JPH02110919A - 成膜装置 - Google Patents
成膜装置Info
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- JPH02110919A JPH02110919A JP26357488A JP26357488A JPH02110919A JP H02110919 A JPH02110919 A JP H02110919A JP 26357488 A JP26357488 A JP 26357488A JP 26357488 A JP26357488 A JP 26357488A JP H02110919 A JPH02110919 A JP H02110919A
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Landscapes
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- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
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】
A、産業上の利用分野
本発明は半導体素子の成膜装置に関するものである。
B8発明の概要
本発明は、ターゲットと基板間にプラズマを発生させて
基板上に成膜するようにした成膜装置において、 前記ターゲットを棒状のターゲット片で形成すると共に
、このターゲット片から発生するプラズマを制御するプ
ラズマ制御コイルを設けることにより、 成膜特性が優れた成膜装置を得る。
基板上に成膜するようにした成膜装置において、 前記ターゲットを棒状のターゲット片で形成すると共に
、このターゲット片から発生するプラズマを制御するプ
ラズマ制御コイルを設けることにより、 成膜特性が優れた成膜装置を得る。
C1従来の技術
従来、太陽電池等に使用されるアモンファス半導体例え
ばa−3i、a−SiC,a−9iG+2は容奄結合型
RFPCVD法(高周波プラズマ化学蒸着法)によって
作られていた。
ばa−3i、a−SiC,a−9iG+2は容奄結合型
RFPCVD法(高周波プラズマ化学蒸着法)によって
作られていた。
D8発明が解決しようとする課題
容量結合型RFPCVD法は比較的高い圧力(0゜5〜
数Torr)で行われるため、ガス粒子の平均自由工程
が短く気相中での活性種の相反芯や基板への大きなイオ
ン損傷を伴い、良質膜作製の障害となっている。
数Torr)で行われるため、ガス粒子の平均自由工程
が短く気相中での活性種の相反芯や基板への大きなイオ
ン損傷を伴い、良質膜作製の障害となっている。
特にa−9iでは、S i H,/ CH4= 1 /
lのガス比で膜中への炭素同人ffi (C導入量)
はどの様にしても数%(5〜8%)程度となる。このこ
とが特性を飛躍的に向上出来ない事になる。また、C一
種をC,H,等に変えるとC導入量は増加するか膜中に
−C、!−15基が入り膜質を悪くする問題が多かった
。
lのガス比で膜中への炭素同人ffi (C導入量)
はどの様にしても数%(5〜8%)程度となる。このこ
とが特性を飛躍的に向上出来ない事になる。また、C一
種をC,H,等に変えるとC導入量は増加するか膜中に
−C、!−15基が入り膜質を悪くする問題が多かった
。
本発明は」二連の問題点に鑑みてなされたしので、その
目的は低圧成膜ができるスパッタ法によるプラズマ生成
と、スパッタの欠点である。低いデボジノジン率を、タ
ーゲラl−面効而債の増大効果により解決することで高
いデポジション率を有し、かつ低圧下で活性種を相互反
応を抑制しかつ基板−トへのイオン照射を適度に行うこ
とができろ成膜装置を提供することである。
目的は低圧成膜ができるスパッタ法によるプラズマ生成
と、スパッタの欠点である。低いデボジノジン率を、タ
ーゲラl−面効而債の増大効果により解決することで高
いデポジション率を有し、かつ低圧下で活性種を相互反
応を抑制しかつ基板−トへのイオン照射を適度に行うこ
とができろ成膜装置を提供することである。
81課題を解決するための手段
本発明は上記目的を達成するために、真空容器内にター
ゲットホルダ電極とこのターゲットホルダ電極に対向し
て基板ホルダーを設け、前記ターゲットホルダ電極にタ
ーゲットを配設し、前記基板ホルダーに成膜すべき基板
を配設すると共に、前記ターゲットからプラズマを発生
させて前記基板に成膜するようにした成膜装置において
、前記ターゲットを棒状ターゲット片によって形成し、
nN記真空容器にプラズマ室と成膜室を形成すると共に
、プラズマ室と成膜室に関して前記プラズマの進路外周
