JPH0456769A - 微結晶を含有する非晶質炭化ケイ素膜の形成方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、有磁場マイクロ波プラズマＣＶＤ法により再
現性良く微結晶を含有する非晶質炭化ケイ素膜を形成す
る方法に関するものである。

［従来の技術］ 非晶質炭化ケイ素膜は、非晶質シリコン系デバイスにと
って非常に重要なｐ、ｎ接合層のワイドギャップ材料と
して、例えば、薄膜太陽電池、イメージセンサ−１薄膜
ＬＥＤなどの受発光デバイスの特性向上には不可欠の材
料である。またシリコン系のへテロバイポーラトランジ
スタのワイドギャップエミッタとしても注目されている
。

このような非晶質炭化ケイ素膜に求められる特性は、ワ
イドギャップならびに高導電率であるが、現在のところ
その特性は十分に満足するものには至っていない。これ
は主として、非晶質炭化ケイ素膜が、従来、高周波グロ
ー放電によるプラズマＣＶＤ法によって作成されている
ことに起因している。すなわち、高周波グロ」放電によ
るプラズマＣＶＤ法においては、ドーピング効率が悪く
高導電率の非晶質炭化ケイ素膜が作成できないものであ
る。

ところで、非晶質炭化ケイ素のネットワーク中に微結晶
シリコンあるいは微結晶炭化ケイ素相を出現させ微結晶
化を図ることにより、薄膜のワイドギャップ化、高導電
串化を図ることができる。

このような薄膜の微結晶化は、高温度域において成膜す
ることにより行なうことができるが、デバイス作製の点
から低温条件（３００℃以下）下において行なわれるこ
とが望まれる。

非晶質シリコン系薄膜の低温条件での微結晶化には水素
希釈法が常用されている。この方法は成長表面の活性な
ダングリングボンドを水素ラジカルでターミネートする
ことにより、表面に到達した膜堆積の前駆体が成長表面
の不安定サイトに容易に拡散し、膜のネットワーク構造
構築の際、十分な緩和過程を経ることにより、結果とし
て安定な相である微結晶相を出現させるというものであ
る。

しかしながら、従来の高周波グロー放電プラズマＣＶＤ
法において低温条件下で微結晶化炭化ケイ素膜を作成し
ようとしても、形成されるプラズマの密度が低く高活性
水素を膜表面に十分に供給できないため、微結晶化炭化
ケイ素膜を作成することがむずかしく、また高活性水素
を膜表面に十分に供給するため極めて高希釈水素条件化
で堆積しようとすると、堆積速度が極めて遅Ｘ、実質的
にデバイス作製には不適である。

近年、プラズマに磁場を印加することにより、導波管を
通して導かれたマイクロ波と磁場中での電子のサイクロ
トロン運動との間に共鳴を起し電離度を高める電子サイ
クロトロン共鳴く以下ＥＣＲと称する。）プラズマＣＶ
Ｄ法が開発されている。ここで菖うＥＣＲ条件とは、使
用するマイクロ波周波数ωに対してプラズマ生成室内に
次式の条件を満たす磁界Ｂを設定した場合を言う。

ω＝　ｅ　Ｂ　／　ｍ　ｅ （なお、式中ｅは電子の電荷を、またｍｅは電子質量を
それぞれ示すものである。） 通常用いられるマイクロ波周波数２．４５ＧＨｚに対す
るＥＣＲ磁界は８７５Ｇである。

