JPH02184023A - 多層構造体のグロー放電析出法 - Google Patents
多層構造体のグロー放電析出法Info
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- JPH02184023A JPH02184023A JP1303427A JP30342789A JPH02184023A JP H02184023 A JPH02184023 A JP H02184023A JP 1303427 A JP1303427 A JP 1303427A JP 30342789 A JP30342789 A JP 30342789A JP H02184023 A JPH02184023 A JP H02184023A
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- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
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- C23C16/52—Controlling or regulating the coating process
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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】
で構成されるアモルファス物質構造体を気相におけるプ
ラズマ析出により製造する方法にある。このような構造
体は、たとえばＪ、１． Ｐａｎｋｏｖｅ編［半導体及
び半金属（Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ ａｎｄ Ｓ
ｅｎｉｍｅｔａｌｓ）ＪＶｏｌ、 ２１． ｐａｒｔ、
Ｃ，ｐ、４０７． Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ
（ＮＹ）１９８４に開示されているように、電子及び光
電子デバイスにおける用途を有する。
ラズマ析出により製造する方法にある。このような構造
体は、たとえばＪ、１． Ｐａｎｋｏｖｅ編［半導体及
び半金属（Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ ａｎｄ Ｓ
ｅｎｉｍｅｔａｌｓ）ＪＶｏｌ、 ２１． ｐａｒｔ、
Ｃ，ｐ、４０７． Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ
（ＮＹ）１９８４に開示されているように、電子及び光
電子デバイスにおける用途を有する。
現在では、これら多相構造体をグロー放電によって製造
するに当たり、反応チャンバーに供給するガス流の流量
を変化させるか、又は基板を一方の反応チャンバーから
他の反応チャンバーに移動させると共に、これら反応チ
ャンバーのいずれか一方には、予め定められた一定のガ
ス混合物を存在させることが一般的である。電極間に、
ピーク・ピーク値１０３ないし１０”Ｖを有する交流電
圧（周波数１０８ないし１０’Ｈｚ）を印加することに
よってガスを解離させる。
するに当たり、反応チャンバーに供給するガス流の流量
を変化させるか、又は基板を一方の反応チャンバーから
他の反応チャンバーに移動させると共に、これら反応チ
ャンバーのいずれか一方には、予め定められた一定のガ
ス混合物を存在させることが一般的である。電極間に、
ピーク・ピーク値１０３ないし１０”Ｖを有する交流電
圧（周波数１０８ないし１０’Ｈｚ）を印加することに
よってガスを解離させる。
前者の方法では、ガス流の流体力学的動揺を生ずるため
、各層の析出が生ずる前に完全に安定するまで待つ必要
があり、後者の方法では、チャンバーからチャンバーへ
サンプルを移すために無視できないインターバルが存在
する。
、各層の析出が生ずる前に完全に安定するまで待つ必要
があり、後者の方法では、チャンバーからチャンバーへ
サンプルを移すために無視できないインターバルが存在
する。
