JPS63197329A - プラズマ・チャンバー内で、無定形水素化シリコンを基板へ付着させる方法 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明は、高周波発生器に接続された少なくとも１対の
電極が配置されたプラズマ・チャンバー内において基板
が上記電極の１つに接続されると共に、他の電極とは距
離“ｄ″を距てて配置され、シリコン化合物を１つ以上
含むガスが上記チャンバーに導入され、そして高周波電
力が上記両電極間に印加されて該領域にプラズマを発生
して、上記基板表面に、無定形の水素化シリコンまたは
無定形水素化シリコンの合金化からなる半導体フィルム
を付着させる方法に関する０本発明はまた、この方法を
実施するための装置に関する。

（従来技術及びその問題点） 無定形水素化シリコン（ａ−３ｉ：Ｈ）をプラズマ内で
付着させることについては、米国特許第４．２２８，８
９８号に記載されており、一般には、例えば、シラン型
（ＳｉＨ４，Ｓｉｔ　Ｈ６等）の化合物から出発して、
光検波器エレメントまたは光電池を作るのに用いられて
いる。水素化シリコン合金の無定形層はまた、例えば、
化学式％式％ ：Ｈ，ａ−ＳＬ、、Ｎ、−ｘ　：Ｈにて表示される物質
の付着によって形成される。工業界において、本来の目
的の一つは、十分に適合する品質を有する製品を得るこ
とであワて、特に、半導体のエネルギー・ギャップにお
いて局所化状態を産生ずる、単位体積中における欠陥数
を制限内に納めることで、これにより、できるだけ付着
速度を高めて生産費を適度に抑えることである。プラズ
マは、大抵の場合、基板を支持する電極と、他の電極と
の間で高周波（ＲＦ）放電を行って発生されるので、こ
のプラズマは高周波発生器と容量結合されている。

上述の付着法に影響を及ぼす要因はいくつか有り、特に
電極間ギャップ、基板の温度、用いられるガス混合物、
チャンバー内へ導入されるガスの圧力および流量、ざら
にＲＦ放電の電力および周波数である。

なお、プラズマをできるだけ両電極間で限定される領域
に限局することが重要であるが、これは、特に次の諸要
因、即ち、圧力、電極間距離、ＲＦ電力を適切に選ぶこ
とによってなされ得る。

高い付着速度を得るためには、主として、プラズマの濃
度を高めること、および／または基板の単位表面積当り
のＲＦ電力密度を増大することである。しかしながら、
これ等要因の値を増大することは、従来法では、特にガ
ス層の重合化と云う現象のために、付着膜における欠陥
の密度が高くなる、即ち、単位容積当たりの欠陥の数が
増加することにより制限を受けるもので、かくして、工
業的段階で現在達成されている付着速度は、一般には、
欠陥密度Ｎ、−光熱デフレクシヨン（偏向）型分光法（
ＰＤＳ）により測定が１ηｍ位厚さの付着膜に対して１
−５Ｘ１０”１０ｎ’の場合０．４ηｍ／ｓ（４人／Ｓ
’）以下である。かくして、このような膜の付着は、４
５分にわたって持続する。上記ＰＤＳはＷ、Ｂ、Ｊａｅ
ｋｓｏｎおよびＮ、Ｍ。

＾ｍａｒによってＰｈｙｓ、　Ｒａｙ、誌（Ｂ、２５．
ｐ、５５５９−５５６２）に記述されている。

付着速度の増大を企てた例がＴ、　Ｈａｍａｓａｋｉ等
により＾ｐｐ１．　Ｐｈｙｓ、　１ｅｔｔｅｒ誌（４４
（８）　：６０−２，１９９８４）に挙げられている０
両電極（片方を接地）の領域を囲周するブリッドにより
プラズマの限局されたことにより、純粋なシランガス（
ＳＨ４）および９ＭＨｚの標準周波数を使用しなから４
４−５ｎ／ｓ　（４０−４５人／　ｓ　）程度の付着速
度が得られるようになった。それにもかかわらず、暗黒
中および照明下にそれぞれにおける導電性を除いて、著
者等は、得られる付着膜の品質に関していかなる具体的
な指示も与えていないが、低くて高いＮ、値の得られる
ことが期待できる。

