JPS62119918A

JPS62119918A - プラズマｃｖｄ装置

Info

Publication number: JPS62119918A
Application number: JP60259279A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Tani; 克彦谷
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1985-11-19
Filing date: 1985-11-19
Publication date: 1987-06-01

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。

Description

【発明の詳細な説明】（技術分野）本発明は、プラズマＣＶＤ装置に関する。

（従来技術）従来、一般に知られているプラズマＣＶＤ”ｉ［という
のは、第２図の如きものである。

第１の電極１４および第２の電１ｉ１６は、互いに対向
するようにして、チェンバー１０内に内装され、薄膜を
形成されるべき基板１００は、上記２つの電極の一方も
しくは双方（図の例では、第１の電極１４）に支持され
る。ヒーター１８は、第１のｆｆｉ　ｔＭ　１４を介し
て、基板１００を加熱する。

符号２２はコンデンサー、符号２０は、Ｒ・Ｆ電源をそ
れぞれ示し、こ九らは、高周波の交流電圧電源を構成し
ている。

チェンバーｌＯの排気部１０Ａによって排気を行いつつ
、ガス導入パイプ１２によって、原料ガスを、チェンバ
ー１０内に導入し、ガス圧を、０．０１ないし数Ｔｏｒ
ｒ　　に保って高周波交流電圧電源により、高周波交流
電圧を印加すると、原料ガスは分解してプラズマ粒子が
生成され、このプラズマ粒子に励起された活性ガスが基
板１００上に付着堆積して薄膜を形成する。例えば、原
料ガスとして、ＳｉＨを導入して薄膜形成を行なえば、
基板１００上には、アモルファスシリコンの薄膜が形成
される。

ところで、このようなプラズマＣＶＤ装置には以下の如
き問題があった。

すなわち第１に、形成途上にある薄膜への高エネルギー
粒子の衝突による膜質の劣化を避け、良質な膜を得るた
めには、できるだけ低パワーの放電を行なう必要がある
が、低パワーの放電の場合。

チェンバー内でのプラズマの発生量が少いため、チェン
バー内が高インピーダンスとなり、放電が停止してしま
うことがある。

第２に、化合物膜作製あるいはドーピングの目的で、混
合ガス、例えば、ＳｉＨ４とＣ［Ｉ４．　ＳｉＨ４とＮ
Ｈ。

などをチェンバー内に導入し、高周波交流電圧を印加す
る場合、混合ガスにおける各原料ガスの電離あるいは励
起のためのエネルギーが互いに異なるため、一方の原料
ガスのみが電離したり励起したりすることが生ずること
がある。

上記第２の問題を解決する方法として、各原料ガス専用
のプラズマ源を、チェンバー周囲に配Ｉすることが知ら
れているが、装置が複雑となる。

また、この方法では、上記第１の問題は解決されない。

（目　　的）本発明は、上述の如き事情に鑑みてなされたものであっ
て、その目的とするところは、上記第１および第２の問
題を２つながら解決した、新規なプラズマＣＶＤ装置の
提供を目的とする。

（構　　成）以下１本発明を説明する。

本発明のプラズマＣＶＤ装置は、第１ないし第３の電極
と、チェンバーと、第１および第２のガス導入パイプと
、第１および第２の電圧電源とを有する。

第１の電極は、薄膜を形成すべき基板を支持する。第２
の電極は、この第１の電極と対向するように配りａされ
る。

この第２の電極は、中空であって、気体を通過させるグ
リッド孔を有する。

第３のｆ！！極は、上記第２の電極の内空部に配備され
、第２の電極によってシールドされる。

チェンバーは、第１ないし第３の電極を内装される。

第１のガス導入パイプは、上記チェンバー内に原料ガス
Ａを導入するためのものである。一方、第２のズカ導入
パイプは、原料ガスＢを、上記第２の電極の内空間に導
入するためのものである。

原料ガスＡとＢとは、同一のガスでもよいし、互いに異
種のガス、例えば、Ａは５ｉｌ１４、ＢはＣ１１４、で
もよい。

第１の電圧電源は、第１．第２のｆｆｉ極間に直流電圧
または高周波交流電圧を印加するためのものである。こ
の直流電圧または高周波交流電圧の作用により、第１．
第２の電極間において、導入された原料ガスＡが電離ま
たは励起される。

第２の電圧電源は、第２．第３の電極間に直流電圧また
は高周波交流電圧を印加して、第２の電極の内空間にお
いて原料ガスＢを、電離または励起する。

第１図は、本発明の１実施例を要部のみ、説明図的に略
示している。

なお、煩雑を避けるため、混同の虞れのないものについ
ては、第２図におけると同一の符号を用いた。

特徴部分につき説明すると、符号１５は第２ｆｆｌ極を
示す。この電極１５は中空であって、第１の電極１４と
対向する側の面はグリッド孔を有し、ためにこの面はグ
リッド状となっている。

第２の電極１５の内空間には、第３の電極１７が設けら
れ、これら第２．第３の電極１５．１７間には第２の電
圧電源たる直流電圧ｆｆｉ源２１により直流電圧が印加
されるようになっている。

また、第２の電極１５の内空間には、第２のガス導入パ
イプ１９を通じて、原料ガスＢを導入できるようになっ
ている。

そして、第１の電極１４と第２の電極１５との間には、
コンデンサー２２とＲ−Ｆ電源２０とによる交流電圧電
源により高周波交流電圧が印加されるようになっている
。この交流電圧電源は第１の電圧電源である。

