JPS634454B2 - - Google Patents
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- JPS634454B2 JPS634454B2 JP58090922A JP9092283A JPS634454B2 JP S634454 B2 JPS634454 B2 JP S634454B2 JP 58090922 A JP58090922 A JP 58090922A JP 9092283 A JP9092283 A JP 9092283A JP S634454 B2 JPS634454 B2 JP S634454B2
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D69/12—Composite membranes; Ultra-thin membranes
- B01D69/125—In situ manufacturing by polymerisation, polycondensation, cross-linking or chemical reaction
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は化学気相成長法にかかり、特に紫外光
により反応ガスを励起し、化学反応を促進させ、
膜成長を行う光化学気相成長法に関するものであ
る。
により反応ガスを励起し、化学反応を促進させ、
膜成長を行う光化学気相成長法に関するものであ
る。
従来光化学気相成長法に於いては反応ガスに低
圧水銀ランプから照射される波長184.9nｍ、
253.7nｍの紫外光を照射することにより反応ガス
の一部をラジカル化し、その化学反応により基板
上にシリコン窒化膜、シリコン酸化膜、アモルフ
アスシリコン膜等を形成していた。
圧水銀ランプから照射される波長184.9nｍ、
253.7nｍの紫外光を照射することにより反応ガス
の一部をラジカル化し、その化学反応により基板
上にシリコン窒化膜、シリコン酸化膜、アモルフ
アスシリコン膜等を形成していた。
しかしながらこの方法で堆積した膜はプラズマ
化学気相成長で堆積した膜と比較して荷電粒子に
よる下地への損傷がほとんどない、また段差被覆
性が優れている、等の利点を持つている一方、堆
積膜と基板との付着力が弱い、堆積膜内部の歪が
大きい、あるいは膜の密度が小さい等の欠点も有
していた。この為、非常に低温度でかつ損傷がな
く、被覆性にすぐれているという上記の利点にも
かかわらず、半導体デバイスに応用するのが難し
いという問題が生じていた。
化学気相成長で堆積した膜と比較して荷電粒子に
よる下地への損傷がほとんどない、また段差被覆
性が優れている、等の利点を持つている一方、堆
積膜と基板との付着力が弱い、堆積膜内部の歪が
大きい、あるいは膜の密度が小さい等の欠点も有
していた。この為、非常に低温度でかつ損傷がな
く、被覆性にすぐれているという上記の利点にも
かかわらず、半導体デバイスに応用するのが難し
いという問題が生じていた。
従つて本発明の目的は上記欠点を除いた、良質
な膜成長を可能ならしめる光化学気相成長法を提
供することである。
な膜成長を可能ならしめる光化学気相成長法を提
供することである。
本発明は紫外光によつて励起された反応ガスに
該反応ガスをプラズマ化して作られるイオンを混
合させて膜成長を行なうと、膜と基板との密着度
の向上、歪の減少等の、膜質向上が図れるという
知見に基く。
該反応ガスをプラズマ化して作られるイオンを混
合させて膜成長を行なうと、膜と基板との密着度
の向上、歪の減少等の、膜質向上が図れるという
知見に基く。
本発明の光化学気相成長は反応ガスに紫外光を
照射することにより中性ラジカルを生じせしめ、
化学反応を促進させる光化学気相反応において、
反応ガスをプラズマ化することにより得られるイ
オンを該中性ラジカルに混入せしめる事を特徴と
している。
照射することにより中性ラジカルを生じせしめ、
化学反応を促進させる光化学気相反応において、
反応ガスをプラズマ化することにより得られるイ
オンを該中性ラジカルに混入せしめる事を特徴と
している。
本発明の光化学気相成長法に於いては、イオン
及び電子の量が極く僅かしか存在しない為、イオ
