JPS62130513A - 薄膜形成方法とその製造装置 - Google Patents

薄膜形成方法とその製造装置

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JPS62130513A
JPS62130513A JP26935285A JP26935285A JPS62130513A JP S62130513 A JPS62130513 A JP S62130513A JP 26935285 A JP26935285 A JP 26935285A JP 26935285 A JP26935285 A JP 26935285A JP S62130513 A JPS62130513 A JP S62130513A
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政博 田中
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はアモルファスシリコン等の薄膜の形成方法とそ
の製造装置であるプラズマCVD装置に係り、特に、グ
ロー放電により平行平板型電極間にプラズマ状態を発生
させて薄膜を形成するために好適な薄膜形成方法とその
製造装置に関する。
〔発明の背景〕
グロー放電によるプラズマCVD法は半導体プロセスの
中で重要な地位を占め、窒化ケイ素、酸化ケイ素、水素
アモルファスシリコン等の薄膜形成に必須の方式となっ
てきた。しかしながら、平行平板型プラズマCVD装置
においては、通常の方法では電極に電子が飛び込むこと
によるセルフバイアス現象が生じ、電極と基板間に大き
な電位差が生じてしまう。この状態ではイオンが加速さ
れるため、基板表面でのプラズマ損傷が大き〈従来から
大きな問題となっていた。
従来の装置は特開昭59−122122に記載のように
プラズマ損傷を改善する方法として外部から片方の電極
にDCバイアスを印加し、セルフバイアス現象を小さく
する工夫が現在一般的になされている。しかしながら、
この方法ではたしかにセルフバイアスは小さく出来るが
、その反面、本発明の実験結果によればプラズマの状態
が不安定になり易く、また平行平板の両極間に均一なプ
ラズマが発生しにくい。特に、コスト低減のための高速
成膜を目的とした大パワーでの成膜の場合にカソード近
傍にプラズマがはりついてしまい、基板のあるアノード
側にまで十分な濃度の活性種がとどかないという欠点は
改善されず、高品質な膜を太きな成膜速度で得ることは
期待出来ない。またセルフバイアスを小さくするために
は、チョークコイルを介して電極をアースにおとせばよ
いが、この方法でも上記のように大きな高周波電力領域
になるとプラズマがカソード付近にはりついてしまい、
均一なプラズマ状態が得られない。
第4図に示す如く、従来用いられている平行平板型プラ
ズマCVD装置においては、高周波電源37はマツチン
グボックス36を介してカソードである多孔形ガス吹出
口付電極34に接続される。
7ノードである基板設置側電極31はアースにおとしで
ある。
この装置を用いてアモルファスシリコン膜、窒化ケイ素
膜を形成した。その結果を次表に示す。
(以下余白) 〔発明の目的〕 本発明は上記欠点を解決しようとするもので。
その目的は、平行平板型プラズマCVD装置においてセ
ルフバイアスを小さくし、しかも両極間に均一かつ安定
なプラズマを発生させて高品質な薄膜を高速で形成する
薄膜形成方法とその製造装置を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明は、平行平板型プラズマCVD装置を用いたガス
のグロー放電分解による薄膜形成方法において、相対向
する電極の双方から高周波印加することにより反応ガス
を分解し薄膜を形成する薄膜形成方法である。
そして、上記の薄膜形成方法を実現する製造方法として
、プラズマCVD装置の多孔形ガス吹出付平行平板型電
極と、基板を支持する電極との相対向する2箇の電極の
それぞれから高周波電力を印加して薄膜を形成すへくし
、かつ、上記印加される高周波電力が上記2箇の電極で
、同様に加減可能のもの、両方の電極で高周波の位相を
合わせることか可能なもの及び、両方の電極での高周波
電力を独立に加減可能なものの製造装置とし、薄膜形成
があらゆる平行平板型のプラズマCVD装置に適用可能
ならしめたものである。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の実施例を薄膜製造装置とこれを用いた薄
膜形成方法について図面に基づき説明する。
第1図に示すのは、両方の電極に各々1箇の高周波発信
器を接続した薄膜形成の製造装置の概略図である。
プラズマCVD装置の真空容器1内に基板ホルダ側電極
2と反応ガス導入管6に接続するジャワ電極5を設け、
両方の電極に各々マツチングボックス7と高周波電源8
を有する装置を連結する。
電極2側内にはヒータ3が装設され基板4を加熱する。
両方の電極2,5と真空容器1の間は絶縁し、 更に真空容器1の内壁と電極2,5との間でグロー放電
が発生しないように工夫され、真空容器1はアースにお
とされ、またガス排出口9が設けられる。
真空容器1の材質は導電体、絶縁体何れでもよいが本実
施例ではステンレス製とした。製作したCVD装置の電
