JPS60234973A - 窒化けい素薄膜の製造方法 - Google Patents
窒化けい素薄膜の製造方法Info
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- JPS60234973A JPS60234973A JP9046484A JP9046484A JPS60234973A JP S60234973 A JPS60234973 A JP S60234973A JP 9046484 A JP9046484 A JP 9046484A JP 9046484 A JP9046484 A JP 9046484A JP S60234973 A JPS60234973 A JP S60234973A
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- Japan
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- silicon nitride
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- thin film
- nitrogen gas
- plasma
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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
- C23C16/22—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
- C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
- C23C16/34—Nitrides
- C23C16/345—Silicon nitride
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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】
（発明の目的］
本発明は窒化けい素薄膜の製造方法、特には表面に窒化
けい素を薄膜状に被覆した各種電子材料基材の製造方法
に関するものである。
けい素を薄膜状に被覆した各種電子材料基材の製造方法
に関するものである。
（従来の技術）
近年、太陽電池などの開発を目的として炭化けい素と共
に窒化けい素薄膜についての研究も進められているが、
この窒化けい素についてはその薄膜中に水素を取り込む
と価電子制御ができるし、この薄膜は耐熱性、高透過性
という特性をもっているので１．１！子写真の感光材料
、デバイスなどへの応用などが進められている。
に窒化けい素薄膜についての研究も進められているが、
この窒化けい素についてはその薄膜中に水素を取り込む
と価電子制御ができるし、この薄膜は耐熱性、高透過性
という特性をもっているので１．１！子写真の感光材料
、デバイスなどへの応用などが進められている。
他方、この窒化けい素の製造についてはモノシラン（８
１Ｈ４）と無水アンモニヤ（ＮＨ，）またはモノシラン
と窒素ガスとのグロー放電分解反応ｌ二よる方法が一般
的とされているが、この方法にはモノシランが易反応性
で自然発火性をもつものであるため取扱いが危険である
という欠点があるほか、排気−処理設備などに多大の費
用を要するという経済的な不利がある。
１Ｈ４）と無水アンモニヤ（ＮＨ，）またはモノシラン
と窒素ガスとのグロー放電分解反応ｌ二よる方法が一般
的とされているが、この方法にはモノシランが易反応性
で自然発火性をもつものであるため取扱いが危険である
という欠点があるほか、排気−処理設備などに多大の費
用を要するという経済的な不利がある。
（発明の構成）
本発明はこのような不利を解決した炭化けい素簿膜の製
造方法に関するものであり、これは一般式（ＯＨ８）ａ
８ｉｂＨ０に＼ｌ：１＜ｂ＜４．２ｂ＋１≧ａ＞１．２
ｂ＋１≧Ｏ＞１、ａ＋ｃ＝２ｂ＋２）で示されるメチル
ハイドロジエンポリシラン類の少なくとも１種と窒素ガ
スとを反応させ、生成した窒素けい素を基体上に薄膜上
に堆積させることを特徴とするものである。
造方法に関するものであり、これは一般式（ＯＨ８）ａ
８ｉｂＨ０に＼ｌ：１＜ｂ＜４．２ｂ＋１≧ａ＞１．２
ｂ＋１≧Ｏ＞１、ａ＋ｃ＝２ｂ＋２）で示されるメチル
ハイドロジエンポリシラン類の少なくとも１種と窒素ガ
