JPH0361372A - 薄膜形成装置 - Google Patents
薄膜形成装置Info
- Publication number
- JPH0361372A JPH0361372A JP1196145A JP19614589A JPH0361372A JP H0361372 A JPH0361372 A JP H0361372A JP 1196145 A JP1196145 A JP 1196145A JP 19614589 A JP19614589 A JP 19614589A JP H0361372 A JPH0361372 A JP H0361372A
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- plasma
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- chamber
- thin film
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- Pending
Links
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Landscapes
- Plasma Technology (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は良質な薄膜を形成する装置に関するものである
。
。
従来、ガスを導入し、アークプラズマで活性化させたガ
スの反応物やＲＦプラズマで活性化させたガスの反応物
やマイクロ波プラズマで活性化させたガスの反応物をそ
れぞれ独立に基板上に堆積させるＣＶＤ法はすでによく
知られている。
スの反応物やＲＦプラズマで活性化させたガスの反応物
やマイクロ波プラズマで活性化させたガスの反応物をそ
れぞれ独立に基板上に堆積させるＣＶＤ法はすでによく
知られている。
ところで、アークプラズマだけではガス中のイオン化は
それほど高くなく、ラジカルの量も低いのでラジカル量
を増やすために真空槽内の圧力を高くしなければ充分な
蒸着速度が得られない。しかし、圧力を上げると電極と
基板間の距離をがなり接近させなければならず、電極の
影響を受は易い、ＲＦプラズマだけでもガス中のイオン
化は低く、ラジカルの量も低いのでラジカル量を増やす
ためにチャンバー内の圧力を高くしなければ充分の蒸着
速度が得られないが、広い面積に膜を合成する場合には
プラズマの発生が難しがったり、不安定になりやすい。
それほど高くなく、ラジカルの量も低いのでラジカル量
を増やすために真空槽内の圧力を高くしなければ充分な
蒸着速度が得られない。しかし、圧力を上げると電極と
基板間の距離をがなり接近させなければならず、電極の
影響を受は易い、ＲＦプラズマだけでもガス中のイオン
化は低く、ラジカルの量も低いのでラジカル量を増やす
ためにチャンバー内の圧力を高くしなければ充分の蒸着
速度が得られないが、広い面積に膜を合成する場合には
プラズマの発生が難しがったり、不安定になりやすい。
一方、マイクロ波プラズマだｃｌではガス圧力が高い場
合には発生されるプラズマの領域は狭いので広い面積に
は膜を合成できない、もっともイオン化室より外測では
比較的広い面積に膜は合成できるが、その場所のプラズ
マ中のイオン化は高くなく、ラジカルの量も少なくなる
。
合には発生されるプラズマの領域は狭いので広い面積に
は膜を合成できない、もっともイオン化室より外測では
比較的広い面積に膜は合成できるが、その場所のプラズ
マ中のイオン化は高くなく、ラジカルの量も少なくなる
。
本発明の目的はイオン化室でマイクロ波プラズマを発生
させ、かつ同時にＲＦプラズマとアークプラズマによっ
てガスの活性化を促進することによって、高速で成膜し
、かつ良質な薄膜を形成できる装置を提供することにあ
る。
させ、かつ同時にＲＦプラズマとアークプラズマによっ
てガスの活性化を促進することによって、高速で成膜し
、かつ良質な薄膜を形成できる装置を提供することにあ
る。
前記目的を達成するため、本発明に係わる薄膜形成装置
においては、基板を保持させる基板ホルダを設置した真
空槽と、マイクロ波及び磁界の作用によりプラズマを発
生させるイオン化室と、前記イオン化室内に発生させて
真空槽内の基板に作用させるプラズマ中の反応生成物を
活性化するＲＦプラズマ発生用ＲＦコイルおよびアーク
プラズマ発生用電極の組合せとを有するものである。
においては、基板を保持させる基板ホルダを設置した真
空槽と、マイクロ波及び磁界の作用によりプラズマを発
生させるイオン化室と、前記イオン化室内に発生させて
真空槽内の基板に作用させるプラズマ中の反応生成物を
活性化するＲＦプラズマ発生用ＲＦコイルおよびアーク
プラズマ発生用電極の組合せとを有するものである。
本発明においては、真空槽の上部に設けられたイオン化
室で発生されたマイクロ波プラズマの中にあるイオンや
電子によって反応した生成物を、その下方に設置された
