JPS5833830A - プラズマ堆積装置 - Google Patents
プラズマ堆積装置Info
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- JPS5833830A JPS5833830A JP13250881A JP13250881A JPS5833830A JP S5833830 A JPS5833830 A JP S5833830A JP 13250881 A JP13250881 A JP 13250881A JP 13250881 A JP13250881 A JP 13250881A JP S5833830 A JPS5833830 A JP S5833830A
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- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/24—Deposition of silicon only
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/50—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
- C23C16/511—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using microwave discharges
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02367—Substrates
- H01L21/0237—Materials
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- H01L21/02381—Silicon, silicon germanium, germanium
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はマイクロ波放電によるプラズマヲ利用してシリ
コンを九はシリコン化合物膜を堆積する装置に関する。
コンを九はシリコン化合物膜を堆積する装置に関する。
最近、８１Ｈ４ガスのグロー放電によ〕作製し九非晶質
シリコン（ａ−８１）の太陽電池や、８１ｎ４と職、又
はＮ２ガスの同じくグロー放電で作製し九５ｉｓＮ４膜
のＬＳＩのノ譬ツシペーシ、ン膜などへ応用されるグラ
ズマαＤ技術が大きく注目されている。これらの作製方
法は通常平行平板盤の電極を有する真空容器において加
熱機構が備わり九一方の電極上・に基板を置き、他方の
電極に１３．５６ ｋｍｓなどの高周波を印加し、同時
に５ｉｎ４や８１Ｈ４と洲、の混合ガスを０．１〜ｌ
Ｔｏｒｒの圧力に導入してグロー放電を生じさせ、前者
のガスではａ −８１を後者のガスでは８１ 、Ｎ４を
基板上に堆積させる。このように堆積された膜中には通
常２〇−以上の水素が入りている。この水素は８１のダ
ンプＩＪ Ｍ７ドに結合し局在準位密度をさげる役割を
担っているが、理論的にはその濃度は０．５〜数−で充
分と言われている。
シリコン（ａ−８１）の太陽電池や、８１ｎ４と職、又
はＮ２ガスの同じくグロー放電で作製し九５ｉｓＮ４膜
のＬＳＩのノ譬ツシペーシ、ン膜などへ応用されるグラ
ズマαＤ技術が大きく注目されている。これらの作製方
法は通常平行平板盤の電極を有する真空容器において加
熱機構が備わり九一方の電極上・に基板を置き、他方の
電極に１３．５６ ｋｍｓなどの高周波を印加し、同時
に５ｉｎ４や８１Ｈ４と洲、の混合ガスを０．１〜ｌ
Ｔｏｒｒの圧力に導入してグロー放電を生じさせ、前者
のガスではａ −８１を後者のガスでは８１ 、Ｎ４を
基板上に堆積させる。このように堆積された膜中には通
常２〇−以上の水素が入りている。この水素は８１のダ
ンプＩＪ Ｍ７ドに結合し局在準位密度をさげる役割を
担っているが、理論的にはその濃度は０．５〜数−で充
分と言われている。
そしてこの過剰の水素はＬ８ＩのＡｊ配線後に堆積し九
８ ｌ 、Ｎ４膜中に陽子つまり正電荷の粒子として残
り、膜中に電位を形成し特にＭＯＳデ・ぐイスでは不安
定性の主原因になシつつある。一方８１ Ｎ 膜の持つ
耐アルカリ、耐湿気の良い特性４ は無視できず、現在との過剰水素の制御が大きな問題と
なっている。
８ ｌ 、Ｎ４膜中に陽子つまり正電荷の粒子として残
り、膜中に電位を形成し特にＭＯＳデ・ぐイスでは不安
