JPS62142777A - Formation of deposited film - Google Patents

Formation of deposited film

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JPS62142777A
JPS62142777A JP28527785A JP28527785A JPS62142777A JP S62142777 A JPS62142777 A JP S62142777A JP 28527785 A JP28527785 A JP 28527785A JP 28527785 A JP28527785 A JP 28527785A JP S62142777 A JPS62142777 A JP S62142777A
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deposited film
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film
gas
oxidizing agent
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    • G03G5/02Charge-receiving layers
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    • G03G5/08Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor characterised by the photoconductive material being inorganic

Abstract

PURPOSE:To contrive economization of energy and easy control of film quality and to obtain an electrically insulating deposited film having uniform physical characteristics with excellent productivity and mass productivity even if the film has a large area by bringing gaseous raw materials contg. specific elements and gaseous halogen oxidizing agent into contact with each other to chemically form precursors. CONSTITUTION:The liquid or solid materials among the raw materials contg. Al, C, B or Zr which can be made gaseous state for forming the deposited film are gasified in a vessel 106 and are introduced into a vacuum chamber 120 and the gaseous materials are introduced from a cylinder 102 into said chamber, respectively through gas introducing pipes 109, 110. The gaseous halogen oxidizing agent which has the oxidation effect on the above-mentioned materials and is filled in a cylinder 103 is introduced by a gas introducing pipe 111 into the chamber 102 and is brought into contact with the above-mentioned materials to chemically form the plural precursors contg. the precursors in the excited state. The electrically insulating film is formed from >=1 such precursors as the supply source for the deposited film constituting element on a substrate 110 which exists in the film forming space of the chamber 120.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は1機能性膜、殊に半導体デバイス、電子写真用
の感光デバイス、光学的画像入力装置用の光入力センサ
ーデバイス等の電子デバイスの用途に有用な機能性膜m
1llの形成法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to monofunctional films, particularly for use in electronic devices such as semiconductor devices, photosensitive devices for electrophotography, and light input sensor devices for optical image input devices. Functional membrane useful for various applications
1ll formation method.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、半導体膜、絶縁膜、光導電膜、磁性膜或いは金属
膜等の非晶質乃至多結晶質の機能性膜は、所望される物
理的特性や用途等の観点から個々に適した成膜方法が採
用されている。
Conventionally, amorphous or polycrystalline functional films such as semiconductor films, insulating films, photoconductive films, magnetic films, or metal films have been formed by forming films that are individually suited from the viewpoint of desired physical properties and applications. method has been adopted.

堆積膜の形成には、真空蒸着法、プラズマCVD法、熱
CVD法、光CVD法2反応性スパッタリング法、イオ
ンブレーティング法などが試みられており、一般的には
、プラズマCVD法が広く用いられ、企業化されている
Vacuum evaporation method, plasma CVD method, thermal CVD method, photo CVD method, 2-reactive sputtering method, ion blating method, etc. have been tried to form the deposited film, but in general, plasma CVD method is widely used. It has become a corporate entity.

面乍ら、これ等堆積膜形成法によって得られる堆積膜は
より高度も機能が求められる電子デバイスや光電子デバ
イスへの適用が求められていることから電気的、光学的
特性及び、繰返し使用での疲労特性あるいは使用環境特
性、更には均一性、再現性を含めて生産性、量産性の点
において更に総合的な特性の向上を図る余地がある。
However, since the deposited films obtained by these deposited film formation methods are required to be applied to electronic devices and optoelectronic devices that require even higher functionality, they have improved electrical and optical properties, as well as durability during repeated use. There is room for further improvement in comprehensive properties in terms of productivity and mass production, including fatigue properties, use environment properties, uniformity and reproducibility.

従来から一般化されているプラズマCVD法による堆積
膜の形成においての反応プロセスは、従来の所謂、熱C
VD法に比較してかなり複雑であり、その反応機構も不
明な点が少なくなかった。又、その堆積膜の形成パラメ
ーターも多く(例えば、基体温度、導入ガスの流量と比
、形成時の圧力、高周波電力、電極構造、反応容器の構
造、排気速度、プラズマ発生方式など)、これらの多く
のパラメータの組み合せによるため、時にはプラズマが
不安定な状態になり、形成された堆積膜に著しい悪影響
を与えることが少なくなかった。そのうえ、装置特有の
パラメータを装置ごとに選定しなければならず、したが
って製造条件を一般化することがむずかしいというのが
実状であった。
The reaction process in forming a deposited film by the conventional plasma CVD method is the conventional so-called thermal carbon
It is considerably more complicated than the VD method, and the reaction mechanism is still unclear. In addition, there are many formation parameters for the deposited film (e.g., substrate temperature, flow rate and ratio of introduced gas, pressure during formation, high frequency power, electrode structure, reaction vessel structure, pumping speed, plasma generation method, etc.). Due to the combination of many parameters, the plasma sometimes becomes unstable, which often has a significant adverse effect on the deposited film formed. Moreover, it is necessary to select device-specific parameters for each device, making it difficult to generalize manufacturing conditions.

その中でも1例えば電気的、光学的特性が各用途を十分
に満足させ得るものを発現させることが出来るという点
で、アモルファスシリコン膜の場合には現状ではプラズ
マCVD法によって形成することが最良とされている。
Among them, for example, in the case of amorphous silicon films, the plasma CVD method is currently considered to be the best method, since it can develop electrical and optical properties that fully satisfy each application. ing.

