JPS6312377B2 - - Google Patents
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- JPS6312377B2 JPS6312377B2 JP16663782A JP16663782A JPS6312377B2 JP S6312377 B2 JPS6312377 B2 JP S6312377B2 JP 16663782 A JP16663782 A JP 16663782A JP 16663782 A JP16663782 A JP 16663782A JP S6312377 B2 JPS6312377 B2 JP S6312377B2
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Classifications
-
- 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
- C23C16/50—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 using electric discharges
- C23C16/511—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 using electric discharges using microwave discharges
-
- 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
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、マイクロ波放電を利用するマイク
ロ波プラズマ・ケミカル・ベイパー・デポジシヨ
ン（MWPCVD）に関するものであり、半導体薄
膜、高分子薄膜等の薄膜作成方法を提供するもの
である。
ロ波プラズマ・ケミカル・ベイパー・デポジシヨ
ン（MWPCVD）に関するものであり、半導体薄
膜、高分子薄膜等の薄膜作成方法を提供するもの
である。
薄膜作成法としては高周波プラズマ・ケミカ
ル・ベイパー・デポジシヨン（RFPCVD）が実
施されているが、この方式においてはプラズマを
所定の空間にとじ込めることが困難である他、均
一な薄膜を得ることができない欠点がある。
ル・ベイパー・デポジシヨン（RFPCVD）が実
施されているが、この方式においてはプラズマを
所定の空間にとじ込めることが困難である他、均
一な薄膜を得ることができない欠点がある。
本発明者は第１図の如き装置によつて薄膜形成
物質（シラン）をマイクロ波によつて解離させプ
ラズマ領域中に置かれた基板上にシリコン薄膜を
形成させることを試みたが均一な厚さの薄膜は得
られたがシリコンの収率については満足すべきも
のではなかつた。即ち第１図の如く、方形導波管
の広い側面に垂設した円筒共振器１に同軸上に放
電管２を挿入した同軸線路型マイクロ波連続放電
装置を用いて放電管断面における径方向のプラズ
マ密度分布を第２図に示すような密度分布にする
ことによつて放電管の先端に対向して固定した基
板３上に均一厚さの薄膜を形成させることに成功
した。
物質（シラン）をマイクロ波によつて解離させプ
ラズマ領域中に置かれた基板上にシリコン薄膜を
形成させることを試みたが均一な厚さの薄膜は得
られたがシリコンの収率については満足すべきも
のではなかつた。即ち第１図の如く、方形導波管
の広い側面に垂設した円筒共振器１に同軸上に放
電管２を挿入した同軸線路型マイクロ波連続放電
装置を用いて放電管断面における径方向のプラズ
マ密度分布を第２図に示すような密度分布にする
ことによつて放電管の先端に対向して固定した基
板３上に均一厚さの薄膜を形成させることに成功
した。
マイクロ波放電においてはプラズマ表面でマイ
クロ波の表皮効果が生じるのでマイクロ波電界強
度がプラズマ表面で高くなりその中心部では弱く
なる条件が存在する。このときプラズマエネルギ
ー密度分布は放電管の管壁で高く、中心は低くな
るから第２図実線の如き径方向密度分布が得ら
れ、これが堆積空間に拡散した際に解離された原
子及び分子が基板上で平担な密度分布となつて基
板の全面に均一厚さの薄膜を作ることが可能にな
るのである。
クロ波の表皮効果が生じるのでマイクロ波電界強
度がプラズマ表面で高くなりその中心部では弱く
なる条件が存在する。このときプラズマエネルギ
ー密度分布は放電管の管壁で高く、中心は低くな
るから第２図実線の如き径方向密度分布が得ら
れ、これが堆積空間に拡散した際に解離された原
子及び分子が基板上で平担な密度分布となつて基
板の全面に均一厚さの薄膜を作ることが可能にな
るのである。
４は堆積室、５はテーブル、８はピラニゲー
ジ、９はニードル弁、１０は流量計である。な
お、フランジ６は共振器の端面７に密着又は近接
させ気体圧力、マイクロ波電力及びマイクロ波の
整合条件を適当に選ぶことによつてプラズマを堆
積空間の一部に放出させることもできる。
