JPH01198480A - Formation of deposited film by microwave plasma cvd - Google Patents

Formation of deposited film by microwave plasma cvd

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JPH01198480A
JPH01198480A JP2179988A JP2179988A JPH01198480A JP H01198480 A JPH01198480 A JP H01198480A JP 2179988 A JP2179988 A JP 2179988A JP 2179988 A JP2179988 A JP 2179988A JP H01198480 A JPH01198480 A JP H01198480A
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gas
deposited film
film forming
film
gas blowing
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Tsutomu Murakami
勉 村上
Masahiro Kanai
正博 金井
Soichiro Kawakami
総一郎 川上
Takashi Arai
新井 孝至
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Abstract

PURPOSE:To uniformly and stably form a high-quality and large-area functional deposited film with good reproducibility by allowing a hydrogen atom excited in a plasma producing chamber in a cavity resonator to chemically react with a gaseous raw compd. in a film forming space. CONSTITUTION:A bell jar 102 is provided in the cavity resonator 101 integrated with two impedance matching circuits in a microwave circuit, and gaseous hydrogen is excited by the plasma produced in the bell jar 102. The excitation state is measured through a condensing probe 122, and controlled. The excited hydrogen atom is passed through a metallic mesh 103, and introduced into the film forming space 116. The gasified raw material consisting of a silicon compd., a compd. expressed by the general formula AaBb [A is a group IV element other than silicon, B is H, X, and hydrocarbonic groups, (a) is an integer times the valence of B, and (b) is a positive integer], and, if necessary, a compd. contg. an element capable of electronically controlling the deposited film is activated in an activation space 114, and introduced into the space 116. The raw material is allowed to chemically react with the excited hydrogen atom, and a deposited film is formed on a substrate 118.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は、機能性膜、ことに半導体デバイス、光起電力
素子、薄膜半導体素子、画像入力用のラインセンサー、
撮像デバイス、電子写真感光デバイス等の用途に有用な
半導体堆積膜の形成法に関する。
[Detailed description of the invention] [Technical field to which the invention pertains] The present invention relates to a functional film, particularly a semiconductor device, a photovoltaic element, a thin film semiconductor element, a line sensor for image input,
The present invention relates to a method for forming a semiconductor deposited film useful for applications such as imaging devices and electrophotographic photosensitive devices.

〔従来技術の説明〕[Description of prior art]

従来、機能性膜、ことに半導体a膜は所望される電気的
、物理的特性や用途の諸点に鑑みて相応の成膜方法が採
用されている0例えば、プラズマCVD法、反応性スパ
ッタリング法、イオンブレーティング法、光CVD法、
熱CVD法、MOCVD法、MBE法などが試みられて
おり、これらのうちいくつかの方法が半導体デバイスを
形成する上で盟約なものとして採用され、企業化されて
いる。しかしながら、最も一般的に採用されているプラ
ズマCVD法においても、得られる堆積膜の電気的、物
理的特性は半導体デバイスを形成する上で十分満足され
ているとはいえず、また、その堆積膜の形成時のプラズ
マの安定性、再現性においても欠ける場合があり、時に
は生産収率を大きく低下させる要因の一つともなってい
る。
Conventionally, functional films, especially semiconductor a-films, have been formed using appropriate film-forming methods in consideration of desired electrical and physical properties and various points of use.For example, plasma CVD method, reactive sputtering method, Ion blating method, photo CVD method,
Thermal CVD method, MOCVD method, MBE method, etc. have been tried, and some of these methods have been adopted as standard methods for forming semiconductor devices and have been commercialized. However, even with the most commonly used plasma CVD method, the electrical and physical properties of the deposited film obtained are not fully satisfactory for forming semiconductor devices, and the deposited film In some cases, the stability and reproducibility of the plasma during formation are also lacking, which is sometimes one of the factors that greatly reduces the production yield.

一方、上記のような問題点を解決する手段として、例え
ば、特開昭61−97813号公報ではHR−CVD法
(llydrogen Radical As5ist
edCVD法)によって高品質の■族合金系半導体膜を
堆積形成するに当たって、膜堆積速度を高めて成膜の生
産性の飛躍的向上をはかる方法が開示さ[れている、ま
た、2.45GHz程度のマイクロ波を用いることによ
り、高密度プラズマを効率的に生成する手段として、空
洞共振器の周囲に電磁石を配置し、ECR(電子サイク
ロトロン共鳴)条件を成立させる方法が特開昭55−1
41729号公報、特開昭57−133636号公報等
で提案され、また学会等ではこの高密度プラズマを利用
して各種の半導体薄膜が形成されることが報告されてお
り、すでにこの種のマイクロ波プラズマCVD装置が市
販されるに至っているのが実状である。
On the other hand, as a means to solve the above-mentioned problems, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 61-97813 discloses the HR-CVD method (llydrogen radical as5ist).
In depositing and forming a high-quality group-III alloy semiconductor film using the edCVD method, a method has been disclosed to dramatically improve the productivity of film formation by increasing the film deposition rate. As a means of efficiently generating high-density plasma by using microwaves of about 100 mL, a method of arranging electromagnets around a cavity resonator and establishing ECR (electron cyclotron resonance) conditions was disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 55-1.
It was proposed in Japanese Patent Application No. 41729 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 133636/1983, and it has been reported in academic societies that various semiconductor thin films can be formed using this high-density plasma, and this type of microwave has already been proposed. The reality is that plasma CVD apparatuses are now commercially available.

ところで、前述したHR−CVD法に於いては、励起状
態の水素原子(水素ラジカル)が、堆積膜の形成に関し
、その膜特性及び均一性の制御に重要な役割を果たして
いるが、該励起状態の水素原子を堆積膜形成時に多量に
且つ均一に、そしてその励起状態を制御して堆積膜形成
時の化学反応を¥A御し、堆積膜の特性を任意に安定し
て制御する方法については十分な検討がなされておらず
改良の余地が残されている。
By the way, in the above-mentioned HR-CVD method, hydrogen atoms in an excited state (hydrogen radicals) play an important role in controlling the film properties and uniformity in the formation of a deposited film. Regarding the method of controlling the chemical reaction during the formation of the deposited film by controlling the excited state of hydrogen atoms in large quantities and uniformly during the formation of the deposited film, and controlling the properties of the deposited film arbitrarily and stably. Sufficient consideration has not been made and there is still room for improvement.

一方、ECRを用いたマイクロ波プラズマCVD装置に
於いては、ECR条件を成立させるためにプラズマ生成
室内の圧力は約10−3Torr以下に保つ必要があり
、堆積膜形成時の圧力に制約を受けること、あるいはこ
の程度の圧力下ではガス分子の平均自由行程が長く (
〜1m)なり堆積膜形成用の原料ガスがマイクロ波導入
窓近傍まで拡散し、分解、反応してマイクロ波導入窓や
空洞共振器内壁に堆積膜が付着し放電が不安定となった
り、付着した膜の1)4m、飛散によって基体上の堆積
膜の汚染が生ずる。また、プラズマ生成室内で発生した
プラズマは配置された電磁石の発散磁界に沿って、成膜
室内まで発散し、基板は比較的高密度の該プラズマに曝
されることとなる。従って、形成される堆allは荷電
粒子等のダメージを受けやす(、膜特性の向上に限界が
生じたり、半導体デバイス形成のプロセスとして堆積膜
を積層する工程に於いては、該荷電粒子等のダメージに
より界面特性の低下が生じ、半導体デバイスの特性向上
が図れない等の問題点が指摘されている。
On the other hand, in microwave plasma CVD equipment using ECR, the pressure inside the plasma generation chamber must be maintained at approximately 10-3 Torr or less in order to satisfy the ECR conditions, and is therefore limited by the pressure during deposited film formation. In other words, under this level of pressure, the mean free path of gas molecules is long (
~1 m), the raw material gas for forming the deposited film diffuses to the vicinity of the microwave introduction window, decomposes and reacts, and the deposited film adheres to the microwave introduction window and the inner wall of the cavity resonator, making the discharge unstable and causing adhesion. The deposited film on the substrate is contaminated by scattering of the deposited film over 1) 4 m. Further, the plasma generated in the plasma generation chamber diverges into the film formation chamber along the divergent magnetic field of the disposed electromagnet, and the substrate is exposed to the plasma at a relatively high density. Therefore, the formed deposit is susceptible to damage by charged particles, etc. (there may be a limit to the improvement of film properties, and in the process of stacking deposited films as part of the process of forming semiconductor devices, Problems have been pointed out, such as deterioration of interface properties due to damage, making it impossible to improve the properties of semiconductor devices.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は上述のごとき従来の堆積膜形成法における諸問
題を克服して、高品質の半導体デバイスを形成するのに
有効な機能性堆積膜を大面積で均一性良くそして、安定
して、再現性良く形成する堆積膜形成法を提供すること
を目的とするものである。
The present invention overcomes the problems of conventional deposited film formation methods as described above, and reproduces functional deposited films over a large area with good uniformity and stability, which are effective for forming high-quality semiconductor devices. It is an object of the present invention to provide a method for forming a deposited film with good performance.

〔発明の構成・効果〕[Structure and effects of the invention]

本発明者らは、従来の堆積膜形成時における上述の諸問
題を解決し、前記本発明の目的を達成すべく鋭意研究を
重ねたところ、マイクロ波立体回路中に2つのインピー
ダンス整合回路を一体化した空洞共振器内にプラズマ生
成室を設け、水素ガスまたは水素ガスとの混合ガスを用
いマイクロ波プラズマ放電を行ったところ安定して、再
現性よく効率的に任意の励起状態の水素原子を供給でき
るという知見を得た。
The present inventors have conducted intensive research to solve the above-mentioned problems in conventional deposited film formation and to achieve the object of the present invention, and have found that two impedance matching circuits can be integrated into a microwave three-dimensional circuit. A plasma generation chamber was set up inside the hollow resonator, and microwave plasma discharge was performed using hydrogen gas or a gas mixture with hydrogen gas. As a result, hydrogen atoms in any excited state could be generated stably and efficiently with good reproducibility. We have learned that we can supply it.

本発明の堆積膜形成法は、上述の知見に基づき更に検討
を重ねた結果完成せしめたものであり、その骨子とする
ところは、 基体上に堆積膜を形成するための成膜空間に、堆積膜形
成用の原料となる珪素を含む化合物(1)と下記の一般
弐〇)で表される化合物伐)と、必要に応じ前記堆積膜
を価電子制御し得る元素を構成する要素として含む化合
物(31の各々を気体状態で、あるいはこれらの化合物
のうちの少なくとも1種類以上の化合物を前記成膜空間
とは別に設けられた活性化空間にて予め活性化した状態
で導入し、−方、これら気体状態の、あるいは活性化し
た状態の化合物(1)、化合物(2)及び化合物(3)
の中の少なくとも一種と化学反応する励起状態の水素原
子を前記成膜空間とは異なる活性化空間にて生成し、前
記成膜空間に導入することによって前記基体上に堆積膜
を形成する堆積膜形成法において、前記励起状態の水素
原子を、水素ガスまたは水素ガスと希ガスとの混合ガス
を用い、マイクロ波立体回路中に2つのインピーダンス
整合回路と一体化した空洞共振器内に設けられたプラズ
マ生成室において発生したマイクロ波プラズマにて生成
し、かつ水素原子の励起状態を制御することを特徴とす
る堆積膜形成法にある。
The deposited film forming method of the present invention was completed as a result of further studies based on the above-mentioned knowledge, and its gist is that a deposited film is formed in a film forming space for forming a deposited film on a substrate. Compound (1) containing silicon as a raw material for film formation, a compound represented by the following general 2), and, if necessary, a compound containing as an element constituting an element capable of controlling valence electrons of the deposited film. (Introducing each of 31 in a gaseous state or in a state in which at least one compound among these compounds is activated in advance in an activation space provided separately from the film forming space, These gaseous or activated compounds (1), (2), and (3)
A deposited film in which hydrogen atoms in an excited state that chemically react with at least one of the above are generated in an activation space different from the film forming space and introduced into the film forming space to form a deposited film on the substrate. In the formation method, the excited hydrogen atoms are formed in a cavity resonator integrated with two impedance matching circuits in a three-dimensional microwave circuit using hydrogen gas or a mixed gas of hydrogen gas and a rare gas. The present invention relates to a method for forming a deposited film, which is generated using microwave plasma generated in a plasma generation chamber, and which is characterized by controlling the excited state of hydrogen atoms.

A a B b  ・・・・−−−−TII(但し、A
は、周期律表の第■族に属する元素の内珪素以外の元素
を示し、Bは、水素(H)、ハロゲン(X)、炭化水素
基の中から選ばれるものを示し、aは、Bの価数に等し
いかまたは整数倍の正の整数を示し、bは、正の整数を
示す、)なお、前記水素原子の励起状態を制御する方法
は、発光分光分析法により水素の励起状態であるHlx
、Hβの発光強度を測定し、その強度比を所望の値とす
るべく、空洞共振器内へのマイクロ波投入パワー、イン
ピーダンス整合条件、水素ガス流量又は水素ガスと希ガ
スとの混合流量比、全圧力のうちいずれか一種以上を制
御することによって達成される。
A a B b ・・・---TII (However, A
represents an element other than silicon among the elements belonging to Group Ⅰ of the periodic table; B represents an element selected from hydrogen (H), halogen (X), and a hydrocarbon group; a represents B; b is a positive integer that is equal to or an integral multiple of the valence of , and b is a positive integer.) The method for controlling the excited state of the hydrogen atom is to Some Hlx
, Hβ emission intensity, and in order to set the intensity ratio to a desired value, the microwave input power into the cavity resonator, impedance matching conditions, hydrogen gas flow rate or mixed flow rate ratio of hydrogen gas and rare gas, This is achieved by controlling one or more of the total pressures.

