JPH11354460A - プラズマcvd装置 - Google Patents
プラズマcvd装置Info
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- JPH11354460A JPH11354460A JP11094598A JP9459899A JPH11354460A JP H11354460 A JPH11354460 A JP H11354460A JP 11094598 A JP11094598 A JP 11094598A JP 9459899 A JP9459899 A JP 9459899A JP H11354460 A JPH11354460 A JP H11354460A
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- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
- H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
Abstract
ことができるプラズマCVD装置を提供する。 【解決手段】 反応容器31と、この反応容器31に反
応ガスを導入し、排出する手段と、前記反応容器31内
から収容された放電用のはしご型電極32と、このはし
ご型電極32にグロー放電発生用電力を供給する電源3
6とを有し、前記反応容器31内に設置された基板表面
に非晶質薄膜を形成するプラズマCVD装置において、
前記はしご型電極32と電源36を結ぶ給電線に同軸ケ
ーブル53〜56を用い、かつ前記はしご型電極32を
接地線で接地しない構成にした。
Description
学蒸着)装置に関し、アモルファスシリコン太陽電池、
微結晶太陽電池、薄膜多結晶太陽電池、薄膜半導体、光
センサ、半導体保護膜等の各種電子デバイスに使用され
る薄膜の製造に適用されるプラズマCVD装置に関す
る。
と記す)薄膜や微結晶薄膜や薄膜多結晶や窒化シリコン
(以下、SiNxと記す)薄膜を製造するために、従来
より用いられているプラズマCVD装置の構成につい
て、2つの代表的例について説明する。即ち、放電発生
に用いる電極として、はしご型電極、即ちラダーアンテ
ナ電極あるいはラダーインダクタンス電極あるいははし
ご状平面形コイル電極とも呼ばれる電極を用いる方法、
及び平行平板電極を用いる方法について説明する。
は特開平4−236781号にはしご型電極として各種
形状の電極を用いたプラズマCVD装置が開示されてい
る。本方法の代表例について、図21を用いて説明す
る。図中の付番1は反応容器であり、この反応容器1内
に放電用はしご型電極2と基板加熱用ヒータ3とが平行
に配置されている。前記放電用はしご型電極2には、高
周波電源4からインピーダンス整合器5を介して例えば
13.56MHzの高周波電力が供給される。前記放電
用はしご型電極2は、図22に示すように一端がインピ
ーダンス整合器5を介して高周波電源4に接続されてお
り、他端はアース線7に接続され、反応容器1とともに
接地されている。
電力は、反応容器1とともに接地された基板加熱用ヒー
タ3と放電用はしご型電極2との間にグロー放電プラズ
マを発生させ、放電空間経由で反応容器1の壁へ、また
放電用はしご型電極2のアース線7を介してアースへ流
れる。なお、このアース線7には同軸ケーブルが用いら
れている。
から反応ガス導入管8を通して、例えばモノシランと水
素との混合ガスが供給される。供給された反応ガスは、
放電用はしご型電極2により発生したグロー放電プラズ
マにより分解され、基板加熱用ヒータ3上に保持され、
所定の温度に加熱された基板9上に堆積する。また、反
応容器1内のガスは、排気管10を通して真空ポンプ1
1により排気される。
合について説明する。まず、真空ポンプ11を駆動して
反応容器1内を排気した後、反応ガス導入管8を通し
て、例えば、モノシランと水素との混合ガスを供給し、
反応容器1内の圧力を0.05〜0.5Torrに保
つ。
ご型電極2に高周波電力を印加すると、グロー放電プラ
