JPS63297565A

JPS63297565A - 機能性堆積膜の形成方法及び装置

Info

Publication number: JPS63297565A
Application number: JP13163787A
Authority: JP
Inventors: Akiyuki Nishida; 彰志西田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1987-05-29
Filing date: 1987-05-29
Publication date: 1988-12-05

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】〔発明の属する技術分野〕本発明は、殊にシリコンを含有する機能性堆積膜の形成
に好適な機能性堆積膜の形成方法及び該方法の実施に適
した装置に関する。より詳しくは本発明は、殊に半導体
デバイス、電子写真用の感光体デバイス、画像入力用の
ラインセンサー、撮像デバイス等に使用するアモルファ
スあるいは多結晶質等の非単結晶質のシリコン含有機能
性堆積膜の形成に好適な方法及び該方法の実施に適した
装置に関する。

〔従来技術の説明〕

たとえば、アモルファス、シリコン膜の形成には、真空
蒸着法、プラズマＣＶＤ法、ＣＶＤ法、反応性スパッタ
リング法、イオンブレーティング法、光ＣＶＤ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。

しかしながら、一般に、これらの堆積膜形成法により得
られる堆積膜については、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、さらには均
一性、再現性を含めた生産性、量産性の点において、さ
らに総合的な特性の向上を図る余地がある。

ところで、電気的、光学的、光導電的乃至は機械的特性
の夫々を十分に満足させ得る堆積膜の作成については、
上記各種の方法の中、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が、堆積膜の応用用
途によっては、大面積化、膜厚の均一性、膜品質の均一
性を十分に満足させ、しかも高速成膜によって再現性の
ある量産化を図らねばならないため、プラズマＣＶＤ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、またその量産のための管理項目も複
雑になって、管理許容幅も狭くなり、装置の調整も微妙
である等の事項が問題点として指摘され、そうした問題
点の解決が望まれている。

こうした状況にあって、特開昭６１−１７９８６９号公
報に見られる新たな方法が従案されている。この方法は
、基体上に堆積膜を形成するための成膜空間内に、ケイ
素とハロゲンを含む化合物を分解することにより生成さ
れる活性種と、該活性種と化学的相互作用をする、成膜
用の化学物質より生成される他の活性種とをそれぞれ別
々に導入して、両者を化学的相互作用せしめて堆積膜を
形成するというものである。（以下、この方法を“）］
Ｒ−ＣＶＤ法”と呼称する。）しかしながら、上述のＨＲ−ＣＶＤ法においては、活性
化空間に付与する励起エネルギー源に高周波放電を用い
た場合、放電プロセスはその放電開始時のベラメークの
組合せ、例えば原料ガスの種類、流量及び流量比、成膜
空間内の圧力、高周波電力、電極構造、整合回路などに
依存するため複雑であり、予め設定した持続放電の条件
を固定したままで放電を起こすことが困難な場合が多々
ある。この場合、膜堆積操作の初期段階では、所定の放
電条件では異なる条件の下で膜堆積を始める必要性があ
ることから、膜堆積前後の界面やその直後に形成される
膜に対して不測の悪影響が出ることがしばしばあり、デ
バイスによっては良好な再現性を得ることが難しくなる
。更に、放電を開始する毎に放電条件をずらす必要もあ
ることから、生産性、量産性の要求が満足されなくなる
等の問題もある。

特にＨＲ−ＣＶＤ法においては、前駆体と活性種を異な
る空間において生成する必要があり、各々の原料ガスを
同時に励起し、前駆体及び活性種を同時に供給すること
が膜堆積初期に良好な膜質を得る上で重要である。

〔発明の目的〕

本発明の主たる目的は、上述の従来のＨＲ−ＣＶＤ法に
よる堆積膜形成方法における問題点を排除し、形成され
る堆積膜の特性、再現性の向上及び膜質の均−化及び均
質化を図りながら、膜の生産性の向上及び量産化を容易
に達成することのできる機能性堆積膜のＨＲ−ＣＶＤ法
による形成方法及び該方法を実施するに好適な装置を提
供することにある。

