JPS639923A - 薄膜の製造方法 - Google Patents
薄膜の製造方法Info
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- JPS639923A JPS639923A JP15450886A JP15450886A JPS639923A JP S639923 A JPS639923 A JP S639923A JP 15450886 A JP15450886 A JP 15450886A JP 15450886 A JP15450886 A JP 15450886A JP S639923 A JPS639923 A JP S639923A
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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。
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
本発明は薄膜の減圧熱分解法（以下ＬＰＣＶＤ法と略す
）用いた製造方法に関するものである。
）用いた製造方法に関するものである。
従来の技術
従来のＬＰＣＶＤ法によるシリコン薄膜の堆積は基板温
度６５０ ℃〜６５０ ｔ： Ｔ ＨｅまたはＮ２−’
ｌ？希釈したＳｉＨ４ガスを使い圧力を故意に変えずに
製造されていた。圧力は第２図に基板温度６１０℃にお
ける圧力と堆積速度の関係を示したように、１〜２人／
ｓｅｃ程度の堆積速度が得られる０、１ηりｏｒｒの範
囲が選択されるのが通常であった。
度６５０ ℃〜６５０ ｔ： Ｔ ＨｅまたはＮ２−’
ｌ？希釈したＳｉＨ４ガスを使い圧力を故意に変えずに
製造されていた。圧力は第２図に基板温度６１０℃にお
ける圧力と堆積速度の関係を示したように、１〜２人／
ｓｅｃ程度の堆積速度が得られる０、１ηりｏｒｒの範
囲が選択されるのが通常であった。
発明が解決しようとする問題点
従来のＬＰＣＶＤ法ではシリコン薄膜を基板に±３チ以
内の均一の厚さで表面状態も表面に突起等がなく凹凸が
±５０Å以下でありかつ、しかも膜の堆積速度が約２八
／ｓｅｃ以上と言う高速で堆積することを全部満足する
ことは困難であった。
内の均一の厚さで表面状態も表面に突起等がなく凹凸が
±５０Å以下でありかつ、しかも膜の堆積速度が約２八
／ｓｅｃ以上と言う高速で堆積することを全部満足する
ことは困難であった。
なぜならば第２図に示すように堆積速度を向上させよう
と圧力を１ Ｔｏｒｒ以上にするとＬＰＣＶＤ装置内で
のＳ １）（４ガスの流れ方が粘性流に近くなり、さら
にガスの基板への輸送効率が悪くなるため堆積されたシ
リコン薄膜の膜厚の均一性が悪くなる。又、圧力を下る
と膜厚の均一性は良いが堆積速度が上らない。そこで第
３図に堆積速度と基板温度との関係を示しているように
基板温度を上げると堆積速度も上る。しかし、基板温度
が６１０℃より高くなってぐると堆積されたシリコン薄
膜は結晶学的に多結晶となり、その粒成長が大きくなり
表面の凹凸が大きく、滑らかさがなくなる。
と圧力を１ Ｔｏｒｒ以上にするとＬＰＣＶＤ装置内で
のＳ １）（４ガスの流れ方が粘性流に近くなり、さら
にガスの基板への輸送効率が悪くなるため堆積されたシ
リコン薄膜の膜厚の均一性が悪くなる。又、圧力を下る
と膜厚の均一性は良いが堆積速度が上らない。そこで第
３図に堆積速度と基板温度との関係を示しているように
基板温度を上げると堆積速度も上る。しかし、基板温度
が６１０℃より高くなってぐると堆積されたシリコン薄
膜は結晶学的に多結晶となり、その粒成長が大きくなり
表面の凹凸が大きく、滑らかさがなくなる。
そのため高速堆積約２人／ｓｅｃ以上で表面の凹凸が小
さく膜厚が均一であるシリコン薄膜はＬＳＩの配線、抵
抗、３次元ＩＣ，ＴＰＴ等で製造コストの低下、歩留り
、安定性等から望まれているかいまだ満足なものが得ら
れていない。
さく膜厚が均一であるシリコン薄膜はＬＳＩの配線、抵
抗、３次元ＩＣ，ＴＰＴ等で製造コストの低下、歩留り
、安定性等から望まれているかいまだ満足なものが得ら
れていない。
本発明は以上のような問題点を解決し、ＬＰＣＶＤ法に
よる高速堆積で厚さが均一で表面が滑らかな薄膜の製造
方法を提供するものである。
よる高速堆積で厚さが均一で表面が滑らかな薄膜の製造