面乍ら、堆積膜の応用用途によっては、′大面積比、膜
厚の均一性、膜品質の均一性を十分に満足させて、再現
性のある量産化を図らねばならないため、プラズマCV
D法による堆積膜の形成においては、量産装置に多大な
設備投資が必要となり、またその量産の為の管理項目も
複雑になり、管理許容幅も狭くなり、装置の調整も(吸
砂であることから、これらのことが、今後改善すべき問
題点として指摘されている。
However, depending on the application of the deposited film, plasma CV
Forming a deposited film using the D method requires a large amount of equipment investment for mass production equipment, and the management items for mass production are also complicated, the control tolerance narrows, and equipment adjustments (sand absorption, etc.) are required. Therefore, these issues have been pointed out as issues that should be improved in the future.

他方、通常のCVD法による従来の技術では、高温を必
要とすると共に、企業的なレベルでは必ずしも満足する
様な特性を有する堆積膜が得られていなかった。
On the other hand, the conventional technique using the normal CVD method requires high temperatures and has not been able to provide a deposited film with characteristics that are necessarily satisfactory at a commercial level.

これ等のことは、殊にAl,C,B又はZrを含む化合
物の絶縁膜を形成する場合においては、より大きな問題
として残されている。
These problems remain as a bigger problem, especially when forming an insulating film of a compound containing Al, C, B, or Zr.

上述の如<、+1!能性膜の形成において、その実用可
能な特性の確保と、均一性を維持させながら低コストな
装置で量産化できる堆積膜の形成方法を開発することが
切望されている。
As mentioned above, +1! In forming a functional film, it is strongly desired to develop a method for forming a deposited film that can be mass-produced using low-cost equipment while ensuring practical properties and maintaining uniformity.

〔目的〕〔the purpose〕

本発明の目的は、上述した堆積膜形成法の欠点を除去す
ると同時に、従来の形成方法によらない新規な堆積膜形
成法を提供するものである。
An object of the present invention is to eliminate the drawbacks of the above-mentioned method for forming a deposited film, and at the same time to provide a new method for forming a deposited film that does not rely on conventional methods.

本発明の他の目的は、省エネルギー化を計ると同時に膜
品質の管理が容易で大面積に亘って均一特性の堆積膜が
得られる堆積膜形成法を提供するものである。
Another object of the present invention is to provide a method for forming a deposited film that saves energy, allows easy control of film quality, and provides a deposited film with uniform characteristics over a large area.

本発明の更に別の目的は、生産性、量産性に優れ、高品
質で電気的、光学的、半導体的等の物理特性に優れた膜
が簡便に得られる堆21 III形成法を提供すること
でもある。
Still another object of the present invention is to provide a method for forming a deposit 21 III, which is excellent in productivity and mass production, and can easily produce a film with high quality and excellent physical properties such as electrical, optical, and semiconductor properties. There is also.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記目的を達成する本発明の堆積膜形成法は、堆積膜形
成用の気体状にし得るAfL、 C。
The method for forming a deposited film according to the present invention which achieves the above object includes AfL, C, which can be made into a gaseous state for forming a deposited film.

B又はZrを含む原料物質と、該原料物質に酸化作用を
する性質を有する気体状ハロゲン系酸、止剤と、を反応
空間内に導入して接触させることで励起状態の前駆体を
化学的に生成し、該前駆体を堆積膜構成要素の供給源と
して成膜空間内にある基体上に絶縁膜を形成することを
特徴とする。
By introducing a raw material containing B or Zr into a reaction space and bringing them into contact with a gaseous halogen acid and a stopper that have the property of oxidizing the raw material, the precursor in an excited state is chemically oxidized. The method is characterized in that an insulating film is formed on a substrate in a film forming space using the precursor as a supply source of deposited film components.

〔作用〕[Effect]

上記の本発明の堆積膜形成法によれば、省エネルギー化
と同時に大面積化、膜厚均一性、膜品質の均一性を十分
満足させて管理の簡素化と量産化を図り、量産装置に多
大な設備投資も必要とせず、またその量産の為の管理項
目も明確になり、管理許容幅も広く、装置の調整も簡単
になる。
According to the deposited film forming method of the present invention described above, it is possible to save energy, increase the area, uniformity of film thickness, and uniformity of film quality, simplify management and mass production, and save a lot of money on mass production equipment. It does not require major capital investment, the control items for mass production become clear, the control tolerance is wide, and equipment adjustment becomes easy.

本発明の堆積膜形成法に於いて、使用される堆積膜形成
用の気体状にし得るA1.C,B又はZrを含む原料物
質は、気体状ハロゲン系醇化剤との接触により酸化作用
をうけるものであり、目的とする堆積膜の種類、特性、
用途等によって所望に従って適宜選択される0本発明に
於いては、上記の気体状にし得る原料物質及び気体状ハ
ロゲン系酸化剤は、導入されて接触をする際に気体状と
されるものであれば良く、通常の場合は、気体でも液体
でも固体であっても羨支えない。
In the deposited film forming method of the present invention, A1. The raw material containing C, B or Zr is oxidized by contact with the gaseous halogen-based thickening agent, and the type and characteristics of the desired deposited film,
In the present invention, the above-mentioned raw materials and gaseous halogen-based oxidizing agents that can be made into a gaseous state may be selected as desired depending on the intended use, etc. In normal cases, it does not matter whether it is a gas, liquid, or solid.

堆積膜形成用の原料物質あるいはハロゲン系酸化剤が液
体又は固体である場合には、Ar。
When the raw material for forming the deposited film or the halogen-based oxidizing agent is liquid or solid, Ar.

He、N2.H2等のキャリアーガスを使用し、必要に
応じては熱も加えながらバブリングを行なって反応空間
に堆積膜形成用の原料物質及びハロゲン系酸化剤を気体
状として導入する。
He, N2. Using a carrier gas such as H2 and bubbling while adding heat if necessary, raw materials for forming a deposited film and a halogen-based oxidizing agent are introduced in gaseous form into the reaction space.

