JPH0645883B2 - Deposited film formation method - Google Patents

Deposited film formation method

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JPH0645883B2
JPH0645883B2 JP60238495A JP23849585A JPH0645883B2 JP H0645883 B2 JPH0645883 B2 JP H0645883B2 JP 60238495 A JP60238495 A JP 60238495A JP 23849585 A JP23849585 A JP 23849585A JP H0645883 B2 JPH0645883 B2 JP H0645883B2
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gaseous
film forming
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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、機能性膜、殊に半導体デバイス、電子写真用
の感光デバイス、光学的画像入力装置用の光入力センサ
ーデバイス等の電子デバイスの用途に有用な機能性堆積
膜の形成法に関する。
The present invention relates to a functional film, in particular, an electronic device such as a semiconductor device, a photosensitive device for electrophotography, an optical input sensor device for an optical image input device, and the like. The present invention relates to a method for forming a functional deposited film useful for an application.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、半導体膜、絶縁膜、光導電膜、磁性膜或いは金属
膜等の非晶質乃至多結晶質の機能性膜は、所望される物
理的特性や用途等の観点から個々に適した成膜方法が採
用されている。
Conventionally, an amorphous or polycrystalline functional film such as a semiconductor film, an insulating film, a photoconductive film, a magnetic film, or a metal film is individually formed from the viewpoint of desired physical characteristics or intended use. The method has been adopted.

例えば、必要に応じて、水素原子(H)やハロゲン原子
(X)等の補償剤で不対電子が補償された非晶質や多結
晶質の非単結晶シリコン(以後「NON−Si(H,
X)」と略記し、その中でも殊に非晶質シリコンを示す
場合には「A−Si(H,X)」、多結晶質シリコンを
示す場合には「poly−Si(H,X)」と記す)膜
等のシリコン堆積膜(尚、俗に言う微結晶シリコンは、
A−Si(H,X)の範疇にはいることは断るまでもな
い)の形成には、真空蒸着法,プラズマCVD法,熱C
VD法,反応スパツタリング法,イオンプレーテイング
法,光CVD法などが試みられており、一般的には、プ
ラズマCVD法が広く用いられ、企業化されている。
For example, amorphous or polycrystalline non-single-crystal silicon (hereinafter referred to as "NON-Si (H)" in which unpaired electrons are compensated with a compensating agent such as a hydrogen atom (H) or a halogen atom (X), if necessary. ,
X) ”, and in particular,“ A—Si (H, X) ”indicates amorphous silicon, and“ poly-Si (H, X) ”indicates polycrystalline silicon. A silicon deposited film such as a film (the so-called microcrystalline silicon is
Needless to say, it does not fall into the category of A-Si (H, X)) for forming a vacuum deposition method, a plasma CVD method, a heat C method.
The VD method, the reaction sputtering method, the ion plating method, the photo CVD method, and the like have been tried, and generally, the plasma CVD method is widely used and commercialized.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

而乍ら、従来から一般化されているプラズマCVD法に
よるシリコン系堆積膜の形成に於ての反応プロセスは、
従来のCVD法に比較してかなり複雑であり、その反応
機構も不明な点が少なくない。又、その堆積膜の形成パ
ラメーターも多く(例えば、基体温度,導入ガスの流量
と比,形成時の圧力,高周波電力,電極構造,反応容器
の構造,排気の速度,プラズマ発生方式など)これらの
多くのパラメータの組み合せによるため、時にはプラズ
マが不安定な状態になり、形成された堆積膜に著しい悪
影響を与えることが少なくなかった。そのうえ、装置特
有のパラメータを装置ごとに選定しなければならず、し
かだって製造条件を一般化することがむずかしいという
のが実状であった。
However, the reaction process in the formation of a silicon-based deposited film by the plasma CVD method which has been generally generalized is
It is considerably complicated as compared with the conventional CVD method, and its reaction mechanism is often unknown. In addition, there are many parameters for forming the deposited film (for example, substrate temperature, flow rate and ratio of introduced gas, forming pressure, high frequency power, electrode structure, reaction vessel structure, exhaust speed, plasma generation method, etc.). Due to the combination of many parameters, the plasma was sometimes in an unstable state and had a considerable adverse effect on the formed deposited film. In addition, the parameters peculiar to the device must be selected for each device, which makes it difficult to generalize the manufacturing conditions.

他方、シリコン系堆積膜として電気的,光学的特性を各
用途毎に十分に満足させ得るものを発現させるために
は、現状ではプラズマCVD法によって形成することが
最良とされてる。
On the other hand, in order to develop a silicon-based deposited film that can sufficiently satisfy the electrical and optical characteristics for each application, it is currently best formed by the plasma CVD method.

而乍ら、シリコン系堆積膜の応用用途によっては、大面
積化,膜厚均一性,膜品質の均一性を十分満足させて再
現性のある量産化を図らねばならないため、プラズマC
VD法によるシリコン系堆積膜の形成においては、量産
装置に多大な設備投資が必要となり、またその量産の為
の管理項目も複雑になり、管理許容幅も狭く、装置の調
整も微妙であることから、これらのことが、今後改善す
べき問題点として指摘されている。
However, depending on the application of the silicon-based deposited film, it may be necessary to achieve a large area, film thickness uniformity, and film quality uniformity for mass production with reproducibility.
In forming a silicon-based deposited film by the VD method, a large amount of capital investment is required for mass production equipment, the management items for mass production are complicated, the control allowance is narrow, and the adjustment of equipment is delicate. From these, these are pointed out as problems to be improved in the future.

又、プラズマCVD法の場合には、成膜される基体の配
されている成膜空間に於いて高周波或いはマイクロ波等
によって直接プラズマを生成している為に、発生する電
子や多数のイオン種が成膜過程に於いて膜にダメージを
与え膜品質の低下、膜品質の不均一化の要因となってい
る。
Further, in the case of the plasma CVD method, since plasma is directly generated by a high frequency wave or a microwave in the film formation space in which the substrate to be formed is arranged, electrons and a large number of ion species are generated. Causes damage to the film during the film formation process and causes deterioration of film quality and nonuniformity of film quality.

この点の改良として提案されている方法には、間接プラ
ズマCVD法がある。
A method proposed as an improvement on this point is an indirect plasma CVD method.

該間接プラズマCVD法は、成膜空間から離れた上流位
置にてマイクロ波等によってプラズマを生成し、該プラ
ズマを成膜空間まで輸送することで、成膜に有効な化学
種を選択的に使用出来る様に計ったものである。
In the indirect plasma CVD method, plasma is generated by microwaves or the like at an upstream position away from the film formation space, and the plasma is transported to the film formation space to selectively use chemical species effective for film formation. It is measured so that it can be done.

而乍ら、斯かるプラズマCVD法でも、プラズマの輸送
が必須であることから、成膜に有効な化学種の寿命が長
くなればならず、自ずと、使用するガス種が制限され、
種々の堆積膜が得られないこと、及びプラズマを発生す
る為に多大なエネルギーを要すること、成膜に有効な化
学種の生成及び量が簡便な管理下に本質的に置かれない
こと等の問題点は残積している。
However, even in such a plasma CVD method, since transport of plasma is essential, the lifetime of the chemical species effective for film formation must be long, and naturally, the gas species used is limited,
Various deposited films cannot be obtained, a large amount of energy is required to generate plasma, and the generation and amount of chemical species effective for film formation are essentially not placed under simple control. The problem remains.

プラズマCVD法に対して、光CVD法は、成膜時と膜
品質にダメージを与えるイオン種や電子が発生しないと
いう点で有利ではあるが、光源にそれ程多くの種類がな
いこと、光源の波長も紫外に片寄っていること、工業化
する場合には大型の光源とのその電源を要すること、光
源からの光を成膜空間に導入する窓が成膜時に被膜され
て仕舞う為に成膜中に光量の低下、強いては、光源から
の光が成膜空間に入射されなくなるという問題点があ
る。
In contrast to the plasma CVD method, the photo CVD method is advantageous in that it does not generate ion species or electrons that damage the film quality and film quality, but there are not so many types of light sources, and the wavelength of the light source is large. Is also deviated to the ultraviolet region, a large light source and its power source are required for industrialization, and a window for introducing the light from the light source into the film formation space is covered during the film formation and the film is formed during film formation. There is a problem that the amount of light decreases, and in other words, the light from the light source does not enter the film formation space.