米国特許第４，４０６，７６５号には、直流電場と０．
１−１１−１Ｏ０の高周波電場との重ね合わせによりて
プラズマを発生して、なかんずく非常に高い付着速度を
得る方法について記載されている。得られる付着速度を
得る方法について記載されている。得られる付着膜の品
質には詳細には支持されていないが、太陽電池に一般に
要求されているよりは劣っていると予想されるべきであ
る。また、この明細書には、提案されている広い範囲内
において、どれくらいの周波数値が好ましいかについて
の支持はされていない、それ故この方法においては、周
波数の改変により、評価されるべき効果が得られないと
みて良い。

（発明の目的） 本発明の目的は、欠陥数の増加無しに、或は通常の方法
によって得られる付着膜に比して欠陥数の少ない場合に
おいてすら、付着速度を増大するように、上述したよう
な公知の方法を完全なものとすることのできる簡単かつ
効果的な手段を提供することである。

（発明の基本的構成） 本発明の基本的発想は、今日まで用いられていたより高
い周波数の交流電圧を印加することによつて付着速度の
増大を得ることにある。無定形水素化シリコンの付着に
関して行われた研究のほとんどは、１３．５ＭＨｚの周
波数を用いて有効であったが、その理由は、その周波数
が産業界で使用されているそれであって、無線通信に大
ぎな支障をもたらさないですみ、かつこの周波数を利用
した設備が非常に広まっているからである。さらに、プ
ラズマ・チャンバー内での周波数の増大は、電極とその
支持体との間にスプリアス放電を発生する傾向があり、
従って、それより高い周波数は一般に避けられてきた。

なお、大抵の研究者は、即ち、イオン緩和（ｒｅｌａｘ
ａｔｉｏｎ）周波数（１−８ＭＨｚの範囲）を利用する
ことは推奨できないと考えてきた。

他方、本発明の基礎研究において、反応器の特殊な幾何
学的形状と並んで、両電極間に比較的高い周波を印加す
ることによって、非常に有効な結果の得られることが実
証されている。

第一点については、本発明は、周波数ｆが２０−２０−
１５Ｏの範囲内にあり、かつ周波数ｆと距離ｄとの比、
即ち、ｆ／ｄが３０−３０−１Ｏ０／　ｃ　ｍの範囲内
にあることを特徴とする冒頭に記述されたような方法に
関する。この距ｌｉｄは１−３ｃｍの範囲内にあるのが
好ましい。

本発明による方法の好ましい実施の態様においてはｆ／
ｄ比が３０−３０−８Ｏの範囲内にあり、そして距１１
ｄは１−２．５ｃｍの範囲内にある。

投射される、即ち、プラズマ中に放散され、そして各電
極の端子にて測定される電力Ｐに関して、この電力Ｐと
、両電極間に存在するプラズマの雨量Ｖｒどの比は０．
０２−０．２Ｗ／ｃｍ’の範囲、好ましくは０．０４−
０．１５Ｗ／ｃｍ”の範囲内にある。さらに、チャンバ
ー内の圧力は、付着用の間に０．　１−０．　５ｍｂａ
ｒの範囲内に維持されると共に、基板は、好ましくは２
３０−３５０°Ｃの範囲内に保持される。

反応器へ導入されるガスは、次記の物質；シラン（Ｓｉ
Ｈ２）、ジシラン（ＳｉｔＨｓ）および／または一層高
級のシラン類、４弗化シリコン（Ｓ　Ｉ　Ｆ４　）　、
水素の内の一つまたは数個を含むものが適する。このガ
スには、シリコン化合物に加えて、シリコンと他の物質
との合金を含有する無定形膜を付着するための、および
／または付着される鏑を改頁またはドーピングするため
の一つまたは数個の物質が含まれて良い。