この際、上記気体状原料物質及び気体状ハロゲン系酸化
剤の分圧及び混合比は、キャリアーガスの流量あるいは
堆積膜形成用の原料物質及び気体状″ロゲン系酸化剤の
蒸気圧を調節することにより設定される。
At this time, the partial pressure and mixing ratio of the gaseous raw material and the gaseous halogen-based oxidizing agent may be adjusted by adjusting the flow rate of the carrier gas or the vapor pressure of the raw material for forming the deposited film and the gaseous halogen-based oxidizing agent. Set by.

本発明に於いて使用される堆積膜形成法の原料物質とし
ては1例えば、電気的絶縁性の良い堆積膜を得るのであ
ればA立、C,B又はZrを含む有機金属化合物、水素
化物又はハロゲン化物を挙げることができる。
The raw material for the deposited film forming method used in the present invention is 1. For example, if a deposited film with good electrical insulation is to be obtained, organometallic compounds containing A, C, B, or Zr, hydrides, or Mention may be made of halides.

具体的には、11を含む化合物としてはAM(CH3)
3 、An (CH3) 2cl 、A11(CH3)
0文2 、AfL2 (CH3)2C見3゜Al1 (
C2H5)3 、AfL(C3H7)3 。
Specifically, the compound containing 11 is AM(CH3)
3, An (CH3) 2cl, A11 (CH3)
0 Sentence 2, AfL2 (CH3)2CSee3゜Al1 (
C2H5)3, AfL(C3H7)3.

A文(i−C3H7)3 、A文(i−C4H9)3 
A sentence (i-C3H7) 3, A sentence (i-C4H9) 3
.

AJI (OCH3)3 、All (OC2H5)3
 。
AJI (OCH3)3, All (OC2H5)3
.

A文(0,C4H9)3 、A文CfL3゜AJIBr
3.Aul3、Cを含む化合物としては、CH4,C2
H6,C3H8、C−4H10゜C2H4,C3He 
、 C4H8、C2H2。
A sentence (0, C4H9) 3, A sentence CfL3゜AJIBr
3. Compounds containing Aul3, C include CH4, C2
H6, C3H8, C-4H10゜C2H4, C3He
, C4H8, C2H2.

C3H4、Bを含む化合物としては。As a compound containing C3H4, B.

B (CH3)3、B (C2H5)3 。B (CH3)3, B (C2H5)3.

B  (C3H7)3  、B  (C4H9)3  
B (C3H7)3 , B (C4H9)3
.

B  (OCH3)3  、B  (OC2H5)  
3  。
B (OCH3)3, B (OC2H5)
3.

B(i−OC3H7)  3  、B  (0−C4H
9)  3  。
B (i-OC3H7) 3 , B (0-C4H
9) 3.

B2H6、BCJL  3 、B、Br 3 、BI 
 3 、Zrを含む化合物としてはZr (CH3)4
 。
B2H6, BCJL 3 , B, Br 3 , BI
3. As a compound containing Zr, Zr (CH3)4
.

Z r (C2)1s)a 、Z r (C3H7)4
 。
Z r (C2)1s)a, Z r (C3H7)4
.

Z r(C4H9)4 、Z’r (OCH3)4 。Zr (C4H9) 4, Z’r (OCH3) 4.

Zr (OC2H5) 4.Zr (OC3H7) 4
゜2 r  (OC4H9)4 、Z r (CH3)
2(C5H5)2 、zrc12(CsHs)2等が挙
げられる。
Zr (OC2H5) 4. Zr (OC3H7) 4
゜2 r (OC4H9)4, Z r (CH3)
2(C5H5)2, zrc12(CsHs)2, and the like.

勿論、これ等の原料物質は1種のみならず2種以上混合
して使用することも出来る。
Of course, these raw materials can be used not only alone, but also as a mixture of two or more.

本発明に於いて使用されるハロゲン系酸化剤は、反応空
間内に導入される際気体状とされ。
The halogen-based oxidizing agent used in the present invention is in a gaseous state when introduced into the reaction space.

同時に反応空間内に導入される堆積膜形成用の気体状原
料物質にとの接触だけで効果的に酸化作用をする性質を
有するもので、F2.CfL2Br2.I2.C文F等
のハロゲンガス、発生期状態の弗素、塩素、臭素等が有
効なものとして挙げることが出来る。
At the same time, F2. CfL2Br2. I2. Effective examples include halogen gas such as C-F, nascent fluorine, chlorine, and bromine.

これ等のハロゲン系酸化剤は気体状で、前記の堆積膜形
成用の原料物質の気体と共に所望の流量と供給圧を与え
られて反応空間内に導入されて前記原料物質と混合衝突
することで、前記原料物質に酸化作用をして励起状態の
前駆体を含む複数種の前駆体を効率的に生成する。生成
される励起状態の前駆体及び他の前駆体は、少なくとも
そのいずれか1つが形成される堆積膜の構成要素の供給
源として働く。
These halogen-based oxidants are in gaseous form, and are introduced into the reaction space together with the gaseous raw material for forming the deposited film at a desired flow rate and supply pressure, and mixed and collided with the raw material. , the raw material is oxidized to efficiently generate a plurality of types of precursors including excited state precursors. The excited state precursors and other precursors that are generated serve as a source of components for the deposited film in which at least one of them is formed.

生成される前駆体は分解して又は反応して別の励起状態
の前駆体又は別の励起状態にある前駆体になって、或い
は必要に応じてエネルギーを放出はするがそのままの形
態で成膜空間に配設された基体表面に触れることで基体
表面温度が比較的低い場合には三次元ネットワーク構造
の堆積膜又、基体表面温度が高い場合には結晶質の堆積
膜が作成される。
The generated precursor decomposes or reacts to become a precursor in another excited state or a precursor in another excited state, or is deposited in that form, although it releases energy as necessary. By touching the surface of the substrate disposed in the space, a deposited film having a three-dimensional network structure is created when the substrate surface temperature is relatively low, or a crystalline deposited film is created when the substrate surface temperature is high.