ＥＣＲプラズマＣＶＤ法は、低圧で高密度プラズマを生
成することができるので、薄膜形成の低温化、高速堆積
化に有利である。

このようなＥＣＲプラズマＣＶＤ法を利用して低温条件
下において微結晶化炭化ケイ素膜を形成した報告も既に
なされている（Ｔｅｃｈ、　Ｄｉ、　Ｉｎｔ’ｌ。

ＰＶＳＥＣ−３，ｐｐ、　１７１−１７４　　（１９８
７）　；Ｙ、　Ｈａｔｔｏｒｉ　ｅｔａｌ）。この例に
おいては、プラズマ生成室に励起用ガスとしてＨ２を１
０〜５０ｓｃｃ■導入し、電子サイクロトロン共鳴を用
いて励起されたプラズマがプラズマ流として試料室に導
入され、試料室側から導入されたＳ　ｉ　Ｈ４、ＣＨ４
、ＰＨ３、Ｈ２が分解され、ガス圧として１０−４〜１
０−３の領域で、２５０〜３００℃に加熱された基板上
に微結晶化炭化ケイ素膜が成膜されている。堆積された
膜は、エネルギーギャップ２．ＯｅＶ以上、暗伝導度１
０２Ｓ／ｃｍに達するドーピングされた良好な特性を発
揮したとされている。

しかしながら、ＥＣＲプラズマＣＶＤ法に関し多くの研
究がなされているにもかかわらず、このような微結晶化
炭化ケイ素膜に関する他の報告はなく、一般的な堆積条
件は未だ確立されているとは言えないものである。さら
に、上記の報告にあるような条件下で実際に我々が製膜
を行なったところ、再現性が悪く、良好な特性を有する
薄膜の形成は困難であった。特に、上記したようなガス
圧を形成保持しても、これを排気能力の小さい真空ポン
プを用いて行なった場合には膜の堆積はほとんど見られ
なかった。膜の堆積をある程度可能なものとするには、
例えば３７００１７分といった大排気能力の真空ポンプ
が必要とされ、このこトｃ、を装置ｔコストの面からも
不利なものトナった。

［発明が解決しようとする課題］ 従って本発明は、低温条件下において再現性良く微結晶
を含有する非晶質炭化ケイ素膜を形成する方法を提供す
ることを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ 上記諸口的は、プラズマ生成室に励起用ガスおよびマイ
クロ波を導入し磁場を印加することによりプラズマを生
起させ、前記プラズマ生成室と接続している試料室に前
記プラズマを導入し、このようにして形成されるプラズ
マ流にシリコン原子含有ガスおよび炭素原子含有ガスを
導入し、前記試料室内に設置された基板上にプラズマを
照射して炭化ケイ素膜を形成する有磁場マイクロ波プラ
ズマＣＶＤ法において、励起用ガスとしてＨ２を、シリ
コン原子含有ガスとしてＳ、ｉ　Ｈ４を、炭素原子含有
ガスとしてＣＨ４をそれぞれ用い、水素希釈率［Ｈ２／
　（Ｓ　ｉ　Ｈ４＋　ＣＨ４）　］を５５０倍容量比）
以上とし、放電時のガス圧力を２．５×１０−３Ｔｏ　
ｒ　ｒ　〜５．０×１０−２Ｔｏ　ｒ　ｒとして微結晶
を含有する非晶質炭化ケイ素膜を形成する方法により達
成される。

本発明はまた、シリコン原子含有ガスとしてのＳｉＨ４
と、炭素原子含有ガスとしてのＣＨ４との配合比ＣＨ４
／　Ｓ　ｉ　Ｈ４が１〜４（容量比）である微結晶を含
有する非晶質炭化ケイ素膜を形成する方法を示すもので
ある。本発明はさらに、シリコン原子含有ガスとしての
ＳｉＨ４には、ドーピングガスとしてＰＨ３またはＢ２
　Ｈ６が０．１〜５容量％混合されているものである微
結晶を含有する非晶質炭化ケイ素膜の形成方法を示すも
のである。

