらのガスのプラズマを基板表面近傍
に選択的に形成する。更に第二の電極に高周波電力を供
給し、膜成長表面に適度なエネルギーを付与することに
より、高品質な非単結晶シリコン膜を低温で形成するこ
とができる。
A silane gas is introduced in a shower form from a first gas supply system 10, and a silane plasma is formed by a first plasma source. 13.56 MHz from the third high-frequency power source 14 to the gas introduction pipe 9 as the second plasma source.
Supply high frequency power with a frequency of 500 MHz or less,
A hydrogen gas, a rare gas, or the like is introduced from the second gas supply system near the substrate surface, and plasma of these gases is selectively formed near the substrate surface. Further, by supplying high-frequency power to the second electrode and applying appropriate energy to the film growth surface, a high-quality non-single-crystal silicon film can be formed at a low temperature.

【0012】また、第一のガス供給系10からシランガ
ス、アンモニアガス、窒素ガス等をシャワー状に導入し
て第一のプラズマ源によりこれらの混合ガスのプラズマ
を形成する。また、第二のガス供給系20から水素ガス
や希ガス等を基板表面近傍に導入して、第二のプラズマ
源によりこれらのガスのプラズマを基板表面近傍に選択
的に形成し、膜成長表面に適度なエネルギーを付与する
ことにより、高品質な非単結晶窒化シリコン膜を低温で
形成することができる。アンモニアガス、窒素ガスは第
二のガス供給系20側より供給するようにしてもよい。
更に、第一のガス供給系からシランガス、ホスフィンガ
ス等をシャワー状に導入して第一のプラズマ源によりこ
れらの混合ガスのプラズマを形成する。また、第二のガ
ス供給系から水素ガスや希ガス等を基板表面近傍に導入
して、第二のプラズマ源によりこれらのガスのプラズマ
を基板表面近傍に選択的に形成し、膜成長表面に適度な
エネルギーを付与することにより、高品質な非単結晶n
型化シリコン膜を低温で形成することができる。ホスフ
ィンガスは第二のガス供給系20側より供給するように
してもよい。
A silane gas, an ammonia gas, a nitrogen gas or the like is introduced from the first gas supply system 10 in the form of a shower, and a plasma of a mixed gas thereof is formed by the first plasma source. In addition, a hydrogen gas, a rare gas, or the like is introduced from the second gas supply system 20 to the vicinity of the substrate surface, and a plasma of these gases is selectively formed near the substrate surface by the second plasma source. By applying appropriate energy to the silicon nitride film, a high-quality non-single-crystal silicon nitride film can be formed at a low temperature. Ammonia gas and nitrogen gas may be supplied from the second gas supply system 20 side.
Further, a silane gas, a phosphine gas, or the like is introduced in a shower form from the first gas supply system, and a plasma of a mixed gas thereof is formed by the first plasma source. In addition, a hydrogen gas, a rare gas, or the like is introduced from the second gas supply system to the vicinity of the substrate surface, and a plasma of these gases is selectively formed by the second plasma source near the substrate surface. By applying appropriate energy, high quality non-single crystal n
The patterned silicon film can be formed at a low temperature. The phosphine gas may be supplied from the second gas supply system 20 side.

【0013】図3は、本発明の第三の実施の形態にかか
るプラズマCVD装置を示す図である。本実施の形態の
図2に示した第二の実施の形態と相違する点は、第二の
プラズマ源のコイルを兼ねるガス導入管9が渦巻き状に
なっていることである。第二の実施の形態の場合と同
様、第二のプラズマ源により形成されるプラズマ、ある
いは第二の電極に供給される高周波電力で、膜成長表面
に適度なエネルギーを付与することにより、高品質な各
種非単結晶シリコン膜を低温で形成することができる。
均一で良好な膜質のシリコン膜を得るためには第二のガ
ス供給系20より基板上に均等にガスが供給されるよう
にすることが好ましい。そのために、特にガス導入孔9
aが下向きに開設されているときには、ガス導入孔が出
来るだけ基板上に均等に配置されるようにすることが望
ましい。本実施の形態では、図1、図2に示した方形で
環状のガス導入管に代えて折り返し渦巻き形状のガス導
入管を採用したことにより、基板上により均等にガスを
供給することができ、第二のプラズマ源により形成され
る基板表面近傍のプラズマが、より均一になる。従っ
て、より高品質の非単結晶シリコン膜を得ることができ
る。ガス導入管は、上記第一から第三の実施の形態で述
べた四角の環状や渦巻き状の形状のもの以外の適宜の形
状のものとすることができる。例えば、丸い環状、丸の
渦巻き状、ジグザグ状、櫛歯状などである。また、ガス
導入孔の向きも下向きに限らず、例えば、斜め下向きで
交互に左右に向ける、など適当な方向を選択することが
できる。
FIG. 3 is a view showing a plasma CVD apparatus according to a third embodiment of the present invention. The present embodiment is different from the second embodiment shown in FIG. 2 in that the gas introduction pipe 9 serving also as the coil of the second plasma source is spiral. As in the case of the second embodiment, the plasma formed by the second plasma source or the high-frequency power supplied to the second electrode is used to apply appropriate energy to the film growth surface, thereby achieving high quality. Various non-single-crystal silicon films can be formed at a low temperature.
In order to obtain a uniform and good film quality of the silicon film, it is preferable that the gas is uniformly supplied from the second gas supply system 20 onto the substrate. Therefore, in particular, the gas introduction hole 9
When a is opened downward, it is desirable to arrange the gas introduction holes as evenly as possible on the substrate. In the present embodiment, the gas supply tube can be more uniformly supplied on the substrate by adopting a folded spiral gas introduction tube in place of the rectangular annular gas introduction tube shown in FIGS. The plasma near the substrate surface formed by the second plasma source becomes more uniform. Therefore, a higher quality non-single-crystal silicon film can be obtained. The gas introduction pipe may have an appropriate shape other than the square annular or spiral shape described in the first to third embodiments. For example, the shape is a circular ring, a spiral shape, a zigzag shape, a comb shape, or the like. Further, the direction of the gas introduction hole is not limited to the downward direction, and an appropriate direction can be selected, such as, for example, turning obliquely downward and left and right.

【0014】図4は、本発明の第四の実施の形態にかか
るプラズマCVD装置を示す図である。本実施の形態の
図1に示した第一の実施の形態と相違する点は、第一の
電極2の表面内側に複数のカスプ磁場形成用磁石16が
設置された点である。これらの複数の磁石は、第一の電
極2の表面に関して、互いに隣り合う磁極が平面的に異
なるように設置されており、第一の電極の下部に均一に
カスプ磁場が形成される。このカスプ磁場により、プラ
ズマは第一の電極の下部付近に集中し、シラン等の原料
ガスの高密度プラズマが形成され、原料ガスの解離が大
幅に促進され、成膜速度が大幅に増大する。また、基板
が高密度プラズマ領域から離れているため、膜堆積表面
がプラズマ中の高エネルギー荷電粒子からダメージを受
けることもない。更に、第二のガス供給系20から、水
素等の原料ガスや希ガス等を基板表面に向けて導入する
ことにより、膜堆積表面を適度に活性化させることがで
きる。これにより、高品質な各種非単結晶シリコン膜を
低温で形成することが可能となる。
FIG. 4 is a view showing a plasma CVD apparatus according to a fourth embodiment of the present invention. The present embodiment is different from the first embodiment shown in FIG. 1 in that a plurality of cusp field forming magnets 16 are provided inside the surface of the first electrode 2. The plurality of magnets are arranged such that adjacent magnetic poles are different from each other in a plane with respect to the surface of the first electrode 2, and a cusp magnetic field is uniformly formed below the first electrode. Due to the cusp magnetic field, the plasma is concentrated near the lower portion of the first electrode, and a high-density plasma of a raw material gas such as silane is formed. Further, since the substrate is away from the high-density plasma region, the film deposition surface is not damaged by high-energy charged particles in the plasma. Furthermore, by introducing a source gas such as hydrogen or a rare gas from the second gas supply system 20 toward the substrate surface, the film deposition surface can be appropriately activated. This makes it possible to form high-quality various non-single-crystal silicon films at a low temperature.