これ等物質の第一群には水素化ゲルマニウム（ＧｅＨ）
および４弗化ゲルマニウム（ＧｌＩＦ４）が含まれる。

′Ｍ二群にはメタン（Ｃ）１４　）および４弗化炭素（
ＣＦ４）が含まれる。第三群には窒素およびアンモニア
が、第四群にはホスフィン（ＰＨｓ　）およびジボラン
（Ｂ２　Ｈ６）がそれぞれ含まれる。シランガスの導入
（Ｉｎｐｕｔ）速度は、チャンバーの有効内容積に対し
て０．３−２．０ｓｃａｎ／Ｌｓ好ましくは約１．２ｓ
ｅｃｍ／Ｌ（１ｓ　ｅ　ｃ　ｍ　＝　Ｉ　Ｃｍ　ｓ　Ｎ
　Ｔ　Ｐ　、即ち、常温および常圧下、分光りについて
）である。

シリコン−窒素合金の膜を付着させるためには、本方法
では、シランおよびアンモニアを０．０３−０．３の範
囲内の比に有する混合物を含むように用いられるガスを
用意すること、並びに電極量比ａｌｄを１−３ｃｍの範
囲内にあるようにすることが有利である。

本方法を実施するためには、高周波発生器、整合ブリッ
ドを介して発生器に接続された二つの電極を囲周するチ
ャンバーを備えたプラズマ反応器、該反応器へガスを導
入する手段および上記チャンバーからガスを排出するた
めの手段とを具備し、両電極の一つが基板の支持体を備
え、他の電極が基板に対向して距ｌｉｄにて配置された
装置が用いられ得る。

本発明による装置は、発生器により送られる高周波の周
波数ｆが２５−１５０ＭＨｚの範囲内にあり、そしてｆ
／ｄ比が３０−３０−１Ｏ０／ｃｍの範囲内にあること
を特徴としている。

（実施例） 以下において、本発明およびその利点について実施例に
より添付図面を参照して詳しく説明する。

第一図に概略図示した装置は、一般的に周知の構成を有
し、プラズマ反応器１、その真空チャンバー２内には、
接地された（但し、接地以外の電位に維持されても良い
）第一電極３、および整合ブリッド６を経て高周波発生
器５に接続された第二電極４とを備える１両電極は互い
に対向して配置され、それぞれの表面はほぼ平面になっ
ている。平板状の基板フが第一電極３の表面に固定され
ており、基板７の自由面が第二電極４と距ｌ１１ｄにな
るように位置づけられている０両電極（基板を含めて）
は、発生器５から給電されて静電容量素子として電気回
路を形成し、かくして、チャンバー２にガスが存在する
場合、両電極間に起る高周波放電によって、プラズマ８
が発生される。なお、発生器５は！−２００ＭＨｚ範囲
の高周波を発生するもので５この種の装置では、基板と
その付属手段が第一電極の代わりに第二電極に取り付け
られても良いがこの方法は、一般には電気絶縁上の理由
から不利である。

この装置には、それ自体周知のように、特に数種のガス
を純粋なガスとして、または混合物として反応器のチャ
ンバー内に一つまたは数個のガス取り入れ口を通して導
入するための膨張弁を備えた一つまたは数個のガス貯蔵
器を備えたガス供給手段１０と、このチャンバーからガ
スを排出するための手段とを具備する。第一図にはター
ボ分子ポンプ（ｔｕｒｂｏｍｏｌｅｃｕｌａｒ　ｐｕｍ
ｐ）　　１１が図示されているが、その吸引側は弁１２
を経てチャンバー２に接続されており、また、このポン
プには第一１次（ｐｒＩｍａｒｙ）ポンプ１３が接続さ
れている。第二１次ポンプ１４が弁１５を経てチャンバ
ー２に接続され、このポンプの排出口はガス排出循環路
につながっている。圧力計１７はチャンバー２の圧力を
指示する０両電極、基板、およびチャンバーを加熱した
り、冷却したりするための、それ自体公知の種々の手段
（これ等は第一図には図示されていない）が具備されて
いる。

