JPS6028225A - 光気相成長法 - Google Patents
光気相成長法Info
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- JPS6028225A JPS6028225A JP13611883A JP13611883A JPS6028225A JP S6028225 A JPS6028225 A JP S6028225A JP 13611883 A JP13611883 A JP 13611883A JP 13611883 A JP13611883 A JP 13611883A JP S6028225 A JPS6028225 A JP S6028225A
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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、反応ガスに紫外光（ＵＶ光）を照射すること
により中性ラディカルに励起し、低温で気相反応を生じ
させ膜を形成する光気相成長法に関するものである。
により中性ラディカルに励起し、低温で気相反応を生じ
させ膜を形成する光気相成長法に関するものである。
従来、膜を堆積すべき基体が高湿に供することが出来な
い状況のもとで、気相反応により、膜を形成する方法に
、上記の光気相成長法がある。例えば、硅素窒化膜を形
成する場合、シラン（ｓｉｎ４）ガスとアンモニア（Ｎ
Ｈ３）ガスを混合し、低圧水銀ランプの１８５ｍｍ光を
照射し、ＮＨ３ガスを中性ラディカルに励起し、８ｉＨ
＜ガスと反応させ、窒化シリコン（８ｉ ３Ｎ４ ）
の基体上への堆積が行なわれる。この光気相成長法は、
イオン、電子が存在しないため、堆積すべき基体への照
射損傷が全くないという利点を持つ一方、核形成、核成
長核の凝集への刺激が少なく、それ故、緻密性の良い膜
を形成することができない。又、基体への付着力が小さ
いという欠点があった。これらの欠点のため、例えば半
導体、共積回路素子等の保護膜の形成には適用できない
ものであった。
い状況のもとで、気相反応により、膜を形成する方法に
、上記の光気相成長法がある。例えば、硅素窒化膜を形
成する場合、シラン（ｓｉｎ４）ガスとアンモニア（Ｎ
Ｈ３）ガスを混合し、低圧水銀ランプの１８５ｍｍ光を
照射し、ＮＨ３ガスを中性ラディカルに励起し、８ｉＨ
＜ガスと反応させ、窒化シリコン（８ｉ ３Ｎ４ ）
の基体上への堆積が行なわれる。この光気相成長法は、
イオン、電子が存在しないため、堆積すべき基体への照
射損傷が全くないという利点を持つ一方、核形成、核成
長核の凝集への刺激が少なく、それ故、緻密性の良い膜
を形成することができない。又、基体への付着力が小さ
いという欠点があった。これらの欠点のため、例えば半
導体、共積回路素子等の保護膜の形成には適用できない
ものであった。
本発明の目的は、上記欠点を解消し、すなわち、緻密で
、基体への付着力が大きい秀れた堆積膜を形成しうる光
気相成長法を提供することにある。
、基体への付着力が大きい秀れた堆積膜を形成しうる光
気相成長法を提供することにある。
本発明は、反応ガスにｔＪＶ光を照射することにより、
中性ラディカルを励起し、気相反応を生じさせる。光気
相成長法において、別途真空紫外（ＶＵＶ）光源を用い
て反応ガスの僅か一部のみを制御イオン化して膜形成を
行なうことを特徴とする。
中性ラディカルを励起し、気相反応を生じさせる。光気
相成長法において、別途真空紫外（ＶＵＶ）光源を用い
て反応ガスの僅か一部のみを制御イオン化して膜形成を
行なうことを特徴とする。
この僅かに存在するイオンは、核形成時の臨界凝縮圧を
逓減させ、核形成、核成長、核の凝集を促進させる効果
、基体表面における付着原子（分子）の捕獲断面積を増
加させる効果と基体への付着力を増〃口させる効果、さ
らに堆積膜内部の歪を減少させる効果を持つ。それ故、
基体への付着力が大きく、内部歪の少なく、緻密性、均
