JPH0642452B2 - プラズマ化学気相堆積方法 - Google Patents
プラズマ化学気相堆積方法Info
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- JPH0642452B2 JPH0642452B2 JP59186729A JP18672984A JPH0642452B2 JP H0642452 B2 JPH0642452 B2 JP H0642452B2 JP 59186729 A JP59186729 A JP 59186729A JP 18672984 A JP18672984 A JP 18672984A JP H0642452 B2 JPH0642452 B2 JP H0642452B2
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/50—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
- C23C16/505—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using radio frequency discharges
- C23C16/509—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using radio frequency discharges using internal electrodes
- C23C16/5096—Flat-bed apparatus
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/52—Controlling or regulating the coating process
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はグロー放電等のプラズマ放電を用いて半導体薄
膜や絶縁体薄膜を製造するプラズマ化学気相堆積方法に
関するものである。
膜や絶縁体薄膜を製造するプラズマ化学気相堆積方法に
関するものである。
従来例の構成とその問題点 液晶画像表示デバイス等を構成するための薄膜電界効果
トランジスタや太陽電池等に代表される半導体デバイス
に使用されるシリコンを主成分とする半導体薄膜，酸化
シリコンや窒化シリコン等の絶縁体薄膜を３００℃前後
の比較的低温で作製できるプラズマ化学気相堆積方法
は、基板としてガラス板などの低コスト基板が使用で
き、大面積化が容易であるなどの利点を有する。従って
プラズマ化学気相堆積方法は上記半導体デバイスを工業
的に生産する上で非常に有望である。本発明は、プラズ
マ気相堆積法に於いて重要な製造条件を決定する要因を
制御できるプラズマ化学気相堆積装置と薄膜製造法を提
供するものである。
トランジスタや太陽電池等に代表される半導体デバイス
に使用されるシリコンを主成分とする半導体薄膜，酸化
シリコンや窒化シリコン等の絶縁体薄膜を３００℃前後
の比較的低温で作製できるプラズマ化学気相堆積方法
は、基板としてガラス板などの低コスト基板が使用で
き、大面積化が容易であるなどの利点を有する。従って
プラズマ化学気相堆積方法は上記半導体デバイスを工業
的に生産する上で非常に有望である。本発明は、プラズ
マ気相堆積法に於いて重要な製造条件を決定する要因を
制御できるプラズマ化学気相堆積装置と薄膜製造法を提
供するものである。
従来グロー放電等プラズマ化学気相堆積法により半導体
薄膜や絶縁体薄膜を作製する際に、その堆積速度や膜質
を決定する作製条件としては、使用する原料ガス流量，
真空度，基板温度，投入放電電力があげられる。これら
の条件等のなかで投入放電電力は従来第１図に示すよう
に、放電電源１と整合回路２の間に備えられた放電電力
計３によって測定された。従って平行平板電極４に投入
される電力は整合回路のインピーダンスにより放電電力
計３に示された電力よりも小さくなる。また放電電力計
３に示される投入電力が同じでも、整合が不十分である
場合などは平行平板電極４に投入される電力が変化して
しまう。なお、ここで整合回路３には第２図に示す回路
を使用している。
薄膜や絶縁体薄膜を作製する際に、その堆積速度や膜質
を決定する作製条件としては、使用する原料ガス流量，
真空度，基板温度，投入放電電力があげられる。これら
の条件等のなかで投入放電電力は従来第１図に示すよう
に、放電電源１と整合回路２の間に備えられた放電電力
計３によって測定された。従って平行平板電極４に投入
される電力は整合回路のインピーダンスにより放電電力
計３に示された電力よりも小さくなる。また放電電力計
３に示される投入電力が同じでも、整合が不十分である
場合などは平行平板電極４に投入される電力が変化して
しまう。なお、ここで整合回路３には第２図に示す回路
を使用している。