定性の主原因になシつつある。一方８１ Ｎ 膜の持つ
耐アルカリ、耐湿気の良い特性４ は無視できず、現在との過剰水素の制御が大きな問題と
なっている。
本発明はこの問題に鑑みてなされたもので水素の混入が
少ない引またはＳｔ化合物膜を速い堆積速度で得ること
ができるプラズマ堆積装置を提供するものである。
少ない引またはＳｔ化合物膜を速い堆積速度で得ること
ができるプラズマ堆積装置を提供するものである。
本発明は、真空容器の中に少くとも水素を含むガスを導
入してこれをマイクロ波でプラズマ化し、同真空容器中
に設けた高純度Ｓｌと反応させてこれを水素化し、同容
器内に配置された基板上に水素を含むシリコン又はシリ
コン化合物膜を堆積させるようＫしたことを特徴とする
。
入してこれをマイクロ波でプラズマ化し、同真空容器中
に設けた高純度Ｓｌと反応させてこれを水素化し、同容
器内に配置された基板上に水素を含むシリコン又はシリ
コン化合物膜を堆積させるようＫしたことを特徴とする
。
以下図面によって詳しく説明する。
第１図は本発明の一実施例のプラズマ堆積装置の概略図
である。１はマイクロ波電源であシ、これから例えば２
．４５ ＧＨｚのマイクロ波がアイソレータ２、・々ワ
ーをモニターする方向性結合器３を通して導波管４へ導
入される。その際、マイクロ波電力は導波管４の前段の
３木柱チューナー５と後段のｆランジャチューナ６でキ
ャビティを構成して整合を取る。このマイクロ波電力は
導波管４の電界方向の一番強い部分に設けられ九アンテ
ナ７の先端に伝えられる。８は円筒状のステンレス製真
空容器であシ、その上端の中央部を貫通して、開放端に
ツノ４を有し一端が閉塞した高純度多結晶シリコン管９
が挿入されている。このシリコン管９の開放端側は０リ
ングで容器８の気密を保つように封止されている。そし
てこのシリコン管９の真中に前記アンテナ１が挿入され
ている。真空容器ｓ内には、シリコン管９を取シ囲むよ
うに基板支持体１０が配設され、更にそのまわシに加熱
源１１が配設されている。基板支持体１０は第２図に示
すように６角筒をなし、その内面に基板１２が取付けら
れるようＫなっておシ、また外部からモーター１１によ
シ回転駆動されるようにカつている。１４はガス導入口
、１５は排気口であシ、また１６は容器８を例えば水冷
する冷却用パイプである。導波管４と真空容器８０間の
アンテナ１の周囲にはマイクロ波シールド用円筒１１が
設けられ、この円筒１１にシリコン管９およびアンテナ
ｒを空冷するための空気導入口１８および排気口１９が
設けられている。
である。１はマイクロ波電源であシ、これから例えば２
．４５ ＧＨｚのマイクロ波がアイソレータ２、・々ワ
ーをモニターする方向性結合器３を通して導波管４へ導
入される。その際、マイクロ波電力は導波管４の前段の
３木柱チューナー５と後段のｆランジャチューナ６でキ
ャビティを構成して整合を取る。このマイクロ波電力は
導波管４の電界方向の一番強い部分に設けられ九アンテ
ナ７の先端に伝えられる。８は円筒状のステンレス製真
空容器であシ、その上端の中央部を貫通して、開放端に
ツノ４を有し一端が閉塞した高純度多結晶シリコン管９
が挿入されている。このシリコン管９の開放端側は０リ
ングで容器８の気密を保つように封止されている。そし
てこのシリコン管９の真中に前記アンテナ１が挿入され
ている。真空容器ｓ内には、シリコン管９を取シ囲むよ
うに基板支持体１０が配設され、更にそのまわシに加熱
源１１が配設されている。基板支持体１０は第２図に示
すように６角筒をなし、その内面に基板１２が取付けら
れるようＫなっておシ、また外部からモーター１１によ
シ回転駆動されるようにカつている。１４はガス導入口
、１５は排気口であシ、また１６は容器８を例えば水冷
する冷却用パイプである。導波管４と真空容器８０間の
アンテナ１の周囲にはマイクロ波シールド用円筒１１が
設けられ、この円筒１１にシリコン管９およびアンテナ
ｒを空冷するための空気導入口１８および排気口１９が
設けられている。
このような構成として、真空容器８内に水素（Ｈ２）ｆ
、＊を容器内の圧力が１〜１０ ’１ｏｒｄになるよ
うに導入し、同時にマイクロ波電力を導入すると、シリ
コン管９の回シに強い励起光を放つ水素のガスプラズマ
が発生する。そしてこのグラノｉからＨ２の分解により
て生成された水素ラジカルはシリコン管９と反応して、
ＢＬＨｘ （ｘ−１−２−３−４）及びＳｌを生じる。
、＊を容器内の圧力が１〜１０ ’１ｏｒｄになるよ
うに導入し、同時にマイクロ波電力を導入すると、シリ