これらの欠点は本発明によって解消される。本発明によ
る方法では、単一反応器において、析出の間にガス混合
物の組成を変化させることなく多層構造体を製造できる
。
る方法では、単一反応器において、析出の間にガス混合
物の組成を変化させることなく多層構造体を製造できる
。
これによれば、本発明は、ケイ素、炭素、酸素、窒素、
ゲルマニウム、水素を含有する各種の組成のアモルファ
ス層を多数析出させるグロー放電法において、シラン、
ゲルマン、炭化水素、窒素含有ガス（たとえば窒素、五
酸化二窒素及び二酸化窒素、アンモニア）の中から選ば
れる異なる種類に属する２種のガスでなるガス混合物を
使用し：反応器の電極に印加する電圧を析出過程中に変
化させて、前記混合物を構成するガスの調節された解離
を誘発すると共に、調節された組成を有するケイ素、炭
素、酸素、窒素、ゲルマニウム、水素の連続層を析出さ
せ５各種の析出の間、他の反応器プレセツティングパラ
メーター（圧力、原料流量及び基板温度）のすべてを変
化させないことを特徴とする多層構造体のグロー放電析
出法に係る。
ゲルマニウム、水素を含有する各種の組成のアモルファ
ス層を多数析出させるグロー放電法において、シラン、
ゲルマン、炭化水素、窒素含有ガス（たとえば窒素、五
酸化二窒素及び二酸化窒素、アンモニア）の中から選ば
れる異なる種類に属する２種のガスでなるガス混合物を
使用し：反応器の電極に印加する電圧を析出過程中に変
化させて、前記混合物を構成するガスの調節された解離
を誘発すると共に、調節された組成を有するケイ素、炭
素、酸素、窒素、ゲルマニウム、水素の連続層を析出さ
せ５各種の析出の間、他の反応器プレセツティングパラ
メーター（圧力、原料流量及び基板温度）のすべてを変
化させないことを特徴とする多層構造体のグロー放電析
出法に係る。
電圧が一定に維持されるインターバルを適切に設定する
ことにより、層の厚さを所望どおりにコントロールでき
、一方、電極に印加する電圧の値を適切に選択すること
によって、各層の組成を変化させることができる。従っ
て、この方法では、アモルファス物質の複数層をプラズ
マにより析出させ、特に下記構造体を形成する。
ことにより、層の厚さを所望どおりにコントロールでき
、一方、電極に印加する電圧の値を適切に選択すること
によって、各層の組成を変化させることができる。従っ
て、この方法では、アモルファス物質の複数層をプラズ
マにより析出させ、特に下記構造体を形成する。
Ｓｔ＋−Ｉ Ｇｅｍ Ｓ１＋−ｙ Ｇｅ、 Ｓｌｔ−ｍ
Ｇｏ、 ””Ｓｘ、−ｗ Ｃｘ Ｓｇ−ｙ ｃ、 ５
ｉｓ−＊ Ｃｍ ・・・・５ｌｌ−１Ｎ＊Ｓｉ、□Ｎｙ
５１１−ｍ Ｌ・・・・Ｓｇ−Ｉｌｏ、 ５１１−ｙ
Ｏｙ Ｓ１ｔ−ｍ Ｏ＊・・・・（ここで、ｘ、ｙ、
ｚは相互に異なる数であって、０ないし１である。） 真性な層に代って、ドープ層を得ることが望まれる場合
には、ホスフィン、アルシン又はジボランの如きドーピ
ングガスを二元混合物に添加する。
Ｇｏ、 ””Ｓｘ、−ｗ Ｃｘ Ｓｇ−ｙ ｃ、 ５
ｉｓ−＊ Ｃｍ ・・・・５ｌｌ−１Ｎ＊Ｓｉ、□Ｎｙ
５１１−ｍ Ｌ・・・・Ｓｇ−Ｉｌｏ、 ５１１−ｙ
Ｏｙ Ｓ１ｔ−ｍ Ｏ＊・・・・（ここで、ｘ、ｙ、
ｚは相互に異なる数であって、０ないし１である。） 真性な層に代って、ドープ層を得ることが望まれる場合
には、ホスフィン、アルシン又はジボランの如きドーピ
ングガスを二元混合物に添加する。
不活性ガス又は水素を使用して、二元混合物を希釈する
ことも可能である。
ことも可能である。
さらに、電極印加電圧の変化が鋭くなく、電圧が経時的
に増大又は低減方向に単一的に変化する場合、組成グラ
デイエンド又はドーピンググラディエンドを有する層を
生成できる。
に増大又は低減方向に単一的に変化する場合、組成グラ
デイエンド又はドーピンググラディエンドを有する層を
生成できる。
電極電位の変動は１００ないし１００ＯＯＶの範囲内で
行われる。好適な条件下では、経時的な電圧変動は１０
０ないし２０００Ｖの範囲である。
行われる。好適な条件下では、経時的な電圧変動は１０
０ないし２０００Ｖの範囲である。
