JPS591673A - 薄膜形成装置 - Google Patents
薄膜形成装置Info
- Publication number
- JPS591673A JPS591673A JP10951982A JP10951982A JPS591673A JP S591673 A JPS591673 A JP S591673A JP 10951982 A JP10951982 A JP 10951982A JP 10951982 A JP10951982 A JP 10951982A JP S591673 A JPS591673 A JP S591673A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- thin film
- plasma
- emitted
- light
- 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.)
- Pending
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- 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
- C23C16/44—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
- C23C16/52—Controlling or regulating the coating process
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
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】
〔発明の技術分野〕
この発明は、原料がスのグロー放電分解を用いた薄膜形
成装置に関する。
成装置に関する。
最近、低圧下での気体のグロー放電分解により薄膜を形
成する技術が盛んに行われるようになってきた。
成する技術が盛んに行われるようになってきた。
この薄膜形成技術は、低温基板上への堆積が可能である
こと、金属、絶縁物等各種の基板材料上への堆積が可能
なこと、また材料特性上もかなり良好な特性が得られる
こと、などの特徴を有する。
こと、金属、絶縁物等各種の基板材料上への堆積が可能
なこと、また材料特性上もかなり良好な特性が得られる
こと、などの特徴を有する。
具体例を挙げわは、アモルファス状態の水素を含む炭化
珪素（ＳｌｘＣｌ−Ｘ：Ｈ）膜は、珪素（Ｓｔ）、炭素
（Ｃ）、水素（Ｈ）を含む原料、たとえばブトラメチル
シラン（５ｘ（ｃＨ３）４）や、シラン（ＳｉＨ２）＋
メタン（ＣＨ４） ｋ反応チャンバに導入し、適当な圧
力の下で烏周波あるいは直流電昇放電を行わせて基板上
に堆積することができる。
珪素（ＳｌｘＣｌ−Ｘ：Ｈ）膜は、珪素（Ｓｔ）、炭素
（Ｃ）、水素（Ｈ）を含む原料、たとえばブトラメチル
シラン（５ｘ（ｃＨ３）４）や、シラン（ＳｉＨ２）＋
メタン（ＣＨ４） ｋ反応チャンバに導入し、適当な圧
力の下で烏周波あるいは直流電昇放電を行わせて基板上
に堆積することができる。
このようなプラズマ状態を用いて％膜を形成する際形成
しつつある膜の厚さを測定することは極めて困難である
。そのため従来は、予め設定り一だ膜形成条件の下で、
放電時間を変化させて、単位時間あたりの形成厚さを算
出１〜て形成速度を求めていた。一方、これらの薄膜を
各種のデバイスとして用いる場合の最適厚さについては
また、各種の岸さのデバイスを試作して、それぞれに測
定・評価を行ってその最適厚さを決定していた。このた
め、最適条件の決定、デバイスの製作はきわめて、多数
の実験回数を要していたし、また放電条件の変更に伴い
これらの繁雑な手続きをその都度ふまねばならない欠点
を有していた。
しつつある膜の厚さを測定することは極めて困難である
。そのため従来は、予め設定り一だ膜形成条件の下で、
放電時間を変化させて、単位時間あたりの形成厚さを算
出１〜て形成速度を求めていた。一方、これらの薄膜を
各種のデバイスとして用いる場合の最適厚さについては
また、各種の岸さのデバイスを試作して、それぞれに測
定・評価を行ってその最適厚さを決定していた。このた
め、最適条件の決定、デバイスの製作はきわめて、多数
の実験回数を要していたし、また放電条件の変更に伴い
これらの繁雑な手続きをその都度ふまねばならない欠点
を有していた。
本発明は上述した従来技術の欠点を改良する／ン−めに
なさ力だもので、グロー放電分Ｈによる膜形成を、再現
性よ〈甘た放電条件等の制約を受けることなく行い得る
薄膜形成装置を提供することを目的とする。
なさ力だもので、グロー放電分Ｈによる膜形成を、再現
性よ〈甘た放電条件等の制約を受けることなく行い得る
薄膜形成装置を提供することを目的とする。
〔発明の概蚤〕