方法を提供するものである。
問題点を解決するための手段
基板上に最初に低圧力Ｐ１で薄膜Ｄ１を堆積し、しかる
後、連続して前記圧力Ｐ１より高い圧力Ｐ２で薄膜を堆
積するものである。
後、連続して前記圧力Ｐ１より高い圧力Ｐ２で薄膜を堆
積するものである。
作 用
基板上に最初に低圧力下Ｐ１で薄膜を堆積するときに例
えば気体状シリコン化合物ＳｉＨ４を用いる場合として
圧力Ｐ１をＳｉＨ４の流れが分子流〜すべり流になるよ
うに制御してやると膜の堆積速度は遅いが膜厚は均一で
表面状態も滑らかになる。
えば気体状シリコン化合物ＳｉＨ４を用いる場合として
圧力Ｐ１をＳｉＨ４の流れが分子流〜すべり流になるよ
うに制御してやると膜の堆積速度は遅いが膜厚は均一で
表面状態も滑らかになる。
しかる後圧力をＰ２に上げて高速で膜の堆積を行う。そ
のときのＳ ｉＨ４の流れはすベシ流〜粘性になってお
り厚膜のムラ表面の凹凸ができやすいが、基板に最初に
低圧力Ｐ１で滑らかで均一の膜が形成されているので、
それによって影響されて後から圧力を上げてＰ２〉Ｐｌ
にして膜の堆積を行ってもガスの流れ方、堆積速度の速
さ等に影響されずに滑らかで均一な膜が高速で堆積でき
る。
のときのＳ ｉＨ４の流れはすベシ流〜粘性になってお
り厚膜のムラ表面の凹凸ができやすいが、基板に最初に
低圧力Ｐ１で滑らかで均一の膜が形成されているので、
それによって影響されて後から圧力を上げてＰ２〉Ｐｌ
にして膜の堆積を行ってもガスの流れ方、堆積速度の速
さ等に影響されずに滑らかで均一な膜が高速で堆積でき
る。
実施例
以下、本発明の実施例について説明する。
実施例１
基板は２α角で厚さ１１ｒｒｒｎの石英基板を用いた。
ガスはＳ Ｉ Ｈ４を１０ ｓＣａｍ希釈しないでＬＰ
ＣＶＤ装置に導入した。そして、圧力Ｐ１が例えば０．
１Ｔｏｒｒ （０，０１Ｔｏｒｒ 〜０．３Ｔｏｒｒ
でも行った）になるように排気量の制御を行った。基板
温度は一定でＴ１＝Ｔ２ で６１０℃であった。堆積
時間は６分である。その後、Ｓ ｉＨ４ガスを流したま
ま（堆積を続けながら）排気量を制御して圧力Ｐ２−０
．５〜１０Ｔｏｒｒにして１ｏ〜３０分堆積を行った。
ＣＶＤ装置に導入した。そして、圧力Ｐ１が例えば０．
１Ｔｏｒｒ （０，０１Ｔｏｒｒ 〜０．３Ｔｏｒｒ
でも行った）になるように排気量の制御を行った。基板
温度は一定でＴ１＝Ｔ２ で６１０℃であった。堆積
時間は６分である。その後、Ｓ ｉＨ４ガスを流したま
ま（堆積を続けながら）排気量を制御して圧力Ｐ２−０
．５〜１０Ｔｏｒｒにして１ｏ〜３０分堆積を行った。
高速堆積にする場合はＰｐ １Ｔｏｒｒ以上が望ましい
。第２図から分るように従来の方法では圧力がＩ Ｔｏ
ｒｒ以上になると堆積速度のバラツキが大きく膜厚のバ
ラツキが大きかったが、本実Ｍ ＩＺＩＩでは１Ｔｏｒ
ｒ以上でもそのようなことはなかった。
。第２図から分るように従来の方法では圧力がＩ Ｔｏ
ｒｒ以上になると堆積速度のバラツキが大きく膜厚のバ
ラツキが大きかったが、本実Ｍ ＩＺＩＩでは１Ｔｏｒ
ｒ以上でもそのようなことはなかった。
各々の堆積速度、均一性、表面状態はαステップを用い
て調べた。本実施例の条件では表面状態は±５０Å以下
であシ、かつ均一性も±３％以内であった。さらに、Ｐ
２＝１〜５Ｔｏｒｒでは堆積速度は約２〜ｓ人／ｓｅｃ
あシ高速堆積でかつ表面状態均一性共に良かった。
て調べた。本実施例の条件では表面状態は±５０Å以下
であシ、かつ均一性も±３％以内であった。さらに、Ｐ
２＝１〜５Ｔｏｒｒでは堆積速度は約２〜ｓ人／ｓｅｃ
あシ高速堆積でかつ表面状態均一性共に良かった。
実施例２
実施例１では基板温度を６１０℃に固定していたがさら
に基板温度を変化させた。
に基板温度を変化させた。
最初：圧力Ｐ１が０．０１−０．３ Ｔｏｒｒのとき基
板温度Ｔ１を６５０〜６１０℃にし、次に圧力Ｐ２が０
．５−＜Ｔｏｒｒのとき基板温度Ｔ２を６３０〜７００
℃に変えた。
板温度Ｔ１を６５０〜６１０℃にし、次に圧力Ｐ２が０
．５−＜Ｔｏｒｒのとき基板温度Ｔ２を６３０〜７００
℃に変えた。
後は実施例１と同様に行った。その結果デポレートが６
人／渡以上になり、実施例１よシもさらに高速堆積とな
り表面の凹凸や均一性は同等であった。
人／渡以上になり、実施例１よシもさらに高速堆積とな
り表面の凹凸や均一性は同等であった。
実施例３
基板温度を６１０’Ｃに固定した。最初にＳ ｉＨ４の