第２図において、５はコイル、６，７は可変コンデンサ
で、Ａから放電電力が供給され、通常６，７の可変コン
デンサにより整合をとってＢから平行平板電極に放電電
力が供給される。
で、Ａから放電電力が供給され、通常６，７の可変コン
デンサにより整合をとってＢから平行平板電極に放電電
力が供給される。
原料ガス流量，真空度，基板温度，投入放電電力を一定
にし、整合回路のコイル５の巻数を４回と2.5回とにし
て、窒化シリコンを堆積した場合の堆積速度と光学バン
ドギャップを比較したところ第１表のようになった。
にし、整合回路のコイル５の巻数を４回と2.5回とにし
て、窒化シリコンを堆積した場合の堆積速度と光学バン
ドギャップを比較したところ第１表のようになった。
２つの堆積した窒化シリコンを比較すると、整合回路の
コイル５の巻数を2.5回と少なくした方が光学バンドギ
ャップが大きく、堆積速度も大きい。
コイル５の巻数を2.5回と少なくした方が光学バンドギ
ャップが大きく、堆積速度も大きい。
このように、第１図の放電電力計３で測定される投入放
電電力を同じにしても、整合回路のインピーダンスが異
なれば放電電力に印加される実行的な放電電力が異なる
ため、堆積される薄膜の膜質や堆積速度が異なってしま
うという問題点を有していた。
電電力を同じにしても、整合回路のインピーダンスが異
なれば放電電力に印加される実行的な放電電力が異なる
ため、堆積される薄膜の膜質や堆積速度が異なってしま
うという問題点を有していた。
また上述の実験の際に平行平板電極の接地電位に対する
直流電圧成分を測定したみたところ、コイル５の巻数が
2.5回と4.0回の場合でその直流電圧に差を生じた。
直流電圧成分を測定したみたところ、コイル５の巻数が
2.5回と4.0回の場合でその直流電圧に差を生じた。
発明の目的 本発明は、プラズマ化学気相堆積において、再現性ある
安定した半導体あるいは絶縁体薄膜の製造方法を提供す
ることを目的とする。
安定した半導体あるいは絶縁体薄膜の製造方法を提供す
ることを目的とする。
発明の構成 本発明は、プラズマ放電を用いた平行平板型プラズマ化
学気相堆積装置の２つの平行平板電極のうち、第１の電
極に整合回路を介して放電電源を接続し、前記第１の電
極とアースした第２の電極間に放電電力を投入するとと
もに、前記第１と第２の電極間に加わる放電電圧を測定
し、前記放電電力を調整することにより、再現性よく半
導体薄膜あるいは絶縁体薄膜をプラズマ化学気相堆積法
により堆積できるものである。
学気相堆積装置の２つの平行平板電極のうち、第１の電
極に整合回路を介して放電電源を接続し、前記第１の電
極とアースした第２の電極間に放電電力を投入するとと
もに、前記第１と第２の電極間に加わる放電電圧を測定
し、前記放電電力を調整することにより、再現性よく半
導体薄膜あるいは絶縁体薄膜をプラズマ化学気相堆積法
により堆積できるものである。
実施例の説明 以下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。
本発明の一実施例に用いるプラズマ化学気相堆積装置の
ブロック図を第３図に示す。平行平板電極８の両側に加
わる放電電圧を測定するための放電電圧計９が、整合回
路１０と平行平板電極８との間に設置されている。な
お、放電電源１２、放電電力計１１、整合回路１０、平
行平板電極８は第１，２図の従来例の構成と同じもので
ある。
ブロック図を第３図に示す。平行平板電極８の両側に加
わる放電電圧を測定するための放電電圧計９が、整合回
路１０と平行平板電極８との間に設置されている。な
お、放電電源１２、放電電力計１１、整合回路１０、平
行平板電極８は第１，２図の従来例の構成と同じもので
ある。
上述のプラズマ化学気相堆積装置を使用して、整合回路
７中のコイル５の巻数が2.5回と４回の場合で、投入放
電電力に対する平行平極電極間に加わる放電電圧を測定
したところ第４図のようになった。第４図からわかるよ
うに、第３図の放電電圧計９で測定される放電電圧は放
電電力にほぼ比例している。第４図において曲線Ｉは、
コイル５の巻数が2.5回の場合、曲線IIのコイル５の巻
数が４回の場合である。コイル５の巻数が４回の場合に
は投入放電電力が４００Ｗの時放電電圧は３２０Ｖであ
るが、コイル５の巻数を2.5回にすると放電電圧を３２
０Ｖにするには投入放電電力は約３００Ｗですむことが
わかる。
７中のコイル５の巻数が2.5回と４回の場合で、投入放
電電力に対する平行平極電極間に加わる放電電圧を測定
したところ第４図のようになった。第４図からわかるよ
うに、第３図の放電電圧計９で測定される放電電圧は放
電電力にほぼ比例している。第４図において曲線Ｉは、
コイル５の巻数が2.5回の場合、曲線IIのコイル５の巻
数が４回の場合である。コイル５の巻数が４回の場合に
は投入放電電力が４００Ｗの時放電電圧は３２０Ｖであ
るが、コイル５の巻数を2.5回にすると放電電圧を３２