ＲＦコイル電極で発生されたプラズマとアーク用電極で
発生されたプラズマとによってさらに活性化を高めるこ
とができるので、良質かつ高速で薄膜が形成できること
になる。
室で発生されたマイクロ波プラズマの中にあるイオンや
電子によって反応した生成物を、その下方に設置された
ＲＦコイル電極で発生されたプラズマとアーク用電極で
発生されたプラズマとによってさらに活性化を高めるこ
とができるので、良質かつ高速で薄膜が形成できること
になる。
以下に本発明の実施例を図によって説明する。
第１図において、脱気口１６を有する真空槽１の上方に
イオン化室６が設置され、真空槽１とイオン化室６とは
互いに連通させである。真空槽１内にはヒータ１５を内
蔵した基板ホルダ２が設置され、イオン化室６に向き合
せて基板３を搭載するようになっている。１７は前記ヒ
ータ１５の加熱用ＡＣ”Ｓ源である。真空槽１とイオン
化室６間の通路にはＲＦプラズマを発生させるＲＦコイ
ルを設置する。
イオン化室６が設置され、真空槽１とイオン化室６とは
互いに連通させである。真空槽１内にはヒータ１５を内
蔵した基板ホルダ２が設置され、イオン化室６に向き合
せて基板３を搭載するようになっている。１７は前記ヒ
ータ１５の加熱用ＡＣ”Ｓ源である。真空槽１とイオン
化室６間の通路にはＲＦプラズマを発生させるＲＦコイ
ルを設置する。
８はＲＦコイル４に通電するＲＦ電源である。また、そ
の直下の真空槽１内にはアークプラズマを発生させるア
ーク用電極４を設置する。１４はアク用電源である。
の直下の真空槽１内にはアークプラズマを発生させるア
ーク用電極４を設置する。１４はアク用電源である。
イオン化室６にはその周囲にマグネット１１が配置され
、その一部に取付けた石英窓１３に臨ませてマイクロ波
電源８に通ずる導波管１２が接続されている。またイオ
ン化室６にはバルブ７を有するガス導入管１０が接続さ
れている。
、その一部に取付けた石英窓１３に臨ませてマイクロ波
電源８に通ずる導波管１２が接続されている。またイオ
ン化室６にはバルブ７を有するガス導入管１０が接続さ
れている。
この装置によって、−例としてダイヤモンド薄膜を形成
する場合を具体的に説明する。
する場合を具体的に説明する。
ます、拡散ポンプあるいはターボポンプと油回転ポンプ
を用い、脱気口１６より脱気して真空槽１内をｌ ｘ
１０−’Ｔｏｒｒ以ｒまで排気する。基板３を約ｓｏｏ
’ｃに設定し、次に、ガスを導入するためにバルブ７を
開き、高純度のＨ２ガスと炭化水素ガスあるいは有機化
合物ガスを導入し、真空槽１内全体の真空度を１０Ｔｏ
ｒｒ程度に設定する。さらに、アーク用電極４と基板３
との距離をＩＣｌ３程度にして、この状態でイオン化室
６に５００〜１０００Ｗのマイクロ波電力と１．２ｋＧ
程度の磁界を印加して放電を起こし、それと同時にＲＦ
コイルに５００〜１０００ＷのＲＦ電力を印加してＲＦ
プラズマを発生させ、アーク用電極３に数十Ｖで、１０
Ａ程度の電流を流してアークプラズマを発生させて基板
３に膜を成長させる。
を用い、脱気口１６より脱気して真空槽１内をｌ ｘ
１０−’Ｔｏｒｒ以ｒまで排気する。基板３を約ｓｏｏ
’ｃに設定し、次に、ガスを導入するためにバルブ７を
開き、高純度のＨ２ガスと炭化水素ガスあるいは有機化
合物ガスを導入し、真空槽１内全体の真空度を１０Ｔｏ
ｒｒ程度に設定する。さらに、アーク用電極４と基板３
との距離をＩＣｌ３程度にして、この状態でイオン化室
６に５００〜１０００Ｗのマイクロ波電力と１．２ｋＧ
程度の磁界を印加して放電を起こし、それと同時にＲＦ
コイルに５００〜１０００ＷのＲＦ電力を印加してＲＦ
プラズマを発生させ、アーク用電極３に数十Ｖで、１０
Ａ程度の電流を流してアークプラズマを発生させて基板
３に膜を成長させる。
本実施例ではこの状態で約１０分間膜形成を行なった。
このようにして形成されたダイヤモンド膜の膜厚は約１
０μ橿であった。その膜をラマン分光法で測定したとこ
ろ１３３０ｃ１Ｍ−’だけに鋭いピークが得られた。
０μ橿であった。その膜をラマン分光法で測定したとこ
ろ１３３０ｃ１Ｍ−’だけに鋭いピークが得られた。
また、この膜のビッカース硬度を測定したところ約１２
０００という値が得られた。この値は天然ダイヤモンド
と同じ値である。また、薄膜の熱転導率を測定したとこ
ろ約２００Ｗ／Ｋｃｌという値が得られた。これは高圧
合成されたダイヤモンドと同じである。このように、本
発明によって低温で良質のダイヤモンド薄膜が得られる
ことが分かる。
０００という値が得られた。この値は天然ダイヤモンド
と同じ値である。また、薄膜の熱転導率を測定したとこ
ろ約２００Ｗ／Ｋｃｌという値が得られた。これは高圧
合成されたダイヤモンドと同じである。このように、本
発明によって低温で良質のダイヤモンド薄膜が得られる
ことが分かる。
本発明は以上のようにアークプラズマとその上方に発生
せたＲＦプラズマとマイクロ波プラズマとの組合せによ
り、ガスの活性化を高めるため、比較的低温で良質な薄
膜が形成できる。なお、マイクロ波イオン化室の出口に
