JPH0420985B2 - - Google Patents
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- JPH0420985B2 JPH0420985B2 JP61292859A JP29285986A JPH0420985B2 JP H0420985 B2 JPH0420985 B2 JP H0420985B2 JP 61292859 A JP61292859 A JP 61292859A JP 29285986 A JP29285986 A JP 29285986A JP H0420985 B2 JPH0420985 B2 JP H0420985B2
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Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明はマイクロ波電界を加えるとともに、外
部磁場を加え、それらの相互作用を用い、かつそ
の電界の最も大きい空間またはその近傍に被膜形
成手段を設け、被膜形成を行うための薄膜形成用
物質を配設し、１×10-1〜３×102torr好ましく
は３〜300torrの圧力で被膜形成を行うための薄
膜形成方法に関する。
部磁場を加え、それらの相互作用を用い、かつそ
の電界の最も大きい空間またはその近傍に被膜形
成手段を設け、被膜形成を行うための薄膜形成用
物質を配設し、１×10-1〜３×102torr好ましく
は３〜300torrの圧力で被膜形成を行うための薄
膜形成方法に関する。
従来、薄膜の形成手段として、ECR（電子サイ
クロトロン共鳴）条件即ち、10-3〜10-5torrの条
件下で少なくとも電子が１周するに十分な低い圧
力で活性種を作り、その発散磁場を利用してこの
共鳴空間より「離れた位置」に基板を配設し、そ
こで被膜特にアモルフアス構造を有する被膜を形
成する電子サイクロトロン共鳴（ECRともいう）
を用いる方法が知られている。
クロトロン共鳴）条件即ち、10-3〜10-5torrの条
件下で少なくとも電子が１周するに十分な低い圧
力で活性種を作り、その発散磁場を利用してこの
共鳴空間より「離れた位置」に基板を配設し、そ
こで被膜特にアモルフアス構造を有する被膜を形
成する電子サイクロトロン共鳴（ECRともいう）
を用いる方法が知られている。
さらに一般的にはかかるECR CVD（化学気相
法）に加えて、反応性ガスを用いる被膜形成手段
として数種類知られており、それらは熱CVD、
加熱フイラメントCVD、化学輸送法、13.56MHz
の周波数を用いるプラズマCVD法、マイクロ波
のみを用いるプラズマCVD法が知られている。
特にECR CVD法は活性種を磁場によりピンチン
グし、高エネルギ化することにより電子エネルギ
を大きくし、効率よく気体をプラズマ化させてい
る。しかしプラズマ化させることにより、気体が
有する高エネルギにより基板の被形成面がスパツ
タ（損傷）を受けることを防ぐため、このECR
条件を満たした空間より「離れた位置」に基板を
配設し、高エネルギ条件下でのプラズマ状態を避
けたイオンシヤワー化した反応性気体を到達させ
ることにより被膜形成または異方性エツチングを
行つていた。
法）に加えて、反応性ガスを用いる被膜形成手段
として数種類知られており、それらは熱CVD、
加熱フイラメントCVD、化学輸送法、13.56MHz
の周波数を用いるプラズマCVD法、マイクロ波
のみを用いるプラズマCVD法が知られている。
特にECR CVD法は活性種を磁場によりピンチン
グし、高エネルギ化することにより電子エネルギ
を大きくし、効率よく気体をプラズマ化させてい
る。しかしプラズマ化させることにより、気体が
有する高エネルギにより基板の被形成面がスパツ
タ（損傷）を受けることを防ぐため、このECR
条件を満たした空間より「離れた位置」に基板を
配設し、高エネルギ条件下でのプラズマ状態を避
けたイオンシヤワー化した反応性気体を到達させ