スとを反応させ、生成した窒素けい素を基体上に薄膜上
に堆積させることを特徴とするものである。
すなわち１本発明者らは原料の取扱いについて安全性が
保たれ、かつ経済的にも有利な原料を使用する窒化けい
素薄膜の製造方法について種々検討した結果、原料ガス
として分子中（ユけい素原子に結合した水素原子（ミＳ
ｉＨ結合）を有するメチルハイドロジエンポリＶラン類
を使用し、これを窒素ガスと反応させれば容易にしかも
経済的に有利に窒化けい素薄膜を得ることができること
を見出すと共に、メチルハイドロジエンポリシラン類と
窒素ガスとの反応をプラズマ気相沈積法（以下ＣＶＤ法
と略記する）で行なわせれば５０〜５００℃のような比
較的低温で窒化けい素を主体とする皮膜を形成させるこ
とができることを確認し、このメチルハイドロジエンポ
リシラン類、基体の種類、反応条件などについての研究
を進めて本発明を完成させた。
保たれ、かつ経済的にも有利な原料を使用する窒化けい
素薄膜の製造方法について種々検討した結果、原料ガス
として分子中（ユけい素原子に結合した水素原子（ミＳ
ｉＨ結合）を有するメチルハイドロジエンポリＶラン類
を使用し、これを窒素ガスと反応させれば容易にしかも
経済的に有利に窒化けい素薄膜を得ることができること
を見出すと共に、メチルハイドロジエンポリシラン類と
窒素ガスとの反応をプラズマ気相沈積法（以下ＣＶＤ法
と略記する）で行なわせれば５０〜５００℃のような比
較的低温で窒化けい素を主体とする皮膜を形成させるこ
とができることを確認し、このメチルハイドロジエンポ
リシラン類、基体の種類、反応条件などについての研究
を進めて本発明を完成させた。
本発明の方法において始発材とされるメチル７、イドロ
ジエ？ポリシラン化合物は一般式（ＯＨｓ）ｑＳｌｂＨ
ｏ で示・され、このａ、ｂ％ｃが１＜ｂ＜４．２ｂ＋
１≧ａン１．２ｂ＋０≧ａ ＞ １、ａ＋Ｃ＝２ｂ＋２
とされるものであればよく、これにはＨＨ（］Ｈ３０Ｈ
，、 ＨＨＨＯＨｓ ＧＨｓ ＯＨｓ などが例示され、これらはその１種または２種以上の混
合物として使用される。なお、このメチルハイドロジエ
ンポリシラン類としてはポリジメチルシランを３５０℃
以上で熱分解して得られるもの、または直接法と呼ばれ
ているメチルクロライドと金属けい素との反応墨二よる
メチルクロロシラン類の合成の際に副生するメチルクロ
ロジシラン類の還元によって得られるものとすることが
よい。
ジエ？ポリシラン化合物は一般式（ＯＨｓ）ｑＳｌｂＨ
ｏ で示・され、このａ、ｂ％ｃが１＜ｂ＜４．２ｂ＋
１≧ａン１．２ｂ＋０≧ａ ＞ １、ａ＋Ｃ＝２ｂ＋２
とされるものであればよく、これにはＨＨ（］Ｈ３０Ｈ
，、 ＨＨＨＯＨｓ ＧＨｓ ＯＨｓ などが例示され、これらはその１種または２種以上の混
合物として使用される。なお、このメチルハイドロジエ
ンポリシラン類としてはポリジメチルシランを３５０℃
以上で熱分解して得られるもの、または直接法と呼ばれ
ているメチルクロライドと金属けい素との反応墨二よる
メチルクロロシラン類の合成の際に副生するメチルクロ
ロジシラン類の還元によって得られるものとすることが
よい。
本発明の方法はこのメチルハイドロジエンポリＶラン類
と窒素ガスとの反応により生成した窒化けい素を基体上
に薄膜として堆積させるものであり、この基体は特に限
定されるものではないが、これには窒化けい累被ｆき物
が″電子材料として好適とされるものであるということ
から、すす、アルミニウムなどの金属または金属箔、炭
素、金属けい素、炭化けい素、窒化けい素、アルミナ、
石英、ガラスなどのセラミック物性さらｇ二はフッ素系
、イミド系、アミド系などの耐熱性プラスチックとする
ことが好ましいものとして例示される。
と窒素ガスとの反応により生成した窒化けい素を基体上
に薄膜として堆積させるものであり、この基体は特に限
定されるものではないが、これには窒化けい累被ｆき物
が″電子材料として好適とされるものであるということ
から、すす、アルミニウムなどの金属または金属箔、炭
素、金属けい素、炭化けい素、窒化けい素、アルミナ、
石英、ガラスなどのセラミック物性さらｇ二はフッ素系
、イミド系、アミド系などの耐熱性プラスチックとする
ことが好ましいものとして例示される。
上記したメチルハイドロジエンポリＶラン類と窒素ガス
との反応は上記した基体を収納した反応室内での７００
〜１．３００℃の加熱反応で実施してもよいが、これは