第二図は、反応器１のチャンバー２内における両電極３
，４および基板フの詳細な配置を図示したものである。

チャンバー２は閉じられたほぼ立方体の容器で、各電極
３，４を設置するための開口２０．２１．および他の部
品、例えば、ガスの導入および排出用接続部品のための
開口（図示せず）も形成されている。この実施例におい
ては、チャンバー２の有効内容積ｖ１、即ち、ガスによ
フて占められる容積は１５Ｌである。各加熱エレメント
２２．２３はチャンバー２の外表面に取り付けられてい
る。第一電極、即ち、接地された電極は、チャンバー２
に取りつけられた円筒形の電極キャリア２４の端部に定
置されている。この電極キャリアには交換可能な基板指
示体２５、温度センサー２６、電気加熱エレメント２７
および？４Ｉ却水循環路２８を備えており、この冷却水
循環路はこの付着工程の終了時に電極および基板を冷却
するのに利用するのに適する。

第二電極４、いわゆる活性電極に関して、これは導電性
高周波発生器に接続され、かつ絶縁性支持体３２を経て
円筒形の電極キャリア３１の端部に取りつけられている
。上記支持体３２は電極４の背後において、水循環路に
連絡する冷却区画室３３を限定する。

接地された金属スクリーン３５は左右両側で電極４を囲
むが、但し、電極４とは鞘部、即ち、誘電体で充填され
た空間によって隔てられ、かくして、電極４の両側での
放電の発生が防止されている。鞘部は耐火性のセラミッ
ク材料、例えば、ガラスからなる。スクリーン３５は、
留めネジ３７によって電極キャリアに縦方向に調節可能
に苗蒔されている。

理解されるように、電極３．４の内のいずれかが接地さ
れるか、両方とも接地されないかである０重要なことは
、片方の電極を囲むように配置された導電性スクリーン
が他の電極と同じ電位にすべきことである。

本発明による方法を実施するためのこの装置の利用運転
に関して以下に述べることにする。無定型水素化シリコ
ンを基板上に付着させて膜を形成するには、次の少なく
とも三つの段階からなるニー（＾）基板の準備（清浄）
をする −（Ｂ）システム（反応器および基板）を適切な条件下
におく −（Ｃ）１１１を付着形成する。

基板としては、ガラス、金属、合成物質、或は他の物質
を利用し得る。以下に述べる実施例では、Ｄｏｓ　Ｃｏ
ｒｎｉｎｇ製モデルＮＯ，７０５９（７）ガラス或は金
属膜をコーティングしたガラスを用いている。これ等基
板の厚さは０．８ｍｍである。段階Ａでは、好適な寸法
（この実施例では１１０ｌ１０Ｘ５５に切断されて数個
の水浴とアルコール浴にて洗浄され、次いで、交換可能
な基板支持体２５上に載置され、後者は第一電極３に取
りつけられる。

段階Ｂでは、反応器チャンバーの真空化がポンプ１４、
次いでポンプ１１．１３によって、１−５Ｘ　１０””
　ｍｂａｒが得られるまで行われ、かくして、弁１２が
閉じられ、続いて、水素プラズマ状態が次のようにして
創成される、即ち、チャンバーは加熱エレメント２２．
２３により約１時間にわたり加熱されて、かくして、約
８０＠Ｃの表面温度が得られる。この温度は全付着工程
の間保持される。同時に、電極３および基板支持体２５
とが２３０−３５０°Ｃ範囲内の温度に加熱される。