［作用］ プラズマＣＶＤ法により低温条件下で微結晶を含有する
炭化ケイ素膜を形成するには、水素ラジカルが重要な働
きを有する。すなわち、前記じたように薄膜の成長表面
の活性なダングリングボンドを水素ラジカルでターミネ
ートすることにより、表面に到達した膜堆積の前駆体が
成長表面の不安定サイトに容易に拡散し、膜のネットワ
ーク構造構築の原、十分な緩和過程を経ることにより、
結果として安定な相である微結晶相を出現させるためで
ある。このため一般に、膜堆積は高水素希釈下において
行なわれ−るが、有磁場マイクロ波プラズマＣＶＤ法は
ガスの分解効率が高いために、多量の水素ラジカルを成
長表面に供給することができることができる。しかしな
がら一方で、有磁場マイクロ波によって励起された水素
プラズマ中の水素イオンないしは水素ラジカルは高活性
であるために、エツチング作用が強く、このことが原因
となって膜堆積の進行を阻害したり、膜質の低下を招い
たりする虞れがあった。本発明者らは、このような有磁
場マイクロ波プラズマＣＶＤ法により低温条件下で安定
して再現性よく微結晶を含有する炭化ケイ素膜を形成す
るために鋭意研究を進めた結果、以下に述べるように系
内のガス圧がこのような膜堆積における重要なパラメー
ターであるという結論に達し、放電時のガス圧力を従来
法におけるものよりも高い、２．５Ｘ１０−３Ｔｏｒｒ
〜５，０×１０−２Ｔｏ　ｒ　ｒのものとすることで安
定な膜堆積の確保、膜中の酸素濃度の低減を実現し、再
現性よく微結晶を含有する非晶質炭化ケイ素膜を得るこ
とができたものである。

すなわち、マイクロ波プラズマＣＶＤ装置にはマイクロ
波導入用の石英窓が存在するが、有磁場マイクロ波によ
って励起された高活性な水素プラズマは、この石英窓を
エツチングし、プラズマ中には酸素が混入してしまう。

微結晶を含有する非晶質炭化ケイ素膜は成長界面に酸素
汚染があるともはや作成できないものとなる。放電時の
ガス圧が低い時は、平均自由工程が長いためマイクロ波
導入窓近傍でプラズマ中に混入した酸素が基板に到達す
る確率が大きくなり、膜中の酸素含有量が増大し、微結
晶化炭化ケイ素膜を作成できない。

一方、放電時のガス圧が高い時は、プラメマ中への酸素
の混入はあるものの、平均自由工程が短くなるために基
板へ到達する酸素量は減少し、膜中の酸素含有量は減少
する。このため放電時のガス圧を高く設定すると微結晶
化炭化ケイ素膜が堆積しやすくなるものである。

またガス圧が低い時は、平均自由工程が長いために、有
磁場マイクロ波によって励起された水素プラズマ中に存
在する水素イオンないしは水素ラジカルの基板に照射さ
れる密度も増大する。このため低いガス圧では比較的低
い水素希釈率の時でもエツチング過程が堆積過程を上回
るため膜は付着しない。逆に高いガス圧では水素イオン
ないし水素ラジカルの密度が減少するため高い水素希釈
率でも膜堆積は起るものとなる。

さらに有磁場マイクロ波によって励起された水素プラズ
マ中に存在する水素イオンないし水素ラジカルなどの活
性種は堆積膜の膜質の再現性にも影響を与える。これは
プラズマＣＶＤ装置のプラズマ生成室内における前回ま
での成膜工程の残留付着膜の堆積履歴と関係する。前回
までの成膜工程の際の残留付着膜がプラズマ生成室の内
壁上に存在すると高活性な前記水素プラズマによる化学
スパッタリングによりエツチングされてしまう。

そして、残留付着膜成分がプラズマ中に混入し、一部は
基板表面に到達し堆積膜中に混入する。放電時のガス圧
が低い時は、平均自由工程が長いためエツチングされた
残留付着膜成分が基板に到達するに率が大きくなる。微
結晶化薄膜を形成するためには、水素による高希釈を行
ない成膜性のガスは微量しか供給しない。このため、基
板表面に到達する膜形成前駆体のうち、成膜性ガスに起
因する分解励起種に対してプラズマ生成室内壁の残留付
着膜からの生成物の割合が無視できなくなり、膜物性の
再現性を確保することが難しくなるものである。

