JPH05160045A - プラズマcvd法及び装置 - Google Patents

プラズマcvd法及び装置

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JPH05160045A
JPH05160045A JP32737091A JP32737091A JPH05160045A JP H05160045 A JPH05160045 A JP H05160045A JP 32737091 A JP32737091 A JP 32737091A JP 32737091 A JP32737091 A JP 32737091A JP H05160045 A JPH05160045 A JP H05160045A
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plasma cvd
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Masao Watanabe
征夫 渡辺
So Kuwabara
創 桑原
Hiroya Kirimura
浩哉 桐村
Tsukasa Hayashi
司 林
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Nissin Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 プラズマCVD法及び装置において、成膜反
応に寄与するラジカル種の生成を妨げず、しかもダスト
発生の原因となるラジカル種の発生を選択的に抑制し
て、ダストの基板上成膜部への付着、混入を抑制し、成
膜速度を向上させる。 【構成】 原料ガスをプラズマ化し、このプラズマに基
板を曝して該基板上に薄膜を形成するプラズマCVD法
及び装置において、前記原料ガスのプラズマ化を、1K
Hz以下の第1のパルス変調及び該変調より短い周期を
もつ第2のパルス変調を重畳するとともに該パルス変調
を行う高周波波形に対し高調波を重畳した高周波電力の
印加により行うことを特徴とするプラズマCVD法及び
装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【産業上の利用分野】本発明は、原料ガスをプラズマ化
し、このプラズマに基板を曝して該基板上に薄膜を形成
するプラズマCVD法及び装置に関する。
【従来の技術】プラズマCVD法及び装置はアモルファ
スシリコン(a−Si)太陽電池、液晶表示装置等の各
種薄膜デバイスの形成に広く使用されている。このプラ
ズマCVDでは、成膜する基板上にダストが付着するこ
とを防止するため、プラズマCVD装置の成膜室への基
板搬送系の配置や成膜室における基板の配置を、ダスト
やパーティクル(以下「ダスト」という。)の発生が少
なくなるように工夫している。また、ダスト発生を抑制
するため、成膜条件を工夫したり、成膜室への基板の設
置時や装置の運転の合間に成膜室内電極や基板搬送系等
を清掃することも行われており、これらによって例えば
液晶表示基板上の成膜ではかなりの効果があがってい
る。
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、プラズ
マCVDにより、例えば原料ガスにSiH4 を使ってガ
ラス等の基板上に(a−Si)膜を形成すると、たとえ
前述の如く、ダスト発生の少ない条件を設定しても、該
成膜中に基板にダストが付着する。これは、本発明者の
研究によると、たとえ、ダスト発生の少ない条件で成膜
しても、その成膜中に、なお、基板に近いプラズマ空間
領域にダストが蓄積されるからである。前記原料ガスS
iH4 を例にとると、これがプラズマ化されることによ
りSiH3 ラジカル、SiH2 ラジカル、SiHラジカ
ルが生成されるが、(a−Si)膜の形成には主として
SiH3 ラジカルが寄与し、SiH2 ラジカルやSiH
ラジカルといった低シラン系ラジカルはSiH4 と反応
して高次シランSixHyが生成され、これがダストに
なると考えられる。そこで本発明は、原料ガスをプラズ
マ化し、このプラズマに基板を曝して該基板上に薄膜を
形成するプラズマCVD法及び装置において、成膜反応
に寄与するラジカル種の生成を妨げず、しかもダスト発
生の原因となるラジカル種の発生を選択的に抑制して、
ダストの基板上成膜部への付着、混入を抑制し、成膜速
度を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】プラズマCVDの反応過
程を支配するプラズマ中には、前述のとおり多くのラジ
カルが存在し、イオンが存在する。プラズマ中における
エネルギー交換の主役は電子であり、電界により加速さ
れた電子が、イオンや中性粒子と衝突を繰り返し、多種
多様のイオン、ラジカルが生成される。従って、プラズ
マCVD法及び装置においては、イオン、ラジカルの制
御は電子(エネルギー)の制御により行うことができ、
これを制御することで、生成される各種ラジカルのう
ち、成膜反応に不必要なラジカルの発生をできるだけ抑
制し、成膜反応に必要なラジカルをできるだけ増加させ