極は300mnφである。基板4は1gl厚のガラスを
用い、両電極2,5間の間隔は約4国とした。
この装置の両電極2,5での各々の高周波の位相は不明
でるあが、各々の電極に独立にパワーを変えて印加する
ことが可能であり、両極間のDCバイアス電圧の差をゼ
ロにするように各々の印加電力を加減することが出来る
この装置でアモルファスシリコン膜を形成するため、ア
モルファスシリコン膜形成にはヘリウム希釈50%モノ
シランガスを用いた。成膜温度(基板表面温度)は26
0°C1反応圧力0.7Torr、モノシランガス流量
755 ccmで成膜した。このときの印加高周波電力
は、多孔形ガス吹出口付平行平板電極5側が50W、基
板設置電極2側が40Wであり、この時の両電極間の直
流バイアス電圧を測定するとほぼゼロであった。成膜速
度は8.5人/Sであり、前記従来の技術例で述べた成
膜速度の約3倍の成膜速度が得られた。光学的バンドギ
ャップは1..76 e V 、 A M 1.5、l
00IIIW/aJの光源下における光導電率は3.2
 X 10−’ (S−ロー1)、暗導電率2.5 X
 1O−9(S−c2n−”)であり、その比が1.3
 X 10−5と良好な導電率特性が得られた。また赤
外吸収スペクトルから求めた結合水素量は8〜11%で
あり、従来法で形成したものより少なめであった。
第2の実施例として上記の第1図の製造装置を用い他の
原料ガスを使用した薄膜形成方法の例を説明する。
原料ガスとして100%ジンランを408 ccm流し
、反応圧力を0.5Torr、成膜温度270℃でアモ
ルファスシリコン膜を形成した。このときの印加高周波
電力は、多孔形ガス吹出口付平行平板電極S側が!50
W、基板設置電極2側が170Wであり、両極間での直
流バイアス電圧を測定するとほぼゼロであった。形成し
た膜の光学的バンドギャップはi、79e V、 AM
l、5.100mW/a(における光導電率は9.8X
10−5S−cm−1,暗導電率1.6 X 10−9
、その比が6.I X 10−’であった。膜の赤外吸
収スペクトルを測定したところジンランを用いた成膜に
ありがちな2090an−1付近の5iHzのストレッ
チングモードの吸収が従来法の成膜に比べ非常に少なく
なっており、良質な膜が形成されていた。このときの成
膜速度は26人/Sでありジンランを用いた従来法に比
べ2倍以上の速度であった。
第3の実施例として上記第1図の製造装置を用い他の原
料ガスを使用した薄膜形成方法の例を説明する。
原料ガスとしてヘリウム希釈50%モノシランガス65
 S ccm、メタン55 S ccm、ヘリウム希釈
1%ジボラン153 ccmを流し、成膜温度220℃
、反応圧力0.5TorrでP型アモルファスSiC膜
を形成した。
この時の印加高周波電力は、多孔形ガス吹出口付平行平
板型電極5側に40W、基板設置電極2側に90Wであ
り、この時の両極間の直流バイアス電圧はほぼゼロであ
った。形成しまた膜の成膜速度は6人/Sであり、従来
の方法の約3倍の成膜速度であった。膜の物性は、光学
バンドギャップ2.1eV、暗導電率1.8 X to
−’ S−■−1であった。
第・1の実施例として第1図のプラズマCVD装置を第
2図に示すように接続し直した製造装置について説明す
る。
高周波電源18を1箇とし、トランス17を介して各々
のマツチングボックス16に平行平板電極11、多孔形
ガス吹出口付平行平板型電極14を接続する。
基板13にはヒータ12が設けられ、真空容器10はア
ースにおとされガス排出口19が設けられる。ジャワ電
極14に反応ガス導入管15が接続する。
この装置では両極11.14間の各々に印加される高速
度電力を独立に変化させることは出来ないが、高周波発
信器18は1箇であるため両極での高周波の位相を合わ
せることが出来る。
この装置を用いて第1の実施例と同様の方法でアモルフ
ァスシリコン膜を形成した。
成膜条件は以下の通りである。成膜圧力1.0Torr
、成膜温度220℃、50%ヘリウム希釈モノシランガ
ス流量753 ccm、各電極に印加される高周波電力
50W、この条件で形成された膜の特性は、成膜速度9
.8入/S。光学バンドギャップ1.77e V、AM
l、5、loOmW/adでの光導電率6.5X 1O
−sS −cxn−”、暗導電率9.OX 1O−10
S・σ−1の良質なアモルファスシリコン膜が得られた
第5の実施例として第1図に示したプラズマCVD装置
を第3図に示すように接続し直した製造装置について説
明する。
高周波電源28を1箇とし、増幅器27を介して各々の
マツチングボックス26に平行平板電極21、多孔形ガ
ス吹出口付平行平板型電極24を接続する。
基板23にはヒータ22が設けられ、真空容器20はア
ースにおとされてガス排出口29が設けられる。ジャワ
電極24に反応ガス導入管25が接続する。
この装置では高周波発信器28が1箇であるため、両極
21.24での高周波の位相は合っており、また。
増幅回路により両極での高周波電力を独立に加減するこ
とが出来る。
この装置を用いて第1の実施例と同様の方法で窒化ケイ
素膜を形成した。原料ガスとして100%モノシランガ
ス15 S ccrn、窒素ガス3008 ccmを流
し、0.8Torr、310℃の成膜条件で窒化ケイ紫
膜を形成した。高周波電力は両方の電極に各々300W
が印加されるように調整した。こうして形成された膜を