また、前記マイクロ波立体回路中に2つのインピーダン
ス整合回路と一体化した空洞共振器におけるインピーダ
ンス整合回路とは空洞長可変プランジャー及びマイクロ
波導波管と空洞共振器との接続部に設けられた絞りであ
り、これらを調整することによりインピーダンス整合条
件が制御される。
In addition, the impedance matching circuit in the cavity resonator integrated with two impedance matching circuits in the microwave three-dimensional circuit is the cavity length variable plunger and the aperture provided at the connection part between the microwave waveguide and the cavity resonator. By adjusting these, the impedance matching conditions are controlled.

前記インピーダンス整合回路とは空洞長可変プランジャ
ー及びE−Hチューナーもしくはスリースタブチューナ
ーであっても良い。
The impedance matching circuit may be a variable cavity length plunger and an E-H tuner or a three-stub tuner.

更に、前記プラズマ生成室は金属メッシュ及びマイクロ
波透過性のベルジャーで構成され、且つ該金属メツシュ
を介して前記成膜空間に接続されており、前記励起状態
の水素原子は該金属メツシュを通じて成膜空間内へ導入
される。
Further, the plasma generation chamber is composed of a metal mesh and a microwave-transparent bell jar, and is connected to the film forming space via the metal mesh, and the excited hydrogen atoms are allowed to form the film through the metal mesh. introduced into the space.

一方、前記基体は前記金属メッシュ面の水平軸に対し3
0@以内の角度で、且つ該金属メッシュ面より100鶴
以内に設けられ、且つ前記気体状態の、あるいは活性化
した状態の化合物fil、化合物(2)及び化合物(3
)は、該金属メツシュ面と該基体との間に配設されたガ
ス吹き出し手段より成膜空間内へ導入される。
On the other hand, the base body is 3
Compound fil, compound (2), and compound (3) are provided at an angle of 0@ or less and within 100 degrees from the surface of the metal mesh, and are in the gaseous or activated state.
) is introduced into the film forming space from a gas blowing means disposed between the metal mesh surface and the base.

そして、前記ガス吹き出し手段は、基体を環状に囲む様
に配設し、ガス吹き出し穴の間隔を、該ガス吹き出し手
段へのガス導入側から最終吹き出し入側に向かって次第
に短くし、各ガス吹き出し穴からのガス吹き出し量を均
一化しても良(、あるいは、ガス吹き出し穴の穴径を、
該ガス吹き出し手段へのガス導入側から最終吹き出し入
側に向かって次第に大きくし、各ガス吹き出し穴からの
ガス吹き出し量を均一化するか、または、前記ガス吹き
出し手段は、少なくとも基体の面内においてガス吹き出
し穴を一様に分布させ、各ガス吹き出し穴の穴径を、該
ガス吹き出し手段へのガス導入側から中心部に向かって
次第に大きくし、各ガス吹き出し穴からのガス吹き出し
量を均一化する。
The gas blowing means is disposed so as to surround the base in an annular manner, and the intervals between the gas blowing holes are gradually shortened from the gas introduction side to the final blowing inlet side of the gas blowing means, so that each gas blowing hole You can make the amount of gas blowing out from the hole uniform (or you can change the diameter of the gas blowing hole).
The amount of gas blown from each gas blowing hole is made uniform by increasing the gas gradually from the gas introduction side to the final blowing inlet side of the gas blowing means, or the gas blowing means The gas blowing holes are uniformly distributed, and the hole diameter of each gas blowing hole is gradually increased from the gas introduction side to the gas blowing means toward the center, so that the amount of gas blowing out from each gas blowing hole is made uniform. do.

本発明の堆積膜形成法によれば、所望の機能性の堆積膜
を形成するに際して、成膜空間内へ気体状態あるいは活
性化状態で前記=般斌(1)及び(2)の奔か示皓セi
化合物及び必要に応し堆積膜の価電子を制御し得る元素
を構成要素として含む化合物(3)と、これらとは別に
その励起状態を制御された水素原子とを導入し、化学反
応せしめることによって基体上に■族合金系半導体薄膜
が形成されるが、水素原子の励起状態を適宜制御するこ
とにより、該■族合金系半導体薄膜の結晶性、含有水素
量等を安定して再現性良く制御できる。
According to the deposited film forming method of the present invention, when forming a deposited film with desired functionality, the above-mentioned = general bins (1) and (2) are introduced into the film forming space in a gaseous state or an activated state. Hosei
By introducing a compound (3) containing an element capable of controlling the valence electrons of the deposited film as a constituent as well as a hydrogen atom whose excited state is controlled separately from these, and causing a chemical reaction. A group Ⅰ alloy semiconductor thin film is formed on the substrate, and by appropriately controlling the excited state of hydrogen atoms, the crystallinity, hydrogen content, etc. of the group Ⅰ alloy semiconductor thin film can be controlled stably and with good reproducibility. can.

本発明における原子状水素の励起状態とは、水素ガス又
は水素ガスと希ガスとの混合ガスのマイクロ波プラズマ
において観察される発光から決定されるものであって、
具体的にはマイクロ波プラズマからの発光を発光分光分
析法にて測定し、原子状水素(Ho)の発光ラインのう
ち、Hctに帰属される656鶴m及びHβに帰属され
る486鶴mの発光ラインに着目し、その強度比をもっ
て励起状態が決定され、所望の強度比となる様前記空洞
共振器内へのマイクロ波投入パワー、インピーダンス整
合条件、水素ガス流量又は水素ガスと希ガスとの混合流
量比、全圧力のうちいずれが一種以上のパラメーターが
制御される。
The excited state of atomic hydrogen in the present invention is determined from light emission observed in microwave plasma of hydrogen gas or a mixed gas of hydrogen gas and rare gas,
Specifically, the emission from microwave plasma was measured using optical emission spectrometry, and among the emission lines of atomic hydrogen (Ho), 656 Tsuru m attributed to Hct and 486 Tsuru m attributed to Hβ were detected. Focusing on the emission line, the excited state is determined based on the intensity ratio, and the microwave input power into the cavity resonator, impedance matching conditions, hydrogen gas flow rate, or hydrogen gas and rare gas ratio are adjusted to obtain the desired intensity ratio. One or more parameters of the mixing flow rate ratio and the total pressure are controlled.

本発明に於いて、水素原子の励起状態を制御するには、
Hct/Hβの強度比が好ましくは1/1〜1000/
lより好ましくはI O/1〜500/1に制御される
のが望ましい。
In the present invention, to control the excited state of hydrogen atoms,
The intensity ratio of Hct/Hβ is preferably 1/1 to 1000/
It is preferable to control the ratio to IO/1 to 500/1.

前記強度比の範囲に於いて、特に基板のi!ilQ及び
基板温度の組み合わせが改質等を決定する要因であって
、これらを適宜組み合わせることにより所望のIl!質
及び膜特性の堆積膜が形成される。従って、本発明に於
いては前記強度比を測定し得る感度を有する発光分光光
度計を用いる必要がある。
In the above range of intensity ratios, especially the i! The combination of ilQ and substrate temperature is a factor that determines modification, etc., and by appropriately combining these, the desired Il! A deposited film of high quality and film properties is formed. Therefore, in the present invention, it is necessary to use an emission spectrophotometer having sensitivity capable of measuring the intensity ratio.

本発明に於いて、マイクロ波プラズマのモニター位置は
全ガスの流れ方向に対し、化合物(1),+21及び(
3)のガス吹き出し手段よりも上流側に設けられる為、
実質的に堆粘膜の形成は成されず成膜開始から終了まで
安定してモニターすることが出来る。
In the present invention, the monitoring position of the microwave plasma is for compounds (1), +21 and (
Since it is provided upstream of the gas blowing means in 3),
Substantially no deposition mucosa is formed, and stable monitoring can be performed from the start to the end of film formation.

本発明に於いて使用される前記−1朗1)に誤+8)7
   化合物(す及び(2)、又堆積膜の価電子を制御
し得る元素を構成要素として含む化合物(3)としては
、成膜される基体が存在する空間において、前記の励起
状態の水素原子と分子的衝突を起こして化学反応を起こ
し、基体上に形成される堆積膜の形成に寄与する化学種
を自発的に発生するものを選択するのがより望ましいも
のであるが、通常の存在状態では、前記の励起状態の水
素原子とは不活性であったり、或いは、それ程の活性々
がない場合には、化合物(1),+21及び(3)に、
中でも該化合物紳士す(21が前記一般式中のSi及び
Aを完全解離しない程度の強さの励起エネルギーを成敗
前又は成膜時に与えて、化合物(1)及び(2)を励起
状態の水素原子と化学反応し得る励起状態にすることが
必要であり、又、その様な励起状態にし得る化合物を、
本発明の方法に使用される化合物(1)及び(2)の1
種として採用するものである。
Mistake in the above-mentioned -1 ro 1) used in the present invention +8) 7
The compound (2) and the compound (3) containing an element capable of controlling the valence electrons of the deposited film are those that have the above-mentioned excited state hydrogen atoms in the space where the substrate on which the film is formed exists. It is more desirable to select a species that spontaneously generates chemical species that cause molecular collisions to cause chemical reactions and contribute to the formation of the deposited film formed on the substrate. , if the hydrogen atom in the excited state is inert or does not have much activity, in compounds (1), +21 and (3),
Among these compounds (21), excitation energy strong enough to not completely dissociate Si and A in the above general formula is applied before or during film formation to form compounds (1) and (2) with hydrogen in an excited state. It is necessary to bring the compound into an excited state where it can chemically react with atoms, and it is necessary to bring the compound into such an excited state.
1 of compounds (1) and (2) used in the method of the present invention
It is adopted as a species.

本発明において、前記−晴トい一娯月2に一ト配ぞ柑会
壺虫鳴化合物(1)及び化合物(2)として、有効に使
用できるものとしては以下のものを挙げることができる
In the present invention, the compounds that can be effectively used as the compound (1) and the compound (2) to be distributed on every day of the month include the following.

即ち、本発明により半導体性を有する周期律表第■族合
金系堆積膜を得る場合、珪素を含む化合物(1)として
具体的には、例えば鎖状又は環状シラン化合物の水素原
子の一部乃至全部をハロゲン原子で置換した化合物が用
いられ、具体的には、例えば、SiuYg、、(uは1
以上の整数、YはF。
That is, when obtaining a deposited film based on an alloy of group Ⅰ of the periodic table having semiconducting properties according to the present invention, specifically, as the silicon-containing compound (1), for example, some of the hydrogen atoms of a chain or cyclic silane compound or A compound in which all halogen atoms are substituted is used, specifically, for example, SiuYg, (u is 1
or greater, Y is F.

Cf、Br又は■である。)で示される鎖状ハロゲン化
ケイ素、5ivYiv(Vは3以上の整数、Yは前述の
意味を有する。)で示される環状ハロゲン化ケイ素、S
 i w HX Y y (u及びYは前述の意味を有
する。x+y=2u又は2u+2である。)で示される
鎖状又は環状化合物などが挙げられる。
Cf, Br or ■. ) Chain silicon halide represented by 5ivYiv (V is an integer of 3 or more, Y has the above meaning), cyclic silicon halide represented by S
Examples include chain or cyclic compounds represented by i w HX Y y (u and Y have the above-mentioned meanings; x+y=2u or 2u+2).

具体的には例えば5iHa 、5iFa + (SiF
t)S。
Specifically, for example, 5iHa, 5iFa + (SiF
t)S.

(SiFz)h、  (SiFt)a 、SigFi 
、5i3Fs 。
(SiFz)h, (SiFt)a, SigFi
, 5i3Fs.

5iHFz 、5iHzFz +5itH*Fn +5
itH*Fn 1SiCj!4(SiCj!z)s 、
SiB ra 、(SiB rt)s 1SizCIl
b +5iHC/3 lS+HBrz+5iHzC1x
 。
5iHFz, 5iHzFz +5itH*Fn +5
itH*Fn 1SiCj! 4(SiCj!z)s,
SiB ra , (SiB rt)s 1SizCIl
b +5iHC/3 lS+HBrz+5iHzC1x
.

S:zCllsFsなどのガス状態の又は容易にガス化
し得るものが挙げられる。
Examples include those in a gaseous state or those that can be easily gasified, such as S:zCllsFs.