本発明の他の目的は、ＨＲ−ＣＶＤ法により堆積膜の形
成に寄与する前駆体と該前駆体と化学的に相互作用する
活性種とを使用し、両者を化学的に相互作用せしめて成
膜室内の所定の基体上に膜堆積を行うに際し、前記前駆
体及び前記活性種の生成に利用される高周波放電を誘起
する電気的衝撃を前記前駆体及び前記活性種の生成され
るそれぞれの活性化区域に作用させることにより、瞬時
に安定して放電を誘起させ、大面積にして所望の機能性
堆積膜を成膜材料の高利用率で且つ効率的に形成するこ
とのできる機能性堆積膜の形成方法及び該方法を実施す
るに好適な装置を提供することにある。

〔発明の構成・効果〕

本発明は、上述の従来の堆積膜形成における諸問題を解
決し、上記の目的を達成すべく本発明者による鋭意研究
の結果完成に至ったものであり、特性の良好な汎用性の
ある所望の機能性堆積膜の効率的形成を可能にする方法
と該方法を実施するに好適な装置に係るものである。

即ち、本発明による機能性堆積膜の形成方法は、成膜空
間とは別の空間で所定の原料ガスをマイクロ波等の活性
化エネルギーにより活性化せしめて堆積膜の形成に寄与
する前駆体を生成し、前記成膜空間及び前記前駆体生成
空間とは別の空間で原料ガスをマイクロ波等の≠斡活性
化エネルギーにより活性化せしめて前記前駆体と、化学
的相互作用をする活性種を生成し、前記前駆体と前記活
性種とを前記成膜室空間に導入し膜堆積を行う形成法に
おいて、前記活性化空間にマイクロ波放電を誘起する電
気的衝撃を作用させて前記前駆体と前記活性種とを生成
せしめて所定の基体表面上に堆積膜を形成せしめること
を特徴とする機能性堆積膜の形成方法である。そして、
本発明の装置は、該方法を実施するに好適なものであっ
て、上述する構成のものである。

即ち、（１１真空に保持できる膜堆積室と、堆積膜形成
に寄与する前駆体の生成と、前記前駆体と化学的相互作
用する活性種の生成とを行う活性化区域とを有し、前記
膜堆積室が基体保持手段と排気手段を備え且つその周囲
壁に、前記活性化区域内にマイクロ波放電を誘起する電
気的衝撃をもたらす予備放電を生せしめる手段を有し、
前記前駆体を生成する活性化区域及び前記活性種を生成
する活性化区域が、それぞれ前記膜堆積室の空間に開放
的に連続する内部空間を有し、その少なくともいずれか
一方の活性化区域の外部に活性化エネルギーであるマイ
クロ波エネルギーを付与する活性化エネルギー付与手段
を有してなることを特徴とする装置、及び（２）真空に
保持できる膜堆積室と、堆積膜形成に寄与する前駆体の
生成と前記前駆体と化学的相互作用する活性種の生成と
を行う活性化区域とを有し、前記膜堆積膜室が基体保持
手段と排気手段を備え且つその周囲壁に、前記活性化区
域内にマイクロ波放電を誘起する電気的衝撃をもたらす
予備放電を生せしめる手段を有し、前記活性化区域が前
記膜堆積室の空間に開放的に連続する内部空間を有し、
その中央部に軸線方向に堆積膜の形成に寄与する前駆体
を生成するための中軸管状空間と前記前駆体と化学的相
互作用する活性種を生成するための前記前駆体用空間と
同軸の外部管状空間とで構成された二重導管を有し、該
活性化区域の外部に前記二重導管のそれぞれの空間に活
性化エネルギーであるマイクロ波エネルギーを付与する
活性化エネルギー付与手段を有してなることを特徴とす
る装置。

上記構成の本発明の方法によれば、成膜過程で堆積膜の
形成に寄与する前駆体の生成及び該前駆体と化学的相互
作用する活性種の生成についての持続放電の条件を変更
することなくして速やかに成膜操作を開始することがで
きて、大面積の所望の堆積膜を極めて効率的に形成する
ことができる。