ン及び電子による基板への損傷がプラズマ化学気
相成長法に比べて少ないという利点と、反応ガス
に紫外光を照射し励起された中性ラジカルに混入
せられたイオンにより基板と堆積膜の間の結合エ
ネルギーが増加し、又堆積膜内部の歪が減少する
という効果をもつようになる。
及び電子の量が極く僅かしか存在しない為、イオ
ン及び電子による基板への損傷がプラズマ化学気
相成長法に比べて少ないという利点と、反応ガス
に紫外光を照射し励起された中性ラジカルに混入
せられたイオンにより基板と堆積膜の間の結合エ
ネルギーが増加し、又堆積膜内部の歪が減少する
という効果をもつようになる。
次に本発明をよりよく理解する為に図面を用い
て説明する。第１図Ａ，Ｂは本発明の実施例であ
つて第１図Ａは装置側面図、第１図Ｂは正面図で
ある。この第１図において、１０１は低圧水銀灯
１０２は基板加熱用ハロゲンランプ、１０３は台
座、１０４はプラズマ発生用電極、１０５は基
板、１０６反応ガス導入管、１０７はプラズマ発
生用電源、１０８は合成石英からなる反応容器、
１０９はプラズマである。ここで１０３の台座は
プラズマ発生用電極としても使う。
て説明する。第１図Ａ，Ｂは本発明の実施例であ
つて第１図Ａは装置側面図、第１図Ｂは正面図で
ある。この第１図において、１０１は低圧水銀灯
１０２は基板加熱用ハロゲンランプ、１０３は台
座、１０４はプラズマ発生用電極、１０５は基
板、１０６反応ガス導入管、１０７はプラズマ発
生用電源、１０８は合成石英からなる反応容器、
１０９はプラズマである。ここで１０３の台座は
プラズマ発生用電極としても使う。
次にこの実施例の装置を用いてシリコン窒化膜
を堆積させる手順を説明する。反応ガスとしてモ
ノシランガス4sccm、アンモニアガス100sccmを
１０６の反応ガス導入管より１０８の反応容器中
に導入し、反応容器中のガス圧力を1torrに調整
し、１０２の基板加熱用ハロゲンランプで１０５
の基板の温度を200℃に調整し、１０１の低圧水
銀灯から発せられる波長184.9nｍの紫外光を反応
ガスに照射し、また１０３，１０４のプラズマ発
生用電極の間でソースガスの一部をプラズマ化
し、基板１０５の上にシリコン窒化膜を堆積す
る。
を堆積させる手順を説明する。反応ガスとしてモ
ノシランガス4sccm、アンモニアガス100sccmを
１０６の反応ガス導入管より１０８の反応容器中
に導入し、反応容器中のガス圧力を1torrに調整
し、１０２の基板加熱用ハロゲンランプで１０５
の基板の温度を200℃に調整し、１０１の低圧水
銀灯から発せられる波長184.9nｍの紫外光を反応
ガスに照射し、また１０３，１０４のプラズマ発
生用電極の間でソースガスの一部をプラズマ化
し、基板１０５の上にシリコン窒化膜を堆積す
る。
第２図は第１図に示した本発明の実施例の装置
に於いて成長せられたシリコン窒化膜の基板との
密着度の改善を示すグラフである。Ｎ形シリコン
基板上に250℃の基板温度で0.2μの膜厚のシリコ
ン窒化膜を成長した時、プラズマを１０３の台座
と１０４の電極の間に生成しない場合はＮ型シリ
コン基板と成長せられたシリコン窒化膜の付着強
度は0.5〜0.7psiという値であり、他方１０３の台
座と１０４の電極の間に13.56MHzの高周波電界
を印加してプラズマを生成した場合には、この付
着強度は増加し１〜1.2×104-psiとなつた。同様
に歪はコンプレツシイブな方向に2.5×3.0×
104psiであつたものが1.0〜1.5psiに低下し、又は
密度は1.8〜2.0ｇ／cm3から2.0〜2.2ｇ／cm3に増大
した。
に於いて成長せられたシリコン窒化膜の基板との
密着度の改善を示すグラフである。Ｎ形シリコン
基板上に250℃の基板温度で0.2μの膜厚のシリコ
ン窒化膜を成長した時、プラズマを１０３の台座
と１０４の電極の間に生成しない場合はＮ型シリ
コン基板と成長せられたシリコン窒化膜の付着強
度は0.5〜0.7psiという値であり、他方１０３の台
座と１０４の電極の間に13.56MHzの高周波電界
を印加してプラズマを生成した場合には、この付
着強度は増加し１〜1.2×104-psiとなつた。同様
に歪はコンプレツシイブな方向に2.5×3.0×
104psiであつたものが1.0〜1.5psiに低下し、又は
