JPS60190563A - グロ−放電分解方法 - Google Patents
グロ−放電分解方法Info
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- JPS60190563A JPS60190563A JP4448284A JP4448284A JPS60190563A JP S60190563 A JPS60190563 A JP S60190563A JP 4448284 A JP4448284 A JP 4448284A JP 4448284 A JP4448284 A JP 4448284A JP S60190563 A JPS60190563 A JP S60190563A
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- 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
- C23C16/50—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
- C23C16/505—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 radio frequency discharges
- C23C16/509—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 radio frequency discharges using internal electrodes
- C23C16/5093—Coaxial electrodes
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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】
１、産業上の利用分野
本発明はグロー放電分解方法に関し、更に詳述すれば、
アモルファス半導体膜または金属膜、なかんずくアモル
ファスシリコン膜の形成に好適なグロー放電分解方法に
関する。
アモルファス半導体膜または金属膜、なかんずくアモル
ファスシリコン膜の形成に好適なグロー放電分解方法に
関する。
２、従来技術
近年、アモルファス膜は優れた物理的、機械的、化学的
性質を有していることから注目されるようになっている
。特にアモルファスシリコン（以下、ａ−３４と称す。
性質を有していることから注目されるようになっている
。特にアモルファスシリコン（以下、ａ−３４と称す。
）系半導体膜は感光体の感光層に広く使用されており、
その形成は水素化シリコンガス、とりわけ５ｉＨ４Ｊ７
）グロー放電分解による所謂プラズマＣＶＤ法によって
いる。
その形成は水素化シリコンガス、とりわけ５ｉＨ４Ｊ７
）グロー放電分解による所謂プラズマＣＶＤ法によって
いる。
プラズマＣＶＤ法によって例えば円筒上の基体表面にａ
−３ｔ系半導体膜を形成する方法としては、次のような
方法が考えられる。即ち、第１図に示すように、グロー
放電装置５１の真空槽５２内では、ドラム状の基板４１
が垂直に回転可能にセットされ、ヒーター５５で基板４
１を内側から所定温度に加熱し得るようになっている。
−３ｔ系半導体膜を形成する方法としては、次のような
方法が考えられる。即ち、第１図に示すように、グロー
放電装置５１の真空槽５２内では、ドラム状の基板４１
が垂直に回転可能にセットされ、ヒーター５５で基板４
１を内側から所定温度に加熱し得るようになっている。
基板４１に対向してその周囲に、ガス導出口５３付きの
円筒状高周波電極５７が配され、基板４１をこれに対向
する電極とし、両者の間に高周波電源５６によりグロー
放電が生ぜしめられる。なお、図中の６２は水素化シリ
コンガスであるＳｉＨ４の供給源、６５はＡｒ等のキャ
リアガス供給源、６６は不純物ガス（例えばＢ２Ｈ５ま
たはＰ Ｈｌ）供給源、６７は各流量計である。このグ
ロー放電装置において、まず支持体である例えばＡ７＋
基板４１の表面を清浄化した後に真空槽５２内に配置一
番 し、真空槽５２内のガス圧が１ＱＴｏｒｒとなるように
調節して排気し、かつ基板４１を所定温度、特に１ｏ。
円筒状高周波電極５７が配され、基板４１をこれに対向
する電極とし、両者の間に高周波電源５６によりグロー
