JPS6037120A - プラズマｃｖｄ装置 - Google Patents
プラズマｃｖｄ装置Info
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- JPS6037120A JPS6037120A JP58145319A JP14531983A JPS6037120A JP S6037120 A JPS6037120 A JP S6037120A JP 58145319 A JP58145319 A JP 58145319A JP 14531983 A JP14531983 A JP 14531983A JP S6037120 A JPS6037120 A JP S6037120A
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- JP
- Japan
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- electrode
- contamination
- substrate
- coating
- silica glass
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02612—Formation types
- H01L21/02617—Deposition types
- H01L21/0262—Reduction or decomposition of gaseous compounds, e.g. CVD
-
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- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02518—Deposited layers
- H01L21/02521—Materials
- H01L21/02524—Group 14 semiconducting materials
- H01L21/02532—Silicon, silicon germanium, germanium
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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、反応容器内に平行平板電極を備えた容量結合
型プラズマＯＶＤ装置において、プラスマ放電中に、基
板加熱や電極のスパッタリングによる電極からの基板へ
の汚染を防止し、清浄な薄膜生成を可能にするプラズマ
装置に関する。
型プラズマＯＶＤ装置において、プラスマ放電中に、基
板加熱や電極のスパッタリングによる電極からの基板へ
の汚染を防止し、清浄な薄膜生成を可能にするプラズマ
装置に関する。
近年、化学気相反応を用いた同相膜の生成技術はＯＶＤ
と呼ばれ、中でも減圧容器中でガス種の非平衡プラズマ
を作り、分解生成物の気相中あるいは基板上での化学反
応によって同相膜を析出するプラズマＯＶＤ技術は、大
面積の基板に低コストで良質の非晶質膜が低温で形成で
きるため、半ｓ体ｘａｍ造プロセスにおけるパッシベー
ション膜や、太陽電池、薄膜トランジスターを用いたデ
ィスプレイ等に応用されている。プラズマＯＶＤ法には
、容量結合型と誘導結合方式の２種類があり、特に前者
の容量結合型ＯＶＤ装置は、大面積が容易であり、量産
性にすぐれた方式である。
と呼ばれ、中でも減圧容器中でガス種の非平衡プラズマ
を作り、分解生成物の気相中あるいは基板上での化学反
応によって同相膜を析出するプラズマＯＶＤ技術は、大
面積の基板に低コストで良質の非晶質膜が低温で形成で
きるため、半ｓ体ｘａｍ造プロセスにおけるパッシベー
ション膜や、太陽電池、薄膜トランジスターを用いたデ
ィスプレイ等に応用されている。プラズマＯＶＤ法には
、容量結合型と誘導結合方式の２種類があり、特に前者
の容量結合型ＯＶＤ装置は、大面積が容易であり、量産
性にすぐれた方式である。
従来の容量結合型プラズマａｖｐ装置の概略図を第１図
に示す。プラズマ０ＶＤ装置は、大別するとガス導入部
、真空排気系、プラズマ発生部。
に示す。プラズマ０ＶＤ装置は、大別するとガス導入部
、真空排気系、プラズマ発生部。
治具、電源系および制御系から構成される。反応ガスに
水素を用いて水素プラズマ処理を行う場合を例にとって
第１図の説明をする。
水素を用いて水素プラズマ処理を行う場合を例にとって