ることにより被膜形成または異方性エツチングを
行つていた。
しかしかかるシヤワー化した反応性気体を用い
た被膜形成方法では、凹凸表面である凸または凹
部に対し、その気体の種類により異方性エツチン
グまたはアモルフアス構造の被膜形成等のエツチ
ングまたはデイポジツシヨンのいずれか一方のプ
ロセスを採用したものであつた。そのため凹凸表
面の側面に対する被膜形成はまつたく不可能であ
つた。また、この場合の被形成面上にはアモルフ
アス構造の被膜が形成されやすく、結晶性特に多
結晶性または単結晶を有する被膜の形成はきわめ
て困難であつた。加えて高いエネルギを用いるこ
とにより初めて反応性気体の活性化または反応を
させ得る被膜形成も不可能であつた。
た被膜形成方法では、凹凸表面である凸または凹
部に対し、その気体の種類により異方性エツチン
グまたはアモルフアス構造の被膜形成等のエツチ
ングまたはデイポジツシヨンのいずれか一方のプ
ロセスを採用したものであつた。そのため凹凸表
面の側面に対する被膜形成はまつたく不可能であ
つた。また、この場合の被形成面上にはアモルフ
アス構造の被膜が形成されやすく、結晶性特に多
結晶性または単結晶を有する被膜の形成はきわめ
て困難であつた。加えて高いエネルギを用いるこ
とにより初めて反応性気体の活性化または反応を
させ得る被膜形成も不可能であつた。
本発明は、被膜形成をその一部でエツチングを
させつつ行わんとするもので、好ましくは少なく
とも一部に結晶性を有する被膜を形成せんとする
ものである。この目的のため、マイクロ波電力の
電界強度が最も大きくなる領域またはその近傍に
被形成面を有する基板を配設する。さらにその領
域で１×10-2〜１×10-5torrの低真空下でECR
（電子サイクロトロン共鳴）を生ぜしめる。さら
に生成物気体を導入して、空間の圧力を１×10-1
〜３×102torr好ましくは３〜300torrと高い空間
圧力にプラズマ状態を持続しつつ変化せしめ、こ
の空間の生成物気体の単位空間あたりの濃度をこ
れまでのECR CVD法に比べて102〜105程度の高
濃度にする。するとかかる高い圧力においてのみ
初めて分解または反応をさせることができる被膜
形成が可能となる。例えば、ダイヤモンド、ｉ−
カーボン（ダイヤモンドまたは微結晶粒を有する
炭素被膜）また高融点の金属またはセラミツク性
絶縁被膜である。また、反応性気体の平均自由工
程が短くなるため凹凸表面を有する側面に対して
も被膜形成が可能となる。
させつつ行わんとするもので、好ましくは少なく
とも一部に結晶性を有する被膜を形成せんとする
ものである。この目的のため、マイクロ波電力の
電界強度が最も大きくなる領域またはその近傍に
被形成面を有する基板を配設する。さらにその領
域で１×10-2〜１×10-5torrの低真空下でECR
（電子サイクロトロン共鳴）を生ぜしめる。さら
に生成物気体を導入して、空間の圧力を１×10-1
〜３×102torr好ましくは３〜300torrと高い空間
圧力にプラズマ状態を持続しつつ変化せしめ、こ
の空間の生成物気体の単位空間あたりの濃度をこ
れまでのECR CVD法に比べて102〜105程度の高
濃度にする。するとかかる高い圧力においてのみ
初めて分解または反応をさせることができる被膜
形成が可能となる。例えば、ダイヤモンド、ｉ−
カーボン（ダイヤモンドまたは微結晶粒を有する
炭素被膜）また高融点の金属またはセラミツク性
絶縁被膜である。また、反応性気体の平均自由工
程が短くなるため凹凸表面を有する側面に対して
も被膜形成が可能となる。
すなわち本発明は従来より知られたマイクロ波
を用いたプラズマCVD法に磁場の力を加え、さ
らにマイクロ波の電場と磁場との相互作用、好ま
しくはECR（エレクトロンサイクロトロン共鳴）
条件又はホイツスラー共鳴条件を含む相互作用を
利用し、さらにその被膜形成中の圧力は１×10-1
〜３×102torrの高い圧力で高密度高エネルギの
プラズマを存在させる。その共鳴空間での高エネ
ルギ状態を利用して、例えば活性炭素原子を多量