放電が生ぜしめられる。なお、図中の６２は水素化シリ
コンガスであるＳｉＨ４の供給源、６５はＡｒ等のキャ
リアガス供給源、６６は不純物ガス（例えばＢ２Ｈ５ま
たはＰ Ｈｌ）供給源、６７は各流量計である。このグ
ロー放電装置において、まず支持体である例えばＡ７＋
基板４１の表面を清浄化した後に真空槽５２内に配置一
番 し、真空槽５２内のガス圧が１ＱＴｏｒｒとなるように
調節して排気し、かつ基板４１を所定温度、特に１ｏ。
〜３５０℃（望ましくは１５０〜３００ｔ）に加熱保持
する。次いで、高純度の不活性ガスをキャリアガスとし
て、Ｓ ｉ Ｈ手ガス若しくはＳ ｉ Ｆ４ガス、並び
に必要とあれば不純物ガスとしてｃＨ４、Ｂ、Ｈ６等を
適宜ガス混合室６９を経由して真空槽５２内に導入し、
例えば０．０１〜１０Ｔｏｒｒの反応下で高周波電源５
６により高周波電圧（例えば１３．５６Ｍｌ１ｚ）を印
加する。これによって、上記各反応ガスを電極５７と基
板４１との間でグロー放電分解し、ａ−３ｔまたは不純
物ドープドａ−３ｉ’：Ｈとして基板４１上に堆積させ
る。
する。次いで、高純度の不活性ガスをキャリアガスとし
て、Ｓ ｉ Ｈ手ガス若しくはＳ ｉ Ｆ４ガス、並び
に必要とあれば不純物ガスとしてｃＨ４、Ｂ、Ｈ６等を
適宜ガス混合室６９を経由して真空槽５２内に導入し、
例えば０．０１〜１０Ｔｏｒｒの反応下で高周波電源５
６により高周波電圧（例えば１３．５６Ｍｌ１ｚ）を印
加する。これによって、上記各反応ガスを電極５７と基
板４１との間でグロー放電分解し、ａ−３ｔまたは不純
物ドープドａ−３ｉ’：Ｈとして基板４１上に堆積させ
る。
ところで、一般にプラズマｃＶＤ法によって形成される
膜は、スパック法や蒸着法等信の方法によって形成され
る膜に較べて良質であるが、製膜速度が上記他の方法の
それに較べて可成り遅いという住産土の問題点を有して
いる。
膜は、スパック法や蒸着法等信の方法によって形成され
る膜に較べて良質であるが、製膜速度が上記他の方法の
それに較べて可成り遅いという住産土の問題点を有して
いる。
従来はａ−３ｔ系半導体膜形成のための設備及び操作上
の諸条件は経験的に各装置毎に決定されていて、操作条
件を制御しながら速いＭ膜速で製膜しようとする試みは
未だ成功するに至っていない。
の諸条件は経験的に各装置毎に決定されていて、操作条
件を制御しながら速いＭ膜速で製膜しようとする試みは
未だ成功するに至っていない。
そのため、装置に拘束されることなく、速い製膜速度が
得られるａ−３ｉ膜形成の操作方法の開発が望まれてい
た。
得られるａ−３ｉ膜形成の操作方法の開発が望まれてい
た。
３、発明の目的
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであって、製
膜速度に大きな影響を持つ操作条件を制御して迷い製膜
速度でａ−３ｉ系半導体膜を形成する方法を提供するこ
とを目的としている。
膜速度に大きな影響を持つ操作条件を制御して迷い製膜
速度でａ−３ｉ系半導体膜を形成する方法を提供するこ
とを目的としている。
グロー放電分解方法に於いて、反応室内圧力と前記グロ
ー放電発生用の電極間距離との積を所定の値に設定する
ことを特徴とするグロー放電分解方法に係る。
ー放電発生用の電極間距離との積を所定の値に設定する
ことを特徴とするグロー放電分解方法に係る。
５、実施例
遺」１凡−」−
第１図に示したグロー放電装置５１を使用し、排気口５
８に接続する図示しない真空ポンプを作動させで真空槽
５２内を排気した。次にボンベ６２からのＳｉ馬ガス供
給量を１００ｃｃ／ｌｌｌ１ｎに、ボンベ６５からのＡ
ｒガス供給量を２００ ｃｃ／ｌ１ｌｉｎに、高周波電
源５６からの高周波供給電力（周波数１３．５６ＭＩＬ
ｚ）を１００ Ｗに採り、電極間距離ｌを２．３．５０
Ｉ１１とし拮気口５８と真空ポンプとの間に設けたバタ
フライバルブ５９を調節して真空槽５２内の圧力、即ち
反応圧Ｐを０．３〜１．５Ｔｏｒｒに変化させて一方の
電極である基板４１表面にａ−３ｉ膜を形成し、膜厚と
膜形成時間とから製膜速度をめた。この例では不純物ガ
スは使用していない。
８に接続する図示しない真空ポンプを作動させで真空槽
５２内を排気した。次にボンベ６２からのＳｉ馬ガス供
給量を１００ｃｃ／ｌｌｌ１ｎに、ボンベ６５からのＡ
ｒガス供給量を２００ ｃｃ／ｌ１ｌｉｎに、高周波電
源５６からの高周波供給電力（周波数１３．５６ＭＩＬ