坏光明は、グロー放電による膜形成時にみらを設けて、
発光スペクトルの強度を常時測定し、例えば発光強度の
最大値が得られた時点で放電、従って膜の形成を停止す
るという制御を行うようにしたことを特徴とする。
発光スペクトルの強度を常時測定し、例えば発光強度の
最大値が得られた時点で放電、従って膜の形成を停止す
るという制御を行うようにしたことを特徴とする。
前述した５ｔｘＣ１−Ｘ： Ｈ膜や酸累（０）、窒素（
Ｎ）、はう素（Ｂ）、リン（Ｐ）等を添加した膜は室温
においてもフォトルミネセンス発光をすることが知られ
てきた（ Ｈ，Ｍｕｎｅｋａｔａ ｅｔａｌＡｐｐｌ、
Ｐｈｙｓ、１ｅｔｔ、 ３ヱ（１９８０）５３６）。
Ｎ）、はう素（Ｂ）、リン（Ｐ）等を添加した膜は室温
においてもフォトルミネセンス発光をすることが知られ
てきた（ Ｈ，Ｍｕｎｅｋａｔａ ｅｔａｌＡｐｐｌ、
Ｐｈｙｓ、１ｅｔｔ、 ３ヱ（１９８０）５３６）。
例えばＳｌｘ”＋ −Ｘ ＩＩ Ｈ膜に、紫外領域の光
（波長２０’Ｏ〜４００ ｎｍ ）ｉ照射すると可視領
域のフォトルミネセンス発光（波長４００〜７００ｎｍ
）が観測される。このような発光の一例を第１図に示
す。またこのような膜を、透明基板−透明電極一誘電体
一該薄膜一誘電体一電極構造金有するデバイスとして、
交番電界によ多発光（エレクトロルミネセンス発光）さ
せる場合もほぼ同様の発光スペクトルが得られる。従っ
て、発光デバイスとしてこの薄膜を用いる場合には、フ
ォトルミネセンス発光の７ベクトルの特性、即ちピーク
波長と発光強度を知ることによシ、最適化が行える。
（波長２０’Ｏ〜４００ ｎｍ ）ｉ照射すると可視領
域のフォトルミネセンス発光（波長４００〜７００ｎｍ
）が観測される。このような発光の一例を第１図に示
す。またこのような膜を、透明基板−透明電極一誘電体
一該薄膜一誘電体一電極構造金有するデバイスとして、
交番電界によ多発光（エレクトロルミネセンス発光）さ
せる場合もほぼ同様の発光スペクトルが得られる。従っ
て、発光デバイスとしてこの薄膜を用いる場合には、フ
ォトルミネセンス発光の７ベクトルの特性、即ちピーク
波長と発光強度を知ることによシ、最適化が行える。
一方、膜形成時に生ずるプラズマからの発光ス４クトル
は、第２図に示す如きものである。
は、第２図に示す如きものである。
即ち、原料に含まれる元素及び化合物からの発光がみら
れる。第２図のスペクトルは窓材（ガラスもしくは石英
ガラス）を通して得られたものであって、紫外領域での
強度はよシ強いと考えてよい。
れる。第２図のスペクトルは窓材（ガラスもしくは石英
ガラス）を通して得られたものであって、紫外領域での
強度はよシ強いと考えてよい。
１″Ｊ、上の点より、＃薄膜は形成時においてプラズマ
からの光をうけてフォトルミネセンス発光をする。そこ
で薄膜形成装置に該薄膜からの７オトルミネセンス発光
を集光する手段と、分光手段を設けることにより、膜形
成時においても該薄膜の状態を実時間で知ることができ
る。また、所要波長の発光強度の時間的変化の様子をモ
ニタすることにより、発光の最も強い即ち最適な薄膜が
得られた時点で膜の形成を停止させ、猟に杓現性よく、
また精密に制御された膜形成を行うことが可能となる。
からの光をうけてフォトルミネセンス発光をする。そこ
で薄膜形成装置に該薄膜からの７オトルミネセンス発光
を集光する手段と、分光手段を設けることにより、膜形
成時においても該薄膜の状態を実時間で知ることができ
る。また、所要波長の発光強度の時間的変化の様子をモ
ニタすることにより、発光の最も強い即ち最適な薄膜が
得られた時点で膜の形成を停止させ、猟に杓現性よく、
また精密に制御された膜形成を行うことが可能となる。
上記した点より明らかなように、本発明によｈば薄膜の
形成時において、発光デ・々イスとして最適な条件で形
成された薄膜を得ることが可能となる。このことによシ
、所要の発光スペクトルを有する５ｔｘｃ、Ｘ： Ｈ膜
の形成が従来と比してきわめて容易となり、また、再現
性も格段と向上する。
形成時において、発光デ・々イスとして最適な条件で形
成された薄膜を得ることが可能となる。このことによシ
、所要の発光スペクトルを有する５ｔｘｃ、Ｘ： Ｈ膜
の形成が従来と比してきわめて容易となり、また、再現
性も格段と向上する。
実施例に基き、より具体的に本発明の内容を述べる・。
第３図に用いた薄膜形成装置の概略図を示す。
この図には誘導結合型のプラズマ発生部を示した。図中
」は石英ガラス製のチャンツク（真空容器）であり骸チ
ャンノ４３１内に、ガス導入管３２より原料ガス（テト
ラメチルシラン＋水素）を導入する。そして高周波コイ
ル１１により導入されたがスを放電分解させて、プラズ
マ３４を形成しヒータを内蔵したサセプタ１Ｌ上におい
た基板３６上にＳ”Ｃ１−ｚ ： Ｈ膜３７を形成させ
る。この基本構成は従来と変らない。本実施例では、チ