部位にプラズマを収束させるプラズマ制御コイルを配設
して成膜装置を構成する。
ゲットホルダ電極とこのターゲットホルダ電極に対向し
て基板ホルダーを設け、前記ターゲットホルダ電極にタ
ーゲットを配設し、前記基板ホルダーに成膜すべき基板
を配設すると共に、前記ターゲットからプラズマを発生
させて前記基板に成膜するようにした成膜装置において
、前記ターゲットを棒状ターゲット片によって形成し、
nN記真空容器にプラズマ室と成膜室を形成すると共に
、プラズマ室と成膜室に関して前記プラズマの進路外周
部位にプラズマを収束させるプラズマ制御コイルを配設
して成膜装置を構成する。
また、前記ターゲットを電極ロッドと、この電極ロット
に連設され前記プラズマ室内に配置されたターゲットホ
ルダ電極と、このターゲットホルダ電極に取り付けられ
た複数個の棒状のターゲット片によって構成する。
に連設され前記プラズマ室内に配置されたターゲットホ
ルダ電極と、このターゲットホルダ電極に取り付けられ
た複数個の棒状のターゲット片によって構成する。
19作用
〔lラド付ターゲットによりスパッタ有効面積を増加さ
せ、ガスプラズマをヘルムホルツ磁場効果て制御しなが
ら堰板近傍に輸送し、同時にソースガスをそのプラズマ
で分離させて、所望の分子が多電に入った膜を基板−L
に生成する。
せ、ガスプラズマをヘルムホルツ磁場効果て制御しなが
ら堰板近傍に輸送し、同時にソースガスをそのプラズマ
で分離させて、所望の分子が多電に入った膜を基板−L
に生成する。
G 実施例
以下に本発明の実施例を第1図〜第・1図を参照しなが
ら説明する。
ら説明する。
第1図は本発明の実施例によろ成膜装置の上略構成図で
あって、lはプラズマ室(スパッタソース室)laを形
成する第1の容器で、この第1の容器lは有底円筒状に
形成されている。2は第1の容器1に連設され成膜室2
aを形成する第2の容器、3は排気口、4aはH,ガス
の流量を制御する第1の質量流量制御器(MFC)で第
1のコック5aを介してプラズマ室la内と連通してい
る。4bはS iH4/ H2の混合ガスの流量を制御
する第2の質9流m制御器(MFC)で第2のコック5
bを介して成膜室2a内に連通している。
あって、lはプラズマ室(スパッタソース室)laを形
成する第1の容器で、この第1の容器lは有底円筒状に
形成されている。2は第1の容器1に連設され成膜室2
aを形成する第2の容器、3は排気口、4aはH,ガス
の流量を制御する第1の質量流量制御器(MFC)で第
1のコック5aを介してプラズマ室la内と連通してい
る。4bはS iH4/ H2の混合ガスの流量を制御
する第2の質9流m制御器(MFC)で第2のコック5
bを介して成膜室2a内に連通している。
4CはCx Hy/ H2の混合ガスの流量を制御する
質量流量制御器で第3のコック5Cを介して成膜室2a
と連通している。6は高周波電源(R−1;”電源)で
ある。
質量流量制御器で第3のコック5Cを介して成膜室2a
と連通している。6は高周波電源(R−1;”電源)で
ある。
第2の容器2の成膜室2a内にはベローズ7を介して基
板ホルダー8が挿設され、基板ホルダー8にはヒータ9
が設けられていると共に、成膜すべき基板lOが配設さ
れている。第1の容器lのプラズマ室la内にはプラズ
マ整流板11が配設されており、第1の容器lの外周に
は第1のプラズマ制御コイル12と第2のプラズマ制御
コイル13が巻装されていると共に、第2の容器2の外
周には第3のプラズマ制御コイル14が巻装されている
。
板ホルダー8が挿設され、基板ホルダー8にはヒータ9
が設けられていると共に、成膜すべき基板lOが配設さ
れている。第1の容器lのプラズマ室la内にはプラズ
マ整流板11が配設されており、第1の容器lの外周に
は第1のプラズマ制御コイル12と第2のプラズマ制御
コイル13が巻装されていると共に、第2の容器2の外
周には第3のプラズマ制御コイル14が巻装されている
。
第1の容器Iの底部には絶縁部材15を介してターゲッ
トホルダー16が配設されている。ターゲットホルダー
16は電極ロッド17とターゲットホルダ電極18から
なり、ターゲットホルダ電極18にはターゲット部19
が配設されている。
トホルダー16が配設されている。ターゲットホルダー
16は電極ロッド17とターゲットホルダ電極18から
なり、ターゲットホルダ電極18にはターゲット部19
が配設されている。
第2図、第3図に示すように、ターゲット部19はター
ゲットホルダ電極18において同一円周上に配設された
グラファイト材からなる円柱状のターゲット片20a〜
20dによって構成され、これらのターゲット片20a