ズマが発生する。反応ガスは、放電用はしご型電極2と
基板加熱用ヒータ3間に生じるグロー放電プラズマによ
って分解され、この結果SiH3 ,SiH2 などのSi
を含むラジカルが発生し、基板9表面に付着してa−S
i薄膜が形成される。
図23を参照して説明する。図中の付番21は反応容器
であり、この反応容器21内に高周波電極22と基板加
熱用ヒータ23とが平行に配置されている。前記高周波
電極22は、高周波電源24からインピーダンス整合器
25を介して例えば13.56MHzの高周波電力が供
給される。基板加熱用ヒータ23は、反応容器21とと
もに接地され、接地電極となっている。従って、高周波
電極22と基板加熱用ヒータ23との間でグロー放電プ
ラズマが発生する。
から反応ガス導入管26を通して例えばモノシランと水
素との混合ガスが供給される。反応容器21内のガス
は、排気管27を通して真空ポンプ28により排気され
る。基板29は、基板加熱用ヒータ23上に保持され、
所定の温度に加熱される。
薄膜を製造する。まず、真空ポンプ28を駆動して反応
容器21内を排気する。次に、反応ガス導入管26を通
して例えばモノシランと水素との混合ガスを供給して反
応容器21内の圧力を0.05〜0.5Torrに保
ち、高周波電源24から高周波電極22に電圧を印加す
ると、グロー放電プラズマが発生する。
うち、モノシランガスは高周波電極22〜基板加熱用ヒ
ータ23間に生じるグロー放電プラズマによって分解さ
れる。この結果、SiH3 ,SiH2 等のSiを含むラ
ジカルが発生し、基板29表面に付着して、a−Si薄
膜が形成される。
術、即ちはしご型電極を用いる方法及び平行平板電極を
用いる方法は、いずれも次のような問題を有している。 (1)図21において、はしご型電極2近傍に発生した
電界により反応ガス、例えばSiH4 はSi,SiH,
SiH2 ,SiH3 ,H,H2 等に分解され、基板9の
表面にa−Si膜を形成する。しかしながら、a−Si
膜形成の高速化を図るため、高周波電源の周波数を現状
の13.56MHzより、30MHz乃至200MHz
の超高周波帯(VHF帯:Very High Frequency )へ高
くすると、はしご型電極近傍の電界分布が一様性がくず
れ、その結果として、a−Si膜の膜厚分布が極端に悪
くなる,という問題がある。図24は、基板面積30c
m×30cmでのプラズマ電源周波数と膜厚分布の関係
を示す。膜厚分布の一様性(±10%以内)を確保でき
る基板の大きさ即ち面積は5cm×5cm乃至20cm
×20cm程度である。
源4の高周波数化が困難な理由は次の通りである。図2
5に示すように、はしご型電極の構造に起因したインピ
ーダンスの不均一性が存在するために、プラズマ発光の
強い部分が局部的になる。例えば、上記電極の周辺部に
強いプラズマが発生し、中央部には発生しない。特に6
0MHz以上の超高周波数化に伴なってその減少は顕著
になる。
大面積基板に関するプラズマ電源の高周波数化による成
膜速度の向上は非常に困難で、不可能視されている。な
お、a−Siの成膜速度はプラズマ電源周波数の2乗に
比例するので、関連技術分野の学会においても研究が活
発化されているが、大面積化(基板面積30cm×30
cm以上)への成功例はまだ得られてない。
基板加熱用ヒータ23との間に発生する電界により、反
応ガス、例えばSiH4 はSi,SiH,SiH2 ,S
iH 3 ,H,H2 等に分解され、基板29の表面にa−
Si膜を形成する。しかしながら、a−Si膜形成の高
速化を図るため、高周波電源24の周波数を現状の1
3.56MHzより、30MHz乃至200MHzの超
高周波帯(VHF帯:Very High Frequency )へ高くす
ると、高周波電極22と基板加熱用ヒータ23間に発生
する電界分布の一様性がくずれ、その結果として、a−
Si膜の膜厚分布が極端に悪くなる、という問題があ
る。図24は、基板面積30cm×30cmでのプラズ
マ電源周波数と膜厚分布(平均膜厚からのずれ)の関係
を示す特性図である。膜厚分布の一様性(±10%以
内)が確保できる基板の大きさ即ち面積は、5cm×5