上述の如く、シリコン系堆積膜の形成に於ては、解決さ
れるべき点は、またまだ残っており、その実用可能な特
性,均一性を維持させながら低コストな装置で省エネル
ギー化を計って量産化できる形成方法を開発することが
切望されている。これ等のことは、他の機能性膜、例え
ば窒化シリコン膜,炭化シリコン膜,酸化シリコン膜に
於ても各々同様の解決されるべき問題として挙げること
が出来る。
As described above, in the formation of the silicon-based deposited film, the points to be solved still remain, and energy saving can be achieved with a low-cost device while maintaining its practicable characteristics and uniformity. It is earnestly desired to develop a mass-production forming method. These can be mentioned as similar problems to be solved in other functional films such as a silicon nitride film, a silicon carbide film, and a silicon oxide film.

〔目的〕〔Purpose〕

本発明の目的は、上述した堆積膜形成法の欠点を除去す
ると同時に、従来の形成方法によらない新規な堆積膜形
成法を提供するものである。
An object of the present invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks of the deposited film forming method, and at the same time provide a novel deposited film forming method which does not depend on the conventional forming method.

本発明の他の目的は、省エネルギー化を計ると同時に膜
品質の管理が容易で大面積に亘って均一特性の堆積膜が
得られる堆積膜形成法を提供するものである。
Another object of the present invention is to provide a deposited film forming method which can save energy and can easily control the film quality and can obtain a deposited film having uniform characteristics over a large area.

本発明の更に別の目的は、生産性,量産性に優れ、高品
質で電気的,光学的,半導体的等の物理特性に優れた膜
が簡便に得られる堆積膜形成法を提供することでもあ
る。
Still another object of the present invention is to provide a deposited film forming method which is excellent in productivity and mass productivity, and which can easily obtain a film having high quality and excellent physical properties such as electrical, optical and semiconductor properties. is there.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記目的を達成する本発明の堆積膜形成法は、堆積膜形
成用の気体状原料物質と、該原料物質に酸化作用をする
性質を有する気体状のハロゲン系酸化剤と、同性質を有
する気体状の酸素系及び窒素系の酸化剤の少なくともい
ずれか一方と、を反応空間内に導入して化学的に接触さ
せることで励起状態の前駆体を含む複数種の前駆体を生
成し、これ等の前駆体の内、少なくとも1つの前駆体を
堆積膜構成要素の供給源として成膜空間内にある基体上
に堆積膜を形成することを特徴とする。
The deposited film forming method of the present invention to achieve the above object is a gas having the same properties as a gaseous raw material for forming a deposited film, and a gaseous halogen-based oxidizing agent having a property of oxidizing the raw material. At least one of the oxygen-based and nitrogen-based oxidizers is introduced into the reaction space and chemically contacted to generate a plurality of precursors including the precursor in the excited state. Among these precursors, at least one precursor is used as a supply source of the deposited film constituent to form a deposited film on the substrate in the film formation space.

〔作用〕[Action]

上記の本発明の堆積膜形成法によれば、省エネルギー化
と同時に大面積化,膜厚均一性,膜品質の均一性を十分
満足させて管理の簡素化と量産化を図り、量産装置に多
大な設備投資も必要とせず、またその量産の為の管理項
目も明確になり、管理許容幅も広く、装置の調整も簡単
になる。
According to the above-described deposited film forming method of the present invention, energy saving as well as large area, film thickness uniformity, and film quality uniformity are sufficiently satisfied to simplify management and mass production, and to be used in a mass production apparatus. It does not require a large capital investment, the management items for its mass production are clarified, the management allowance range is wide, and the adjustment of the device is easy.

本発明の堆積膜形成法に於いて、使用される堆積膜形成
用の気体状原料物質は、気体状酸化剤との化学的接触に
より酸化作用をうけるものであり、目的とする堆積膜の
種類,特性,用途等によって所望に従って適宜選択され
る。本発明に於いては、上記の気体状原料物質及び気体
状酸化剤は、化学的接触をする際に気体状とされるもの
であれば良く、通常の場合は、気体でも液体でも固体で
あっても差支えない。
In the deposited film forming method of the present invention, the gaseous raw material used for forming the deposited film is subjected to an oxidative action by chemical contact with a gaseous oxidant. , The characteristics, the application, etc., and is appropriately selected as desired. In the present invention, the above-mentioned gaseous raw material and gaseous oxidant may be those which are made gaseous when they are chemically contacted, and in general, they are gas, liquid or solid. It doesn't matter.

堆積膜形成用の原料物質あるいは酸化剤が液体又は固体
である場合には、Ar,He,N,H等のキヤリア
ーガスを使用し、必要に応じては熱も加えながらバブリ
ングを行なって反応空間に堆積膜形成用の原料物質及び
酸化剤を気体状として導入する。
When the raw material or oxidant for forming the deposited film is a liquid or a solid, a carrier gas such as Ar, He, N 2 or H 2 is used, and bubbling is performed while adding heat if necessary. A raw material for forming a deposited film and an oxidizing agent are introduced into the reaction space in a gaseous state.

この際、上記気体状原料物質及び気体状酸化剤の分圧及
び混合比は、キヤリアーガスの流量あるいは堆積膜形成
用の原料物質及び気体状酸化剤の蒸気圧を調節すること
により設定される。
At this time, the partial pressure and the mixing ratio of the gaseous raw material and the gaseous oxidizing agent are set by adjusting the flow rate of the carrier gas or the vapor pressure of the raw material for forming the deposited film and the gaseous oxidizing agent.

本発明に於いて使用される堆積膜形成用の原料物質とし
ては、例えば、半導体性或いは電気的絶縁性のシリコン
系堆積膜やゲルマニウム系堆積膜等のテトラヘドラル系
の堆積膜を得るのであれば、直鎖状、及び分岐状の鎖状
シラン化合物,環状シラン化合物,鎖状ゲルマニウム化
合物等が有効なものとして挙げることが出来る。
As the raw material for forming the deposited film used in the present invention, for example, if a tetrahedral-based deposited film such as a semiconductor-based or electrically insulating silicon-based deposited film or a germanium-based deposited film is obtained, Linear and branched chain silane compounds, cyclic silane compounds, chain germanium compounds and the like can be mentioned as effective ones.

具体的には、直鎖状シラン化合物としてはSi
2n+2(n=1,2,3,4,5,6,7,8)、分
岐状鎖状シラン化合物としては、SiHSiH(Si
)SiHSiH,鎖状ゲルマン化合物として
は、Ge2m+2(m=1,2,3,4,5)等が
挙げられる。この他、例えばスズの堆積膜を作成するの
であればSnH等の水素化スズを有効な原料物質とし
て挙げることが出来る。
Specific examples of the linear silane compound Si n H
2n + 2 (n = 1,2,3,4,5,6,7,8), as the branched chain silane compound, SiH 3 SiH (Si
Examples of H 3 ) SiH 2 SiH 3 and chain germane compounds include Ge m H 2m + 2 (m = 1,2,3,4,5). In addition to this, tin hydride such as SnH 4 can be cited as an effective raw material if, for example, a deposited film of tin is formed.

勿論、これ等の原料物質は1種のみならず2種以上混合
して使用することも出来る。
Of course, these raw material substances may be used alone or in combination of two or more.

本発明に於いて使用される酸化剤は、反応空間内に導入
される際気体状とされ、同時に反応空間内に導入される
堆積膜形成用の気体状原料物質に化学的接触だけで効果
的に酸化作用をする性質を有するもので、酸素系酸化
剤、窒素系酸化剤、ハロゲン系酸化剤を挙げることが出
来、具体的には空気,酸素,オゾン等の酸素類、N
,N,NO等の酸素の或いは窒素の化合物、
等の過酸化物,F,Cl.Br,I
のハロゲンガス、発生期状態の弗素,塩素,臭素等が有
効なものとして挙げることが出来る。
The oxidant used in the present invention is gaseous when introduced into the reaction space, and is effective only by chemical contact with a gaseous raw material for forming a deposited film which is simultaneously introduced into the reaction space. Oxygen-containing oxidants, nitrogen-based oxidizers, and halogen-based oxidizers can be given as specific examples of oxygen, such as air, oxygen, ozone, and N 2 O.
4 , N 2 O 3 , N 2 O and other oxygen or nitrogen compounds,
Peroxides such as H 2 O 2 , F 2 , Cl 2 . Halogen gas such as Br 2 and I 2 and fluorine, chlorine and bromine in the nascent state can be cited as effective ones.