また、化合物(2)のrAJとして周期律表の第■族に
属する元素、具体的には、Ge、C,Su。
Further, rAJ of compound (2) is an element belonging to Group Ⅰ of the periodic table, specifically, Ge, C, and Su.

pbが挙げられる。これらの元素を含む化合物(2)と
しては、ゲルマニウムを含む化合物としてはGeuYz
u*t (uは1以上の整数、YはH,F、(1゜Br
及び!より選択される少なくとも一種の元素である。)
で示される鎖状ゲルマンまたはハロゲン化ゲルマニウム
、GewYzv (vは3以上の整数、Yは前述の意味
を有する。)で示される環状ゲルマンまたはハロゲン化
ゲルマニウム、Ce、HxYy(Uは1以上の整数、Y
はF、C1,Br及び!より選択される少なくとも一種
の元素、x+y=2uまたは2u+2)で示される鎖状
または環状ゲルマニウム化合物及びアルキル基などを有
する有機ゲルマニウム化合物、具体的にはGeHa。
Examples include pb. As a compound (2) containing these elements, as a compound containing germanium, GeuYz
u*t (u is an integer greater than or equal to 1, Y is H, F, (1°Br
as well as! At least one element selected from )
Chain germane or germanium halide represented by GewYzv (v is an integer of 3 or more, Y has the meaning described above), cyclic germane or germanium halide, Ce, HxYy (U is an integer of 1 or more, Y
are F, C1, Br and! At least one element selected from the above, a chain or cyclic germanium compound represented by x+y=2u or 2u+2), and an organic germanium compound having an alkyl group, specifically GeHa.

Ge@Hh + Ges Ha + n  Gea H
1)1+ t  Gea H1)1)GeHh 、Ge
5H+o、Gf3HzF、GeH:+C1゜GeH*F
1 、Ge(CH3)4.Ge(CxHs)n 。
Ge@Hh + Ges Ha + n Gea H
1) 1+ t Gea H1) 1) GeHh , Ge
5H+o, Gf3HzF, GeH:+C1゜GeH*F
1, Ge(CH3)4. Ge(CxHs)n.

Ge(CiHs)4.Ge(CHs)gFz’、GeF
x 。
Ge(CiHs)4. Ge(CHs)gFz', GeF
x.

GeFa 、GeSなどが挙げられる。Examples include GeFa, GeS, and the like.

また、炭素を含む化合物としては、例えば鎖状または環
状炭化水素化合物の水素原子の一部ないし全部をハロゲ
ン原子で置換した化合物が用いられ、例えばCuYz−
t (uは1以上の整数、YはH,F、CA!、Br及
び■より選択される少なくとも一種の元素である。)で
示される鎖状ハロゲン化炭素、CH4+CzHh +C
3HI 、I’1−CaH+o。
Further, as a compound containing carbon, for example, a compound in which part or all of the hydrogen atoms of a chain or cyclic hydrocarbon compound is replaced with a halogen atom is used, such as CuYz-
Chain halide carbon represented by t (u is an integer of 1 or more, Y is at least one element selected from H, F, CA!, Br, and ■), CH4 + CzHh +C
3HI, I'1-CaH+o.

C%Hat、CtHa 、C5Hs 、CaHs 、C
sH+。。
C%Hat, CtHa, C5Hs, CaHs, C
sH+. .

CaHs 、 CaHs 、 C4H6やCvYzv(
Vは3以上の整数、Yは前述の意味を有する。)で示さ
れる環状ハロゲン化炭素、CuHxYy  (uは1以
上の整数、YはF、CI、Br及びIより選択される少
なくとも一種の元素、x+y=2uまたは2u+2)で
示される鎖状または環状炭素化合物CFa 、  (C
Fx)s 、  (CFz)h、  (CFI)4 。
CaHs, CaHs, C4H6 and CvYzv(
V is an integer of 3 or more, and Y has the meaning described above. ), a chain or cyclic carbon represented by CuHxYy (u is an integer of 1 or more, Y is at least one element selected from F, CI, Br and I, x+y=2u or 2u+2) Compound CFa, (C
Fx)s, (CFz)h, (CFI)4.

CIF& 、CaHs 、CHF5 、CHgF* 、
CC1a 。
CIF&, CaHs, CHF5, CHgF*,
CC1a.

(CC12)s 、CBr、  (cBrt)s、c、
cj、。
(CC12)s, CBr, (cBrt)s,c,
cj,.

Cz C1s F xなどが挙げられる。Examples include Cz, C1s, Fx, etc.

さらにまた、スズを含む化合物としては、5nHa 、
 5nC1a 、 SnBr4.5n(CHa)。
Furthermore, compounds containing tin include 5nHa,
5nC1a, SnBr4.5n(CHa).

5n(CtHs)4+ 5n(CsHt)a 、 5n
(C4HJs +5n(OCHs>a 、 5n(OC
xHs)4゜Sn(i   0 C3H?)4  + 
 Sn(t   OC4H9)4  などが挙げられる
5n(CtHs)4+ 5n(CsHt)a, 5n
(C4HJs +5n(OCHs>a, 5n(OC
xHs)4゜Sn(i 0 C3H?)4 +
Examples include Sn(tOC4H9)4.

そして、鉛を含む化合物としてはPb(CHs)、。And, as a compound containing lead, Pb(CHs).

Pb(C2H5)4 、Pb(C,H9)、などが挙げ
られる。
Examples include Pb(C2H5)4, Pb(C,H9), and the like.

化合物+1)及び(2)は上記の原料を1種類または必
要に応じて2種類以上用いても差し支えない。
For compounds +1) and (2), one kind or two or more kinds of the above raw materials may be used as necessary.

本発明の方法に於いて、価電子制御剤となる成分を構成
要素として含む化合物(3)としては、常温常圧でオス
状態であるか、あるいは少なくとも堆積膜形成条件下で
気体であり、適宜の気化装置で容易に気化し得る化合物
を選択するのが好ましい。
In the method of the present invention, the compound (3) containing a component serving as a valence electron control agent is in a male state at normal temperature and normal pressure, or is in a gaseous state at least under deposited film forming conditions, and may be suitably Preferably, a compound is selected that can be easily vaporized in a vaporizer.

本発明の方法に於いて使用される化合物(3)としては
、周期律表第■族合金系堆積膜を得る場合、周期律表第
■、■族の元素を含む化合物をを効なものとして挙げる
ことができる。具体的には■族を含む化合物としては、
BXs 、BzHh 、B−H+。。
As the compound (3) used in the method of the present invention, when obtaining a deposited film based on an alloy of group Ⅰ of the periodic table, compounds containing elements of groups ① and ② of the periodic table are effective. can be mentioned. Specifically, compounds containing group ■ include:
BXs, BzHh, B-H+. .

BsH9・ B s H+ +・ B島H+o・ B(
CH3)3・B(CzHs)s 、BiH+x、AlX
5 。
BsH9・Bs H+ +・B island H+o・B(
CH3)3・B(CzHs)s, BiH+x, AlX
5.

A It (CHs)zc l 、 A I (CH3
)! 。
A It (CHs)zcl, A I (CH3
)! .

AI(OCHs)a 、An(CHs)Cj!t 。AI (OCHs) a, An (CHs) Cj! T.

A It (CsHsh 、A I (OCtHs)a
 。
A It (CsHsh, A I (OCtHs)a
.

A I (CH3)3Cis 、 A 1 (i  C
4H*)s 。
A I (CH3)3Cis, A 1 (i C
4H*)s.

八l (i −CxHJ:+ 、 A It (Ctl
lt)i 。
8l (i −CxHJ:+, A It (Ctl
lt)i.

A ll(OC4H9)2 、  GaX1 、  G
a(OC1ft)z 。
All(OC4H9)2, GaX1, G
a(OC1ft)z.

Ga(OCzHs)x  、Ga(OCi+1v)i 
Ga(OCzHs)x, Ga(OCi+1v)i
.

Ga(OC4H9)!  、   Ga(CHz)z 
 、   Gag 夏1. 。
Ga(OC4H9)! , Ga(CHz)z
, Gag Summer 1. .

GaH(CzHs)z 、Ga(OCzHs)(CzH
s)z 。
GaH(CzHs)z, Ga(OCzHs)(CzH
s)z.

In(CHs>3.  In(CsHt)s 、In(
CaHJi 、V族元素を含む化合物としてはNH,、
)iN! 。
In(CHs>3. In(CsHt)s, In(
CaHJi, NH as a compound containing group V elements,
)iN! .

N*HsNs 、N!H4、NHaNs 、PXs 。N*HsNs, N! H4, NHaNs, PXs.

P(OCHs)s 、P(OCzHs)i 、P(C3
HJ3 。
P(OCHs)s, P(OCzHs)i, P(C3
HJ3.

P(OC4HJ* 、P(CHs)3.P(CgHs)
s 。
P(OC4HJ*, P(CHs)3.P(CgHs)
s.

P(CコHy)s 、P(CaHJs 、P(OCHs
)s 。
P(C-Hy)s, P(CaHJs, P(OCHs)
)s.

P (OCxHs)s、 P (OC1HJx、 P 
(OGaH9)s 。
P (OCxHs)s, P (OC1HJx, P
(OGaH9)s.

P(SCN)3 、PzH4,PHs 、ASH3。P(SCN)3, PzH4, PHs, ASH3.

AsXt 、 As(OCH3)! 、 ASCOCt
HJs 。
AsXt, As(OCH3)! , ASCOCt
HJs.

As(OCzHt)s、 As(OC4H9)31 A
s(CH3)! 。
As(OCzHt)s, As(OC4H9)31 A
s(CH3)! .

As(CH3):+ 、As(CzHs)* 、As(
CaHs)x 。
As(CH3):+, As(CzHs)*, As(
CaHs)x.

5bXs 、5b(OCHz)x 、5b(OCzHs
)x 。
5bXs, 5b(OCHz)x, 5b(OCzHs
)x.

5b(OC1Ht)x 、 5b(OC−1)Jz 、
 5b(C1)りx 。
5b(OC1Ht)x, 5b(OC-1)Jz,
5b(C1)ri x.

5b(CiHt)z 、5h(C,1),)jなどが挙
げられる。
Examples include 5b(CiHt)z, 5h(C,1), )j, and the like.

上記において、Xはハロゲン(F、Cj!、Br。In the above, X is halogen (F, Cj!, Br.

1)を示す。1) is shown.

勿論、これ等の原料物質は1種であってもよいが、2種
又はそれ以上を併用してもよい。
Of course, one type of these raw materials may be used, but two or more types may be used in combination.

前記した原料物質が常温、常圧下で気体状態である場合
にはマスフローコントローラー等によって成膜空間又は
活性化空間への4人量を制御し、液体状態である場合は
、Ar、He等の希ガス又は水素ガスをキャリアーガス
として、必要に応じ温度制御が可能なバブラーを用いて
ガス化し、又固体状態である場合には、Ar、He等の
希ガス又は水素ガスをキャリアーガスとして加熱昇華炉
を用いてガス化して、主にキャリアーガス流量と温度制
御により導入量を制御する。
When the above-mentioned raw material is in a gas state at room temperature and pressure, the amount of people entering the film forming space or activation space is controlled by a mass flow controller, etc., and when it is in a liquid state, rare gases such as Ar and He are used. Gas or hydrogen gas is used as a carrier gas, and if necessary, it is gasified using a bubbler that can control the temperature.If it is in a solid state, it is heated in a sublimation furnace using a rare gas such as Ar or He or hydrogen gas as a carrier gas. The amount of gas introduced is controlled mainly by controlling the carrier gas flow rate and temperature.

本発明において使用される励起状態の水素原子は、成膜
空間で堆積膜を形成する際、同時に該成膜空間に勇人さ
れ、形成される堆積膜の主構成成分となる構成要素を含
む前記化合物1)1及び(2)又は/及び該化合物(1
)の励起状態又は/及び化合物(2)の励起状態と化学
的に相互作用する。その結果所望の基板上に所望の機能
性を存する周期律表■族合金系堆積膜が従来と比較して
低い基板温度で容易に形成される。
The excited hydrogen atoms used in the present invention are simultaneously introduced into the film forming space when forming a deposited film in the film forming space, and are added to the compound containing the constituent elements that will be the main constituents of the deposited film to be formed. 1) 1 and (2) or/and the compound (1
) or/and chemically interacts with the excited state of compound (2). As a result, a deposited film based on a Group I alloy of the periodic table having desired functionality can be easily formed on a desired substrate at a lower substrate temperature than in the past.

前記化合物(l)、(2)及び(3)を成膜空間とは別
に設けられた活性化空間にてあらかじめ活性化するため
に、該活性化空間に加えられるエネルギーとしては、熱
、光、放電などの活性化エネルギーが挙げられる。
In order to activate the compounds (l), (2), and (3) in advance in an activation space provided separately from the film-forming space, the energy applied to the activation space includes heat, light, Examples include activation energy such as electrical discharge.

具体的には、抵抗加熱、赤外線加熱等による熱エネルギ
ー、レーザー光、水銀ランプ光、ハロゲンランプ光等の
光エネルギー、マイクロ波、RF。
Specifically, thermal energy such as resistance heating and infrared heating, optical energy such as laser light, mercury lamp light, and halogen lamp light, microwave, and RF.

低周波、DC等の放電エネルギー等々を挙げることが出
来、またこれらの活性化エネルギーは活性化空間におい
て単独で加えても良く、又、2種以上を併用して加えて
も良い、更に、これらの活性化エネルギーの作用を効果
的に利用する為に触媒の作用を同時に併用しても良い。
These activation energies may be applied singly or in combination of two or more types in the activation space. In order to effectively utilize the action of activation energy, the action of a catalyst may be used simultaneously.