得るプラズマ条件があると考えられる。本発明者は、先
ず、次の点に着目した。すなわち、例えば原料ガスがS
iH4 の場合、成膜反応に利用すべきSiH3 ラジカル
は、プラズマ発生のための高周波入力オンにより、ダス
ト発生の原因となるSiH2 ラジカルやSiHラジカル
とともに増加するが、高周波入力オフ後、SiH3 ラジ
カルは寿命が比較的長いのに対し、SiH2 ラジカルや
SiHラジカルは寿命が短く、従って、高周波(RF)
入力にmsecオーダのパルス変調によるオン−オフ時
間を設ければ、SiH3 以外の、ダスト生成に関与する
各種ラジカルを選択的に消滅させ得ることに着目した。
この上で、本発明者はさらに研究を重ね、プラズマ中に
おける電子温度が各種イオン、ラジカルの生成に関係
し、プラズマ中における電子温度は生成される各種ラジ
カル密度の空間分布と電界強度、特に、電界強度の時間
変化(dE/dt)により決定され、この傾きを制御す
ることによって、実効平均電子温度の制御、換言すれば
ラジカル生成の制御が可能となること、そして前記電界
強度の時間変化の制御として高周波波形に対し高調波を
重畳し、さらにμsecオーダの変調を加えれば、図4
に示すように、平均電子温度を制御できることに着目し
た。以上のことから、前述のごとき2種類のパルス変調
を加えるとともに高調波を重畳すれば、ダスト生成に関
与する不必要で寿命の短いラジカルを選択的に抑制する
ことが可能となると同時に、良質膜形成のキーパラメー
タとなるラジカル種の生成を促進させることが可能とな
ると考えられ、本発明完成に至った。すなわち、本発明
は、前記目的を達成するため、原料ガスをプラズマ化
し、このプラズマに基板を曝して該基板上に薄膜を形成
するプラズマCVD法において、前記原料ガスのプラズ
マ化を、1KHz以下の第1のパルス変調及び該変調よ
り短い周期をもつ第2のパルス変調を重畳するとともに
前記パルス変調を行う高周波波形に対し高調波を重畳し
た高周波電力の印加により行うことを特徴とするプラズ
マCVD法、及び原料ガスをプラズマ化し、このプラズ
マに基板を曝して該基板上に薄膜を形成するプラズマC
VD装置において、前記原料ガスのプラズマ化のための
高周波電力印加手段が、1KHz以下の第1のパルス変
調及び該変調より短い周期をもつ第2のパルス変調を重
畳するとともに前記パルス変調を行う高周波波形に対し
高調波を重畳した高周波電力を印加するものであること
を特徴とするプラズマCVD装置を提供するものであ
る。高調波を重畳した二重変調の条件は、原料ガス流
量、成膜室真空度、基板温度、原料ガス種等の多くのパ
ラメーターにより、随時変化させる必要があるが、電子
温度が最適となる条件で形成した膜は、良好な物理的特
定(バンドギャップ、キャリア移動度等)を有する。一
般的には、前記第1のパルス変調は1KHz以下の条件
とすることが考えられる。周期が1KHzより短いと、
不必要なラジカル種の減少を促進し難い。一方、必要な
ラジカル種をあまり減少させないためには例えば400
Hz以上とすることが考えられる。また、必要なラジカ
ル種を選択的に増加させ、不必要なラジカル種の発生、
残存を選択的に抑制するうえで、前記第2のパルス変調
におけるオンタイムt1を0.5μsec<t1<10
0μsecの範囲で、オフタイムt2を3μsec<t
2<100μsecの範囲で選択決定することが代表的
な例として考えられる。また、重畳する高調波として
は、基の高周波周波数に対し、2倍、3倍・・・の周波
数を有するもので、高調波重畳波が、 Asinωt+Bsin2ωt+Csin3ωt ( 0≦B/A≦0.4 0≦C/A≦0.3 )と
なるものが考えられる。
【作用】本発明のプラズマCVD法及び装置によると、
1KHz以下の第1のパルス変調及び該変調より短い周
期をもつ第2のパルス変調を重畳するとともに該パルス
変調を行う高周波波形に対し高調波を重畳した高周波電
力が原料ガスに印加されることで、成膜反応に必要なラ
ジカル種が選択的に発生、増加する一方、成膜反応に不
必要なラジカル種の発生が抑制された状態で、基板上に
所望の薄膜が形成される。成膜中、成膜反応に不必要な
ラジカル種の発生が抑制されることでダストの発生率は
著しく低下し、且つ、成膜反応に必要なラジカル種は選
択的に発生、増加することで所望の成膜速度が得られ
る。
〔結果〕
成膜速度 :約25nm/min パーティクル密度:30個/100mm角(粒径0.3
μm以上) 光学的バンドギャップ:1.8〜1.9eV b)a−SiNx成膜 SiH4 流量 :50sccm NH3 流量 :150sccm 成膜ガス圧 :1×10-1Torr 基板温度 :350℃ 高周波出力 :500W 〔結果〕 成膜速度 :約50nm/min パーティクル密度:30個/100mm角(粒径0.3
μm以上) 光学的バンドギャップ:4.8〜5.0eV なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、
他にも種々の態様で実施できる。例えば、高周波電源4
は、図3に示すように構成してもよく、或いは、さらに
他の構成としてもよい。図3に示すもの40は、高調波