【0015】図5は、本発明の第五の実施の形態にかか
るプラズマCVD装置を示す図である。本実施の形態の
図2に示した第二の実施の形態と相違する点は、第一の
電極2の表面内側に複数のカスプ磁場形成用磁石16が
設置された点である。これらの複数の磁石は、第四の実
施の形態の場合と同様に、互いに隣り合う磁極が平面的
に異なるように設置されており、第一の電極の下部に均
一にカスプ磁場が形成される。このカスプ磁場により、
プラズマは第一の電極の下部付近に集中し、シラン等の
原料ガスの高密度プラズマが形成され、原料ガスの解離
が大幅に促進される。また、基板が高密度プラズマ領域
から離れているため、膜堆積表面がプラズマ中の高エネ
ルギー荷電粒子からダメージを受けることもない。更
に、第二のガス供給系から、水素等の原料ガスや希ガス
等を基板表面に向けて導入すると同時に、第二のプラズ
マ源により、基板表面近傍に選択的に水素ラジカル、水
素イオン、希ガスラジカル、希ガスイオン等を発生さ
せ、膜堆積表面をより活性化させることができる。従っ
て、高品質な各種非単結晶シリコン膜を、更に低温で形
成することが可能となる。
FIG. 5 is a view showing a plasma CVD apparatus according to a fifth embodiment of the present invention. The present embodiment differs from the second embodiment shown in FIG. 2 in that a plurality of cusp field forming magnets 16 are provided inside the surface of the first electrode 2. As in the case of the fourth embodiment, these plural magnets are arranged such that magnetic poles adjacent to each other are different in a plane, and a cusp magnetic field is formed uniformly below the first electrode. . With this cusp magnetic field,
The plasma concentrates near the lower part of the first electrode, and a high-density plasma of a source gas such as silane is formed, thereby greatly promoting the dissociation of the source gas. Further, since the substrate is away from the high-density plasma region, the film deposition surface is not damaged by high-energy charged particles in the plasma. Further, a source gas such as hydrogen, a rare gas, or the like is introduced from the second gas supply system toward the substrate surface, and at the same time, a hydrogen radical, a hydrogen ion, a rare gas, or a rare gas is selectively introduced near the substrate surface by the second plasma source. By generating gas radicals, rare gas ions, and the like, the film deposition surface can be more activated. Therefore, it becomes possible to form various high-quality non-single-crystal silicon films at a lower temperature.

【0016】図6は、本発明の第六の実施の形態にかか
るプラズマCVD装置を示す図である。本実施の形態の
図3に示した第三の実施の形態と相違する点は、第一の
電極2の表面内側に複数のカスプ磁場形成用磁石16が
設置された点である。本実施の形態によれば、第五の実
施の形態の場合と同様な効果が得られると共に、第二の
プラズマ源により基板表面近傍に形成される水素ガス等
のプラズマがより均一となり、膜質の基板内均一性がよ
り向上する。第四から第六の実施の形態において、カス
プ磁場を形成するためには、永久磁石または電磁石を用
いることができる。特に、電磁石を用いる場合には、電
流の流れる向きを変化させたり、電流を間欠的にオン・
オフさせることにより、任意のカスプ磁場を形成し、成
膜速度や膜質を自由に制御できるという利点がある。
FIG. 6 is a view showing a plasma CVD apparatus according to a sixth embodiment of the present invention. The third embodiment differs from the third embodiment shown in FIG. 3 in that a plurality of cusp field forming magnets 16 are provided inside the surface of the first electrode 2. According to the present embodiment, the same effect as that of the fifth embodiment can be obtained, and the plasma such as hydrogen gas formed near the substrate surface by the second plasma source becomes more uniform, and the film quality is improved. The uniformity within the substrate is further improved. In the fourth to sixth embodiments, a permanent magnet or an electromagnet can be used to form a cusp magnetic field. In particular, when an electromagnet is used, the direction in which current flows can be changed, or the current can be turned on / off intermittently.
By turning it off, there is an advantage that an arbitrary cusp magnetic field can be formed and the film forming speed and film quality can be freely controlled.

【0017】これら第四〜第六の実施の形態において、
磁場の強さとしては、第一の電極の表面付近において数
十から数千ガウス程度が適当である。隣り合う磁石同士
の間の距離は、2〜3cm程度がよい。また、これらの
磁石を、必ずしも等間隔で配置する必要はなく、例え
ば、電極周辺部での間隔を密にして、周辺部でのプラズ
マ密度低下を抑え、面内プラズマ密度の均一化を図る構
成にしてもよい。このような磁場の効果により、高密度
のシランプラズマが主に第一の電極表面近傍に形成さ
れ、基板表面には、高密度プラズマ領域で生成されそこ
から拡散してきたシランラジカルの存在が支配的とな
る。
In these fourth to sixth embodiments,
The appropriate strength of the magnetic field is about several tens to several thousand gauss near the surface of the first electrode. The distance between adjacent magnets is preferably about 2 to 3 cm. In addition, it is not always necessary to arrange these magnets at equal intervals. For example, a configuration in which the intervals in the peripheral portion of the electrode are made dense to suppress a decrease in plasma density in the peripheral portion and to make the in-plane plasma density uniform. It may be. Due to the effect of such a magnetic field, high-density silane plasma is mainly formed near the surface of the first electrode, and the presence of silane radicals generated in the high-density plasma region and diffused therefrom is dominant on the substrate surface. Becomes

【0018】更に、第二のガス供給系あるいは第二のプ
ラズマ源により、基板表面には水素や希ガス等のイオン
やラジカルが高密度で存在するので、膜形成に重要なシ
ランラジカルが、膜堆積表面で、水素や希ガス等のイオ
ンやラジカルからエネルギーを付与されて、より低い基
板温度下において高品質な各種非単結晶シリコン膜を形
成することができる。これら第四〜第六の実施の形態に
おいては、磁場の効果により、第一〜第三の実施の形態
の場合に比べて3〜5倍程度の高速成膜が可能になる。
Further, since ions and radicals such as hydrogen and a rare gas are present at a high density on the substrate surface by the second gas supply system or the second plasma source, silane radicals important for film formation are removed. Energy is applied to the deposition surface from ions and radicals such as hydrogen and a rare gas, so that various high-quality non-single-crystal silicon films can be formed at a lower substrate temperature. In the fourth to sixth embodiments, the effect of the magnetic field enables high-speed film formation about 3 to 5 times faster than in the first to third embodiments.

【0019】図7は、本発明の第七の実施の形態にかか
るプラズマCVD装置を示す図である。本実施の形態の
図2に示した第二の実施の形態と相違する点は、ガス導
入管9とは別に第二のプラズマ源となるアンテナ17が
ガス導入管9の下部に設けられた点である。このアンテ
ナ17には第三の高周波電源14が第三の整合回路15
を介して接続されている。この実施の形態においても、
第二、三、五、六の実施の形態と同様な効果が得られ
る。
FIG. 7 is a view showing a plasma CVD apparatus according to a seventh embodiment of the present invention. The present embodiment is different from the second embodiment shown in FIG. 2 in that an antenna 17 serving as a second plasma source is provided below the gas introduction tube 9 separately from the gas introduction tube 9. It is. The antenna 17 has a third high-frequency power supply 14 connected to a third matching circuit 15.
Connected through. Also in this embodiment,
The same effects as those of the second, third, fifth and sixth embodiments can be obtained.