本発明に於いては、堆積膜形成プロセスが円滑に進行し
、高品質で所望の物理特性を有する膜が形成される可く
、成膜因子としての、原料物質及びハロゲン系酸化剤の
種類と組み合せ、これ等の混合比、混合時の圧力、流量
、成膜空間内圧、ガスの波型、成膜温度(基体温度及び
雰囲気温度)が所望に応じて適宜選釈される。
In the present invention, the type and type of raw material and halogen-based oxidizing agent are selected as film-forming factors so that the deposited film forming process can proceed smoothly and a film with high quality and desired physical properties can be formed. The combination, their mixing ratio, the pressure during mixing, the flow rate, the internal pressure of the film-forming space, the waveform of the gas, and the film-forming temperature (substrate temperature and ambient temperature) are appropriately selected as desired.

これ等の成膜因子は有機的に関連し、単独で決定される
ものではなく相互関連の下に夫々に応じて決定される。
These film-forming factors are organically related and are not determined independently, but are determined depending on each other in relation to each other.

本発明に於いて1反応空間に導入される堆積膜形成用の
気体状原料物質と気体状ハロゲン系酸化剤との量の割合
は、上記成膜因子の中間速する成膜因子との関係に於い
て適宜所望に従って決められるが、導入流量比で、好ま
しくは、1/20〜100/ 1が適当であり、より好
ましくは175〜50/1とされるのが望ましい。
In the present invention, the ratio of the amounts of the gaseous raw material for forming a deposited film and the gaseous halogen-based oxidizing agent introduced into one reaction space depends on the relationship between the film formation factors and the intermediate speed of the film formation factors mentioned above. Although it can be determined as desired, the introduction flow rate ratio is preferably 1/20 to 100/1, more preferably 175 to 50/1.

反応空間に導入される際の混合時の圧力としては前記気
体状原料物質と前記気体状ハロゲン系酸化剤との接触を
確率的により高める為には、より高い方が良いが、反応
性を考慮して適宜所望に応じて最適値を決定するのが良
い。前記混合時の圧力としては、上記の様にして決めら
れるが、夫々の導入時の圧力として、好ましくはlXl
0−7気圧〜5気圧、より好ましくはI X 10−6
気圧〜2気圧とされるのが望ましい。
The pressure at the time of mixing when introduced into the reaction space is preferably higher in order to increase the probability of contact between the gaseous raw material and the gaseous halogen-based oxidizing agent, but taking into account reactivity. It is preferable to determine the optimum value as desired. The pressure at the time of mixing is determined as described above, but the pressure at the time of each introduction is preferably lXl.
0-7 atm to 5 atm, more preferably I x 10-6
It is desirable that the pressure be between atmospheric pressure and 2 atmospheric pressure.

成膜空間内の圧力、即ち、その表面に成膜される基体が
配設されている空間内の圧力は、反応空間に於いて生成
される励起状態の前駆体(E)及び場合によって該前駆
体(E)より派生的に生ずる前駆体CD)が成膜に効果
的に寄与する様に適宜所望に応じて設定される。
The pressure in the film-forming space, that is, the pressure in the space where the substrate on which the film is to be formed is disposed, is the pressure of the excited state precursor (E) generated in the reaction space and, if necessary, the precursor. The precursor (CD) derived from the precursor (E) is appropriately set as desired so as to effectively contribute to film formation.

成膜空間の内圧力は、成膜空間が反応空間と開放的に連
続している場合には、堆積膜形成用の基体状原料物質と
気体状ハロゲン系酸化剤との反応空間での導入圧及び流
量との関連に於いて、例えば差動排気或いは、大型の排
気装置の使用等の工夫を加えて調整することが出来る。
When the film forming space is open and continuous with the reaction space, the internal pressure of the film forming space is the pressure introduced into the reaction space between the substrate-like raw material for forming the deposited film and the gaseous halogen oxidant. In relation to the flow rate, adjustment can be made by using, for example, differential exhaust or a large exhaust device.

或いは、反応空間と成膜空間の連結部のコンダクタンス
が小さい場合には、成膜空間に適当な排気装置を設け、
該装置の排気量を制御することで成膜空間の圧力を調整
することが出来る。
Alternatively, if the conductance of the connection between the reaction space and the film-forming space is small, an appropriate exhaust system may be provided in the film-forming space.
By controlling the exhaust volume of the device, the pressure in the film forming space can be adjusted.

又、反応空間と成膜空間が一体的になっていて、反応位
置と成膜位置が空間的に異なるだけの場合には、前述の
様に差動排気するか或いは、排気能力の充分ある大型の
排気装置を設けてやれば良い。
In addition, if the reaction space and film-forming space are integrated and the reaction position and film-forming position are only spatially different, use differential pumping as described above or use a large-scale pump with sufficient exhaust capacity. It is best to install an exhaust system.

上記のようにして成膜空間内の圧力は1反応空間に導入
される気体状原料物質と気体状/\ロゲン酸化剤の導入
圧力との関係に於いて決められるが、好ましくは0.0
01Torr 〜100Torr、より好ましくは0.
0ITorr〜307ro r r 、最適には0.0
5〜10Torrとされるのが望ましい。
As described above, the pressure in the film forming space is determined based on the relationship between the gaseous raw material introduced into one reaction space and the introduction pressure of the gaseous/\rogen oxidizing agent, and is preferably 0.0
01 Torr to 100 Torr, more preferably 0.0 Torr.
0ITorr ~ 307ro r r, optimally 0.0
It is desirable that the pressure be 5 to 10 Torr.