ジ、９はニードル弁、１０は流量計である。な
お、フランジ６は共振器の端面７に密着又は近接
させ気体圧力、マイクロ波電力及びマイクロ波の
整合条件を適当に選ぶことによつてプラズマを堆
積空間の一部に放出させることもできる。
第１図の装置は上記した如き効果が得られる
が、プラズマを形成している分子状又は原子状の
薄膜形成物質が放電管壁にも沈積して収率を低下
させる他、この沈積によつてマイクロ波の整合条
件を変化させる。従つて長時間の運転には不都合
が生じる。
が、プラズマを形成している分子状又は原子状の
薄膜形成物質が放電管壁にも沈積して収率を低下
させる他、この沈積によつてマイクロ波の整合条
件を変化させる。従つて長時間の運転には不都合
が生じる。
本発明は同軸線路型マイクロ波連続外側放電二
重管によりプラズマ解離空間と薄膜を生成する堆
積空間とを分離し、且つこの中間又は堆積空間内
にプラズマエネルギー付与領域（仮称）を形成さ
せることによつて放電管内壁への解離物質の沈着
を防止し同時に薄膜の収率を向上させ得るもので
ある。
重管によりプラズマ解離空間と薄膜を生成する堆
積空間とを分離し、且つこの中間又は堆積空間内
にプラズマエネルギー付与領域（仮称）を形成さ
せることによつて放電管内壁への解離物質の沈着
を防止し同時に薄膜の収率を向上させ得るもので
ある。
第３図の装置は本発明の実施例装置であつて、
その構成を説明すると１１は外側石英放電管（直
径＝Ｄ）、１２は同心的に内挿した内側石英管又
は金属管（直径＝ｄ）であつて薄膜形成物質導入
管となるものであり、その開口端１２′は放電管
１１の内部に位置せしめてその前方に反応空間
（プラズマエネルギー付与空間）１３を形成させ
てある。この装置においては、アルゴン等のキヤ
リアガスが導入される放電管内においてはマイク
ロ波電界強度が大きいからプラズマが生成するが
シランガス（SiH4）の導入管１２内ではマイク
ロ波電力が弱くなるようにガス圧、マイクロ波電
力などを選択することによつてSiH4の解離を殆
んど生じさせないようにすることができる。
その構成を説明すると１１は外側石英放電管（直
径＝Ｄ）、１２は同心的に内挿した内側石英管又
は金属管（直径＝ｄ）であつて薄膜形成物質導入
管となるものであり、その開口端１２′は放電管
１１の内部に位置せしめてその前方に反応空間
（プラズマエネルギー付与空間）１３を形成させ
てある。この装置においては、アルゴン等のキヤ
リアガスが導入される放電管内においてはマイク
ロ波電界強度が大きいからプラズマが生成するが
シランガス（SiH4）の導入管１２内ではマイク
ロ波電力が弱くなるようにガス圧、マイクロ波電
力などを選択することによつてSiH4の解離を殆
んど生じさせないようにすることができる。
従つて導入管の内壁にSiを沈着させずに長時間
運転が可能になる。なお、外側放電管は堆積空間
内に延長してもよい。
運転が可能になる。なお、外側放電管は堆積空間
内に延長してもよい。
導入シランガスは反応空間１３において、放電
管１１中のアルゴンプラズマと混合し、導入ガス
物質はプラズマエネルギーを付与されて解離し第
４図の如き径方向プラズマ密度分布を形成しこれ
が堆積空間４に拡散されて基板３上に堆積して均
質なシリコン薄膜を形成するのである。
管１１中のアルゴンプラズマと混合し、導入ガス
物質はプラズマエネルギーを付与されて解離し第
４図の如き径方向プラズマ密度分布を形成しこれ
が堆積空間４に拡散されて基板３上に堆積して均
質なシリコン薄膜を形成するのである。
前記実施例ではシリコン薄膜を形成する場合に
ついて説明したが、本発明において放電管１１に
導入されるキヤリヤガス即ち外側管導入気体
（G1）はプラズマ状に解離しても放電管内壁に沈
積しない物質であればよい。また、内管導入気体
（G2）を前記プラズマ状の気体G1と反応する物質
として両者を反応させこの反応生成物を基板上に
堆積させることも可能である。この場合において
導入気体G1及びG2は、単一気体であつても混合
気体であつてもよい。
ついて説明したが、本発明において放電管１１に
導入されるキヤリヤガス即ち外側管導入気体
（G1）はプラズマ状に解離しても放電管内壁に沈
積しない物質であればよい。また、内管導入気体
（G2）を前記プラズマ状の気体G1と反応する物質
として両者を反応させこの反応生成物を基板上に
堆積させることも可能である。この場合において
導入気体G1及びG2は、単一気体であつても混合
気体であつてもよい。
なお、内管に金属管を用いるとマイクロ波は金
属パイプ内に入らないので解離も堆積もなく従つ
て運転条件を拡大できる。
属パイプ内に入らないので解離も堆積もなく従つ
て運転条件を拡大できる。
叙上の通り本発明によれば、プラズマ密度の均
等化によつて均一な薄膜が形成できると共にプラ
ズマ被爆による基板表面の損傷及び生成薄膜の損
傷を防ぐことができる。また本発明では、基板を
堆積空間内に定置しているのでプラズマ被爆によ
る基板表面温度の上昇がなく、低温下での薄膜生
成が可能になる他、基板を所望の温度に加熱して