密度は1.8〜2.0ｇ／cm3から2.0〜2.2ｇ／cm3に増大
した。
この実施例の装置に於いて成長せられた膜は、
１０３，１０４のプラズマ発生用電極の間で生成
せられたプラズマから極く僅かのイオンが１０３
の台座をまわりこんできて紫外光により中性ラジ
カル化された反応ガスとともに堆積した膜である
ため従来の光化学気相成長で堆積した膜に比べて
上記の様な堆積膜と基板との付着力の増大、歪の
減少、密度の増大を示し、又、極く僅かのイオン
を利用しているため、プラズマ化学気相成長で堆
積した膜に比べて下地への損傷は極めて少なかつ
た。
１０３，１０４のプラズマ発生用電極の間で生成
せられたプラズマから極く僅かのイオンが１０３
の台座をまわりこんできて紫外光により中性ラジ
カル化された反応ガスとともに堆積した膜である
ため従来の光化学気相成長で堆積した膜に比べて
上記の様な堆積膜と基板との付着力の増大、歪の
減少、密度の増大を示し、又、極く僅かのイオン
を利用しているため、プラズマ化学気相成長で堆
積した膜に比べて下地への損傷は極めて少なかつ
た。
第３図は本発明の他の実施例であつて、２０１
は低圧水銀灯、２０２は基板加熱用ヒータ、２０
３は台座、２０４は合成石英から成る反応容器、
２０５は基板、２０６は反応ガス導入管、２０７
は磁場コイル、２０８はプラズマ、２０９はプラ
ズマ発生用電源、２１０はプラズマ発生用電極で
ある。
は低圧水銀灯、２０２は基板加熱用ヒータ、２０
３は台座、２０４は合成石英から成る反応容器、
２０５は基板、２０６は反応ガス導入管、２０７
は磁場コイル、２０８はプラズマ、２０９はプラ
ズマ発生用電源、２１０はプラズマ発生用電極で
ある。
この実施例の装置は、２０１の低圧水銀灯から
発せられる紫外線によつて中性ラジカル化された
反応ガスに２０８のプラズマから拡散してくるイ
オンを混ぜて膜成長させる装置である。
発せられる紫外線によつて中性ラジカル化された
反応ガスに２０８のプラズマから拡散してくるイ
オンを混ぜて膜成長させる装置である。
この装置は第一の実施例に比べてイオンが基板
全体に降りそそぐため膜質の均一が向上するとい
う利点と、２０７の磁場コイルによつて、２０８
のプラズマにかける磁場の大きさを変えることに
よりこのプラズマから２０５の基板へ拡散してい
くイオンの量が変えられ、最良の膜質を与えるイ
オン量が選べるという利点を有する。
全体に降りそそぐため膜質の均一が向上するとい
う利点と、２０７の磁場コイルによつて、２０８
のプラズマにかける磁場の大きさを変えることに
よりこのプラズマから２０５の基板へ拡散してい
くイオンの量が変えられ、最良の膜質を与えるイ
オン量が選べるという利点を有する。
第１図Ａ，Ｂは本発明の実施例の膜堆積方法を
説明するための膜堆積装置である。第１図Ａはこ
の装置の側面図、第１図Ｂは正面図である。 尚、第１図Ａ、第１図Ｂにおいて、１０１……
低圧水銀灯、１０２……ハロゲンランプ、１０３
……台座（プラズマ発生用電極）、１０４……プ
ラズマ発生用電極、１０５……基板、１０６……
ガス導入管、１０７……プラズマ発生電源、１０
８……反応容器、１０９……プラズマ。 第２図は第１図で示した本発明の実施例におい
て、１０３，１０４のプラズマ発生用電極間にプ
ラズマを生成した場合としない場合の成長したシ
リコン窒化膜とｎ型シリコン基板の間の付着力を
示す図である。第３図は本発明の他の実施例の膜
堆積方法を説明するための膜堆積装置を示す図で
ある。 尚、第３図において、２０１……低圧水銀灯、
２０２……基板加熱用ヒーター、２０３……台
座、２０４……反応容器、２０５……基板、２０
６……反応ガス導入管、２０７……磁場コイル、
２０８……プラズマ、２０９……プラズマ発生用
電源、２１０……プラズマ発生用電極。
説明するための膜堆積装置である。第１図Ａはこ
の装置の側面図、第１図Ｂは正面図である。 尚、第１図Ａ、第１図Ｂにおいて、１０１……
低圧水銀灯、１０２……ハロゲンランプ、１０３
……台座（プラズマ発生用電極）、１０４……プ
ラズマ発生用電極、１０５……基板、１０６……
ガス導入管、１０７……プラズマ発生電源、１０
８……反応容器、１０９……プラズマ。 第２図は第１図で示した本発明の実施例におい