cm乃至20cm×20cm程度である。
源24の超高周波数化が困難な理由は、次の通りであ
る。平行平板型電極は、電極周辺部と中央部の電気特性
が異なるため、図26(A)に示すように電極周辺部に
強いプラズマが発生するか、あるいは図26(B)に示
すように中央部分のみに強いプラズマが発生するという
現実がある。
要な大面積基板に関するプラズマ電源の高周波数化によ
る成膜速度の向上は、非常に困難で、不可能視されてい
る。なお、a−Siの成膜速度はプラズマ電源周波数の
2乗に比例するので、関連技術分野の学会においても研
究が活発化しているが、大面積化(基板面積30cm×
30cm以上)への成功例はまだ得られてない。
の接地線7を行うと、接地線7と電極2との接合点にお
けるプラズマが弱くなり、成膜速度が低下することが分
かった。
もので、放電用電極として、はしご型電極と電源を結ぶ
給電線に同軸ケーブルを用い、かつ前記はしご型電極を
接地線で接地しない構成にすることにより、成膜速度の
低下を防止し得るプラズマCVD装置を提供することを
目的とする。
ブルとを結線する位置である給電点を前記平面形コイル
電極の周辺部又は内周部に位置し、かつその個数を少な
くとも4個以上とすることにより、従来と比べ良好な膜
厚分布が得られるプラズマCVD装置を提供することを
目的とする。
明の[請求項1]の発明は、反応容器と、この反応容器
に反応ガスを導入し、排出する手段と、前記反応容器内
から収容された放電用のはしご型電極すなわちラダーア
ンテナ型電極あるいははしご状平面形コイル電極と、こ
のはしご型電極にグロー放電発生用電力を供給する電源
とを有し、前記反応容器内に設置された基板表面に非晶
質薄膜あるいは微結晶薄膜あるいは薄膜多結晶を形成す
るプラズマCVD装置において、前記はしご型電極と電
源を結ぶ給電線に同軸ケーブルを用い、かつ前記はしご
型電極を接地線で接地しない構成にしたことを特徴とす
る。
て、前記はしご型電極と同軸ケーブルとを結線する位置
である給電点は、前記はしご型電極の周辺部に位置し、
かつその個数は少なくとも4個であることを特徴とす
る。ここで、給電点の位置は、具体的には、はしご型電
極の上辺,下辺,左辺,右辺に2箇所以上、即ち例えば
上辺,下辺それぞれに2箇所づつ合計4箇所、あるいは
左辺,右辺それぞれに4箇所づつ合計8箇所とするのが
好ましい。
て、前記はしご型電極と同軸ケーブルとを結線する位置
である給電点は、前記はしご型電極の周辺部の内側に位
置し、かつその個数は少なくとも4個であることを特徴
とする。ここで、給電点の位置は、具体的には、はしご
型電極の周辺部の内周中央側に、4箇所乃至8箇所とす
るのが好ましい。
おいて、前記はしご型電極にグロー放電発生用電力を供
給する電源の周波数を30MHz乃至200MHzと
し、かつはしご型電極を用いるようにしたことを特徴と
する。ここで、前記電源の周波数は30MHz乃至15
0MHzとすることが好ましい。
て、前記はしご型電極にグロー放電発生用電力を供給す
る電源の周波数を85MHz乃至200MHzとし、か
つ線径が0.5〜5mmのはしご型電極を用いるようにし
たことを特徴とする。
ラズマCVD装置について図1及び図2を参照して説明
する。ここで、図1は同装置の全体図、図2は同装置の
一構成を示す放電用電極に高周波数電力を供給するため
の電気配線を示す説明図である。
応容器31内には、グロー放電プラズマを発生させる為
のはしご型のSUS304製の放電用電極(はしご型電
極)32と、被処理物としての基板33を支持するとと
もに該基板33の温度を制御する基板加熱用ヒータ34
が配置されている。なお、前記放電用電極32は外寸法
572mm×572mm、直径6mmのSUS棒で製作
され、その中心間隔は26mmである。
整合器35を介して高周波電源36が接続されている。
前記高周波電源36より放電用電極32に、例えば周波
数13.56MHz乃至200MHzの電力が供給され
る。前記反応容器31内には、反応ガスを前記放電用電
極32周辺に導入する反応ガス吐出孔37aを有した反