発生手段と波形生成手段を含む高周波信号発生器43か
らの第1パルス変調された高周波出力を、アナログスイ
ッチAS、RFパワーアンプ44及びマッチングボック
ス45を介して供給するように構成する一方、アナログ
スイッチASを、位相同期回路46にてパルス信号の同
期をとりつつパルス信号発生器47にて操作することで
第2パルス変調を行うようにしたものである。
【発明の効果】以上説明したように本発明プラズマCV
D法及び装置には次のような利点がある。 成膜反応に寄与するラジカル種の生成を妨げず、し
かもダスト発生の原因となるラジカル種の発生を選択的
に抑制して、ダストの基板上成膜部への付着、混入を抑
制し、良質の膜を形成でき、また、成膜速度を向上させ
ることができる。 ガス流量や、原料ガスプラズマ化のための投入パワ
ーを増加させても、ダストの発生率の増加を引き起こさ
ないので、それだけ成膜速度を向上させることができ
る。 装置の大幅な改造を必要としないため、装置コス
ト、成膜コストが安価に抑制される。 ダストの発生が抑制されるため、装置のメインテナ
ンス性の向上が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る方法の実施に使用するプラズマC
VD装置の一例の概略断面図である。
【図2】高周波電力のパルス変調の様子を示す図であ
る。
【図3】高周波電源の他の例のブロック回路図である。
【図4】高周波入力オン後の電子温度の時間的変化を高
調波重畳の場合と、そうでない場合を比較して示すグラ
フである。
【符号の説明】
1 成膜室 2 カソード電極 3 接地電極 4 高周波電源 41 高周波信号発生器 42 RFパワーアンプ 5 ヒータ 6 排気系 7 原料ガス供給装置 8 マッチングボックス 40 高周波電源 43 高周波信号発生器 44 RFパワーアンプ 45 マッチングボックス 46 位相同期回路 47 パルス信号発生器 AS アナログスイッチ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林 司 京都市右京区梅津高畝町47番地 日新電機 株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 原料ガスをプラズマ化し、このプラズマ
    に基板を曝して該基板上に薄膜を形成するプラズマCV
    D法において、前記原料ガスのプラズマ化を、1KHz
    以下の第1のパルス変調及び該変調より短い周期をもつ
    第2のパルス変調を重畳するとともに前記パルス変調を
    行う高周波波形に対し高調波を重畳した高周波電力の印
    加により行うことを特徴とするプラズマCVD法。
  2. 【請求項2】 前記第2のパルス変調におけるオンタイ
    ムt1が0.5μsec<t1<100μsecの範囲
    にあり、オフタイムt2が3μsec<t2<100μ
    secの範囲にある請求項1記載のプラズマCVD法。
  3. 【請求項3】 原料ガスをプラズマ化し、このプラズマ
    に基板を曝して該基板上に薄膜を形成するプラズマCV
    D装置において、前記原料ガスのプラズマ化のための高
    周波電力印加手段が、1KHz以下の第1のパルス変調
    及び該変調より短い周期をもつ第2のパルス変調を重畳
    するとともに前記パルス変調を行う高周波波形に対し高
    調波を重畳した高周波電力を印加するものであることを
    特徴とするプラズマCVD装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5437895A (en) * 1993-09-21 1995-08-01 Anelva Corporation Plasma CVD process for forming amorphous silicon thin film
JP2007134706A (ja) * 1993-12-28 2007-05-31 Applied Materials Inc 薄膜トランジスタ用シングルチャンバcvdプロセス
KR20210134781A (ko) 2019-03-22 2021-11-10 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5437895A (en) * 1993-09-21 1995-08-01 Anelva Corporation Plasma CVD process for forming amorphous silicon thin film
JP2007134706A (ja) * 1993-12-28 2007-05-31 Applied Materials Inc 薄膜トランジスタ用シングルチャンバcvdプロセス
KR20210134781A (ko) 2019-03-22 2021-11-10 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법

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