なお、有磁場マイクロ波によって励起されたプラズマを
用いたＣＶＤにおけるこれらの現象は本発明者らが初め
て見い出したものであり、本発明、の根底をなすもので
ある。

以下、本発明を実施態様に基づきより詳細に説明する。

第１図は本発明の微結晶を含有する非晶質炭化ケイ素膜
の形成方法において用いられる有磁場マイクロ波プラズ
マＣＶＤ装置措成の一例を模式的に示すものである。

第１図に示すように本発明において用いられるマイクロ
波プラズマＣＶＤ装置は、励起用ガスを？Ｉｌｉ子サイ
クサイクロトロン共鳴てプラズマ化させるプラズマ生成
室１と、このプラズマ生成室１において発生したプラズ
マにより成膜性ガスを分解、励起させ、基板３上に薄膜
の堆積を行なう試料室２を有しており、このプラズマ生
成室１と試料室２とはプラズマ引出し窓４を介して連通
している。

プラズマ生成室１には励起用ガスを導入するための励起
用ガス導入手段５が接続されており、また前記プラズマ
引出し窓４と対向する壁面には、導波管６により伝搬さ
せるマイクロ波をプラズマ生成室１内に導入するための
マイクロ波導入窓７が設けられている。またプラズマ生
成室１の周りには磁気回路８が配置されており、プラズ
マ生成室１内に磁界を形成することができるようになっ
ている。一方、試料室２には、その内部に基板３を載置
するための試料台９が設けられ、さらに前記プラズマ引
出し窓４に近接する位置に成膜性ガスを導入するための
成膜性ガス導入手段１０の導出部となるガス吹出しリン
グ１１が配されている。

また試料室２は排気系１２に接続されている。

このような装置を用いてのＥＣＲプラズマＣＶＤ法の概
要を示すと、まず、プラズマ生成室１には導波管６によ
り導かれマイクロ波導入窓７を介してマイクロ波、例え
ば２．４５ＧＨｚのマイクロ波が導入されており、また
プラズマ生成室１内には磁気回路８により前記マイクロ
波の周波数に対する電子サイクロン共鳴磁界（２，４５
ＧＨｚに対しては８７５Ｇ）が印加されているために、
励起用ガス導入手段５を通じてプラズマ生成室ｌに導入
された励起用ガスが電子サイクロトロン共鳴により分解
、励起してプラズマが生成される。

このプラズマはプラズマ引出し窓４を通して発散磁界に
よりプラズマ流となって試料室２へと導かれ、成膜性ガ
ス導入手段１０を通じて試料室２へと導入される成膜性
ガスと接触することにより成膜性ガスの分解、励起が起
こり膜形成の前駆体がプラズマ流中で生成され、試料台
９上の基板３に到達することによって膜が形成するもの
である。

本発明は、ＥＣＲプラズマＣＶＤ法により低温条件下、
例えば３００℃以下の温度条件下において微結晶を含む
非晶質炭化ケイ素膜を形成するものであるため、反応系
内は高水素希釈とされる。

従って、電子サイクロトロン共鳴により励起される励起
用ガスとしてはＨ２が用いられる。

一方、成膜性ガスとしては、シリコン原子含有ガスとし
てＳｉＨ４、炭素原子含有ガスとしてＣＨ４を用いる。

なお、得ようとする炭化ケイ素膜をドーピングしようと
する場合には、ドーピングガスとして例えばＰＨ３また
はＢ２　Ｈ６などを、ＳｉＨ４ガスに０．１〜５容量％
の割合で混入する。