流量をＦ、１１０５ＣＣにし、圧力Ｐ１を０．２ Ｔｏ
ｒｒで５分間堆積し、その後、Ｓ ｉＨ４の流量をＦ２
２０ＳＣＣＭにし、圧力２２分０．４か２Ｔｏｒｒにし
、各々３０分堆積した。圧力Ｐ２を０．４Ｔｏｒｒの場
合はＳ ＩＨ４の流量を２倍にするだけで排気量の制御
をしなくても良かった。なぜならば排気量が飽和してい
ないときはＳ Ｉ Ｈ４の流量と圧力の関係は比例する
からである。しかし、圧力Ｐ２が２ Ｔｏｒｒ の場合
は流量を増すだけでは圧力の調整ができないので排気量
の制御を行った。その結果、実施例１゜２よシも膜の均
一性がさらに良くなり表面状態や堆積速度は同じであっ
た。
流量をＦ、１１０５ＣＣにし、圧力Ｐ１を０．２ Ｔｏ
ｒｒで５分間堆積し、その後、Ｓ ｉＨ４の流量をＦ２
２０ＳＣＣＭにし、圧力２２分０．４か２Ｔｏｒｒにし
、各々３０分堆積した。圧力Ｐ２を０．４Ｔｏｒｒの場
合はＳ ＩＨ４の流量を２倍にするだけで排気量の制御
をしなくても良かった。なぜならば排気量が飽和してい
ないときはＳ Ｉ Ｈ４の流量と圧力の関係は比例する
からである。しかし、圧力Ｐ２が２ Ｔｏｒｒ の場合
は流量を増すだけでは圧力の調整ができないので排気量
の制御を行った。その結果、実施例１゜２よシも膜の均
一性がさらに良くなり表面状態や堆積速度は同じであっ
た。
発明の効果
以上のように本発明の製造方法により作成されたシリコ
ン薄膜は膜厚が均一で表面の凹凸もなくしかも、高速で
堆積された。特に圧力が１ ’ｒｏｒｒ以上では従来の
方法では使われていなかったが、本発明では圧力がＩ
Ｔｏｒｒ以上でも表面の凹凸も小さく膜厚の均一性も良
いことを示した。このことにより製造時間の短縮２歩留
りの向上１品質の安定性が得られた。このようなシリコ
ン薄膜をＰｏ１ｙＳｉ−ＴＦＴ 、キャパシタンス、配
線材料として用いると耐圧特性の向上、ｖｔｈの均一性
、配線抵抗の制御等に最適であると考えられる。又、本
実施例ではＳ ＩＨ４ガスを使った場合しか述べなかっ
たが、他の気体状化合物や希釈ガスを用いた場合にも本
発明は適用できる。しかし分子流−すべり流−粘性流に
なる圧力は各々のガスに合わせる必要がある。又、本実
施例でＳ ｉＨ４ガスを流したまま（堆積を続けたまま
）圧力、温度の変化を行ったのは本実施例により構成さ
れる膜が必然的に多層構造になることからその界面特性
を良好にするためでＳ ｉＨ４ガスを止めて行っても堆
積された膜の表面状態や均一性には影響しない。
ン薄膜は膜厚が均一で表面の凹凸もなくしかも、高速で
堆積された。特に圧力が１ ’ｒｏｒｒ以上では従来の
方法では使われていなかったが、本発明では圧力がＩ
Ｔｏｒｒ以上でも表面の凹凸も小さく膜厚の均一性も良
いことを示した。このことにより製造時間の短縮２歩留
りの向上１品質の安定性が得られた。このようなシリコ
ン薄膜をＰｏ１ｙＳｉ−ＴＦＴ 、キャパシタンス、配
線材料として用いると耐圧特性の向上、ｖｔｈの均一性
、配線抵抗の制御等に最適であると考えられる。又、本
実施例ではＳ ＩＨ４ガスを使った場合しか述べなかっ
たが、他の気体状化合物や希釈ガスを用いた場合にも本
発明は適用できる。しかし分子流−すべり流−粘性流に
なる圧力は各々のガスに合わせる必要がある。又、本実
施例でＳ ｉＨ４ガスを流したまま（堆積を続けたまま
）圧力、温度の変化を行ったのは本実施例により構成さ
れる膜が必然的に多層構造になることからその界面特性
を良好にするためでＳ ｉＨ４ガスを止めて行っても堆
積された膜の表面状態や均一性には影響しない。
さらに、本発明では圧力を高くすることによってガスの
ムラや基板へのガスの輸送効率が一定でないのをＳ Ｉ
Ｈ４ガスの流量を増すことにより補正したので膜の均
一性はさらに向上し表面状態、堆積速度は同じであった
。特に排気量の調整をしないでＳ ｉＨ４ガスの流量だ
けを変化させて圧力を制御する場合は装置も簡単で実施
も簡単であった。
ムラや基板へのガスの輸送効率が一定でないのをＳ Ｉ
Ｈ４ガスの流量を増すことにより補正したので膜の均
一性はさらに向上し表面状態、堆積速度は同じであった
。特に排気量の調整をしないでＳ ｉＨ４ガスの流量だ
けを変化させて圧力を制御する場合は装置も簡単で実施
も簡単であった。
第１図は本発明の第１実施例の製造方法のプロセスチャ
ート、第２図はＬＰＣＶＤ法による圧力と堆積速度の関