RBS (ラザフォード後方散乱)で分析すると、Si
原子:N原子の比率は1 : 1.27であり完全なS
j、、N4にかなり近い良質の窒化ケイ素膜が得られた
。また、膜中の結合水素量は1.2×10”K/a11
であり、通常の約半分の量である。
HFに対するエツチング速度を測定したところ49%フ
ッ化水素水溶液に対して4人/Sであり、従来の形成法
による窒化ケイ素より1ケタ低い値であった。このよう
に緻密な良質の窒化ケイ素膜が得られることがわかった
〔発明の効果〕
以上の説明で明らかの如く1本発明によれば、高周波印
加電力の大小を問わず基板近傍において均一なプラズマ
を効率よく発生させることが出来、かつ、セルフバイア
ス現象を抑えるので、プラズマCVD法により薄膜形成
をする際に均質で良質な薄膜を大きな成膜速度で形成す
る効果をあげることが出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図及び第3図は本発明一実施例の平行平板
型プラズマCVD装置の両極に高周波を印加する場合の
製造装置の説明図、第4図は従来技術の平行平板型プラ
ズマCVD装置の説明図である。 1 、1.0.20.30・・・真空容器、2.11.
21.3]・・・平行平板電極、3 、12.22.3
2・・・ヒータ、4,13゜23、33・・・基板、5
 、14.24.34・・・多孔形ガス吹出口付平行平
板型電極、6 、15.25.35・・・ガス導入管、
7 、16.26.36・・・マツチングボックス、8
゜18、28.37・・・高周波電源、9 、19.2
9.38・・・ガス排出口、17・・・トランス、27
・・・増幅器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、平行平板型プラズマCVD装置を用いたガスのグロ
    ー放電分解による薄膜形成方法において、相対向する2
    箇の電極から高周波印加させて反応ガスを分解し薄膜形
    成することを特徴とする薄膜形成方法。 2、平行平板型プラズマCVD装置を用い、相対向する
    2箇の電極の1つに基板を支持し、ガスのグロー放電分
    解により薄膜形成する製造装置において、前記相対向す
    る2箇の電極のそれぞれに高周波電力を印加すべく形成
    されることを特徴とする薄膜形成の製造装置。 3、前記高周波電力が、2箇の高周波発信器から前記相
    対向する2箇の電極のそれぞれに1箇づつ接続されて印
    加することを特徴とする特許請求の範囲の第2項に記載
    の薄膜形成の製造装置。 4、前記高周波電力が、単一の高周波発信器からトラン
    スを介して分割され、前記相対向する2箇の電極のそれ
    ぞれに接続されて印加することを特徴とする特許請求の
    範囲の第2項に記載の薄膜形成の製造装置。 5、前記高周波電力が、単一の高周波発信器から2箇の
    等しい増幅回路により分割されて前記対向する2箇の電
    極のそれぞれに接続され、増幅して印加されることを特
    徴とする特許請求の範囲の第2項に記載の薄膜形成の製
    造装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006147872A (ja) * 2004-11-19 2006-06-08 Hitachi Kokusai Electric Inc 基板処理装置
JP2007209569A (ja) * 2006-02-10 2007-08-23 Kai R & D Center Co Ltd 折り畳み式鏡

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS592132U (ja) * 1982-06-29 1984-01-09 富士通株式会社 プラズマcvd装置
JPS61202438A (ja) * 1985-03-06 1986-09-08 Ulvac Corp グロ−放電安定化方法
JPS6240829U (ja) * 1985-08-29 1987-03-11

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS592132U (ja) * 1982-06-29 1984-01-09 富士通株式会社 プラズマcvd装置
JPS61202438A (ja) * 1985-03-06 1986-09-08 Ulvac Corp グロ−放電安定化方法
JPS6240829U (ja) * 1985-08-29 1987-03-11

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006147872A (ja) * 2004-11-19 2006-06-08 Hitachi Kokusai Electric Inc 基板処理装置
JP4495573B2 (ja) * 2004-11-19 2010-07-07 株式会社日立国際電気 基板処理装置、及び基板処理方法
JP2007209569A (ja) * 2006-02-10 2007-08-23 Kai R & D Center Co Ltd 折り畳み式鏡

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