ｚ）を１００ Ｗに採り、電極間距離ｌを２．３．５０
Ｉ１１とし拮気口５８と真空ポンプとの間に設けたバタ
フライバルブ５９を調節して真空槽５２内の圧力、即ち
反応圧Ｐを０．３〜１．５Ｔｏｒｒに変化させて一方の
電極である基板４１表面にａ−３ｉ膜を形成し、膜厚と
膜形成時間とから製膜速度をめた。この例では不純物ガ
スは使用していない。
真空槽５２の底部には拡大された内径を有する排気室５
４が設けてあって、真空槽５２の排気側の内容積を大き
くし、内部の圧力を所定の圧力とするように内部に導入
された上記反応ガスを排気口５８から外部に吸引するに
当って、均一な吸引がなされるようにしである。
４が設けてあって、真空槽５２の排気側の内容積を大き
くし、内部の圧力を所定の圧力とするように内部に導入
された上記反応ガスを排気口５８から外部に吸引するに
当って、均一な吸引がなされるようにしである。
結果は第２図に示す通りである。同図から解るように、
電極間距離βの小さい方が製膜速度の極大値が高圧側に
ある。そこで、反応圧Ｐと電極間距離ｌとの積Ｐ−ｌと
製膜速度との関係をめると、第３図に示す関係が得られ
る。
電極間距離βの小さい方が製膜速度の極大値が高圧側に
ある。そこで、反応圧Ｐと電極間距離ｌとの積Ｐ−ｌと
製膜速度との関係をめると、第３図に示す関係が得られ
る。
第３図に見られるように、製膜速度の極大値を示すＰ−
βの値は、電極間距離βが２ｃｍの場合は１．５Ｔｏｒ
ｒ−ｃｍに、ｌが３ｃＩｎの場合は２．０Ｔｏｒｒ −
ｃｍにあり、両者の差異は第２図に示した上記極大値を
示す反応圧Ｐの値の差異（１，ＯＴｏｒｒと０．５Ｔｏ
ｒｒとの差異）に較べて比率の上で可成り小さくなって
いる。このことから、Ｐ−／と製膜速度とは密接な関係
にあることが理解できる。
βの値は、電極間距離βが２ｃｍの場合は１．５Ｔｏｒ
ｒ−ｃｍに、ｌが３ｃＩｎの場合は２．０Ｔｏｒｒ −
ｃｍにあり、両者の差異は第２図に示した上記極大値を
示す反応圧Ｐの値の差異（１，ＯＴｏｒｒと０．５Ｔｏ
ｒｒとの差異）に較べて比率の上で可成り小さくなって
いる。このことから、Ｐ−／と製膜速度とは密接な関係
にあることが理解できる。
ズＪ１舛−」ユ
前記実施例１に於けると同様にして、水素化シリコンガ
スとしてＳ ｉ Ｈ６ガス５０ｃｃ／ｍｒｎ ％ Ｓ
ｊ Ｆ４ガス５Ｑｃｃ／ｌｌ１ｉｎ 、キャリアガスと
してＡ「ガス２００ ｃｃ／Ｉｎ１ｎを装置内に導入し
、高周波供給電力を１００ Ｗ、電極間圧ｇｕｚを２．
３ｃｍに採り、基体表面にａ−３＋膜を形成して反応圧
Ｐと電極間圧Ｎβとの積Ｐｉと製膜速度との関係をめた
。
スとしてＳ ｉ Ｈ６ガス５０ｃｃ／ｍｒｎ ％ Ｓ
ｊ Ｆ４ガス５Ｑｃｃ／ｌｌ１ｉｎ 、キャリアガスと
してＡ「ガス２００ ｃｃ／Ｉｎ１ｎを装置内に導入し
、高周波供給電力を１００ Ｗ、電極間圧ｇｕｚを２．
３ｃｍに採り、基体表面にａ−３＋膜を形成して反応圧
Ｐと電極間圧Ｎβとの積Ｐｉと製膜速度との関係をめた
。
結果は第４図に示す通りである。この例でば装膜速度の
極大値を示すＰ−βの値は、電極間距離ｌが２ｃ１１の
場合は２．５Ｔｏｒｒ−ｃｓｎ、ｉが３ｃ１１の場合は
２．０Ｔｏｒｒ −ｃｓにある。
極大値を示すＰ−βの値は、電極間距離ｌが２ｃ１１の
場合は２．５Ｔｏｒｒ−ｃｓｎ、ｉが３ｃ１１の場合は
２．０Ｔｏｒｒ −ｃｓにある。
実見拠−１
前記実施例１に於けると同様にして、水素化シリコンガ
スとしてＳ ｉ １４ガス２０ｃｃ／ｍｉｎ、不純物ガ
スとしてＣＨ４ガス２Ｑｃｃ／ｗｉｎ 、キャリアガス
としてＡｒガス４０ｃｃ／ｗｉｎを装置内に導入し、高
周波供給電力をＬＯＷに、電極間圧ｌ１ｌｌｌを０．６
〜３．４ ｃｍに採り、基体表面にａ−３ｉＣ膜を形成
して反応圧Ｐと電極間圧１ｉ１１ｔ ｌｌとの積Ｐ−Ｊ
と製膜速度との関係を反応圧Ｐ毎にめた。
スとしてＳ ｉ １４ガス２０ｃｃ／ｍｉｎ、不純物ガ
スとしてＣＨ４ガス２Ｑｃｃ／ｗｉｎ 、キャリアガス
としてＡｒガス４０ｃｃ／ｗｉｎを装置内に導入し、高
周波供給電力をＬＯＷに、電極間圧ｌ１ｌｌｌを０．６
〜３．４ ｃｍに採り、基体表面にａ−３ｉＣ膜を形成
して反応圧Ｐと電極間圧１ｉ１１ｔ ｌｌとの積Ｐ−Ｊ
と製膜速度との関係を反応圧Ｐ毎にめた。
結果は第５図に示す通りである。この例では反応圧Ｐが
高くなる程製膜速度の極大値が上昇し、製膜速度の極大
値を示すＰ−βの値は、反応圧Ｐが０．５Ｔｏｒｒの場