コン管９の回シに強い励起光を放つ水素のガスプラズマ
が発生する。そしてこのグラノｉからＨ２の分解により
て生成された水素ラジカルはシリコン管９と反応して、
ＢＬＨｘ （ｘ−１−２−３−４）及びＳｌを生じる。
この８１Ｈｚは拡散して支持体１０上の基板１２に水素
を會む１−８１膜が堆積する。Ｈ２ガスと共に鹿又はＮ
ｆ：導入した場合はＳ ｌ 、Ｎ４膜が堆基
２ 積する。
を會む１−８１膜が堆積する。Ｈ２ガスと共に鹿又はＮ
ｆ：導入した場合はＳ ｌ 、Ｎ４膜が堆基
２ 積する。
具体例として、マイクロ波電力をｓｏｏｗ。
堆積基板温度を３００℃、Ｈ２を０． Ｉ Ｔｏｒｒ
ｓ ＮＨ３をＱ、４Ｔｏｒｒとした時、堆積速度１２０
０Ｘ／分で屈折率ｎｍ１．９８のＳ ｉ ｓＮ４膜が得
られた。この膜はコンブレシラなストレスを示し、赤外
分光分析の結果、８１−Ｈ，Ｎ−Ｈのピークが非常に少
ないことが判明した。また堆積速度は従来のグロー放電
を用いた場合の約５倍である。水素の含有量が少なくな
る理由は現在明確ではないが、マイクロ波放電では電子
温度が高周波放電での１００にと較べて１桁高く、それ
故に８１Ｈ１の解離がグロー放電に較べて高効率で行わ
れ、一般にグロー放電では８１Ｈ，が放電中に非常に多
く観測されるのに対し、マイクロ波放電では５ｔｎ２か
ら８１Ｈの方へ解離が進み％１９１Ｈが多く生成される
からと考えられる。一方マイクロ波電力が４００Ｗ、堆
積温度が２５０℃、Ｈ２が０．６ Ｔｏｒｒの導入の時
、堆積速度５００ Ｘ／分のａ −８１が得られた。こ
の膜は局在準位帯ＩｆカＥＳＲ測定力ｂ Ｉ Ｘ １０
”／３” ト判明シ通常のグロー放電釜の良好な膜が
得られていることが判った。
ｓ ＮＨ３をＱ、４Ｔｏｒｒとした時、堆積速度１２０
０Ｘ／分で屈折率ｎｍ１．９８のＳ ｉ ｓＮ４膜が得
られた。この膜はコンブレシラなストレスを示し、赤外
分光分析の結果、８１−Ｈ，Ｎ−Ｈのピークが非常に少
ないことが判明した。また堆積速度は従来のグロー放電
を用いた場合の約５倍である。水素の含有量が少なくな
る理由は現在明確ではないが、マイクロ波放電では電子
温度が高周波放電での１００にと較べて１桁高く、それ
故に８１Ｈ１の解離がグロー放電に較べて高効率で行わ
れ、一般にグロー放電では８１Ｈ，が放電中に非常に多
く観測されるのに対し、マイクロ波放電では５ｔｎ２か
ら８１Ｈの方へ解離が進み％１９１Ｈが多く生成される
からと考えられる。一方マイクロ波電力が４００Ｗ、堆
積温度が２５０℃、Ｈ２が０．６ Ｔｏｒｒの導入の時
、堆積速度５００ Ｘ／分のａ −８１が得られた。こ
の膜は局在準位帯ＩｆカＥＳＲ測定力ｂ Ｉ Ｘ １０
”／３” ト判明シ通常のグロー放電釜の良好な膜が
得られていることが判った。
以上のように本発明によればマイクロ波放電により水素
のガスグラズマを生成してシリコンと反応させるととＫ
より、従来のグロー放電法によるものに比べて速い堆積
速度で過剰な水素の混入がないシリコンまたはシリコン
化合物膜を得ることができる。
のガスグラズマを生成してシリコンと反応させるととＫ
より、従来のグロー放電法によるものに比べて速い堆積
速度で過剰な水素の混入がないシリコンまたはシリコン
化合物膜を得ることができる。
第１図は本発明の一実施例を示す装置の概略図、第２図
はその上方からみた基板配置図である。 １・・・マイクＵ波電源、４・・・導波管、７・・・ア
ンテナ、Ｉ・・・真空容器、９・・・高純度シリコン管
、１０・・・基板支持体、１１・・・加熱源、１２・・
・基板、１３・・・モーター、１４・・・ガス導入口、
１５・・・排気口。
はその上方からみた基板配置図である。 １・・・マイクＵ波電源、４・・・導波管、７・・・ア
ンテナ、Ｉ・・・真空容器、９・・・高純度シリコン管
、１０・・・基板支持体、１１・・・加熱源、１２・・
・基板、１３・・・モーター、１４・・・ガス導入口、
１５・・・排気口。
Claims (2)
- （１） 排気口およびガス導入口を有する真空容器と
、この真空容器の上端中央部を貫通して閉塞端を真空容
器内部に挿入し開放端を真空容器の気密を保つように容
器上端に封止してなるシリコン管とこのシリコン管内に
その開放端側から挿入され九アンテナを介してマイクロ
波電力を前記真空容器内に供給する手段と、前記シリコ
ン管を取ル囲むように基板を配置するため前記真空容器
内圧配設された基板支持体と、この基板支持体の周囲を
取シ囲むように前記真空容器内に配設された加熱源とを
備え、前記真空容器内に水素を含むガスを導入し、マイ