本発明に於いて、励起状態の水素原子を生成させる為に
は、水素ガス又は水素ガスと希ガスとの混合ガスが用い
られる。水素ガスのみではマイクロ波プラズマが安定し
なかったり、プラズマが生起しない場合には希ガスを適
宜混合させることが効果的である。
In the present invention, hydrogen gas or a mixed gas of hydrogen gas and a rare gas is used to generate excited hydrogen atoms. When microwave plasma is not stabilized or plasma is not generated with hydrogen gas alone, it is effective to mix a rare gas as appropriate.

本発明に於いて用いられる希ガスとしては、+1a、N
o、八r 、I(r h  Xc 、Rnが好適なもの
として早げられる。   。
The rare gases used in the present invention include +1a, N
o, 8r, I(rhXc, Rn are mentioned as preferred.

次に、本発明に於いて用いられろマイクロ波立体回路中
に2つのインピーダンス整合回路と一体化した空洞共振
器構造を有するマイクロ波プラズマ生成法について説明
する。
Next, a microwave plasma generation method having a cavity resonator structure integrated with two impedance matching circuits in the microwave three-dimensional circuit used in the present invention will be described.

まず、比較の為に、従来用いられているマイクロ波プラ
ズマ生成法について述べる。第7図に模式的装置構成断
面図を示す。
First, for comparison, a conventional microwave plasma generation method will be described. FIG. 7 shows a schematic cross-sectional view of the device configuration.

第7図において、701は方形薄波管、702はマイク
ロ波4人窓、703はプラズマ生成室、704は成膜室
、705,710はガス供給管、70Gは排気口、70
7は被処理体、708は被処理体保持具、709は金属
メツシュをそれぞれ示している。
In FIG. 7, 701 is a rectangular thin wave tube, 702 is a microwave four-person window, 703 is a plasma generation chamber, 704 is a film forming chamber, 705 and 710 are gas supply pipes, 70G is an exhaust port, and 70
Reference numeral 7 indicates an object to be processed, 708 a holder for the object to be processed, and 709 a metal mesh.

第7図に示すごとく、1に装置はマイクn波によるプラ
ズマ生成室703と、プラズマによる成膜室704とで
構成されており、プラズマ生成室703と成膜室704
とは金属メンシュア09で仕切られており、マイクロ波
及び荷電粒子が直接成膜室704に入り込まぬようそれ
らのi3過が制限されている。プラズマ生成室3は、空
洞共振器の構造とされそおり、方形導波管1を伝播して
きたマイクロ波は、石英(SiOm ) 、アルミナ・
セラミックス(Al、Os ) 、テフロン等の誘電体
で構成されたマイクロ波導入窓702を介してプラズマ
生成室703に導入される。成膜室704内には被処理
体707が配置されており、ガス供給管705、及び、
プラズマ生成室703及び成膜室704を排気するため
の排気ロア0Gが備えられている。
As shown in FIG. 7, the apparatus consists of a plasma generation chamber 703 using microphone n-waves and a film forming chamber 704 using plasma.
The chamber 704 is separated from the chamber 704 by a metal mensure 09, and their i3 passage is restricted so that microwaves and charged particles do not directly enter the film forming chamber 704. The plasma generation chamber 3 has a cavity resonator structure, and the microwave propagated through the rectangular waveguide 1 is made of quartz (SiOm), alumina, etc.
The microwave is introduced into a plasma generation chamber 703 through a microwave introduction window 702 made of a dielectric material such as ceramics (Al, Os) or Teflon. A processing object 707 is arranged in the film forming chamber 704, and a gas supply pipe 705 and
An exhaust lower OG for exhausting the plasma generation chamber 703 and the film formation chamber 704 is provided.

上記の構成のマイクロ波プラズマ生成装置を作動させる
と、方形導波管701からプラズマ生成室703内にマ
イクロ波が導入され、ガス尋人0710から導入された
水素ガス等は前記マイクロ波の電界エネルギーによりプ
ラズマ化し、多くの励起状態の水素原子を生成する。成
膜室704内には金属メツシュア09を介して励起状態
の水素原子が導入され、ガス導入管705より供給され
たガスと衝突して化学反応を生起し、被処理体707上
に堆積膜形成を行うことができる。
When the microwave plasma generation device having the above configuration is operated, microwaves are introduced into the plasma generation chamber 703 from the rectangular waveguide 701, and the hydrogen gas etc. introduced from the gas Hirojin 0710 are absorbed by the electric field energy of the microwaves. It turns into plasma and generates many excited hydrogen atoms. Excited hydrogen atoms are introduced into the film forming chamber 704 through the metal meshure 09, collide with the gas supplied from the gas introduction pipe 705 to cause a chemical reaction, and form a deposited film on the object to be processed 707. It can be performed.

しかしながら、上記構成の従来のマイクロ波プラズマ生
成装置を用いた場合、方形導波管701と空洞共振器で
あるプラズマ生成室703とを締結すると、入力インピ
ーダンスが整合しないため、゛マイクロ波の電界エネル
ギーは大部分が反射され、有効なエネルギー利用が行わ
れないという問題がある。
However, when using the conventional microwave plasma generation device with the above configuration, when the rectangular waveguide 701 and the plasma generation chamber 703, which is a cavity resonator, are connected, the input impedances do not match. The problem is that most of the energy is reflected and the energy is not used effectively.

この問題の1つの解決法として、空洞共振器の周囲に電
磁石を配置し、ECR(電子サイクロトロン共鳴)化す
る方法が採用されている(特開昭55−141729号
公報)、シかし、この方法においては、875ガウスと
いう磁束密度が必要とされるので、装置はかなり大型で
重いものとなってしまう、また、通常真空中で空洞共振
器となるように設計されているので、放電によりブラズ
マが生成すると、プラズマの屈折率が1より小さくなる
ため、もはや空洞共振器ではなくなってしまうという問
題もある(電気学会編「放電ハンドブック」第4部第2
章P、298)、さらに、電磁石で静磁場を作る場合、
コイル線材の加熱により電流が変化するため、その変化
を抑えてECR条件(すなわち875ガウスの磁束密度
)を安定して作るにはかなりの時間を必要とする・ばか
りでなく、その間にECR条件からはずれるとマイクロ
波の吸収率は低下してしまい、安定するまでの間、電界
エネルギーの利用効率を上げることが困難であるという
問題もある。
As one solution to this problem, a method has been adopted in which electromagnets are placed around the cavity resonator to create ECR (Electron Cyclotron Resonance) (Japanese Unexamined Patent Publication No. 55-141729). The method requires a magnetic flux density of 875 Gauss, which makes the device quite large and heavy.Also, since it is usually designed as a cavity resonator in a vacuum, the plasma is generated by the discharge. When a plasma is generated, the refractive index of the plasma becomes smaller than 1, so there is a problem that it is no longer a cavity resonator.
Chapter P, 298), furthermore, when creating a static magnetic field with an electromagnet,
As the current changes due to the heating of the coil wire, it not only takes a considerable amount of time to suppress the change and create a stable ECR condition (that is, a magnetic flux density of 875 Gauss), but also during that time, the ECR condition changes. If it deviates, the microwave absorption rate decreases, and there is also the problem that it is difficult to increase the efficiency of electric field energy use until it stabilizes.

従って、本発明に於いては、上述した問題点を解決する
手段として、プラズマの有無又はプラズマ密度によらず
空洞共振器として動作し得る構造とし、該空洞共振器内
にプラズマ生成室となるベルジャーを配設し、7Mモー
ドを励振させることが効果的であることを見い出した。
Therefore, in the present invention, as a means to solve the above-mentioned problems, the structure is such that it can operate as a cavity resonator regardless of the presence or absence of plasma or the plasma density, and a bell jar serving as a plasma generation chamber is provided in the cavity resonator. It has been found that it is effective to excite the 7M mode by arranging a 7M mode.

具体的には、空洞共振器構造に於いて、空洞兵長可変プ
ランジ中−を設け、且つ第1図に示すがごとく方形導波
管と円筒空洞共振器の軸を直交するように締結すれば良
い、更に、インピーダンス整合を行う場合には、前記空
洞長可変プランジャーとの組み合わせにおいて、方形導
波管と空洞共振器との接続部に設けられた絞り、又はE
−Hチューナーもしくはスリースタブチューナーのうち
いずれか1つを採用することが好ましい。
Specifically, in the cavity resonator structure, a cavity length variable plunger is provided, and the rectangular waveguide and the cylindrical cavity resonator are fastened so that their axes are perpendicular to each other, as shown in Figure 1. Furthermore, when performing impedance matching, in combination with the variable cavity length plunger, a diaphragm provided at the connection between the rectangular waveguide and the cavity resonator, or an E
It is preferable to employ either one of a -H tuner or a three-stub tuner.

空洞共振器内に配設されるプラズマ生成の為のベルジャ
ーは、マイクロ波透過性を有するが、気密性保持が可能
な材料、例えば石英(Sins)、アルミナ・セラミッ
クス(A 1 *Ox ) 、窒化ホウ素(BN)、窒
化珪素(SisN4) 、炭化珪素(SiC) 、ベリ
リア(Boo)、マグネシア(MgO)、ジルコニア(
ZrO,)等の所謂ニューセラミックスで形成される。
The bell jar for plasma generation disposed inside the cavity resonator is made of a material that is microwave transparent but capable of maintaining airtightness, such as quartz (Sins), alumina ceramics (A 1 *Ox ), and nitride. Boron (BN), silicon nitride (SisN4), silicon carbide (SiC), beryllia (Boo), magnesia (MgO), zirconia (
It is formed of so-called new ceramics such as ZrO, ).

空洞長可変プランジャーは該ベルジャーに対し、マイク
ロ波導入側の、すなわち大気側に設けられる。従って、
大気中で空洞長を変えることによりインピーダンス整合
が行える為、プラズマの有無、又はプラズマ密度等の変
化による空洞共振条件の変化に対し容易に空洞長を調整
でき、再現性良く、安定してマイクロ波プラズマ生起さ
せることができる。
The variable cavity length plunger is provided on the microwave introduction side, that is, on the atmosphere side with respect to the bell jar. Therefore,
Since impedance matching can be performed by changing the cavity length in the atmosphere, the cavity length can be easily adjusted in response to changes in cavity resonance conditions due to changes in the presence or absence of plasma or changes in plasma density, etc., and stable microwave operation with good reproducibility. Plasma can be generated.

本発明に於いて、前記ベルジャーと成膜空間との間に設
けられる金属メツシュは、空洞共振条件を成立させる為
の端面板としての役割りを有するが故にメツシュ径は使
用マイクロ波の管内波長(λ)に対し好ましくはλ/2
以下、最適にはλ/4以下であることが望ましい。
In the present invention, the metal mesh provided between the bell jar and the film-forming space has the role of an end plate for establishing cavity resonance conditions, so the mesh diameter is determined by the internal wavelength of the microwave used ( λ) preferably λ/2
Hereinafter, the optimum value is preferably λ/4 or less.

金属メツシュの形状としては、金網状、丸もしくは多角
形の穴加工を施した薄い金属板状等が挙げられ、その構
成材料としては、A1.Fe 、Ni 。
Examples of the shape of the metal mesh include a wire mesh shape, a thin metal plate shape with round or polygonal holes, etc., and its constituent materials include A1. Fe, Ni.

Ti、Me、W、Pt、Au、Ag、ステンレス等所謂
金属単体で構成されても良く、あるいはメツキ、スパッ
タ、蒸着等により前述した金属等の表面処理がなされた
ガラス、セラミックスあるいは金属の複合体であっても
良い。
It may be composed of a so-called single metal such as Ti, Me, W, Pt, Au, Ag, or stainless steel, or it may be a composite of glass, ceramics, or metal that has been surface-treated with the metals mentioned above by plating, sputtering, vapor deposition, etc. It may be.

更に、金属メツシュはベルジャー内で生成した励起状態
の水素原子を効率良く、均一に成膜空間内へ導入させる
為に穴径及び分布を変化させることが好ましい、このと
きの全開口率は好ましくは10%以上、より好ましくは
20%以上、最適には30%以上であることが望ましい
Furthermore, it is preferable that the hole diameter and distribution of the metal mesh be changed in order to efficiently and uniformly introduce the excited hydrogen atoms generated in the bell jar into the film forming space. In this case, the total aperture ratio is preferably It is desirable that it be 10% or more, more preferably 20% or more, and optimally 30% or more.

本発明に於いて形成される堆積膜の基体上での膜厚及び
膜特性の均一性を図るために、基板の配設される金属メ
ツシュからの距離及び金属メツシュの水平軸に対する角
度を検討したところ以下に述べる結果を得た。
In order to ensure uniformity of the film thickness and film properties of the deposited film formed on the substrate in the present invention, the distance from the metal mesh on which the substrate is disposed and the angle of the metal mesh with respect to the horizontal axis were studied. However, we obtained the results described below.

第3図は、基体と金属メツシュとの距離に対する、形成
された堆積膜の堆積速度の関係を示した、典型的な2例
であり、0印を結んで得られた曲線a及び・印を結んで
得られた曲線すは第1表に示す成膜条件(A)及び(B
)によって得られた。
Figure 3 shows two typical examples of the relationship between the distance between the substrate and the metal mesh and the deposition rate of the formed deposited film. The curves obtained by connecting the film forming conditions (A) and (B) shown in Table 1
) was obtained.