合は１．２Ｔｏｒｒ −ｃｓの附近に、反応圧Ｐが１
、０Ｔｏｒｒ及び１．５Ｔｏｒｒの場合はいずれも１．
５ Ｔｏｒｒ−ｃ＋ａにある。
高くなる程製膜速度の極大値が上昇し、製膜速度の極大
値を示すＰ−βの値は、反応圧Ｐが０．５Ｔｏｒｒの場
合は１．２Ｔｏｒｒ −ｃｓの附近に、反応圧Ｐが１
、０Ｔｏｒｒ及び１．５Ｔｏｒｒの場合はいずれも１．
５ Ｔｏｒｒ−ｃ＋ａにある。
実施例１〜３に於ける上記結果から解るように、速い製
膜速度が得られるＰｉの範囲、即ちＰｉの好ましい範囲
は、操作条件によって若干変化するものの、０．５〜５
．０Ｔｏｒｒ −国にあり、更に好ましい範囲は１．０
〜４．ＱＴｏｒｒ −印である。更には、１．０〜３．
５Ｔｏｒｒ −ａｍ、特に好ましくは１．２〜２．５Ｔ
ｏｒｒ−ｃＩｌｌにすると、弗素に迷い製膜速度が得ら
れることが明らかである。このことがら、■）・ｌを適
当な値に設定して操作することにより、速い速度でａ−
３ｉ系半導体膜を形成できることが解る。
膜速度が得られるＰｉの範囲、即ちＰｉの好ましい範囲
は、操作条件によって若干変化するものの、０．５〜５
．０Ｔｏｒｒ −国にあり、更に好ましい範囲は１．０
〜４．ＱＴｏｒｒ −印である。更には、１．０〜３．
５Ｔｏｒｒ −ａｍ、特に好ましくは１．２〜２．５Ｔ
ｏｒｒ−ｃＩｌｌにすると、弗素に迷い製膜速度が得ら
れることが明らかである。このことがら、■）・ｌを適
当な値に設定して操作することにより、速い速度でａ−
３ｉ系半導体膜を形成できることが解る。
以上の結果は次のように考察できる。
Ｓ ｉ Ｈ４のグロー放電分解によるａ−３ｉ膜の形成
は、 Ｓ ｉ Ｈ４＋ ｅ （高速） →Ｓ ｉ Ｈ４＋ ｅ
（低速）（１）によってＳｉ４が励起され、励起され
たＳｓＨ，は、４ Ｓ ｉ Ｈニーｓ ｉ’ ＋ Ｓ
ｉ Ｈ’＋ Ｓ ｔ Ｈ：＋ Ｓ ｉ ＜＋ ＜（２１
のように分解し、化成したＳｌが基体表面に堆積してａ
−３ｔ膜を形成するものと考えられる。
は、 Ｓ ｉ Ｈ４＋ ｅ （高速） →Ｓ ｉ Ｈ４＋ ｅ
（低速）（１）によってＳｉ４が励起され、励起され
たＳｓＨ，は、４ Ｓ ｉ Ｈニーｓ ｉ’ ＋ Ｓ
ｉ Ｈ’＋ Ｓ ｔ Ｈ：＋ Ｓ ｉ ＜＋ ＜（２１
のように分解し、化成したＳｌが基体表面に堆積してａ
−３ｔ膜を形成するものと考えられる。
但し、ｅは電子、＊は励起された状態を表わす。
上記の反応の進行速度はｅ（高速）、即ちグロー放電分
解によって生ずる電子のエネルギーに左右されることが
理解されよう。
解によって生ずる電子のエネルギーに左右されることが
理解されよう。
ａ−３ｔ膜の製膜速度は（１１、（２）式の反応速度に
、従ってグロー放電分解によって生ずる電子のエネルギ
ーに左右されることになる。
、従ってグロー放電分解によって生ずる電子のエネルギ
ーに左右されることになる。
電子が電解より受けるエネルギーＷｅの目安として次式
が知られている。
が知られている。
但し、ｅ：電子の電荷
■
Ｅ：電界強度（Ｅ ＝ −）
λｅ：電子の自由行程（λｅｏｃｌ／Ｐ）■＝電極間の
電位 Ｐ：反応圧 ７！：電極間距離 Ｐｗ：高周波供給電力 Ｚ：装置のインピーダンス である。
電位 Ｐ：反応圧 ７！：電極間距離 Ｐｗ：高周波供給電力 Ｚ：装置のインピーダンス である。
（３）式から、一定の装置を使用し、高周波供給電力Ｐ
ｗを一定にし、かつ、Ｐ−ｌを一定に保つことは、電子
が電界より受けるエネルギーを一定に保つことを意味す
るものと理解される。
ｗを一定にし、かつ、Ｐ−ｌを一定に保つことは、電子
が電界より受けるエネルギーを一定に保つことを意味す
るものと理解される。
なお、製膜速度は装置内へのＳ ｉ Ｈ％（ＳｉＦ４等
も同様）ガス供給量によって変化することが（１）、（
２）式から、製膜速度の極大値を示すｐ−ｘの値は、高
周波供給電力の設定値によっても、また、装置のインピ
ーダンスによっても、即ち使用する装置によっても若干
変化することが（３）式から理解できる。
も同様）ガス供給量によって変化することが（１）、（
２）式から、製膜速度の極大値を示すｐ−ｘの値は、高
周波供給電力の設定値によっても、また、装置のインピ
ーダンスによっても、即ち使用する装置によっても若干
変化することが（３）式から理解できる。
前記実施例では、いずれも一方の電極を円筒状とし、円
筒状基体を他方の電極としているが、例えば２枚の平板
状の電極を互に対向して配置し、この対向位置に接近し