続いて、水素が２０−１００　ｓ　ｃ　ｃ　ｍ　（ｃ　
ｍ”　ＮＴＰ。

分当り）範囲内の流量でチャンバー内に導入され、その
循環が１次ポンプにより行われ、その流速は、チャンバ
ー内で圧力が０．１−０．５重ｂａ範囲内に保持される
ように調節される。基板およびチャンバーの適正な洗浄
が確実に行われるように、プラズマは高周波発生器に１
０−６０分にわたって給電することにより発生される。

圧力、電力等の条件は、全チャンバー内にプラズマが存
在し、特に、両電極間において明白に高密度であるよう
に選定される。このような状態が得られた後に、ガス涜
は中止されて、チャンバー内はポンプ１１．１３により
約１０′″’　５ｂａｒまで排気される６次いで、弁１
２が閉じられ、かくして、システムは付着が実際に行わ
れる段階Ｃに入ることになる。

段階Ｃにおいては、ガス供給手段１０は、純粋な酸素ま
たは少なくとも一個のシリコン化合物を含むガス混合物
、例えば、シラン（ＳｉＨ４）と水素Ｈ２の混合物をチ
ャンバー２内へ供給すべく接続されている。弁１５が開
かれ、一時ポンプ１４は、チャンバー内で与えられた絶
対圧力ｐが保持されるように運転される。圧力が安定さ
れるや、発生器５に給電されて、両電極間に、精細に云
えば基板と第二電極との間でプラズマが発生する。ここ
で、関係する要因、例えば、圧力ｐ、距離ｄおよび電力
密度の適切な選定により、プラズマは多かれ少なかれ両
電極間領域に限局されることが重要である０周波数ｆの
役割について以下にさらに詳しく論することにする。

他方、この段階に影響するすべての要因は、基板表面に
付着されたシリコン膜の品買ができるだけ良くなるよう
に選定されなくてはならない、この理由から、本発明の
基礎として役立りた実施例において、無定形水素化シリ
コン膜の形成についてこれ等要因の有利な値が次の通り
であることが実証された。

電極間圧ｌｌｌ　　　　　　ｄ＝１０−３０ｍｍ基板の
温度　　　　　　Ｔ−２３０−３５０°Ｃ絶対圧力　　
　　　　　ｐ　＝０．１−０．５５ｂａｒガス導入流量
（Ｖｒ　）　　０．３−５．０　ｓｅｃｍ／Ｌ電力密度
　　　　　　　Ｐ／ｖ、ｘ　Ｏ，０２−０，２Ｗ／ｃｍ
’本発明の重要な点は、電極に印加される周波数ｆが付
着速度ｒ、即ち、付着された膜の厚さの生長速度に関し
て非常に重要な役割を果たすと云う事実である。第三図
は、与えられた距＠ｄに関して、付着速度ｒが最大であ
る最適周波数が高周波の範囲内にあることを定める定性
的に実証している。さらに、付着膜の欠陥密度Ｎ、が、
等しい付着期間において、精密にはこの最適周波数につ
いて最小であることが認められる。厚さが等しい場合、
Ｎ、曲線は、一層平坦である。他方、距１１１ｄが増大
する時、対応する周波数ｆ　０ｅｔも増加し、かくして
、次式が得られる： ｆａｓｔ　／ｄ”４５ＭＨ２／ｅｍ 但し、少なくともｆ−２００ＭＨｚまでの範囲内とする
。また、ｄの最大値が増大することが認められる。従っ
て、最良の結果は、周波数ｆが最適にある場合、距離が
短い場合に得られる。しかしながら、ｄ値が他の現象に
よりて下方限定されることが周知である。実際、６１１
０ｍｍの値が現に最低と考えられている。