本発明においては、堆積膜の形成に寄与する前駆体は、
ケイ素とハロゲンを含む化合物に所定の活性化エネルギ
ーを付与して励起・分解することにより生成される。

上記前駆体の生成に使用される原料物質はガス状または
適宜の気化装置で容易にガス化し得る物質であって、所
定の活性化エネルギーの付与により容易に励起・分解し
て堆積膜の形成に寄与する前駆体を生ずるものであれば
いずれのものであっても使用できる。そうした前駆体生
成用の原料物質としては、例えば鎖状または環状シラン
化合物の水素原子の一部乃至全部をハロゲン原子で置換
した化合物が用いられ、具体的には、例えば５ｉｕＹ２
ｕ＋２（ｕは１以上の整数、ＹはＦ、Ｃ７！、Ｂｒ及び
Ｉより選択される少なくとも一種の元素である。）で示
される鎖状ハロゲン化ケイ素、５ｉｖＹ２ｖ　（ｖは３
以上の整数、Ｙは前述の意味を有する。）で示される環
状ハロゲン化ケイ素、５ｉｕＨｘＹｙ　（ｕ及びＹは前
述の意味を有する。ｘ＋ｙ＝’ｌｕ又は２ｕ＋２である
。）で示される鎖状又は環状化合物などが挙げられる。

具体的には、例えばＳｉＦｘ、Ｓ’ｉｚＦ＆＋（ＳｉＦ
ｚ）ｓ＋（ＳｉＦｘ）ａ　＋　　５ｉｔＦｈ　、５ｉｓ
Ｆｓ　、５ｉＨＦｓ　。

５ｉＨ１Ｆｚ　＋　　５ｒＣ１ａ　１（ＳｉＣ１ｘ）ｓ
　＋５ｉＢｒｔ。

（Ｓ　Ｉ　Ｂｒ＊）ｓ、　　Ｓ　ＩＮＣＪ　＆＋　Ｓ　
ｌ２Ｂｒ６．　　Ｓ　ＩＨＣ１３ＩＳｉＨＢｒｓ、５ｉ
Ｈｉ３，５ｉｔｅ１３Ｆｓなどのガス状態の又は容易に
ガス化し得るものが挙げられる。

また、上記前駆体の生成に当たっては、前記ケイ素とハ
ロゲンを含む化合物に加えて、必要に応じてケイ素単体
等他のケイ素化合物、水素、ハロゲン化合物（例えばＦ
２ガス、ＣＩ、ガス、ガス化したＢｒ、、１２等）など
を併用することができる。

本発明において使用する活性種の生成に当たって使用す
る原料物質は、ガス状または適宜の気化装置で容易にガ
ス化し得る物質であって、所定の活性化エネルギーの付
与により容易に励起・分解して前記前駆体と化学的相互
作用をして堆積膜の形成をもたらす活性種を生成するも
のであればいずれのものであっても使用できる。そうし
た活性種生成用の原料物質としては、水素ガス及び／又
はハロゲン化合物、例えばＦ２ガス、Ｃ１２ガス。

ガス化したＢｒ２．１１等が有利に用いられる。

また、前記前駆体の生成及び前記活性種の生成にあって
はいずれの場合にあっても、成膜用の化学物質に加えて
、例えばヘリウム、アルゴン、ネオン等の不活性ガスを
用いることができる。

本発明において前記前駆体の生成及び前記活性種の生成
に使用される活性化エネルギーとしては、マイクロ波、
ＲＦ、低周波、ＤＣ等の電気エネルギー、ヒーター加熱
、赤外線加熱等による熱エネルギー、光エネルギーなど
の活性化エネルギーが使用できるが、前記前駆体の生成
及び前記活性種の生成において少なくともいずれか一方
の生成に使用される活性化エネルギーとして、マイクロ
波、ＲＦ、低周波等の電気エネルギーが用いられる（但
し、ＤＣは含まない、）。

本発明において、成膜室内に導入される前記前駆体と前
記活性種との量の割合は、膜堆積条件、前駆体又は／及
び活性種の種類などにより適宜所望に従って決められる
が、好ましくはｌＯ：１〜１：５０（導入２１！量比）
が適当であり、より好ましくは８：２〜１：２０とされ
るのが望ましい。

また本発明により形成される堆積膜は、成膜中又は成膜
後に不純物元素でドーピングすることが可能である。使
用する不純物元素としては、ｎ型不純物として、周期律
表第■族Ａの元素、例えばＢ、Ａｊ！、Ｇａ　、Ｉｎ　
、Ｔｊ！等が好適なものとして挙げられ、ｎ型不純物と
しては、周期律表第■族Ａの元素、例えばＰ、Ａｓ、Ｓ
ｂ、Ｂｔ等が好適なものとして挙げられるが、特にＢ、
Ｇａ　、Ｐ。