これ等の酸化剤は気体状で、前記の堆積膜形成用の原料
物質の気体と共に所望の流量と供給圧を与えられて反応
空間内に導入されて前記原料物質と混合衝突することで
化学的接触をし、前記原料物質に酸化作用をして励起状
態の前駆体を含む複数種の前駆体を効率的に生成する。
生成される励起状態の前駆体及び他の前駆体は、少なく
ともそのいずれか1つが形成される堆積膜の構成要素の
供給源として働く。
These oxidizers are gaseous and are introduced into the reaction space at a desired flow rate and supply pressure together with the gas of the raw material for forming the deposited film, introduced into the reaction space, and chemically collided with the raw material. The raw materials are brought into contact with each other and oxidized to efficiently generate a plurality of precursors including excited precursors.
The excited state precursors and other precursors that are produced serve as a source of constituents of the deposited film, at least one of which is formed.

生成される前駆体は分解して又は反応して別の励起状態
の前駆体又は別の励起状態にある前駆体になって、或い
は必要に応じてエネルギーを放出はするがそのままの形
態で成膜空間に配設された基体表面に触れることで三次
元ネツトワーク構造の堆積膜が作成される。
The generated precursor decomposes or reacts to become a precursor in another excited state or a precursor in another excited state, or releases energy as necessary but forms a film as it is. A deposited film having a three-dimensional network structure is created by touching the surface of the substrate arranged in the space.

励起されるエネルギーレベルとしては、前記励起状態の
前駆体がより低いエネルギーレベルにエネルギ遷移す
る、又は別の化学種に変化する過程に於いて発光を伴う
エネルギーレベルであることが好ましい。斯かるエネル
ギーの遷移に発光を伴なう励起状態の前駆体を含め活性
化された前駆体が形成されることで本発明の堆積膜形成
プロセスは、より効率良く、より省エネルギーで進行
し、膜全面に亘って均一でより良好な物理特性を有する
堆積膜が形成される。
The excited energy level is preferably an energy level accompanied by light emission during the process of energy transition of the precursor in the excited state to a lower energy level or change to another chemical species. By forming activated precursors including excited state precursors accompanied by light emission in such energy transition, the deposited film formation process of the present invention proceeds more efficiently and more energy saving, A deposited film that is uniform over the entire surface and has better physical properties is formed.

本発明に於いてハロゲン系酸化剤と、酸素系の又は/及
び窒素系の酸化剤の反応空間への導入量の割合は、作成
される堆積膜の種類及び所望される特性に応じて適宜決
められるが、好ましくは1000/1〜1/50、より
好ましくは500/1〜1/20、最適には100/1
〜1/10とされるのが望ましい。
In the present invention, the ratio of the introduction amount of the halogen-based oxidant and the oxygen-based and / or nitrogen-based oxidant into the reaction space is appropriately determined according to the type of the deposited film to be formed and desired characteristics. However, it is preferably 1000/1 to 1/50, more preferably 500/1 to 1/20, most preferably 100/1.
It is desirable to be set to about 1/10.

本発明に於いては、堆積膜形成プロセスが円滑に進行
し、高品質で所望の物理特性を有する膜が形成される可
く、成膜因子としての、原料物質及び酸化剤の種類と組
み合せ、これ等の混合比、混合時の圧力,流量,成膜空
間内圧,ガスの流型,成膜温度(基体温度)が所望に応
じて適宜選択される。これ等の成膜因子は有機的に関連
し、単独で決定されるものではなく相互関連の下に夫々
に応じて決定される。本発明に於いて、反応空間に導入
される堆積膜形成用の気体状原料物質と気体状酸化剤と
の量の割合は、上記成膜因子の中関連する成膜因子との
関係に於いて適宜所望に従って決められるが、導入流量
比で、好ましくは、1/100〜100/1が適当であ
り、より好ましくは1/50〜50/1とされるのが望
ましい。
In the present invention, the deposited film forming process proceeds smoothly, a film having high quality and desired physical properties can be formed, and the combination with the kind of the raw material and the oxidizing agent as the film forming factor, The mixing ratio, the pressure at the time of mixing, the flow rate, the film forming space internal pressure, the gas flow pattern, and the film forming temperature (base temperature) are appropriately selected as desired. These film forming factors are organically related, and are not determined individually but are determined according to each other under mutual relation. In the present invention, the ratio of the amounts of the gaseous source material for forming a deposited film and the gaseous oxidant, which are introduced into the reaction space, is related to the film forming factors related to the above film forming factors. Although appropriately determined according to the desire, the introduction flow rate ratio is preferably 1/100 to 100/1, and more preferably 1/50 to 50/1.

反応空間に導入される際の混合時の圧力としては前記気
体状原料物質と前記気体状酸化剤との化学的接触を確率
的により高める為には、より高い方が良いが、反応性を
考慮して適宜所望に応じて最適値を決定するのが良い。
前記混合時の圧力としては、上記の様にして決められる
が、夫々の導入時の圧力として、好ましくは1×10-7
気圧〜10気圧、より好ましくは1×10-6気圧〜3気
圧とされるのが望ましい。
The pressure at the time of mixing when introduced into the reaction space is preferably higher in order to stochastically enhance the chemical contact between the gaseous raw material and the gaseous oxidant, but the reactivity is taken into consideration. Then, it is preferable to appropriately determine the optimum value as desired.
The pressure at the time of mixing is determined as described above, but the pressure at each introduction is preferably 1 × 10 −7.
Atmospheric pressure to 10 atmospheric pressure, more preferably 1 × 10 −6 atmospheric pressure to 3 atmospheric pressure is desirable.

成膜空間内の圧力、即ち、その表面に成膜される基体が
配設されている空間内の圧力は、反応空間に於いて生成
される励起状態の前駆体(E)及び場合によって該前駆
体(E)より派生的に生ずる前駆体(D)が成膜プロセ
スに効果的に寄与する様に適宜所望に応じて設定され
る。
The pressure in the film-forming space, that is, the pressure in the space where the substrate on which the film is to be formed is disposed, is the precursor (E) in the excited state generated in the reaction space and the precursor in some cases. The precursor (D) derived from the body (E) is appropriately set as desired so as to effectively contribute to the film forming process.

成膜空間の内圧力は、成膜空間が反応空間と開放的に連
続している場合には、堆積膜形成用の基体状原料物質と
気体状酸化剤との反応空間での導入圧及び流量との関連
に於いて、例えば差動排気或いは、大型の排気装置の使
用等の工夫を加えて調整することが出来る。
The internal pressure of the film formation space is, when the film formation space is openly continuous with the reaction space, the introduction pressure and the flow rate of the substrate-like raw material for forming the deposited film and the gaseous oxidant in the reaction space. In connection with the above, adjustment can be made by adding a device such as differential exhaust or using a large exhaust device.

或いは、反応空間と成膜空間の連結部のコンダクタンス
が小さい場合には、成膜空間に適当な排気装置を設け、
該装置の排気量を制御することで成膜空間の圧力を調整
することが出来る。
Alternatively, when the conductance of the connecting portion between the reaction space and the film formation space is small, an appropriate exhaust device is provided in the film formation space,
The pressure in the film forming space can be adjusted by controlling the exhaust amount of the apparatus.

又、反応空間と成膜空間が一体的になっていて、反応位
置と成膜位置が空間的に異なるだけの場合には、前述の
様に差動排気するか或いは、排気能力の充分ある大型の
排気装置を設けてやれば良い。
Further, when the reaction space and the film formation space are integrated and the reaction position and the film formation position are spatially different from each other, differential evacuation as described above or a large size with sufficient evacuation capacity is performed. It suffices if an exhaust device is provided.

上記のようにして成膜空間内の圧力は、反応空間に導入
される気体状原料物質と気体状ハロゲン酸化剤の導入圧
力との関係に於いて決められるが、好ましくは0.001Tor
r〜100Torr,より好ましくは0.01Torr〜30Torr,最適に
は0.05〜10Torrとされるのが望ましい。
The pressure in the film formation space as described above is determined in relation to the introduction pressure of the gaseous raw material substance and gaseous halogen oxidizing agent introduced into the reaction space, preferably 0.001 Tor
r to 100 Torr, more preferably 0.01 Torr to 30 Torr, most preferably 0.05 to 10 Torr.

ガスの流型に就いては、反応空間への前記堆積膜形成用
の原料物質及び酸化剤の導入の際にこれ等が均一に効率
良く混合され、前記前駆体(E)が効率的に生成され且
つ成膜が支障なく適切になされる様に、ガス導入口と基
体とガス排気口との幾何学的配置を考慮して設計される
必要がある。この幾何学的な配置の好適な例の1つが第
1図に示される。
Regarding the gas flow type, when the raw material for forming the deposited film and the oxidant are introduced into the reaction space, these are uniformly and efficiently mixed, and the precursor (E) is efficiently produced. Therefore, it is necessary to design in consideration of the geometrical arrangements of the gas inlet, the substrate and the gas outlet so that the film formation can be performed properly without any trouble. One suitable example of this geometric arrangement is shown in FIG.

成膜時の基体温度(Ts)としては、使用されるガス種
及び形成される堆積膜の種数と要求される特性に応じ
て、個々に適宜所望に従って設定されるが、非晶質の膜
を得る場合には好ましくは室温から450℃、より好ま
しくは50〜400℃とされるのが望ましい。殊に半導
体性や光導電性等の特性がより良好なシリコン堆積膜を
形成する場合には、基体温度(Ts)は70〜350℃
とされるのが望ましい。また、多結晶の膜を得る場合に
は、好ましくは200〜650℃、より好ましくは30
0〜600℃とされるのが望ましい。
The substrate temperature (Ts) at the time of film formation is individually set as desired according to the gas species used, the number of species of the deposited film to be formed and the required characteristics. In order to obtain, it is preferable that the temperature is from room temperature to 450 ° C, more preferably 50 to 400 ° C. In particular, when forming a silicon deposited film having better semiconductor properties and photoconductivity, the substrate temperature (Ts) is 70 to 350 ° C.
Is desirable. Further, when a polycrystalline film is obtained, the temperature is preferably 200 to 650 ° C., more preferably 30.
It is desirable that the temperature be 0 to 600 ° C.

成膜空間の雰囲気温度(Tat)としては、生成される
前記前駆体(E)及び前記前駆体(D)が成膜に不適当
な化学種に変化せず、且つ効率良く前記前駆体(E)が
生成される様に基体温度(Ts)との関連で適宜所望に
応じて決められる。
As the ambient temperature (Tat) of the film formation space, the generated precursor (E) and the precursor (D) do not change into chemical species unsuitable for film formation, and the precursor (E) is efficiently generated. ) Is appropriately determined as desired in relation to the substrate temperature (Ts).

本発明に於いて使用される基体としては、形成される堆
積膜の用途に応じて適宜所望に応じて選択されるもので
あれば導電性でも電気絶縁性であっても良い。導電性基
体としては、例えば、NiCr、ステンレス、Al、C
r、Mo、Au、Ir、Nb、Ta、V、Ti、Pt、
Pd等の金属又はこれ等の合金が挙げられる。
The substrate used in the present invention may be conductive or electrically insulating as long as it is appropriately selected according to the intended use of the deposited film to be formed. As the conductive substrate, for example, NiCr, stainless steel, Al, C
r, Mo, Au, Ir, Nb, Ta, V, Ti, Pt,
Examples include metals such as Pd and alloys thereof.

電気絶縁性基体としては、ポリエステル、ポリエチレ
ン、ポリカーボネート、セルローズアセテート、ポリプ
ロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ
スチレン、ポリアミド等の合成樹脂のフイルム又はシー
ト、ガラス、セラミツク、紙等が通常使用される。これ
らの電気絶縁性基体は、好適には少なくともその一方の
表面が導電処理され、該導電処理された表面側に他の層
が設けられるのが望ましい。
As the electrically insulating substrate, a film or sheet of synthetic resin such as polyester, polyethylene, polycarbonate, cellulose acetate, polypropylene, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polystyrene and polyamide, glass, ceramics, paper and the like are usually used. It is preferable that at least one surface of these electrically insulating substrates is subjected to a conductive treatment, and another layer is provided on the surface subjected to the conductive treatment.

例えばガラスであれば、その表面がNiCr、Al、C
r、Mo、Au、Ir、Nb、Ta、V、Ti、Pt、
Pd、In、SnO、ITO(In+S
nO)等の薄膜を設ける事によって導電処理され、或
いはポリエステルフイルム等の合成樹脂フイルムであれ
ば、NiCr、Al、Ag、Pb、Zn、Ni、Au、
Cr、Mo、Ir、Nb、Ta、V、Ti、Pt等の金
属で真空蒸着、電子ビーム蒸着、スパツタリング等で処
理し、又は前記金属でラミネート処理して、その表面が
導電処理される。支持体の形状としては、円筒状、ベル
ト状、板状等、任意の形状とし得、所望によって、その
形状が決定される。
For example, in the case of glass, the surface is NiCr, Al, C
r, Mo, Au, Ir, Nb, Ta, V, Ti, Pt,
Pd, In 2 O 3 , SnO 2 , ITO (In 2 O 3 + S
nO 2 ), a conductive film is provided by a thin film, or a synthetic resin film such as a polyester film is NiCr, Al, Ag, Pb, Zn, Ni, Au,
The surface is subjected to a conductive treatment by treatment with a metal such as Cr, Mo, Ir, Nb, Ta, V, Ti, Pt by vacuum vapor deposition, electron beam vapor deposition, sputtering, or the like, or by laminating with the metal. The shape of the support may be any shape such as a cylindrical shape, a belt shape and a plate shape, and the shape is determined as desired.

基体は、基体と膜との密着性及び反応性を考慮して上記
の中より選ぶのが好ましい。更に両者の熱膨張の差が大
きいと膜中に多量の歪が生じ、良品質の膜が得られない
場合があるので、両者の熱膨張の差が近接している基体
を選択して使用するのが好ましい。
The substrate is preferably selected from the above in consideration of the adhesion and reactivity between the substrate and the film. Furthermore, if the difference in thermal expansion between the two is large, a large amount of strain may occur in the film, and a good quality film may not be obtained. Therefore, select and use a substrate with a close difference in thermal expansion between the two. Is preferred.

又、基体の表面状態は、膜の構造(配向)や錐状組織の
発生に直接関係するので、所望の特性が得られる様な膜
構造と膜組織となる様に基体の表面を処理するのが望ま
しい。
Further, since the surface condition of the substrate is directly related to the structure (orientation) of the film and the generation of the conical structure, it is necessary to treat the surface of the substrate so that the film structure and the film structure can obtain desired characteristics. Is desirable.

第1図は本発明の堆積膜形成法を具現するに好適な装置
の1例を示すものである。
FIG. 1 shows an example of an apparatus suitable for embodying the deposited film forming method of the present invention.

第1図に示す堆積膜形成装置は、装置本体、排気系及び
ガス供給系の3つに大別される。
The deposited film forming apparatus shown in FIG. 1 is roughly divided into three parts: an apparatus main body, an exhaust system and a gas supply system.

装置本体には、反応空間及び成膜空間が設けられてい
る。
A reaction space and a film formation space are provided in the apparatus body.

101〜108は夫々、成膜する際に使用されるガスが
充填されているボンベ、101a〜108aは夫々ガス
供給パイプ、101b〜108bは夫々各ボンベからの
ガスの流量調整用のマスフローコントローラー、101
c〜108cはそれぞれガス圧力計、101d〜108
d及び101e〜108eは夫々バルブ、101f〜1
08fは夫々対応するガスボンベ内の圧力を示す圧力計
である。
101 to 108 are cylinders filled with gas used for film formation, 101a to 108a are gas supply pipes, 101b to 108b are mass flow controllers for adjusting the flow rate of gas from each cylinder, 101
c-108c are gas pressure gauges, 101d-108, respectively.
d and 101e to 108e are valves, and 101f to 1
Reference numerals 08f are pressure gauges showing the pressures inside the corresponding gas cylinders.

120は真空チヤンバーであって、上部にガス導入用の
配管が設けられ、配管の下流に反応空間が形成される構
造を有し、且つ該配管のガス排出口に対向して、基体1
18が設置される様に基体ホールダー112が設けられ
た成膜空間が形成される構造を有する。ガス導入用の配
管は、三重同心円配置構造となっており、中よりガスボ
ンベ101,102よりのガスが導入される第1のガス
導入管109、ガスボンベ103〜105よりのガスが
導入される第2のガス導入管110、及びガスボンベ1
06〜108よりのガスが導入される第3のガス導入管
111を有する。
Reference numeral 120 denotes a vacuum chamber having a structure in which a gas introducing pipe is provided in an upper portion thereof, and a reaction space is formed in the downstream of the pipe, and the substrate 1 faces the gas outlet of the pipe.
It has a structure in which a film formation space in which the base holder 112 is provided so that 18 is installed is formed. The gas introduction pipe has a triple concentric circle arrangement structure, and the first gas introduction pipe 109 into which the gas from the gas cylinders 101 and 102 is introduced and the second gas from the gas cylinders 103 to 105 are introduced from the inside. Gas introduction pipe 110 and gas cylinder 1
It has a third gas introduction pipe 111 into which the gas from 06 to 108 is introduced.

各ガス導入管の反応空間へのガス排出には、その位置が
内側の管になる程基体の表面位置より遠い位置に配され
る設計とされている。即ち、外側の管になる程その内側
にある管を包囲する様に夫々のガス導入管が配設されて
いる。
For the gas discharge to the reaction space of each gas introduction pipe, it is designed such that the inner pipe is located farther from the surface position of the substrate. That is, the respective gas introduction pipes are arranged so that the outer pipes surround the inner pipes.

各導入管への管ボンベからのガスの供給は、ガス供給パ
イプライン123〜125によって夫々なされる。
The supply of gas from the pipe cylinders to the respective introduction pipes is performed by gas supply pipelines 123 to 125, respectively.

各ガス導入管、各ガス供給パイプライン及び真空チヤン
バー102は、メイン真空バルブ119を介して不図示
の真空排気装置により真空排気される。
Each gas introduction pipe, each gas supply pipeline, and the vacuum chamber 102 are evacuated by a vacuum exhaust device (not shown) via the main vacuum valve 119.

基体118は基体ホルダー112を上下に移動させるこ
とによって各ガス導入管の位置より適宜所望の距離に設
置される。
The substrate 118 is installed at a desired distance from the position of each gas introduction pipe by moving the substrate holder 112 up and down.

本発明の場合、この基体とガス導入管のガス排出口の距
離は、形成される堆積膜の種類及びその所望される特
性,ガス流量,真空チヤンバーの内圧等を考慮して適切
な状態になる様に決められるが、好ましくは、数mm〜
20cm、より好ましくは、5mm〜15cm程度とさ
れるのが望ましい。
In the case of the present invention, the distance between the substrate and the gas outlet of the gas introduction pipe is in an appropriate state in consideration of the type of the deposited film to be formed, its desired characteristics, the gas flow rate, the internal pressure of the vacuum chamber, etc. However, it is preferably several mm
It is desirable that the length is 20 cm, more preferably 5 mm to 15 cm.

113は、基体118を成膜時に適当な温度に加熱した
り、或いは、成膜前に基体118を予備加熱したり、更
には、成膜後、膜をアニールする為に加熱する基体加熱
ヒータである。
Reference numeral 113 denotes a substrate heating heater that heats the substrate 118 to an appropriate temperature during film formation, preheats the substrate 118 before film formation, and further heats after film formation to anneal the film. is there.

基体加熱ヒータ113は、導線114により電源115
により電力が供給される。
The substrate heater 113 is connected to the power source 115 via the conductor 114.
Is supplied with electric power.

116は、基体温度(Ts)の温度を測定する為の熱電
対で温度表示装置117に電気的に接続されている。
Reference numeral 116 is a thermocouple for measuring the temperature of the substrate temperature (Ts), which is electrically connected to the temperature display device 117.

以下、実施例に従って、本発明を具体的に説明する。Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Examples.

実施例1 第1図に示す成膜装置を用いて、次の様にし本発明の方
法による堆積膜を作成した。
Example 1 Using the film forming apparatus shown in FIG. 1, a deposited film was prepared by the method of the present invention as follows.

ボンベ101に充填されているSiHガスを流量20
sccmでガス導入管109より、ボンベ103に充填
されているFガスを流量2sccmでガス導入管11
0より、ボンベ106に充填されているOガスを流量
2sccm,ボンベ108に充填されているHeガスを
流量40sccmでガス導入管111より真空チヤンバ
ー102内に導入した。
The flow rate of the SiH 4 gas filled in the cylinder 101 is 20
The F 2 gas filled in the cylinder 103 is supplied from the gas introduction pipe 109 at a sccm of 2 sccm at a flow rate of 2 sccm.
From 0, the O 2 gas filled in the cylinder 106 was introduced into the vacuum chamber 102 through the gas introduction pipe 111 at the flow rate of 2 sccm and the He gas filled in the cylinder 108 at the flow rate of 40 sccm.

このとき、真空チヤンバー120内の圧力を真空バルブ
119の開閉度を調整して100mTorrにした。基
体に石英ガラス(15cm×15cm)を用いガス導入
口111と基体との距離は3cmに設定した。SiH
ガスとOガス及びFガスの混合域で青白い発光が強
くみられた。基体温度(Ts)は各試料に対して表1に
示す様に室温から400℃までの間に設定した。
At this time, the pressure in the vacuum chamber 120 was adjusted to 100 mTorr by adjusting the opening / closing degree of the vacuum valve 119. Quartz glass (15 cm × 15 cm) was used as the substrate, and the distance between the gas inlet 111 and the substrate was set to 3 cm. SiH 4
Pale white emission was strongly observed in the mixed region of gas, O 2 gas, and F 2 gas. The substrate temperature (Ts) was set between room temperature and 400 ° C. as shown in Table 1 for each sample.

この状態で3時間ガスを流すと、表1に示す様な膜厚の
Si:O:H:F膜が基体上に堆積した。
When gas was flowed for 3 hours in this state, a Si: O: H: F film having a film thickness as shown in Table 1 was deposited on the substrate.

次に基体温度を300℃に固定し、SiHの流量を種
々かえて作成したときの各試料の膜厚を表2に示す。
Next, Table 2 shows the film thickness of each sample when the substrate temperature was fixed to 300 ° C. and the flow rate of SiH 4 was changed.

この際ガスを流した時間はいずれの試料も3時間であ
る。又、いずれの試料もOガス流量2sccm、F
ガス流量2sccm、Heガス流量40sccm、内圧
100mTorrとした。
At this time, the time for which the gas was flown was 3 hours for all the samples. Further, all the samples had an O 2 gas flow rate of 2 sccm and F 2
The gas flow rate was 2 sccm, the He gas flow rate was 40 sccm, and the internal pressure was 100 mTorr.

次に、基体温度を300℃、SiHガス流量20sc
cm、Oガス流量2sccm、Fガス流量2scc
m、内圧100mTorrとし、Heガス流量を種々に
変化させて3時間各ガスを流した後に得られた各試料の
膜の膜厚値を表3に示す。
Next, the substrate temperature is 300 ° C., the SiH 4 gas flow rate is 20 sc
cm, O 2 gas flow rate 2 sccm, F 2 gas flow rate 2 sccc
Table 3 shows the film thickness values of the films of the respective samples obtained after flowing the respective gases for 3 hours while changing the He gas flow rate variously under the conditions of m, internal pressure 100 mTorr.

次に、基体温度を300℃、SiHガス流量20sc
cm、Oガス流量2sccm、Fガス流量2scc
m、Heガス流量10sccmとし、内圧を種々に変化
させて作成した各試料の膜厚の値を表4に示す。
Next, the substrate temperature is 300 ° C., the SiH 4 gas flow rate is 20 sc
cm, O 2 gas flow rate 2 sccm, F 2 gas flow rate 2 sccc
Table 4 shows the values of the film thickness of each sample prepared by changing the internal pressure to various values with m and He gas flow rates of 10 sccm.

表1〜表4に示す各試料の膜厚の分布むらはガス導入管
111と基体との距離、ガス導入管109と110およ
び111に流すガス流量、内圧に依存した。各成膜にお
いて、ガス導入管と基体との距離を調整することによっ
て膜厚の分布むらは15cm×15cmの基体におい
て、±5%以内におさめることができた。この位置はほ
とんどの場合発光強度の最大の位置に対応していた。ま
た成膜したSi:O:H:F膜はいずれの試料のも、電
子線回折の結果から非晶質であることを確認した。
The unevenness of the film thickness distribution of each sample shown in Tables 1 to 4 depended on the distance between the gas introducing pipe 111 and the substrate, the gas flow rates flowing through the gas introducing pipes 109, 110 and 111, and the internal pressure. In each film formation, by adjusting the distance between the gas introduction tube and the substrate, the unevenness of the film thickness could be controlled within ± 5% in the substrate of 15 cm × 15 cm. This position almost always corresponded to the position of maximum emission intensity. In addition, it was confirmed from the electron diffraction results that the formed Si: O: H: F films were amorphous.

又、各試料の非晶質Si:O:H:F膜上にAlのくし
形電極(ギヤツプ長200μm)を蒸着し、導電率測定
用の試料を作成した。各試料を真空クライオスタツト中
にいれ電圧100Vを印加し、微少電流計(YHP41
40B)で電流を測定し、導電率(σd)を求めようと
したが、いずれも測定限界以下で室温での導電率は10
-14s/cm以下と推定された。
Also, a comb-shaped electrode (gap length 200 μm) of Al was vapor-deposited on the amorphous Si: O: H: F film of each sample to prepare a sample for conductivity measurement. Place each sample in a vacuum cryostat and apply a voltage of 100 V, and use a micro ammeter (YHP41
40B), the electric current was measured and the electric conductivity (σd) was tried to be obtained.
It was estimated to be -14 s / cm or less.

実施例2 実施例1においてOガスを導入するかわりに107ボ
ンベよりNガスを導入し、成膜を行なった(試料
2)。
Example 2 Instead of introducing O 2 gas in Example 1, N 2 O 4 gas was introduced from a 107 bomb to form a film (Sample 2).

このときの成膜条件は次のとおりである。The film forming conditions at this time are as follows.

SiH 20sccm F 2sccm N 2sccm He 40sccm 内圧 100mTorr 基体温度 300℃ ガス吹き出し口と基体との距離 3cm 実施例1と同様、SiHガスとNガスが合流す
る領域で強い青い発光がみられた。3時間のガス吹き出
し後、石英ガラス基体上に約6500ÅのA−Si:N:
O:H:F膜が堆積した。
SiH 4 20 sccm F 2 2 sccm N 2 O 4 2 sccm He 40 sccm Internal pressure 100 mTorr Base temperature 300 ° C. Distance between gas outlet and base 3 cm Same as in Example 1, strong blue in the region where SiH 4 gas and N 2 O 4 gas merge Light emission was observed. After blowing gas for 3 hours, about 6500Å A-Si: N: on the quartz glass substrate.
An O: H: F film was deposited.

この膜が非晶質であることは電子線回折で確認した。It was confirmed by electron diffraction that the film was amorphous.

該A−Si:N:O:H:F膜上にAlのくし形電極
(ギヤツプ長200μm)を真空蒸着した後、試料を真
空クライオスタツト中にいれ、実施例1と同様に暗導電
率(σd)を測定したが測定限界以下であった。
After vacuum-depositing a comb-shaped electrode of Al (gear length 200 μm) on the A-Si: N: O: H: F film, the sample was placed in a vacuum cryostat, and dark conductivity (as in Example 1) σd) was measured but was below the measurement limit.

実施例3 実施例1においてSiHガスを導入するかわりに10
2ボンベよりSiガスを導入し、成膜を行なった
(試料3)。
Example 3 Instead of introducing SiH 4 gas in Example 1, 10
Si 2 H 6 gas was introduced from 2 cylinders to form a film (Sample 3).

このときの成膜条件は次のとおりである。The film forming conditions at this time are as follows.

Si 20sccm F 2sccm O 5sccm He 40sccm 内圧 100mTorr 基体温度 300℃ ガス吹き出し口と基体との距離 3cm 3時間のガス吹き出し後、石英ガラス基体上に約1.5μ
のA−Si:O:H:F膜が堆積した。
Si 2 H 6 20 sccm F 2 2 sccm O 2 5 sccm He 40 sccm Internal pressure 100 mTorr Base temperature 300 ° C. Distance between gas outlet and base 3 cm 3 After blowing gas for 3 hours, about 1.5 μm on the quartz glass base.
A-Si: O: H: F film was deposited.

この膜が非晶質であることは電子線回折で確認した。It was confirmed by electron diffraction that the film was amorphous.

A−Si:O:H:F膜上にAlのくし形電極(ギヤツ
プ長200μm)を真空蒸着した後、真空クライオスタ
ツト中にいれ、暗導電率(σd)を測定したところ実施
例1と同様測定限界以下であった。
A comb-shaped electrode of Al (gear length 200 μm) was vacuum-deposited on the A-Si: O: H: F film and then placed in a vacuum cryostat to measure the dark conductivity (σd). It was below the measurement limit.

実施例4 実施例1においてSiHガスを導入するかわりに10
2ボンベよりGeHガスを導入し、成膜を行なった
(試料4)。
Example 4 Instead of introducing SiH 4 gas in Example 1, 10
GeH 4 gas was introduced from 2 cylinders to form a film (Sample 4).

このときの成膜条件は次のとおりである。The film forming conditions at this time are as follows.

GeH 20sccm F 2sccm O 2sccm He 40sccm 内圧 100mTorr 基体温度 300℃ ガス吹き出し口と基体との距離 3cm 3時間のガス吹き出し後、石英ガラス基体上に約5500Å
のA−Ge:O:H:F膜が堆積した。この膜が非晶質
であることは電子線回折で確認した。
GeH 4 20 sccm F 2 2 sccm O 2 2 sccm He 40 sccm Internal pressure 100 mTorr Base temperature 300 ° C. Distance between gas outlet and base 3 cm 3 After blowing gas for 3 hours, about 5500Å on the quartz glass substrate.
A-Ge: O: H: F film was deposited. It was confirmed by electron diffraction that the film was amorphous.

該A−Ge:O:H:F膜上にAlのくし形電極(ギヤ
ツプ長200μm)を真空蒸着した後、真空クライオス
タツト中にいれ、暗導電率(σd)を測定したところ実
施例1と同様測定限界以下であった。
A comb-shaped electrode of Al (gear length 200 μm) was vacuum-deposited on the A-Ge: O: H: F film and then placed in a vacuum cryostat to measure dark conductivity (σd). Similarly, it was below the measurement limit.

実施例5 実施例1においてSiHガスを導入すると共に、10
2ボンベよりGeHガスを導入し、成膜を行なった
(試料5)。
Example 5 Introducing SiH 4 gas in Example 1 and
GeH 4 gas was introduced from 2 cylinders to form a film (Sample 5).

このときの成膜条件は次のとおりである。The film forming conditions at this time are as follows.

SiH 20sccm GeH 5sccm F 3sccm O 5sccm He 40sccm 内圧 100mTorr 基体温度 300℃ ガス吹き出し口と基体との距離 3cm 3時間のガス吹き出し後、石英ガラス基体上に約7800Å
のA−SiGe:O:H:F膜が堆積した。この膜が非
晶質であることは電子線回折で確認した。
SiH 4 20 sccm GeH 4 5 sccm F 2 3 sccm O 2 5 sccm He 40 sccm Internal pressure 100 mTorr Base temperature 300 ° C. Distance between gas outlet and base 3 cm 3 hours after blowing gas for about 3800 Å on quartz glass substrate
A-SiGe: O: H: F film was deposited. It was confirmed by electron diffraction that the film was amorphous.

該A−SiGe:O:H:F膜上にAlのくし形電極
(ギヤツプ長200μm)を真空蒸着した後、試料5を
真空クライオスタツト中にいれ、暗導電率(σd)を測
定したところ実施例1と同様測定限界以下であった。
After vacuum-depositing a comb-shaped electrode of Al (gear length 200 μm) on the A-SiGe: O: H: F film, sample 5 was placed in a vacuum cryostat and the dark conductivity (σd) was measured. Like Example 1, it was below the measurement limit.

実施例6 実施例5においてGeHガスを導入するかわりに10
2ボンベよりCガスを導入し、成膜を行なった
(試料6)。
Example 6 Instead of introducing GeH 4 gas in Example 5, 10
C 2 H 4 gas was introduced from 2 cylinders to form a film (Sample 6).

このときの成膜条件は次のとおりである。The film forming conditions at this time are as follows.

SiH 20sccm C 5sccm F 2sccm O 5sccm He 40sccm 内圧 100mTorr 基体温度 300℃ ガス吹き出し口と基体との距離 3cm 3時間のガス吹き出し後、石英ガラス基体上に約6000Å
のA−SiC:O:H:F膜が堆積した。この膜が非晶
質であることは電子線回折で確認した。
SiH 4 20 sccm C 2 H 4 5 sccm F 2 2 sccm O 2 5 sccm He 40 sccm Internal pressure 100 mTorr Base temperature 300 ° C. Distance between gas outlet and base 3 cm 3 After gas blowing for 3 hours, about 6000 Å on quartz glass substrate
A-SiC: O: H: F film was deposited. It was confirmed by electron diffraction that the film was amorphous.

該A−SiC:O:H:F膜上にAlのくし形電極(ギ
ヤツプ長200μm)を真空蒸着した後、試料6を真空
クライオスタツト中にいれ、暗導電率(σd)を測定し
たところ実施例1と同様測定限界以下であった。
After vacuum-depositing an Al-comb-shaped electrode (gear length of 200 μm) on the A-SiC: O: H: F film, sample 6 was placed in a vacuum cryostat and the dark conductivity (σd) was measured. Like Example 1, it was below the measurement limit.

実施例7 実施例1においてSiHガスを導入すると共に、10
2ボンベよりSiガスを導入し、成膜を行なった
(試料7)。
Example 7 Introducing SiH 4 gas in Example 1 and
Si 2 H 6 gas was introduced from 2 cylinders to form a film (Sample 7).

このときの成膜条件は次のとおりである。The film forming conditions at this time are as follows.

SiH 20sccm Si 5sccm F 3sccm O 5sccm He 40sccm 内圧 100mTorr 基体温度 300℃ ガス吹き出し口と基体との距離 3cm 3時間のガス吹き出し後、石英ガラス基体上に約1.0μ
のA−Si:O:H:F膜が堆積した。この膜が非晶質
であることは電子線回折で確認した。
SiH 4 20 sccm Si 2 H 6 5 sccm F 2 3 sccm O 2 5 sccm He 40 sccm Internal pressure 100 mTorr Base temperature 300 ° C. Distance between gas outlet and base 3 cm 3 hours after blowing gas for about 3 μm on a quartz glass substrate
A-Si: O: H: F film was deposited. It was confirmed by electron diffraction that the film was amorphous.

該A−Si:O:H:F膜上にAlのくし形電極(ギヤ
ツプ長200μm)を真空蒸着した後、試料7を真空ク
ライオスタツト中にいれ、暗導電率(σd)を測定した
ところ実施例1と同様測定限界以下であった。
After vacuum-depositing a comb-shaped electrode (gap length of 200 μm) of Al on the A-Si: O: H: F film, sample 7 was placed in a vacuum cryostat and the dark conductivity (σd) was measured. Like Example 1, it was below the measurement limit.

実施例8 実施例7においてOガスを導入する代りにN
ボンベ107より導入し、成膜を行なった(試料8)。
Example 8 Instead of introducing O 2 gas in Example 7, N 2 O 4 was introduced from the cylinder 107 to form a film (Sample 8).

このときの成膜条件は次のとおりである。The film forming conditions at this time are as follows.

SiH 20sccm Si 5sccm F 3sccm N 5sccm He 40sccm 内圧 100mTorr 基体温度 300℃ ガス吹き出し口と基体との距離 3cm 3時間のガス吹き出し後、石英ガラス基体上に約1.0μ
mのA−Si:N:O:H:F膜が堆積した。この膜が
非晶質であることは電子線回折で確認した。
SiH 4 20 sccm Si 2 H 6 5 sccm F 2 3 sccm N 2 O 4 5 sccm He 40 sccm Internal pressure 100 mTorr Base temperature 300 ° C. Distance between gas outlet and base 3 cm 3 hours After blowing gas for 3 hours, about 1.0 μ on a quartz glass substrate
m A-Si: N: O: H: F film was deposited. It was confirmed by electron diffraction that the film was amorphous.

該A−Si:N:O:H:F膜上にAlのくし形電極
(ギヤツプ長200μm)を真空蒸着した後、試料8を
真空クライオスタツト中にいれ、暗導電率(σd)を測
定したところ実施例1と同様測定限界以下であった。
After vacuum-depositing a comb-shaped electrode (gap length 200 μm) of Al on the A-Si: N: O: H: F film, the sample 8 was placed in a vacuum cryostat, and the dark conductivity (σd) was measured. However, it was below the measurement limit as in Example 1.

実施例9 実施例1においてSiHガスを導入するかわりに10
2ボンベよりSnHガスを導入し、成膜を行なった
(試料9)。
Example 9 Instead of introducing SiH 4 gas in Example 1, 10
SnH 4 gas was introduced from 2 cylinders to form a film (Sample 9).

このときの成膜条件は次のとおりである。The film forming conditions at this time are as follows.

SnH 10sccm F 5sccm O 20sccm He 40sccm 内圧 100mTorr 基体温度 300℃ ガス吹き出し口と基体との距離 4cm 3時間のガス吹き出し後、石英ガラス基体上に約3000Å
のSn:O:H:F膜が堆積した。電子線回折で確認し
たところ回折ピークがみられこの膜は多晶質であること
がわかった。
SnH 4 10sccm F 2 5sccm O 2 20sccm He 40sccm Internal pressure 100mTorr Base temperature 300 ° C Distance between gas outlet and base 4cm After blowing gas for 3 hours, about 3000Å on quartz glass base
Sn: O: H: F film was deposited. When confirmed by electron beam diffraction, a diffraction peak was observed and it was found that this film was polycrystalline.

該poly−Sn:O:H:F膜上にAlのくし形電極
(ギヤツプ長200μm)を真空蒸着した後、実施例1
と同様真空クライオスタツト中にいれ、暗導電率(σ
d)を夫々測定した。
After vacuum-depositing a comb-shaped electrode of Al (gap length of 200 μm) on the poly-Sn: O: H: F film, Example 1 was performed.
In the same manner as in the above, the dark conductivity (σ
d) was measured respectively.

得られた値は σd=8×10-4s/cm であった。The obtained value was σd = 8 × 10 −4 s / cm 2.

実施例10 実施例1において基体温度を600℃に設定し、成膜を
行なった(試料10)。
Example 10 The substrate temperature was set to 600 ° C. in Example 1 to form a film (Sample 10).

このときの成膜条件は次のとおりである。The film forming conditions at this time are as follows.

SiH 20sccm F 2sccm O 2sccm He 40sccm 内圧 100mTorr ガス吹き出し口と基体との距離 3cm 3時間のガス吹き出し後、石英ガラス基体上に約500Å
のSi:O:H:F膜が堆積した。この堆積膜を電子線
回折で確認したところSiOの回折ピークがみられ、
多結晶化していることがわかった。
SiH 4 20 sccm F 2 2 sccm O 2 2 sccm He 40 sccm Internal pressure 100 mTorr Distance between gas outlet and substrate 3 cm 3 After blowing gas for 3 hours, about 500Å on quartz glass substrate
Si: O: H: F film was deposited. When this deposited film was confirmed by electron beam diffraction, a diffraction peak of SiO 2 was observed,
It was found to be polycrystalline.

該poly−Si:O:H:F膜上にAlのくし形電極
(ギヤツプ長200μm)を真空蒸着した後、試料10
を真空クライオスタツト中にいれ、暗導電率(σd)を
測定したところ実施例1と同様測定限界以下であった。
Sample 10 was formed by vacuum-depositing a comb-shaped electrode of Al (gear length 200 μm) on the poly-Si: O: H: F film.
Was placed in a vacuum cryostat and the dark conductivity (σd) was measured. As with Example 1, it was below the measurement limit.

実施例11 実施例1においてFガスを導入すると共に104ボン
ベよりClガスを導入し、成膜を行なった(試料1
1)。
Example 11 In Example 1, F 2 gas was introduced and Cl 2 gas was introduced from a 104 bomb to form a film (Sample 1).
1).

このときの成膜条件は次のとおりである。The film forming conditions at this time are as follows.

SiH 20sccm F 2sccm Cl 2sccm O 2sccm He 40sccm 内圧 100mTorr 基体温度 300℃ ガス吹き出し口と基体との距離 3cm 実施例1と同様、SiHガスと、F,Clガス及
びOガスが合流する領域で強い青い発光がみられた。
3時間のガス吹き出し後、石英ガラス基体上に約8000Å
のA−Si:O:H:F:Cl膜が堆積した。
SiH 4 20 sccm F 2 2 sccm Cl 2 2 sccm O 2 2 sccm He 40 sccm Internal pressure 100 mTorr Base temperature 300 ° C. Distance between gas outlet and base 3 cm Same as in Example 1, SiH 4 gas, F 2 , Cl 2 gas and O 2 gas A strong blue emission was observed in the area where the two merged.
After blowing gas for 3 hours, approximately 8000Å on the quartz glass substrate
A-Si: O: H: F: Cl film was deposited.

この膜が非晶質であることは電子線回折で確認した。It was confirmed by electron diffraction that the film was amorphous.

該A−Si:O:H:F:Cl膜上にAlのくし形電極
(ギヤツプ長200μm)を真空蒸着した後、試料を真
空クライオスタツト中にいれ、実施例1と同様に暗導電
率(σd)を測定したが測定限界以下であった。
After vacuum-depositing an Al-comb-shaped electrode (gear length 200 μm) on the A-Si: O: H: F: Cl film, the sample was placed in a vacuum cryostat and dark conductivity (as in Example 1). σd) was measured but was below the measurement limit.

実施例12 実施例1においてFガスを導入するかわりに104ボ
ンベよりClガスを導入し、成膜を行なった(試料1
2)。
Example 12 Instead of introducing F 2 gas in Example 1, Cl 2 gas was introduced from a 104 bomb to form a film (Sample 1).
2).

