JPS587058B2 - サンカケイソハクマクノ セイゾウホウホウ - Google Patents
サンカケイソハクマクノ セイゾウホウホウInfo
- Publication number
- JPS587058B2 JPS587058B2 JP50015663A JP1566375A JPS587058B2 JP S587058 B2 JPS587058 B2 JP S587058B2 JP 50015663 A JP50015663 A JP 50015663A JP 1566375 A JP1566375 A JP 1566375A JP S587058 B2 JPS587058 B2 JP S587058B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- silicon oxide
- glow discharge
- substrate
- oxide thin
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
- Non-Metallic Protective Coatings For Printed Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は酸化珪素薄膜の製造方法に関するものである。
詳しくはグロー放電のプラズマ領域内における高エネル
ギー状態を利用した酸化珪素薄膜の製造法に関するもの
で、その目的とするところはきわめて均一な酸化珪素の
薄膜を短時間にしかも比較的低温において基板上に直接
生成せしめんとするものである。
ギー状態を利用した酸化珪素薄膜の製造法に関するもの
で、その目的とするところはきわめて均一な酸化珪素の
薄膜を短時間にしかも比較的低温において基板上に直接
生成せしめんとするものである。
従来、酸化珪素の薄膜を製造する手段としては次の様な
種々の方法が知られているが以下の如くそれぞれに欠点
を有するものである。
種々の方法が知られているが以下の如くそれぞれに欠点
を有するものである。
（１）二酸化珪素の高周波スパッタリングこの方法の欠
点は、生成した薄膜にピンホールが生じやすく、また膜
中に大きなグレインが生長し易すく膜の不均一が発生し
やすいこと、膜の生長速度がおそく５０Å／分程度であ
ること、膜の生長にも方向性があり基板の両面あるいは
円筒の周囲などを一度に薄膜でコーティングすることは
できないこと、などがあげられている。
点は、生成した薄膜にピンホールが生じやすく、また膜
中に大きなグレインが生長し易すく膜の不均一が発生し
やすいこと、膜の生長速度がおそく５０Å／分程度であ
ること、膜の生長にも方向性があり基板の両面あるいは
円筒の周囲などを一度に薄膜でコーティングすることは
できないこと、などがあげられている。
（２）有機シランの熱分解
この方法の欠点は、膜の生長速度がおそく５０Å／分程
度であること、反応に７００℃以上の高温を要するため
使用できる基板の材質や前処理に重大な制約があること
、などである。
度であること、反応に７００℃以上の高温を要するため
使用できる基板の材質や前処理に重大な制約があること
、などである。
（３）シリコン基板の表面酸化
この方法も、７００〜１０００℃の高温条件を必要とす
ること、基板としてはシリコンウエハまたはシリコン薄
膜を生長させたものしか適用できないこと、などの欠点
を有している。
ること、基板としてはシリコンウエハまたはシリコン薄
膜を生長させたものしか適用できないこと、などの欠点
を有している。
（４）グロー放電（無極放電）によるテトラクロロシラ
ンの反応 この方法の欠点は生成した酸化珪素薄膜中に塩素の混入
が避け難く、誘電体薄膜あるいは絶縁膜等の電子装置へ
応用するとき寿命的に問題があることである。
ンの反応 この方法の欠点は生成した酸化珪素薄膜中に塩素の混入
が避け難く、誘電体薄膜あるいは絶縁膜等の電子装置へ
応用するとき寿命的に問題があることである。
（５）グロー放電（無極放電）によるテトラエトキシシ
ランの分解 この方法は薄膜の生長速度がおそく５０Å／分以下であ
り、また原料が高価であるという欠点を有している。
ランの分解 この方法は薄膜の生長速度がおそく５０Å／分以下であ
り、また原料が高価であるという欠点を有している。
以上従来の酸化珪素薄膜の製造方法とその欠点をあげた
が、本発明者はこれらの欠点のない酸化珪素の薄膜を得
る方法を種々検討した結果、従来法の共通した欠点であ
る膜の生長速度のおそいことや、反応温度の高いことな