反応室内を減圧したのちこ＼に上記したメチルハイドロ
ジエンポリＶラン類と窒素ガスを導入し、一定圧力とし
てから高周波電圧を印加して、器内にプラズマを発生さ
せてプラズマＯＶＤ法によって行なうことがよく、この
場合には必要に応じメチルハイドロジエンポリシラン類
をヘリウム、アルゴンなどのキャリヤーガスに伴流させ
て反応器に導入してもよく、このキャリヤーガスの使用
はプラズマの安定化と共に生成する窒化けい素被覆組成
の安定化と物性向上をもたらすという効果を与えるので
好ましいものとされる。
との反応は上記した基体を収納した反応室内での７００
〜１．３００℃の加熱反応で実施してもよいが、これは
反応室内を減圧したのちこ＼に上記したメチルハイドロ
ジエンポリＶラン類と窒素ガスを導入し、一定圧力とし
てから高周波電圧を印加して、器内にプラズマを発生さ
せてプラズマＯＶＤ法によって行なうことがよく、この
場合には必要に応じメチルハイドロジエンポリシラン類
をヘリウム、アルゴンなどのキャリヤーガスに伴流させ
て反応器に導入してもよく、このキャリヤーガスの使用
はプラズマの安定化と共に生成する窒化けい素被覆組成
の安定化と物性向上をもたらすという効果を与えるので
好ましいものとされる。
このプラズマを発生させるには、反応装置内を１０トル
以下、好ましくは０．０５〜ｌトルのガス圧下としたの
ち、装置内に設けられている電極に１０ＫＨ７，〜１０
０ＭＨ７，、ＩＯＷ 〜１００ＫＷ（７）高周波電力を
印加すればよいが、この電、極は外部電極としてもよい
。また、この装置内には予じめ処理されるべき基体物質
が収納されるが、この基体物質上にプラズマ処理で生成
した窒化けい素を被膜として被着させるためにはこれを
加熱しておくことがよく、これＩ：はたとえば基体物質
を通電加熱するか、あるいはこれをプラズマ発生用のア
ース側電極上に置きこの電極を加熱するようにして、こ
れを５０〜５０ （１℃、さらには１００〜４００℃程
度に保持するようにすればよい。
以下、好ましくは０．０５〜ｌトルのガス圧下としたの
ち、装置内に設けられている電極に１０ＫＨ７，〜１０
０ＭＨ７，、ＩＯＷ 〜１００ＫＷ（７）高周波電力を
印加すればよいが、この電、極は外部電極としてもよい
。また、この装置内には予じめ処理されるべき基体物質
が収納されるが、この基体物質上にプラズマ処理で生成
した窒化けい素を被膜として被着させるためにはこれを
加熱しておくことがよく、これＩ：はたとえば基体物質
を通電加熱するか、あるいはこれをプラズマ発生用のア
ース側電極上に置きこの電極を加熱するようにして、こ
れを５０〜５０ （１℃、さらには１００〜４００℃程
度に保持するようにすればよい。
上記した本発明の方法で処理された基体物質は、その表
面にメチルハイドロジエンポリシラン類と窒素ガスとの
反応により生成した窒化けい素が薄膜状に被着されるが
、これによればこの反応系（二導入されるメチルハイド
ロジエンポリシラン類の種類、量、窒素ガスとの混合比
、キャリヤーガスの種類、濃度、およびプラズマ発生条
件などを適宜選択すれば一定の組成をもつ窒化けい素被
膜を安定して得ることができるという有利性が与えられ
る。なお、この場合における基体の加熱温度、窒化けい
素薄膜の膜厚はこのようにして得られた窒化けい素被伊
物の使用目的によって定めればよく、例えばルツボ用と
するためには厚さを５０〜２０μｍとすればよい。
面にメチルハイドロジエンポリシラン類と窒素ガスとの
反応により生成した窒化けい素が薄膜状に被着されるが
、これによればこの反応系（二導入されるメチルハイド
ロジエンポリシラン類の種類、量、窒素ガスとの混合比
、キャリヤーガスの種類、濃度、およびプラズマ発生条
件などを適宜選択すれば一定の組成をもつ窒化けい素被
膜を安定して得ることができるという有利性が与えられ
る。なお、この場合における基体の加熱温度、窒化けい
素薄膜の膜厚はこのようにして得られた窒化けい素被伊
物の使用目的によって定めればよく、例えばルツボ用と
するためには厚さを５０〜２０μｍとすればよい。
これを要するに本発明の方法は各種基体上にメチルハイ
ドロジエンポリシラン類と窒素ガスとの反応、特にはプ
ラズマＯＶＤ法で生成させた窒化けい素を薄膜上に堆積
させるものであり、これによれば耐熱性、耐熱衝撃性、
耐蝕性、耐摩耗性のすぐれた基体を容易に、かつ経済的
に有利に得ることができ、特にプラズマＯＶＤ法によれ
ば基材の選択などの制限をなくすことができるという工
業的有利性が与えられる。