ｓｂ等が最適である・、ドーピングされる不純物の量は
、所望される電気的・光学的特性に応じて適宜決定され
る。

かかる不純物元素を成分として含む物質（不純物導入用
物質）としては、常温常圧でガス状態であるから、ある
いは少なくとも活性化条件下で気体であり、適宜の気化
装置で容易に気化し得る化合物を選択するのが好ましい
、この様な化合物としては、ＰＨｓ　、ＰｔＨ４、ＰＦ
３　、ＰＦｓ　、ＰＣｌ５゜Ａ！ｌＨ３１ＡｓＦ５　　
＋　　ＡＳＦ５　、ＡｓＣＩｔｓ　　＋５ｔｌＨ３。

５ｂＦｓ　　、　　５ｉＨｓ　　＋　　ＢＦｓ　　、　
　Ｆ３Ｃ１ｓ　　、　　ＢＢｒ３゜Ｂ　ｚ　Ｈｈ　　、
Ｂ　ａ　■１＋。、　　Ｂ　ｓＨ９、Ｂ　ｓＨｌ＋、　
　Ｂ　６ＨＩｏ。

ＢｂＨ＋ｔ、ＡｊｌＣＩ！３等を挙げることができる。

不純物元素を含む化合物は、１種用いても２種以上併用
してもよい。

不純物導入用物質は、前駆体生成空間または／及び活性
種生成空間に前駆体生成用原料ガスまたは／及び活性種
生成用原料ガスと共に導入して活性化してもよいし、或
いは前記のそれぞれの活性化空間とは別の第３の活性化
空間において前述の活性化エネルギーを適宜選択使用し
て活性化してもよい、したがって、不純物導入用物質を
活性化エネルギーにより活性化して生成される活性種（
即ち、活性種ＰＮ）は、前駆体または／及び活性種と混
合された状態で、或いは独立して成膜空間に導入できる
。

形成される堆積膜をドーピングするについて成膜空間に
導入される活性種ＰＮの！４は、膜堆積条件、前駆体ま
たは／及び活性種の種類、形成する堆積膜の種類に応じ
て適宜所望に従って決められる。

しかし一般的には、活性種ＰＮ生成用原料物質として、
前駆体生成用原料物質に対して、好ましくは１／１０−
’〜１／１０．より好ましくは１／１０’〜１／２０．
最適には１／１０’〜１１５０である。

本発明において使用される基体は、導電性であっても或
いは電気絶縁性であっても良い、導電性支持体としては
、例えばＮｉＣｒ　、ステンレス。

Ａ１．Ｃｒ、Ｍｏ、Ａｕ、Ｉｎ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｖ。

Ｔｉ　、Ｐｔ　、Ｐｄ等の金属又はこれ等の合金が挙げ
られる。

電気絶縁性支持体としては、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、セラミックス、祇等が通常使用される。

本発明において、成膜空間に開放的に連続する空間で前
駆体及び活性種、更には場合により活性種ＰＮを生成／
混合する際の圧力については、それら物質の間の反応性
を考慮して最適値を決めるのがよいが、一般的には、そ
れぞれの物質の導入時の圧力として、好ましくはＬＸＩ
Ｏ−’〜３８００Ｔｏｒｒ　、より好ましくはＩ　Ｘ　
１　’０−”〜１５２０Ｔ　ｏｒｒとされるのが望まし
い。

また、成膜空間内の圧力、即ち、成膜用基体が配設され
ている空間内の圧力については、前記生成混合空間での
前駆体、活性種、更には活性種ＰＮの導入圧及び流量と
の関連において所望の値に差動排気或いは排気装置によ
り調整されるが、一般的には、好ましくはＩ　Ｘ　１０
−”１０”　Ｔｏｒｒ　。

より好ましくはｔｘｉｏ−”〜３０　Ｔｏｒｒ　、最適
には５　Ｘ　１０−”〜１０　Ｔｏｒｒである。

成膜時の基体温度（Ｔｓ）については、形成する堆積膜
の種類、使用する基体の種類との関連において適宜決定
される。

生成用原料物質で形成される雰囲気に対して与える電気
的衝撃は、電源とスイッチ及び昇圧器とで構成された回
路ＩＣ備えたガイスラー管或いは電源とスイッチ、昇圧
器、金属線トリガー及び成膜室を形成する金属周囲壁か
らなる回路を介して放電を生ぜしめて、前記原料物質雰
囲気にマイクロ波放電を誘起させ、それにより成膜用の
前駆体及び活性種そして場合により活性種ＰＮを生成せ
しめることにより、持続放電の条件を変更することなく
して速やかに成膜操作を開始せしめて効率的な基体表面
への堆積膜形成に寄与する。前記原料物質雰囲気に対し
て与える電気衝撃の大きさく電圧）は、使用する前駆体
及び活性種、更には活性種ＰＮの種類、成膜操作時の内
圧により適宜法められるが、一般的には、好ましくは、
１００〜２０ｋＶ。

