JPH06168937A - シリコン酸化膜の製造方法 - Google Patents
シリコン酸化膜の製造方法Info
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Abstract
コン酸化膜を効率的に製造する。 【構成】 シリコン酸化膜をプラズマ化学気相堆積法に
より製造するに際し、アルコキシシランを原料ガとして
用い、希釈ガスの存在下にかつ圧力100mmHg〜2
気圧において、該膜を形成させる。 【効果】 シリコン酸化膜を、低温において大きい成膜
速度で得る事が出来、膜質は均一でステップカバレッジ
が良好で、平坦性に優れ、大気圧の設備で大面積に処理
することが出来る。
Description
く応用されているシリコン酸化膜の効率的な製造方法を
提供するものである。
化学気相堆積法、プラズマ化学気相堆積法等により製造
されている。しかし、熱化学気相堆積法は熱により原料
を分解あるいは反応させるため高温が必要となり膜を堆
積できる基材の種類が限定されたり、光化学気相堆積法
は低温で膜を形成できるものの、光を導入する窓が曇り
あるいは成膜速度が小さいといった製造効率上の問題が
あった。
コン酸化膜をモノシランと酸素あるいは酸化二窒素等の
酸化剤とを原料ガスとして用いる方法が種々検討されて
いるが、いずれの方法によるにせよ、モノシランは危険
性が高く、高価であり、工業的に有利とはいえず、また
成膜温度が高く、広範囲に適用することが難しい。これ
に加えて、例えば大気圧近傍で上記堆積法を行う方法で
は、シリコン酸化膜の微粒子が生成する等の問題のため
に、良好な膜質のシリコン酸化膜を得ることが出来ず、
また膜の平坦性等にも問題があった。
ズマ化学気相堆積法により反応させ、シリコン酸化膜を
形成する方法も知られており、この場合は低温で薄膜を
形成することが出来、耐熱性の乏しいガラス基板上や高
分子フィルム上にも薄膜を形成することが可能となり有
利ではあるが、真空下での反応となる為、10-5〜10
mmHg程度の低圧条件形成の装置、設備を必要とする
他、大面積の処理が困難であり、コスト面でもまた安全
面でも問題があった。また、この方法において好適とい
われている成膜温度は、低くても350℃〜400℃程
度であり、しかも形成されたシリコン酸化膜は平坦性お
よび膜質において必ずしも充分満足できるものとはいえ
なかった。
度で充分な成膜速度が得られ、膜質が均一で、ステップ
カバレッジが良好で、平坦性に優れ、かつ低コストで安
全面でも問題のないシリコン酸化膜を製造せんと鋭意研
究した結果、本発明を完成した。
膜をプラズマ化学気相堆積法により製造するに際し、ア
ルコキシシランを原料ガスとして用い、希釈ガスの存在
下にかつ圧力100mmHg〜2気圧において、該膜を
形成させることを特徴とするシリコン酸化膜の製造方法
である。
ランは、モノアルコキシラン、ジアルコキシシラン、ト
リアルコキシシラン、テトラアルコキシシラン等が挙げ
られ、トリアルコキシシラン、テトラアルコキシシラン
がより好ましく、特にトリアルコキシシランが好まし
い。また、アルコキシランは、炭素数1〜4のアルコキ
シ基を有するものが好ましく、特にエトキシ基が好まし
い。
トキシシラン、モノエトキシシラン、ジ−n−プロポキ
シシラン、ジイソプロポキシシラン、ジ−n−ブトキシ
シラン、ジ−sec −ブトキシシラン、ジイソブトキシラ
ラン、ジ−tert−イソブトキシシラン等のモノアルコキ
シラン、ジメトキシシラン、ジエトキシシラン、ジ−n
−プロポキシシラン、ジイソプロポキシシラン、ジ−n
−ブトキシシラン、ジ−sec −ブトキシシラン、ジイソ
ブトキシシラン、ジ−tert−イソブトキシシラン等のジ
アルコキシシラン、トリメトキシシラン、トリエトキシ
シラン、トリ−n−プロポキシシラン、トリイソプロポ
キシシラン、トリ−n−ブトキシシラン、トリ−sec −
ブトキシシラン、トリイソブトキシシラン、トリ−tert
−ブトキシシラン等のトリアルコキシシラン、テトラメ
トキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ−n−プ
ロポキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラ
−n−ブトキシシラン、テトラ−sec −ブトキシシラ
ン、テトライソブトキシシラン、テトラ−tert−ブトキ
シシラン等のテトラアルコキシシランが挙げられる。こ
れらの中でも、トリエトキシシラン、テトラエトキシシ
ランがより好ましく、最も好ましいものはトリエトキシ
シランである。
して気化させ反応系内へ供給するか、あるいは加熱によ
り気化させて、前記希釈ガスと共に供給する方法が一般
的である。
反応系内に存在させる希釈ガスとしては、ヘリウム、ネ
オン、アルゴン、クリプトン、キセノン等の希ガスある
いは窒素、水素等が挙げられ、更に好ましくは希ガスあ
るいは窒素が挙げられる。
全ガス量中、50vol%以上が好ましく、特に好まし
くは80vol%〜99vol%である。50vol%
未満では、プラズマが安定して立たず、膜質が悪くなる
恐れがある。
とすることが必要であり、100mmHg未満では、従
来のプラズマと同様真空排気系が必要となり、また2気
圧を超えると、安全面性の問題やコスト高の問題が起こ
る。好ましい圧力は100mmHg〜800mmHg、
更に好ましい圧力は600mmHg〜800mmHgで
あり、中でも常圧近傍が特に好ましい。
させることにより、より緻密な膜を製造することが出来
る。酸化剤としては、空気、酸素、N2 O、NO、NO
2 、CO2 、CO等が挙げられる。
て、0.5モル〜50モルが好ましく、更に好ましくは
1モル〜20モルである。0.5モル未満では緻密な膜
質が得られなくなる場合があり、50モルを超えると、
気相反応によりシリコン酸化物の微粒子が生成し易くな
り、膜質の低下が起きるだけでなく、原料から膜への効
率が悪くなり、経済的とはいえない。
が一般的であるが、別々に系内に導入してもよい。酸化