ャンバ３ノを貫通して設けたガラスファイツマ３８を基
板３６上にその先端を対向させ、プラズマ３４の紫外領
域成分によシ励起さｈて５ＩｘＣ１−ｘ：膜３７が発す
る゛フォトルミネセンス光をチャンバ３１外に設けた分
光器３９ＶＣ入射させるようにしている。
」は石英ガラス製のチャンツク（真空容器）であり骸チ
ャンノ４３１内に、ガス導入管３２より原料ガス（テト
ラメチルシラン＋水素）を導入する。そして高周波コイ
ル１１により導入されたがスを放電分解させて、プラズ
マ３４を形成しヒータを内蔵したサセプタ１Ｌ上におい
た基板３６上にＳ”Ｃ１−ｚ ： Ｈ膜３７を形成させ
る。この基本構成は従来と変らない。本実施例では、チ
ャンバ３ノを貫通して設けたガラスファイツマ３８を基
板３６上にその先端を対向させ、プラズマ３４の紫外領
域成分によシ励起さｈて５ＩｘＣ１−ｘ：膜３７が発す
る゛フォトルミネセンス光をチャンバ３１外に設けた分
光器３９ＶＣ入射させるようにしている。
この時のプラズマ３４０発光スペクトルは第２図に示し
た如くであり、フォトルミネセンス発光スペクトルは第
１図の如き状況である。そこで、分光器３９の波長を５
００ｎｍＫ固定して、該波長でのフォトルミネセンス発
光の時間変化のようすを示すと第４図のようになる。こ
の図より発光強度は時間とともに増大するが増加の傾向
はある時間（即ちある膜厚）以上で鈍ってくる。この薄
膜を発光デバイスに用いた場合を考えると、発光効率の
立場からみての最適値は図中Ａ付近に存在することがわ
かる。
た如くであり、フォトルミネセンス発光スペクトルは第
１図の如き状況である。そこで、分光器３９の波長を５
００ｎｍＫ固定して、該波長でのフォトルミネセンス発
光の時間変化のようすを示すと第４図のようになる。こ
の図より発光強度は時間とともに増大するが増加の傾向
はある時間（即ちある膜厚）以上で鈍ってくる。この薄
膜を発光デバイスに用いた場合を考えると、発光効率の
立場からみての最適値は図中Ａ付近に存在することがわ
かる。
こうして本実施例によれば、放電条件等に左右されるこ
となく膜形成制御の最適化を簡単かつ確実に行うことが
でき、得らｈ７る瀕膜の再現性も向上する。
となく膜形成制御の最適化を簡単かつ確実に行うことが
でき、得らｈ７る瀕膜の再現性も向上する。
上記実施例においては誘導結合型のものを用いたが、こ
れに限ることなく容量結合型の装置にも本発明を適用で
きる。また原料ガスは、テトラメチルシラン＋水素の例
を上げたが、この他に（１）テトラメチルシラン＋不活
性ガス、（＋１）テトラメチルシラン＋水素子添加ガス
（窒ＸＮ２、酸素０□、アンモニアＮＨ５、ホスフィン
ＰＨ３、あるいはジボランＢ２Ｈ６のうちの一種） 、
（ｉｉｉ）シラン＋メ′タン、（ｌｖ）シラン＋メタン
＋添加ガヌ（（ｉｉ）と同様）、等の原料ガスを用いた
場合にも適用可能である。更に、実施例ではモニタ波長
を５００ ｎｍ （緑）としたが４００〜７００ ｎｍ
の範囲のどの波長においても適用できることもまたいう
までもない。更に、また、実施例では励起光としてプラ
ズマ発光を用いたが、紫外域に発光を有する光源、たと
えば高圧水銀ランプや各種のレーザを用いることを妨け
るものではない。・
れに限ることなく容量結合型の装置にも本発明を適用で
きる。また原料ガスは、テトラメチルシラン＋水素の例
を上げたが、この他に（１）テトラメチルシラン＋不活
性ガス、（＋１）テトラメチルシラン＋水素子添加ガス
（窒ＸＮ２、酸素０□、アンモニアＮＨ５、ホスフィン
ＰＨ３、あるいはジボランＢ２Ｈ６のうちの一種） 、
（ｉｉｉ）シラン＋メ′タン、（ｌｖ）シラン＋メタン
＋添加ガヌ（（ｉｉ）と同様）、等の原料ガスを用いた
場合にも適用可能である。更に、実施例ではモニタ波長
を５００ ｎｍ （緑）としたが４００〜７００ ｎｍ
の範囲のどの波長においても適用できることもまたいう
までもない。更に、また、実施例では励起光としてプラ
ズマ発光を用いたが、紫外域に発光を有する光源、たと
えば高圧水銀ランプや各種のレーザを用いることを妨け
るものではない。・
第１図は水素を含むアモル７アヌ炭化珪素のフォトルミ
ネセンス発光の１例を示す図、第２図はテトラメチルシ
ラン＋水素の低圧グロー放電分解時のプラズマ発光スペ
クートルを示す図、第３図は、本発明の実施例に用いた
薄膜形成装ｂ′の概略図、第４図は同実施例の装置によ
る水素を含むアモルファス炭化珪素膜の７オトルミネセ
ンス光の時間変化の１例を示す図である。 ３ノ・・・チャンバ、３２・・・原料ガス導入管、３３
・・・高周波コイル、３４・・・プラズマ、３５・・・
ザセゾタ、３６・・・基板、３７・・・ｓ’ＸＣ１−Ｘ
： Ｈ９％３８・・・ガラスファイバ、３９・・・分
光器。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第１図 濃長（ｎｍ ） 旬１３ 図 々、ルｔカパス 第４図 ｏ ｔ（＃’Ｊ）