より好ましくは５００〜１０ｋＶ、最適には１〜５ｋＶ
である。

以上説明の本発明の方法は、適宜の装置を介して実施す
ることができるが、好ましい装置例として第１図、第３
図、第４図及び第５図に示されるものを挙げることがで
きる。

第１図に示す装置について、１０１．１０ビはそれぞれ
前駆体及び活性種生成域（以下“活性化域”という）で
あり、線域の活性化空間Ｂ、Ｂ’は成膜室１０５の成膜
空間Ａにそれぞれ開放連続している。活性化空間Ｂ、　
Ｂ’　はそれぞれ、その中心部に前駆体生成・移送管１
０２及び活性種生成・移送管１０３を有し、管１０２は
供給管１０２′を介して前駆体生成用の原料ガス供給源
（図示せず）に、また管１０３は供給管１０３′を介し
て活性種生成用の原料ガス供給源（図示せず）にそれぞ
れ連絡している。前駆体生成・移送管１０２及び活性種
・移送管１０３の開口部の位置は生成される前駆体及び
活性種の種類、活性化空間Ｂ。

Ｂ′の圧力等によって適宜法められるが、活性化空間Ｂ
、　Ｂ’内に位置するのが好適で、場合によっては活性
化域１０１，１０１’に連続開放しても良く、この時活
性化域１０１，１０１’　はそれぞれ前駆体生成・移送
管及び活性種生成・移送管と等価になる。

１０４は活性化域１０１，１０１’の周壁外部に設置さ
れたマイクロ波発生装置の活性化エネルギー付与手段で
あり、管１０２及び管１０３に導入される原料ガスに活
性化エネルギーを付与して、前駆体及び活性種のそれぞ
れを生成せしめる。かくして各管内で生成された前駆体
及び活性種は、成膜空間Ａに向けて移送され、成膜空間
Ａ内で混合される。

１０５は成膜空間Ａを有する成膜室であり、該室内には
、導線１０６’、１０６’　により電源に電気接続され
たヒーター１０７を内蔵する基体１０８を保持するため
の基体ホルダー１０６が設置されている。成膜室１０５
は、排気バルブ（図示せず）を備えた排気管１０９を有
していて、該排気管は、排気装置１１０に連結している
。

１１１は、活性化空間Ｂ、Ｂ’内に活性化域１０１゜１
０１’の周囲壁を介して連通ずるガイスラー管であり、
電源１１３、スイッチ１１２及び昇圧器１１４で構成さ
れる回路を備えていて、成膜時所定の電圧を印加して放
電を活性化空間Ｂ、Ｂ’内にもたらす、ガイスラー管１
１１は活性化空間Ｂ。

Ｂ′に連続している空間、すなわち成膜空間Ａ内に成膜
室１０５の周囲壁を介して連結していても良く、その機
能上何ら差し支えない。

第３図に示す装置は、第１図に示す装置の変形であり、
活性化空間Ｂは、その中心部に前駆体生成・移送管３０
２と線管を取り巻く活性種生成・移送管３０３とで構成
される二重管を有する。前駆体生成・移送管３０２は、
活性種生成・移送管３０３の開口部を成膜空間Ａ側に越
えて、活性化空間Ｂ内で前駆体及び活性種が成膜空間Ａ
に入る以前に良好に混合される程度の距離、具体的には
θ〜５０ｎ、好ましくはθ〜３００程度を成膜空間Ａの
入口との間に残して開口している。活性化空間内の管３
０２及び管３０３のそれぞれの開口部はノズル又はオリ
フィス構造とする（このところ図示せず）こともできる
。管３０２は供給管３０２′を介して前駆体生成用の原
料ガス供給源（図示せず）に連結しており、管１０３は
供給管１０３′を介して活性種生成用の原料ガス供給源
（図示せず）に連結している。