て、１０３，１０４のプラズマ発生用電極間にプ
ラズマを生成した場合としない場合の成長したシ
リコン窒化膜とｎ型シリコン基板の間の付着力を
示す図である。第３図は本発明の他の実施例の膜
堆積方法を説明するための膜堆積装置を示す図で
ある。 尚、第３図において、２０１……低圧水銀灯、
２０２……基板加熱用ヒーター、２０３……台
座、２０４……反応容器、２０５……基板、２０
６……反応ガス導入管、２０７……磁場コイル、
２０８……プラズマ、２０９……プラズマ発生用
電源、２１０……プラズマ発生用電極。
Claims (1)
- １ 反応ガスに紫外光を照射して中性ラジカルを
生じせしめ化学反応を促進させる光化学気相成長
法に於いて、該中性ラジカルに反応ガスをプラズ
マ化することにより得られたイオンを混入せしめ
る事を特徴とする光化学気相成長法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58090922A JPS59216625A (ja) | 1983-05-24 | 1983-05-24 | 光化学気相成長法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58090922A JPS59216625A (ja) | 1983-05-24 | 1983-05-24 | 光化学気相成長法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59216625A JPS59216625A (ja) | 1984-12-06 |
| JPS634454B2 true JPS634454B2 (ja) | 1988-01-29 |
Family
ID=14011915
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58090922A Granted JPS59216625A (ja) | 1983-05-24 | 1983-05-24 | 光化学気相成長法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59216625A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5780313A (en) * | 1985-02-14 | 1998-07-14 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method of fabricating semiconductor device |
| JPH0752718B2 (ja) * | 1984-11-26 | 1995-06-05 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 薄膜形成方法 |
| US5512102A (en) * | 1985-10-14 | 1996-04-30 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Microwave enhanced CVD system under magnetic field |
| US4910043A (en) * | 1987-07-16 | 1990-03-20 | Texas Instruments Incorporated | Processing apparatus and method |
| US5138973A (en) * | 1987-07-16 | 1992-08-18 | Texas Instruments Incorporated | Wafer processing apparatus having independently controllable energy sources |
-
1983
- 1983-05-24 JP JP58090922A patent/JPS59216625A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59216625A (ja) | 1984-12-06 |
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