本発明の薄膜形成方法において、水素希釈率［Ｈ２／　
（Ｓ　ｉ　Ｈ４＋ＣＨ４）　］は、５５０倍容量比）以
上、より好ましくは６０〜７０倍程度と程度る。すなわ
ち、水素希釈率が５０倍以下であると成長膜内に微結晶
シリコンないしは微結晶炭化ケイ素相を自現させること
が困難となるためである。なお、水素希釈率が高い程、
微結晶化は容易となるが水素イオンないしは水素ラジカ
ルによるエツチング作用が強くなり、成膜速度が遅くな
るために、後述するガス圧によっても左右されるが水素
希釈率は通常９０倍程度までが適当である。

また、本発明の薄膜形成方法において、成膜性ガスにお
けるＳｉＨ４とＣＨ４との配合比ＣＨ４／　Ｓ　ｉ　Ｈ
４は、１〜４（容量比）程度とされる。

これは、ＣＨ４の配合量が多くなる程得られる微結晶化
炭化ケイ素膜のバンドギャップは広がるが、逆に成膜速
度が遅くなり、かつ高導電化できにくくなるために上記
範囲とされるものである。

しかして、本発明においては、放電時のガス圧を２．５
Ｘ１０’〜５．０×１０−２Ｔｏｒｒ、より好ましくは
３．０Ｘ１０−３〜１．０Ｘ１０−２Ｔｏｒｒとする。

すなわち、放電時のガス圧が２゜５Ｘ１０−３Ｔｏｒｒ
未満であると、形成されたプラズマ中における平均自由
工程が長くなり、マイクロ波導入窓７近傍でプラズマ中
に混入した酸素が基板３上に到達する確率が高くなって
膜中の酸素含有量が増大し微結晶化が阻害される虞れ、
またプラズマ中の水素イオンないしは水素ラジカルが基
板３に照射される密度が増大することによってこれらに
よるエツチング過程が堆積過程を上回って膜が堆積され
ない虞れ、さらにプラズマ中に混入した残留付着膜成分
が基板３上に到達する確率が高くなって膜質および膜堆
積（堆積速度）の再現性を損なう虞れがいずれも大きく
なるためである。一方、放電時のガス圧が５．０Ｘ１０
−２Ｔｏｒｒを越えるものであると、電子サイクロトロ
ン共鳴現象により励起分解して形成されるプラズマの安
定性が悪（なり膜の堆積にムラが生じる虞れがあるため
である。

なお、前記したように本発明においては、５０倍以上の
高水素希釈率とされるために、励起用ガスとしてのＨ２
流量は、成膜性ガスとしてのＳｉＨ４およびＣＨ４の流
量と比較して非常に大きい。

このためにプラズマ処理装置内のガス圧は母ガスである
Ｈ２流量によって実質的に決められる。

ＥＣＲＣＶＤ法によるプロセスの放電時のガス圧は１０
’〜１Ｏ−３Ｔｏ　ｒ　ｒ域であるため、通常電離真空
計（Ｂ−Ａゲージ）の測定ヒ限域であり、またバラトロ
ン真空計の測定下限域でもある。こノタメどちらの真空
計を用いるかによって真空度測定に差が生じる。例えば
２０００〜３０００Ｒ／Ｓ級の排気能力を有するポンプ
で水素を２００ｓｅｃｍ排気する際、Ｂ−Ａゲージとバ
ラトロンでの指示値を比べると５〜６倍バラトロンの真
空度が高く、数ｍＴｏｒｒ〜ｉ・数ｍＴｏｒｒの値とな
る。

この場合、Ｂ−Ａゲージでは、 １）ゲージ球のフィラメントに流れ込むイオン電流量が
無視できない。

２）電子が続けざまに２凹以上電離を行なう頻度が多く
なる ことから、このような真空域では正確な測定ができない
。

一方、バラトロン真空計では、機械的な変位を測定して
いることから、この真空域ではＢ−Ａゲ−ジより正にで
ある。このため、本発明におけるガス圧力の値は、特に
明示しない限りバラトロン真空を用いて表示したもので
ある。