３０４は、活性化域３０１の周壁外部に設置されたマイ
クロ波発生装置等の活性化エネルギー付与手段であり、
管３０２及び管３０３に導入される原料ガスに活性化エ
ネルギーを付与して、前駆体及び活性種のそれぞれを生
成せしめる。かくして各管内で生成された前駆体及び活
性種は、成膜空間へに向けて移送され、成膜空間Ａの直
前の活性化空間Ｂの空間域で混合されなから成膜空間Ａ
内に入る。ガイスラー管３１１は第１図に示した装置の
場合と同様で、活性化空間Ｂに連続した空間、すなわち
成膜空間Ａ内に成膜室３０５の周囲壁を介して連結して
いても良い。

第４図に示す装置は、第３図に示す装置の変形であり、
第３図に示す装置における放電付与手段を、トリガ回路
にしてなるものである。即ち、４１１は、活性化域１０
１の導電性の金属周囲壁に設けられた、例えばタングス
テン等の材質の金属線のプローブ状トリガであり、電源
４１３、スイッチ４１２及び昇圧器４１４を存して、前
記金属周囲壁との間でトリガ回路を成していて、成膜時
該トリガを介して所定のパワーの放電が活性化空間Ｂ内
に付与される。

第５図に示す装置は、第３図に示す装置の変形であって
大面積基体用のものであり、第３図に示す装置における
成膜室１０５を大型にした成ｎｔＪ室５０５を有し、第
３図に示す装置におけると同様の活性化域５０１を３つ
有するものである。３つの活性化域には、前駆体生成用
の原料ガス及び活性種生成用の原料ガスが同時並行的に
供給されるように配管されている。ガイスラー管５１１
は第１図、第３図に示した装置の場合と同様、活性化空
間Ｂに連続した空間、すなわち成腋空間Ａ内に成膜室５
０５の周囲壁を介して連結していても良い。

〔実施例〕

以下、図示の装置を使用して本発明の方法を実施して所
望の機能性堆積膜を形成するところをより詳細に説明す
るが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるも
のではない。

プ１町例−り第１図に示す装置を使用して、第２図に示す構成の下ゲ
ートスタガー型薄膜トランジスタを作成した。

先ず、コーニング社製７０５９ガラス基板（ｌｉｎｃｈ
　ｘ　３１ｎｃｈ）上に、常法によりＡ１を真空蒸着し
て１０００人厚のデート電極層２０１を形成し、バクー
ニングした後、プラズマＣＶＤ装置により、第１表に示
す層形成条件でＮｌｌ３ガスとＳｉＨ４ガスを原料ガス
に使用して内圧０．２　Ｔｏｒｒ　、　Ｑ体温塵２００
℃の条件で前記電極層２０１上に、絶縁層２０またる３
０００人の膜厚のＡ−３ｉ：Ｈ：Ｎ層を形成した。

表　　　　１ついで、絶縁層２０２を形成したガラス基板を第１図に
示す装置の基体ホルダー１０６の所定位置にセラ）（１
０８）Ｌ、下記の表２に示す層形成条件と電気的衝撃付
与条件で多結晶質シリコンの活性Ｍ２Ｏ３、ついでｎ・
の多結晶質シリコンのオーミック・コンタクト層２０４
を形成した。

表　　　　　　２以上のようにして活性層及びオーミック・コンタクト層
を形成したガラス基板のオーミック・コンタクト層上に
、公知の真空蒸着手段を介して、Ａ１を１０００人厚に
デーしてフォトリソグラフィによりソース電極２０５及
びドレイン電極２０６を形成した。形成されたトランジ
スタのゲート幅（Ｗ）とゲート長（Ｌ）は、それぞれ６
００．ｃｒｍ。

゛　　　　２０μｍであった。

比較例として、上記絶縁層２０２を形成したガラス基板
上に、電気的衝撃を付与することなくして放電開始時の
み放電条件を変えることにより、表２に示す条件で活性
層及びオーミンク・コンタクト層を形成し、上述と同様
にしてソース電極及びドレイン電極を形成した。

かくして得られた薄膜トランジスタを評価したところ、
下記の第３表に示す結果を得た。

表　　　　　　３木：、／Ｔ’；　　ｖ、乍Ｈ生より算出第３表に示す結
果及び他の評価結果から本発明の方法により得た薄膜ト
ランジスタは、電気的衝撃を付与せずして得た薄膜トラ
ンジスタに比較してトランジスタ特性が向上し、チャン
ネル部の界面が著しく改善されていることが判った一犬
施斑ｌ第３図に示す装置を使用して、実施例１と同様にして表
２に示す条件で第２図に示す構成の下ゲートスタガー型
薄膜トランジスタを作成した。比較例として実施例１と
同様にして電気的衝撃を付与することなく放電開始時の
み放電条件を変えることにより、表２に示す条件で第２
図に示す下ゲートスタガー型薄膜トランジスタを作成し
た。かくして得られた薄膜トランジスタを評価したとこ
ろ、下記の第４表に示す結果を得た。