また、第4図は、前記成膜条件(B)に於いて、基体と
金属メツシュとの距離が30m(曲wAC。
Further, FIG. 4 shows that under the film forming condition (B), the distance between the substrate and the metal mesh is 30 m (curve wAC).

ム印)及び70mm(曲線d、△印)の場合に、基体と
金属メツシュとの角度を変化させた時の基体上に堆積さ
れる堆積膜の膜厚分布を堆積速度の差として表したもの
である。
The film thickness distribution of the deposited film deposited on the substrate is expressed as the difference in deposition rate when the angle between the substrate and the metal mesh is changed in the case of 70 mm (curve d, △ mark) It is.

第3図かられかる様に、基体と金属メツシュとの距離が
増加するにつれて、堆積膜“度は急激な減少傾向を示す
が、特に成膜条件(A)においては100龍を越えると
堆積膜の形成はほとんど認められず、また、成膜条件(
B)においても100fiを越えて形成された堆積膜の
膜特性は悪く実用に値しないものであった。また、第4
図からは、いずれの基体位置に於いても基体と金属メツ
シュとの角度が30°を越えたところから急激に膜厚分
布が増大し、これと相関して膜特性の分布も増大し均一
性は大幅に低下することがわかった。
As can be seen from Fig. 3, as the distance between the substrate and the metal mesh increases, the degree of deposited film tends to decrease rapidly, but especially under film forming condition (A), when the degree of deposited film exceeds 100, the degree of deposited film decreases rapidly. The formation of
Also in B), the film properties of the deposited film formed over 100 fi were poor and unworthy of practical use. Also, the fourth
The figure shows that at any substrate position, the film thickness distribution increases rapidly when the angle between the substrate and the metal mesh exceeds 30°, and in correlation with this, the distribution of film properties also increases, resulting in uniformity. was found to be significantly reduced.

第1表 *)化合物(2BはHeガスで10%に希釈して用いた
Table 1 *) Compound (2B was used after being diluted to 10% with He gas.

上述したと同様の検討を、他の■族合金系半専体薄膜を
形成する際にもいくつかの条件にて行ったが、いずれの
場合に於いてもほぼ同様の結果が得られた。
The same study as described above was carried out under several conditions when forming other Group Ⅰ alloy semi-exclusive thin films, and almost the same results were obtained in all cases.

従って、本発明に於いては、基体と金属メツシュとの距
離は好ましくは100鶴以下、より好ましくは70■−
以下とし、且つ、基体と金属メツシュの水平軸との角度
は好ましくは30°以内、より好ましくは20°以内に
設定することが、膜厚分布及び膜特性の均一性を±5%
以内に納める上で必要な条件と定めた。
Therefore, in the present invention, the distance between the base and the metal mesh is preferably 100 cm or less, more preferably 70 cm -
The angle between the substrate and the horizontal axis of the metal mesh is preferably set within 30 degrees, more preferably within 20 degrees, to increase the uniformity of the film thickness distribution and film properties by ±5%.
This has been set as a necessary condition for payment within the specified period.

更に、膜厚分布及び膜特性の均一性を高める為に、本発
明に於いては化合物(1)及び(2)、必要に応じ化合
物(3)のガス吹き出し手段の検討を行った。
Furthermore, in order to improve the uniformity of film thickness distribution and film properties, in the present invention, gas blowing means for compounds (1) and (2), and if necessary, compound (3), was investigated.

本発明において好適に使用される圧力領域は流体工学で
言う粘性流と分子流との中間に位置する中間流領域であ
り、分子流領域におけるコンダクタンス計算式を用いる
ことはできない、従って、本発明に於いてはガス吹き出
し手段に設けられるガス吹き出し穴の穴径、間隔、分布
について着目し以下に述べる実験を行い、第5図、第6
図に示す結果を得た。
The pressure region preferably used in the present invention is an intermediate flow region located between viscous flow and molecular flow in fluid engineering, and conductance calculation formulas in the molecular flow region cannot be used. We focused on the hole diameter, spacing, and distribution of the gas blowing holes provided in the gas blowing means, and conducted the experiments described below.
The results shown in the figure were obtained.

第5図に於いては、第1表に示した成膜条件(A)にて
、基体位置を30鶴とし、第2図(alに示したガス吹
き出しリング201を用いて堆積膜の形成を行って得ら
れた結果を示した。第2図(a)。
In FIG. 5, under the film forming conditions (A) shown in Table 1, the substrate position is set at 30, and the deposited film is formed using the gas blowing ring 201 shown in FIG. 2 (al). The results obtained are shown in Figure 2(a).

に於けるガス吹き出しリング201には201a〜20
1d 、201a’ 〜201d’の8個の吹き出し穴
が等間隔に開けられており、図中矢印(→)方向に最も
近い吹き出し穴201a、201a’から下流側に向か
って201d、201d’まで穴径を次第に増加させた
。第5図には、該穴径の増加率を0〜80%に変化させ
て製作したガス吹き出しリングの各々を用いて形成され
た、堆積膜の膜厚分布の変化を表しである。
The gas blowing ring 201 has 201a to 20
1d, 201a' to 201d' are opened at equal intervals, starting from the closest outlet holes 201a, 201a' in the direction of the arrow (→) in the figure to 201d, 201d' toward the downstream side. The diameter was gradually increased. FIG. 5 shows changes in the film thickness distribution of the deposited film formed using each of the gas blowing rings manufactured by changing the increase rate of the hole diameter from 0 to 80%.

この結果かられかる様に、穴径増加率がO〜40%程度
までは膜厚分布が改善されるが、40%を越えると逆に
膜厚分布は大きくなり、60%以上に於いては同一穴径
の場合(穴径増加率0%)よりも膜厚分布はさらに増大
することが認められた。
As can be seen from this result, the film thickness distribution is improved when the hole diameter increase rate is 0 to 40%, but when it exceeds 40%, the film thickness distribution becomes larger, and when the hole diameter increase rate is 60% or more, the film thickness distribution is improved. It was observed that the film thickness distribution was further increased than in the case of the same hole diameter (hole diameter increase rate of 0%).

膜特性は、はぼ膜厚分布に相関した関係を示した。Membrane properties showed a correlation with the distribution of membrane thickness.

この傾向は、他の成膜条件に於いてもほぼ同様であった
This tendency was almost the same under other film forming conditions.

従って、本発明に於いては、穴径増加率は好ましくは0
〜50%、より好ましくは、20〜40%とするのが望
ましい。
Therefore, in the present invention, the hole diameter increase rate is preferably 0.
It is desirable to set it to 50%, more preferably 20 to 40%.

次に、第6図には上述と同様の成膜条件で、第2図山)
に示したガス吹き出しリング202を用いたときの結果
を示した。
Next, Fig. 6 shows the film formation conditions similar to those described above.
The results are shown when using the gas blowing ring 202 shown in FIG.

第2図山)に於けるガス吹き出しリング202には20
2a〜202d、202a〜202d’の8個の同一穴
径の吹き出し穴が、吹き出し穴202aと202a’ 
の間隔を基準に次第に減少させて開けてあり、その減少
率を0〜70%に変化させて製作したガス吹き出しリン
グの各々を用いて形成された堆積膜の膜厚分布の変化を
第6図に示した。
20 in the gas blowing ring 202 (Fig. 2)
Eight air outlet holes 2a to 202d and 202a to 202d' having the same diameter are air outlet holes 202a and 202a'.
Figure 6 shows the changes in the film thickness distribution of the deposited film formed using each of the gas blowing rings manufactured by changing the reduction rate from 0 to 70%. It was shown to.

この結果から、穴間隔減少率が0〜40%程度までは膜
厚分布が改善されるが、40%を越えると逆に膜厚分布
は大きくなり、50%以上に於いては、同−穴間隔(穴
間隔減少率0%)の場合よりも膜厚分布はさらに増大す
ることが認められた。
From this result, the film thickness distribution is improved when the hole spacing reduction rate is about 0 to 40%, but when it exceeds 40%, the film thickness distribution becomes larger, and when the hole spacing decrease rate is 50% or more, the film thickness distribution is improved. It was observed that the film thickness distribution was further increased than in the case of the spacing (hole spacing reduction rate of 0%).

膜特性は、はぼ膜厚分布に相関した関係を示した。Membrane properties showed a correlation with the distribution of membrane thickness.

この傾向は、他の成膜条件に於いてもほぼ同様であった
・ 従って、本発明に於いては、穴間隔減少率は好ましくは
0〜50%、より好ましくは20〜40%とするのが望
ましい。
This tendency was almost the same under other film forming conditions. Therefore, in the present invention, the hole spacing reduction rate is preferably 0 to 50%, more preferably 20 to 40%. is desirable.

更に、第2図(C1に示すガス吹き出しリング203を
用いて、第6図に示す関係を求めた実験と同様の実験を
行った。第2図(C)に示すガス吹き出しリング203
には吹き出し穴203a〜203dが一様に分布されて
おり、その穴径は203a〜203dの方向に増加させ
である0種々の増加率をもつガス吹き出しリングを用い
て得られた膜厚分布及び膜特性の変化の傾向はほぼ第6
図に示された結果と同じであった。
Furthermore, using the gas blowing ring 203 shown in FIG. 2 (C1), an experiment similar to the experiment to obtain the relationship shown in FIG. 6 was conducted.The gas blowing ring 203 shown in FIG.
The blow holes 203a to 203d are uniformly distributed, and the hole diameter increases in the direction of 203a to 203d. The tendency of change in film properties is almost the same as the 6th one.
The results were the same as shown in the figure.

従って、本発明に於いて第2図(C1に示すがごときガ
ス吹き出し穴の分布をもつ場合には、穴径増加率を好ま
しくは0〜40%、より好ましくは10〜30%とする
ことが望ましい。
Therefore, in the present invention, when the gas blowing holes have a distribution as shown in FIG. desirable.

本発明に於いて、水素ガス又は水素ガスと希ガスとの混
合ガスのマイクロ波プラズマが安定して生起される条件
及び化合物(1)、(2)及び(3)の選択される種類
及び状態、そして所望される堆積膜の特性等から成膜時
における成膜空間の内圧は適宜決定されるが、好ましく
は100〜I X 10−’Torr、より好ましくは
lO〜5 X 10−’Torr 、最適には1〜I 
X 10−”Torrとされるのが望ましい。
In the present invention, the conditions under which microwave plasma of hydrogen gas or a mixed gas of hydrogen gas and rare gas is stably generated, and the selected types and conditions of compounds (1), (2) and (3) , and the internal pressure of the film forming space during film formation is appropriately determined based on the desired characteristics of the deposited film, etc., but is preferably 100 to I x 10-'Torr, more preferably 10 to 5 x 10-'Torr, Optimally 1-I
It is desirable to set the value to X 10-”Torr.

本発明の方法によれば、非晶質、結晶質を問わず任意の
結晶性の基板上に所望の結晶性を有する堆積膜を形成す
ることができる。
According to the method of the present invention, a deposited film having desired crystallinity can be formed on any crystalline substrate, regardless of whether it is amorphous or crystalline.

本発明に於いて、安定して空洞共振条件を成立させる上
で、マイクロ波発振機における発振様式は連続発振で、
好ましくは使用出力領域においてそのリップル巾が30
%以内であることが望ましい。
In the present invention, in order to stably establish cavity resonance conditions, the oscillation mode in the microwave oscillator is continuous oscillation,
Preferably, the ripple width is 30 in the used output range.
It is desirable that it be within %.

本発明の方法によれば、励起状態の水素原子を。According to the method of the present invention, hydrogen atoms in an excited state.

マイクロ波立体回路中に2つのインピーダンス整合回路
と一体化した空洞共振器を用いたマイクロ波プラズマに
より、tHII性良く、安定して再現性良く生成でき、
該励起状態の水素原子と堆積膜形成用の原料化合物との
反応制御性が著しく向上し。
Microwave plasma using a cavity resonator integrated with two impedance matching circuits in a three-dimensional microwave circuit can generate stable and reproducible plasma with good tHII performance.
The controllability of the reaction between the excited hydrogen atoms and the raw material compound for forming the deposited film is significantly improved.

また、所望の結晶性及び水素含有量等の特性を有する■
族合金系半導体が均一性良く、高効率で再現性良く形成
できる。
Also, it has properties such as desired crystallinity and hydrogen content.
Group alloy semiconductors can be formed with good uniformity, high efficiency, and good reproducibility.

以下に、本発明を実施するのに好適な堆積膜形成装置の
典型例を説明するが、本発明は該堆積膜形成装置により
限定されるものではない。
A typical example of a deposited film forming apparatus suitable for carrying out the present invention will be described below, but the present invention is not limited to this deposited film forming apparatus.

第1図は、本発明を実施するにあたり好適な堆積膜形成
装置の模式的透視概略図である。
FIG. 1 is a schematic perspective view of a deposited film forming apparatus suitable for carrying out the present invention.