設けた引出し電極と基板間にバイアスを加えても同様に
良質なダイヤモンド膜が得られる。
せたＲＦプラズマとマイクロ波プラズマとの組合せによ
り、ガスの活性化を高めるため、比較的低温で良質な薄
膜が形成できる。なお、マイクロ波イオン化室の出口に
設けた引出し電極と基板間にバイアスを加えても同様に
良質なダイヤモンド膜が得られる。
第１図は本発明による一実施例の薄膜形成装置を示す断
面図である。 １・・・真空槽 ２・・・基板ホルダ３・・
・基板 ４・・・アーク用童極５・・・Ｒ
Ｆコイル電極 ６・・・イオン化室７・・・バルブ
８・・・マイクロ波電源９・・・ＲＦ電源
１０・・・ガス導入管１１・・・マグネット
１２・・・マイクロ波導波管１３・・・石英窓 １４・・・アークプラズマ発生用電源 １５・・・ヒータ １６・・・脱気口１７・
・・ＡＣｔ源
面図である。 １・・・真空槽 ２・・・基板ホルダ３・・
・基板 ４・・・アーク用童極５・・・Ｒ
Ｆコイル電極 ６・・・イオン化室７・・・バルブ
８・・・マイクロ波電源９・・・ＲＦ電源
１０・・・ガス導入管１１・・・マグネット
１２・・・マイクロ波導波管１３・・・石英窓 １４・・・アークプラズマ発生用電源 １５・・・ヒータ １６・・・脱気口１７・
・・ＡＣｔ源
Claims (1)
- （１）基板を保持させる基板ホルダを設置した真空槽と
、マイクロ波及び磁界の作用によりプラズマを発生させ
るイオン化室と、前記イオン化室内に発生させて真空槽
内の基板に作用させるプラズマ中の反応生成物を活性化
するＲＦプラズマ発生用ＲＦコイルおよびアークプラズ
マ発生用電極の組合せとを有することを特徴とする薄膜
形成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1196145A JPH0361372A (ja) | 1989-07-28 | 1989-07-28 | 薄膜形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1196145A JPH0361372A (ja) | 1989-07-28 | 1989-07-28 | 薄膜形成装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0361372A true JPH0361372A (ja) | 1991-03-18 |
Family
ID=16352969
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1196145A Pending JPH0361372A (ja) | 1989-07-28 | 1989-07-28 | 薄膜形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0361372A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5387816A (en) * | 1992-04-11 | 1995-02-07 | Nippondenso Co., Ltd. | Hybrid integrated circuit device |
| US6835523B1 (en) | 1993-05-09 | 2004-12-28 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Apparatus for fabricating coating and method of fabricating the coating |
| JP2005056647A (ja) * | 2003-08-01 | 2005-03-03 | Haiden Kenkyusho:Kk | プラズマ発生方法及びプラズマ発生装置 |
-
1989
- 1989-07-28 JP JP1196145A patent/JPH0361372A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5387816A (en) * | 1992-04-11 | 1995-02-07 | Nippondenso Co., Ltd. | Hybrid integrated circuit device |
| US6835523B1 (en) | 1993-05-09 | 2004-12-28 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Apparatus for fabricating coating and method of fabricating the coating |
| JP2005056647A (ja) * | 2003-08-01 | 2005-03-03 | Haiden Kenkyusho:Kk | プラズマ発生方法及びプラズマ発生装置 |
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