JPS6156281A - 成膜方法 - Google Patents
成膜方法Info
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- JPS6156281A JPS6156281A JP17587084A JP17587084A JPS6156281A JP S6156281 A JPS6156281 A JP S6156281A JP 17587084 A JP17587084 A JP 17587084A JP 17587084 A JP17587084 A JP 17587084A JP S6156281 A JPS6156281 A JP S6156281A
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- film
- plasma
- film forming
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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
- C23C16/48—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 by irradiation, e.g. photolysis, radiolysis, particle radiation
- C23C16/482—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 by irradiation, e.g. photolysis, radiolysis, particle radiation using incoherent light, UV to IR, e.g. lamps
-
- 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
- C23C16/24—Deposition of silicon only
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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】
本発明は光化学反応を用いた成膜方法に関するものであ
る。
る。
従来性なわれてきた光化学反応、例えば、シランガスを
主原料とするアモルファスシリコンの光ＣＶＤ法に於い
ては、シランガスが波長１６０ｎｍ以下の紫外線によっ
てにしか十分に光分解せず、また、この波長の紫外線を
照射する適切な光源が得られないため、水銀を触媒とす
る水銀増感光化学反応が用いられてきた。しかし、この
方法では触媒として使用された水銀が膜中に混入し、こ
れが悪影響を及ぼす問題点があった。更には、分解生成
物が紫外線透過窓に付着して堆積し、これに元エネルギ
ーが吸収されて十分な堆積速度や膜厚が得られない不具
合がある。一方、ジシランなどの高次シランを用いると
、水銀増感反応を利用することなく、低圧水銀灯などの
光により直接光分解が可能であり、水銀の悪影響は排除
できるが、その成膜速度は０．０２５””／秒程度であ
って実用性から見てまだ不十分である。
主原料とするアモルファスシリコンの光ＣＶＤ法に於い
ては、シランガスが波長１６０ｎｍ以下の紫外線によっ
てにしか十分に光分解せず、また、この波長の紫外線を
照射する適切な光源が得られないため、水銀を触媒とす
る水銀増感光化学反応が用いられてきた。しかし、この
方法では触媒として使用された水銀が膜中に混入し、こ
れが悪影響を及ぼす問題点があった。更には、分解生成
物が紫外線透過窓に付着して堆積し、これに元エネルギ
ーが吸収されて十分な堆積速度や膜厚が得られない不具
合がある。一方、ジシランなどの高次シランを用いると
、水銀増感反応を利用することなく、低圧水銀灯などの
光により直接光分解が可能であり、水銀の悪影響は排除
できるが、その成膜速度は０．０２５””／秒程度であ
って実用性から見てまだ不十分である。
そして、１５５６ ＭＨｚの高周波電力を用いてシラン
を分解して堆積させる成膜方法が一般的に行々われてい
るが、荷電粒子により堆積膜が損傷を受けたり、膜中に
不純物が混入する問題点があった。
を分解して堆積させる成膜方法が一般的に行々われてい
るが、荷電粒子により堆積膜が損傷を受けたり、膜中に
不純物が混入する問題点があった。
そこで本発明は、水銀の悪影響がなく、不純物や荷電子
損傷のない高品質で均一な薄膜を十分に速くて実用化可
能な堆積速度を可能とする成膜方法を提供することを目
的とするものである。
損傷のない高品質で均一な薄膜を十分に速くて実用化可
能な堆積速度を可能とする成膜方法を提供することを目
的とするものである。
そして、その構成は、ガス放電によって形成されるプラ
ズマ領域と、膜形成を行なう基板を配置した領域を一つ
の容器内に有する成膜装置において、前記プラズマの形
成は稀ガスもしくは水素もしくは重水素もしくはこれ等
を含む混合ガスから選ばれた紫外線放射用ガスが供給さ