ネセンス発光の１例を示す図、第２図はテトラメチルシ
ラン＋水素の低圧グロー放電分解時のプラズマ発光スペ
クートルを示す図、第３図は、本発明の実施例に用いた
薄膜形成装ｂ′の概略図、第４図は同実施例の装置によ
る水素を含むアモルファス炭化珪素膜の７オトルミネセ
ンス光の時間変化の１例を示す図である。 ３ノ・・・チャンバ、３２・・・原料ガス導入管、３３
・・・高周波コイル、３４・・・プラズマ、３５・・・
ザセゾタ、３６・・・基板、３７・・・ｓ’ＸＣ１−Ｘ
： Ｈ９％３８・・・ガラスファイバ、３９・・・分
光器。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第１図 濃長（ｎｍ ） 旬１３ 図 々、ルｔカパス 第４図 ｏ ｔ（＃’Ｊ）
Claims (3)
- （１）基板がおかれた真空容器内に原料ガスを増大して
、この原料ガスを低圧下でグロー放電分解して上記基板
表面に薄膜を形成する装置において、上記薄膜からの発
光を分光分析する手段を設けたことを特徴とする薄膜形
成装置。 - （２） 前記分光分析する手段は、真空容器外に設け
られた分光器と、この分光器に形成中の薄膜からの７オ
トルミネセンス光を導くための真空容器壁を貫通して設
けられた光ファイバとからなる特許請求の範囲第１項記
載の薄膜形成装置０ - （３） 前記薄膜からの発光はプラズマによシ励起さ
れたフォトルミネセンス光である特許請求の範囲第１項
記載の薄膜形成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10951982A JPS591673A (ja) | 1982-06-25 | 1982-06-25 | 薄膜形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10951982A JPS591673A (ja) | 1982-06-25 | 1982-06-25 | 薄膜形成装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS591673A true JPS591673A (ja) | 1984-01-07 |
Family
ID=14512313
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10951982A Pending JPS591673A (ja) | 1982-06-25 | 1982-06-25 | 薄膜形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS591673A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62180067U (ja) * | 1986-04-30 | 1987-11-16 | ||
| JPS63166972A (ja) * | 1986-12-26 | 1988-07-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | プラズマｃｖｄ方法 |
| JPH0569048U (ja) * | 1992-02-26 | 1993-09-17 | オーチス エレベータ カンパニー | エレベーターの敷居 |
| JPH0620100U (ja) * | 1992-04-25 | 1994-03-15 | 雪谷産業株式会社 | 反射体 |
-
1982
- 1982-06-25 JP JP10951982A patent/JPS591673A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62180067U (ja) * | 1986-04-30 | 1987-11-16 | ||
| JPS63166972A (ja) * | 1986-12-26 | 1988-07-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | プラズマｃｖｄ方法 |
| JPH0463154B2 (ja) * | 1986-12-26 | 1992-10-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | |
| JPH0569048U (ja) * | 1992-02-26 | 1993-09-17 | オーチス エレベータ カンパニー | エレベーターの敷居 |
| JPH0620100U (ja) * | 1992-04-25 | 1994-03-15 | 雪谷産業株式会社 | 反射体 |
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