に発生させ、再現性にすぐれ、均一な膜厚、均質
な特性のダイヤモンド、ｉ−カーボン膜等の被膜
の形成を可能としたものである。また加える磁場
の強さを任意に変更可能な為、電子のみではなく
特定のイオンの共鳴条件を設定することができる
特徴がある。
を用いたプラズマCVD法に磁場の力を加え、さ
らにマイクロ波の電場と磁場との相互作用、好ま
しくはECR（エレクトロンサイクロトロン共鳴）
条件又はホイツスラー共鳴条件を含む相互作用を
利用し、さらにその被膜形成中の圧力は１×10-1
〜３×102torrの高い圧力で高密度高エネルギの
プラズマを存在させる。その共鳴空間での高エネ
ルギ状態を利用して、例えば活性炭素原子を多量
に発生させ、再現性にすぐれ、均一な膜厚、均質
な特性のダイヤモンド、ｉ−カーボン膜等の被膜
の形成を可能としたものである。また加える磁場
の強さを任意に変更可能な為、電子のみではなく
特定のイオンの共鳴条件を設定することができる
特徴がある。
従来より知られたECR（電子サイクロトロン共
鳴）とは2.45GHzのマイクロ波に対して875gauss
の磁場を作用させてマイクロ波の吸収を生じさせ
るものであり、イオン化率の高いプラズマが生成
可能であつた。しかしこのECRを起こすには電
子の平均自由行程の長い状態すなわち10-4torr程
度の高真空が必要とされる反応圧力では電子の平
均自由行程が小さいため、電子が十分に加速され
る前に衝突しECRが生成しにくくなる。
鳴）とは2.45GHzのマイクロ波に対して875gauss
の磁場を作用させてマイクロ波の吸収を生じさせ
るものであり、イオン化率の高いプラズマが生成
可能であつた。しかしこのECRを起こすには電
子の平均自由行程の長い状態すなわち10-4torr程
度の高真空が必要とされる反応圧力では電子の平
均自由行程が小さいため、電子が十分に加速され
る前に衝突しECRが生成しにくくなる。
一方発明はECRが生成されないとされた圧力
範囲（0.1〜300torr）において、ECR条件を満た
す磁速密度を中心とする磁場領域内にマイクロ波
よりの電場の最大領域を設定することにより生成
するプラズマ状態を意味しマイクロ波の共鳴吸収
とマイクロ波による放電プラズマとが混在した状
態を生じさせるものです。
範囲（0.1〜300torr）において、ECR条件を満た
す磁速密度を中心とする磁場領域内にマイクロ波
よりの電場の最大領域を設定することにより生成
するプラズマ状態を意味しマイクロ波の共鳴吸収
とマイクロ波による放電プラズマとが混在した状
態を生じさせるものです。
すなわち、マイクロ波の周波数を2.45GHzとす
ると前述の±185ガウス（±21.1％）の領域、第
２図の領域１００内にマイクロ波による電場の最
大位置を合わせると混成共鳴状態の高密度プラズ
マが得られるものであります。
ると前述の±185ガウス（±21.1％）の領域、第
２図の領域１００内にマイクロ波による電場の最
大位置を合わせると混成共鳴状態の高密度プラズ
マが得られるものであります。
また本発明の構成に付加して、マイクロ波と磁
場との相互作用により高密度プラズマを発生させ
た後、基板表面上まで至る間に高エネルギを持つ
光（例えば紫外光）を照射し、活性種にエネルギ
を与えつづけると、マイクロ波電界の最大となる
領域即ち高密度プラズマ発生領域より10〜50cmも
離れた位置（反応性気体の活性状態を保持できる
位置）においても高エネルギ状態に励起された炭
素原子が存在し、より大面積にダイヤモンド、ｉ
−カーボン膜を形成することも可能であつた。
場との相互作用により高密度プラズマを発生させ
た後、基板表面上まで至る間に高エネルギを持つ
光（例えば紫外光）を照射し、活性種にエネルギ
を与えつづけると、マイクロ波電界の最大となる
領域即ち高密度プラズマ発生領域より10〜50cmも
離れた位置（反応性気体の活性状態を保持できる
位置）においても高エネルギ状態に励起された炭
素原子が存在し、より大面積にダイヤモンド、ｉ
−カーボン膜を形成することも可能であつた。