クロ波放電による！ラズマを生成して前記シリコン管の
シリコンを水素化して前記基板支持体上の基板に水素を
含むシリコンまたはシリコン化合物膜を堆積するように
し九ことを特徴とする！ラズマ堆積装置。 - （２） 基板支持体はシリコン管の周囲を回転駆動さ
れるものである特許請求の範Ｓ第１項記載のグッズマ堆
積装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13250881A JPS5833830A (ja) | 1981-08-24 | 1981-08-24 | プラズマ堆積装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13250881A JPS5833830A (ja) | 1981-08-24 | 1981-08-24 | プラズマ堆積装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5833830A true JPS5833830A (ja) | 1983-02-28 |
Family
ID=15082987
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13250881A Pending JPS5833830A (ja) | 1981-08-24 | 1981-08-24 | プラズマ堆積装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5833830A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59207634A (ja) * | 1983-05-10 | 1984-11-24 | Mitsubishi Electric Corp | 窒化シリコン膜形成装置 |
| EP0149408A2 (fr) * | 1983-12-27 | 1985-07-24 | ETAT FRANCAIS représenté par le Ministre des PTT (Centre National d'Etudes des Télécommunications) | Procédé et dispositif pour le dépôt, sur un support, d'une couche mince d'un matériau à partir d'un plasma réactif |
| US8357267B2 (en) | 2005-10-26 | 2013-01-22 | Sharp Kabushiki Kaisha | Film producing method using atmospheric pressure hydrogen plasma, and method and apparatus for producing refined film |
-
1981
- 1981-08-24 JP JP13250881A patent/JPS5833830A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59207634A (ja) * | 1983-05-10 | 1984-11-24 | Mitsubishi Electric Corp | 窒化シリコン膜形成装置 |
| EP0149408A2 (fr) * | 1983-12-27 | 1985-07-24 | ETAT FRANCAIS représenté par le Ministre des PTT (Centre National d'Etudes des Télécommunications) | Procédé et dispositif pour le dépôt, sur un support, d'une couche mince d'un matériau à partir d'un plasma réactif |
| US8357267B2 (en) | 2005-10-26 | 2013-01-22 | Sharp Kabushiki Kaisha | Film producing method using atmospheric pressure hydrogen plasma, and method and apparatus for producing refined film |
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