第1図に於いて、101は円筒型空洞共振器であり、マ
イクロ波プラズマ生成室となるベルジャー102、金属
メツシュ103、空洞長可変プランジャー104、方形
導波管108及び絞り1)0を主構成部品として構成さ
れている。105はりん青銅製バネでプランジャー10
2と円筒型空洞共振器101との接触を良好にする為に
設けられ、異常放電を防止している。空洞長可変プラン
ジャー104はモーター106及び変速ギアLOTによ
って、ベルジャー102に向かって移動させることがで
きる。109はE−Hチューナー又はスリースタブチュ
ーナーであり、本発明に於けるマイクロ波立体回路を構
成するインピーダンス整合回路の1つを構成し、他のイ
ンピーダンス整合回路の1つである空洞長可変プランジ
ャー102と対で、インピーダンス整合に用いられる。
In FIG. 1, 101 is a cylindrical cavity resonator, which mainly includes a bell jar 102 serving as a microwave plasma generation chamber, a metal mesh 103, a variable cavity length plunger 104, a rectangular waveguide 108, and an aperture 1)0. It is constructed as a component. 105 is a plunger 10 with a phosphor bronze spring.
2 and the cylindrical cavity resonator 101, to prevent abnormal discharge. The variable cavity length plunger 104 can be moved toward the bell jar 102 by a motor 106 and transmission gear LOT. 109 is an E-H tuner or a three-stub tuner, which constitutes one of the impedance matching circuits constituting the microwave three-dimensional circuit in the present invention, and a variable cavity length plunger which is one of the other impedance matching circuits. A pair with 102 is used for impedance matching.

絞り1)0は同様にインピーダンス整合回路の1つであ
り、空洞長可変プランジャー102と対で用いられる。
The aperture 1)0 is also one of the impedance matching circuits and is used in pair with the variable cavity length plunger 102.

絞り1)0は方形導波管108と円筒型空洞共振器10
1との接続部に左右一対設けられており、各々独立に方
形導波管108の長手方向に円筒面に沿ってスライド出
来る様になっており、不図示のりん青銅製バネにより円
筒型空洞共振器101との接触が保たれている。
Aperture 1) 0 is a rectangular waveguide 108 and a cylindrical cavity resonator 10
A pair of left and right are provided at the connection part with 1, and each can be slid independently along the cylindrical surface in the longitudinal direction of the rectangular waveguide 108, and a cylindrical cavity resonance is generated by a phosphor bronze spring (not shown). Contact with the container 101 is maintained.

ガス導入管1)1からの水素ガス又は水素ガスと希ガス
との混合ガスの吹き出し穴は金属メツシュを通ってベル
ジャー102内に向けられており、ベルジャー102内
に導入された水素ガス等は空洞共振器101内に投入さ
れたマイクロ波によりプラズマ化され、励起状態の水素
原子等を生成し、金属メッシユ103を通じて成膜空間
1)6内に導入される。成膜空間内の圧力は圧力計12
5により測定される。
The blowout hole for hydrogen gas or a mixed gas of hydrogen gas and rare gas from the gas introduction pipe 1) 1 is directed into the bell jar 102 through a metal mesh, and the hydrogen gas etc. introduced into the bell jar 102 is directed into the bell jar 102 through the metal mesh. The microwaves input into the resonator 101 turn the plasma into plasma, producing excited hydrogen atoms and the like, which are introduced into the film forming space 1) 6 through the metal mesh 103. The pressure inside the film forming space is measured by a pressure gauge 12.
5.

成膜空間1)6内に於いて、堆積膜形成用原料ガス吹き
出しリング1)2が基板1)8及び基板ホルダ−1)9
との間に配設されている。
In the film forming space 1) 6, the raw material gas blowing ring 1) 2 for forming the deposited film is connected to the substrate 1) 8 and the substrate holder 1) 9.
is placed between.

1)4は必要に応じ、ガス供給バイブ120より4人さ
れた堆積膜形成用原料ガスをあらかじめ活性化する為に
用いられる活性化空間であり、その周囲には熱、光、放
電等の活性化エネルギー発生手段1)5が設けられてい
る。
1) 4 is an activation space used to pre-activate the raw material gas for deposited film formation supplied by the gas supply vibrator 120 as needed, and the surrounding area is surrounded by activation space such as heat, light, electric discharge, etc. energy generating means 1) 5 is provided.

輸送管1)7は、堆積膜原料ガスをあらかじめ活性化し
て導入する場合には、その活性化状態を維持し得る口径
及び材質で構成されることが望ましい。
If the transport pipe 1) 7 is to introduce the deposited film raw material gas after being activated in advance, it is desirable that the transport pipe 1) is configured with a diameter and a material that can maintain the activated state.

ガス吹き出しリング1)2には、第2図に於いて説明し
た構成のガス吹き出し穴1)3が設けられている。
The gas blowing ring 1)2 is provided with gas blowing holes 1)3 having the configuration described in FIG. 2.

成敗空間1)6内に4人された堆積膜形成用原料ガス等
は図中矢印方向に不図示の排気ポンプにより排気される
The raw material gas for forming a deposited film, etc. placed in the success/failure space 1) 6 by four people is exhausted by an exhaust pump (not shown) in the direction of the arrow in the figure.

!21はマイクロ波プラズマモニター用に設けられたポ
ートであり、集光用プローブ122が接続されている。
! 21 is a port provided for a microwave plasma monitor, to which a light collecting probe 122 is connected.

集光用プローブ122には石英ファイバー123が接続
され、更に不図示の分光器に接続され、発光分光分析が
行われる。124は成膜空間側でのプラズマモニター用
予備ポートである。
A quartz fiber 123 is connected to the light collecting probe 122, which is further connected to a spectrometer (not shown) to perform emission spectroscopic analysis. 124 is a spare port for plasma monitoring on the film forming space side.

【実施例〕【Example〕

以下に、本発明の堆積膜形成法についての具体的実施例
を挙げて説明する。
The deposited film forming method of the present invention will be described below with reference to specific examples.

なお、本発明は本実施例に限定されるものではない。Note that the present invention is not limited to this example.

叉施■上 まず、φ15Gのコーニング社製#70S9ガラス基板
1)Bを、成膜空間1)6内の基板ホルダー1).9上
に設置し、不図示の排気ポンプにより排気し、成膜空部
1)6内の圧力をIXN)Torrとした。更に、不図
示の基板温度コントローラーにより基板ホルダーを加熱
し、基板1)Bの表面温度が230℃となるように設定
した。
First, place the Corning #70S9 glass substrate 1)B with a diameter of 15G into the substrate holder 1).B in the film forming space 1)6. 9, and was evacuated by an exhaust pump (not shown), and the pressure inside the film forming cavity 1) 6 was set to IXN) Torr. Further, the substrate holder was heated by a substrate temperature controller (not shown), and the surface temperature of substrate 1)B was set to 230°C.

基板表面温度が安定したところで、不図示のガスボンベ
よりH,ガス20sccm+及びArガス200scc
tmを混合させた状態でガス導入管1)より石英製ベル
ジャー102内に導入し、成膜空間1)6内の圧力を0
.2 Torrに不図示の自動圧力コントローラーによ
り制御した。
When the substrate surface temperature stabilizes, 20 sccm+ of H gas and 200 sccm of Ar gas are supplied from a gas cylinder (not shown).
A mixed state of tm is introduced into the quartz bell jar 102 through the gas introduction pipe 1), and the pressure in the film forming space 1) 6 is reduced to 0.
.. The pressure was controlled to 2 Torr by an automatic pressure controller (not shown).

続いて、不図示の連続発振式マイクロ波発振器より方形
導波管108を介して、マイクロ波を空洞共振器101
内に投入した。ただちに、空洞長可変プランジャー10
4をモーター106及び変速ギア107にて動作し、不
図示のマイクロ波立体回路中に設置されたパワーモニタ
ーによって計測される反射電力/入射電力の比が最も小
さくなる位置に調整し、さらに、絞り1)0の開度を調
整して反射電力/入射電力の比が最も小さくなる位置に
した。再び空洞長可変プランジャー104の位置、絞り
1)0の開度を微調する操作を繰り返し、反射電力/入
射電力の比が最も小さく、かつ入射電力−反射電力で表
される実効入射電力の値が350Wとなるよう調整した
Next, microwaves are transmitted to the cavity resonator 101 via the rectangular waveguide 108 from a continuous wave microwave oscillator (not shown).
I put it inside. Immediately, the variable cavity length plunger 10
4 is operated by a motor 106 and a transmission gear 107, and is adjusted to a position where the ratio of reflected power/incident power measured by a power monitor installed in a microwave three-dimensional circuit (not shown) is the smallest. 1) The opening degree of 0 was adjusted to the position where the ratio of reflected power/incident power is the smallest. The operation of finely adjusting the position of the variable cavity length plunger 104 and the opening degree of the aperture 1)0 is repeated again, and the value of the effective incident power expressed by the ratio of reflected power/incident power is the smallest and is expressed by incident power - reflected power is obtained. was adjusted so that it was 350W.

この時点で、ポート121から構成される装置状態の水
素原子からの発光ラインHa / Hβの強度比は20
0であった。
At this point, the intensity ratio of the emission line Ha/Hβ from the hydrogen atoms in the device state consisting of port 121 is 20
It was 0.

基板1)Bと合圧メツシュ103との間隔を40種重、
互いに平行となるよう設定した。全屈メツシュ103に
はAi製全口径φ150、φ8の穴が一様に分布した開
口率50%のパンチングボードを用いた。ガス吹き出し
リング1)2は第2図(alに示す構成で、201a、
201a’に相当する穴径は1.5fiとし、穴径増加
率は30%のものを用いた。
Substrate 1) The distance between B and the combined pressure mesh 103 is set to 40 types,
They were set parallel to each other. For the fully bent mesh 103, a punching board made of Al and having aperture ratio of 50% was used, in which holes of all diameters φ150 and φ8 were uniformly distributed. The gas blowing ring 1) 2 has the configuration shown in FIG. 2 (al), and includes 201a,
The hole diameter corresponding to 201a' was 1.5fi, and the hole diameter increase rate was 30%.

引き続き不図示のガスボンベから5i2F4ガスを10
 scc+a、 、Heガスで10%に希釈されたG 
e F aガスを10sec++流し各々のガスを混合
し、ガス供給管120を通じてガス吹き出しリング1)
2より成膜空間1)6へ4人した。このとき、成膜空間
1)6内圧力は0.2 Torrを保つよう自動圧力コ
ントローラーにより制御した。
Next, add 10 5i2F4 gas from a gas cylinder (not shown).
scc+a, , G diluted to 10% with He gas
e F a gas is flowed for 10 sec++ to mix each gas, and the gas is passed through the gas supply pipe 120 to the gas blowing ring 1).
Four people went to the film forming space 1)6 from 2. At this time, the pressure inside the film forming space 1) 6 was controlled to be maintained at 0.2 Torr by an automatic pressure controller.

ただちに励起状態の水素原子とS;zF、、GcFaと
は化学反応を生起し、w板108上に60分間で7.5
μmの膜厚の膜が形成された。基板を冷却して取り出し
1)(寥INul−1とした。
Immediately, a chemical reaction occurs between the hydrogen atoms in the excited state and S; zF, and GcFa, and 7.5
A film with a thickness of μm was formed. The substrate was cooled and taken out 1) (designated INul-1).

次に別の井7059基板をセントし1)□ガス流量を2
Qsccm、成膜空間内の圧力を0.05 Torr。
Next, insert another well 7059 board and increase the gas flow rate to 2.
Qsccm, and the pressure in the film forming space was 0.05 Torr.

基板温度を270℃と設定した以外は同じ片作で堆積膜
の形成を行った。このときのII tt / Hβの強
度比は120であった。60分間の堆積後基板を取り出
し試料1kl−2とした。
The deposited film was formed using the same monolithic method except that the substrate temperature was set at 270°C. The intensity ratio of II tt /Hβ at this time was 120. After 60 minutes of deposition, the substrate was taken out and designated as sample 1kl-2.

更に、6インチn+5i(1)0)ウェハーを基板に用
い、H箕ガス流量を100secm、Arガス流量を5
0secmとし、成膜空間の圧力を0.01Torrと
し、パンチングボードの開口率を30%とした以外は同
t5環作で堆積膜の形成を行った。
Furthermore, using a 6-inch n+5i(1)0) wafer as the substrate, the Hmin gas flow rate was 100 sec, and the Ar gas flow rate was 5 sec.
The deposited film was formed using the same T5 cycle except that the pressure in the film forming space was 0.01 Torr, and the aperture ratio of the punching board was 30%.

このときのH,/liβの強度比は40であった。The intensity ratio of H,/liβ at this time was 40.

得られた試料を1lhl−3とした。得られた各堆積膜
試料について膜厚分布を測定し、またX線回折法及び電
子線回折法(RHEED)により堆積膜の結晶の評価を
行った。各試料とも均一性がよく試料陽1−1について
はアモルファスIIQ、Nn l −2については多結
晶膜、I!1)−3については基板と平行な面が(+1
0)に近い配向を有するエピタキシャル膜であることが
確認された。
The obtained sample was designated as 1lhl-3. The film thickness distribution of each of the obtained deposited film samples was measured, and the crystals of the deposited film were evaluated by X-ray diffraction and electron beam diffraction (RHEED). Each sample has good uniformity; sample 1-1 is amorphous IIQ, Nnl-2 is polycrystalline, and I! 1) For -3, the plane parallel to the substrate is (+1
It was confirmed that the epitaxial film had an orientation close to 0).

また、各試料の一部を切り出しSIMSにて組 。In addition, a portion of each sample was cut out and assembled using SIMS.