れる領域に近接して設けられた電、極への高周波電力又
はマイクロ波電力の供給に、しって行なわれ、一方膜形
成の原料である光反応性ガスは基板の近傍において放出
される事を特徴とするものである。
ズマ領域と、膜形成を行なう基板を配置した領域を一つ
の容器内に有する成膜装置において、前記プラズマの形
成は稀ガスもしくは水素もしくは重水素もしくはこれ等
を含む混合ガスから選ばれた紫外線放射用ガスが供給さ
れる領域に近接して設けられた電、極への高周波電力又
はマイクロ波電力の供給に、しって行なわれ、一方膜形
成の原料である光反応性ガスは基板の近傍において放出
される事を特徴とするものである。
以下に本発明を実施するための装置設計のいくつかとと
もに、本発明の詳細な説明する。
もに、本発明の詳細な説明する。
図面はいずれも本発明の実施例に使用される装置を示す
が、第１図にしいて、容器５内部の−に方に一対の電極
１．１が対向配置され、これに一周波電圧が印加される
。容器５の天井部には紫外線放射用ガスＧ１の導入孔９
が形成され、これより稀ガス、水素もしくは重水素また
はこれらを含む混合ガスから選ばれた紫外線放射用ガス
Ｇ、が導入される。従って、電極１．１間にはプラズマ
Ｐが形成され、このプラズマＰより放出される紫外線を
含む光が下方に照射される。容器５内部の下方には基板
ホルダ６が配置され、その上に基板４が載置されるが、
その少し上方にはリング状のパイプ２が配置され、その
開口より光反応性原料ガスＧ、が基板４の近傍に放出さ
れる。従って、原料ガスＧｔが紫外線により直接光分解
され、薄膜が基板４上に堆積されて成膜される。
が、第１図にしいて、容器５内部の−に方に一対の電極
１．１が対向配置され、これに一周波電圧が印加される
。容器５の天井部には紫外線放射用ガスＧ１の導入孔９
が形成され、これより稀ガス、水素もしくは重水素また
はこれらを含む混合ガスから選ばれた紫外線放射用ガス
Ｇ、が導入される。従って、電極１．１間にはプラズマ
Ｐが形成され、このプラズマＰより放出される紫外線を
含む光が下方に照射される。容器５内部の下方には基板
ホルダ６が配置され、その上に基板４が載置されるが、
その少し上方にはリング状のパイプ２が配置され、その
開口より光反応性原料ガスＧ、が基板４の近傍に放出さ
れる。従って、原料ガスＧｔが紫外線により直接光分解
され、薄膜が基板４上に堆積されて成膜される。
次に、第２図によって第２の実施例を示すと、容器５内
部の上方の電極１は中空の円板状であって、下面に多数
の噴出孔が穿設され、紫外線放射用ガスＧ、の導入孔９
と連通している。そして、他方の電極は基板ホルダ６が
兼用しており、電極１と基板ホルダ６との間に高周波電
圧が印加される。更に、網目状に組まれたパイプ２にて
電圧が印加されており、電極１と基板ホルダ６間で生起
されるプラズマ膜中の荷電粒子は基板４の方向には拡散
が防止され、損傷を受けないようになっている。なお、
パイプ２は網目状である必要はなく、複数本のパイプを
並べた構造など種々の構造を採用することができる。更
には、他方の電極を基板ホルダ３に代えてパイプ２に兼
用させ、劃１とパイプ２間に一周波電圧を印加してもよ
い。この実施例では、電極１と基板４が平行であるため
に紫外線が基板４上に均一に照射されるので、パイプ２
より噴出した原料ガスＧ２がムラなく ｉｆ接先光分解
て良質な薄膜が堆積される。
部の上方の電極１は中空の円板状であって、下面に多数
の噴出孔が穿設され、紫外線放射用ガスＧ、の導入孔９
と連通している。そして、他方の電極は基板ホルダ６が
兼用しており、電極１と基板ホルダ６との間に高周波電
圧が印加される。更に、網目状に組まれたパイプ２にて
電圧が印加されており、電極１と基板ホルダ６間で生起
されるプラズマ膜中の荷電粒子は基板４の方向には拡散
が防止され、損傷を受けないようになっている。なお、
パイプ２は網目状である必要はなく、複数本のパイプを
並べた構造など種々の構造を採用することができる。更
には、他方の電極を基板ホルダ３に代えてパイプ２に兼
用させ、劃１とパイプ２間に一周波電圧を印加してもよ
い。この実施例では、電極１と基板４が平行であるため
に紫外線が基板４上に均一に照射されるので、パイプ２
より噴出した原料ガスＧ２がムラなく ｉｆ接先光分解
て良質な薄膜が堆積される。
次に、第６図に、【って第６の実施例を示すと、これは
昼周波にかえてマイクロ波を使用してプラズマを生起さ
せるものであり、容器５の側方−ヒ部に導波管５ａが接
続され、これよりマイク波ＭＷが導入される。その他の
構造は第１図と同一であって、導波ｆｉ５ａより導入さ
れたマイクロ波によってプラズマＰが生起し、これより
発生する紫外線により原料ガスＧ、が直接光分解し、基
板４上に薄膜が堆積される。
昼周波にかえてマイクロ波を使用してプラズマを生起さ
せるものであり、容器５の側方−ヒ部に導波管５ａが接
続され、これよりマイク波ＭＷが導入される。その他の
構造は第１図と同一であって、導波ｆｉ５ａより導入さ
れたマイクロ波によってプラズマＰが生起し、これより
発生する紫外線により原料ガスＧ、が直接光分解し、基
板４上に薄膜が堆積される。