この場合は供給するマイクロ波圧力はより大き
くしなければならない。しかし被形成面でのスパ
ツタ効果をより少なくできる特長を有する。
くしなければならない。しかし被形成面でのスパ
ツタ効果をより少なくできる特長を有する。
さらに磁場とマイクロ波の相互作用により発生
する高エネルギ励起種に直流バイアス電圧を加え
て、離れた位置の物体側に多量の励起子が到達す
るようにすることは薄膜の形成速度を向上させる
効果があつた。
する高エネルギ励起種に直流バイアス電圧を加え
て、離れた位置の物体側に多量の励起子が到達す
るようにすることは薄膜の形成速度を向上させる
効果があつた。
以下に実施例を示し、さらに本発明を説明す
る。
る。
第１図に本発明にて用いた磁場印加可能なマイ
クロ波プラズマCVD装置を示す。
クロ波プラズマCVD装置を示す。
同図において、この装置は減圧状態に保持可能
なプラズマ発生空間１、加熱空間３、補助空間
２、磁場を発生する電磁石５，５′およびその電
源２５、マイクロ波発振器４、排気系を構成する
ターボン分子ポンプ８、ロータリーポンプ１４、
圧力調整バルブ１１、赤外線加熱ヒータ２０、お
よびその電源２３、赤外線反射面２１、基板ホル
ダ１０′、基板１０、マイクロ波導入窓１５、ガ
ス導入系６，７、水冷系１８，１８′より構成さ
れている。
なプラズマ発生空間１、加熱空間３、補助空間
２、磁場を発生する電磁石５，５′およびその電
源２５、マイクロ波発振器４、排気系を構成する
ターボン分子ポンプ８、ロータリーポンプ１４、
圧力調整バルブ１１、赤外線加熱ヒータ２０、お
よびその電源２３、赤外線反射面２１、基板ホル
ダ１０′、基板１０、マイクロ波導入窓１５、ガ
ス導入系６，７、水冷系１８，１８′より構成さ
れている。
まず薄膜形成用基板１０を基板ホルダ１０′上
に設置する。このホルダは高熱伝導性を有し、か
つマイクロ波および磁場をできるだけ乱さないた
めセラミツクの窒化アルミニユームを用いた。こ
の基板ホルダを赤外線ヒータ２０より放物反射面
２１レンズ系２２を用いて集光し加熱する。（例
えば500℃）次に水素６を30SCCMガス系７を通
して高密度プラズマ発生領域２へと導入し、外部
より2.45GHzの周波数のマイクロ波を500Wの強
さで加える。さらに、磁場約2Kガウスを磁石５，
５′より印加し、高密度プラズマをプラズマ発生
空間１にて発生させる。この時プラズマ発生空間
１の圧力は１×10-4torrに保持した。
に設置する。このホルダは高熱伝導性を有し、か
つマイクロ波および磁場をできるだけ乱さないた
めセラミツクの窒化アルミニユームを用いた。こ
の基板ホルダを赤外線ヒータ２０より放物反射面
２１レンズ系２２を用いて集光し加熱する。（例
えば500℃）次に水素６を30SCCMガス系７を通
して高密度プラズマ発生領域２へと導入し、外部
より2.45GHzの周波数のマイクロ波を500Wの強
さで加える。さらに、磁場約2Kガウスを磁石５，
５′より印加し、高密度プラズマをプラズマ発生
空間１にて発生させる。この時プラズマ発生空間
１の圧力は１×10-4torrに保持した。
この高密度プラズマ領域より、高エネルギを持
つ水素原子または電子が基板１０上に到り、表面
を洗浄にする。さらにこの水素を中止し、ガス系
７より生成物気体（分解・反応後固体を構成する
気体）例えば炭化物気体（例えばアセチレン
（C2H2）、メタン（CH4））を導入する。すると空
間の圧力をプラズマ状態を保持しつつ１×10-1〜
３×102torr好ましくは３〜300torr例えば30torr
の圧力に変化させることができる。この空間の圧
力を高くすることにより、単位空間あたりの生成
物気体の濃度を大きくでき被膜成長速度を大きく
できる。かくの如く一度低い圧力でプラズマ化さ
せるとプラズマ状態を保持しつつ生成物気体の活
性濃度を大きくできる。そして高エネルギに励起
された炭素原子が生成され、約500℃加熱された
基板１０上に、この炭素原子が体積し、ダイヤモ
ンド又はｉ−カーボン膜が形成される。
つ水素原子または電子が基板１０上に到り、表面
