JPS5833829A - 薄膜形成装置 - Google Patents

薄膜形成装置

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JPS5833829A
JPS5833829A JP56132507A JP13250781A JPS5833829A JP S5833829 A JPS5833829 A JP S5833829A JP 56132507 A JP56132507 A JP 56132507A JP 13250781 A JP13250781 A JP 13250781A JP S5833829 A JPS5833829 A JP S5833829A
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film
thin film
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Tamotsu Hatayama
畑山 保
Hiroshi Ito
宏 伊東
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
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    • C23C16/50Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
    • C23C16/505Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using radio frequency discharges
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    • H01L21/02617Deposition types
    • H01L21/0262Reduction or decomposition of gaseous compounds, e.g. CVD

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は低圧下において原料ガスを分解して薄膜を形成
する装置に関するものである。従来、低圧下において原
料ガスを放電によシ分解させることによυ、薄膜を形成
させる薄膜形成装置としては、第1図および第2図に示
したようなものがある。第1図は誘導結合型プラズマC
VD装置の一例で6シ1第2図は容量結合型グツズ−f
 CVD装置の一例である。たとえば誘導結合重グツズ
−v CVD装置は金属製チャンバ11の上にのせであ
る石英製容器12の中に、ガス導入管13により原料ガ
スを導入し、高周波コイル141/Cより導入された原
料ガスを放電分解させて、ヒーターを内蔵させたサセプ
タ15の上に置いた試料基板16上に薄膜を形成させる
ものである。17はガスを放電分解させたことによシ発
生したプラズマを示している。また導入されたガスは排
気管18から矢印のように流れて真空ポンプによシ排気
される。また答量結合雛グツズff CVD装置は、金
属製のチャンノぐス21の中にガス導入管11によシ原
料ガス管導入し、2つの対向した電極、すなわち高周波
を源23が印加しであるRF電極14とヒーター内蔵の
アース電極25との間で、ガスを放電分解させ、アース
電極2J上に置いである試料基板26上に薄膜を形成さ
せるものである。21はガスを放電分解させたことKよ
シ発生したグラ!*を示している。t+導入されたガス
は排気管21から矢印のように流れて真空fン7”Kよ
シ排気され葛。
これらのプラズマCVD装置は、膜形成条件により膜質
および膜特性O異なった膜が得られるが、膜を形成させ
るうえでの!ラメーv CVD装置に必要な性能のひと
つに膜形成速度がある。一般に膜形成速度は大きいはう
が有利であ)、さまざまな膜形成条件、例えば印加高周
波・母ワー、IX流量、ガス圧等を変化させることによ
シ膜形成速度を大きくできる。tた装置にも工夫がなさ
れておシ、例えば磁場中電場等をかけてやることで、膜
形成速度を大きくすること一可能である。しかし、上記
方法により膜形成速度を大きくするためには、膜形成条
件のノ臂ラメ−ターが多いことや装置依存性が強いこと
などから相当量の形成データの収集が必要であシ、熟練
者を必要とするなどの問題等が生じておシ、その改善が
望まれている。また印加高周波ノ臂ワーを上げて膜形成
速度を大きくすると、緻密な膜ができず、容器壁のスノ
e、タリングによる膜への不純物混入が多くなるなど、
良質の膜を形成する上で不都合をもたらす。
本発明は上記事情を考慮してなされたものでアシ、その
目的とするところは、膜形成時において複雑な形成条件
の適正化等を行うことなく膜形成速度を簡単に増大させ
ることのでき、かつ良質な膜を得ることのできる薄膜形
成装置を提供することにおる。
即ち本発明においては、真空容器を導入された原料ガス
の分解のみを行う一次室と、この−火室と小さい連通孔
で連通し一次室よ)低圧に保たれる二次室とに分離する
。そして二次室内に一次室で生成され要分解ガスと未分
解の原料ガスを引込んで、ここで再度未分解の原料ガス
の分解を行い、二次室内に配置した試料表面に薄膜を堆
積させることを特徴とする。このように1本発明によれ
ば、少くとも2段階のガス分解を行わせるととKより、
膜形成速度を容易に増大させることが可能となシ、また
膜形成速度を大きくしても良質な膜を再現性よく形成す
ることが可能となる。
以下、本発明の詳細を図示の実施例によって説明する。
第3図は本発明を適用した一実施例でTo)、誘導結合
盤プラズマCVD装置の概略構成を示す断面模式図であ
る。図中31は金属製チャンバであ)、とのチャン/4
31の上に石英製容器12をのせて全体として真空容器
を構成している。この真空容器は、小さい連通孔33を