【0020】図8は、本発明の第八の実施の形態にかか
るプラズマCVD装置を示す図である。本実施の形態の
図7に示した第七の実施の形態と相違する点は、第二の
プラズマ源となるアンテナ17の下部にガス導入管9が
設けられ、そしてガス導入管9のガス導入孔9aが内側
に向かって開けられ、原料ガス5が中央に向けて導入さ
れるように構成されている点である。このような構造に
おいても、第二、三、五、六、七の実施の形態と同様な
効果が得られる。第七、第八の実施の形態において、ア
ンテナ17は中空である必要はなく、また、形状に関し
ても、四角に限らず、円形、多角形、それらの渦巻き状
など任意の形状が可能である。
FIG. 8 is a view showing a plasma CVD apparatus according to an eighth embodiment of the present invention. The present embodiment is different from the seventh embodiment shown in FIG. 7 in that a gas introduction pipe 9 is provided below an antenna 17 serving as a second plasma source. The point is that the hole 9a is opened inward so that the source gas 5 is introduced toward the center. With such a structure, the same effects as those of the second, third, fifth, sixth and seventh embodiments can be obtained. In the seventh and eighth embodiments, the antenna 17 does not need to be hollow, and the shape is not limited to a square, but may be any shape such as a circle, a polygon, or a spiral shape thereof.

【0021】図9は、本発明の第九の実施の形態にかか
るプラズマCVD装置を示す図である。本実施の形態の
図7に示した第七の実施の形態と相違する点は、第一の
電極2の表面内部にカスプ磁場形成用磁石16が付加さ
れたことである。このカスプ磁場により、プラズマは第
一の電極の下部付近に集中し、シラン等の原料ガスの高
密度プラズマが形成され、原料ガスの解離が大幅に促進
される。また、基板が高密度プラズマ領域から離れてい
るため、膜堆積表面がプラズマ中の高エネルギー荷電粒
子からダメージを受けることもない。従って、第七の実
施の形態の場合に比べ、より高速な低温成膜が可能にな
る。
FIG. 9 is a view showing a plasma CVD apparatus according to a ninth embodiment of the present invention. This embodiment differs from the seventh embodiment shown in FIG. 7 in that a cusp magnetic field forming magnet 16 is added inside the surface of the first electrode 2. Due to the cusp magnetic field, the plasma is concentrated near the lower part of the first electrode, and a high-density plasma of a source gas such as silane is formed, thereby greatly promoting the dissociation of the source gas. Further, since the substrate is away from the high-density plasma region, the film deposition surface is not damaged by high-energy charged particles in the plasma. Therefore, higher-speed low-temperature film formation can be performed as compared with the case of the seventh embodiment.

【0022】図10は、本発明の第十の実施の形態にか
かるプラズマCVD装置を示す図である。本実施の形態
の図8に示した第八の実施の形態と相違する点は、第一
の電極2の表面内部にカスプ磁場形成用磁石16が付加
されたことである。この実施の形態の場合にも、前述の
ように、第八の実施の形態の場合に比べ、より高速な低
温成膜が可能になる。
FIG. 10 is a view showing a plasma CVD apparatus according to a tenth embodiment of the present invention. The present embodiment is different from the eighth embodiment shown in FIG. 8 in that a cusp magnetic field forming magnet 16 is added inside the surface of the first electrode 2. Also in this embodiment, as described above, a higher-speed low-temperature film formation can be performed as compared with the eighth embodiment.

【0023】図11は、本発明に係る第一のプラズマ発
生方法を示す電圧波形図である。上記第二、三、五、
六、七、八、九および十の実施の形態のCVD装置にお
いては、第一のプラズマ源と第二のプラズマ源とを独立
に駆動することができる。この第一のプラズマ発生方法
では、第二のプラズマ源を連続的に動作させ、第一のプ
ラズマ源のみを十マイクロ秒以上百ミリ秒以下の周期で
間欠的にオン・オフさせる。この場合、第一のガス供給
系10からシラン等の原料ガスを、また第二のガス供給
系20から水素ガスや希ガス等を導入する。
FIG. 11 is a voltage waveform diagram showing a first plasma generation method according to the present invention. The second, three, five,
In the CVD apparatus of the sixth, seventh, eighth, ninth and tenth embodiments, the first plasma source and the second plasma source can be driven independently. In the first plasma generation method, the second plasma source is operated continuously, and only the first plasma source is turned on and off intermittently at a period of 10 microseconds to 100 milliseconds. In this case, a source gas such as silane is introduced from the first gas supply system 10, and a hydrogen gas or a rare gas is introduced from the second gas supply system 20.

【0024】一般に、SiH3 ラジカルは高品質な非単
結晶シリコン膜の成膜において重要な役割を果たしてい
ると考えられている。この駆動方法のように、第一のプ
ラズマ源を周期的にオン・オフし間欠的に動作させるこ
とで、シランプラズマ中のSiH3 ラジカルの相対的な
密度を高くすることができる。その理由は以下の通りで
ある。これまでの研究結果より、このSiH3 ラジカル
の寿命は、他のラジカルに比べて長いことが分かってい
る。従って、第一の高周波電源の出力がオフの時におい
ても、容器内にはSiH3 ラジカルがある程度存在す
る。一方、他の寿命の短いラジカルは、出力がオフにな
った瞬間にほとんど消滅する。従って、時間平均で考え
ると、他のラジカルに対するSiH3 ラジカルの相対的
な密度が増加することになる。SiH3 ラジカルや他の
ラジカルの寿命を考えると、オン・オフの周期は十マイ
クロ秒以上百ミリ秒以下が適当である。更に、第二のガ
ス供給系から、水素等の原料ガスや希ガス等を基板表面
に向けて導入すると同時に、第二のプラズマ源により、
基板表面近傍に選択的に水素ラジカル、水素イオン、希
ガスラジカル、希ガスイオン等を発生させ、膜堆積表面
をより活性化させ、高品質な各種非単結晶シリコン膜
を、更に低温で形成することが可能となる。また、カス
プ磁場を組み合わせて用いた場合には、高密度プラズマ
が生成されるためSiH3 ラジカル密度も増加し、低温
で且つ高速成膜が可能になる。
It is generally considered that SiH 3 radical plays an important role in forming a high-quality non-single-crystal silicon film. As in this driving method, the relative density of SiH 3 radicals in the silane plasma can be increased by periodically turning on and off the first plasma source and operating it intermittently. The reason is as follows. From the research results so far, it has been found that the lifetime of this SiH 3 radical is longer than that of other radicals. Therefore, even when the output of the first high-frequency power supply is off, there are some SiH 3 radicals in the container. On the other hand, other short-lived radicals almost disappear when the output is turned off. Therefore, considering the time average, the relative density of the SiH 3 radical with respect to other radicals increases. Considering the lifetime of SiH 3 radicals and other radicals, the ON / OFF cycle is suitably from 10 microseconds to 100 milliseconds. Furthermore, from the second gas supply system, a raw material gas such as hydrogen or a rare gas is introduced toward the substrate surface, and at the same time, by the second plasma source,
Selectively generate hydrogen radicals, hydrogen ions, rare gas radicals, rare gas ions, etc. near the substrate surface, activate the film deposition surface more, and form high-quality non-single-crystal silicon films at lower temperatures. It becomes possible. When a cusp magnetic field is used in combination, high-density plasma is generated, so that the SiH 3 radical density also increases, and low-temperature and high-speed film formation becomes possible.