一性の秀れた膜を形成することが可能となる。
逓減させ、核形成、核成長、核の凝集を促進させる効果
、基体表面における付着原子（分子）の捕獲断面積を増
加させる効果と基体への付着力を増〃口させる効果、さ
らに堆積膜内部の歪を減少させる効果を持つ。それ故、
基体への付着力が大きく、内部歪の少なく、緻密性、均
一性の秀れた膜を形成することが可能となる。
反応ガスの一部をイオン化する方法として、別途ＶＵＶ
光源を用い、静電場を用いてこのイオンに一定量の運動
エネルギーを制御付与することは、付着原子（分子）の
基体表面でのマイグレーション効果を制御促進させ、そ
れ故、一層優れた膜の形成が可能となる。ここで反応ガ
スのイオン化は僅か一部であること、又このイオンに付
与する運動エネルギーを１００ｅＶ以下にすることにょ
）、これらイオンによる基体への照射損傷は全く無視で
きる程度のものになる。すなわち、ＵＶ光を照射し、中
性ラディカルを励起し膜を形成する光気相成長法の利点
を損なうことはない。
光源を用い、静電場を用いてこのイオンに一定量の運動
エネルギーを制御付与することは、付着原子（分子）の
基体表面でのマイグレーション効果を制御促進させ、そ
れ故、一層優れた膜の形成が可能となる。ここで反応ガ
スのイオン化は僅か一部であること、又このイオンに付
与する運動エネルギーを１００ｅＶ以下にすることにょ
）、これらイオンによる基体への照射損傷は全く無視で
きる程度のものになる。すなわち、ＵＶ光を照射し、中
性ラディカルを励起し膜を形成する光気相成長法の利点
を損なうことはない。
次に、本発明を実施例に基づき図面を用いて説明する。
本発明による第１の実施例は反応ガスとしてＳｉＨ４ガ
スとＮＨｓガスを用いて化合物Ｓ ｉ ｚＮａを形成し
た例について記す。この実施例においては、反応性の小
さいＮＨＢガスを主に中性ラディヵルに励起し、ＮＨ３
ガスおよびＳｉＨ４ガスの一部をイオン化して、５１３
Ｎ４膜の形成を行なった。ここで、ＮＨｓガスを効率よ
く中性ラディヵルに励起するのには波長１３Ｑ、ａｍか
ら２１０ｎｒｒ＋＋７）（ＪＶ光を必要とし、イオン化
するためには波長１２０ｎｍ光およびそれ以下のＶＵＶ
光を必要とする。このＶＵＶ光により５ｉＨａ分子もイ
オン化される。第１図において、１０１は、反応ガス（
主にＮＨ３ガス）を中性ラディカルに励起するためのＵ
Ｖ光を発する低圧水銀ランプである。本実施例において
は、低圧水銀発光の１８５ｎｍＵＶ光を透過せしめる様
、低圧水銀ランプの透過窓はシュブラジル石英を用いて
いる。１０２が本発明によるところの反応ガスの極く一
部を制御イオン化するためのＶＬＩＶ光ヲ発−ｊ−ルｌ
ルゴン放電管である。本実施例においては、アルゴン放
電発光による波長１２５ｎｍ以下のＶＵＶ光を透過せし
める様、アルゴン放電管の光透過窓はフッ化リチウムに
よ膜形成している。
スとＮＨｓガスを用いて化合物Ｓ ｉ ｚＮａを形成し
た例について記す。この実施例においては、反応性の小
さいＮＨＢガスを主に中性ラディヵルに励起し、ＮＨ３
ガスおよびＳｉＨ４ガスの一部をイオン化して、５１３
Ｎ４膜の形成を行なった。ここで、ＮＨｓガスを効率よ
く中性ラディヵルに励起するのには波長１３Ｑ、ａｍか
ら２１０ｎｒｒ＋＋７）（ＪＶ光を必要とし、イオン化
するためには波長１２０ｎｍ光およびそれ以下のＶＵＶ
光を必要とする。このＶＵＶ光により５ｉＨａ分子もイ
オン化される。第１図において、１０１は、反応ガス（
主にＮＨ３ガス）を中性ラディカルに励起するためのＵ
Ｖ光を発する低圧水銀ランプである。本実施例において
は、低圧水銀発光の１８５ｎｍＵＶ光を透過せしめる様
、低圧水銀ランプの透過窓はシュブラジル石英を用いて
いる。１０２が本発明によるところの反応ガスの極く一
部を制御イオン化するためのＶＬＩＶ光ヲ発−ｊ−ルｌ
ルゴン放電管である。本実施例においては、アルゴン放
電発光による波長１２５ｎｍ以下のＶＵＶ光を透過せし