第１図の説明をする。
流量計１．流緻調整パルプ２により水素ガス流量を調整
し、流量Ｎｔ１’ｙ流量調整バルブ２′により窒素流量
を調整し、両ガスを混合して反応容器３に送り込む。反
応容器３はロータリーポンプ４１Ｃより排気され減圧状
態が保持される。試料の基板５は、加熱ヒーター６を内
蔵した下側アノード電極７上にセットされ、上側カソー
ド電極８との間に、高周波電源９の電圧印加により、反
応ガスによるグロー放電を発生することができる。プ２
ズマＯＶＤ法は、放電エネルギーによって気体分子の解
離を起こし、化学的に活性化し、熱エネルギーを併用し
ながら反応を促進する。第２図は、第１図に比べ、反応
容器３へのガス噴出の機構を改碧したもので、第１図の
装置が反応容器の側面から噴出しているのに対し、第２
図の装置は、カソード電極８に多数の噴出口１０をもう
け、試料の基板５に均質にガスを噴出することで、プラ
ズマ状態の均一性、安定性をはかっている。通常、水素
プラズマ処理は、水素、窒素の混合気体を比５０％以上
）、基板温度を３０゛０〜４００℃。
し、流量Ｎｔ１’ｙ流量調整バルブ２′により窒素流量
を調整し、両ガスを混合して反応容器３に送り込む。反
応容器３はロータリーポンプ４１Ｃより排気され減圧状
態が保持される。試料の基板５は、加熱ヒーター６を内
蔵した下側アノード電極７上にセットされ、上側カソー
ド電極８との間に、高周波電源９の電圧印加により、反
応ガスによるグロー放電を発生することができる。プ２
ズマＯＶＤ法は、放電エネルギーによって気体分子の解
離を起こし、化学的に活性化し、熱エネルギーを併用し
ながら反応を促進する。第２図は、第１図に比べ、反応
容器３へのガス噴出の機構を改碧したもので、第１図の
装置が反応容器の側面から噴出しているのに対し、第２
図の装置は、カソード電極８に多数の噴出口１０をもう
け、試料の基板５に均質にガスを噴出することで、プラ
ズマ状態の均一性、安定性をはかっている。通常、水素
プラズマ処理は、水素、窒素の混合気体を比５０％以上
）、基板温度を３０゛０〜４００℃。
電源周波数１五５６ＭＨｚ、パワー数十〜１ＫＷで非晶
質シリコン、多結晶シリコン中の未結合手の欠陥を水素
原子で埋める目的で行なわれ、水素プラズマ処理効果を
上げるには、基板温度、パワーを高くすることが重要で
ある。しかしプラズマ装置の電極材料には通常ステンレ
ス合金が使われているため、基板温度を高くすると、加
熱ヒーター６を内蔵した下側アノードＴｌミニ極７から
ステンレス合金の主成分である、鉄、クロム、ニッケル
元素の汚染がおこり、またパワーを高くすると、上側カ
ソード電極８からステンレス合金の主成分がスパッタさ
れて基板が０凍・−さ５・れ−、基板上に構成された素
子特性の劣化はもちろん、素子破壊をおこす要因となる
。
質シリコン、多結晶シリコン中の未結合手の欠陥を水素
原子で埋める目的で行なわれ、水素プラズマ処理効果を
上げるには、基板温度、パワーを高くすることが重要で
ある。しかしプラズマ装置の電極材料には通常ステンレ
ス合金が使われているため、基板温度を高くすると、加
熱ヒーター６を内蔵した下側アノードＴｌミニ極７から
ステンレス合金の主成分である、鉄、クロム、ニッケル
元素の汚染がおこり、またパワーを高くすると、上側カ
ソード電極８からステンレス合金の主成分がスパッタさ
れて基板が０凍・−さ５・れ−、基板上に構成された素
子特性の劣化はもちろん、素子破壊をおこす要因となる
。
本発明はかかる欠点を除去したもので、その目的は、基
板加熱や、電極のスパッタリングによる電極主成分元素
の基板への汚染を防止し、特性の良好な素子を作成する
ことである。
板加熱や、電極のスパッタリングによる電極主成分元素
の基板への汚染を防止し、特性の良好な素子を作成する
ことである。
以下実施例に基づいて本発明の詳細な説明する実施例１
゜ 第６図は従来例である第１図において電極の基板への汚
染が起こらないように改良を施したものであり、上下両
電極全体を石英ガラス１１で被覆している。石英ガラス
１１の厚さは、薄すぎると、石英ガラスを電極の成分元
素が浸透してくるため汚染防止が不完全で、また石英ガ
ラス１１自体もスパッタリングされるので寿命も短かく
なる一方、逆に厚すぎると、石英ガラス１１で高周波電
源の損失が大きく、反応ガスに加わる実効的なパワーの
低下がおこり、全体のパワーを増加させる手段等も必要
となり、あまり厚くすることもできず、石英ガラスの場
合数ミリメートルの厚さが適切である。スパッタ効率が