表　　　　　　４＊：Ｊ１習−Ｖ−８生より算出スＩＬ走第４図に示す装置を使用して、実施例１．２と同様にし
て表２に示す条件の内、活性層の内圧を０、５　Ｔｏｒ
ｒ　、電気的衝撃印加電圧を２．５ｋＶに変えて、他は
同じ条件で第２図に示す薄膜トランジスタを作製したと
ころ、実施例１，２の場合と同様な結果が得られた。す
なわち、本発明の方法による薄膜トランジスタのしきい
値電圧、電界効果移動度ともに、電気的衝撃を付与する
ことなくして、放電開始時に放電条件を変えて成膜する
ことにより得た第２図に示す構造の薄膜トランジスタに
比較して、各々約１０％程度の特性向上が見られた。

去ｍ土第５図に示す装置を使用して、実施例１，２゜３と同様
にして第２図に示すＦｊｌ膜トランジスタを作製した。

形成条件は表２に示す条件の内、原料物質の流量を３倍
に、また、活性層の内圧を０．４Ｔｏｒｒ　ｓオーミッ
ク・コンタクト層の電気的衝撃印加電圧を２．ＯｋＶに
して、他は同条件で活性層、オーミンク・コンタクト層
を形成した。このようにして、１０ｃｍＸＩＱｃｓのガ
ラス基板上にマトリクス状に配した薄膜トランジスタ（
ゲート幅Ｗ：６００μｍ、ゲート長Ｌ：２０．ｃｒｍ）
の評価を行ったところ、下記の第５表に示す結果が得ら
れた。

比較例として実施例１，２．３の場合と同様に電気的衝
撃を付与しない手法により同一条件で形成したｖｉｉ膜
トランジスタの特性も示す。

表　　　　　　５第５表に示す結果から、大面禎で作製した場合において
も、本発明の方法により得た薄膜トランジスタは、電気
的衝撃を付与せずに得た薄膜トランジスタに比較してト
ランジスタ特性が向上し、また、トランジスタ特性の基
板面内での偏差についても減少していることが判った。