【0025】図12は、本発明に係る第二のプラズマ発
生方法を示す電圧波形図である。この駆動方法において
は、第一のプラズマ源のみならず、第二のプラズマ源も
周期的にオン・オフし間欠的に動作させる。具体的に
は、第一のプラズマ源と第二のプラズマ源とを十マイク
ロ秒以上百ミリ秒以下の周期でオン・オフさせ、且つ、
お互いにオン・オフの位相を180度ずらしている。第
一のプラズマ源がオンで第二のプラズマ源がオフの時、
容器内にシランプラズマが形成され、基板上に膜が数レ
イア堆積する。次の周期で第一のプラズマ源がオフで第
二のプラズマ源がオンの時は、主に基板表面近傍に選択
的に水素ラジカル、水素イオン、希ガスラジカル、希ガ
スイオン等が発生し、前の周期で堆積した膜の改質が行
われる。このような、膜の堆積・膜の改質を繰り返しな
がら成膜することにより、高品質な各種非単結晶シリコ
ン膜を、低温で形成することが可能となる。それと同時
に、この膜改質期間には上述のように、長寿命のSiH
3 ラジカルも存在するので、高品質膜も堆積される。こ
のような、膜の堆積・膜の改質を繰り返しながら成膜す
ることにより、高品質な各種非単結晶シリコン膜を、低
温で形成することが可能となる。
FIG. 12 is a voltage waveform diagram showing a second plasma generation method according to the present invention. In this driving method, not only the first plasma source but also the second plasma source is periodically turned on and off to operate intermittently. Specifically, the first plasma source and the second plasma source are turned on and off at a period of 10 microseconds or more and 100 milliseconds or less, and
The on / off phases are shifted from each other by 180 degrees. When the first plasma source is on and the second plasma source is off,
A silane plasma is formed in the container, and several layers are deposited on the substrate. In the next cycle, when the first plasma source is off and the second plasma source is on, hydrogen radicals, hydrogen ions, rare gas radicals, rare gas ions, etc. are mainly generated mainly near the substrate surface, The film deposited in the previous cycle is modified. By forming a film while repeating such film deposition and film modification, it becomes possible to form various high-quality non-single-crystal silicon films at a low temperature. At the same time, during the film reforming period, as described above, the long-life SiH
Because there are also three radicals, a high quality film is also deposited. By forming a film while repeating such film deposition and film modification, it becomes possible to form various high-quality non-single-crystal silicon films at a low temperature.

【0026】また、同様な処理を、第一の高周波電源と
第二の高周波電源を用いて、それぞれ位相をずらしてオ
ン・オフさせることによって行うことも可能である。本
発明に係る各実施の形態のプラズマCVD装置におい
て、第一のプラズマ源となる第一の電極2には、13.
56MHz以上500MHz以下の周波数の高周波電力
が供給される。通常の商用周波数である13.56MH
zよりも高いVHF帯の周波数で放電を形成すると、高
密度プラズマが形成され原料ガスの利用効率が向上し、
高品質膜の高速成膜が可能になる。更に、VHF帯の周
波数とカスプ磁場とを併用した場合には、更なる高速成
膜が可能になる。
Similar processing can also be performed by using the first high-frequency power supply and the second high-frequency power supply and turning them on and off with their phases shifted from each other. In the plasma CVD apparatus of each embodiment according to the present invention, the first electrode 2 serving as the first plasma source includes:
High frequency power of a frequency of 56 MHz to 500 MHz is supplied. 13.56 MH which is a normal commercial frequency
When a discharge is formed at a frequency in the VHF band higher than z, a high-density plasma is formed and the utilization efficiency of the source gas is improved,
High-speed deposition of high-quality films becomes possible. Further, when both the frequency of the VHF band and the cusp magnetic field are used, a further high-speed film formation is possible.

【0027】本発明に係る各実施の形態のプラズマCV
D装置において、第二の電極6には100kHz以上1
3.56MHz以下の周波数の高周波電力が供給され
る。このように第二の電極6に、比較的低い周波数の高
周波電力を印加することで、基板表面のイオンエネルギ
ーを制御することができる。これは、低い周波数の電界
変化に対しては、電子に比べて質量の重いイオンでも追
随できるためである。このようなイオンエネルギーの制
御により、膜堆積表面に適度なエネルギーを付与するこ
とができ、高品質膜の低温成膜が可能になる。また、第
二の電極に供給する高周波電力を、第一のプラズマ源や
第二のプラズマ源のオン・オフと同期させてオン・オフ
させることにより、膜堆積表面の水素イオンや希ガスイ
オン等のエネルギー制御にバリエーションをもたせるこ
とができ、低基板温度での高品質膜成膜がより容易にな
る。
The plasma CV of each embodiment according to the present invention
In the D device, the second electrode 6 has a frequency of 100 kHz or more and 1
High frequency power of a frequency of 3.56 MHz or less is supplied. By applying high-frequency power of a relatively low frequency to the second electrode 6 in this manner, the ion energy on the substrate surface can be controlled. This is because an ion having a higher mass than an electron can follow an electric field change at a low frequency. By controlling such ion energy, appropriate energy can be applied to the film deposition surface, and a high-quality film can be formed at a low temperature. Further, by turning on / off the high frequency power supplied to the second electrode in synchronization with the on / off of the first plasma source and the second plasma source, hydrogen ions and rare gas ions on the film deposition surface can be obtained. Energy control can be varied, and it becomes easier to form a high-quality film at a low substrate temperature.

【0028】本発明に係る各実施の形態のプラズマCV
D装置のいずれかを用いて、また上記の成膜方法の何れ
かを用いて、ポリシリコン膜を形成することができる。
本発明に係る成膜方法では、特に水素ラジカルを基板表
面に積極的に供給する。膜堆積表面まで拡散してきた水
素ラジカルは、表面を被覆している水素原子を奪い、表
面を活性化する。この活性化サイトにおいてSiH3
ジカルが膜堆積に寄与し、膜中水素濃度が非常に小さい
高品質ポリシリコン膜が形成される。更に希ガス等のイ
オンエネルギーを利用することにより、300℃程度の
低温で結晶性の優れた高品質なポリシリコン膜の形成が
可能となる。このような高品質なポリシリコン膜では、
従来のレーザーアニール処理を施した膜と同等な膜質を
有している。
The plasma CV of each embodiment according to the present invention
The polysilicon film can be formed by using any of the D apparatuses and by using any of the above-described film forming methods.
In the film forming method according to the present invention, hydrogen radicals are particularly positively supplied to the substrate surface. Hydrogen radicals that have diffused to the film deposition surface deprive the surface of the hydrogen atoms and activate the surface. At this activation site, SiH 3 radicals contribute to film deposition, and a high-quality polysilicon film having a very low hydrogen concentration in the film is formed. Further, by utilizing ion energy of a rare gas or the like, a high-quality polysilicon film having excellent crystallinity can be formed at a low temperature of about 300 ° C. With such high quality polysilicon film,
It has the same film quality as a film that has been subjected to conventional laser annealing.

【0029】[0029]

【実施例】以下、本発明の具体的実施例について説明す
るが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。図1に示すプラズマCVD装置を基礎とした、本発
明のCVD装置および成膜方法の実施例について説明す
る。第一の電極2に、60MHzの高周波電力を供給
し、また、第一の電極に形成された複数のガス導入孔か
ら、原料ガスであるシランガスを放電容器1内にシャワ
ー状に供給した。第二の電極6上に基板7を設置し、基
板温度が200℃になるように、ヒーター8の制御を行
った。
EXAMPLES Hereinafter, specific examples of the present invention will be described, but the present invention is not limited to these examples. An embodiment of a CVD apparatus and a film forming method of the present invention based on the plasma CVD apparatus shown in FIG. 1 will be described. A high frequency power of 60 MHz was supplied to the first electrode 2, and a silane gas as a raw material gas was supplied into the discharge vessel 1 in a shower form from a plurality of gas introduction holes formed in the first electrode. The substrate 7 was placed on the second electrode 6, and the heater 8 was controlled so that the substrate temperature became 200 ° C.