める様、アルゴン放電管の光透過窓はフッ化リチウムに
よ膜形成している。
反応ガスの制御イオン化は僅か一部であシ、本実施例に
おいては、波長１２５ｎｍ以下のアルゴン放電発光強度
は波長１８５ｎｍ低圧水銀発光強度の１／１０３である
。さらに、陽極プレート１０３と金属台座１０４の間に
静電場を加えることによシイオン化分子に運動エネルギ
ーを付与して膜形成を行なった。本実施例では１００■
の静電場を用いて膜形成を行なった。
おいては、波長１２５ｎｍ以下のアルゴン放電発光強度
は波長１８５ｎｍ低圧水銀発光強度の１／１０３である
。さらに、陽極プレート１０３と金属台座１０４の間に
静電場を加えることによシイオン化分子に運動エネルギ
ーを付与して膜形成を行なった。本実施例では１００■
の静電場を用いて膜形成を行なった。
次に、本実施例により硅素窒化膜を形成した手順につい
て述べる。基体１０５を金属台座１０４に設置後、バル
ブ１０６を閉じ赤外線ヒーター１０７で基体１０５を設
定温度に加熱しながら充分にセル内を排気する。その後
バルブ１０６を開口し８ｉＨｉガスとＮＨ３ガスを予じ
め１／２０に混合導入し、ＩＴｏｒｒの定常流で安定し
たところで、低圧水銀ランプ１０１の１８５ｎｍＵＶ光
およびアルゴン放電管１０２の１２５ｎｍ以下のＶＵＶ
光を照射し１００■の静電場のもとて膜形成を行なった
。
て述べる。基体１０５を金属台座１０４に設置後、バル
ブ１０６を閉じ赤外線ヒーター１０７で基体１０５を設
定温度に加熱しながら充分にセル内を排気する。その後
バルブ１０６を開口し８ｉＨｉガスとＮＨ３ガスを予じ
め１／２０に混合導入し、ＩＴｏｒｒの定常流で安定し
たところで、低圧水銀ランプ１０１の１８５ｎｍＵＶ光
およびアルゴン放電管１０２の１２５ｎｍ以下のＶＵＶ
光を照射し１００■の静電場のもとて膜形成を行なった
。
以上の様にして形成した硅素窒化膜のＶ質を赤外吸収ス
ペクトル、密度、水素含有量、ＢＨＦに対するエツチン
グ速度から評価し、本発明によるイオンを含まない通常
の光気相成長法による硅素窒化膜と比較したところ、上
記評価において格段に優れた特性を示した。又、半導体
工渠でよく用いられている、ＭＯ８型トランジスタを作
成後、その保護膜としてこの実施例で述べた方法で形成
した硅素窒化膜を用い、そのトランジスタ特性からイオ
ンによる照射損傷を評価したところ、前述した様に全く
無視できるものであった。
ペクトル、密度、水素含有量、ＢＨＦに対するエツチン
グ速度から評価し、本発明によるイオンを含まない通常
の光気相成長法による硅素窒化膜と比較したところ、上
記評価において格段に優れた特性を示した。又、半導体
工渠でよく用いられている、ＭＯ８型トランジスタを作
成後、その保護膜としてこの実施例で述べた方法で形成
した硅素窒化膜を用い、そのトランジスタ特性からイオ
ンによる照射損傷を評価したところ、前述した様に全く
無視できるものであった。
次に反応ガスとして（ＣＨ３） ３１＆を用いて本発明
によシアルミニウム膜を形成した第２の実施例について
述べる。（Ｃ）Ｉ３）３ＡＪｌを中性ラディカルに励起
するのに波長４１０ｎｍのＵＶ光を必要とし、イオン化
するためには波長１４５ｎｍおよびそれ以下のＶＵＶ光
を必要とする。
によシアルミニウム膜を形成した第２の実施例について
述べる。（Ｃ）Ｉ３）３ＡＪｌを中性ラディカルに励起
するのに波長４１０ｎｍのＵＶ光を必要とし、イオン化
するためには波長１４５ｎｍおよびそれ以下のＶＵＶ光
を必要とする。
第２図は第２の実施例を説明するだめの装置図である。
第２の実施例においては、波長４ＱＱｎｍ領域に大きい
ＵＶ発光をもつキセノンランプ２０１を使用して（ＣＨ
３） ３ＡＡガスを中性ラディカルに励起し、波長１２
０ｎｍから１５Ｑｎｍに強いＶＵＶ発光をもつクリプト
ン放電管２０２を使用して（ＣＨａ）３Ｍガスの僅か一
部をイオン化して膜形成を行なった。ここでキセノンラ
ンプの透過窓は石英を用い、クリプトン放電管の透過窓
はフッ化すチウムを用いて、ｖＵＶ光とＵＶ光の強度比