成分析を行った。H含有量は試料Na1−1、試料1)
m1−2、試料Na1−3の順に減少している。
A compositional analysis was performed. H content is sample Na1-1, sample 1)
It decreases in the order of m1-2 and sample Na1-3.

各試料を真空蒸着器に入れ、抵抗加熱法によりアルミニ
ウムのφ2鶴のドツト電極を蒸着し、ホールモビリティ
−(μm)をvan der Pauw法により測定し
た。特性分布は試料の全面内でほぼ±3  %で条った
0以上の結果を第2表に示した。
Each sample was placed in a vacuum evaporator, and an aluminum φ2 crane dot electrode was deposited using a resistance heating method, and the hole mobility (μm) was measured using the van der Pauw method. The characteristic distribution is shown in Table 2, with results of 0 or more drawn at approximately ±3% over the entire surface of the sample.

第   2   表 以上の結果より本発明により容易に堆積膜の結晶性を制
御し得ることがわかった。
From the results shown in Table 2 and above, it was found that the crystallinity of the deposited film could be easily controlled by the present invention.

叉施皇I         ・ 実施例1と同様の操作にて、以下に述べる条件でSi:
Ge:H:F膜の形成を行った。GeFa方スの流量を
55cca+とじた以外は実施例1に於いて試料N1)
−1を作成した条件と同様の条件で成敗を行った。得ら
れた試料をN12−1とした」次に、GeF、ガスの流
量を7sccs+s 12sccemm15scc−と
した以外は上述した方法と同様にして3回の成膜を行い
、得られた試料をそれぞれ隘2−2、ll&L2−3、
磁2−4とした。
Jashengou I - Using the same operation as in Example 1, Si was prepared under the following conditions:
A Ge:H:F film was formed. Sample N1) in Example 1 except that the flow rate of GeFa gas was reduced to 55 cca+.
Success and failure were conducted under the same conditions as those for creating -1. The obtained sample was designated as N12-1. Next, film formation was performed three times in the same manner as described above, except that the GeF gas flow rate was 7sccs+s, 12sccemm, 15scc-, and the resulting sample was -2, ll&L2-3,
It was set as magnetic 2-4.

得られた各堆積膜試料について膜厚分布を測定し、また
X線回折法及び電子線回折法(RHB ED)により堆
積膜の結晶性の評価を行った。各試料とも均一性がよく
、アモルファス膜であることがli1!認された。  
          ′また、各試料の一部を切り出し
sIMsにて組成分析を行いSiとGeの組成比を求め
更に、各試料について可視分光器により光吸収スペクト
ルを測定して光学的バンドギャップを求めた。更に、各
試料を真空蒸着器にいれ、櫛形アルミギャップ電極(ギ
ヤツブ巾250μm1゛巾5’am)を蒸着し、印加電
圧10Vで暗電導度を測定しその後AM−1光(100
mW/d)を照射して光電導度を測定し暗電導度と光電
導度の比を求めた。各特性はいずれも面内において約1
35以内の範囲内であった0以上の結果を第3表に示し
た。この結果からガス流量を変化させることでSiとG
eの組成比を任意に変化させることが可能であり、しか
も光学的バンドギャップも制御でき所望の特性を有する
堆積膜が形成されることがわかった。
The film thickness distribution of each of the obtained deposited film samples was measured, and the crystallinity of the deposited film was evaluated by X-ray diffraction and electron beam diffraction (RHB ED). Each sample has good uniformity and is an amorphous film! It has been certified.
'Additionally, a portion of each sample was cut out and subjected to compositional analysis using sIMs to determine the composition ratio of Si and Ge.Furthermore, the optical absorption spectrum of each sample was measured using a visible spectrometer to determine the optical band gap. Furthermore, each sample was placed in a vacuum evaporator, a comb-shaped aluminum gap electrode (gear tooth width 250 μm, 1 mm width 5' am) was deposited, the dark conductivity was measured with an applied voltage of 10 V, and then an AM-1 light (100
mW/d), the photoconductivity was measured, and the ratio of dark conductivity to photoconductivity was determined. Each characteristic is about 1 in the plane
Table 3 shows the results of 0 or more that were within the range of 35. From this result, by changing the gas flow rate, Si and G
It has been found that it is possible to arbitrarily change the composition ratio of e, and also to control the optical band gap, forming a deposited film having desired characteristics.

以上の結果より本発明により、容易に堆積膜の光学的膜
質が制御できることがわかった。
From the above results, it was found that the optical film quality of the deposited film can be easily controlled by the present invention.

第  3  表 実施例3 実施例1と同様の操作にて、tl 、ガス50secs
Table 3 Example 3 In the same operation as in Example 1, tl, gas 50 sec
.

マイクロ波投入パワーを300Wとし、以下に述べる条
件でS i : C: H: F膜の形成を行った。
The microwave input power was 300 W, and the Si:C:H:F film was formed under the conditions described below.

基板はφ150の#7059ガラス基板を用い、5it
F、ガス20SCCI1% CHaガスlQsccmの
流量で成膜空間内に4人し、成膜空間内圧力を0.2T
orrとし基板温度は260℃と設定した。ガス吹き出
しリング、金属メツシュ、基板位置は実施例1と同様に
して60分間の成膜を行った。
The substrate is a #7059 glass substrate with a diameter of 150 mm.
F, gas 20SCCI1% CHa gas 4 people were placed in the deposition space at a flow rate of 1Qsccm, and the pressure inside the deposition space was 0.2T.
orr and the substrate temperature was set at 260°C. Film formation was performed for 60 minutes using the same gas blow ring, metal mesh, and substrate positions as in Example 1.

次に、Heガスで10%に希釈したB F sガスをI
Qsccm加えた以外は上述した方法と同様にして成膜
を行った。成膜時のH,/Hβの比はともに180であ
った。得られた試料を1lh3−1及び−3−2とした
Next, B F s gas diluted to 10% with He gas was added to I
The film was formed in the same manner as described above except that Qsccm was added. The ratios of H and /Hβ during film formation were both 180. The obtained samples were designated as 1lh3-1 and -3-2.

次に、H2ガス100scctaとし内圧を0.03T
orrとした以外は試料患3−2と同様にして成膜を行
い得られた試料を尚3−3とした。
Next, set the H2 gas to 100sccta and the internal pressure to 0.03T.
The film was formed in the same manner as Sample No. 3-2 except that the sample No. 3-3 was obtained.

得られた試料について実施例1と同様に結晶性とII含
有■の評価を行い更に熱起電力測定を行い伝導型を判定
した。これとは別に各試料の1部を切り出し、真空蒸着
器にいれ、櫛形アルミギャップ電極(ギャップ中250
pm、幅5寵)を蒸着し、印加電圧10Vで暗電導度を
測定しその後AM−1光(100mW/cd)を照射し
て光電導度を測定し暗電導度と光電導度の比を求めた。
The obtained sample was evaluated for crystallinity and II content (2) in the same manner as in Example 1, and further thermoelectromotive force was measured to determine the conductivity type. Separately, a portion of each sample was cut out, placed in a vacuum evaporator, and a comb-shaped aluminum gap electrode (250 mm in the gap) was cut out.
pm, width 5 cm), measure the dark conductivity with an applied voltage of 10 V, then irradiate AM-1 light (100 mW/cd) to measure the photoconductivity, and calculate the ratio of the dark conductivity to the photoconductivity. I asked for it.

各、  特性はいずれも面内において約135以内の範
囲内であった。得られた結果を第4表に示した。
Each characteristic was within a range of about 135 in the plane. The results obtained are shown in Table 4.

以上の結果より本発明により、容易に堆積膜の伝導型が
制御でき、また、電気的特性も制御可能であることがわ
かった。
From the above results, it was found that according to the present invention, the conductivity type of the deposited film can be easily controlled, and the electrical characteristics can also be controlled.

第゛  4  表 スJilJ江工 実施例1において、マイクロ波投入パワーを350Wか
ら200Wに代え、ガス供給管120上に設けられた石
英管で構成された活性化空間1)4を、活性化エネルギ
ー発生手段としての赤外線加熱炉1)5により700℃
に加熱した以外は同様の操作で堆積膜の形成を行った。
Table 4 In Example 1, the microwave input power was changed from 350W to 200W, and the activation space 1)4 composed of the quartz tube provided on the gas supply pipe 120 was 700℃ by infrared heating furnace 1)5 as a generating means
A deposited film was formed using the same procedure except that the heating was performed at .

第1の成膜に於いては基板を97059ガラスとしH,
ガス流量を100secm、内圧を0.05Torrと
して成膜を行い得られた堆積膜の試料を阻4−1とした
0次に基板を6インチn+s i(1)0)ウェハーと
してH8ガス流量を20sccrmm成膜空間の圧力を
0.01 Torrとして第2の成膜を行い得られた堆
積膜の試料を1lh4−2とした。
In the first film formation, the substrate was 97059 glass, H,
A sample of the deposited film obtained by forming a film at a gas flow rate of 100 sec and an internal pressure of 0.05 Torr was used as a 6-inch n+s i (1) 0) wafer as a 0-order substrate with a H8 gas flow rate of 20 sccrmm. A second film was formed with the pressure in the film forming space set to 0.01 Torr, and the resulting deposited film sample was designated as 1lh4-2.

これらの試料について実施例1と同様の評価を行ったと
ころ、マイクロ波投入パワーを減少しているにも関わら
ず、堆積速度の低下は無くかつ緒特性は第5表に示すご
と〈実施例1で得られたものとほぼ同様のものが得られ
た。
When these samples were evaluated in the same manner as in Example 1, there was no decrease in the deposition rate despite the reduction in the microwave input power, and the properties were as shown in Table 5 (Example 1). Almost the same thing as that obtained was obtained.

第   5   表 実施例1において、堆積膜形成用原料化合物及び成膜条
件の1部を第6表に示したものに代えた以外は同様の操
作及び成膜条件で堆積膜の形成を行った。
Table 5 A deposited film was formed using the same operations and film forming conditions as in Example 1, except that some of the raw material compounds for forming the deposited film and the film forming conditions were replaced with those shown in Table 6.

得られた試料について実施例3と同様の評価を行ったと
ころ、第7表に示す結果が得られた。
When the obtained sample was evaluated in the same manner as in Example 3, the results shown in Table 7 were obtained.

第   6   表 第   7   表 刃1) (+I+灸 実施例!と同様の操作にて、1) zガス5Qsccm
、マイクロ波投入パワーを200Wとし、以下に述べる
条件でSi:C:H:F膜の形成を行った。
Table 6 Table 7 Table blade 1) (+I + moxibustion example! 1) Z gas 5Qsccm
A Si:C:H:F film was formed under the following conditions using a microwave input power of 200 W.

第1の原料ガスとしてSiF、ガス20secm、Si
H4ガス55ccpaの混合ガスを用い第2の原料ガス
としてCF、ガスをl03CC!lの流量で成膜空間内
に導入し、成膜空間内圧力を0.03Torrとし基板
温度は200℃と設定した。金属メツシュの開口率を3
0%としガス吹き出しリング、基板位置は実施例1と同
様とした。成膜時のH#x/Hβの比はともに100で
あった。得られた試料をNa6−1及び阻6−2とした
SiF as the first raw material gas, gas 20 sec, Si
Using a mixed gas of 55 ccpa of H4 gas and CF as the second raw material gas, the gas is 103 CC! The film was introduced into the film forming space at a flow rate of 1, the pressure inside the film forming space was set at 0.03 Torr, and the substrate temperature was set at 200°C. The aperture ratio of the metal mesh is 3
The gas blowing ring and the substrate position were the same as in Example 1. Both ratios of H#x/Hβ during film formation were 100. The obtained samples were designated as Na6-1 and Na6-2.

得られた試料について実施例3と同様の評価を行ったと
ころ、第8表に示す結果が得られた。
When the obtained sample was evaluated in the same manner as in Example 3, the results shown in Table 8 were obtained.

各特性はいずれも面内において約±3%以内の範囲内の
ばらつきであった。
Each characteristic had variations within a range of approximately ±3% within the plane.

第   8   表 (発明の効果の概要〕 上述した詳細な説明及び実施例から理解されるように、
本発明の堆積膜形成法によれば、形成される■族合金系
半導体薄膜の膜特性、成膜速度が著しく向上し、且つ所
望の膜品質の薄膜が安定して、再現性良く、効率的に均
一性良く形成でき、薄膜の生産性の向上並びに量産化を
容易に達成できる。
Table 8 (Summary of Effects of the Invention) As understood from the above detailed description and examples,
According to the deposited film forming method of the present invention, the film characteristics and film formation rate of the Group 1 alloy semiconductor thin film formed are significantly improved, and the thin film with the desired film quality is stable, reproducible, and efficient. It can be formed with good uniformity, and it is easy to improve productivity and mass production of thin films.