〜20dはそれぞれネジ部21によってターゲットホル
ダ電極18に取り付けられている。
ゲットホルダ電極18において同一円周上に配設された
グラファイト材からなる円柱状のターゲット片20a〜
20dによって構成され、これらのターゲット片20a
〜20dはそれぞれネジ部21によってターゲットホル
ダ電極18に取り付けられている。
上記構成の成膜装置において、C源ソース発生と導入し
たガスによるプラズマ生成とを兼ねるプラズマ室1aに
H,ガスを導入し、高周波電力により着火して水素プラ
ズマを生成する。これにより、グラファイトターゲット
をスパッタし、I(1プラズマ中に瞬時に多量のCHx
活性種が生成し、高周波電力により一定の混合比が出来
て平衡する。
たガスによるプラズマ生成とを兼ねるプラズマ室1aに
H,ガスを導入し、高周波電力により着火して水素プラ
ズマを生成する。これにより、グラファイトターゲット
をスパッタし、I(1プラズマ中に瞬時に多量のCHx
活性種が生成し、高周波電力により一定の混合比が出来
て平衡する。
このままでは通常のスパッタと何等変わりなく、プラズ
マは壁の方へ拡散し密度が希になる。そこで、プラズマ
室1aの外に設置した第1.第2のプラズマ制御コイル
12.13に交流の高周波電流を流し、ターゲット電極
径がそれの70%程度になる様に電流を制御することに
より、生成したプラズマを密にかつ安定で多量に生成さ
ける。生成したプラズマは接地した基板ホルダー8の方
に引き出されて行く。この時、第1.第2のプラズマ制
御コイル12.13で集密されたプラズマは広がりをみ
仕る。
マは壁の方へ拡散し密度が希になる。そこで、プラズマ
室1aの外に設置した第1.第2のプラズマ制御コイル
12.13に交流の高周波電流を流し、ターゲット電極
径がそれの70%程度になる様に電流を制御することに
より、生成したプラズマを密にかつ安定で多量に生成さ
ける。生成したプラズマは接地した基板ホルダー8の方
に引き出されて行く。この時、第1.第2のプラズマ制
御コイル12.13で集密されたプラズマは広がりをみ
仕る。
成膜室2aでは第3のプラズマ制御コイル14に電流(
AC)を流すことにより広がったプラズマを基[10に
集める役目をし、第2のプラズマ制御コイル13の電流
を制御することによってプラズマのmを制御する。この
様にプラズマを制御した所にS i H4ガスを導入し
、Htプラズマにより5it(4が解離する。予めプラ
ズマ室1aで電流を生成したC Hx種と解離したS
i I−1x種が基板近傍で混り合い、エネルギー的に
はCHxの方が高いので、膜中に多量のCを含むSiC
膜を生成させることができる。
AC)を流すことにより広がったプラズマを基[10に
集める役目をし、第2のプラズマ制御コイル13の電流
を制御することによってプラズマのmを制御する。この
様にプラズマを制御した所にS i H4ガスを導入し
、Htプラズマにより5it(4が解離する。予めプラ
ズマ室1aで電流を生成したC Hx種と解離したS
i I−1x種が基板近傍で混り合い、エネルギー的に
はCHxの方が高いので、膜中に多量のCを含むSiC
膜を生成させることができる。
上述のようにして作製したアモルファスSiCについて
実施例を示す。
実施例を示す。
第1図に示すように、成膜室2a内において基板ホルダ
ー8に基板10をセットし300°Cに保持する。ベー
ス圧力をlo’Torr(I 0−5Pa)以下に充分
真空引きした後、第1の質量流全制御器4aにより流量
制御して水素(Ht )を503CCM流す。この状態
でプラズマ室1a内圧力を0.2To r r (2,
65x 10Pa)で着火し直ぐに2XIO−3Tor
r (2,66XIO−’Pa)に低くする。高周波ミ
ノJIKWを投入して水素プラズマを立てターゲット部
19をスパッタして水素プラズマ中にCHX種を立ち入
れる。これと同時に第1.第2のプラズマ制御コイル1
2.13に電流を流すと、約10〜2OAでプラズマは
約70%に集密される。
ー8に基板10をセットし300°Cに保持する。ベー
ス圧力をlo’Torr(I 0−5Pa)以下に充分
真空引きした後、第1の質量流全制御器4aにより流量
制御して水素(Ht )を503CCM流す。この状態
でプラズマ室1a内圧力を0.2To r r (2,
65x 10Pa)で着火し直ぐに2XIO−3Tor
r (2,66XIO−’Pa)に低くする。高周波ミ
ノJIKWを投入して水素プラズマを立てターゲット部
19をスパッタして水素プラズマ中にCHX種を立ち入
れる。これと同時に第1.第2のプラズマ制御コイル1
2.13に電流を流すと、約10〜2OAでプラズマは
約70%に集密される。