は第１の実施例と同じ１／１０３で膜形成を行なった。
ＵＶ発光をもつキセノンランプ２０１を使用して（ＣＨ
３） ３ＡＡガスを中性ラディカルに励起し、波長１２
０ｎｍから１５Ｑｎｍに強いＶＵＶ発光をもつクリプト
ン放電管２０２を使用して（ＣＨａ）３Ｍガスの僅か一
部をイオン化して膜形成を行なった。ここでキセノンラ
ンプの透過窓は石英を用い、クリプトン放電管の透過窓
はフッ化すチウムを用いて、ｖＵＶ光とＵＶ光の強度比
は第１の実施例と同じ１／１０３で膜形成を行なった。
次に第２の実施例によりアルミニウム膜を形成した手順
について述べる。基体２０５を金属台座２０４に設置後
、パルプ２０６閉じ、赤外線ヒーター２０７で基体２０
５を設定温度に加熱しながら、充分にセル内を排気する
。その後バルブ２０６を開口し、（ＣＨｓ）ｓＡｅガス
を導入し、０．４Ｔｏｒｒの定常流で安定したところで
、陽極プレート２０３と金属台座２０４の間に静電場を
加え、キセノンランプ２０１およびクリプトン放電管２
０２からの光を照射してアルミニウム膜堆積を行なった
。
について述べる。基体２０５を金属台座２０４に設置後
、パルプ２０６閉じ、赤外線ヒーター２０７で基体２０
５を設定温度に加熱しながら、充分にセル内を排気する
。その後バルブ２０６を開口し、（ＣＨｓ）ｓＡｅガス
を導入し、０．４Ｔｏｒｒの定常流で安定したところで
、陽極プレート２０３と金属台座２０４の間に静電場を
加え、キセノンランプ２０１およびクリプトン放電管２
０２からの光を照射してアルミニウム膜堆積を行なった
。
以上の様にして形成したアルミニウム膜の膜質を密度、
均一性、電気伝導度から評価し、本発明による極く僅か
なイオンを含まない通常の光気相成長法によるアルミニ
ウム膜と比較したところ、上記評価において秀れたもの
でおった。又第１の実施例で述べた様に本発明による極
く僅かなイオンにおいてはそれからの基体への照射損傷
は能視しうるものであった。
均一性、電気伝導度から評価し、本発明による極く僅か
なイオンを含まない通常の光気相成長法によるアルミニ
ウム膜と比較したところ、上記評価において秀れたもの
でおった。又第１の実施例で述べた様に本発明による極
く僅かなイオンにおいてはそれからの基体への照射損傷
は能視しうるものであった。
以上、第１、第２の実施例で詳しく説明した様に、本発
明による光気相成長法は非常に役立つものでおる。
明による光気相成長法は非常に役立つものでおる。
第１図は、本発明による第１の実施例を説明するだめの
装置断面図、第２図は本発明による第２の実施例を説明
するための装置断面図である。 なお図において、１０１・・・・・・低圧水銀ランプ、
１０２・・・・・・アルゴン放電管、１０３・・・・・
・陽極７’Ｌ／−）、１０４・・・・・・金属台座、１
０５・・・・・・基体、１０６・・・・・−バルブ、１
０７・・・・・・赤外線ヒーター、２０１・・・・・・
キセノンランプ、２０２・・・・・・クリプトン放電管
、２０３・・・・・・陽極グレート、２０４−・・・・
・金属台座、２０５・・・・・・基体、２０６・・・・
・・ノ々ルブ、２０７・・・・・・赤外線ヒーターであ
る。 ６７ 図 第２図
装置断面図、第２図は本発明による第２の実施例を説明
するための装置断面図である。 なお図において、１０１・・・・・・低圧水銀ランプ、
１０２・・・・・・アルゴン放電管、１０３・・・・・
・陽極７’Ｌ／−）、１０４・・・・・・金属台座、１
０５・・・・・・基体、１０６・・・・・−バルブ、１
０７・・・・・・赤外線ヒーター、２０１・・・・・・
キセノンランプ、２０２・・・・・・クリプトン放電管
、２０３・・・・・・陽極グレート、２０４−・・・・
・金属台座、２０５・・・・・・基体、２０６・・・・
・・ノ々ルブ、２０７・・・・・・赤外線ヒーターであ
る。 ６７ 図 第２図
Claims (3)
- （１）反応ガスに紫外線を照射することによシ中性うデ
ィカルを励起して気相反応を生じさせる光気相成長法に