プラズマＣＶＤを行うには、排気部１０Ａによって排気
を行ないつつ第１のガス導入パイプ１２によって原料ガ
スＡをチェンバー１０内に導入し、第２のガス導入パイ
プ１９によって原料ガスＢを第２のｆｔ電極１５内導入
する。チェンバー内のガス圧は、第２の電極１５の内部
をも含めて０．０１ないし数Ｔｏｒｒに保つ。

この状態で、第１．第２の電極１４．１５間には、高周
波交流電圧を印加し、原料ガスＡをプラズマ化する。基
板１００上に、良質の薄膜を形成するには、このプラズ
マ発生を、低パワーの放電で行なわねばならない。プラ
ズマ粒子により励起された活性分子は、基板１００上に
付着堆積して、薄膜を形成していく。

一方、第２の電極１５の内部では、第２．第３の電極１
５．１７間に印加された直流電圧によって、原料ガスＢ
が電離、励起される。原料ガスＡ、Ｂの上記電離または
励起は同時に行なわれる。

第２の電極１５の内部空間は、シールドされた状態とな
っているので、この内部空間では、強いパワーの放電で
プラズマ化を行うことができる。

第２の電極１５の内部空間で発生したプラズマは。

第２の電極１５のグリッド孔を通ってチェンバー１０内
へ拡散するため、この拡散プラズマにより、第１、第２
の電極１４．１５の間で低インピーダンスに保たれるこ
とになる。従って、第１．第２の電極１４、１５間は、
低パワーの放電を行っても、これを十分に安定なものと
なすことができる。

また、原料ガスＡ、Ｂが互いに異種で、その電離あるい
は励起のためのパワーＰＡ、Ｐ、が異なるときは、高い
方のパワーの原料ガスの方を原料ガスＢとして、第２の
電極１５内に導入して高パワーの放電で電離・励起し、
低い方のパワーの原料ガスを原料ガスＡとしてチェンバ
ー１０内に導入して低パワーの放電で電離励起すればよ
い。

例えば、原料ガスとして、ＳｉＨ斗とＣＨ４とを用い、
ＳｉＣ：Ｈ膜を作製する場合を考えて見ると、ＳｉＨ４
とＣ１（４とでは、　ＣＨ４が化学的な結合力が強いた
め、これらのガスを混合した状態で電離しようとしても
、ＳｉＨ４のみが分解し、ＳｉＣ：Ｈ膜を形成すること
は困難である。

しかし１本発明の装置を用い、ＳｉＨ４をチェンバー内
で、第１．第２の電極による高周波交流電圧でプラズマ
化し、　ＣＨ４を第２の電極１５内で、プラズマ化すれ
ば、第２の電極１５内で発生した。　Ｃ１１４によるプ
ラズマが、グリッド孔を通してチェンバー内に供給され
るので、容易にかつ確実に、ＳｉＣ：Ｈ膜を形成できる
。

なお、第１．第２の電極間、第２．第３の電極間に、と
もに直流電圧を印加してもよいし、ともに高周波交流電
圧を印加するようにしてもよい。

第１．第２の電極間、第２．第３のｆＩ！極間にともに
直流電圧を印加するときは、第２の電極１５を接地して
、第１．第３の電極１４．１７に同極性の電位を与える
。第１．第２の電極間および第２．第３の電極間にとも
に、交流電圧を印加するときは。

第２の電極を接地し、第１．第３の電極の電位変化の位
相を同位相とするようにすればよい。

（効　　果）以上、本発明によれば、新規なプラズマＣＶＤ装置を提
供できる。

この装置は、上記の如く構成されているため、原料ガス
Ａのプラズマ化にあたってチェンバー内を低インピーダ
ンスに保つことができ、低パワーでも安定な放電を維持
できる。また第１．第２の電極間の放電開始電圧を低下
させる。このため、形成途上の薄膜に対する高エネルギ
ー粒子の衝突が少く、良質の薄膜たとえばアモルファス
シリコンの薄膜を作製できる。

また、電離あるいは励起電圧の高いガスは、あらかじめ
、これを、第２の電極内の空間部分でプラズマ化してチ
ェンバー内に供給できるので、電離あるいは励起電圧の
かけはなれた２種類の原料ガスを所望の比率でプラズマ
化し、これらの化合物の作製あるいはドーピングを行う
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明の１実施例を要部のみ略示する説明図
、第２図は、従来技術を説明するための図である。１０・・・・チェンバー、１２・・・・第１のガス導入
パイプ、　１４・・・・第１の電極、１５・・・・第２
の電極、１７・・・・第３の電極、１９・・・・第２の
ガス導入パイプ、２１・・・・直流電圧電源、　２０・
・・・Ｒ−Ｆ電源、２２・・・・コンデンサー。！、　　　１　　１幻め　２　凶

Claims

【特許請求の範囲】薄膜を形成すべき基板を支持する第１の電極と、この第
１の電極と対向して配備され、中空であって且つ、気体
を通過させるグリッド孔を有する第２の電極と、この第２の電極内に配備され、第２の電極によりシール
ドされる第３の電極と、これら第１ないし第３の電極を内装されるチェンバーと
、このチェンバー内に原料ガス（Ａ）を導入する第１のガ
ス導入パイプと、上記第２の電極の内空間に、原料ガス（Ｂ；Ｂ＝Ａまた
はＢ≠Ａ）を導入する第２のガス導入パイプと、上記第１および第２の電極間に、原料ガスＡを電離また
は励起するための、直流電圧もしくは高周波交流電圧を
印加するための、第１の電圧電源と、上記第２および第３の電極間に、原料ガスＢを電離また
は励起するための直流電圧もしくは高周波交流電圧を印
加するための、第２の電圧電源と、を有することを特徴
とする、プラズマＣＶＤ装置。