を洗浄にする。さらにこの水素を中止し、ガス系
７より生成物気体（分解・反応後固体を構成する
気体）例えば炭化物気体（例えばアセチレン
（C2H2）、メタン（CH4））を導入する。すると空
間の圧力をプラズマ状態を保持しつつ１×10-1〜
３×102torr好ましくは３〜300torr例えば30torr
の圧力に変化させることができる。この空間の圧
力を高くすることにより、単位空間あたりの生成
物気体の濃度を大きくでき被膜成長速度を大きく
できる。かくの如く一度低い圧力でプラズマ化さ
せるとプラズマ状態を保持しつつ生成物気体の活
性濃度を大きくできる。そして高エネルギに励起
された炭素原子が生成され、約500℃加熱された
基板１０上に、この炭素原子が体積し、ダイヤモ
ンド又はｉ−カーボン膜が形成される。
第１図において、磁場は２つのリング状の磁石
５，５′を用いたヘルムホルツコイル方式を採用
した。さらに、４分割した空間３０に対し電場・
磁場の強度を調べた結果を第２図に示す。
５，５′を用いたヘルムホルツコイル方式を採用
した。さらに、４分割した空間３０に対し電場・
磁場の強度を調べた結果を第２図に示す。
第２図Ａにおいて、横軸（Ｘ軸）は空間２０の
横方向（反応性気体の放出方向）であり、縦軸
（Ｒ軸）は磁石の直径方向を示す。図面における
曲線は磁場の等電位面を示す。そしてその線に示
されている数字は磁石５が約2000ガウスの時に得
られる磁場の強さを示す。磁石５の強度を調整す
ると、電極・磁場の相互作用を有する空間１００
（875±185ガウス）で大面積において磁場の強さ
を基板の被形成面の広い面積にわたつて概略均一
にさせることができる。図面は等磁場面を示し、
特に線２６が875ガウスとなるECR（電子サイク
ロトロン共鳴）条件を生ずる等磁場面である。
横方向（反応性気体の放出方向）であり、縦軸
（Ｒ軸）は磁石の直径方向を示す。図面における
曲線は磁場の等電位面を示す。そしてその線に示
されている数字は磁石５が約2000ガウスの時に得
られる磁場の強さを示す。磁石５の強度を調整す
ると、電極・磁場の相互作用を有する空間１００
（875±185ガウス）で大面積において磁場の強さ
を基板の被形成面の広い面積にわたつて概略均一
にさせることができる。図面は等磁場面を示し、
特に線２６が875ガウスとなるECR（電子サイク
ロトロン共鳴）条件を生ずる等磁場面である。
さらにこの共鳴条件を生ずる空間１００は第２
図Ｂに示す如く、電場が最大となる領域となるよ
うにしている。第２図Ｂの横軸は第２図Ａと同じ
く反応性気体の流れる方向を示し、縦軸は電場
（電界強度）の強さを示す。
図Ｂに示す如く、電場が最大となる領域となるよ
うにしている。第２図Ｂの横軸は第２図Ａと同じ
く反応性気体の流れる方向を示し、縦軸は電場
（電界強度）の強さを示す。
すると電界領域１００以外に領域１００′も最
大となる領域に該当する。しかしにここに対応す
る磁場（第２図Ａ）はきわめて等磁場面が多く存
在している。即ち領域１００′には基板の被形成
面の直径方向（第２図Ａにおける縦軸方向）での
膜厚のばらつきが大きくなり、２６′の共鳴条件
を満たすECR条件部分で良質の被膜ができるの
みである。結果として均一かつ均質な被膜を期待
できない。
大となる領域に該当する。しかしにここに対応す
る磁場（第２図Ａ）はきわめて等磁場面が多く存
在している。即ち領域１００′には基板の被形成
面の直径方向（第２図Ａにおける縦軸方向）での
膜厚のばらつきが大きくなり、２６′の共鳴条件
を満たすECR条件部分で良質の被膜ができるの
みである。結果として均一かつ均質な被膜を期待
できない。
もちろんドーナツ型に作らんとする場合はそれ
でもよい。
でもよい。
また領域１００に対してその原点対称の反対の
側にも電場が最大であり、かつ磁場が広い領域に
わたつて一定となる領域を有する。基板の加熱を
行う必要がない場合はかかる空間での被膜形成が
有効である。しかしマイクロ波の電場を乱すこと
なく加熱を行う手段が得にくい。