おいて、前起紫外光より波長の短かい真空紫外光を用い
て反応ガスの一部を制御イオン化して膜形成を行なうこ
とを特徴とする光気相成長法。 - （２）静電場を用いてイオンに一定量の運動エネルギー
を付与することによりｍ形成を行なうことを特徴とする
特許請求の範囲第（１）項に記載の光気相成長法。 - （３） イオンの運動エネルギーを１００ｅＶ以下にす
ることを特徴とする特許請求の範囲第（２）項に記載の
光気相成長法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13611883A JPS6028225A (ja) | 1983-07-26 | 1983-07-26 | 光気相成長法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13611883A JPS6028225A (ja) | 1983-07-26 | 1983-07-26 | 光気相成長法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6028225A true JPS6028225A (ja) | 1985-02-13 |
Family
ID=15167719
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13611883A Pending JPS6028225A (ja) | 1983-07-26 | 1983-07-26 | 光気相成長法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6028225A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63239811A (ja) * | 1987-03-27 | 1988-10-05 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光反応装置 |
| JPH08321496A (ja) * | 1996-05-07 | 1996-12-03 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 被膜作製方法 |
| CN114164417A (zh) * | 2021-11-23 | 2022-03-11 | 安徽工业大学 | 一种使用真空紫外光实现气相沉积中不同粒子可控离化的方法 |
| CN114182212A (zh) * | 2021-11-23 | 2022-03-15 | 安徽工业大学 | 一种使用真空紫外光提高气相沉积过程离化率的方法 |
-
1983
- 1983-07-26 JP JP13611883A patent/JPS6028225A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63239811A (ja) * | 1987-03-27 | 1988-10-05 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光反応装置 |
| JPH08321496A (ja) * | 1996-05-07 | 1996-12-03 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 被膜作製方法 |
| CN114164417A (zh) * | 2021-11-23 | 2022-03-11 | 安徽工业大学 | 一种使用真空紫外光实现气相沉积中不同粒子可控离化的方法 |
| CN114182212A (zh) * | 2021-11-23 | 2022-03-15 | 安徽工业大学 | 一种使用真空紫外光提高气相沉积过程离化率的方法 |
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