次に、成膜室2aに30%H7希釈したSiH+をl
OOSCCM流ず。5i)(4を導入すると同時に排気
弁(図示仕ず)を制御することにより2X](I3′r
orr (2,66X10−’Pa)にする。
OOSCCM流ず。5i)(4を導入すると同時に排気
弁(図示仕ず)を制御することにより2X](I3′r
orr (2,66X10−’Pa)にする。
同時に第3のプラズマ制御コイルI4に電流を10〜2
OA流す。プラズマの状態を見ながら第2のプラズマ制
御コイル13の電流を自動的に減少させ、1〜5A程度
とすることで基板IO上に適度なプラズマ状態を得るこ
とが出来る。この様にして作製したa−9iCの成膜ス
ピードと高周波電力を300W、500W、700Wに
変えたときの成膜スピードとE S CA (Elec
tron 5pectrosCopy For Che
mical Analysis ; X線光電子分析
)により定量した膜中0両の値を第4図に示す。
OA流す。プラズマの状態を見ながら第2のプラズマ制
御コイル13の電流を自動的に減少させ、1〜5A程度
とすることで基板IO上に適度なプラズマ状態を得るこ
とが出来る。この様にして作製したa−9iCの成膜ス
ピードと高周波電力を300W、500W、700Wに
変えたときの成膜スピードとE S CA (Elec
tron 5pectrosCopy For Che
mical Analysis ; X線光電子分析
)により定量した膜中0両の値を第4図に示す。
上記実施例の成膜装置によれば、次のような利点がある
。
。
(1)ターゲットホルダ電極18に4個の円柱状ターゲ
ット片20a〜20dを設けたから、ターゲット面積を
平板状ターゲットに比べて約4倍とすることが出来、か
つプラズマ生成により4個が一体となったプラズマバル
クを作るため、多量のCHx活性種−作れる。
ット片20a〜20dを設けたから、ターゲット面積を
平板状ターゲットに比べて約4倍とすることが出来、か
つプラズマ生成により4個が一体となったプラズマバル
クを作るため、多量のCHx活性種−作れる。
(2)圧力が10−”I”orr台であるから、RF
P CV Dに比べて飛躍的に平均自由行程を長くする
ことが出来る。これにより、気相中での相互反応をなく
することか出来、良質膜作製が可能である。
P CV Dに比べて飛躍的に平均自由行程を長くする
ことが出来る。これにより、気相中での相互反応をなく
することか出来、良質膜作製が可能である。
(3)C源はスパッタにより得られるので、C源の運動
エネルギーか5illx種のらのよりも高く、このため
従来から言われているR FI) CV Dの場合のC
導入量が低い所もない。
エネルギーか5illx種のらのよりも高く、このため
従来から言われているR FI) CV Dの場合のC
導入量が低い所もない。
(4)プラズマ輸送は3つのプラズマ制御コイルにより
ヘルムホルツ効果で行え、かつコイル電流を制御するこ
とによりプラズマの密11を高く保持でき低圧下でも安
定させることが出来る。
ヘルムホルツ効果で行え、かつコイル電流を制御するこ
とによりプラズマの密11を高く保持でき低圧下でも安
定させることが出来る。
1−1 発明の効果
本発明は上述の如くであって、ターゲットとしてスパッ
タ有効面積が増加するものを用い、ガスプラズマをヘル
ムホルツ磁場効果で制御しながら基板近傍に輸送し、同
時にソースガスを分離させるようにしたから、高性能な
膜を生成できる効果が得られる。
タ有効面積が増加するものを用い、ガスプラズマをヘル
ムホルツ磁場効果で制御しながら基板近傍に輸送し、同
時にソースガスを分離させるようにしたから、高性能な
膜を生成できる効果が得られる。
図面は本発明の実施例に関するもので、第1図は本発明
の実施例による成膜装置の概略構成図、第2図はターゲ
ット部の正面図、第3図はターゲット部の側面図、第4
図は実施例の特性図である。 I・・・第1の容器、Ia・・・プラズマ室、2・・・
第2の容器、2a・・・成膜室、8・・・基板ホルダー
IO・・・基板、12・・・第1のプラズマ制御コイ
ル、I2・・・第2のプラズマ制御コイル、14・・・
第3のプラズマ制御コイル、16・・・ターゲットボル
ダ−17・ターゲットホルダ電極、18・・・電極ロッ
ド、I9・・・ターゲット部、20a〜20d・・・タ
ーゲット片。 第4図 R,F、電力 (W) 第2図 タープ゛ヅト邦の正面圏 211ノB1 第3図 ターフ′ヅト邪℃イ則面園
の実施例による成膜装置の概略構成図、第2図はターゲ
ット部の正面図、第3図はターゲット部の側面図、第4
図は実施例の特性図である。 I・・・第1の容器、Ia・・・プラズマ室、2・・・