【0030】第二のガス供給系となるガス導入管9は、
内径3mm、肉厚1mmの金属円筒パイプで、第二の電
極と同程度の大きさの長方形形状に形成した。ガス導入
用の孔を円筒パイプの下部に1cm程度の間隔で形成す
ることにより、基板表面に向かってガスが供給されるよ
うにした。ガスとしては、水素ガスとキセノンガスを供
給した。このように、第一のガス供給系および第二のガ
ス供給系から、それぞれガスを供給し、放電容器内の圧
力が5Paとなるように、排気装置11を用いて圧力を
調整し、第一の電極に60MHzの高周波電力を供給し
てプラズマを形成した。このようにして形成された非単
結晶シリコン膜をFT―IR(フーリエ変換−赤外線)
法を用いて評価したところ、膜中水素濃度は15%以下
であり、またSi−H2 結合密度よりもSi―H結合密
度が高い高品質な膜が形成されていることが分かった。
また、第一のガス供給系からシランガス、アンモニアガ
ス、窒素ガスを放電容器内にシャワー状に供給し、第二
のガス供給系から水素ガスとキセノンガスを供給するこ
とによりプラズマを形成し、成膜を行ったところ、Si
―H結合密度よりもN−H結合密度が高い高品質な窒化
シリコン膜が形成できた。また、第一のガス供給系から
シランガス、ホスフィンガスを放電容器内にシャワー状
に供給し、第二のガス供給系から水素ガスとキセノンガ
スを供給することによりプラズマを形成し、成膜を行っ
たところ、抵抗率が200Ω・cm以下の高品質なn型
化した非単結晶シリコン膜が形成できた。
The gas introduction pipe 9 serving as the second gas supply system is
A metal cylindrical pipe having an inner diameter of 3 mm and a wall thickness of 1 mm was formed into a rectangular shape having the same size as the second electrode. Gas introduction holes were formed at the bottom of the cylindrical pipe at intervals of about 1 cm so that gas was supplied toward the substrate surface. As the gas, hydrogen gas and xenon gas were supplied. As described above, the gas is supplied from the first gas supply system and the second gas supply system, and the pressure is adjusted using the exhaust device 11 so that the pressure in the discharge vessel becomes 5 Pa. A high frequency power of 60 MHz was supplied to the electrodes to form plasma. The non-single-crystal silicon film thus formed is subjected to FT-IR (Fourier transform-infrared).
When evaluated by the method, it was found that the hydrogen concentration in the film was 15% or less and a high-quality film having a higher Si—H bond density than the Si—H 2 bond density was formed.
Further, plasma is formed by supplying a silane gas, an ammonia gas, and a nitrogen gas in a shower form from the first gas supply system into the discharge vessel, and supplying hydrogen gas and xenon gas from the second gas supply system. When the film was made, Si
A high-quality silicon nitride film having an NH bond density higher than the -H bond density could be formed. In addition, a silane gas and a phosphine gas are supplied from a first gas supply system into a discharge vessel in a shower state, and a hydrogen gas and a xenon gas are supplied from a second gas supply system to form plasma and form a film. As a result, a high-quality n-type non-single-crystal silicon film having a resistivity of 200 Ω · cm or less was formed.

【0031】図2に示すプラズマCVD装置を基礎とし
た、本発明のCVD装置および成膜方法の実施例につい
て説明する。第一の電極2には、60MHzの高周波電
力を供給し、また、第一の電極に形成された多数のガス
導入孔から、原料ガスであるシランガスを放電容器内に
シャワー状に供給した。第二の電極6上に基板7を設置
し、基板温度が200℃になるように、ヒーター8の制
御を行った。第一の電極と第二の電極との間の距離は、
10〜15cmに設定した。ガス導入管9は、内径3m
m、肉厚1mmの金属円筒パイプで、第二の電極と同程
度の大きさの長方形形状に形成した。また、第二の電極
の上方4cmの位置に設置した。ガス導入用の孔を円筒
パイプの下部に1cm程度の間隔で形成することによ
り、基板表面に向かってガスが供給されるようにした。
ガスとしては、水素ガスとキセノンガスを供給した。こ
のように、第一のガス供給系および第二のガス供給系か
ら、それぞれガスを供給し、放電容器内の圧力が5Pa
となるように、排気装置11を用いて圧力を調整した。
第一の高周波電源としてに60MHzの電源を用いてシ
ランプラズマを形成し、第三の高周波電源として13.
56MHzの電源を用いて基板表面近傍に水素ガスやキ
セノンガスのプラズマを形成した。図1のCVD装置に
係る実施例の場合に比べて、水素ガスやキセノンガスの
プラズマにより基板表面にエネルギーが付与されるの
で、更に高品質な非単結晶シリコン膜を形成することが
できた。
An embodiment of the CVD apparatus and the film forming method of the present invention based on the plasma CVD apparatus shown in FIG. 2 will be described. A high frequency power of 60 MHz was supplied to the first electrode 2, and silane gas as a raw material gas was supplied in a shower shape from a number of gas introduction holes formed in the first electrode into the discharge vessel. The substrate 7 was placed on the second electrode 6, and the heater 8 was controlled so that the substrate temperature became 200 ° C. The distance between the first electrode and the second electrode is
It was set to 10-15 cm. The gas introduction pipe 9 has an inner diameter of 3 m
m, a metal cylindrical pipe having a thickness of 1 mm was formed into a rectangular shape having a size similar to that of the second electrode. In addition, it was installed at a position 4 cm above the second electrode. Gas introduction holes were formed at the bottom of the cylindrical pipe at intervals of about 1 cm so that gas was supplied toward the substrate surface.
As the gas, hydrogen gas and xenon gas were supplied. As described above, the gas is supplied from the first gas supply system and the second gas supply system, and the pressure in the discharge vessel is 5 Pa
The pressure was adjusted using the exhaust device 11 so that
12. A silane plasma is formed using a 60 MHz power supply as a first high frequency power supply, and 13.
Plasma of hydrogen gas or xenon gas was formed near the substrate surface using a power supply of 56 MHz. Since energy is applied to the substrate surface by the plasma of hydrogen gas or xenon gas as compared with the embodiment of the CVD apparatus of FIG. 1, a higher quality non-single-crystal silicon film can be formed.

【0032】また、第一のガス供給系からシランガス、
アンモニアガス、窒素ガスを放電容器内にシャワー状に
供給し、第二のガス供給系から水素ガスとキセノンガス
を供給することによりプラズマを形成し、成膜を行った
ところ、Si―H結合密度よりもN−H結合密度が高い
高品質な窒化シリコン膜が形成できた。また、第一のガ
ス供給系からシランガス、ホスフィンガスを放電容器内
にシャワー状に供給し、第二のガス供給系から水素ガス
とキセノンガスを供給することによりプラズマを形成
し、成膜を行ったところ、抵抗率が150Ω・cm以下
の高品質なn型化した非単結晶シリコン膜が形成でき
た。
Also, silane gas from the first gas supply system,
Ammonia gas and nitrogen gas were supplied into the discharge vessel in the form of a shower, and plasma was formed by supplying hydrogen gas and xenon gas from the second gas supply system. Thus, a high-quality silicon nitride film having a higher NH bond density was formed. In addition, a silane gas and a phosphine gas are supplied from a first gas supply system into a discharge vessel in a shower state, and a hydrogen gas and a xenon gas are supplied from a second gas supply system to form plasma and form a film. As a result, a high-quality n-type non-single-crystal silicon film having a resistivity of 150 Ω · cm or less was formed.