応ガス導入管37が配置されている。前記反応容器31
には、反応容器31内の反応ガス等のガスを排気する排
気管38を介して真空ポンプ39が接続されている。
40が配置されている。このアースシールド40は、不
必要な部分での放電を抑制し、かつ、前記排気管38及
び真空ポンプ39と組合せて使用されることにより、上
記反応ガス導入管37より導入されたSiH4 等の反応
ガスを放電用電極32でプラズマ化した後、反応ガス及
びその他生成物等を排気管38を介して排出する機能を
有している。なお、反応容器31内の圧力は、図示しな
い圧力計によりモニタされ、前記真空ポンプ39の排気
量を調整することにより制御される。
上辺,下辺には、4個づつ電力供給端子41,42,4
3,44,45,46,47,48が溶着されている。
前記放電用電極32とインピーダンス整合器35間に
は、4個の2ピンの電流導入端子49,50,51,5
2が夫々配置されている。前記高周波電源36より、例
えば周波数60MHzあるいは80MHzの電力を、イ
ンピーダンス整合器35を介してかつ例えば8本の同軸
ケーブル61,62,63,64,65,66,67,
68、前記電流導入端子49〜52及び8本の真空用同
軸ケーブル53,54,55,56,57,58,5
9,60により、前記電力供給端子41〜48へ供給す
るようになっている。ここで、前記電力供給端子は4個
以上とし、アース線は結線しない。
はしご型の放電用電極の他の形態の代表的なものを図3
〜図9に示すが、本発明は以下のものに何ら限定される
ものではない。図3〜図9に示すはしご型の放電用電極
は、夫々上記電力供給端子の位置と個数が異なるものを
示している。図3に示す放電用電極32Aは、上辺中央
と下辺中央の位置にそれぞれ1個、合計2個の電力供給
端子32a,32bが配置された構成となっている。図
4に示す放電用電極32Bは、左辺と上辺の3等分の位
置にそれぞれ2個、合計4個の電力供給端子32a,3
2b,32c,32dが配置された構成となっている。
図5に示す放電用電極32Cは、上辺と下辺の3等分の
位置にそれぞれ2個、合計4個の電力供給端子32a,
32b,32c,32dが配置された構成となってい
る。
ーナ部分に合計4個の電力供給端子32a,32b,3
2c,32dが配置された構成となっている。図7に示
す放電用電極32Eは、4つのコーナ部分と上辺,下
辺,左辺,右辺の中央部にそれぞれ1個、合計8個の電
力供給端子32a〜32hが配置された構成となってい
る。図8に示す放電用電極32Fは、4つのコーナ部分
と、左辺,右辺の3等分の位置にそれぞれ1個、合計8
個の電力供給端子32a〜32hが配置された構成とな
っている。図9に示す放電用電極32Gは、4つのコー
ナ部分と、上辺,下辺の3等分の位置にそれぞれ1個、
合計8個の電力供給端子32a〜32hが配置された構
成となっている。
いてa−Si膜を製作する方法について説明する。ここ
で、放電用電極32でSiH4 プラズマを発生させると
そのプラズマ中に存在するSiH3 ,SiH2 ,SiH
等のラジカルが拡散現象により拡散し、基板33表面に
吸着されることにより、a−Si膜、あるいは微結晶S
iあるいは薄膜多結晶Siが堆積する。なお、a−Si
膜あるいは微結晶Si及び薄膜多結晶Siは、成膜条件
の中のSiH4 ,H2 の流量比、圧力及びプラズマ発生
用電力を適正化することで成膜できることは公知の技術
であるので、ここではSiH4 ガスを用いたa−Si成
膜を例にとり説明する。当然ながら、微結晶Si及び薄
膜多結晶Siを成膜することも可能である。
プ39を稼働させて反応容器31内を排気し、到達真空
度を2〜3×10-7Torrとする。つづいて、反応ガ
ス導入管37より反応ガス、例えばSiH4 ガスを80
〜200cc/分程度の流量で供給する。この後、反応
容器31内の圧力を0.05〜0.1Torrに保ちな
がら、高周波電源36からインピーダンス整合器35を
介して放電用電極32に高周波電力を供給する。その結
果、放電用電極32の近傍にSiH4 のグロー放電プラ
ズマが発生する。このプラズマは、SiH4 ガスを分解