どを解決することに成功し、低温できわめて生長速度の
速い酸化珪素薄膜の製造方法を発明した。
が、本発明者はこれらの欠点のない酸化珪素の薄膜を得
る方法を種々検討した結果、従来法の共通した欠点であ
る膜の生長速度のおそいことや、反応温度の高いことな
どを解決することに成功し、低温できわめて生長速度の
速い酸化珪素薄膜の製造方法を発明した。
すなわち、グロー放電により、シロキサン類及び酸素を
原料とし、該グロー放電のプラズマ領域内に電気的に浮
遊した状態で配設された基板上に、該原料を直接的に反
応生長させることを特徴とする酸化珪素薄膜の製造方法
を発明するに至ったのである。
原料とし、該グロー放電のプラズマ領域内に電気的に浮
遊した状態で配設された基板上に、該原料を直接的に反
応生長させることを特徴とする酸化珪素薄膜の製造方法
を発明するに至ったのである。
本発明におけるグロー放電について簡単に説明すると図
に示された様な装置を利用して容器１内を約１０−５Ｔ
ｏｒｒの真空にした後、原料気体を原４料吸入口４より
吸入し約０．１〜３ Ｔｏｒｒの圧力に調節しつつ両電
極２に数百ボルトの電圧で高周波電流を電源３より印加
すると電気放電が両電極２間に発生する。
に示された様な装置を利用して容器１内を約１０−５Ｔ
ｏｒｒの真空にした後、原料気体を原４料吸入口４より
吸入し約０．１〜３ Ｔｏｒｒの圧力に調節しつつ両電
極２に数百ボルトの電圧で高周波電流を電源３より印加
すると電気放電が両電極２間に発生する。
この放電が定常特続状態に達した状態をグロ−１放電と
いうのである。
いうのである。
このグロー放電状態において図の８の部分は通称陽光柱
と呼ばれる発光領域でここはプラズマ状態になっている
。
と呼ばれる発光領域でここはプラズマ状態になっている
。
本発明はこのプラズマ状態の非常に高いエネルギーを利
用して、導入された原料に充分な活性化１エネルギーを
与えて目的物を生成せんとするものである。
用して、導入された原料に充分な活性化１エネルギーを
与えて目的物を生成せんとするものである。
本発明を図に従って詳細に説明すると、気密容器１内で
あってプラズマ状態となり得る部分８に酸化珪素の薄膜
を付着させるべき基板７を図の様２に電気的に浮遊した
状態で並べておき、ついで真空ポンプ６にて容器１内の
空気を抜き約１０−５Ｔｏｒｒの真空度とする。
あってプラズマ状態となり得る部分８に酸化珪素の薄膜
を付着させるべき基板７を図の様２に電気的に浮遊した
状態で並べておき、ついで真空ポンプ６にて容器１内の
空気を抜き約１０−５Ｔｏｒｒの真空度とする。
そして原料吸入口４よりシロキサン類及び酸素を容器１
内に吸入し圧力を０． １〜３ Ｔｏｒｒに調節する。
内に吸入し圧力を０． １〜３ Ｔｏｒｒに調節する。
ついで容器両端にある電極２間に数百ボルトの高周波電
流を印加するとやがてグロー放電状態となる。
流を印加するとやがてグロー放電状態となる。
容器１内を１００〜３００℃の温度に調節してプラズマ
内の電子エネルギーを１〜１０ｅＶに調節することによ
って原料ガスは活性化し浮遊基板に沈着し、反応し、炭
素原子は炭酸ガスに、水素原子は水蒸気に、そして珪素
と酸素が網目状に結合し酸化珪素となって該浮遊基板上
７に薄膜を生成するのである。
内の電子エネルギーを１〜１０ｅＶに調節することによ
って原料ガスは活性化し浮遊基板に沈着し、反応し、炭
素原子は炭酸ガスに、水素原子は水蒸気に、そして珪素
と酸素が網目状に結合し酸化珪素となって該浮遊基板上
７に薄膜を生成するのである。
発生した炭酸ガスや水蒸気は排気用出口５から排気され
、一方原料は一定の圧力を保ちながら容器１内に原料吸
入口４より供給される。
、一方原料は一定の圧力を保ちながら容器１内に原料吸
入口４より供給される。
この様にして酸化珪素薄膜は反応と共に生長し適当な厚
さの薄膜が得られた時、電源３を切り反応を停止し酸化
珪素薄膜加工された基板を取り出すのである。
さの薄膜が得られた時、電源３を切り反応を停止し酸化
珪素薄膜加工された基板を取り出すのである。
なお本発明における高周波電流とは１〜１００Ｋサイク
ル／秒の周波数を有する交流である。
ル／秒の周波数を有する交流である。
また本発明に用いるグロー放電は有極放電であることも
前述の説明より明白である。
前述の説明より明白である。
本発明方法により生成した酸化珪素薄膜は反応条件によ
り珪素と酸素が格子状に結合したもの、直線状に結合し
たもの、両者の入り混ったもの、などからなるものであ
り単なる二酸化珪素とか一酸化珪素とかに限定されるも