低く電極元素の汚染しにくい紫材ならば両電極に直接薄
膜形成することで数ミクロンメートルの厚さでも十分で
ある。下側アノード電極の被ふくの目的は、基板加熱に
よる電極主成分元素の汚染防止であり、上側カソード電
極の被ふくの目的は、電極主成分のスパッタリングに対
する汚染防止である。両者の汚染の程度は、上側カソー
ド電極からのスパッタリングによる汚染の方が大きいた
め、上側カソード電極の尿の被ふぐでも汚染防止の効果
は十分ある。電極液ふぐは、第３図では、電極に接触す
るような構造であるが、密着する必要はなく少々（数ミ
リン−）ＡＩ）程度なら離れていても別設かまわない。
゜ 第６図は従来例である第１図において電極の基板への汚
染が起こらないように改良を施したものであり、上下両
電極全体を石英ガラス１１で被覆している。石英ガラス
１１の厚さは、薄すぎると、石英ガラスを電極の成分元
素が浸透してくるため汚染防止が不完全で、また石英ガ
ラス１１自体もスパッタリングされるので寿命も短かく
なる一方、逆に厚すぎると、石英ガラス１１で高周波電
源の損失が大きく、反応ガスに加わる実効的なパワーの
低下がおこり、全体のパワーを増加させる手段等も必要
となり、あまり厚くすることもできず、石英ガラスの場
合数ミリメートルの厚さが適切である。スパッタ効率が
低く電極元素の汚染しにくい紫材ならば両電極に直接薄
膜形成することで数ミクロンメートルの厚さでも十分で
ある。下側アノード電極の被ふくの目的は、基板加熱に
よる電極主成分元素の汚染防止であり、上側カソード電
極の被ふくの目的は、電極主成分のスパッタリングに対
する汚染防止である。両者の汚染の程度は、上側カソー
ド電極からのスパッタリングによる汚染の方が大きいた
め、上側カソード電極の尿の被ふぐでも汚染防止の効果
は十分ある。電極液ふぐは、第３図では、電極に接触す
るような構造であるが、密着する必要はなく少々（数ミ
リン−）ＡＩ）程度なら離れていても別設かまわない。
実施例２
第４図は、電極の汚染を防止し、かつプラズマ状態の均
一性、安定性をはかるために上側カソード電極を被ふく
する石英ガラスに反応ガスの導入口と噴出口１０′をも
うけたもので従来例の第２図と構造は類似している。
一性、安定性をはかるために上側カソード電極を被ふく
する石英ガラスに反応ガスの導入口と噴出口１０′をも
うけたもので従来例の第２図と構造は類似している。
以上、本発明は、基板加熱や、スパッタリングによる電
極主成分の基板への汚染を防止し、基板上の素子特性を
保護し、信頼性の高い素子を実現するといったすぐれた
効果を有するものである。
極主成分の基板への汚染を防止し、基板上の素子特性を
保護し、信頼性の高い素子を実現するといったすぐれた
効果を有するものである。
また本実施例は、電極液ふく材料として安易な石英ガラ
スを用いているが、汚染源とならないような絶縁物であ
ればすべて良好であり、石英ガラスに炭化硅素を１１１
層するなどの２層構造のものも採用できる。本実施例は
特に、水素プラズマ処理のような、高パワーを必要とす
るプロセスの場合に効果が大きいが、低パワーで薄膜形
成する非晶質シリコンや非晶質酸化硅紫のプロセスの場
合にも清浄度はより高くなり効果は大きい。
スを用いているが、汚染源とならないような絶縁物であ
ればすべて良好であり、石英ガラスに炭化硅素を１１１
層するなどの２層構造のものも採用できる。本実施例は
特に、水素プラズマ処理のような、高パワーを必要とす
るプロセスの場合に効果が大きいが、低パワーで薄膜形
成する非晶質シリコンや非晶質酸化硅紫のプロセスの場
合にも清浄度はより高くなり効果は大きい。
第１図、第２図は、従来の容量結合型プラズマ０ＶＤ装
置の概略図であり、反応ガスの噴出口を第１図は反応容
器側面に、第２図はカソード電極に備えたものである。 第３図、第４図は、本発明の実施例を示す図であり、反
応ガスの噴出口を第３図は反応容器側面に、第４図は、
カソード電極を被ふくした石英ガラスに備えたものであ
る。 １．１′・・・・・・流量計 ２．２′・・・・・・流量調整パルプ ３・・・・・・・・・・・す・・反応容器４・・・・・
・・・・ロータリーポンプ５・・・・・・・・・基板（
試料ン ６・・・・・・・・・加熱ヒーター ７・・・・・・・・・アノード電極 ８・・・・・・・・・カソード電極 ９・・・・・・・・・高周波゛醒源 １０１１０１・・・・・・噴出口 １１・・・・・・石英ガラス 以上 出願人 株式会社睡訪精工舎 第１図 第２図 第３目 第４図
置の概略図であり、反応ガスの噴出口を第１図は反応容