０Ｖにするには投入放電電力は約３００Ｗですむことが
わかる。
これらの結果を考慮してグロー放電プラズマ化学気相堆
積法により原料ガス流量，真空度，基板温度を一定に
し、整合回路中のコイル５の巻数を４回の場合と2.5回
の場合とで放電電圧が一定になるように投入放電電力で
調整して窒化シリコンを堆積したところ、それぞれの堆
積速度、光学バンドギャップは第２表のようになった。
第２表からわかるように、整合回路７中のコイル５の巻
数を変化させても平行平板電極間の放電電圧を一定にす
ることにより、同等の膜質の窒化シリコンを堆積するこ
とができ、ほぼ同じ堆積速度を得た。
積法により原料ガス流量，真空度，基板温度を一定に
し、整合回路中のコイル５の巻数を４回の場合と2.5回
の場合とで放電電圧が一定になるように投入放電電力で
調整して窒化シリコンを堆積したところ、それぞれの堆
積速度、光学バンドギャップは第２表のようになった。
第２表からわかるように、整合回路７中のコイル５の巻
数を変化させても平行平板電極間の放電電圧を一定にす
ることにより、同等の膜質の窒化シリコンを堆積するこ
とができ、ほぼ同じ堆積速度を得た。
以下、本発明の他の実施例について、図面を用いて説明
する。
する。
第５図に本発明の他の実施例におけるプラズマ化学気相
堆積装置のブロック図を示す。第４図において１３，１
４，１５，１６，１７，１８はそれぞれ放電電源，放電
電力計、整合回路、平行平板電極に加わる放電電圧を測
定する電圧計，平行平板電極の接地電位に対する直流電
圧成分を測定する電圧計で、放電電源１３，放電電力計
１４，整合回路１５、放電電極１６は第１，２図の従来
例の構成と同じである。
堆積装置のブロック図を示す。第４図において１３，１
４，１５，１６，１７，１８はそれぞれ放電電源，放電
電力計、整合回路、平行平板電極に加わる放電電圧を測
定する電圧計，平行平板電極の接地電位に対する直流電
圧成分を測定する電圧計で、放電電源１３，放電電力計
１４，整合回路１５、放電電極１６は第１，２図の従来
例の構成と同じである。
上述のようなプラズマ化学気相堆積装置を使用して、グ
ロー放電プラズマ化学気相堆積法によりアモルファスシ
リコンを、整合回路１５のコイル５、コンデンサ６，７
のインピーダンスを変化させて放電電圧が等しく平行平
板電極の接地電位に対する直流電圧成分が異なるような
二条件で堆積したところ、その堆積速度は第３表のよう
になった。第３表に示すように、直流電圧成分が−５０
Ｖのほうが堆積速度が大きく、直流電圧成分が堆積速度
に影響を与えることがわかった。従ってプラズマ化学気
相堆積法において放電電極の直流電圧成分を測定するこ
とは堆積速度等を管理制御するうえで極めて重要であ
る。
ロー放電プラズマ化学気相堆積法によりアモルファスシ
リコンを、整合回路１５のコイル５、コンデンサ６，７
のインピーダンスを変化させて放電電圧が等しく平行平
板電極の接地電位に対する直流電圧成分が異なるような
二条件で堆積したところ、その堆積速度は第３表のよう
になった。第３表に示すように、直流電圧成分が−５０
Ｖのほうが堆積速度が大きく、直流電圧成分が堆積速度
に影響を与えることがわかった。従ってプラズマ化学気
相堆積法において放電電極の直流電圧成分を測定するこ
とは堆積速度等を管理制御するうえで極めて重要であ
る。
以上本発明では実施例として、プラズマ化学気相堆積時
に整合回路のインピーダンスを変化させて、その時の平
行平極電極に加わる放電電圧、直流電圧成分を管理する
ことが、堆積した薄膜の膜質，堆積速度を制御するうえ
で有効であることを中心に述べたが、平行平極電極の材
質が変わったり、平行平極電極に堆積物が付着して放電
電力計から平行平板電極までのインピーダンスが変化し
た場合や、全く異なるプラズマ化学気相堆積装置を使用
した場合に、その膜質，堆積速度を管理制御するうえで
も本発明は有効である。
に整合回路のインピーダンスを変化させて、その時の平
行平極電極に加わる放電電圧、直流電圧成分を管理する
ことが、堆積した薄膜の膜質，堆積速度を制御するうえ
で有効であることを中心に述べたが、平行平極電極の材
質が変わったり、平行平極電極に堆積物が付着して放電
電力計から平行平板電極までのインピーダンスが変化し
た場合や、全く異なるプラズマ化学気相堆積装置を使用
した場合に、その膜質，堆積速度を管理制御するうえで
も本発明は有効である。
発明の効果 以上述べたように、本発明はプラズマ化学気相堆積装置
の平行平板電極の放電電圧を測定するための電圧計を設
置して、プラズマ化学気相堆積時の放電電圧を他の成膜
条件と合わせて管理制御することにより、堆積薄膜の膜
質、堆積速度を再現性よく制御することができ、さらに
電極面積等が異なるプラズマ化学気相堆積装置間でも同
等の膜質を有する薄膜を容易に形成できるという優れた
効果を発揮するものである。
の平行平板電極の放電電圧を測定するための電圧計を設
置して、プラズマ化学気相堆積時の放電電圧を他の成膜