これら構造体が析出される基板としては、電子デバイス
又は光電子デバイスにおける多層構造体の使用目的に応
じて、たとえばガラス又は金属酸化物又は金属で被覆し
たガラスの如き各種のものを使用できる。
又は光電子デバイスにおける多層構造体の使用目的に応
じて、たとえばガラス又は金属酸化物又は金属で被覆し
たガラスの如き各種のものを使用できる。
以下の実施例は本発明をさらに説明するためのものであ
り、本発明はこれらに限定されない。
り、本発明はこれらに限定されない。
実施例１
膜厚を関数として原子組成を測定するため、薄いケイ素
板（サイズ：４０Ｘ ４０Ｘ Ｏ，３ｍｍ）でなる基板
を使用した。この基板をプラズマ析出用の反応器に導入
し、下記の如くして浄化した。
板（サイズ：４０Ｘ ４０Ｘ Ｏ，３ｍｍ）でなる基板
を使用した。この基板をプラズマ析出用の反応器に導入
し、下記の如くして浄化した。
析出チャンバー内を１０−’ トル以上の減圧下とし、
圧力３００ミリトルの水素を流ｆｉ２０ｓｅｃｍ（１分
当たりの標準ｃｍ”）で供給した。支持体を２５０℃に
加熱し、電極にピーク・ピーク値１２００Ｖの交流を供
給しながら、水素中での放電により１０分間浄化した。
圧力３００ミリトルの水素を流ｆｉ２０ｓｅｃｍ（１分
当たりの標準ｃｍ”）で供給した。支持体を２５０℃に
加熱し、電極にピーク・ピーク値１２００Ｖの交流を供
給しながら、水素中での放電により１０分間浄化した。
浄化のための放電が終了したところで、温度を２５０℃
に維持したままで反応器を脱気し、ついで、ゲルマン（
Ｇ１３Ｈ４）とシラン（Ｓｉｎ４）との混合物を総流量
２０ｓｅｃｍ及び圧力１００ミリトルで反応器に充填し
た。なお、これらのガス原料についてはいずれも、予め
水素により希釈比１・ｌＯで希釈した。供給する原料の
相対割合は、ゲルマン２０％及びシラン８０％である。
に維持したままで反応器を脱気し、ついで、ゲルマン（
Ｇ１３Ｈ４）とシラン（Ｓｉｎ４）との混合物を総流量
２０ｓｅｃｍ及び圧力１００ミリトルで反応器に充填し
た。なお、これらのガス原料についてはいずれも、予め
水素により希釈比１・ｌＯで希釈した。供給する原料の
相対割合は、ゲルマン２０％及びシラン８０％である。
これらの条件を、析出の間（析出は、１３．５６ＭＨｚ
で発信する無線周波発生機により電極に電圧１２００Ｖ
を印加することによって開始される）、一定に維持する
。１０分間の放電の間、厚さ約１０００人を有するゲル
マニウム−ケイ素合金（ゲルマニウムの原子割合：０．
４、ケイ素の原子割合：０．６）の層が析出された。１
０分経過時、電極における電圧の値を４００■に低減さ
せ、この電圧をさらに１０分間印加した。このようにし
て、厚さ７００人のゲルマニウム−ケイ素層（ケイ素及
びゲルマニウムの原子割合：０．５）を得た。
で発信する無線周波発生機により電極に電圧１２００Ｖ
を印加することによって開始される）、一定に維持する
。１０分間の放電の間、厚さ約１０００人を有するゲル
マニウム−ケイ素合金（ゲルマニウムの原子割合：０．
４、ケイ素の原子割合：０．６）の層が析出された。１
０分経過時、電極における電圧の値を４００■に低減さ
せ、この電圧をさらに１０分間印加した。このようにし
て、厚さ７００人のゲルマニウム−ケイ素層（ケイ素及
びゲルマニウムの原子割合：０．５）を得た。
電極に印加する電圧を１２００Ｖ及び４００■の間で交
互に変化させ、電圧がこれら値のいずれかの値に維持さ
れる間の時間を一定に保つことによって、Ｇｅｏ ４
Ｓｉｏ、ａ Ｇ（３ｏ、＋＋ Ｓｉａ、ｓ ａの周期
性多層構造体（厚さ約１μＩＩ＋）が得られた。
互に変化させ、電圧がこれら値のいずれかの値に維持さ
れる間の時間を一定に保つことによって、Ｇｅｏ ４
Ｓｉｏ、ａ Ｇ（３ｏ、＋＋ Ｓｉａ、ｓ ａの周期
性多層構造体（厚さ約１μＩＩ＋）が得られた。
析出終了時、サンプルを冷却し、反応器から取出した。
厚さを関数としてオージェ分析によって測定した析出層
の組成を第１図のグラフの上方に示す。
の組成を第１図のグラフの上方に示す。
縦軸にケイ素又はゲルマニウムの割合を示している。線
１はケイ素に係り、線２はゲルマニウムに係る。これら