側にも電場が最大であり、かつ磁場が広い領域に
わたつて一定となる領域を有する。基板の加熱を
行う必要がない場合はかかる空間での被膜形成が
有効である。しかしマイクロ波の電場を乱すこと
なく加熱を行う手段が得にくい。
これらの結果、基板の出し入れの容易さ、加熱
の容易さを考慮し、均一な膜でありかつ均質な被
膜とするためには第２図Ａの領域１００が３つの
領域の中では最も工業的に量産性の優れた位置と
推定される。。
の容易さを考慮し、均一な膜でありかつ均質な被
膜とするためには第２図Ａの領域１００が３つの
領域の中では最も工業的に量産性の優れた位置と
推定される。。
この結果、本発明では領域１００に基板１０を
配設すると、この基板が円形であつた場合、半径
100mmまで、好ましくは半径50mmまでの大きさで
均一、均質に被膜形成が可能となつた。
配設すると、この基板が円形であつた場合、半径
100mmまで、好ましくは半径50mmまでの大きさで
均一、均質に被膜形成が可能となつた。
さらに大面積とするには、例えばこの４倍の面
積において同じく均一な膜厚とするには周波数を
2.45GHzではなく1.225GHzとすればこの空間の直
径（第２図ＡのＲ方向）を２倍とすることができ
る。
積において同じく均一な膜厚とするには周波数を
2.45GHzではなく1.225GHzとすればこの空間の直
径（第２図ＡのＲ方向）を２倍とすることができ
る。
第３図は第２図における基板１０の位置におけ
る円形空間の磁場Ａおよび電場Ｂの等磁場、等電
場の図面である。第３図Ｂより明らかなごとく、
電場は最大25KV／ｍにまで達せしめ得ることが
わかる。
る円形空間の磁場Ａおよび電場Ｂの等磁場、等電
場の図面である。第３図Ｂより明らかなごとく、
電場は最大25KV／ｍにまで達せしめ得ることが
わかる。
また比較のために同条件下で磁場を引火せずに
薄膜形成を行つた。その時基板上に形成された薄
膜はグラフアイト膜であつた。
薄膜形成を行つた。その時基板上に形成された薄
膜はグラフアイト膜であつた。
本実施例にて形成された薄膜の電子線回析像を
とつたところ、アモルフアス特有のハローパター
ンとともにダイヤモンドのスポツトがみられ、ｉ
−カーボン膜となつていた。さらにマイクロ波電
力を上げて形成してゆくに従い、ハローパターン
が少しづつ消えてゆき700Wまたはそれ以上でダ
イヤモンド構造が支配的な被膜となつた。
とつたところ、アモルフアス特有のハローパター
ンとともにダイヤモンドのスポツトがみられ、ｉ
−カーボン膜となつていた。さらにマイクロ波電
力を上げて形成してゆくに従い、ハローパターン
が少しづつ消えてゆき700Wまたはそれ以上でダ
イヤモンド構造が支配的な被膜となつた。
かかる方式において、基板上に炭化珪化物気体
（メチルシラン）を用い炭化珪素の多結晶膜を作
ることができる。アルミニユーム化物気体とアン
モニアまたは窒素との反応により窒化アルミニユ
ーム被膜を作ることもできる。さらにタングステ
ン、チタン、モリブデンまたはそれらの珪化物の
高融点導体を作ることもできる。また、本発明は
シランと窒素との反応による窒化珪素、シランと
酸化物気体との反応による酸化珪素の作製にも好
都合である。
（メチルシラン）を用い炭化珪素の多結晶膜を作
ることができる。アルミニユーム化物気体とアン
モニアまたは窒素との反応により窒化アルミニユ
ーム被膜を作ることもできる。さらにタングステ
ン、チタン、モリブデンまたはそれらの珪化物の
高融点導体を作ることもできる。また、本発明は
シランと窒素との反応による窒化珪素、シランと
酸化物気体との反応による酸化珪素の作製にも好
都合である。
本発明における圧力は、ECR条件を満たす圧
力で補助プラズマ放電をせしめ、被膜形成後は全
体の平均自由工程が数mmまたはそれ以下であつて
かつプラズマ状態を持続できる１×10-1〜３×
102torrに空間を変化させることを基本としてい
る。かくすることにより形成された被膜の被膜成
長速度が大きくなり、また凹凸面を有する物体の
側面に対しても被膜形成が可能となつた。