ガスの原型に就いては、反応空間への前記堆積膜形成用
の原料物質及び/\ロゲン系酸化剤の導入の際にこれ等
が均一に効率良く混合され、前記前駆体(E)が効率的
に生成され且つ成膜が支障なく適切になされる様に、ガ
ス導入口と基体とガス排気口との幾何学的配置を考慮し
て設計される必要がある。この幾何学的な配置の好適な
例の1つが第1図に示される。
Regarding the original form of the gas, when introducing the raw material for forming the deposited film and the rogen-based oxidizing agent into the reaction space, these are mixed uniformly and efficiently, and the precursor (E) is efficiently mixed. The geometrical arrangement of the gas inlet, the substrate, and the gas outlet must be designed in consideration of the geometrical arrangement of the gas inlet, the substrate, and the gas outlet so that the gas can be generated and the film can be formed properly without any problems. One preferred example of this geometry is shown in FIG.

成膜時の基体温度(Ts)としては、使用されるガス種
及び形成される堆積膜の種数と要求される特性に応じて
、個々に適宜所望に従って設定されるが、非晶質の膜を
得る場合には好ましくは室温から450℃、より好まし
くは50〜400℃とされるのが望ましい、殊に電気的
絶縁性がより良好な結晶質の堆積膜を形成する場合には
、基体温度(Ts)は300〜600℃とされるのが望
ましい。
The substrate temperature (Ts) during film formation is set as desired depending on the type of gas used, the number of types of deposited film to be formed, and the required characteristics. The temperature of the substrate is preferably from room temperature to 450°C, more preferably from 50 to 400°C, especially when forming a crystalline deposited film with better electrical insulation. (Ts) is preferably 300 to 600°C.

成膜空間の雰囲気温度(Tat)としては。As for the atmospheric temperature (Tat) in the film forming space.

生成される前記前駆体(E)及び前記前駆体(D)が成
膜に不適当な化学種に変化せず、且つ効率良く前記前駆
体(E)が生成される様に基体温度(TS)との関連で
適宜所望に応じて決められる。
The substrate temperature (TS) is adjusted such that the precursor (E) and the precursor (D) to be generated do not change into chemical species unsuitable for film formation, and the precursor (E) is efficiently generated. It can be determined as desired in relation to the above.

本発明に於いて使用される基体としては、形成される堆
積膜の用途に応じて適宜所望に応じて選択されるのであ
れば導電性でも電気絶縁性であっても良い。導電性基体
としては、例えば。
The substrate used in the present invention may be electrically conductive or electrically insulating, as long as it is appropriately selected depending on the intended use of the deposited film to be formed. Examples of the conductive substrate include:

NiCr、ステアL/ス、A!L、Ci、Mo、Au 
、 I  r、  Nb、  Ta、  V、  Ti
、  Pt  、Pd等の金属又はこれ等の合金が挙げ
られる。
NiCr, Steer L/S, A! L, Ci, Mo, Au
, Ir, Nb, Ta, V, Ti
, Pt, Pd, or alloys thereof.

電気絶縁性基体としては、ポリエステル、ポリエチレン
、ポリカーボネート、セルローズアセテート、ポリプロ
ピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリス
チレン、ポリアミド等の合成樹脂のフィルム又はシート
、ガラス、セラミック、紙等が通常使用される。これら
の電気絶縁性基体は、好適には少なくともその一方の表
面が導電処理され、該導電処理された表面側に他の暦が
設けられるのが望ましい。
As the electrically insulating substrate, films or sheets of synthetic resins such as polyester, polyethylene, polycarbonate, cellulose acetate, polypropylene, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polystyrene, polyamide, glass, ceramic, paper, etc. are usually used. Preferably, at least one surface of these electrically insulating substrates is subjected to conductive treatment, and another calendar is preferably provided on the conductive treated surface side.

例えばガラスであれば、その表面がNiCr。For example, if it is glass, its surface is NiCr.

AfL、Cr、Mo、Au、I r、Nb、Ta。AfL, Cr, Mo, Au, Ir, Nb, Ta.

V、Ti、Pt、Pd、In2O3,5n02゜ITO
(I n203+5n02)等の薄膜を設ける事によっ
て導電処理され、或いはポリエステルフィルム等の合成
樹脂フィルムであれば、NiCr、Al,Ag、Pb、
Zn、Ni、Au、Cr、Mo、I r、N’b、Ta
、V、Ti、Pt等の金属で真空蒸着、電子ビーム蒸着
、スパッタリング等で処理し、又は前記金属でラミネー
ト処理して、その表面が導電処理される。支持体の形状
としては、円筒状、ベルト状、板状等、任意の形状とし
得、所望によって、その形状が決定される。
V, Ti, Pt, Pd, In2O3, 5n02゜ITO
(I n203+5n02), etc., or if it is a synthetic resin film such as polyester film, NiCr, Al, Ag, Pb,
Zn, Ni, Au, Cr, Mo, Ir, N'b, Ta
, V, Ti, Pt, etc. by vacuum evaporation, electron beam evaporation, sputtering, or the like, or by laminating with the metal, and the surface thereof is subjected to conductive treatment. The shape of the support may be any shape, such as a cylinder, a belt, or a plate, and the shape is determined as desired.

基体は、基体と膜との密着性及び反応性を考慮して上記
の中より選ぶのが好ましい、更に両者の熱膨張の差が大
きいと膜中に多量の歪が生じ、良品算の膜が得られない
場合があるので、両者の熱膨張の差が近接している基体
を選択して使用するのが好ましい。
It is preferable to select the substrate from among the above in consideration of the adhesion and reactivity between the substrate and the film.Furthermore, if the difference in thermal expansion between the two is large, a large amount of distortion will occur in the film, resulting in a film that is of good quality. Therefore, it is preferable to select and use a substrate whose thermal expansion difference is close to that of the two substrates.