第四図では、周波数範囲ｆ−２７，１−１１−１５Ｏに
おいて得られる付着速度ｒおよび欠陥速度Ｎ、の実験値
の分布を示している。この場合の各要因の値は次の通り
である： 電極間圧ｉｌｌ　　　　　　　６ｍ１５ｍｍ基板の温度
　　　　　　Ｔ諺２８０’　Ｃ絶対圧力　　　　　　　
Ｐ　＝　０　、　２８　ａ＋ｂａｒガス　　　　　　　
　　　１００％Ｓｉｇｎガス流量／　Ｖ　ｒ　　　　　
１．３　ｓｃｃｍ／Ｌ電力密度　　　　　　　Ｐ／ｖ、
ｍｏ、Ｉ　　Ｗ／ａｍ’付着実施期間　　　　　約２０
分 ｒおよびＮ、の同曲線は相関関係がある。比較のため、
またこの図において、直流電圧と１３．５６ＭＨｚの周
波数ｆとによって発生されたプラズマの下で得られた付
着速度の典型的値が、文献から引用された対応する値の
ばらつきと共に示されている。

この実施例の場合、既に２フ、１ｔｉｕｔｚの産業周波
数にて、また少なくとも１５０ＭＨｚまでにて遥かに優
れたｒ値が得られる。２５ＭＨｚより低い場合は、付着
速度ｒは急速に低下する。上述の条件下では、最適周波
数は７０ＭＨｚ近くで、２、Ｏｎｍ／ｓより優れた付着
速度ｒが得られる。同時にＰＤＳによって測定されるＮ
、値は、厚さが２ｒ７ｍの場合、！−２Ｘ１０”／ｃｍ
ｌの範囲内にあり、そして約２（１７ｍの厚さの２−３
Ｘ　１０　”／ｃ　ｍ＠と比較して劣る。この方法によ
り決定されるシリコン膜の品質が、Ｎ、値が約１ηｍの
厚さで５　Ｘ　Ｉ　ＯＨｓ／　Ｃｆｌｌ　＃と比較して
劣る場合は、良好であると考えられることを思い出され
るべきである。

同様な結果が、窒素、燐、硼素等の元素との無定形シリ
コン合金からなる半導体膜を基板に付着するのに上述の
方法を適用することによって得られる。出願者は、同じ
周波数範囲を利用しながら５ｔ−Ｎ合金の付着を行い、
シランとアンモニアおよび／また窒素との混合ガスを用
いて第四図に示されたと定性的に同様な実験結果を得た
。良好な品質の無定形５ｌ−Ｎｌｉ［が得られる各要因
の値は次の通りである： 電極間距離　　　　　　ｄｍｌｏ−３０ｍｍ基板の温度
　　　　　　Ｔ雪２００−４００＠Ｃ絶対圧力　　　　
　　　ｐ鳳０．２８麿ｂａｒシラン導入量／　Ｖ　、　
　　０．０５−２．０　ｓｃｃｍ／Ｌ混合比ＳＩＨ／Ｎ
Ｈｓ　　　　　Ｏ，０３−０，３電力帯度　　　　　　
　Ｐ／ｖ、ｍｏ、０５−０．−５　Ｗ／ｃ＠３特に、高
い透明度と５−５−１Ｏ／ｃｍもの高い誘電破壊基（ｄ
ｌａｌｅｃｔｒｌｃ　ｂｒｅａｋｄｏｗｎ　ｆｉ＠１ｄ
ｓ）を有する５ｌ−Ｎ膜は、次に条件下で、付着が０゜
５−１．０ｎｍ／ｓｅｃにて行われた：電極間距離　　
　　　　ｄ冨１５ｍｍ 基板の温度　　　　　　Ｔ漠３００′″Ｃ絶対圧力　　
　　　　　ｐ雪０．５■ｂａｒシラン導入量／　Ｖ　ｒ
　　　Ｏ，４ｓｃｃ＋ｓ／Ｌ混合比ＳＩＲ／ＨＮ、　　
　　　０．　１電力帯度　　　　　　　Ｐ／ｖ、ｓ＋ｏ
　Ｉ　Ｗ／ｃｍ”最適周波数の存在は、一定の条件下で
は、それがプラズマの導電性σ、の最適値に相当すると
云うことにおいて説明されるかもしれない、この現象は
、種々の周波数ｆ（他の条件、特に、印加される電力が
すべて一定に保持される）の場合につある。各ダイヤグ
ラム（ａ）、（ｂ）、（ｃ）において、周波数ｆおよび
導電率σ、は、それぞれｆ　ａｌｌｔおよびσ２．。、
ｔの最適値と比較して、低い、等しいおよび高い、それ
故、好適な周波数を選ぶことりよって、ダイヤグラム（
ｂ）の場合に、特に、良好な性能の得られる、プラズマ
の自動限局効果が得られる。この方法はまた、プラズマ
領域の周りのブリッドの利用を避けるように改変されて
良い。