これらの実施例において、高周波まｆＣはマイクロ波に
よる放電によって生起されるプラズマＰが光源として有
効に作用するように、放電領域には、紫外線放射用ガス
Ｇ、として、不活性ガス、水素、窒素およびこれらの混
合ガスが薄膜堆積用の光反応性原料ガスＧ、の種類に応
じて選択され、供給される。一方、原料ガスＧ、は基板
４の近傍に供給され、直接光分解されて基板４上に効率
よく堆積する。例えば、アモルファスシリコンを堆積す
る場合に、原料ガスＧ、をシランとすれば、シランは１
６０ｎｍ以下の紫外線を直接吸収し、光分解して堆積す
るから１６０ｎｍり下の紫外線を有効に発光するガスと
してアルゴン、クリプトン、キセノンなどが選ばれる。
よる放電によって生起されるプラズマＰが光源として有
効に作用するように、放電領域には、紫外線放射用ガス
Ｇ、として、不活性ガス、水素、窒素およびこれらの混
合ガスが薄膜堆積用の光反応性原料ガスＧ、の種類に応
じて選択され、供給される。一方、原料ガスＧ、は基板
４の近傍に供給され、直接光分解されて基板４上に効率
よく堆積する。例えば、アモルファスシリコンを堆積す
る場合に、原料ガスＧ、をシランとすれば、シランは１
６０ｎｍ以下の紫外線を直接吸収し、光分解して堆積す
るから１６０ｎｍり下の紫外線を有効に発光するガスと
してアルゴン、クリプトン、キセノンなどが選ばれる。
因みに、アルゴンの発光波長目１０４．８ｎｍ、 １０
６．７ｎｍ、クリプトンは１２五６ｎｍ、１１６．５ｎ
ｍ、 キセノンは１４７．Ｏｎｍｌ １２９．６ｎｍ
である。さらに、原料ガスＧ２は、基板４近傍に供給さ
れ、プラズマＰの放射光の１１接照射を受けて光分解し
、基板４に薄膜が堆積するので利用効率が高く、基板４
け放電領域と同一容器内にありながらこれから分離され
ているため、堆積膜は荷電粒子損傷を受けず、かつ不純
物の混入も少ない。そして、水銀による光増感反応には
依らずとも十分な成膜速度が得られ、水銀による汚染も
問題とならない。また、プラズマからの放射光は直接基
４υ４に照射されるため、従来の光ＣＶＤ法のような途
中での光吸収もなく、更に、短波長紫外線もでき、加え
て原料ガスＧ、のｍ類に応じて紫外線放射用ガスＧ、の
種類を選択し、最適の放射光を使用するため極めて高効
率である。そ【７て、高周波放電は大面積で均一性が良
く、この点においても従来方法に比して利点を有する。
６．７ｎｍ、クリプトンは１２五６ｎｍ、１１６．５ｎ
ｍ、 キセノンは１４７．Ｏｎｍｌ １２９．６ｎｍ
である。さらに、原料ガスＧ２は、基板４近傍に供給さ
れ、プラズマＰの放射光の１１接照射を受けて光分解し
、基板４に薄膜が堆積するので利用効率が高く、基板４
け放電領域と同一容器内にありながらこれから分離され
ているため、堆積膜は荷電粒子損傷を受けず、かつ不純
物の混入も少ない。そして、水銀による光増感反応には
依らずとも十分な成膜速度が得られ、水銀による汚染も
問題とならない。また、プラズマからの放射光は直接基
４υ４に照射されるため、従来の光ＣＶＤ法のような途
中での光吸収もなく、更に、短波長紫外線もでき、加え
て原料ガスＧ、のｍ類に応じて紫外線放射用ガスＧ、の
種類を選択し、最適の放射光を使用するため極めて高効
率である。そ【７て、高周波放電は大面積で均一性が良
く、この点においても従来方法に比して利点を有する。
次に、第２図に示す装置における成Ｉ漢例を示すと、高
周波ｕ １１５６ Ｍｌｌｚ 、パワーｉｉｏ 〜ｉｓ
ｗ。
周波ｕ １１５６ Ｍｌｌｚ 、パワーｉｉｏ 〜ｉｓ
ｗ。
容器内圧力は０．５トールという条件でアモルファスシ
リコンの薄膜を堆積させる場合、紫外線放射用ガスＧ１
がアルゴンで流量１００ ＳＣＣＭ、原料ガスＧ、にけ
シランを使用して渡世１０〜２０ＳＣＣＭで流すと、３
（ｙｆ＋７）基ｆｌｉ Ｊ 十Ｋ ０．５〜０．８ｎ
ｒｒｙ秒の堆積速度で成膜できた。
リコンの薄膜を堆積させる場合、紫外線放射用ガスＧ１
がアルゴンで流量１００ ＳＣＣＭ、原料ガスＧ、にけ
シランを使用して渡世１０〜２０ＳＣＣＭで流すと、３
（ｙｆ＋７）基ｆｌｉ Ｊ 十Ｋ ０．５〜０．８ｎ
ｒｒｙ秒の堆積速度で成膜できた。
また金属薄膜については、たとえば光反応性原料ガスＧ
、にＡｔ（ＣＨ８＞ ３を用いてアルミニウム薄膜を堆
積させる場合Ａ、ｔ （ＣＨｓ ）３はその吸収端が２
６ Ｏｎ ｍ ｓ最大吸収波長が約２００ｎｍであるの
で、紫外線放射用ガスＧ１には、１７０ｎｍ付近に強い
発輝線を有する窒素と、１１０４ｎ付近と波長はより短
いが放電安定性のあるアルゴンの混合ガス１０：１のも
のを使用し、ｋｌ （ＣＨｓ）ｓの流！１０〜２０ＳＣ
ＣＭ、容器内圧力０．２トール、高周波電力８〜１６Ｗ
で１μｍ以上の薄膜を有するアルミニウムの薄膜を堆積
させ得た。
、にＡｔ（ＣＨ８＞ ３を用いてアルミニウム薄膜を堆
積させる場合Ａ、ｔ （ＣＨｓ ）３はその吸収端が２
６ Ｏｎ ｍ ｓ最大吸収波長が約２００ｎｍであるの
で、紫外線放射用ガスＧ１には、１７０ｎｍ付近に強い
発輝線を有する窒素と、１１０４ｎ付近と波長はより短
いが放電安定性のあるアルゴンの混合ガス１０：１のも
のを使用し、ｋｌ （ＣＨｓ）ｓの流！１０〜２０ＳＣ