し、基板33の表面にa−Si膜を形成する。但し、成
膜速度は高周波電源36の周波数及び出力にも依存する
が、0.5〜3nm/s程度である。
32を用いて高周波電源36の周波数を60MHzと
し、面積40cm×50cmのガラス基板(商品名:コ
ーニング#7059、コーニング社製造)にa−Si膜
を成膜した結果を示す。ここで、成膜条件は、SiH4
ガス流量700cc/分、圧力0.2Torr、高周波
電力500Wであった。図10により、電力供給端子の
個数が2個の場合膜厚分布は±26%であるが、該個数
が4個の場合膜厚分布は±14%、該個数が8個の場
合、膜厚分布±6%と著しく良好な結果を示している。
32を用い、高周波電源36の周波数を80MHzと
し、面積40cm×50cmのガラス基板(商品名:コ
ーニング#7059、コーニング社製造)にa−Si膜
を成膜した結果の例を示している。ここで、成膜条件
は、SiH4 ガス流量700cc/分、圧力0.2To
rr、高周波電力500Wであった。図11により、電
力供給端子の個数が2個の場合膜厚分布は±30%であ
るが、該個数が4個の場合膜厚分布は±18%、該個数
が8個の場合、膜厚分布±8%と著しく良好な結果を示
している。
タ及び感光ドラムなどの製造では、膜厚分布としては±
10%以内であれば性能上問題はない。上記実施例によ
れば、放電用電極として用いるはしご型電極周辺部に電
力供給端子を合計4個以上、望ましくは8個以上設置す
ることにより、60MHz及び80MHzを用いても、
従来の装置及び方法に比べ、著しく良好な膜厚分布を得
ることが可能になった。特に、高周波電源36の周波数
が60MHzの場合には、基板サイズ40cm×50c
mにて、膜厚分布±10%以内を実現できた。このこと
は、a−Si太陽電池、薄膜トランジスタ(TFT)駆
動液晶ディスプレイ及びa−Si感光体等の製造分野で
の生産性向上及び低コスト化に係る工業的価値が著しく
大きいことを意味している。
MHz以上での高周波電源を用いると、膜厚分布が著し
く悪く、30cm×30cm乃至50cm×50cm程
度以上の大面積基板では実用化が困難であった。
が一層高い100MHz以上の超高周波帯とした場合に
ついて、さらに、均一な膜が迅速に成膜できるはしご型
の放電電極について説明する。図3〜図9の放電電極の
ように電極の周辺部に給電点を設けた場合では、100
MHz以上での高周波電源を用いると、プラズマ密度は
良好なものの膜厚分布が悪くなるので、本発明では、放
電電極の周辺部の内側の中央部に給電点を設けて、これ
を解消することとした。これにより、30cm×30c
m乃至50cm×50cm程度以上の大面積基板でも良
好に成膜することができることとなる。
放電用電極32として、周辺部の内側に給電点を配した
はしご型の放電用電極の代表的なものを図12及び図1
3に示すが、本発明は以下のものに何ら限定されるもの
ではない。図12(A)に示すはしご型の放電用電極
は、前述した図6に示す放電用電極32Dの平面図であ
り、4つのコーナ部分に合計4個の電力供給端子32
a,32b,32c,32dが配置された構成となって
いる。図12(B)に示すはしご型の放電用電極132
Aは、電極の周辺部の内側の中央部に合計4個の電力供
給端子132a,132b,132c,132dが矩形
状に配置された構成となっている。図12(C)に示す
はしご型の放電用電極132Bは、電極の周辺部の内側
の中央部に合計4個の電力供給端子132a,132
b,132c,132dが配置され、さらに、端子13
2aと端子132cとの間に斜めに4個の端子132e
〜132hが配置され、合計8個の電力供給端子を配し
た構成となっている。
132Cは、電極の周辺部の内側の中央部に斜めに合計
8個の電力供給端子132a〜132hが配置された構
成となっている。図13(B)に示すはしご型の放電用
電極132Dは、電極の周辺部の内側の中央部に合計4
個の電力供給端子132a,132b,132c,13
2dが矩形状に配置され、さらに、その内部に4個の端
子132e〜132hが矩形状配置され、合計8個の電