又、基体の表面状態は、膜の構造(配向)や錐状組織の
発生に直接関係するので、所望の特性が得られる様な膜
構造と膜組織となる様に基体の表面を処理するのが望ま
しい。
In addition, the surface condition of the substrate is directly related to the structure (orientation) of the film and the occurrence of cone-shaped structures, so it is important to treat the surface of the substrate so that it has a film structure and structure that provides the desired characteristics. is desirable.

第1図は本発明の堆積膜形成法を具現するに好適な装置
の1例を示すものである。
FIG. 1 shows an example of an apparatus suitable for implementing the deposited film forming method of the present invention.

第1図に示す堆積膜形成装置は、装置本体、排気系及び
ガス供給系の3つに大別される。
The deposited film forming apparatus shown in FIG. 1 is roughly divided into three parts: an apparatus main body, an exhaust system, and a gas supply system.

装置本体には、反広空間汲び成ui’s間が設けられて
いる。
The main body of the device is provided with a wide space pumping and ui's space.

101〜105は夫々、成膜する際に使用されるガスが
充填されているボンベ、101a〜105aは夫々ガス
供給パイプ、101b〜105bは夫々各ボンベからの
ガスの流量調整用ツマスフローコントロー5−.101
c〜105cはそれぞれガス圧力計、101d〜105
dおよび101e 〜105eはそれぞれバルブ、10
1f〜105fはそれぞれ対応するガスボンベ内の圧力
を示す圧力計である。
101 to 105 are cylinders filled with gas used for film formation, 101a to 105a are gas supply pipes, and 101b to 105b are mass flow controllers 5- for adjusting the flow rate of gas from each cylinder. .. 101
c to 105c are gas pressure gauges, 101d to 105, respectively.
d and 101e to 105e are valves and 10
1f to 105f are pressure gauges each indicating the pressure within the corresponding gas cylinder.

106は不図示の必要に応じて用いられる加熱装置を有
する、液体又は固体原料を入れる為の容器、106a、
、106bはガス供給パイプ。
106 is a container for containing a liquid or solid raw material, 106a, which has a heating device (not shown) used as needed;
, 106b is a gas supply pipe.

106Cはバルブである。106C is a valve.

120は真空チャンバーであって、上部にガス導入用の
配管が設けられ、配管の下流に反応空間が形成される構
造を有し、且つ該配管のガス排出口に対向して、基体1
18が設置される様に基体ホールダー112が設けられ
た成膜空間が形成される構造を有する。ガス導入用の配
管は、三重同心円配置構造となっており、中よりガスポ
ンベ101よりのガス及び106よりの原料物質が導入
される$1のガス導入管109、ガスボンベ102より
のガスが導入される第2のガス導入管110、及びガス
ボンベ103〜105よりのガスが導入される第3のガ
ス導入管111を有する。
Reference numeral 120 denotes a vacuum chamber, which has a structure in which a pipe for introducing gas is provided at the upper part and a reaction space is formed downstream of the pipe.
It has a structure in which a film forming space is formed in which a substrate holder 112 is provided such that a substrate holder 18 is installed therein. The piping for gas introduction has a triple concentric arrangement structure, and the gas from the gas cylinder 101 and the raw material material from 106 are introduced from the inside, the gas introduction pipe 109 of $1, and the gas from the gas cylinder 102 is introduced. It has a second gas introduction pipe 110 and a third gas introduction pipe 111 into which gas from the gas cylinders 103 to 105 is introduced.

各ガス導入管の反応空間へのガス排出には、その位置が
内側の管になる程基体の表面位置より遠い位置に配され
る設計とされている。即ち、外側の管になる程その内側
にある管を包囲する様に夫々のガス導入管が配設されて
いる。
Each gas introduction tube is designed to discharge gas into the reaction space so that the inner tube is located further away from the surface of the substrate. That is, the gas introduction pipes are arranged so that the outer pipes surround the inner pipes.

各導入管への管ボンベからのガスの供給は、ガス供給パ
イプライン123〜125によって夫々なされる。
Gas is supplied from the tube cylinder to each introduction pipe through gas supply pipelines 123 to 125, respectively.

各ガス導入管、各ガス供給パイプライン及び真空チャン
バー120は、メイン真空バルブ119を介して不図示
の真空排気装置により真空排気される。
Each gas introduction pipe, each gas supply pipeline, and the vacuum chamber 120 are evacuated via the main vacuum valve 119 by a vacuum evacuation device (not shown).

基体118は基体ホルダー112を上下に移動させるこ
とによって各ガス導入管の位置より適宜所望の距離に設
置される。
The base body 118 is installed at a desired distance from the position of each gas introduction pipe by moving the base body holder 112 up and down.

本発明の場合、この基体とガス導入管のガス排出口の距
離は、形成される堆積膜の種類及びその所望される特性
、ガス流量、真空チャンバーの内圧等を考慮して適切な
状態になる様に決められるが、好ましくは、数mm〜2
0cm、より好ましくは、5mm〜15cm程度とされ
るのが望ましい。
In the case of the present invention, the distance between the substrate and the gas outlet of the gas inlet pipe is determined appropriately by taking into consideration the type of deposited film to be formed, its desired characteristics, gas flow rate, internal pressure of the vacuum chamber, etc. It can be determined as desired, but preferably several mm to 2
It is desirable that the length be 0 cm, more preferably about 5 mm to 15 cm.