最適周波数が上述の条件のみならず、利用されるガスま
たはガス混合物の組成の依存によって変わることはもち
ろんである。

第五図に示される現象を眼で観察することによって、プ
ラズマ反応器において広く適用されている有効条件の得
られる最適周波数を凡そ決定できる。さらにまた、例え
ば、与えられた期間中に、特に、薄い付着層を作る（こ
れは特別な生産制約によって課せられる）ために、或は
層をドーピングする有効性を所要の値に適応させるため
に、付着速度を最適値より低い値へ調節すべく最適値か
ら離れた周波数を慎重に選ぶこともできる。なお、シス
テムの条件を整えるための段階およびシリコン膜をドー
ピングする段階のそれぞれにおいて、異なる周波数を利
用することも可能であることを付言する。

【図面の簡単な説明】

第一図は、プラズマ反応器において、無定形水素化シリ
コンを基板表面に付着させるための装置を概略図解した
ダイヤグラムである。第二図は、反応器の概略縦断面図
である。第三図は、第一図と第二図とに図解した装置に
おいて、周波数ｆと電極間ギャップｄとを変化した場合
に得られた、欠陥密度Ｎ１の付着速度ｒとの関係を示す
グラフである。第四図は、距離ｄが与えられた場合の第
三図と同様なグラフである。第五図は、異なる周波数に
対するそれぞれの場合にプラズマの現れる領域の形状を
示した縦断面図である。 ！・・・プラズマ反応器　　２・・・真空チャンバー３
・・・第一電極　　　　　４・・・第二電極５・・・高
周波発生器　　　６・・・整合ブリッド１０・・・ガス
供給手段 特許出顆代理人　　弁理士　前原一部 蟻１　　’ＯｐＬ　２’ａｐ１．！　　　　　’ＦＩＧ
、　２ ｆ＜！。ｐ、ｆ：＝ｆｏ、ｔｆ＞ｆｏ、。 ％く私□ｐｔ　　　　ら−％、ｏｐｔ　　　　ら〉％、
０ρｔＦＩＧ、　５