力で補助プラズマ放電をせしめ、被膜形成後は全
体の平均自由工程が数mmまたはそれ以下であつて
かつプラズマ状態を持続できる１×10-1〜３×
102torrに空間を変化させることを基本としてい
る。かくすることにより形成された被膜の被膜成
長速度が大きくなり、また凹凸面を有する物体の
側面に対しても被膜形成が可能となつた。
本発明が実験的に見出した方法を取ることによ
り、従来作製されていた結晶性を少なくとも一部
に有する被膜の作製条件より幅広い条件下にて作
製可能であつた。また従来法に比べて、大面積に
均一な薄膜を平坦な基板のみならず球、直方体等
種々の形状の物体の上に形成することが可能であ
つた。
り、従来作製されていた結晶性を少なくとも一部
に有する被膜の作製条件より幅広い条件下にて作
製可能であつた。また従来法に比べて、大面積に
均一な薄膜を平坦な基板のみならず球、直方体等
種々の形状の物体の上に形成することが可能であ
つた。
さらに作製された薄膜は引張、圧縮とも膜応力
をほとんど有さない良好な膜であつた。
をほとんど有さない良好な膜であつた。
第１図は本発明で用いる磁場・電場相互作用を
用いたマイクロ波CVD装置の概略を示す。第２
図はコンピユータシミユレイシヨンによる磁場お
よび電場特性を示す。第３図は電場・磁場相互作
用をさせた位置での磁場および電場の特性を示
す。 １……プラズマ発生空間、１０，１０′……基
板および基板ホルダ、４……マイクロ波発振器、
５，５′……外部磁場発生器、２０……基板加熱
ヒータ、１００……最大電場となる空間。
用いたマイクロ波CVD装置の概略を示す。第２
図はコンピユータシミユレイシヨンによる磁場お
よび電場特性を示す。第３図は電場・磁場相互作
用をさせた位置での磁場および電場の特性を示
す。 １……プラズマ発生空間、１０，１０′……基
板および基板ホルダ、４……マイクロ波発振器、
５，５′……外部磁場発生器、２０……基板加熱
ヒータ、１００……最大電場となる空間。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 減圧状態に保持されたプラズマ発生室に磁場
を発生させ、かつマイクロ波を供給して、電子サ
イクロトロン共鳴条件を満たす共鳴磁場の±21.2
％以内の磁場領域内にマイクロ波の出力を調整し
て電界強度が最大となる空間を設け、該空間に被
形成面を有する基板を配設し、１×10-1〜３×
102torrの圧力で膜形成を行うことを特徴とする
薄膜形成方法。 ２ 特許請求の範囲第１項において薄膜が結晶性
を少なくとも一部に有することを特徴とする薄膜
形成方法。 ３ 特許請求の範囲第１項において、マイクロ波
の周波数は概略2.45GHzを有し、被形成面は概略
875ガウスを有する空間であつて、かつマイクロ
波エネルギを供給する手段の反対側に設けられた
ことを特徴とする薄膜形成方法。 ４ 特許請求の範囲第１項において、磁場発生手
段はヘルムホルツコイルよりなることを特徴とす
る薄膜形成方法。 ５ 減圧状態に保持されたプラズマ発生室に磁場
を発生させ、かつマイクロ波を供給して、電子サ
イクロトロン共鳴条件を満たす共鳴磁場の±21.2
％以内の磁場領域内にマイクロ波の出力を調整し
て電界強度が最大となる空間に被形成面を有する
基板を配設する工程と、１×10-2〜１×10-5torr
の圧力にせしめるとともに、前記磁場およびマイ
クロ波を供給してプラズマを発生する工程と、生
成物気体の導入により１×10-1〜３×102torrの
圧力に移してプラズマを持続せしめる工程とを有
せしめることにより、分解または反応せしめた反
応生成物を前記被形成面上に形成せしめることを
特徴とする薄膜形成方法。 ６ 特許請求の範囲第５項において、マイクロ波
の周波数は概略2.45GHzを有し、被形成面は概略
875ガウスを有する空間であつて、かつマイクロ
波エネルギを供給する手段の反対側に設けられた
ことを特徴とする薄膜形成方法。 ７ 特許請求の範囲第５項において、磁場発生手
段はヘルムホルツコイルよりなることを特徴とす