113は、基体118を成膜時に適当な温度に加熱した
り、或いは、成膜前に基体118を予備加熱したり、更
には、成膜後、膜を7ニールする為に加熱する基体加熱
用ヒータである。
Reference numeral 113 denotes a substrate heating device for heating the substrate 118 to an appropriate temperature during film formation, or for preheating the substrate 118 before film formation, or for heating the film for 7 anneals after film formation. It's a heater.

基体加熱用ヒータ113は、導線114を通じて電源1
15により電力が供給される。
The heater 113 for heating the substrate is connected to the power source 1 through a conductor 114.
Power is supplied by 15.

116は、基体温度(Ts)の温度を測定する為の熱電
対で温度表示袋a117に電気的に接続されている。
A thermocouple 116 is used to measure the substrate temperature (Ts) and is electrically connected to the temperature display bag a117.

以下、実施例に従って、本発明を具体的に説明する。Hereinafter, the present invention will be specifically explained according to Examples.

実施例1 第1図に示す成膜装置を用いて、次の様にして大発明の
方法による堆積膜を作成する。
Example 1 Using the film forming apparatus shown in FIG. 1, a deposited film was produced by the method of the invention as follows.

ポンベ101に充填されているHeガスを流量10 s
 c cmでAi (CH3)3を入れた原料容器10
6へ吹き込みバブリングして、ガス導入管109よりH
eガスとともに約o、ootmol/minで気化した
A1(CH3)3を、ポンベ102に充填されているH
eガスを流! 5 s e c mで、ポンベ103に
充填されているF2ガスを流量10105e、ポンベ1
04に充填されているHeガスを流量10105eでガ
ス導入管111より真空チャンバー102内の導入した
The He gas filled in the pump 101 was supplied at a flow rate of 10 s.
Raw material container 10 containing Ai (CH3)3 at c cm
6 and bubble it to H from the gas introduction pipe 109.
A1(CH3)3 vaporized at about o, ootmol/min together with e-gas is added to the H gas filled in the pump 102.
Flow the e-gas! At 5 s e cm, the F2 gas filled in the pump 103 was pumped at a flow rate of 10105e,
04 was introduced into the vacuum chamber 102 from the gas introduction pipe 111 at a flow rate of 10105e.

このとき、真空チャンバー120内の圧力を真空バルブ
119の開閉度を調整して0.6Torrにした。基体
にあらかじめモリブデンをスパッター蒸着した石英ガラ
ス(15cmX15cm)を用いガス導入口ittと基
体とのAfL(CH3)3ガスと、NoガスとF2ガス
との混合域、及びe o o ’cで赤紫色の発光がみ
られた。基体温度(Ts)は300℃に設定した。
At this time, the pressure inside the vacuum chamber 120 was adjusted to 0.6 Torr by adjusting the opening/closing degree of the vacuum valve 119. Using quartz glass (15 cm x 15 cm) on which molybdenum was sputter-deposited in advance on the base, the mixing area of AfL(CH3)3 gas, No gas and F2 gas between the gas inlet itt and the base, and the red-purple color at e o o 'c. Luminescence was seen. The substrate temperature (Ts) was set at 300°C.

この状態で3時間ガスを流すと表1に示す様な膜厚のA
交:O:F膜が基体上に堆積した。
When gas is flowed in this state for 3 hours, the film thickness A as shown in Table 1 is obtained.
An O:O:F film was deposited on the substrate.

又膜厚の分布むらは±5%以内におさまった。Furthermore, the unevenness in film thickness distribution was within ±5%.

成膜したA見:0:F膜は基体温度が30000及び6
00℃のとき電子線回折によって非晶質及び結晶質であ
ることが確認された。
The deposited A:0:F film has a substrate temperature of 30,000 and 6
At 00°C, it was confirmed by electron beam diffraction that it was amorphous and crystalline.

各試料の表面に1mmφの人文電極を数個ノ入着し1石
英ガラス上に蒸着したモリブデン電極との間の比抵抗を
測定した。成膜及び結果を第1表内に実施例1の所に示
した。
Several humanoid electrodes with a diameter of 1 mm were deposited on the surface of each sample, and the specific resistance between them and a molybdenum electrode deposited on quartz glass was measured. The film formation and results are shown in Table 1 under Example 1.

実施例2〜5 実施例1で用いた装置において、A文(CH3)2とN
OのかわりにCHaを原料ガスとしC:F膜を、B2H
6及びNH3を原料ブツ°スンーIR−N:Fl++ン
t、−−AO(CHq)Qン一NH3を原料ガスとしA
l:N:F膜を、Zr(OC3H7)4とCHaを原料
ガスとし、Zr:C:F膜を作成した結果を第1表、第
2表に示した。
Examples 2 to 5 In the device used in Example 1, A sentence (CH3) 2 and N
Using CHa as a raw material gas instead of O, the C:F film is
6 and NH3 are used as raw material gas.
Tables 1 and 2 show the results of creating a Zr:C:F film using Zr(OC3H7)4 and CHa as source gases.