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ［１］高周波発生器（５）に接続された少なくとも１対
   の電極（３，４）が配置されたプラズマ・チャンバー（
   ２）内において基板（７）が上記電極の１つに接続され
   ると共に、他の電極とは距離“ｄ”を距てて配置され、
   シリコン化合物を１つ以上含むガスが上記反応器（チャ
   ンバー）内に導入され、そして高周波電力が上記両電極
   間に印加されて、該領域にプラズマを発生して、上記基
   板（７）上に無定形水素化シリコンおよび／または無定
   形水素化シリコンの合金の半導体フィルムを付着させる
   方法において、周波数“ｆ”が２５−１５０ＭＨｚであ
   り、およびこの周波数と上記距離との比“ｆ／ｄ”が３
   ０−１００ＭＨｚ／ｃｍであることを特徴とする方法。 ［２］上記距離が１−３ｃｍの範囲内にあることを特徴
   とする請求の範囲第［１］項に記載の方法。 ［３］上記ｆ／ｄ比が３０−８０ＭＨｚ／ｃｍのあいだ
   に含まれることを特徴とする請求の範囲第［１］項また
   は［２］項に記載の方法。 ［４］上記周波数ｆが３０−１００ＭＨｚの範囲内にあ
   り、上記距離が１−２．５ｃｍの範囲内にあることを特
   徴とする請求の範囲第［３］項に記載の方法。 ［５］上記プラズマに放散されて、上記二つの電極の端
   子にて測定される電極Ｐと、上記両電極の間に存在する
   プラズマの容積Ｖ＿ｏとの比が０．０２−０．２Ｗ／ｃ
   ｍ＾３の範囲内にあることを特徴とする請求の範囲第［
   １］項に記載の方法。 ［６］チャンバー内の圧力が付着工程の間０．１−０．
   ５ｍＢｂａｒの範囲内に維持されることを特徴する第［
   １］項に記載の方法。 ［７］基板が、付着工程の間、２３０−３５０°Ｃの温
   度に保持されることを特徴とする請求の範囲第［１］項
   に記載の方法。 ［８］上記チャンバー内へ導入する上記ガスが、シラン
   、ジシラン、および／または、より高級のシラン類、４
   弗化シリコン、水素の群から選ばれた１種または数種の
   ガスからなることを特徴とする請求の範囲第［１］項に
   記載の方法。 ［９］上記ガスが、水酸化ゲルマニウム、４弗化ゲルマ
   ニウム、メタン、４弗化炭素、窒素、アンモニア、ホス
   フィンおよびジボランの群から選ばれた１種または数種
   を含むことを特徴とする請求の範囲第［８］項に記載の
   方法。 ［１０］シランガスが０．３−２ｓｃｃｍ（ｃｍ＾３Ｎ
   ＴＰ／ｍｉｎ）／Ｌ（上記チャンバーの有効内容積：Ｖ
   ＿ｒ）の範囲、好ましくは約１．２ｓｃｃｍ／Ｌの流速
   で、上記チャンバーに導入されることを特徴とする請求
   の範囲第［８］項に記載の方法。 ［１１］上記チャンバーに導入されるガスが、０．０３
   −０．３範囲内の混合比のシラン−アンモニア混合物か
   らなり、そして、両電極間の距離ｄが１−３ｃｍの範囲
   内にあることを特徴とする、シリコン−窒素合金膜を付
   着するための請求の範囲第［８］項に記載の方法。 ［１２］高周波発生器（５）、整合ブリッド（６）を介
   して上記発生器に接続された二つの電極（３，４）が配
   置されたチャンバー（２）を備えたプラズマ反応器（１
   ）、上記チャンバー内へガスを導入する手段（１０）、
   および上記チャンバーからガスを排出するための手段（
   １１−１５）とを具備し、上記両電極の一つが基板（７
   ）の支持体を備え、他の電極が基板に対向して距離ｄに
   て配置された装置において、上記発生器により送られる
   高周波数の周波数ｆが２５−１５０ＭＨｚの範囲内にあ
   り、そしてｆ／ｄ比が３０−１００ＭＨｚ／ｃｍの範囲
   内にあることを特徴とする請求の範囲第［１］項に記載
   の方法を実施するための装置。 ［１３］上記両電極の一つ（４）が左右両側にて、上記
   電極から離れて配置された導電性スクリーン（３５）に
   よって囲われ、該スクリーンが他の電極（３）と同じ電
   位にあり、かつ上記スクリーン（３５）が、該スクリー
   ンによって囲われる上記電極から、誘電体材、好ましく
   はセラミック材料からなる鞘部（３６）によって離間さ
   れることを特徴とする請求の範囲第［１２］項に記載の
   装置。