【0033】図3に示すプラズマCVD装置を基礎とし
た、本発明のCVD装置および成膜方法の実施例につい
て説明する。第一の電極2に、60MHzの高周波電力
を供給し、また、第一の電極に形成された多数のガス導
入孔から、原料ガスであるシランガスを放電容器内にシ
ャワー状に供給した。
An embodiment of the CVD apparatus and the film forming method of the present invention based on the plasma CVD apparatus shown in FIG. 3 will be described. A high frequency power of 60 MHz was supplied to the first electrode 2, and a silane gas as a raw material gas was supplied into the discharge vessel in a shower form from a number of gas introduction holes formed in the first electrode.

【0034】第二の電極6上に基板7を設置し、基板温
度が200℃になるように、ヒーター8の制御を行っ
た。第二のガス供給系であるガス導入管9は、内径3m
m、肉厚1mmの金属円筒パイプで、第二の電極と同程
度の大きさの長方形渦巻き形状に形成した。ガス導入孔
を円筒パイプの下部に1cm程度の間隔で形成すること
により、基板表面に向かってガスが供給されるようにし
た。図1、図2ののCVD装置に係る実施例に比べて、
第二のガス供給系からのガス供給が、基板表面近傍にお
いてより均一になる。ガスとしては、水素ガスとキセノ
ンガスを供給した。
The substrate 7 was placed on the second electrode 6, and the heater 8 was controlled so that the substrate temperature became 200 ° C. The gas introduction pipe 9 serving as the second gas supply system has an inner diameter of 3 m.
m, a metal cylindrical pipe having a wall thickness of 1 mm was formed into a rectangular spiral shape having the same size as the second electrode. Gas introduction holes were formed at the bottom of the cylindrical pipe at intervals of about 1 cm so that gas was supplied toward the substrate surface. Compared to the embodiment according to the CVD apparatus of FIGS.
The gas supply from the second gas supply system becomes more uniform near the substrate surface. As the gas, hydrogen gas and xenon gas were supplied.

【0035】このように、第一のガス供給系および第二
のガス供給系から、それぞれガスを供給し、放電容器内
の圧力が5Paとなるように、排気装置11を用いて圧
力を調整した。第一の高周波電源としてに60MHzの
電源を用いてシランプラズマを形成し、第三の高周波電
源として13.56MHzの電源を用いて基板表面近傍
に水素ガスやキセノンガスのプラズマを形成した。第一
の実施例の場合に比べて、水素ガスやキセノンガスのプ
ラズマにより基板表面にエネルギーが付与されるので、
更に高品質な非単結晶シリコン膜が形成された。また、
第一のガス供給系からシランガス、アンモニアガス、窒
素ガスを放電容器内にシャワー状に供給し、第二のガス
供給系から水素ガスとキセノンガスを供給することによ
りプラズマを形成し、成膜を行ったところ、Si―H結
合密度よりもN−H結合密度が高い高品質な窒化シリコ
ン膜が形成できた。
As described above, the gas was supplied from the first gas supply system and the second gas supply system, and the pressure was adjusted using the exhaust device 11 so that the pressure in the discharge vessel was 5 Pa. . A silane plasma was formed using a 60 MHz power supply as a first high frequency power supply, and a hydrogen gas or xenon gas plasma was formed near the substrate surface using a 13.56 MHz power supply as a third high frequency power supply. Since energy is applied to the substrate surface by hydrogen gas or xenon gas plasma compared to the first embodiment,
Further, a high-quality non-single-crystal silicon film was formed. Also,
Plasma is formed by supplying silane gas, ammonia gas, and nitrogen gas from the first gas supply system into the discharge vessel in a shower form, and supplying hydrogen gas and xenon gas from the second gas supply system to form a plasma. As a result, a high-quality silicon nitride film having an NH bond density higher than the Si-H bond density was formed.

【0036】また、第一のガス供給系からシランガス、
ホスフィンガスを放電容器内にシャワー状に供給し、第
二のガス供給系から水素ガスとキセノンガスを供給する
ことによりプラズマを形成し、成膜を行ったところ、抵
抗率が150Ω・cm以下の高品質なn型化した非単結
晶シリコン膜が形成できた。
Also, silane gas from the first gas supply system,
When a phosphine gas is supplied in a shower shape into the discharge vessel, a plasma is formed by supplying hydrogen gas and xenon gas from the second gas supply system, and the film is formed, the resistivity is 150 Ω · cm or less. A high-quality n-type non-single-crystal silicon film could be formed.

【0037】図7に示すプラズマCVD装置を基礎とし
た、本発明のCVD装置および成膜方法の実施例につい
て説明する。図7のCVD装置において、第二の電極6
とアンテナ17との距離は4cm、アンテナ17とガス
導入管9との距離は2cmとした。これ以外は、図2の
CVD装置を基礎とする実施例と同様の方法で成膜を行
った。
An embodiment of a CVD apparatus and a film forming method of the present invention based on the plasma CVD apparatus shown in FIG. 7 will be described. In the CVD apparatus shown in FIG.
The distance between the antenna 17 and the antenna 17 was 4 cm, and the distance between the antenna 17 and the gas introduction pipe 9 was 2 cm. Except for this, a film was formed by the same method as in the example based on the CVD apparatus in FIG.

【0038】図8に示すプラズマCVD装置を基礎とし
た、本発明のCVD装置および成膜方法の実施例につい
て説明する。図8のCVD装置において、第二の電極6
とガス導入管9との距離は2cm、ス導入管9とアンテ
ナ17との距離は2cmとした。そして、ガス導入管9
からガスが基板表面に向かって導入されるように、ガス
導入孔9aは中空パイプの側面に設けられている。これ
以外は、図2のCVD装置を基礎とする実施例と同様の
方法で成膜を行った。
An embodiment of the CVD apparatus and the film forming method of the present invention based on the plasma CVD apparatus shown in FIG. 8 will be described. In the CVD apparatus shown in FIG.
The distance between the gas introduction pipe 9 and the gas introduction pipe 9 was 2 cm, and the distance between the gas introduction pipe 9 and the antenna 17 was 2 cm. And gas introduction pipe 9
The gas introduction hole 9a is provided on the side surface of the hollow pipe so that the gas is introduced toward the surface of the substrate. Except for this, a film was formed by the same method as in the example based on the CVD apparatus in FIG.

【0039】以上、本発明の好ましい実施の形態、実施
例について説明したが、本発明はこれらに限定されるも
のではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内におい
て各種の変更が可能なものである。例えば、実施例には
記載のない、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、p
型化した非単結晶シリコン膜等の低温成膜にも本発明は
適用できる。更に、本発明では膜堆積表面に積極的に水
素ラジカルを供給するため、300℃程度の低基板温度
で膜中水素濃度が5パーセント以下の高品質ポリシリコ
ン膜を形成することも可能である。これは、水素ラジカ
ルが膜堆積表面から被服水素を奪いながら膜堆積が進
み、シリコン原子密度の高い膜が形成されるためであ
る。このようにして形成したポリシリコン膜は、従来の
レーザーアニール処理を施した膜と同等な膜質を有して
いる。従って、従来のレーザーアニール処理が不要とな
り、プロセスの低コスト化が実現する。また、真空容器
内のプラズマ密度の均一化を図るために従来より用いら
れている手段として、真空容器の側面に複数の磁石を設
置する構造が用いられているが、本発明とこのような従
来の構造とを組み合わせて、プラズマ密度をより均一化
することも可能である。
Although the preferred embodiments and examples of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these, and various modifications are possible within the scope described in the claims. It is. For example, a silicon oxide film, a silicon oxynitride film, p
The present invention can be applied to low-temperature film formation of a non-single-crystal silicon film or the like. Further, in the present invention, since hydrogen radicals are positively supplied to the film deposition surface, it is possible to form a high-quality polysilicon film having a hydrogen concentration of 5% or less at a low substrate temperature of about 300 ° C. This is because the film deposition proceeds while the hydrogen radicals take away the coating hydrogen from the film deposition surface, and a film having a high silicon atom density is formed. The polysilicon film thus formed has the same film quality as a film subjected to a conventional laser annealing process. Therefore, the conventional laser annealing is not required, and the cost of the process can be reduced. In addition, as a conventionally used means for achieving a uniform plasma density in a vacuum vessel, a structure in which a plurality of magnets are installed on the side surface of the vacuum vessel is used. It is also possible to make the plasma density more uniform by combining with the above structure.