〔効果〕〔effect〕

以1:の詳細な説明及び各実施例より、本発明の堆積1
112形成法によれば、省エネルギー化を計ると同11
νに膜品質の管理が容易で大面積に亘って均一物理特性
の堆粘膜が得られる。又、生産性、1.l産性に優れ、
高品質で゛Iヒ気的、特性に優れた絶縁11!2を簡便
に得ることが出来る。
From the detailed description and each example of 1: Deposition 1 of the present invention
According to the 112 formation method, the same 11
In addition, membrane quality can be easily controlled and a membrane with uniform physical properties can be obtained over a large area. Also, productivity, 1. Excellent productivity,
High quality insulation 11!2 with excellent characteristics can be easily obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の実施例に用いた成膜装置の模式的概略
図である。 101−105−−−−−−−−−−−−ガスボンベ、
101a−106a、106b −一−〜−−一−−−−−ガスの導入管、101b 〜
106b、108ob −−−−−−−−−−−−マスフロメーター、101 
c −105c−−−−−−−−ガス圧力計、101d
−105d及び 101e 〜105e 、106cm−−−−−バルブ
。 101f〜l O8f−−−−−−−−−−−−−−−
mm力計。 109 、110 、111−−−−−−−−ガス4人
管112−−−−−−−−−−−−−−−−ノ、(体ホ
ルダー、113−−−−−−−−−−−−−−−一基体
加熱用ヒーター。 116−−−−−−−−−−基体温度モニター用熱電対
、118−一一−−−−−−−−−−−−−JX体、1
19−−−−−−−−−−−−=−一真空排気バルブ、
128〜−一一−−−−−−−−−〜−−原料気化用ヒ
ータ、129〜−一一−−−−−−−−−−−−原料堆
積防IF用ヒータ、を夫々表わしている。
FIG. 1 is a schematic diagram of a film forming apparatus used in an example of the present invention. 101-105------------Gas cylinder,
101a-106a, 106b -1---1----Gas introduction pipe, 101b-
106b, 108ob ---------- Mass flow meter, 101
c -105c------Gas pressure gauge, 101d
-105d and 101e to 105e, 106cm----bulb. 101f~l O8f----------------------
mm force meter. 109 , 110 , 111 ------- Gas tube for 4 people 112 ------------- (Body holder, 113 ---------- --------Heater for heating one substrate. 116---------Thermocouple for monitoring substrate temperature, 118-11------JX body, 1
19--------------- one vacuum exhaust valve;
128 to 11----------A heater for raw material vaporization, and 129 to 11--A heater for IF to prevent material accumulation, respectively. There is.

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)堆積膜形成用の気体状にし得るAl,C,B又は
Zrを含む原料物質と、該原料物質に酸化作用をする性
質を有する気体状ハロゲン系酸化剤と、を反応空間内に
導入して接触させることで励起状態の前駆体を含む複数
の前駆体を化学的に生成し、これらの前駆体の内少なく
とも1つの前駆体を堆積膜構成要素の供給源として成膜
空間内にある基体上に電気的絶縁膜を形成することを特
徴とする堆積膜形成法。
(1) Introducing into the reaction space a raw material containing Al, C, B, or Zr that can be made into a gas for forming a deposited film, and a gaseous halogen-based oxidant having the property of oxidizing the raw material. chemically generating a plurality of precursors including excited state precursors by contacting them, and using at least one of the precursors as a source of a deposited film component within the deposition space. A deposited film forming method characterized by forming an electrically insulating film on a substrate.
(2)前記気体状にし得るAl,C,B又はZrを含む
原料物質は有機金属化合物ある特許請求の範囲第1項に
記載の堆積膜形成法。
(2) The deposited film forming method according to claim 1, wherein the raw material containing Al, C, B, or Zr that can be made into a gaseous state is an organometallic compound.
(3)前記気体状にし得るAl,C,B又はZrを含む
原料物質は水素化物である特許請求の範囲第1項に記載
の堆積膜形成法。
(3) The deposited film forming method according to claim 1, wherein the raw material containing Al, C, B, or Zr that can be made into a gaseous state is a hydride.
(4)前記気体状にし得るAl,C,B又はZrを含む
原料物質はハロゲン化物である特許請求の範囲第1項に
記載の堆積膜形成法。
(4) The deposited film forming method according to claim 1, wherein the raw material containing Al, C, B, or Zr that can be made into a gaseous state is a halide.
(5)前記気体状ハロゲン系酸化剤は、ハロゲンガスを
含む特許請求の範囲第1項に記載の堆積膜形成法。
(5) The deposited film forming method according to claim 1, wherein the gaseous halogen-based oxidizing agent contains halogen gas.
(6)前記気体状ハロゲン系酸化剤は、弗素ガスを含む
特許請求の範囲第1項に記載の堆積膜形成法。
(6) The deposited film forming method according to claim 1, wherein the gaseous halogen-based oxidizing agent contains fluorine gas.
(7)前記気体状ハロゲン系酸化剤は、塩素ガスを含む
特許請求の範囲第1項に記載の堆積膜形成法。
(7) The deposited film forming method according to claim 1, wherein the gaseous halogen-based oxidizing agent contains chlorine gas.
(8)前記気体状ハロゲン系酸化剤は、弗素原子を構成
成分として含むガスである特許請求の範囲第1項に記載
の堆積膜形成法。
(8) The deposited film forming method according to claim 1, wherein the gaseous halogen-based oxidizing agent is a gas containing fluorine atoms as a constituent component.
(9)前記気体状ハロゲン系酸化剤は、発生期状態のハ
ロゲンを含む特許請求の範囲第1項に記載の堆積膜形成
法。
(9) The deposited film forming method according to claim 1, wherein the gaseous halogen-based oxidizing agent contains halogen in a nascent state.
(10)前記基体は、前記気体状原料物質と前記気体状
ハロゲン系酸化剤の前記反応空間への導入方向に対して
対向する位置に配設される特許請求の範囲第1項に記載
の堆積膜形成法。
(10) The deposition according to claim 1, wherein the substrate is disposed at a position opposite to the direction in which the gaseous raw material and the gaseous halogen-based oxidizing agent are introduced into the reaction space. Film formation method.
(11)前記気体状原料物質と前記気体状ハロゲン系酸
化剤は前記反応空間へ、多重管構造の輸送管から導入さ
れる特許請求の範囲第1項に記載の堆積膜形成法。
(11) The deposited film forming method according to claim 1, wherein the gaseous raw material and the gaseous halogen-based oxidizing agent are introduced into the reaction space from a transport pipe having a multi-tube structure.
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