有する仕切板J4によシ、上下に一次室Aとこれよシ低
圧に僚友れる二次室Bとに分離されている。−火室ムに
はガス導入管35が挿入され、こζから導入された原料
ガスを高周波コイル36ムによシ放電分解するようにな
っている。
J7Aが放電分解によシ生成されたプラズマを示してい
る。−火室ムで生成されたプラズマ37Aおよび未分解
の原料ガスは、−火室Aよシ低圧の二次室Bに引込まれ
、ここで高周波コイル36Bによりさらに放電分解を行
なってプラズマj7Bを生成し、この二次室B内のヒー
ター内蔵すセグタJ8の上に置いた試料基板3#上に薄
膜を形成させるようになっている。
40は真空−ングに接続される排気管である。
このような構成であれば、膜形成時において一火室人で
放電分解されたガスは、さらに二次室Bでも放電分解さ
れるという2段階の分解による分解効率の向上効果のた
めに、膜形成速度を大きくすることができる。
具体的な実験データを挙げてその効果を明らかにする。
本実施例の装置を用いて、アモルファスシリコン膜を形
成した。使用ガスは水素ペースの10チシラン(5Za
4)である、膜形成条件はシラン流−1508CCM、
 コイkl gA 。
JERKよる印加高周波ノヮーはそれぞれ5w1基板温
度270℃、−火室Aの圧力が1.OT村rに次室Bの
圧力が0.1 T@r、である。このときの膜形成速度
は400〜500X/mlnでありた。
ちなみに1第1図の従来装置の場合、同様のガス流量で
圧力、印加高周Δワー10Wの条件の4とf80〜15
0X/mimであシ、本実施例による効果が明確である
ま九本実施例においては、従来と同程度の印加高周波Δ
ワーで大きい膜形成速度が得られるから、膜形成速度が
大きくなると膜質および膜特性が悪(なるという従来の
傾向も改善されて良質の膜が得られる。
第4図は、本発明の他の実施例の容量結合型!2ズマC
VD装置の概略構成を示す断間図である0図中41は金
属性チャンノ量であシ、右端にブス導入管42、左端に
排気管4Jがある。チヤンバ41は小さい連通孔44を
有する仕切板41によって左右に一火室ムとこれよシ低
圧に保たれる二次室Bとに分離されている。−火室Aに
導入された原料ガスは高周波電源4gAが接続されたR
F電極47Aとアース電極41ムとの間で放電分解され
てゾラズ−1491を生成する。このゾラズマ49にお
よび未分解ガスは一火室人の圧力よシ低い圧力となって
いる二次室Bの中に引き込まれるように入シ込む、そし
て高周波電源46Bが接続されたRP電極41Bとヒー
ターを内蔵させた基板電極となっているアース電極48
Bとの間で、さらに放電分解を行ってデ2ズマ49Bを
生成し、試料基板、:50上に薄膜を形成させるように
なっている。
この実施例によりても先の実施例と同様な効果を得るこ
とができる。
なお、本発明は上記した各実施例に限定されるものでは
ない0例えば、各実施例とも原料ガスの分解法として高
周波による放電分解を用いているが、この代シに加熱に
よる分解法を用いることもできる。またガスの分解のみ
を行う一次室と膜形成を行う二次室の間に、その中間の
圧力に設定されてガス分解のみを行う室を一室以上設け
てもよい、さらに1試料基板に電場や磁場等を印加させ
ることも可能である。さらにまた、−火室と別に放電室
を設けてここで長寿命のラジカルを生成し、このラジカ
ルを一次室に輸送して原料ガスの分解を行うように構成
することもできる。その他、本発明の要旨を逸脱しない
範囲で、種々変形して実施することができる。
以上詳述したように本発明によれば、非常に容易に膜形
成速度を大きくでき、また膜形成速度を大きくしても膜
質や膜特性を悪化させることなく、再現性の良い良質な
薄膜を形成することができる。
【図面の簡単な説明】 ta1図は従来の誘導結合型グッズマCVD装置の概略
構成を示す断面図、第2図は従来の容量結合fllfラ
ズff CVT)装置の概略構成を示す断面図、1Ic
3図は本発明を適用した誘導結合型f2ズマCVD装置
の概略構成を示す断面図、第4図は本発明を適用した容
量結合mfラズマcVD装置の概略構成を示す断面図で
ある。 ム・・・−火室、ト・・二次室、31−41川4114
製チヤシバ、J!−・・石英製チャンバ、、33.44
・・・連通孔、34.45・・・仕切板、85,4x、
−・wx導入管、36に、36B・・・高周波コイル、
46kp4tsB・・・高周波電源、41A、47B。 48ム、48トー電極、32ム、J 7 B、、41J
L #49ト・・7$2ズマ、sp、ire・・・試料
基板、412.41・・・排気管。 出願人代理人  弁理士 鈴 江 武 彦第3図 1 第4図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)試料が配置された真空容器内に低圧下で原料ガス
    を導入しこの原料ガスを分解して前記試料表面に薄膜を
    形成する装置において、前記真空容器は、導入された原
    料ガスを分解する一次室と、この−火室より低圧下に保
    たれて一次室で生成された分解ガスと未分解の原料ガス
    が小さい連通孔を介して引込まれ前記未分解の原料ガス
    を分解する二次室とを有し、前記二次室に試料を配置す
    るようにしたことを特徴とする薄膜形成装置。
  2. (2)−火室および二次室拡、誘導結合方式または容量
    結合方式による高周波放電を用いて原料ガスの分解を行
    う放電室である特許請求の範囲第1項記載の薄膜形成装
    置。
  3. (3)原料ガスは水素ペースのシランガスであり、形成
    する膜はアモルファスシリコン膜である特許請求の範囲
    第1項記載の薄膜形成装置。
JP56132507A 1981-08-24 1981-08-24 薄膜形成装置 Pending JPS5833829A (ja)

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