【0040】[0040]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のプラズマCVD装置およびそれを用いた成膜方法によ
り、200℃以下の低い基板温度で、シランガスを主原
料として、高品質な非単結晶シリコン膜または不純物が
ドーピングされた非単結晶シリコン膜または非単結晶シ
リコン絶縁膜を成膜することができる。更に、高密度プ
ラズマを生成して原料ガスの分解効率が向上するので、
原料ガスの利用効率が向上し排ガス量が減少するので、
環境にやさしい成膜プロセスが実現できる。また、30
0℃程度まで基板温度を高くすれば、従来のレーザーア
ニール処理が不要な高品質ポリシリコン膜の形成も可能
になる。また、真空容器の大型化にも比較的容易に対応
できるので、対角1メートル程度の大型ガラス基板を用
いる液晶ディスプレイ用の薄膜トランジスタ成膜プロセ
スに適用することができる。
As is apparent from the above description, the plasma CVD apparatus of the present invention and the film forming method using the same at a low substrate temperature of 200.degree. A crystalline silicon film, a non-single-crystal silicon film doped with impurities, or a non-single-crystal silicon insulating film can be formed. Furthermore, since high-density plasma is generated and the decomposition efficiency of the source gas is improved,
As the efficiency of use of raw material gas improves and the amount of exhaust gas decreases,
An environment-friendly film forming process can be realized. Also, 30
If the substrate temperature is raised to about 0 ° C., it becomes possible to form a high-quality polysilicon film which does not require the conventional laser annealing. Further, since it is relatively easy to cope with an increase in the size of the vacuum container, it can be applied to a thin film transistor formation process for a liquid crystal display using a large glass substrate having a diagonal length of about 1 meter.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の第一の実施の形態に係るプラズマC
VD装置の概略図である。
FIG. 1 shows a plasma C according to a first embodiment of the present invention.
It is a schematic diagram of a VD device.

【図2】 本発明の第二の実施の形態に係るプラズマC
VD装置の概略図である。
FIG. 2 shows a plasma C according to a second embodiment of the present invention.
It is a schematic diagram of a VD device.

【図3】 本発明の第三の実施の形態に係るプラズマC
VD装置の概略図である。
FIG. 3 shows a plasma C according to a third embodiment of the present invention.
It is a schematic diagram of a VD device.

【図4】 本発明の第四の実施の形態に係るプラズマC
VD装置の概略図である。
FIG. 4 shows a plasma C according to a fourth embodiment of the present invention.
It is a schematic diagram of a VD device.

【図5】 本発明の第五の実施の形態に係るプラズマC
VD装置の概略図である。
FIG. 5 shows a plasma C according to a fifth embodiment of the present invention.
It is a schematic diagram of a VD device.

【図6】 本発明の第六の実施の形態に係るプラズマC
VD装置の概略図である。
FIG. 6 shows a plasma C according to a sixth embodiment of the present invention.
It is a schematic diagram of a VD device.

【図7】 本発明の第七の実施の形態に係るプラズマC
VD装置の概略図である。
FIG. 7 shows a plasma C according to a seventh embodiment of the present invention.
It is a schematic diagram of a VD device.

【図8】 本発明の第八の実施の形態に係るプラズマC
VD装置の概略図である。
FIG. 8 shows a plasma C according to an eighth embodiment of the present invention.
It is a schematic diagram of a VD device.

【図9】 本発明の第九の実施の形態に係るプラズマC
VD装置の概略図である。
FIG. 9 shows a plasma C according to a ninth embodiment of the present invention.
It is a schematic diagram of a VD device.

【図10】 本発明の第十の実施の形態に係るプラズマ
CVD装置の概略図である。
FIG. 10 is a schematic view of a plasma CVD apparatus according to a tenth embodiment of the present invention.

【図11】 本発明の第一、第二のプラズマ源に供給さ
れる高周波電源の出力電圧波形図の一例である。
FIG. 11 is an example of an output voltage waveform diagram of a high-frequency power supply supplied to the first and second plasma sources of the present invention.

【図12】 本発明の第一、第二のプラズマ源に供給さ
れる高周波電源の出力電圧波形図の他の例である。
FIG. 12 is another example of an output voltage waveform diagram of a high-frequency power supply supplied to the first and second plasma sources of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 真空容器 2 第一の電極 3 第一の高周波電源 4 第一の整合回路 5 原料ガス 6 第二の電極 7 基板 8 ヒーター 9 ガス導入管 9a ガス導入孔 10 第一のガス供給系 11 排気装置 12 第二の高周波電源 13 第二の整合回路 14 第三の高周波電源 15 第三の整合回路 16 カスプ磁場形成用磁石 17 アンテナ 20 第二のガス供給系 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vacuum container 2 1st electrode 3 1st high frequency power supply 4 1st matching circuit 5 Source gas 6 2nd electrode 7 Substrate 8 Heater 9 Gas introduction pipe 9a Gas introduction hole 10 First gas supply system 11 Exhaust device Reference Signs List 12 second high-frequency power supply 13 second matching circuit 14 third high-frequency power supply 15 third matching circuit 16 cusp magnetic field forming magnet 17 antenna 20 second gas supply system

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−260434(JP,A) 特開 平11−168094(JP,A) 特開 平8−37097(JP,A) 特開 平5−93277(JP,A) 特開 平2−219218(JP,A) 特開 平11−74201(JP,A) 特開 平7−130719(JP,A) 特開 昭53−91665(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/205 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (56) References JP-A-6-260434 (JP, A) JP-A-11-168094 (JP, A) JP-A 8-37097 (JP, A) JP-A-5-37097 93277 (JP, A) JP-A-2-219218 (JP, A) JP-A-11-74201 (JP, A) JP-A-7-130719 (JP, A) JP-A-53-91665 (JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 21/205