高温堆積させることもでき従つて種々の薄膜形成
材料の選択が可能になる等の利点もある。また本
発明は高分子材料にも適用できるから光素子用の
薄膜の製造にも応用できる。
等化によつて均一な薄膜が形成できると共にプラ
ズマ被爆による基板表面の損傷及び生成薄膜の損
傷を防ぐことができる。また本発明では、基板を
堆積空間内に定置しているのでプラズマ被爆によ
る基板表面温度の上昇がなく、低温下での薄膜生
成が可能になる他、基板を所望の温度に加熱して
高温堆積させることもでき従つて種々の薄膜形成
材料の選択が可能になる等の利点もある。また本
発明は高分子材料にも適用できるから光素子用の
薄膜の製造にも応用できる。
第１図は本発明の基礎となる従来装置の要部側
面図、第２図は第１図装置における放電管内の径
方向プラズマ密度分布図、第３図は本発明装置の
要部側面図、第４図は混合域での管径方向のプラ
ズマ密度分布図である。 １…円筒共振器、３…基板、５…テーブル、９
…ニードル弁。
面図、第２図は第１図装置における放電管内の径
方向プラズマ密度分布図、第３図は本発明装置の
要部側面図、第４図は混合域での管径方向のプラ
ズマ密度分布図である。 １…円筒共振器、３…基板、５…テーブル、９
…ニードル弁。
Claims (1)
- １ マイクロ波円筒空洞共振器に、その中心軸を
共通にして内外二重のガス導入用の直管を挿通
し、前記外側管先端を薄膜形成基板が定置された
堆積空間に、前記基板に対向して開口させると共
に前記内管開口端は前記外側管内に位置させて、
内管先端にプラズマエネルギー付与領域を形成
し、前記外側管内において生成したプラズマを前
記エネルギー付与領域において、内管からの導入
ガスと混合して前記堆積空間中に拡散させ基板上
に均一な薄膜を生成せしめることを特徴とする薄
膜形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16663782A JPS5956724A (ja) | 1982-09-27 | 1982-09-27 | マイクロ波プラズマによる薄膜形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16663782A JPS5956724A (ja) | 1982-09-27 | 1982-09-27 | マイクロ波プラズマによる薄膜形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5956724A JPS5956724A (ja) | 1984-04-02 |
| JPS6312377B2 true JPS6312377B2 (ja) | 1988-03-18 |
Family
ID=15834969
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16663782A Granted JPS5956724A (ja) | 1982-09-27 | 1982-09-27 | マイクロ波プラズマによる薄膜形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5956724A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008129977A1 (ja) * | 2007-04-17 | 2008-10-30 | Ulvac, Inc. | 成膜装置 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61133239A (ja) * | 1984-12-03 | 1986-06-20 | Sachiko Okazaki | フツ素含有表面薄層を有する成形品 |
| JP3073327B2 (ja) * | 1992-06-30 | 2000-08-07 | キヤノン株式会社 | 堆積膜形成方法 |
| US6057005A (en) * | 1996-12-12 | 2000-05-02 | Canon Kabushiki Kaisha | Method of forming semiconductor thin film |
-
1982
- 1982-09-27 JP JP16663782A patent/JPS5956724A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008129977A1 (ja) * | 2007-04-17 | 2008-10-30 | Ulvac, Inc. | 成膜装置 |
| JP5179476B2 (ja) * | 2007-04-17 | 2013-04-10 | 株式会社アルバック | 成膜装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5956724A (ja) | 1984-04-02 |
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