更に、堆積膜の形成に必要な基板温度を従来の堆積膜形
成法よりも低温化することができ、しかもこのことによ
り膜特性に悪影響を及ぼすことは無い。また、水素原子
の励起状態や原料化合物の導入量等を制御することによ
って容易に膜質の制御が安定して、再現性良く達成され
る。
Furthermore, the substrate temperature required to form the deposited film can be lowered than in conventional deposited film formation methods, and this does not adversely affect the film properties. Further, by controlling the excited state of hydrogen atoms, the amount of introduced raw material compounds, etc., film quality can be easily controlled stably and with good reproducibility.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明を実施するのに好適な堆積膜形成装置
の模式的透視概略図であり、第2(a)図乃至第2(C
)図は、本発明において用いられるガス吹き出しリング
の模式的概略図である。また第3図は、本発明に於いて
得られた基体と金属メツシュとの距離に対する堆積速度
の関係を示した図であり、第4図は、本発明に於いて得
られた基体と金属メツシュとの角度に対する面内の堆積
速度差の関係を示した図である。第5図は、本発明に於
いて用いられるガス吹き出しリングの穴径増加率に対す
る面内の膜厚分布の関係を示した図であり、第6図は、
本発明に於いて用いられるガス吹き出しリングの穴間隔
減少率に対する面内の膜厚分布の関係を示した図である
。 第7図は、従来のマイクロ波プラズマCVD装置の模式
的装置構成断面図である。 第1図について、101・・・円筒型空洞共振器、10
2・・・ベルジャー、103・・・金属メンシュ、10
4・・・空洞長可変プランジャー、105・・・バネ、
106・・・モーター、107・・・変速ギア、10B
・・・方形導波管、109・・・E−Hチューナー、1
)0・・・絞り、1)1・・・ガス導入管、1)2・・
・ガス吹き出しリング、1)3・・・ガス吹き出し穴、
1)4・・・活性化空間、1)5・・・活性化エネルギ
ー発生手段、1)6・・・成膜空間、1)7・・・輸送
管、1)8・・・基板、1)9・・・基板ホルダー、1
20・・・ガス供給パイプ、121・・・ポート、12
2・・・集光用プローブ、123・・・石英ファイバー
、124・・・予備ボート。 第2図について、201,202.203・・・ガス吹
き出しリング、201 a〜201 d、  201a
’〜201d’ 、202a〜202d、202a’〜
202d’ 、203a 〜203d・・・ガス吹き出
し穴。 第7図について、701・・・方形導波管、702・・
・マイクロ波導入窓、703・・・プラズマ生成室、7
04・・・成膜室、705.710・・・ガス供給管、
706・・・排気口、707・・・被処理体、708・
・・被処理体保持具、709・・・金属メツシュ。
FIG. 1 is a schematic perspective view of a deposited film forming apparatus suitable for carrying out the present invention, and FIG.
) is a schematic diagram of a gas blowing ring used in the present invention. Furthermore, FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the deposition rate and the distance between the substrate and metal mesh obtained in the present invention, and FIG. 4 is a graph showing the relationship between the substrate and metal mesh obtained in the present invention. FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the in-plane deposition rate difference and the angle with respect to the angle. FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the in-plane film thickness distribution and the hole diameter increase rate of the gas blowing ring used in the present invention, and FIG.
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the in-plane film thickness distribution and the hole interval reduction rate of the gas blowing ring used in the present invention. FIG. 7 is a schematic sectional view of a conventional microwave plasma CVD apparatus. Regarding FIG. 1, 101...Cylindrical cavity resonator, 10
2...Bell jar, 103...Metal mensch, 10
4... variable cavity length plunger, 105... spring,
106...Motor, 107...Speed gear, 10B
...Rectangular waveguide, 109...E-H tuner, 1
) 0... Throttle, 1) 1... Gas introduction pipe, 1) 2...
・Gas blow ring, 1) 3... gas blow hole,
1) 4... Activation space, 1) 5... Activation energy generation means, 1) 6... Film forming space, 1) 7... Transport pipe, 1) 8... Substrate, 1 )9... Board holder, 1
20... Gas supply pipe, 121... Port, 12
2... Light collecting probe, 123... Quartz fiber, 124... Spare boat. Regarding FIG. 2, 201, 202. 203... gas blowing ring, 201 a to 201 d, 201 a
'~201d', 202a~202d, 202a'~
202d', 203a to 203d... Gas blowout holes. Regarding FIG. 7, 701... rectangular waveguide, 702...
・Microwave introduction window, 703...Plasma generation chamber, 7
04... Film forming chamber, 705.710... Gas supply pipe,
706...Exhaust port, 707...Object to be processed, 708...
... Processed object holder, 709... Metal mesh.

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)基体上に堆積膜を形成するための成膜空間に、堆
積膜形成用の原料となる珪素を含む化合物(1)と下記
の一般式( I )で表される化合物(2)と、必要に応
じ前記堆積膜を電子制御し得る元素を構成する要素とし
て含む化合物(3)の各々を気体状態で、あるいはこれ
らの化合物のうちの少なくとも1種類以上の化合物を前
記成膜空間とは別に設けられた活性化空間にて予め活性
化した状態で導入し、一方これら気体状態の、あるいは
活性化した状態の化合物(1)、化合物(2)及び化合
物(3)の中の少なくとも一種と化学反応する励起状態
の水素原子を前記成膜空間とは異なる活性化空間にて生
成し、前記成膜空間に導入することによって前記基体上
に堆積膜を形成する堆積膜形成法において、前記励起状
態の水素原子を、水素ガスまたは水素ガスと希ガスとの
混合ガスを用い、マイクロ波立体回路中に2つのインピ
ーダンス整合回路と一体化した空洞共振器内に設けられ
たプラズマ生成室において発生したマイクロ波プラズマ
にて生成し、かつ水素原子の励起状態を制御することを
特徴とする堆積膜形成法。 AaBb・・・・・・・( I ) (但し、Aは、周期律表の第IV族に属する元素の内珪素
以外の元素を示し、Bは、水素(H)、ハロゲン(X)
、炭化水素基の中から選ばれるものを示し、aは、Bの
価数に等しいかまたは整数倍の正の整数を示し、bは、
正の整数を示す。)
(1) A compound (1) containing silicon, which is a raw material for forming a deposited film, and a compound (2) represented by the following general formula (I) are placed in a film forming space for forming a deposited film on a substrate. , if necessary, each of the compounds (3) containing as an element constituting an element capable of electronically controlling the deposited film in a gaseous state, or at least one or more of these compounds in the film forming space. At least one of the compounds (1), (2) and (3) in a gaseous or activated state is introduced into a separately provided activation space in a pre-activated state. In a deposited film forming method in which hydrogen atoms in an excited state that chemically react are generated in an activation space different from the film forming space and introduced into the film forming space to form a deposited film on the substrate, the excited Hydrogen atoms in the state are generated using hydrogen gas or a mixed gas of hydrogen gas and a rare gas in a plasma generation chamber installed in a cavity resonator integrated with two impedance matching circuits in a three-dimensional microwave circuit. A deposited film formation method characterized by generating using microwave plasma and controlling the excited state of hydrogen atoms. AaBb・・・・・・(I) (However, A represents an element other than silicon among the elements belonging to Group IV of the periodic table, and B represents hydrogen (H), halogen (X)
, represents a hydrocarbon group selected from hydrocarbon groups, a represents a positive integer equal to or an integral multiple of the valence of B, and b is
Indicates a positive integer. )
(2)前記水素原子の励起状態が、発光分光分析法によ
り水素の励起状態であるHα、Hβの発光強度を測定し
、その強度比を所望の値とするべく、空洞共振器内への
マイクロ波投入パワー、インピーダンス整合条件、水素
ガス流量又は水素ガスと希ガスとの混合流量比、全圧力
のうちいずれか一種以上を制御することにより制御され
る特許請求の範囲第(1)項に記載の堆積膜形成法。
(2) The excited states of the hydrogen atoms are determined by measuring the emission intensities of Hα and Hβ, which are the excited states of hydrogen, using optical emission spectroscopy, and in order to adjust the intensity ratio to a desired value, According to claim (1), the method is controlled by controlling any one or more of wave input power, impedance matching conditions, hydrogen gas flow rate or mixed flow rate ratio of hydrogen gas and rare gas, and total pressure. Deposited film formation method.
(3)前記マイクロ波立体回路中に2つのインピーダン
ス整合回路と一体化した空洞共振器におけるインピーダ
ンス整合回路が空洞長可変プランジャー及びマイクロ波
導波管と空洞共振器との接続部に設けられた絞りであり
、これらを調整することによりインピーダンス整合条件
が制御される特許請求の範囲第(1)又は(2)項に記
載の堆積膜形成法。
(3) The impedance matching circuit in the cavity resonator integrated with two impedance matching circuits in the microwave three-dimensional circuit is an aperture provided at the cavity length variable plunger and the connection part between the microwave waveguide and the cavity resonator. The deposited film forming method according to claim 1 or 2, wherein the impedance matching conditions are controlled by adjusting these.
(4)前記インピーダンス整合回路が空洞長可変プラン
ジャー及びE−Hチューナーもしくはスリースタブチュ
ーナーである特許請求の範囲第(3)項に記載の堆積膜
形成法。
(4) The deposited film forming method according to claim (3), wherein the impedance matching circuit is a variable cavity length plunger and an E-H tuner or a three-stub tuner.
(5)前記プラズマ生成室が、金属メッシュ及びマイク
ロ波透過性のベルジャーで構成され、且つ該金属メッシ
ュを介して前記成膜空間に接続されている特許請求の範
囲第(1)乃至(4)項のいずれかに記載の堆積膜形成
法。
(5) Claims (1) to (4), wherein the plasma generation chamber is configured with a metal mesh and a microwave-transparent bell jar, and is connected to the film forming space via the metal mesh. The method for forming a deposited film according to any one of paragraphs.
(6)前記励起状態の水素原子が、前記金属メッシュを
通じて成膜空間内へ導入される特許請求の範囲第(1)
乃至(5)項のいずれかに記載の堆積膜形成法。
(6) Claim No. 1, wherein the excited hydrogen atoms are introduced into the film forming space through the metal mesh.
The method for forming a deposited film according to any one of items (5) to (5).
(7)前記基体が、前記金属メッシュ面の水平軸に対し
30゜以内の角度で、且つ該金属メッシュ面より100
mm以内に設けられ、さらに前記気体状態の、あるいは
活性化した状態の化合物(1)、化合物(2)及び化合
物(3)が、該金属メッシュ面と該基体との間に配設さ
れたガス吹き出し手段より成膜空間内へ導入される特許
請求の範囲第(1)乃至(6)項のいずれかに記載の堆
積膜形成法。
(7) The base body is located at an angle within 30 degrees to the horizontal axis of the metal mesh surface, and at an angle of 100 degrees from the metal mesh surface.
mm, and the compound (1), compound (2), and compound (3) in a gaseous state or in an activated state are arranged between the metal mesh surface and the base. The deposited film forming method according to any one of claims (1) to (6), wherein the deposited film is introduced into the film forming space by a blowing means.
(8)前記ガス吹き出し手段が、基体を環状に囲む様に
配設され、ガス吹き出し穴の間隔が、該ガス吹き出し手
段へのガス導入側から最終吹き出し穴側に向かって次第
に短くされることにより、各ガス吹き出し穴からのガス
吹き出し量が均一化された特許請求の範囲第(7)項に
記載の堆積膜形成法。
(8) The gas blowing means is disposed so as to annularly surround the base, and the intervals between the gas blowing holes are gradually shortened from the gas introduction side to the gas blowing means toward the final blowing hole, The deposited film forming method according to claim (7), wherein the amount of gas blown out from each gas blowing hole is made uniform.
(9)前記ガス吹き出し手段が、基体を環状に囲む様に
配設され、ガス吹き出し穴の穴径が、該ガス吹き出し手
段へのガス導入側から最終吹き出し穴側に向かって次第
に大きくされることにより、各ガス吹き出し穴からのガ
ス吹き出し量が均一化された特許請求の範囲第(7)項
に記載の堆積膜形成法。
(9) The gas blowing means is disposed so as to annularly surround the base, and the diameter of the gas blowing hole is gradually increased from the gas introduction side to the gas blowing means toward the final blowing hole. The deposited film forming method according to claim 7, wherein the amount of gas blown out from each gas blowing hole is made uniform.
(10)前記ガス吹き出し手段のガス吹き出し穴が、少
なくとも基体の面内において一様に分布され、各ガス吹
き出し穴の穴径が、該ガス吹き出し手段へのガス導入側
から中心部に向かって次第に大きくされることにより、
各ガス吹き出し穴からのガス吹き出し量が均一化された
特許請求の範囲第(7)項に記載の堆積膜形成法。
(10) The gas blowing holes of the gas blowing means are uniformly distributed at least within the plane of the base, and the hole diameter of each gas blowing hole gradually increases from the gas introduction side to the gas blowing means toward the center. By being enlarged,
The deposited film forming method according to claim (7), wherein the amount of gas blown out from each gas blowing hole is made uniform.
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EP89101644A EP0334000B1 (en) 1988-02-01 1989-01-31 Microwave plasma chemical deposition process for the production of a film containing mainly silicon and/or other group IV elements
DE68917500T DE68917500T2 (en) 1988-02-01 1989-01-31 Process for producing a film consisting essentially of silicon and / or other Group IV elements by means of microwave plasma chemical vapor deposition.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03134175A (en) * 1989-10-19 1991-06-07 Res Dev Corp Of Japan Digital cvd method

Cited By (1)

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JPH03134175A (en) * 1989-10-19 1991-06-07 Res Dev Corp Of Japan Digital cvd method

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