の線は、最も外側の層３から基板に直接接触する層４ま
で、組成がケイ素６０％及びゲルマニウム４０％とケイ
素５０％及びゲルマニウム５０％との間で交互に変化す
る１０のケイ素−ゲルマニウム合金層が存在することを
示している。これらラインの最終部分（ケイ素１００％
）は基板の組成を示している。
１はケイ素に係り、線２はゲルマニウムに係る。これら
の線は、最も外側の層３から基板に直接接触する層４ま
で、組成がケイ素６０％及びゲルマニウム４０％とケイ
素５０％及びゲルマニウム５０％との間で交互に変化す
る１０のケイ素−ゲルマニウム合金層が存在することを
示している。これらラインの最終部分（ケイ素１００％
）は基板の組成を示している。
この図のグラフの下方に、各層に対応して時間と電極電
圧との関係を示す。
圧との関係を示す。
実施例２
前記実施例１と同じ条件下で基板を浄化し、処理した。
しかしながら、この実施例では、反応ガスとしてシラン
−メタン混合物（圧力３７０ミリトル）を総流＠２０ｓ
ｃｃｍで供給した。混合物の相対割合はメタン４０％及
びシラン６０％である。
−メタン混合物（圧力３７０ミリトル）を総流＠２０ｓ
ｃｃｍで供給した。混合物の相対割合はメタン４０％及
びシラン６０％である。
電極に電圧１３００Ｖを１０分間印加することによって
膜の生長を開始させた。これらの条件下では、厚さ約８
００人の炭化ケイ素（炭素の原子割合：０．１゜ケイ素
の原子割合：０．９）の層が得られた。
膜の生長を開始させた。これらの条件下では、厚さ約８
００人の炭化ケイ素（炭素の原子割合：０．１゜ケイ素
の原子割合：０．９）の層が得られた。
ついで、電圧を６００ｖに低下させ、この値に１５分間
維持することによって、約４００人のケイ素層が得られ
た。
維持することによって、約４００人のケイ素層が得られ
た。
この操作をさらに４回繰返すことによって、Ｓｉ。。Ｃ
（＋、ＩＳＩ！ の多層構造体（約６０００人）を得た。
（＋、ＩＳＩ！ の多層構造体（約６０００人）を得た。
実施例１と同様に、厚さを関数とするオージェスペクト
ルを第２図に示す。この図において、線１はケイ素に係
り、線２は炭素に係る。符号３は最も外側の層を示し、
４は基板と直接接触する層を示す。第２図のグラフの下
方は、時間を関数とするピーク・ピーク電圧の値を示す
。
ルを第２図に示す。この図において、線１はケイ素に係
り、線２は炭素に係る。符号３は最も外側の層を示し、
４は基板と直接接触する層を示す。第２図のグラフの下
方は、時間を関数とするピーク・ピーク電圧の値を示す
。
厚さを関数とする組成を示すチャートは、電圧−時間チ
ャードとの関連においては一致しておらず、構造体を構
成する２つの物質は相互に異なる生長速度（すなわち生
長時間に対する層の厚さの比）を有する。
ャードとの関連においては一致しておらず、構造体を構
成する２つの物質は相互に異なる生長速度（すなわち生
長時間に対する層の厚さの比）を有する。
第１図及び第２図は、本発明の製法を実施する際の操作
条件及び得られた多層構造体の組成を示すグラフである
。
条件及び得られた多層構造体の組成を示すグラフである
。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、ケイ素、炭素、酸素、窒素、ゲルマニウム、水素を
含有する各種の組成のアモルファス層を多数析出させる
グロー放電法において、シラン、ゲルマン、炭化水素、
窒素含有ガス（たとえば窒素、五酸化二窒素及び二酸化
窒素、アンモニア）の中から選ばれる異なる種類に属す
る２種のガスでなるガス混合物を使用し；反応器の電極
に印加する電圧を析出過程中に変化させて、前記混合物
を構成するガスの調節された解離を誘発すると共に、調
節された組成を有するケイ素、炭素、酸素、窒素、ゲル
マニウム、水素の連続層を析出させ；各種の析出の間、
他の反応器プレセッティングパラメーター（圧力、原料
流量及び基板温度）のすべてを変化させないことを特徴
とする、多層構造体のグロー放電析出法。 ２、請求項１記載の方法において、前記反応体ガス混合
物にドーピングガスを添加する、多層構造体のグロー放