ドロジエンポリシラン類と窒素ガスとの反応、特にはプ
ラズマＯＶＤ法で生成させた窒化けい素を薄膜上に堆積
させるものであり、これによれば耐熱性、耐熱衝撃性、
耐蝕性、耐摩耗性のすぐれた基体を容易に、かつ経済的
に有利に得ることができ、特にプラズマＯＶＤ法によれ
ば基材の選択などの制限をなくすことができるという工
業的有利性が与えられる。
つぎに本発明方法の実施例をあげる。
実施例
反応器内のサセプター上に０．０１Ｘ５Ｘ５ｆｆｉ角の
単結晶シリコンウェーハ１を載置し、この器内を真空排
気して内圧を０．０５）ルにした。ついで、ヒーターを
使用してこのシリコンウェーハλを３５０℃に加熱した
のち、この系内にテトラメチルジシラン（（ａＨ３）４
Ｓｉ、Ｈ，）と窒素との１：４モル比の混合ガスを導入
して系内な０．１５）ルに保ち、この電極部ｃ１３．５
６ＭＨ７，，８０Ｗの高周波電力を印加して系内にプラ
ズマを発生させて約６０分間この混合ガスからのプラズ
マＯＶＤ反応をさせたところ、約１μｍの膜厚で被覆さ
れたシリコンウェーハが得られたので、この被膜をＦＴ
−ＩＲで測定したところ、これは窒化けい素の薄膜であ
ることが確認された。
単結晶シリコンウェーハ１を載置し、この器内を真空排
気して内圧を０．０５）ルにした。ついで、ヒーターを
使用してこのシリコンウェーハλを３５０℃に加熱した
のち、この系内にテトラメチルジシラン（（ａＨ３）４
Ｓｉ、Ｈ，）と窒素との１：４モル比の混合ガスを導入
して系内な０．１５）ルに保ち、この電極部ｃ１３．５
６ＭＨ７，，８０Ｗの高周波電力を印加して系内にプラ
ズマを発生させて約６０分間この混合ガスからのプラズ
マＯＶＤ反応をさせたところ、約１μｍの膜厚で被覆さ
れたシリコンウェーハが得られたので、この被膜をＦＴ
−ＩＲで測定したところ、これは窒化けい素の薄膜であ
ることが確認された。
特許出願人 信越化学工業株式会社
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、一般式（ＯＨ，）ａＳｉｂＨｏに＼に１＜１）＜４
．２ｂ＋１≧ａ〉１．２ｂ＋１≧ｏ＞ｉ％ａ＋ｃ＝＝２
に＋＋２）で示されるメチルノ）イドロタエンポリシラ
ン類の少なくとも１種と窒素ガスとを反応させ、生成し
た窒化けい素を基体上に薄膜状に堆積させることを特徴
とする窒化けい素薄膜の製造方法。 ２、 メチルハイドロジエンポリシラン類と窒素ガスと
をプラズマ気相沈積法で反応させる特許請求の範囲第１
項記載の窒化けい素薄膜の製造方法。 ３、基体がガラス、金属、セラミックス、プラスチック
、木材から選択されるものである特許請求の範囲第１項
または第２項記載の窒化けい素薄膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9046484A JPS60234973A (ja) | 1984-05-07 | 1984-05-07 | 窒化けい素薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9046484A JPS60234973A (ja) | 1984-05-07 | 1984-05-07 | 窒化けい素薄膜の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60234973A true JPS60234973A (ja) | 1985-11-21 |
| JPS6324068B2 JPS6324068B2 (ja) | 1988-05-19 |
Family
ID=13999322
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9046484A Granted JPS60234973A (ja) | 1984-05-07 | 1984-05-07 | 窒化けい素薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60234973A (ja) |
-
1984
- 1984-05-07 JP JP9046484A patent/JPS60234973A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6324068B2 (ja) | 1988-05-19 |
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