て基体を位置させて、この基体表面にａ−３ｉ系半導体
膜を形成することもできる。
筒状基体を他方の電極としているが、例えば２枚の平板
状の電極を互に対向して配置し、この対向位置に接近し
て基体を位置させて、この基体表面にａ−３ｉ系半導体
膜を形成することもできる。
次に、本発明の方法に自動制御を適用してａ−３ｉ系半
導体膜を形成する例について述べる。ここでは電極間圧
ｉｌｌを一定とし、所定のＰ−／値となるように反応圧
Ｐを設定する。
導体膜を形成する例について述べる。ここでは電極間圧
ｉｌｌを一定とし、所定のＰ−／値となるように反応圧
Ｐを設定する。
叉蓋何（
第６図は使用した装置全体の概要を示し、５１は第１図
に示したと同様のプラズマＣＶＤ装置であって、装置５
１内の反応圧を圧力センサー部１０１で検知し、得られ
た情報を電気信号によって制御部９１に伝乞、圧力調整
部６１が制御部１０１から受ける信号によって装置５１
内の反応圧を調整する方式としている。
に示したと同様のプラズマＣＶＤ装置であって、装置５
１内の反応圧を圧力センサー部１０１で検知し、得られ
た情報を電気信号によって制御部９１に伝乞、圧力調整
部６１が制御部１０１から受ける信号によって装置５１
内の反応圧を調整する方式としている。
プラズマＣＶＤ装置５１の真空槽５２内では、ドラム状
の基板４１が垂直に回転可能にセットされ、ヒーター５
５で基板４１を内側から所定温度に加熱し得るようにな
っている。基板４１に対向してその周囲に、ガス導入口
５３付きの円筒状高周波電極５７が配され、基板４１を
これに対向する電極とし、両者の間に高周波電源５６に
よりグロー放電が生ぜしめられる。なお、図中の６２は
水素化シリコンガスであるＳｉＩ＋＋の供給源、６５は
八「等のキャリアガス供給源、６６は不純物ガス（例え
ばＢｊ Ｈ＆またはＰ Ｈ，）供給源、６７は各流量計
である。このグロー放電装置において、まず支持体であ
る例えば／ｌ基板４１の表面を清浄化した後に真空槽５
２内に配置し、皿６ 空槽５２内のガス圧がｌ０Ｔｏｒｒとなるように調節し
て排気し、かつ基板４１を所定温度、特に１００〜３５
０℃（望ましくは１５０〜３００℃）に加熱保持する。
の基板４１が垂直に回転可能にセットされ、ヒーター５
５で基板４１を内側から所定温度に加熱し得るようにな
っている。基板４１に対向してその周囲に、ガス導入口
５３付きの円筒状高周波電極５７が配され、基板４１を
これに対向する電極とし、両者の間に高周波電源５６に
よりグロー放電が生ぜしめられる。なお、図中の６２は
水素化シリコンガスであるＳｉＩ＋＋の供給源、６５は
八「等のキャリアガス供給源、６６は不純物ガス（例え
ばＢｊ Ｈ＆またはＰ Ｈ，）供給源、６７は各流量計
である。このグロー放電装置において、まず支持体であ
る例えば／ｌ基板４１の表面を清浄化した後に真空槽５
２内に配置し、皿６ 空槽５２内のガス圧がｌ０Ｔｏｒｒとなるように調節し
て排気し、かつ基板４１を所定温度、特に１００〜３５
０℃（望ましくは１５０〜３００℃）に加熱保持する。
次いで、高純度の不活性ガスをキャリアガスとして、Ｓ
ｉＨ４若しくはＳ ｉ Ｆ４ガス、並びに必要とあれば
不純物ガスとしてＣｌ−１４，ＢｚＨ６等を適宜ガス混
合室６９を経由して真空槽５２内に導入し、所定の反応
圧下で高周波電源５６により高周波電圧を印加する。
ｉＨ４若しくはＳ ｉ Ｆ４ガス、並びに必要とあれば
不純物ガスとしてＣｌ−１４，ＢｚＨ６等を適宜ガス混
合室６９を経由して真空槽５２内に導入し、所定の反応
圧下で高周波電源５６により高周波電圧を印加する。
上記高周波電圧の印加によって、上記反応ガスを電極５
７と基板４１との間でグロー放電分解し、前記（１１、
（２）式に基いてａ−３ｔを基板４１裏面に堆積させる
。
７と基板４１との間でグロー放電分解し、前記（１１、
（２）式に基いてａ−３ｔを基板４１裏面に堆積させる
。
排気口５８と図示しない真空ポンプとの間には、圧力セ
ンサー１０２とこれに接続する増幅器１０３とからなる
センサー部１０１と、バタフライバルブ５９とこれに内
蔵された調整板５９ａとからなる圧力調整部６１とが設
けられている。
ンサー１０２とこれに接続する増幅器１０３とからなる
センサー部１０１と、バタフライバルブ５９とこれに内
蔵された調整板５９ａとからなる圧力調整部６１とが設
けられている。
センサー部１０１では圧力センサー１０２が真空槽５２