係図、第３図はＬＰＣＶＤ法による温度と堆積速度との
関係図である。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名画
１ 図 第２図 ・モアＩ＜ｎｒｐ）
ート、第２図はＬＰＣＶＤ法による圧力と堆積速度の関
係図、第３図はＬＰＣＶＤ法による温度と堆積速度との
関係図である。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名画
１ 図 第２図 ・モアＩ＜ｎｒｐ）
Claims (4)
- （１）基板上に気体状化合物を減圧下Ｐ＿１で熱分解し
て第１の薄膜を堆積し、その後、圧力を前記圧力Ｐ＿１
より高くかつ減圧下Ｐ＿２で第２の薄膜を連続して堆積
することを特徴とする薄膜の製造方法。 - （２）基板上に気体状シリコン化合物を減圧下０．３Ｔ
ｏｒｒ以下で熱分解してシリコン薄膜を堆積し、その後
、圧力を０．３Ｔｏｒｒより高くして連続してシリコン
薄膜を堆積することを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の薄膜の製造方法。 - （３）基板上に気体状シリコン化合物を基板温度Ｔ＿１
を６１０℃以下でありかつ減圧下０．３Ｔｏｒｒ以下で
熱分解してシリコン薄膜を堆積し、その後、基板温度Ｔ
＿２を６１０℃以上にしかつ圧力を０．３Ｔｏｒｒより
高くして連続してシリコン薄膜を堆積することを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の薄膜の製造方法。 - （４）基板上に気体状シリコン化合物を流量Ｆ＿１、減
圧下０．３Ｔｏｒｒ以下で熱分解してシリコン薄膜を堆
積し、その後、気体状シリコン化合物の流量Ｆ＿２を増
して、圧力を０．３Ｔｏｒｒより高くして連続してシリ
コン薄膜を堆積することを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の薄膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15450886A JPS639923A (ja) | 1986-07-01 | 1986-07-01 | 薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15450886A JPS639923A (ja) | 1986-07-01 | 1986-07-01 | 薄膜の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS639923A true JPS639923A (ja) | 1988-01-16 |
Family
ID=15585778
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15450886A Pending JPS639923A (ja) | 1986-07-01 | 1986-07-01 | 薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS639923A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5686349A (en) * | 1992-10-07 | 1997-11-11 | Sharp Kabushiki Kaisha | Fabrication of a thin film transistor and production of a liquid crystal display apparatus |
-
1986
- 1986-07-01 JP JP15450886A patent/JPS639923A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5686349A (en) * | 1992-10-07 | 1997-11-11 | Sharp Kabushiki Kaisha | Fabrication of a thin film transistor and production of a liquid crystal display apparatus |
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