条件と合わせて管理制御することにより、堆積薄膜の膜
質、堆積速度を再現性よく制御することができ、さらに
電極面積等が異なるプラズマ化学気相堆積装置間でも同
等の膜質を有する薄膜を容易に形成できるという優れた
効果を発揮するものである。
第１図は従来のプラズマ化学気相堆積装置の概略図、第
２図は整合回路の回路図、第３図は本発明の第１の実施
例におけるプラズマ化学気相堆積装置の概略図、第４図
は本発明の実施例における放電電力と放電電圧の関係を
示す図、第５図は本発明の第２の実施例におけるプラズ
マ化学気相堆積装置の概略図である。 １２，１３……放電電源、１１，１４……放電電力計、
１０，１５……整合回路、９，１７……放電電圧計、１
８……平行平板電極の接地電位に対する直流電圧成分を
測定する電圧計。
２図は整合回路の回路図、第３図は本発明の第１の実施
例におけるプラズマ化学気相堆積装置の概略図、第４図
は本発明の実施例における放電電力と放電電圧の関係を
示す図、第５図は本発明の第２の実施例におけるプラズ
マ化学気相堆積装置の概略図である。 １２，１３……放電電源、１１，１４……放電電力計、
１０，１５……整合回路、９，１７……放電電圧計、１
８……平行平板電極の接地電位に対する直流電圧成分を
測定する電圧計。
フロントページの続き (72)発明者 永田 清一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭58−158929（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】プラズマ放電を用いた平行平板型プラズマ
化学気相堆積装置を用いて半導体薄膜または絶縁薄膜を
堆積する際に、２つの平行平板電極のうち、第１の電極
に整合回路を介して放電電源を接続し、前記第１の電極
とアースした第２の電極間に放電電力を投入するととも
に、前記第１と第２の電極間に加わる放電電圧を測定
し、前記放電電力を調整することを特徴とするプラズマ
化学気相堆積方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59186729A JPH0642452B2 (ja) | 1984-09-06 | 1984-09-06 | プラズマ化学気相堆積方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59186729A JPH0642452B2 (ja) | 1984-09-06 | 1984-09-06 | プラズマ化学気相堆積方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6164123A JPS6164123A (ja) | 1986-04-02 |
| JPH0642452B2 true JPH0642452B2 (ja) | 1994-06-01 |
Family
ID=16193613
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59186729A Expired - Lifetime JPH0642452B2 (ja) | 1984-09-06 | 1984-09-06 | プラズマ化学気相堆積方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0642452B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2537822B2 (ja) * | 1986-11-20 | 1996-09-25 | 松下電器産業株式会社 | プラズマｃｖｄ方法 |
| JP2010278223A (ja) * | 2009-05-28 | 2010-12-09 | Shimadzu Corp | プラズマｃｖｄ装置、太陽電池の反射防止膜成膜装置および半導体素子のパッシベーション膜成膜装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5784743A (en) * | 1980-11-18 | 1982-05-27 | Fujitsu Ltd | Plasma cvd method and apparatus therefor |
| JPS58158929A (ja) * | 1982-03-17 | 1983-09-21 | Kokusai Electric Co Ltd | プラズマ発生装置 |
-
1984
- 1984-09-06 JP JP59186729A patent/JPH0642452B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6164123A (ja) | 1986-04-02 |
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