力供給端子を配した構成となっている。図13(C)に
示すはしご型の放電用電極132Eは、電極の周辺部の
内側の中央部に合計4個の電力供給端子132a,13
2b,132c,132dが矩形状に配置され、さら
に、端子132aと端子132cとの間に斜めに6個の
端子132e〜132jが配置され、合計10個の電力
供給端子を配した構成となっている。なお、放電電極の
周辺部の内側に配置する端子の個数は少なくとも4個以
上とするのが好ましいが、あまり個数が多いと電力の分
割ロスがあり、好ましくなく、成膜する基板の大きさや
電極の線径及び間隔により適宜設定するようにすればよ
い。
極を用いて、高周波電源の周波数を120MHzの超高
周波帯とした場合のプラズマ密度分布の相対値を図15
〜図17に示す。図15は図12(A)の電極(四隅
(4点))であり、図16は図12(B)の電極(中央
(4点))であり、図17は図12(C)の電極(中央
(8点))のものであり、この結果をまとめ、プラズマ
密度の偏差値(平均値からのズレ)を求めた結果を図1
4示す。ここで、放電用電極32を40cm×40cm
とし、基板(30cm×30cm)におけるプラズマ密
度分布の平均を求めた。
高周波電源の周波数を120MHzとし、面積30cm
×30cmのガラス基板(商品名:コーニング#705
9、コーニング社製造)にa−Si膜を成膜した結果を
示す。ここで、成膜条件は、SiH4 ガス流量50sc
c/分、圧力50mTorr、高周波電力150Wであ
った。図14に示すように、図12(B)及び図12
(C)に示した構成の放電電極132A及び132B
は、図12(A)に示した放電電極32Dに比べて、周
波数を120MHzとした場合でも密度分布が極めて良
好であることが判明した。特に、8点とした図12
(C)に示す放電電極132Bの密度分布が平坦性が良
好であった。この結果、放電電極の内側に少なくとも4
個以上の給電用の端子を配置することにより、高い超高
周波帯とした場合であっても均一な膜が迅速に成膜でき
ることが判明した。
Hz以上のプラズマ密度が高い超高周波帯とした場合に
ついて、さらに、均一な膜が迅速に成膜できるはしご型
の放電電極について説明する。図12及び図13の放電
電極では電極の周辺部に内側の中央部に給電点を設け
て、超高周波帯とした場合であっても良好な成膜ができ
ることを示したが、本発明では更に、放電電極の線径に
ついて細線化することによってもこれを解消することが
できたので、以下に説明する。
本実施の形態ではその電極の断面形状を円形としその線
径を3mmとしている。一般的な線径は前述した実施の
形態に示すように6mmであるが、6mmの場合では高
周波電源36の周波数を85MHz以上とした場合に、
プラズマ密度分布が均一にならないという問題がある。
ラズマ密度の偏差値との関係を示すものであり、電極の
線径を種々変化させ、高周波電源の周波数を120MH
zとした場合におけるプラズマ密度の偏差値である。こ
のため、図19に示すように、その線径を0.5〜5mm
と細線化することにより、膜厚が均一で迅速な成膜を実
施することができることとした。
3mmの場合、電極の断面形状が円形で線径が6mmの
場合、電極の断面形状が矩形で線径が3mmの場合、電
極の断面形状が円形で線径が12mmの場合において、
それぞれ電極の中央に4点の端子を配した場合における
測定位置を変化させた密度分布の実測値を示す。図20
の測定条件は、H2 プラズマとし、高周波電源の周波数
を120MHzとし、面積30cm×30cmのガラス
基板(商品名:コーニング#7059、コーニング社製
造)にa−Si膜を成膜した結果を示す。ここで、成膜
条件は、SiH4 ガス流量50scc/分、圧力50m
Torr、高周波電力150Wであった。なお、図中破
線方向において測定し、●は給電点を示す。
mmとした場合には、10%の改善が認められた。な
お、線径は細いほど良好であることが判明したが、線径
が0.5mm未満の場合には、機械強度が弱体化すると共
に、さらなる分布の改善がみられなかった。
電力消費量とを勘案し、高周波電源の周波数を85MH