［実施例コ 以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。

第１図に模式するような構成を有する装置を用い、以下
に示す条件においてＳｉＣ膜を成膜させた。堆積条件は
水素希釈率を一定としてガス圧力を種々変化させるもの
である。尚、ガス圧はＢ−Ａゲージにて測定した。

（以下余白） マイクロ波周波数　　　　２．４５ＧＨｚマイクロ波出
力　　　　　３００Ｗ 磁気コイル電流　　　　　１６Ａ プラズマ生成室内磁界　　８７５Ｇ 基板温度　　　　　　　　３００℃ Ｈ２流ｆｆ１１４６〜１７５　ｓｅｅｍＳｉＨ＋（１％
ＰＨ３）流量　　　　１．０〜１．２　ｓｅｅｍＣＨ４
流Ｑ　　　　　　　　１．０〜１．２　ｓｅｅｍＳｊＨ
４：ＣＨ４１：Ｉ Ｈ２、’（ＳｉＨ４＋ＣＨ４）　　　　　　　７３ガス
圧　　　　　　　　２．４Ｘ１０−３〜３．９×１０°
’　Ｔｏｒｒ 基板としては２０Ｘ２０ＸＯ，３ｍｍの石英板を用い、
堆積時間は約３時間までとし、１５００〜２００ＯＡの
膜を堆積した。

このようにして得られた膜の特性として暗電導度および
ラマンスペクトルを調べ、それぞれのガス圧依存性を検
討した。得られた結果を第２図および第３図に示す。な
お、暗電導度の測定については堆積膜の上に約６００Ａ
のＡρを対向した櫛型状に真空蒸着し、Ｃ０−ＰＬＡＮ
ＥＲ型の電極を用いて行った。

その結果、第２図に示すようにガス圧が２．４×１０−
３Ｔｏｒｒから２．９Ｘ１０−３Ｔｏｒｒにかけて変化
する間に、暗電導度は１０’Ｓ／ａｍのオーダーから１
０−２３／ｃｍのオーダーへと急激な増加を示し、ガス
圧の増加によりドーピング効率を大幅に改善できること
が示された。

第３図はラマンスペクトルの測定結果を示すものであり
、図中のスペクトル線は下から順に、ガス圧が２．４Ｘ
１０−３Ｔｏ　ｒ　ｒ、２．６Ｘ１０−３Ｔｏｒｒ、２
．９Ｘ１０−３Ｔｏｒｒ、３．ｌＸｌ０’Ｔｏ　ｒ　ｒ
、３．９Ｘ１０−３Ｔｏ　ｒ　ｒの場合におけるもので
ある。第３図に示す結果より明らかなようにガス圧が２
．４×１０−３Ｔｏｒｒの場合に得られた堆積膜のスペ
クトルにはシリコン結晶のラマンピーク（５２０ｃｍ’
）は見られず、非晶質成分のみであるが、ガス圧が２．
６Ｘ１０−３Ｔｏｒｒ、２．９Ｘ１０−３Ｔｏｒｒと増
加するりれて、このピークが明瞭に現れてくる。このこ
とから、ガス圧の増加と共に膜中に微結晶シリコン相が
出現し、これに伴ないドーピング効率が改善され第２図
に示されるように暗電導率が増加したことがわかる。な
お、ラマンスペクトルの測定ではＳｉＣ結晶のピーク（
７８０ｃｍ−’）は現れていない。これはＣＨｎラジカ
ルの膜成長表面での付着係数が３００℃では非常に小さ
いため膜中への炭素原子の取込み量が少なくＳｉの結晶
に比べてＳｉＣ結晶の比率が結果的に小さくなっている
ためと考えられる。