のではない。
り珪素と酸素が格子状に結合したもの、直線状に結合し
たもの、両者の入り混ったもの、などからなるものであ
り単なる二酸化珪素とか一酸化珪素とかに限定されるも
のではない。
本発明においてプラズマを構成している酸素イオン、シ
ロキサンイオン、あるいはそれらの中性ガスがいかなる
機構で化学反応し酸化珪素の薄膜が生成するかについて
は明確ではないがプラズマから発する数ｅＶ〜１０数ｅ
■のエネルギーをもった紫外線もしくは軟Ｘ線の定常的
な照射を受けているので基板上の原料ガス分子は容易に
活性化エネルギーまで励起され得ると考えられ反応の進
行に充分奇与し得るものと想定される。
ロキサンイオン、あるいはそれらの中性ガスがいかなる
機構で化学反応し酸化珪素の薄膜が生成するかについて
は明確ではないがプラズマから発する数ｅＶ〜１０数ｅ
■のエネルギーをもった紫外線もしくは軟Ｘ線の定常的
な照射を受けているので基板上の原料ガス分子は容易に
活性化エネルギーまで励起され得ると考えられ反応の進
行に充分奇与し得るものと想定される。
なお浮遊基板７に原料ガス分子が沈着する機構について
はいわゆるプラズマのイオンシース現象に起因するもの
であることはよく知られている。
はいわゆるプラズマのイオンシース現象に起因するもの
であることはよく知られている。
本発明におけるシロキサン類とはジメチルシロキサン、
ジエチルシロキサンなどを主体とするものでこれらは単
量体としては存在し難くいわゆるポリシロキサンとして
存在するもので通称シリコンオイルといわれるものであ
る。
ジエチルシロキサンなどを主体とするものでこれらは単
量体としては存在し難くいわゆるポリシロキサンとして
存在するもので通称シリコンオイルといわれるものであ
る。
その重合度は２００以下のもので常圧で沸点が５００℃
以下のものであり好ましくは１００〜２００℃の沸点を
有するものがよい。
以下のものであり好ましくは１００〜２００℃の沸点を
有するものがよい。
本発明の方法において酸化珪素の薄膜を生成させるとそ
の生成速度は非常に高く、５００Å／分以上となり従来
の方法に比べてきわめて能率的であり、反応条件の制御
もしやすいという効果を有している。
の生成速度は非常に高く、５００Å／分以上となり従来
の方法に比べてきわめて能率的であり、反応条件の制御
もしやすいという効果を有している。
また低温で反応できるので基板の耐熱性という制約も少
ないということ、基板の表裏はもちろんのこと、複雑な
形状の基板であっても全面に均一なピンホールのない薄
膜が得らたるということ、塩素などの有害不純物の混入
する恐れがないこと、原料が安価であること、など非常
に多くの効果を有しているものである。
ないということ、基板の表裏はもちろんのこと、複雑な
形状の基板であっても全面に均一なピンホールのない薄
膜が得らたるということ、塩素などの有害不純物の混入
する恐れがないこと、原料が安価であること、など非常
に多くの効果を有しているものである。
本発明の酸化珪素薄膜製造方法は種々の基板に応用して
、薄膜コンデンサ、超小型回路のクロスオーバー絶縁膜
、などの電子装置への利用は勿論のこと、種々の金属及
び非金属材料表面の保護コーティングの方法としてあら
ゆる分野に利用できるものである。
、薄膜コンデンサ、超小型回路のクロスオーバー絶縁膜
、などの電子装置への利用は勿論のこと、種々の金属及
び非金属材料表面の保護コーティングの方法としてあら
ゆる分野に利用できるものである。
実施例
薄膜コンデンサを得るための基板を４．５ｔの容量を有
するグロー放電装置内に電気的に浮遊せしめ、真空ポン
プにて該容器内を真空（１０ −５Ｔｏｒｒ）にし、つ
いで酸素ガスで容器内の圧力が反応中常に２． Ｏ Ｔ
ｏｒｒになる様に吸入するとともにジメチルシロキサン
の低重合物で沸点１００゜Ｃのものを２．Ｏ Ｔｏｒｒ
の圧力のもとて毎分６０ｍｌのガス状として吸入をつづ
けた。
するグロー放電装置内に電気的に浮遊せしめ、真空ポン
プにて該容器内を真空（１０ −５Ｔｏｒｒ）にし、つ
いで酸素ガスで容器内の圧力が反応中常に２． Ｏ Ｔ
ｏｒｒになる様に吸入するとともにジメチルシロキサン
の低重合物で沸点１００゜Ｃのものを２．Ｏ Ｔｏｒｒ
の圧力のもとて毎分６０ｍｌのガス状として吸入をつづ
けた。
グロー放電は原料ガス吸入と同時に開始しその条件は３
５０ボルトの電圧で５０００サイクル／秒の高周波電流
を５ ０ ｍＡ印加した。
５０ボルトの電圧で５０００サイクル／秒の高周波電流
を５ ０ ｍＡ印加した。