z以上の200MHzにおいて、0.5mm〜5mmとす
ることが好適である。この結果、放電電極の電極の線径
を0.5mm〜5mmとすることにより、85MHz以上
の200MHzの超高周波帯とした場合であっても、3
0cm×30cm乃至60cm×60cm程度以上の大
面積基板でも良好にしかも迅速に成膜することができる
こととなった。
によれば、放電用電極として、はしご型電極と電源を結
ぶ給電線に同軸ケーブルを用い、かつ前記はしご型電極
を接地線で接地しない構成にすることにより、成膜速度
の低下を防止し得るプラズマCVD装置を提供すること
ができる。
電極と同軸ケーブルとを結線する位置である給電点をは
しご型電極の周辺部に位置し、かつその個数を少なくと
も4個以上とすることにより、従来と比べ良好な膜厚分
布が得られるプラズマCVD装置を提供できる。
れば、前記はしご型電極と同軸ケーブルとを結線する位
置である給電点は、前記はしご型電極の周辺部の内側に
位置し、かつその個数は少なくとも4個とすることによ
り、超高周波とした場合においても良好な成膜が迅速に
得られる。
型電極にグロー放電発生用電力を供給する電源の周波数
を85MHz乃至200MHzとし、かつ線径が0.5〜
5mmのはしご型電極を用いるようにしたので、さら
に、超高周波とした場合においても、均一で良好な成膜
が迅速に得られる。
全体図である。
電力を供給するための電気配線を示す説明図である。
づつ電力供給端子が設けられた場合の説明図である。
ぞれ2個づつ電力供給端子が設けられた場合の説明図で
ある。
ぞれ2個づつ、合計4個電力供給端子が設けられた場合
の説明図である。
づつ、合計4個電力供給端子が設けられた場合の説明図
である。
辺,下辺,左辺,右辺にそれぞれ1個づつ、合計8個電
力供給端子が設けられた場合の説明図である。
含み、左辺,右辺にそれぞれ4個づつ、合計8個電力供
給端子が設けられた場合の説明図である。
含み、上辺,下辺にそれぞれ4個づつ、合計8個電力供
給端子が設けられた場合の説明図である。
の本発明装置を用いた場合の給電点と膜厚分布との関係
を示す特性図である。
の本発明装置を用いた場合の給電点と膜厚分布との関係
を示す特性図である。
力供給端子が設けられた場合(A)、中央に4個の電力
供給端子が設けられた場合(B)、中央に8個の電力供
給端子が設けられた場合(C)の説明図である。
個の電力供給端子が設けられた場合(A)、中央に8個
の電力供給端子が設けられた場合(B)、中央に10個
の電力供給端子が設けられた場合(C)の説明図であ
る。
を用いた場合の給電位置とプラズマ密度分布との関係を
示す特性図である。
(A)の電極を用いたプラズマ密度分布の図である。
(B)の電極を用いたプラズマ密度分布の図である。
(C)の電極を用いたプラズマ密度分布図である。
図である。
を用いた場合の線径とプラズマ密度分布との関係を示す
特性図である。
(B)の電極を用いた線径変化によるプラズマ密度分布
の実測図である。
ラズマCVD装置の全体図である。
に高周波電力を供給する電気配線の説明図である。
装置の全体図である。
分布との関係を示す特性図である。
不均一性を説明するための図である。
部分の電気特性の相違を説明するための図である。
明の[請求項1]の発明は、反応容器と、この反応容器
に反応ガスを導入し、排出する手段と、前記反応容器内
から収容された放電用のはしご型電極すなわちラダーア
ンテナ型電極あるいははしご状平面形コイル電極と、こ
のはしご型電極にグロー放電発生用電力を供給する電源
とを有し、前記反応容器内に設置された基板表面に非晶
質薄膜あるいは微結晶薄膜あるいは薄膜多結晶を形成す
るプラズマCVD装置において 、前記はしご型電極と同
軸ケーブルとを結線する位置である給電点は、前記はし
ご型電極の周辺部に位置し、かつその個数は少なくとも
4個であることを特徴とする。ここで、給電点の位置
は、具体的には、はしご型電極の上辺,下辺,左辺,右
辺に2箇所以上、即ち例えば上辺,下辺それぞれに2箇
所づつ合計4箇所、あるいは左辺,右辺それぞれに4箇
所づつ合計8箇所とするのが好ましい。