る薄膜形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29285986A JPS63145782A (ja) | 1986-12-08 | 1986-12-08 | 薄膜形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29285986A JPS63145782A (ja) | 1986-12-08 | 1986-12-08 | 薄膜形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63145782A JPS63145782A (ja) | 1988-06-17 |
| JPH0420985B2 true JPH0420985B2 (ja) | 1992-04-07 |
Family
ID=17787294
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29285986A Granted JPS63145782A (ja) | 1986-12-08 | 1986-12-08 | 薄膜形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63145782A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63169387A (ja) * | 1987-01-05 | 1988-07-13 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 薄膜形成方法 |
| JPH0765177B2 (ja) * | 1987-01-05 | 1995-07-12 | 株式会社半導体エネルギ−研究所 | プラズマ処理方法 |
| JPH0715147B2 (ja) * | 1987-01-05 | 1995-02-22 | 株式会社半導体エネルギ−研究所 | 薄膜形成方法 |
| JPH0676666B2 (ja) * | 1987-02-10 | 1994-09-28 | 株式会社半導体エネルギ−研究所 | 炭素膜作製方法 |
| JPS63195266A (ja) * | 1987-02-10 | 1988-08-12 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 炭素膜がコーティングされた時計 |
| US6835523B1 (en) | 1993-05-09 | 2004-12-28 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Apparatus for fabricating coating and method of fabricating the coating |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63121667A (ja) * | 1986-11-10 | 1988-05-25 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 薄膜形成装置 |
-
1986
- 1986-12-08 JP JP29285986A patent/JPS63145782A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63121667A (ja) * | 1986-11-10 | 1988-05-25 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 薄膜形成装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63145782A (ja) | 1988-06-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |