JPH0645889B2 - Deposited film formation method - Google Patents

Deposited film formation method

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JPH0645889B2
JPH0645889B2 JP28527785A JP28527785A JPH0645889B2 JP H0645889 B2 JPH0645889 B2 JP H0645889B2 JP 28527785 A JP28527785 A JP 28527785A JP 28527785 A JP28527785 A JP 28527785A JP H0645889 B2 JPH0645889 B2 JP H0645889B2
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film
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    • G03G5/00Recording members for original recording by exposure, e.g. to light, to heat, to electrons; Manufacture thereof; Selection of materials therefor
    • G03G5/02Charge-receiving layers
    • G03G5/04Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor
    • G03G5/08Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor characterised by the photoconductive material being inorganic

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薄膜は、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 thin 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 application. The method has been adopted.

堆積膜の形成には、真空蒸着法,プラズマCVD法,熱
CVD法,光CVD法,反応性スパツタリング法,イオ
ンプレーテイング法などが試みられており、一般には、
プラズマCVD法が広く用いられ、企業化されている。
In order to form a deposited film, a vacuum vapor deposition method, a plasma CVD method, a thermal CVD method, a photo CVD method, a reactive sputtering method, an ion plating method and the like have been tried, and generally,
The plasma CVD method is widely used and commercialized.

而乍ら、これ等堆積膜形成法によって得られる堆積膜は
より高度も機能が求められる電子デバイスや光電子デバ
イスへの適用が求められていることから電気的,光学的
特性及び、繰返し使用での疲労特性あるいは使用環境特
性、更には均一性,再現性を含めて生産性,量産性の点
において更に総合的な特性の向上を図る余地がある。
However, since the deposited film obtained by these methods for forming a deposited film is required to be applied to electronic devices and optoelectronic devices that are required to have higher functions, electrical and optical characteristics and repeated use There is room to improve the overall characteristics in terms of fatigue characteristics, usage environment characteristics, and productivity and mass productivity including uniformity and reproducibility.

従来から一般化されているプラズマCVD法による堆積
膜の形成においての反応プロセスは、従来の所謂、熱C
VD法に比較してかなり複雑であり、その反応機構も不
明な点が少なくなかった。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、反応器の構
造、排気速度、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、したが
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。
A reaction process in forming a deposited film by a plasma CVD method which has been generalized in the past is a so-called conventional thermal process.
Compared with the VD method, it was considerably complicated, and its reaction mechanism was not clear. In addition, there are many formation parameters of the deposited film (eg, substrate temperature, flow rate and ratio of introduced gas, formation pressure, high frequency power, electrode structure, reactor structure, exhaust rate, 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, it is difficult to generalize the manufacturing conditions because it is necessary to select a device-specific parameter for each device.

その中でも、例えば電気的,光学的特性が各用途を十分
に満足させ得るものを発現させることが出来るという点
で、アモルフアスシリコン膜の場合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いる。
Among them, for example, in the case of an amorphous silicon film, it is currently best to form the amorphous silicon film by the plasma CVD method from the viewpoint that, for example, the one having electrical and optical characteristics that can sufficiently satisfy each application can be developed. Has been done.

而乍ら、堆積膜の応用用途によっては、大面積化,膜厚
の均一性,膜品質の均一性を十分に満足させて、再現性
のある量産化を図らねばならないため、プラズマCVD
法による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、管理許容幅も狭くなり、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 deposited film, it may be necessary to sufficiently satisfy the large area, the uniformity of the film thickness, and the uniformity of the film quality to achieve reproducible mass production.
In forming a deposited film by the method, a large amount of capital investment is required for mass production equipment, the management items for mass production are complicated, the management allowance is narrow, and the adjustment of equipment is delicate, These are pointed out as problems to be improved in the future.

他方、通常のCVD法による従来の技術では、高温を必
要とすると共に、企業的なレベルでは必ずしも満足する
様な特性を有する堆積膜が得られていなかった。
On the other hand, in the conventional technique by the ordinary CVD method, a high temperature is required, and a deposited film having satisfactory characteristics on a company level has not been obtained.

これ等のことは、殊にAl,C,B又はZrを含む化合
物の絶縁膜を形成する場合においては、より大きな問題
として残されている。
These problems remain as a larger problem especially when forming an insulating film of a compound containing Al, C, B or Zr.

上述の如く、機能性膜の形成において、その実用可能な
特性の確保と、均一性を維持させながら低コストな装置
で量産化できる堆積膜の形成方法を開発することが切望
されている。
As described above, in forming a functional film, it is earnestly desired to develop a method for forming a deposited film, which can ensure practical properties and can be mass-produced by a low-cost apparatus while maintaining uniformity.

〔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、推進膜形
成用の気体状にし得るAl,C,B又はZrを含む原料
物質と、該原料物質に酸化作用をする性質を有する気体
状ハロゲン系酸化剤と、を反応空間内に導入して接触さ
せることで励起状態の前駆体を化学的に生成し、該前駆
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
体上に絶縁膜を形成することを特徴とする。
The deposited film forming method of the present invention which achieves the above-mentioned object, comprises a starting material containing Al, C, B or Zr which can be made into a gaseous state for forming a propulsion film, and a gaseous halogen having a property of oxidizing the starting material. A precursor in an excited state is chemically generated by introducing a system oxidant into the reaction space and bringing them into contact with each other, and the precursor is used as a supply source of deposited film constituents on the substrate in the film formation space. It is characterized in that an insulating film is formed.

〔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
用の気体状にし得るAl,C,B又はZrを含む原料物
質は、気体状ハロゲン系酸化剤との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、上記の気体状にし得る原料物質及び気体状ハ
ロゲン系酸化剤は、導入されて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 raw material containing Al, C, B or Zr which can be made into a gas for forming the deposited film is oxidized by contact with a gaseous halogen-based oxidizing agent. The type and characteristics of the target deposited film,
It is appropriately selected according to the intended use and the like. In the present invention, the above-mentioned gaseous raw material and gaseous halogen-based oxidant may be those that are gaseous when introduced and contacted, and in the normal case, even a gas may be used. It can be liquid or solid.

堆積膜形成用の原料物質あるいはハロゲン系酸化剤が液
体又は固体である場合には、Ar,He,N,H
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
料物質及びハロゲン系酸化剤を気体状として導入する。
When the raw material for forming the deposited film or the halogen-based oxidant 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 as necessary. As a result, the raw material for forming the deposited film and the halogen-based 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ハロゲン系酸化
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ハロゲン系酸化剤の
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 mixing ratio of the gaseous raw material and the gaseous halogen-based oxidant are adjusted 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 halogen-based oxidant. Is set.

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、電気的絶縁性の良い堆積膜を得るのであ
ればAl,C,B又はZrを含む有機金属化合物、水素
化物又はハロゲン化物を挙げることができる。
Examples of the raw material for forming a deposited film used in the present invention include, for example, an organometallic compound containing Al, C, B or Zr, a hydride or a halogen if a deposited film having good electrical insulation is obtained. Compounds can be mentioned.

具体的には、Alを含む化合物としてはAl(CH
,Al(CHCl,Al(CH)Cl,A
(CHCl,Al(C,Al
(C,Al(i−C,Al(i−
,Al(OCH,Al(OC
,Al(OC,AlCl,Al
Br,AlI、Cを含む化合物としては、CH
,C,C10,C,C
,C,C、Bを含む化合物として
は、B(CH、B(C,B(C
,B(C,B(OCH,B
(OC,B(i−OC,B(O−
,B,BCl,BBr,B
、Zrを含む化合物としてはZr(CH,Z
r(C,Zr(C,Zr(C
,Zr(OCH,Zr(OC
Zr(OC,Zr(OC,Zr
(CH(C,ZrCl(C
等が挙げられる。
Specifically, as the compound containing Al, Al (CH 3 )
3 , Al (CH 3 ) 2 Cl, Al (CH 3 ) Cl 2 , A
l 2 (CH 3 ) 2 Cl 3 , Al (C 2 H 5 ) 3 , Al
(C 3 H 7) 3, Al (i-C 3 H 7) 3, Al (i-
C 4 H 9) 3, Al (OCH 3) 3, Al (OC
2 H 5 ) 3 , Al (OC 4 H 9 ) 3 , AlCl 3 , Al
Examples of the compound containing Br 3 , AlI 3 and C include CH 4 ,
C 2 H 6, C 3 H 8, C 4 H 10, C 2 H 4, C 3 H 6,
Examples of the compound containing C 4 H 8 , C 2 H 2 , C 3 H 4 and B include B (CH 3 ) 3 , B (C 2 H 5 ) 3 and B (C
3 H 7 ) 3 , B (C 4 H 9 ) 3 , B (OCH 3 ) 3 , B
(OC 2 H 5) 3, B (i-OC 3 H 7) 3, B (O-
C 4 H 9) 3, B 2 H 6, BCl 3, BBr 3, B
Examples of the compound containing I 3 and Zr include Zr (CH 3 ) 4 and Z
r (C 2 H 5 ) 4 , Zr (C 3 H 7 ) 4 , Zr (C 4 H
9 ) 4 , Zr (OCH 3 ) 4 , Zr (OC 2 H 5 ) 4 ,
Zr (OC 3 H 7 ) 4 , Zr (OC 4 H 9 ) 4 , Zr
(CH 3) 2 (C 5 H 5) 2, ZrCl 2 (C 5 H 5)
2 and the like.

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ハロゲン系酸化剤は、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との接触だ
けで効果的に酸化作用をする性質を有するもので、
,Cl,Br,I,ClF等のハロゲンガ
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 halogen-based oxidant used in the present invention is made gaseous when introduced into the reaction space, and at the same time, it only contacts the gaseous raw material for forming a deposited film which is introduced into the reaction space. It has the property of effectively oxidizing,
F 2, Cl 2, Br 2 , I 2, halogen gas such as ClF, fluorine nascent state, chlorine, can be bromine and so mentioned as valid.

これ等のハロゲン系酸化剤は気体状で、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、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 halogen-based oxidants 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, and are mixed and collided with the raw material. By efficiently oxidizing the raw material, a plurality of kinds of precursors including a precursor in an excited state are efficiently generated. 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基体
表面温度が比較的低い場合には三次元ネツトワーク構造
の堆積膜又、基体表面温度が高い場合には結晶質の堆積
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. By touching the surface of the substrate disposed in the space, a deposited film having a three-dimensional network structure is formed when the substrate surface temperature is relatively low, or a crystalline deposited film is formed when the substrate surface temperature is high.

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、原料物質及びハロゲン系酸化剤
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,ガスの流量,成膜温度(基体温度及
び雰囲気温度)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
原料物質と気体状ハロゲン系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、1/20〜100/1が適当であり、より好ましく
は1/5〜50/1とされるのが望ましい。
In the present invention, the deposited film forming process proceeds smoothly, and a film having high quality and desired physical properties can be formed. A combination, a mixing ratio of these, a pressure at the time of mixing, a flow rate, a film forming space internal pressure, a gas flow rate, and a film forming temperature (a substrate temperature and an atmospheric 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 raw material substance for forming a deposited film and the gaseous halogen-based oxidant introduced into the reaction space is related to the film forming factors related to the above film forming factors. In this case, the introduction flow rate ratio is preferably from 1/20 to 100/1, more preferably from 1/5 to 50/1, although it can be determined as desired.

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ハロゲン系酸化剤との接触を
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〜5気圧、より好ましくは1×10-6気圧〜2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 contact between the gaseous raw material and the gaseous halogen-based 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 the time of introducing each is preferably 1 × 10 6.
-7 atm to 5 atm, more preferably 1 x 10 -6 atm to 2 atm.

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 film formation.

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
気体状ハロゲン系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 the pressure introduced into the reaction space between the base material for forming a deposited film and the gaseous halogen-based oxidant when the film formation space is open and continuous with the reaction space. In relation to the flow rate and the flow rate, it is possible to make adjustments by adding, for example, 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0.001T
orr〜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。
As described above, the pressure in the film forming space is determined by the relationship between the gaseous source material introduced into the reaction space and the introduction pressure of the gaseous halogen oxidant, and preferably 0.001 T
orr to 100 Torr, more preferably 0.01 Torr
-30 Torr, optimally 0.05-10 Torr is desirable.

ガスの流型に就いては、反応空間への前記堆積膜形成用
の原料物質及びハロゲン系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 halogen-based oxidant are introduced into the reaction space, these are uniformly and efficiently mixed, and the precursor (E) is efficiently mixed. It is necessary to design in consideration of the geometrical arrangement of the gas inlet, the substrate and the gas outlet so that the film can be properly formed and the film can be properly formed. 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。殊に電気
的絶縁性がより良好な結晶質の堆積膜を形成する場合に
は、基体温度(Ts)は300〜600℃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 crystalline deposited film having better electric insulation, the substrate temperature (Ts) is preferably 300 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 either 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.

101〜105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〜105aは夫々ガス
供給パイプ、101b〜105b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〜105cはそれぞれガス圧力計、101d〜105
dおよび101e〜105eはそれぞれバルブ、101
f〜105fはそれぞれ対応するガスボンベ内の圧力を
示す圧力計である。
101 to 105 are cylinders filled with gas used for film formation, 101a to 105a are gas supply pipes, 101b to 105b are mass flow controllers for adjusting the flow rate of gas from each cylinder, 101
c-105c are gas pressure gauges, 101d-105, respectively.
d and 101e to 105e are valves and 101, respectively.
Reference numerals f to 105f are pressure gauges indicating the pressures in the corresponding gas cylinders.

106は不図示の必要に応じて用いられる加熱装置を有
する、液体又は固体原料を入れる為の容器、106a,
106bはガス供給パイプ、106cはバルブである。
Reference numeral 106 denotes a container for containing a liquid or solid raw material, which has a heating device (not shown) used as necessary, 106a,
106b is a gas supply pipe, and 106c is a valve.

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が配置される様に基本ホールダー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よりのガス及び106よりの原料物質が導入
される第1のガス導入管109、ガスボンベ102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103〜105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 basic holder 112 is provided so that 18 is arranged is formed. The pipes for introducing gas have a triple concentric arrangement structure, and the gas from the gas cylinder 101 and the gas from the gas cylinder 102 into which the raw material from 106 is introduced are introduced. It has the 2nd gas introduction pipe 110 and the 3rd gas introduction pipe 111 into which gas from gas cylinders 103-105 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120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。
The gas introduction pipes, the gas supply pipelines, and the vacuum chamber 120 are vacuum-exhausted 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
用ヒータである。
Reference numeral 113 is a heater for heating the substrate, which heats the substrate 118 to an appropriate temperature during film formation, preheats the substrate 118 before film formation, and further heats the film after film formation to anneal the film. Is.

基体加熱用ヒータ113は、導線114を通じて電源1
15により電力が供給される。
The substrate heating heater 113 is connected to the power source 1 through the lead wire 114.
Power is supplied by 15.

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、次の様にして本発明の
方法による堆積膜を作成する。
Example 1 Using the film forming apparatus shown in FIG. 1, a deposited film is prepared by the method of the present invention as follows.

ボンベ101に充填されているHeガスを流量10sc
cmでAl(CHを入れた原料容器106へ吹き
込みバブリングして、ガス導入管109よりHeガスと
ともに約0.001mol/minで気化したAl(C
を、ボンベ102に充填されているNOガスを
流量5sccmで、ボンベ103に充填されているF
ガスを流量10sccm,ボンベ104に充填されてい
るHeガスを流量10sccmでガス導入管111より
真空チヤンバー102内の導入した。
He gas filling the cylinder 101 at a flow rate of 10 sc
Al (C H 3 ) 3 was bubbled into the raw material container 106 containing the gas and bubbled through the gas introduction pipe 109 together with He gas at about 0.001 mol / min to vaporize Al (C
H 3 ) 3 is the F 2 charged in the cylinder 103 with NO gas filling the cylinder 102 at a flow rate of 5 sccm.
A He gas with a gas flow rate of 10 sccm and a cylinder 104 was introduced at a flow rate of 10 sccm through the gas introduction pipe 111 into the vacuum chamber 102.

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0.6Torrにした。基体に
あらかじめモリブデンをスパツター蒸着した石英ガラス
(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。
At this time, the pressure inside the vacuum chamber 120 was adjusted to 0.6 Torr by adjusting the opening / closing degree of the vacuum valve 119. The distance between the gas inlet 111 and the substrate was set to 3 cm by using quartz glass (15 cm × 15 cm) in which molybdenum was vapor-deposited in advance on the substrate.

Al(CHガスと、NOガスとFガスとの混合
域、及び600℃で赤紫色の発光がみられた。基体温度
(Ts)は300℃に設定した。
Luminous emission of reddish purple was observed at a mixed region of Al (CH 3 ) 3 gas, NO gas and F 2 gas, and at 600 ° C. The substrate temperature (Ts) was set to 300 ° C.

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

又膜厚の分布むらは±5%以内におさまった。The unevenness of the film thickness distribution was within ± 5%.

成膜したAl:O:F膜は基体温度が300℃及び60
0℃のとき電子線回析によって非晶質及び結晶質である
ことが確認された。
The formed Al: O: F film has a substrate temperature of 300 ° C. and 60 ° C.
It was confirmed to be amorphous and crystalline by electron diffraction at 0 ° C.

各試料の表面に1mmφのAl電極を数個蒸着し、石英
ガラス上に蒸着したモリブデン電極との間の比抵抗を測
定した。成膜及び結果を第1表内に実施例1の所に示し
た。
Several 1 mmφ Al electrodes were vapor-deposited on the surface of each sample, and the specific resistance with the molybdenum electrode vapor-deposited on the quartz glass was measured. The film formation and results are shown in Example 1 in Table 1.

実施例2〜5 実施例1で用いた装置において、Al(CHとN
OのかわりにCHを原料ガスとしC:F膜を、B
及びNHを原料ガスとしB:N:F膜を、Al(C
とNHを原料ガスとしAl:N:F膜を、Z
r(OCとCHを原料ガスとし、Zr:
C:F膜を作成した結果を第1表,第2表に示した。
Examples 2 to 5 In the device used in Example 1, Al (CH 3 ) 2 and N were used.
O Instead of CH 4 in the raw material gas C: F film, B 2 H
6 and NH 3 as raw material gases, and the B: N: F film was replaced with Al (C
H 3 ) 3 and NH 3 are used as source gases and an Al: N: F film is
Using r (OC 3 H 7 ) 4 and CH 4 as source gases, Zr:
The results of forming the C: F film are shown in Tables 1 and 2.

〔効果〕 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、
特性に優れた絶縁膜を簡便に得ることが出来る。
[Effect] From the above detailed description and each example, according to the deposited film forming method of the present invention, it is possible to achieve energy saving and at the same time easily control the film quality and to obtain a deposited film having uniform physical properties over a large area. can get. In addition, it has excellent productivity and mass productivity, high quality and electrical,
An insulating film with excellent characteristics 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。 101〜105……ガスボンベ、 101a〜106a,106b……ガスの導入管、 101b〜106b,106b……マスフロメーター、 101c〜105c……ガス圧力計、 101d〜105d及び 101e〜105e,106c……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、 128……原料気化用ヒータ、 129……原料堆積防止用ヒータ、 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. 101-105 ... Gas cylinder, 101a-106a, 106b ... Gas introduction pipe, 101b-106b, 106b ... Mass flow meter, 101c-105c ... Gas pressure gauge, 101d-105d and 101e-105e, 106c .... Valves, 101f to 108f ... Pressure gauges, 109, 110, 111 ... Gas introduction pipes, 112 ... Substrate holders, 113 ... Substrate heating heaters, 116 ... Substrate temperature monitoring thermocouples, 118 ... Substrate, 119 ... Vacuum exhaust valve, 128 ... Heater for vaporizing raw material, 129 ... Heater for preventing raw material accumulation, 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 31/04 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Internal reference number FI technical display location H01L 31/04