ＣＭ、容器内圧力０．２トール、高周波電力８〜１６Ｗ
で１μｍ以上の薄膜を有するアルミニウムの薄膜を堆積
させ得た。
以上述べたように、本発明にかかる堆積方法に於いては
、プラズマと基板とを分離し紫外線放射用ガスと光反応
性原料ガスの適切な組合せにより、不純物、向電粒子損
傷のない、高品質で均一な薄膜を高速堆積することがで
き、且つ大面積化も可能である等、多くの利点を有し、
実用上極めて有効なる方法である。
、プラズマと基板とを分離し紫外線放射用ガスと光反応
性原料ガスの適切な組合せにより、不純物、向電粒子損
傷のない、高品質で均一な薄膜を高速堆積することがで
き、且つ大面積化も可能である等、多くの利点を有し、
実用上極めて有効なる方法である。
第１図、第２図、第６図はいずれも本発明の実施例に使
用される装置の断面図である。
用される装置の断面図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、ガス放電によって形成されるプラズマ領域と、膜形
成を行なう基板を配置した領域とを一つの容器内に有す
る成膜装置において、前記プラズマの形成は稀ガスもし
くは水素もしくは重水素もしくはこれ等を含む混合ガス
から選ばれた紫外線放射用ガスが供給される領域に近接
して設けられた電極への高周波電力又はマイクロ波電力
の供給によって行なわれ、一方、膜形成の原料である光
反応性ガスは基板の近傍において放出される事を特徴と
する成膜方法。 ２、高周波電力を供給する電極と基板はほぼ平行であり
、光化学反応性物質を放出するパイプ構造を電極と基板
の間に配置した特許請求の範囲第１項記載の成膜方法。 ３、パイプ構造が電圧を印加する電極を兼用するように
した特許請求の範囲第２項記載の成膜方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59175870A JPH0627333B2 (ja) | 1984-08-25 | 1984-08-25 | 成膜方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59175870A JPH0627333B2 (ja) | 1984-08-25 | 1984-08-25 | 成膜方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6156281A true JPS6156281A (ja) | 1986-03-20 |
| JPH0627333B2 JPH0627333B2 (ja) | 1994-04-13 |
Family
ID=16003644
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59175870A Expired - Lifetime JPH0627333B2 (ja) | 1984-08-25 | 1984-08-25 | 成膜方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0627333B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0525648A (ja) * | 1991-07-15 | 1993-02-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | プラズマｃｖｄ成膜方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59145779A (ja) * | 1983-02-09 | 1984-08-21 | Ushio Inc | 光化学蒸着装置 |
| JPS59145778A (ja) * | 1983-02-09 | 1984-08-21 | Ushio Inc | 光化学蒸着装置 |
-
1984
- 1984-08-25 JP JP59175870A patent/JPH0627333B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59145779A (ja) * | 1983-02-09 | 1984-08-21 | Ushio Inc | 光化学蒸着装置 |
| JPS59145778A (ja) * | 1983-02-09 | 1984-08-21 | Ushio Inc | 光化学蒸着装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0525648A (ja) * | 1991-07-15 | 1993-02-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | プラズマｃｖｄ成膜方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0627333B2 (ja) | 1994-04-13 |
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