内の圧力（反応圧）を検出し、これを電気信号に変えて
増幅器１０３に伝え、増幅された信号は制御部９１内の
比較制御回路９２に送られる。比較制御回路９２はこの
信号と設定電圧９３とを受けて圧力調整部６１内のバル
ブ駆動手段５９ｂを駆動させ、バタフライバルブ５９内
の調整板５９ａを回動させて真空槽５２内の反応圧を設
定された圧力に保持する。
内の圧力（反応圧）を検出し、これを電気信号に変えて
増幅器１０３に伝え、増幅された信号は制御部９１内の
比較制御回路９２に送られる。比較制御回路９２はこの
信号と設定電圧９３とを受けて圧力調整部６１内のバル
ブ駆動手段５９ｂを駆動させ、バタフライバルブ５９内
の調整板５９ａを回動させて真空槽５２内の反応圧を設
定された圧力に保持する。
圧力センサー１０２で検出した真空槽５２内の反応圧及
びバルブ駆動手段５９ｂの作動は、２ペン記録計９４ａ
に記録される。
びバルブ駆動手段５９ｂの作動は、２ペン記録計９４ａ
に記録される。
このようにして反応圧Ｐは所定の値に保持され、前記Ｐ
−β値が所定の値に保持されるよう制御される。
−β値が所定の値に保持されるよう制御される。
なお、センサー部６１は排気口５８の手前、即ち、真空
４ｗ５２の本体に直接接続して設けても良い。
４ｗ５２の本体に直接接続して設けても良い。
１施拠工
この例は前記（２）式で生成する例りばＳｉｆは活性種
であり、かつ、発光性である（即ち、発光種である）こ
とを利用し、プラズマＣＶＤ装置内に一定の比率の例え
ばＳ ｉ １％ガスを導入し、装置内を一定の圧力とし
た場合は、装置内雰囲気中のＳｉｆの量は一定であると
ころから、５ｉｔＯ量をその発光強度から光学的に検出
し、装置内の圧力（反応圧）をこの検出量によって制御
する例である。
であり、かつ、発光性である（即ち、発光種である）こ
とを利用し、プラズマＣＶＤ装置内に一定の比率の例え
ばＳ ｉ １％ガスを導入し、装置内を一定の圧力とし
た場合は、装置内雰囲気中のＳｉｆの量は一定であると
ころから、５ｉｔＯ量をその発光強度から光学的に検出
し、装置内の圧力（反応圧）をこの検出量によって制御
する例である。
装置全体の概要は第７図に示す通りであって、第６図に
示した前記実施例４で使用した装置の圧力センサー部１
０１に替えて発光強度センサー部８１が設けである。
示した前記実施例４で使用した装置の圧力センサー部１
０１に替えて発光強度センサー部８１が設けである。
発光強度セン号一部８１は次のようにしてＳ ｉ Ｈ’
の発光強度を一電気信号に変えて制御部９１に送る。
の発光強度を一電気信号に変えて制御部９１に送る。
真空槽５２内でＳｉｆが発する光を石英管８２内端部近
くに設けられた凹面鏡８３、光チヨ・ツバ８４を介して
分光器８５に導く。真空槽５２と石英管８２との間のガ
スのシールはガラス製蓋８２ａによってなされる。
くに設けられた凹面鏡８３、光チヨ・ツバ８４を介して
分光器８５に導く。真空槽５２と石英管８２との間のガ
スのシールはガラス製蓋８２ａによってなされる。
分光器８５に後続して設けられた光電子倍増管Ｂ６は、
分光器８５によって５ｉｆ４’の発する光の波長である
４１４ ｎｍ波長について発光強度を検出し、光電子倍
増管８６に接続するロックイン増幅器８７はこの発光強
度に対応した電気信号を増幅して制御部９１内の比較制
御回路９２に導く。
分光器８５によって５ｉｆ４’の発する光の波長である
４１４ ｎｍ波長について発光強度を検出し、光電子倍
増管８６に接続するロックイン増幅器８７はこの発光強
度に対応した電気信号を増幅して制御部９１内の比較制
御回路９２に導く。
比較制御回路９２は前記実施例４に於けると同様にして
この信号と設定電圧９３とを受りて圧力調整部６１内の
バルブ駆動手段５９ｂを駆動させ、バタフライバルブ５
９内の調整板５９ａを回動させて真空槽５２内の反応圧
を設定された圧力に保持する。
この信号と設定電圧９３とを受りて圧力調整部６１内の
バルブ駆動手段５９ｂを駆動させ、バタフライバルブ５
９内の調整板５９ａを回動させて真空槽５２内の反応圧
を設定された圧力に保持する。
発光強度はロックイン増幅器８７からの信号によって、
バルブ駆動手段５９ｂの作動はバルブ駆動手段５９ｂか
らの信号によって、真空槽５２内の圧力は圧力センサー
１０４からの信号によって３ペン記録計９４ｂに夫々記
録される。
バルブ駆動手段５９ｂの作動はバルブ駆動手段５９ｂか