さらに、バラトロン真空計表示でガス圧１．ｌＸｌ０−
３〜２．ｌＸｌ０−３Ｔｏｒｒの領域で、前述と同条件
にて成膜を行なったところ、膜質、堆積速度共、上記と
同様の結果が得られた。

また、これらの実験とは別に、予め薄い非晶質Ｓｉ膜を
コーティングした石英基板を用い、上記と同様の装置に
おいてより低いガス圧においてＳｉＣ膜の形成を試みた
（例えばガス圧８Ｘ１０−４Ｔｏｒｒ、水素希釈率４４
倍）が、膜は付着せず、予めコーティングしておいた非
晶質Ｓｉ膜さらには基板の石英が削られる場合もあった
。すなわち、このような低ガス圧域では、エツチング性
が非常に強いため膜堆積には適していないことが明らか
となった。

［発明の効果］ 以上述べたように、本発明は有磁場マイクロ波プラズマ
ＣＶＤ法において微結晶を含有する非晶質炭化ケイ素膜
を形成するに際して、放電時のガス圧を２．５Ｘ１０−
３Ｔｏ　ｒ　ｒ　〜５．０×１０−２Ｔｏｒｒと従来に
おけるよりも高く設定することにより、該膜を再現性よ
く堆積することを可能とした。さらに、このようにガス
圧を高く設定するために、排気系として従来例における
ような大排気能力のポンプ等を必要としなくなるために
製造コストの面においても有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の微結晶を含有する非晶質炭化ケイ素膜
の形成方法において用いられるマイクロ波プラズマＣＶ
Ｄ処理構成の一例を模式的に示す図、第２図は本発明の
実施例において得られた堆積膜の暗電導度と放電時のガ
ス圧との関係を示すクラ７であり、また第３図は本発明
の実施例において得られた堆積膜のラマンスペクトルを
放電時のガス圧と関連づけて示すチャートである。 １・・・プラズマ生成室、２・・・試料室、３・・・基
板、４・・・プラズマ引出し窓、５・・・励起用ガス導
入手段、６・・・導波管、７・・・マイクロ波導入窓、
８・・・磁気回路、９・・・試料台、 １０・・・成膜性ガス導入手段、 １１・・・ガス吹出しリング、１２・・・排気系。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）プラズマ生成室に励起用ガスおよびマイクロ波を
   導入し磁場を印加することによりプラズマを生起させ、
   前記プラズマ生成室と接続している試料室に前記プラズ
   マを導入し、このようにして形成されるプラズマ流にシ
   リコン原子含有ガスおよび炭素原子含有ガスを導入し、
   前記試料室内に設置された基板上にプラズマを照射して
   炭化ケイ素膜を形成する有磁場マイクロ波プラズマＣＶ
   Ｄ法において、励起用ガスとしてＨ＿２を、シリコン原
   子含有ガスとしてＳｉＨ＿４を、炭素原子含有ガスとし
   てＣＨ＿４をそれぞれ用い、水素希釈率［Ｈ＿２／（Ｓ
   ｉＨ＿４＋ＣＨ＿４）］を５０倍（容量比）以上とし、
   放電時のガス圧力を２．５×１０＾−＾３Ｔｏｒｒ〜５
   ．０×１０＾−＾２Ｔｏｒｒとして微結晶を含有する非
   晶質炭化ケイ素膜を形成する方法。
2. （２）シリコン原子含有ガスとしてのＳｉＨ＿４と、炭
   素原子含有ガスとしてのＣＨ＿４との配合比ＣＨ＿４／
   ＳｉＨ＿４が１〜４（容量比）である請求項１に記載の
   微結晶を含有する非晶質炭化ケイ素膜を形成する方法。
3. （３）シリコン原子含有ガスとしてのＳｉＨ＿４には、
   ドーピングガスとしてＰＨ＿３またはＢ＿２Ｈ＿６が０
   ．１〜５容量％混合されているものである請求項１に記
   載の微結晶を含有する非晶質炭化ケイ素膜の形成方法。