〔発明の効果〕

以上説明したように、成膜空間とは別の空間で原料ガス
を活性化エネルギーにより活性化せしめて堆積膜形成に
寄与する前駆体を生成し、前記成膜空間及び前記空間と
は別の空間で原料ガスを活性化エネルギーにより活性化
せしめて前記前駆体と化学的相互作用をする活性種を生
成し、前記前駆体と前記活性種とを前記成膜空間に導入
し、膜堆積を行う形成法において、前記前駆体を生成す
るための活性化エネルギー及び前記活性種を生成するた
めの活性化エネルギーの少なくとも一方が高周波であり
電気的衝撃を作用させて放電を開始させ、前記前駆体と
前記活性種を生成せしめて前記成膜空間内に配置された
基体上に堆積膜を形成することにより、堆積膜の特性、
とりわけ界面状態が改善され、膜及び／またはデバイス
の再現性及び生産性の向上が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第３図、第４図及び第５図は、それぞれ本発明
の堆積膜形成法を具現化する為の装置の例を示す模式的
説明図である。第２図は、本発明の方法により作成される薄膜トランジ
スタの層構造を示した模式図である。図において、１０２’　、１０３’　、３０２’　。３０３’　、４０２’　、４０３’　、５０２’　、５
０３’　。・・・原料ガス供給管、１０２，３０２，４０２，５０
２・・・前駆体生成・移送管、１０３，３０３，４０３
゜５０３・・・活性種生成・移送管、１０４，３０４゜
４０４．５０４・・・マイクロ波発生装置、１０５゜３
０５．４０５，５０５・・・成膜室、１０６，３０６゜
４０６．５０６・・・基板ホルダー、１０６’　、３０
６’　。４０６’、５０６’　・・・導線、１０７，３０７，４
０７゜５０７・・・ヒーター、１０８，３０８，４０８
，５０８゜・・・基板、１０９，３０９，４０９．５０
９・・・真空排気用配管、１１０，３１０，４１０．５
１０・・・・・・真空排気装置、１１１．３１１．５１
１・・・ガイスラー管、４１１・・・タングステン・ト
リガ、１１２゜３１２．４１２，５１２・・・スイッチ
、１１３，３１３゜４１３．５１３・・・電源電圧、１
１４，３１４，４１４゜５１４・・・昇圧器、２００・
・・ガラス基板、２０１・・・ゲート電極、２０２・・
・絶縁層、２０３・・・アンドープ多結晶ソリコン層、
２０４・・・ｎ゛多多結晶シュ３フ極。特許出願人　　キャノン株式会社第２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）成膜空間とは別の空間で原料ガスを活性化エネル
ギーにより活性化せしめて堆積膜形成に寄与する前駆体
を生成し、前記成膜空間及び前記空間とは別の空間で原
料ガスを活性化エネルギーにより活性化せしめて前記前
駆体と化学的相互作用をする活性種を生成し、前記前駆
体と前記活性種とを前記成膜空間に導入し膜堆積を行う
形成法において、前記前駆体を生成せしめるための活性
化エネルギー及び前記活性種を生成せしめるための活性
化エネルギーの少なくとも一方を高周波のものとし、電
気的衝撃を作用させて放電を開始させ、前記前駆体と前
記活性種を生成せしめ、それらを前記成膜空間内に導入
し、そこに配置された基体上に膜堆積することを特徴と
する機能性堆積膜の形成方法。
（２）前記活性化エネルギーがマイクロ波のものであり
、前記電気的衝撃がガイスラー管（Ｇｅｉｓｓｌｅｒｔ
ｕｂｅ）により生じるものである、特許請求の範囲第１
項に記載の機能性堆積膜の形成方法。
（３）前記活性化エネルギーがマイクロ波のものであり
、前記電気的衝撃が金属線トリガーにより生じるもので
ある、特許請求の範囲第１項に記載の機能性堆積膜の形
成方法。
（４）真空に保持できる膜堆積室と、堆積膜形成に寄与
する前駆体の生成と前記前駆体と化学的相互作用する活
性種の生成とを行う活性化区域とを有し、前記膜堆積室
が基体保持手段と排気手段を備え且つその周囲壁に、前
記活性化区域内にマイクロ波放電を誘起する電気的衝撃
をもたらす予備放電を生ぜしめる手段を有し、前記前駆
体を生成する活性化区域及び前記活性種を生成する活性
化区域が、それぞれ前記膜堆積室の空間に開放的に連続
する内部空間を有し、その少なくともいづれか一方の活
性化区域の外部に活性化エネルギーであるマイクロ波エ
ネルギーを付与する活性化エネルギー付与手段を有して
なることを特徴とする機能性堆積膜形成装置。
（５）真空に保持できる膜堆積室と、堆積膜形成に寄与
する前駆体の生成と前記前駆体と化学的相互作用する活
性種の生成とを行う活性化区域とを有し、前記膜堆積室
が基体保持手段と排気手段を備え且つその周囲壁に、前
記活性化区域内にマイクロ波放電を誘起する電気的衝撃
をもたらす予備放電を生ぜしめる手段を有し、前記活性
化区域が前記膜堆積室の空間に開放的に連続する内部空
間を有し、その中央部に軸線方向に堆積膜の形成に寄与
する前駆体を生成するための中軸管状空間と前記前駆体
と化学的相互作用する活性種を生成するための前記前駆
体用空間と同軸の外部管状空間とで構成された二重導管
を有し、該活性化区域の外部に前記二重導管のそれぞれ
の空間に活性化エネルギーであるマイクロ波エネルギー
を付与する活性化エネルギー付与手段を有してなること
を特徴とする機能性堆積膜形成装置。
（６）前記マイクロ波放電を誘起する電気的衝撃をもた
らす予備放電を生ぜしめる手段が、電源とスイッチ及び
昇圧器とで構成された回路を備えたガイスラー管である
、特許請求の範囲第４項及び第５項に記載の機能性堆積
膜形成装置。
（７）前記マイクロ波放電を誘起する電気的衝撃をもた
らす予備放電を生ぜしめる手段が、電源とスイッチ、昇
圧器、金属線トリガー及び金属周囲壁からなる回路構成
のものである、特許請求の範囲第４項及び第５項に記載
の機能性堆積膜形成装置。