Claims (17)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 シラン系ガスを用いて非単結晶シリコン
膜または非単結晶シリコン化合物を成膜するプラズマC
VD装置であって、 放電が行われる真空容器と、 第一の原料ガスをシャワー状に前記真空容器内に供給す
る、高周波電力が供給されて第一のプラズマ源となる第
一の平板電極と、 前記真空容器内に前記第一の平板電極と平行に対向配置
され、基板を保持する機構を有する第二の平板電極と、 前記第一、第二の平板電極の間にあって、前記第二の平
板電極の表面近傍に第二の原料ガスを供給するガス供給
機構と、 を有し、前記第一の平板電極と前記ガス供給機構との
間、および、前記ガス供給機構と前記第二の平板電極と
の間にプラズマが生成されることを特徴とするプラズマ
CVD装置。
1. A plasma C for forming a non-single-crystal silicon film or a non-single-crystal silicon compound using a silane-based gas.
A VD apparatus, comprising: a vacuum vessel in which discharge is performed; and a first plate electrode supplied with high-frequency power and serving as a first plasma source, supplying a first source gas into the vacuum vessel in a shower shape. A second flat plate electrode that is disposed in the vacuum vessel in parallel with the first flat plate electrode and has a mechanism for holding a substrate, and the second flat plate electrode is located between the first and second flat plate electrodes, have a, a gas supply mechanism for supplying a second material gas near the surface of the plate electrode, and the first plate electrode and the gas supply mechanism
Between, and the gas supply mechanism and the second plate electrode
Plasma CVD apparatus according to claim Rukoto plasma is generated between.
【請求項2】 前記ガス供給機構が、ガス導入孔を有す
るパイプを備えていることを特徴とする請求項1記載の
プラズマCVD装置。
2. The plasma CVD apparatus according to claim 1, wherein the gas supply mechanism includes a pipe having a gas introduction hole.
【請求項3】 前記パイプが、前記ガス導入孔が前記基
板上に均等に配置されるように、前記第二の平板電極上
に配管されていることを特徴とする請求項2記載のプラ
ズマCVD装置。
3. The plasma CVD method according to claim 2, wherein the pipe is provided on the second flat plate electrode such that the gas introduction holes are evenly arranged on the substrate. apparatus.
【請求項4】 前記パイプが、円形または方形状でコイ
ル状に加工されていることを特徴とする請求項2記載の
プラズマCVD装置。
4. The plasma CVD apparatus according to claim 2, wherein said pipe is processed into a circular or rectangular coil shape.
【請求項5】 前記パイプが金属パイプであって、該金
属パイプは高周波電力が供給されて第二のプラズマ源を
構成していることを特徴とする請求項2〜4のいずれか
に記載のプラズマCVD装置。
5. The method according to claim 2, wherein the pipe is a metal pipe, and the metal pipe is supplied with high-frequency power to constitute a second plasma source. Plasma CVD equipment.
【請求項6】 前記ガス供給機構のガス導入孔の近傍に
あって、第二のプラズマ源となるアンテナ機構を備えて
いることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の
プラズマCVD装置。
6. The plasma CVD method according to claim 1, further comprising an antenna mechanism serving as a second plasma source near the gas introduction hole of the gas supply mechanism. apparatus.
【請求項7】 前記第一の平板電極が、該平板電極の表
面近傍にカスプ磁場を形成するための磁場形成機構を備
えていることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記
載のプラズマCVD装置。
7. The device according to claim 1, wherein the first plate electrode is provided with a magnetic field forming mechanism for forming a cusp magnetic field near a surface of the plate electrode. Plasma CVD equipment.
【請求項8】 前記磁場形成機構は、前記第一の平板電
極の表面における互いに隣り合う磁極が異なる複数の永
久磁石または電磁石から構成されていることを特徴とす
る請求項7記載のプラズマCVD装置。
8. The plasma CVD apparatus according to claim 7, wherein the magnetic field forming mechanism comprises a plurality of permanent magnets or electromagnets having different magnetic poles adjacent to each other on the surface of the first plate electrode. .
【請求項9】 前記第二の平板電極には、温度調整手段
または温度調整手段および高周波電力印加手段が備えら
れていることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記
載のプラズマCVD装置。
9. The plasma CVD apparatus according to claim 1, wherein the second plate electrode is provided with a temperature adjusting unit or a temperature adjusting unit and a high-frequency power applying unit. .
【請求項10】 高周波電力が供給される第の平板電
極よりシャワー状に第一の原料ガスが供給される平行平
板型プラズマCVD装置を用いて行う成膜方法であっ
て、第二の平板電極の表面上に第の平板電極とは異な
るガス供給機構により第二の原料ガスを供給しつつ、か
つ、前記第一の平板電極と前記ガス供給機構との間、お
よび、前記ガス供給機構と前記第二の平板電極との間に
プラズマを生成しつつ成膜を行うことを特徴とするプラ
ズマCVD成膜方法。
10. A film forming method using a parallel plate type plasma CVD apparatus to which a first raw material gas is supplied in a shower form from a first flat plate electrode to which high-frequency power is supplied, wherein the second flat plate is used. While supplying the second source gas on the surface of the electrode by a gas supply mechanism different from that of the first flat plate electrode ,
Between the first plate electrode and the gas supply mechanism,
And, between the gas supply mechanism and the second plate electrode
A plasma CVD film forming method, wherein a film is formed while generating plasma .
【請求項11】 前記ガス供給機構のガス導入孔の近傍
にプラズマを生成する第二のプラズマ源を備え、この第
二のプラズマ源により前記ガス供給機構の供給するガス
をイオン化ないしラジカル化しつつ成膜を行うことを特
徴とする請求項10記載のプラズマCVD成膜方法。
11. A second plasma source for generating plasma near a gas introduction hole of the gas supply mechanism, wherein the gas supplied by the gas supply mechanism is ionized or radicalized by the second plasma source. The method according to claim 10, wherein the film is formed.
【請求項12】 前記第一の平板電極に供給する高周波
電力を10マイクロ秒以上100ミリ秒以下の周期でオ
ン・オフさせることを特徴とする請求項11記載のプラ
ズマCVD成膜方法。
12. The plasma CVD film forming method according to claim 11, wherein the high-frequency power supplied to the first plate electrode is turned on and off at a period of 10 microseconds to 100 milliseconds.
【請求項13】 前記第二のプラズマ源に供給する高周
波電力を、前記第一の平板電極に供給する高周波電極と
同じ周期でかつこれとは位相を180度ずらせてオン・
オフさせることを特徴とする請求項12記載のプラズマ
CVD成膜方法。
13. The high-frequency power supplied to the second plasma source is turned on and off at the same period as the high-frequency electrode supplied to the first flat plate electrode and 180 degrees out of phase therewith.
13. The method according to claim 12, wherein the method is turned off.
【請求項14】 前記第一の平板電極、または、前記第
一の平板電極および前記第二のプラズマ源に、13.5
6MHz以上500MHz以下の周波数の高周波電力を
供給することを特徴とする請求項1〜13のいずれか
に記載のプラズマCVD成膜方法。
14. The method according to claim 1, wherein the first plate electrode, or the first plate electrode and the second plasma source are provided with 13.5
The plasma CVD film forming method according to any one of claims 11 to 13, wherein high-frequency power having a frequency of 6 MHz to 500 MHz is supplied.
【請求項15】 前記第二の平板電極を加熱しつつこれ
に100kHz以上13.56MHz以下の周波数の高
周波電力を供給することを特徴とする請求項10〜14
のいずれかに記載のプラズマCVD成膜方法。
15. A high-frequency power having a frequency of 100 kHz or more and 13.56 MHz or less is supplied to the second plate electrode while heating the second plate electrode.
The plasma CVD film forming method according to any one of the above.
【請求項16】 前記第二の平板電極に供給する高周波
電力を、前記第一の平板電極に供給する高周波電力と同
じ周期でかつこれとは位相を180度ずらせてオン・オ
フさせることを特徴とする請求項15記載のプラズマC
VD成膜方法。
16. The high-frequency power supplied to the second plate electrode is turned on / off in the same cycle as the high-frequency power supplied to the first plate electrode and with a phase shift of 180 degrees from the high-frequency power. The plasma C according to claim 15, wherein
VD film forming method.
【請求項17】 前記第一の平板電極より、少なくと
も、シランガス、または、シランガスおよびホスフィン
ガス、または、シランガスおよびアンモニア若しくは窒
素ガスを、前記ガス供給機構より、少なくとも、水素ガ
ス、または、水素ガスおよび希ガスを、導入して、非単
結晶シリコン膜またはリンがドーピングされた非単結晶
シリコン膜または非単結晶シリコン窒化膜を成膜するこ
とを特徴とする請求項10〜16のいずれかに記載のプ
ラズマCVD成膜方法。
17. The method according to claim 17, wherein at least silane gas, or silane gas and phosphine gas, or silane gas and ammonia or nitrogen gas is supplied from the first plate electrode, and at least hydrogen gas or hydrogen gas and hydrogen gas is supplied from the gas supply mechanism. The rare gas is introduced to form a non-single-crystal silicon film or a non-single-crystal silicon film or a non-single-crystal silicon nitride film doped with phosphorus. Plasma CVD film forming method.
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