器側面に、第２図はカソード電極に備えたものである。 第３図、第４図は、本発明の実施例を示す図であり、反
応ガスの噴出口を第３図は反応容器側面に、第４図は、
カソード電極を被ふくした石英ガラスに備えたものであ
る。 １．１′・・・・・・流量計 ２．２′・・・・・・流量調整パルプ ３・・・・・・・・・・・す・・反応容器４・・・・・
・・・・ロータリーポンプ５・・・・・・・・・基板（
試料ン ６・・・・・・・・・加熱ヒーター ７・・・・・・・・・アノード電極 ８・・・・・・・・・カソード電極 ９・・・・・・・・・高周波゛醒源 １０１１０１・・・・・・噴出口 １１・・・・・・石英ガラス 以上 出願人 株式会社睡訪精工舎 第１図 第２図 第３目 第４図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、 反応容器中に平行平板電極を有し、前記容器内を
反応気体で減圧状態に保って、前記電極間の電圧印加に
よるグロー放電により生じたプラズマの助けにより、気
体の化学反応を促進し、基板上に同相膜を低温で形成す
るプラズマ０ＶＤ装置において、前記電極を絶縁体で被
覆することを特徴とするプラズマ０ＶＤ装置。 ２、 電極を被覆する絶縁体が反応ガスを噴出する機構
を備えた特許請求の範囲第１項記載のプラズマ０ＶＤ装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58145319A JPS6037120A (ja) | 1983-08-09 | 1983-08-09 | プラズマｃｖｄ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58145319A JPS6037120A (ja) | 1983-08-09 | 1983-08-09 | プラズマｃｖｄ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6037120A true JPS6037120A (ja) | 1985-02-26 |
Family
ID=15382406
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58145319A Pending JPS6037120A (ja) | 1983-08-09 | 1983-08-09 | プラズマｃｖｄ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6037120A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002133650A (ja) * | 2000-10-24 | 2002-05-10 | Anelva Corp | 磁気記録ディスク用成膜装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57149734A (en) * | 1981-03-12 | 1982-09-16 | Anelva Corp | Plasma applying working device |
| JPS57167630A (en) * | 1981-03-13 | 1982-10-15 | Fujitsu Ltd | Plasma vapor-phase growing device |
-
1983
- 1983-08-09 JP JP58145319A patent/JPS6037120A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57149734A (en) * | 1981-03-12 | 1982-09-16 | Anelva Corp | Plasma applying working device |
| JPS57167630A (en) * | 1981-03-13 | 1982-10-15 | Fujitsu Ltd | Plasma vapor-phase growing device |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002133650A (ja) * | 2000-10-24 | 2002-05-10 | Anelva Corp | 磁気記録ディスク用成膜装置 |
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