このときの成膜条件は次のとおりである。The film forming conditions at this time are as follows.

SiH 20sccm Cl 2sccm O 2sccm He 40sccm 内 圧 100mTorr 基体温度 300℃ ガス吹き出し口と基体との距離 3cm 実施例1と同様、S:iHガスとClガス及びO
ガスが合流する領域で強い青い発光が見られた。3時間
のガス吹き出し後、石英ガラス基体上に3000ÅのA−S
i:O:H:F:Cl膜が堆積した。
SiH 4 20 sccm Cl 2 2 sccm O 2 2 sccm He 40 sccm Internal pressure 100 mTorr Base temperature 300 ° C. Distance between gas outlet and base 3 cm Same as in Example 1, S: iH 4 gas and Cl 2 gas and O 2
A strong blue emission was observed in the area where the gas merges. After blowing gas for 3 hours, 3000 Å AS on the quartz glass substrate
An i: O: H: F: Cl film was deposited.

この膜が非晶質であることは電子線回折で確認した。It was confirmed by electron diffraction that the film was amorphous.

該A−Si:O:H:F:Cl膜上にAlのくし形電極
(ギヤツプ長200μm)を真空蒸着した後、試料を真
空クライオスタツト中にいれ、実施例1と同様に暗導電
率(σd)を測定したが測定限界以下であった。
After vacuum-depositing an Al-comb-shaped electrode (gear length 200 μm) on the A-Si: O: H: F: Cl film, the sample was placed in a vacuum cryostat and dark conductivity (as in Example 1). σd) was measured but was below the measurement limit.

〔効果〕〔effect〕

以上の詳細な説明及び各実施例より、本発明の堆積膜形
成法によれば、省エネルギー化を計ると同時に膜品質の
管理が容易で大面積に亘って均一物理特性の堆積膜が得
られる。又、生産性,量産性に優れ、高品質で電気的、
光学的、半導体的等の物理特性に優れた膜を簡便に得る
ことが出来る。
From the above detailed description and each example, according to the deposited film forming method of the present invention, it is possible to obtain a deposited film having a uniform physical property over a large area while achieving energy saving and easy control of film quality. In addition, it has excellent productivity and mass productivity, high quality and electrical,
A film having excellent physical properties such as optical properties and semiconductor properties can be easily obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の実施例に用いた成膜装置の模式的概略
図である。 101〜108……ガスボンベ、 101a〜108a……ガスの導入管、 101b〜108b……マスフロメーター、 101c〜108c……ガス圧力計、 101d〜108d及び 101e〜108e……バルブ、 101f〜108f……圧力計、 109,110,111……ガス導入管、 112……基体ホルダー、 113……基体加熱用ヒーター、 116……基体温度モニター用熱電対、 118……基体、 119……真空排気バルブ、 を夫々表わしている。
FIG. 1 is a schematic diagram of a film forming apparatus used in an example of the present invention. 101-108 ... Gas cylinder, 101a-108a ... Gas introduction pipe, 101b-108b ... Mass flow meter, 101c-108c ... Gas pressure gauge, 101d-108d and 101e-108e ... Valve, 101f-108f ... ... Pressure gauge, 109, 110, 111 ... Gas introduction pipe, 112 ... Substrate holder, 113 ... Substrate heating heater, 116 ... Substrate temperature monitoring thermocouple, 118 ... Substrate, 119 ... Vacuum exhaust valve , And, respectively.

フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 31/0248 Continuation of front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Office reference number FI technical display location H01L 31/0248

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】堆積膜形成用の気体状原料物質と、該原料
物質に酸化作用をする性質を有する気体状のハロゲン系
酸化剤と、同性質を有する気体状の酸素系及び窒素系の
酸化剤の少なくともいずれか一方と、を反応空間内に導
入して化学的に接触させることで励起状態の前駆体を含
む複数の前駆体を生成し、これらの前駆体の内少なくと
も1つの前駆体を堆積膜構成要素の供給源として成膜空
間内にある基体上に堆積膜を形成することを特徴とする
堆積膜形成法。
1. A gaseous source material for forming a deposited film, a gaseous halogen-based oxidizing agent having a property of oxidizing the source material, and gaseous oxygen-based and nitrogen-based oxidation having the same property. At least one of the agents is introduced into the reaction space and chemically contacted with each other to generate a plurality of precursors including excited state precursors, and at least one of the precursors is generated. A method for forming a deposited film, which comprises forming a deposited film on a substrate in a film forming space as a supply source of the deposited film constituent.
【請求項2】成膜時に発光を伴う特許請求の範囲第1項
に記載の堆積膜形成法。
2. The method for forming a deposited film according to claim 1, wherein light is emitted during film formation.
【請求項3】前記気体状原料物質は、鎖状シラン化合物
である特許請求の範囲第1項に記載の堆積膜形成法。
3. The deposited film forming method according to claim 1, wherein the gaseous raw material is a chain silane compound.
【請求項4】前記鎖状シラン化合物は、直鎖状シラン化
合物である特許請求の範囲第3項に記載の堆積膜形成
法。
4. The deposited film forming method according to claim 3, wherein the chain silane compound is a straight chain silane compound.
【請求項5】前記直鎖状シラン化合物は、一般式Si
2n+2(nは1〜8の整数)で示される特許請求の
範囲第4項に記載の堆積膜形成法。
5. The linear silane compound has the general formula Si n
The deposited film forming method according to claim 4, which is represented by H 2n + 2 (n is an integer of 1 to 8).
【請求項6】前記鎖状シラン化合物は、分岐状鎖状シラ
ン化合物である特許請求の範囲第3項に記載の堆積膜形
成法。
6. The deposited film forming method according to claim 3, wherein the chain silane compound is a branched chain silane compound.
【請求項7】前記気体状原料物質は、硅素の環状構造を
有するシラン化合物である特許請求の範囲第1項に記載
の堆積膜形成法。
7. The deposited film forming method according to claim 1, wherein the gaseous raw material is a silane compound having a silicon ring structure.
【請求項8】前記気体状原料物質は、鎖状ゲルマン化合
物である特許請求の範囲第1項に記載の堆積膜形成法。
8. The deposited film forming method according to claim 1, wherein the gaseous raw material is a chain germane compound.
【請求項9】前記鎖状ゲルマン化合物は、一般式Ge
2m+2(mは1〜5の整数)で示される特許請求の
範囲第8項に記載の堆積膜形成法。
9. The chain-like germane compound has the general formula Ge m
The deposited film forming method according to claim 8, which is represented by H 2m + 2 (m is an integer of 1 to 5).
【請求項10】前記気体状原料物質は、水素化スズ化合
物である特許請求の範囲第1項に記載の堆積膜形成法。
10. The deposited film forming method according to claim 1, wherein the gaseous raw material is a tin hydride compound.
【請求項11】前記気体状原料物質は、テトラヘドラル
系化合物である特許請求の範囲第1項に記載の堆積膜形
成法。
11. The deposited film forming method according to claim 1, wherein the gaseous raw material is a tetrahedral compound.
【請求項12】前記気体状酸化剤は、酸素化合物である
特許請求の範囲第1項に記載の堆積膜形成法。
12. The deposited film forming method according to claim 1, wherein the gaseous oxidant is an oxygen compound.
【請求項13】前記気体状酸化剤は、酸素ガスである特
許請求の範囲第1項に記載の堆積膜形成法。
13. The deposited film forming method according to claim 1, wherein the gaseous oxidant is oxygen gas.
【請求項14】前記気体状酸化剤は、窒素化合物である
特許請求の範囲第1項に記載の堆積膜形成法。
14. The deposited film forming method according to claim 1, wherein the gaseous oxidant is a nitrogen compound.
【請求項15】前記基体は、前記気体状原料物質と前記
気体状酸化剤の前記反応空間への導入方向に対して対向
する位置に配設される特許請求の範囲第1項に記載の堆
積膜形成法。
15. The deposition according to claim 1, wherein the substrate is arranged at a position facing the introduction direction of the gaseous raw material and the gaseous oxidant into the reaction space. Film formation method.
【請求項16】前記気体状原料物質と前記気体状酸化剤
は前記反応空間へ、多重管構造の輸送管から導入される
特許請求の範囲第1項に記載の堆積膜形成法。
16. The method for forming a deposited film according to claim 1, wherein the gaseous raw material and the gaseous oxidant are introduced into the reaction space through a transport pipe having a multi-tubular structure.
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