らの信号によって、真空槽５２内の圧力は圧力センサー
１０４からの信号によって３ペン記録計９４ｂに夫々記
録される。
この例では直接ａ−３ｉ膜の形成源である真空槽内の雰
囲気を分析して制御しているので、−Ｎ密度の高い制御
が期待できる。
囲気を分析して制御しているので、−Ｎ密度の高い制御
が期待できる。
なお、上記実施例ではいずれもａ−３ｔ膜形成について
説明したが、本発明の方法はガス供給源を変更または追
加して設けることにより、ａ−３ｔ膜以外のアモルファ
ス半導体膜、例えばアモルファス炭化珪素膜、アモルフ
ァス窒化珪素膜、アモルファス酸化珪！ 膜、アモルフ
ァスゲルマニウム膜等々、他のアモルファス半導体膜の
形成にも適用できることは言う迄もなく、更に鉄カルボ
ニル化合物またば弗素含有モノマーガスをグロー放電分
解して行う前者によるアモルファス鉄膜または後者によ
る弗素樹脂膜の形成にも適用可能である。
説明したが、本発明の方法はガス供給源を変更または追
加して設けることにより、ａ−３ｔ膜以外のアモルファ
ス半導体膜、例えばアモルファス炭化珪素膜、アモルフ
ァス窒化珪素膜、アモルファス酸化珪！ 膜、アモルフ
ァスゲルマニウム膜等々、他のアモルファス半導体膜の
形成にも適用できることは言う迄もなく、更に鉄カルボ
ニル化合物またば弗素含有モノマーガスをグロー放電分
解して行う前者によるアモルファス鉄膜または後者によ
る弗素樹脂膜の形成にも適用可能である。
６、発明の詳細
な説明したように、本発明の方法によるときは、グロー
放電分解の反応圧と電極間距離との積を所定の値に設定
して行うので、迷い製膜速度でａ−Ｓｉ系半導体膜を形
成でき、高い生産性で製膜できる。
放電分解の反応圧と電極間距離との積を所定の値に設定
して行うので、迷い製膜速度でａ−Ｓｉ系半導体膜を形
成でき、高い生産性で製膜できる。
第１図はグロー放電分解装置の概略断面図、第２図は反
応圧と製膜速度との関係を示すグラフ、第３図、第４図
及び第５図は反応圧と電極間距離との積と、Ｍ膜速度と
の関係を示すグラフ、第６図は反応圧による自動制御を
本発明に適用した例を示すブロック図、 第７図は反応ガス組成による自動制御を本発明に適用し
た例を示すブロック図である。 なお、図面に示された符号に於いて、 ４１・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・基板５１・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・グロー放電分解装置５２・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・真空槽５３・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・電極５５・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ヒーター
５６・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・高周波電源５９・・・・・・・・・・・・・・・・旧
・・・・・バタフライバルブ６２．６５．６６・・・・
・・・・・・・・ガス供給源８１・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・発光強度センサー部９１
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・制
御部１０１・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・圧力センサー部である。 代理人 弁理士 逢 坂 宏（他１名）第４図 ｐ−１（Ｔｏｒｒ−ｃｍ） 第５図 Ｐ−Ｑ （Ｔｏｒｒ・ｃｍ）
応圧と製膜速度との関係を示すグラフ、第３図、第４図
及び第５図は反応圧と電極間距離との積と、Ｍ膜速度と
の関係を示すグラフ、第６図は反応圧による自動制御を
本発明に適用した例を示すブロック図、 第７図は反応ガス組成による自動制御を本発明に適用し