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】堆積膜形成用の気体状にし得るAl,C,
B又はZrを含む原料物質と、該原料物質に酸化作用を
する性質を有する気体状ハロゲン系酸化剤と、を反応空
間内に導入して接触させることで励起状態の前駆体を含
む複数の前駆体を化学的に生成し、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電気的絶縁膜を形成するこ
とを特徴とする堆積膜形成法。
1. Al, C, which can be made into a gaseous state for forming a deposited film,
A plurality of precursors containing a precursor in an excited state by introducing into the reaction space and contacting a raw material containing B or Zr and a gaseous halogen-based oxidizing agent having a property of oxidizing the raw material. Deposition characterized in that a body is chemically produced and at least one of these precursors is used as a source of deposited film components to form an electrically insulating film on a substrate in the deposition space. Film formation method.
【請求項2】前記気体状にし得るAl,C,B又はZr
を含む原料物質は有機金属化合物ある特許請求の範囲第
1項に記載の堆積膜形成法。
2. Al, C, B or Zr which can be made gaseous.
The deposited film forming method according to claim 1, wherein the raw material containing is an organometallic compound.
【請求項3】前記気体状にし得るAl,C,B又はZr
を含む原料物質は水素化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. Al, C, B or Zr which can be made gaseous.
The method for forming a deposited film according to claim 1, wherein the source material containing is hydride.
【請求項4】前記気体状にし得るAl,C,B又はZr
を含む原料物質はハロゲン化物である特許請求の範囲第
1項に記載の堆積膜形成法。
4. Al, C, B or Zr which can be made gaseous.
The deposited film forming method according to claim 1, wherein the source material containing is a halide.
【請求項5】前記気体状ハロゲン系酸化剤は、ハロゲン
ガスを含む特許請求の範囲第1項に記載の堆積膜形成
法。
5. The deposited film forming method according to claim 1, wherein the gaseous halogen-based oxidizing agent contains a halogen gas.
【請求項6】前記気体状ハロゲン系酸化剤は、弗素ガス
を含む特許請求の範囲第1項に記載の堆積膜形成法。
6. The deposited film forming method according to claim 1, wherein the gaseous halogen-based oxidizing agent contains a fluorine gas.
【請求項7】前記気体状ハロゲン系酸化剤は、塩素ガス
を含む特許請求の範囲第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 halogen-based oxidizing agent contains chlorine gas.
【請求項8】前記気体状ハロゲン系酸化剤は、弗素原子
を構成成分として含む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。
8. The deposited film forming method according to claim 1, wherein the gaseous halogen-based oxidizing agent is a gas containing a fluorine atom as a constituent component.
【請求項9】前記気体状ハロゲン系酸化剤は、発生期状
態のハロゲンを含む特許請求の範囲第1項に記載の堆積
膜形成法。
9. The deposited film forming method according to claim 1, wherein the gaseous halogen-based oxidizing agent contains halogen in a nascent state.
【請求項10】前記基体は、前記気体状原料物質と前記
気体状ハロゲン系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。
10. The method according to claim 1, wherein the substrate is arranged at a position opposed to a direction in which the gaseous source material and the gaseous halogen-based oxidizing agent are introduced into the reaction space. Method for forming deposited film.
【請求項11】前記気体状原料物質と前記気体状ハロゲ
ン系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。
11. The deposited film forming method according to claim 1, wherein the gaseous raw material and the gaseous halogen-based oxidant are introduced into the reaction space through a transport pipe having a multi-tubular structure.
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