反応温度は２００℃に調節した。反応時間１５分で基板
を取り出した。
を取り出した。
酸化珪素薄膜の厚さを測定したところＯ．５ミクロンの
均一な薄膜が全面に生成されていた。
均一な薄膜が全面に生成されていた。
この様にして得られたものをコンデンサとして利用した
ところ次の様な特性を有していた。
ところ次の様な特性を有していた。
対向電極面積 １５ｍ４
静電容量 １５００ＰＦ
誘電損失（ ｔａｎｏ） ０． ５％耐 電
圧 １５０■以上 絶縁抵抗（■Ｒ） １×１０１０Ω以上
圧 １５０■以上 絶縁抵抗（■Ｒ） １×１０１０Ω以上
図は本発明を実施するための装置の一例である。
１は気密容器、２は電極、３は高周波電源、４は原料吸
入口、５は排気用出口、６は真空ポンプ、７は浮遊基板
、８はプラズマ領域、を表わしている。
入口、５は排気用出口、６は真空ポンプ、７は浮遊基板
、８はプラズマ領域、を表わしている。
Claims (1)
- １ グロー放電により、シロキサン類及び酸素を原料と
し、該グロー放電のプラズマ領域内に電気的に浮遊した
状態で配設された基板上に、該原料を直接的に反応生長
させることを特徴とする酸化珪素薄膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50015663A JPS587058B2 (ja) | 1975-02-05 | 1975-02-05 | サンカケイソハクマクノ セイゾウホウホウ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50015663A JPS587058B2 (ja) | 1975-02-05 | 1975-02-05 | サンカケイソハクマクノ セイゾウホウホウ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5190500A JPS5190500A (ja) | 1976-08-07 |
| JPS587058B2 true JPS587058B2 (ja) | 1983-02-08 |
Family
ID=11894967
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50015663A Expired JPS587058B2 (ja) | 1975-02-05 | 1975-02-05 | サンカケイソハクマクノ セイゾウホウホウ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS587058B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0335939Y2 (ja) * | 1984-05-23 | 1991-07-30 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5890731A (ja) * | 1981-11-25 | 1983-05-30 | Sony Corp | 感光性高分子膜形成用プラズマ処理装置 |
| JPS58122736A (ja) * | 1982-01-14 | 1983-07-21 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 絶縁膜形成法 |
| JPS6184836A (ja) * | 1984-10-02 | 1986-04-30 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 薄膜形成方法 |
-
1975
- 1975-02-05 JP JP50015663A patent/JPS587058B2/ja not_active Expired
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| JOURNAL OF ELECTROCHEMICAL SOCIETY=1966 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0335939Y2 (ja) * | 1984-05-23 | 1991-07-30 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5190500A (ja) | 1976-08-07 |
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