剤の濃度は反応系内の全ガス量に対し、30vol %を超
えない程度が望ましく、1vol %〜10vol %が更に好
ましい。あまり高濃度では、気相でのシリコン酸化物の
微粒子が生成し易くなり、基材上に付着する恐れがあ
り、あまり少ないと成膜速度の低下につながり、実用的
とは言えなくなる。
膜が形成される基材としては、例えば半導体基板あるい
は電極配線等の半導体素子等が挙げられる。その材質
は、シリコン、ガラス、アルミニウム、ステンレススチ
ール等はもちろん、本発明では低温で成膜することが可
能なため、アモルファスシリコン等の非晶質、ポリエス
テル、ポリイミド、ガラスエポキシ等の樹脂も特に好適
な基材々質となる。また、基材の形状は特に限定される
ものではない。
00℃より低くすることが出来、50℃〜300℃とい
う低温で足りる。なお、室温未満では、膜質の低下につ
ながる恐れがある。具体的な成膜温度は原料ガスにより
適宜選択すればよく、例えばテトラアルコキシシランを
用いた場合は、200℃〜300℃が更に好ましく、ト
リアルコキシシランを用いた場合は、50℃〜180℃
が更に好ましい。
れるものではなく、例えば縦型、横型、パンケーキ型、
ベルトコンベアー型、巻き取り方式等が用いられる。
地する電極とが配置され、希釈ガスの存在下、圧力10
0mmHg〜2気圧において、プラズマ化学気相堆積法
を行える装置であれば特に限定されるものではない。し
かし、特に基材が金属等の場合、高電圧を印加すること
によりアーク放電が発生して、アルコキシシランをプラ
ズマ励起してシリコン酸化膜を形成することが多少困難
となる場合があり、その場合でも充分適用出来るように
するため、高電圧を印加する電極にガラス、セラミック
ス、プラスチックス等の耐熱性の固体誘電体を配置した
電極装置を用いるのが好適である。
波から、13.56MHzの高周波まで適宜選択すれば
よい。
は、層間絶縁膜、保護膜、マスク材料、ガスバリアー膜
等として有用される。
説明する。
る円筒状石英製反応器(200mmφ×100mmH)
を使用し、表面に石英を誘電体として設置した上部電極
(100mmφ)を高電圧電極とし、下部電極(100
mmφ)を設置電極とした。電極間距離は10mmとし
た。反応装置内のサセプター上にシリコン基板(3イン
チφ)を載置し、該基板を250℃に加熱保持した。
流量100ml/minのヘリウムでバブリング(テト
ラエトキシシランとしては4ml/min供給に相当)
し、ヘリウム2000ml/minと酸素100ml/
minと共に上記装置内に導入した。
高周波数13.56MHz、パワー50Wでグロー放電
を発生させ、プラズマ状となし、1分間反応させて、膜
厚0.6μmの膜を形成した。
吸収スペクトルで測定した結果、シリコン酸化膜であ
り、エトキシ基、エチル基等の有機成分が残存していな
いことが判明した。
nを、ヘリウム2000ml/minと酸素100ml
/minと共に装置内に導入した他は実施例1と同様に
行った結果、反応装置内には微粒子の発生が観察され、
また形成した膜には、部分的にではあるが、僅かな粗面
および起伏面があった。
エチレンテレフタレートフィルム(50mm角)を載置
し、70℃に加熱保持した。
量100ml/minのヘリウムでバブリング(トリエ
トキシシランとしては4ml/min供給に相当)した
他は、実施例1と同様にして、原料ガス、ヘリウムおよ
び酸素を上記装置内に導入した。
を実施例1と同様にして、10秒間放電し、膜厚0.0
6μmの膜を形成させた。
吸収スペクトルで測定した結果、シリコン酸化膜であ
り、エトキシ基、エチル基等の有機成分が残存していな
いことが判明した。
nを、ヘリウム2000ml/minと酸素100ml
/minと共に装置内に導入した他は実施例2と同様に
行った結果、反応装置内には微粒子の発生が観察された
が、膜は形成されなかった。
化膜を、低い温度において大きい成膜速度で得ることが
出来るため、低温で処理すべき下地基材を始め、広範囲
な下地に適用することが出来、しかも得られた膜は均一
で、平坦性に優れ、ステップカバレッジが良好である。
また、反応装置は真空設備が不要で、大気圧の設備で間
に合い、大面積に成膜させることが出来、コスト面でも
安全面でも有利であり、工業的に有利な製造方法であ
る。
Claims (1)
- 【請求項1】 シリコン酸化膜をプラズマ化学気相堆積
法により製造するに際し、アルコキシシランを原料ガス
として用い、希釈ガスの存在下にかつ圧力100mmH
g〜2気圧において、該膜を形成させることを特徴とす
るシリコン酸化膜の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33103092A JP2884968B2 (ja) | 1992-11-17 | 1992-11-17 | シリコン酸化膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33103092A JP2884968B2 (ja) | 1992-11-17 | 1992-11-17 | シリコン酸化膜の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH06168937A true JPH06168937A (ja) | 1994-06-14 |
JP2884968B2 JP2884968B2 (ja) | 1999-04-19 |
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ID=18239042
Family Applications (1)
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- 1992-11-17 JP JP33103092A patent/JP2884968B2/ja not_active Expired - Lifetime
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