反応容器に反応ガスを導入し、排出する手段と、前記反
応容器内から収容された放電用のはしご型電極すなわち
ラダーアンテナ型電極あるいははしご状平面形コイル電
極と、このはしご型電極にグロー放電発生用電力を供給
する電源とを有し、前記反応容器内に設置された基板表
面に非晶質薄膜あるいは微結晶薄膜あるいは薄膜多結晶
を形成するプラズマCVD装置において、前記はしご型
電極と同軸ケーブルとを結線する位置である給電点は、
前記はしご型電極の周辺部の内側に位置し、かつその個
数は少なくとも4個であることを特徴とする。ここで、
給電点の位置は、具体的には、はしご型電極の周辺部の
内周中央側に、4箇所乃至8箇所とするのが好ましい。
おいて、前記はしご型電極にグロー放電発生用電力を供
給する電源の周波数を30MHz乃至200MHzと
し、かつはしご型電極を用いるようにしたことを特徴と
する。ここで、前記電源の周波数は30MHz乃至15
0MHzとすることが好ましい。
て、前記はしご型電極にグロー放電発生用電力を供給す
る電源の周波数を85MHz乃至200MHzとし、か
つ線径が0.5〜5mmのはしご型電極を用いるようにし
たことを特徴とする。
によれば、 はしご型電極と同軸ケーブルとを結線する位
置である給電点をはしご型電極の周辺部に位置し、かつ
その個数を少なくとも4個以上とすることにより、従来
と比べ良好な膜厚分布が得られるプラズマCVD装置を
提供できる。
れば、前記はしご型電極と同軸ケーブルとを結線する位
置である給電点は、前記はしご型電極の周辺部の内側に
位置し、かつその個数は少なくとも4個とすることによ
り、超高周波とした場合においても良好な成膜が迅速に
得られる。
型電極にグロー放電発生用電力を供給する電源の周波数
を85MHz乃至200MHzとし、かつ線径が0.5〜
5mmのはしご型電極を用いるようにしたので、さら
に、超高周波とした場合においても、均一で良好な成膜
が迅速に得られる。
Claims (5)
- 【請求項1】 反応容器と、この反応容器に反応ガスを
導入し、排出する手段と、前記反応容器内から収容され
た放電用のはしご型電極すなわちラダーアンテナ型電極
あるいははしご状平面形コイル電極と、このはしご型電
極にグロー放電発生用電力を供給する電源とを有し、前
記反応容器内に設置された基板表面に非晶質薄膜あるい
は微結晶薄膜あるいは薄膜多結晶を形成するプラズマC
VD装置において、 前記はしご型電極と電源を結ぶ給電線に同軸ケーブルを
用い、かつ前記はしご型電極を接地線で接地しない構成
にしたことを特徴とするプラズマCVD装置。 - 【請求項2】 請求項1において、 前記はしご型電極と同軸ケーブルとを結線する位置であ
る給電点は、前記はしご型電極の周辺部に位置し、かつ
その個数は少なくとも4個であることを特徴とするプラ
ズマCVD装置。 - 【請求項3】 請求項1において、 前記はしご型電極と同軸ケーブルとを結線する位置であ
る給電点は、前記はしご型電極の周辺部の内側に位置
し、かつその個数は少なくとも4個であることを特徴と
するプラズマCVD装置。 - 【請求項4】 請求項2又は3において、 前記はしご型電極にグロー放電発生用電力を供給する電
源の周波数を30MHz乃至200MHzとし、かつは
しご型電極を用いるようにしたことを特徴とするプラズ
マCVD装置。 - 【請求項5】 請求項4において、 前記はしご型電極にグロー放電発生用電力を供給する電
源の周波数を85MHz乃至200MHzとし、かつ線
径が0.5〜5mmのはしご型電極を用いるようにしたこ
とを特徴とするプラズマCVD装置。
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-
1999
- 1999-04-01 JP JP11094598A patent/JP3068604B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JP3068604B2 (ja) | 2000-07-24 |
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