電析出法。 ３、請求項１記載の方法において、前記反応体ガス混合
物を不活性ガスで希釈する、多層構造体のグロー放電析
出法。 ４、請求項１−３のいずれか１項に記載の方法において
、電極に印加する電圧を経時的に徐々に増大させる、多
層構造体のグロー放電析出法。 ５、請求項１−３いずれか１項に記載の方法において、
電圧を印加する電極の機能を経時時に徐々に低減させる
、多層構造体のグロー放電析出法。 ６、請求項１−６いずれか１項に記載の方法において、
電極に印加する電圧が１００ないし２０００Ｖである、
多層構造体のグロー放電析出法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT22731A/88 | 1988-11-25 | ||
| IT8822731A IT1227877B (it) | 1988-11-25 | 1988-11-25 | Procedimento per la deposizione via plasma di strati multipli dimate riale amorfo a composizione variabile |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02184023A true JPH02184023A (ja) | 1990-07-18 |
Family
ID=11199778
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1303427A Pending JPH02184023A (ja) | 1988-11-25 | 1989-11-24 | 多層構造体のグロー放電析出法 |
Country Status (12)
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|---|---|
| JP (1) | JPH02184023A (ja) |
| BE (1) | BE1003603A3 (ja) |
| CH (1) | CH677365A5 (ja) |
| DE (1) | DE3938956A1 (ja) |
| DK (1) | DK562789A (ja) |
| ES (1) | ES2019008A6 (ja) |
| FR (1) | FR2639653B1 (ja) |
| GB (1) | GB2225344B (ja) |
| IT (1) | IT1227877B (ja) |
| LU (1) | LU87626A1 (ja) |
| NL (1) | NL8902779A (ja) |
| SE (1) | SE8903769L (ja) |
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-
1988
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-
1989
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- 1989-11-22 FR FR898915349A patent/FR2639653B1/fr not_active Expired - Fee Related
- 1989-11-24 BE BE8901259A patent/BE1003603A3/fr not_active IP Right Cessation
- 1989-11-24 ES ES8904405A patent/ES2019008A6/es not_active Expired - Lifetime
- 1989-11-24 DE DE3938956A patent/DE3938956A1/de not_active Ceased
- 1989-11-24 JP JP1303427A patent/JPH02184023A/ja active Pending
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