第2の容器、2a・・・成膜室、8・・・基板ホルダー
IO・・・基板、12・・・第1のプラズマ制御コイ
ル、I2・・・第2のプラズマ制御コイル、14・・・
第3のプラズマ制御コイル、16・・・ターゲットボル
ダ−17・ターゲットホルダ電極、18・・・電極ロッ
ド、I9・・・ターゲット部、20a〜20d・・・タ
ーゲット片。 第4図 R,F、電力 (W) 第2図 タープ゛ヅト邦の正面圏 211ノB1 第3図 ターフ′ヅト邪℃イ則面園
Claims (2)
- (1)真空容器内にターゲットホルダ電極とこのターゲ
ットホルダ電極に対向して基板ホルダーを設け、前記タ
ーゲットホルダ電極にターゲットを配設し、前記基板ホ
ルダーに成膜すべき基板を配設すると共に、前記ターゲ
ットからプラズマを発生させて前記基板に成膜するよう
にした成膜装置において、前記ターゲットを棒状ターゲ
ット片によって形成し、前記真空容器にプラズマ室と成
膜室を形成すると共に、プラズマ室と成膜室に関して前
記プラズマの進路外周部位にプラズマを収束させるプラ
ズマ制御コイルを配設して構成したことを特徴とする成
膜装置。 - (2)前記ターゲットを電極ロッドと、この電極ロッド
に連設され前記プラズマ室内に配置されたターゲットホ
ルダ電極と、このターゲットホルダ電極に取り付けられ
た複数個の棒状のターゲット片によって構成したことを
特徴とする請求項第1項の成膜装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26357488A JPH02110919A (ja) | 1988-10-19 | 1988-10-19 | 成膜装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26357488A JPH02110919A (ja) | 1988-10-19 | 1988-10-19 | 成膜装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02110919A true JPH02110919A (ja) | 1990-04-24 |
Family
ID=17391444
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26357488A Pending JPH02110919A (ja) | 1988-10-19 | 1988-10-19 | 成膜装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02110919A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05109655A (ja) * | 1991-10-15 | 1993-04-30 | Applied Materials Japan Kk | Cvd−スパツタ装置 |
| JPH0688222A (ja) * | 1992-07-21 | 1994-03-29 | Nachi Fujikoshi Corp | スパッタイオンプレーティング装置 |
| JP2006176822A (ja) * | 2004-12-22 | 2006-07-06 | Ulvac Japan Ltd | 成膜装置および成膜方法 |
| JPWO2021176911A1 (ja) * | 2020-03-03 | 2021-09-10 |
-
1988
- 1988-10-19 JP JP26357488A patent/JPH02110919A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05109655A (ja) * | 1991-10-15 | 1993-04-30 | Applied Materials Japan Kk | Cvd−スパツタ装置 |
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| TWI861356B (zh) * | 2020-03-03 | 2024-11-11 | 日商東麗股份有限公司 | 樹脂接合體的製造裝置及樹脂接合體的製造方法 |
| US12151440B2 (en) | 2020-03-03 | 2024-11-26 | Toray Industries, Inc. | Apparatus for producing joined-resin product and method for producing joined-resin product |
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