た例を示すブロック図である。 なお、図面に示された符号に於いて、 ４１・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・基板５１・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・グロー放電分解装置５２・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・真空槽５３・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・電極５５・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ヒーター
５６・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・高周波電源５９・・・・・・・・・・・・・・・・旧
・・・・・バタフライバルブ６２．６５．６６・・・・
・・・・・・・・ガス供給源８１・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・発光強度センサー部９１
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・制
御部１０１・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・圧力センサー部である。 代理人 弁理士 逢 坂 宏（他１名）第４図 ｐ−１（Ｔｏｒｒ−ｃｍ） 第５図 Ｐ−Ｑ （Ｔｏｒｒ・ｃｍ）
Claims (1)
- １、反応ガスをグロー放電分解させるグロー放電分解方
法に於いて、反応室内圧力と前記グロー放電発生用の電
極間距離との積を所定の値に設定することを特徴とする
グロー放電分解方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4448284A JPS60190563A (ja) | 1984-03-08 | 1984-03-08 | グロ−放電分解方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4448284A JPS60190563A (ja) | 1984-03-08 | 1984-03-08 | グロ−放電分解方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60190563A true JPS60190563A (ja) | 1985-09-28 |
Family
ID=12692756
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4448284A Pending JPS60190563A (ja) | 1984-03-08 | 1984-03-08 | グロ−放電分解方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60190563A (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5868958A (ja) * | 1981-10-21 | 1983-04-25 | Toshiba Corp | リ−ドフレ−ム |
| JPS58190811A (ja) * | 1982-04-26 | 1983-11-07 | Fujitsu Ltd | アモルフアス水素化シリコン光導電膜の製造法 |
| JPS5917556A (ja) * | 1982-07-22 | 1984-01-28 | Seiko Epson Corp | 非晶質感光ドラム製造装置 |
-
1984
- 1984-03-08 JP JP4448284A patent/JPS60190563A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5868958A (ja) * | 1981-10-21 | 1983-04-25 | Toshiba Corp | リ−ドフレ−ム |
| JPS58190811A (ja) * | 1982-04-26 | 1983-11-07 | Fujitsu Ltd | アモルフアス水素化シリコン光導電膜の製造法 |
| JPS5917556A (ja) * | 1982-07-22 | 1984-01-28 | Seiko Epson Corp | 非晶質感光ドラム製造装置 |
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