JPH0459970A - Formation of amorphous silicon carbide film - Google Patents

Formation of amorphous silicon carbide film

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JPH0459970A
JPH0459970A JP17071290A JP17071290A JPH0459970A JP H0459970 A JPH0459970 A JP H0459970A JP 17071290 A JP17071290 A JP 17071290A JP 17071290 A JP17071290 A JP 17071290A JP H0459970 A JPH0459970 A JP H0459970A
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plasma
film
gas
silicon carbide
carbide film
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JP17071290A
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Japanese (ja)
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Toushirou Futaki
二木 登史郎
Shusuke Mimura
秀典 三村
Kazuhiko Kawamura
和彦 河村
Noboru Otani
昇 大谷
Yasumitsu Ota
泰光 太田
Masakazu Katsuno
正和 勝野
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Abstract

PURPOSE:To increase the energy gap in the silicon carbide film to be obtained to a greater extent by using a specific hydrocarbon gas as a gas containing carbon atoms at the time of forming an amorphous silicon carbide film by a magnetic field microwave plasma CVD method. CONSTITUTION:In a magnetic field microwave plasma CVD method where a silicon carbide film is formed by introducing a gas for excitation and microwaves into a plasma formation chamber 1 and applying a magnetic field to produce plasma, introducing the plasma into a specimen chamber 2 connected to the plasma formation chamber 1, introducing a gas containing silicon atoms and a gas containing carbon atoms into the resulting plasma stream, and irradiating a substrate 3 placed in the specimen chamber with the plasma, an amorphous silicon carbide film is formed by using H2, SiH4, and any of those selected from the group consisting of CH2=CH2, CHidenticalCH, CH2=CH-CH3, CH2=C=CH2, and CH3CidenticalCH as the gas for excitation, the gas containing silicon atoms, and the gas containing carbon atoms, respectively.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、h゛磁場マイクロ波プラズマCVD法により
増大したエネルギーギャップのhoする非晶質炭化ケイ
素膜を効率よく形成する方法に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a method for efficiently forming an amorphous silicon carbide film with an increased energy gap by a magnetic field microwave plasma CVD method. .

[従来の技術] ド非晶質炭化ケイ素膜は、非晶質シリコン系デバイスに
とって非常に重要なpr  n接合層のワイドギャップ
材料として、例えば、薄膜太陽電池、イメージセンサ−
1薄膜LEDなどの受発光デバイスの特性向」二には不
可欠の材料である。またシリコン系のへテロバイポーラ
トランジスタのワイドギャップエミッタとしても注口さ
れている。
[Prior Art] De-amorphous silicon carbide films are used as wide-gap materials for pr-n junction layers, which are very important for amorphous silicon-based devices, such as thin-film solar cells and image sensors.
It is an indispensable material for (1) improving the characteristics of light emitting/receiving devices such as thin-film LEDs. It is also used as a wide-gap emitter for silicon-based heterobipolar transistors.

このような非晶質炭化ケイ素膜に求められる特性は、ワ
イドギャップならびに高導電率であるが、現在のところ
その特性は十分に満足するものには至っていない。これ
は主として、非晶質炭化ケイ素膜が、従来、高周波誘導
グロー放電によるプラズマCVD法によって作成されて
いることに起因している。すなわち、高周波誘導グロー
放電によるプラズマCVD法においては、ドーピング効
率が悪く高導電率の非晶質炭化ケイ素膜が作成できない
ものである。
The characteristics required of such an amorphous silicon carbide film are a wide gap and high electrical conductivity, but at present these characteristics have not yet been fully satisfied. This is mainly due to the fact that amorphous silicon carbide films have conventionally been produced by plasma CVD using high-frequency induced glow discharge. That is, in the plasma CVD method using high-frequency induced glow discharge, doping efficiency is poor and an amorphous silicon carbide film with high conductivity cannot be created.

ところで、非晶質炭化ケイ素のネットワーク中に微結晶
シリコンあるいは微結晶炭化ケイ素相を出現させ微結晶
化を図るにとにより、薄膜のワイキャップ化、高導電率
化を図ることができる。
Incidentally, by causing microcrystalline silicon or a microcrystalline silicon carbide phase to appear in the network of amorphous silicon carbide and achieving microcrystalization, it is possible to make the thin film thinner and have higher conductivity.

このような薄膜の微結晶化は、高温度域において成膜す
ることにより行なうことかできるか、デバイス作製の点
から低温条件(300℃以下)下において行なわれるこ
とか望まれる。
Microcrystallization of such a thin film can be performed by forming the film in a high temperature range, or it is desirable to perform it under low temperature conditions (300° C. or lower) from the viewpoint of device fabrication.

非晶質シリコン系薄膜の低温条件での微結晶化には水素
希釈法が常用されている。この方法は成長表面の活性な
ダングリングボンドを水素ラジカルでターミネートする
ことにより、表面に到達した膜堆積の前駆体が成長表面
の不安定サイトに容易に拡散し、膜のネッI・ワーク構
造構築の際、十分な緩和過程を経ることにより、結果と
して安定な相である微結晶相を出現させるというもので
ある。
Hydrogen dilution is commonly used to microcrystallize amorphous silicon thin films at low temperatures. In this method, by terminating active dangling bonds on the growth surface with hydrogen radicals, the precursors for film deposition that reach the surface can easily diffuse into unstable sites on the growth surface, building the network structure of the film. At this time, a sufficient relaxation process results in the appearance of a stable microcrystalline phase.

しかしながら、従来の高周波グロー放電プラズマCVD
法において低温条件下で微結晶炭化ケイ素膜を作成しよ
うとしても、形成されるプラズマの密度が低く高活性水
素を膜表面に十分に供給できないため、微結晶炭化ケイ
素膜を形成し難く、また形成するために非常に水素希釈
量を多くすると、堆積速度が極めて遅くなり、実質的に
デバイス作製には不適である。
However, conventional high frequency glow discharge plasma CVD
Even if an attempt is made to create a microcrystalline silicon carbide film under low-temperature conditions using this method, the density of the plasma formed is low and highly active hydrogen cannot be sufficiently supplied to the film surface, making it difficult to form a microcrystalline silicon carbide film. If the amount of hydrogen dilution is too large in order to achieve this, the deposition rate becomes extremely slow, making it practically unsuitable for device fabrication.

近年、プラズマに磁場を印加することにより、導波管に
より導かれたマイクロ波と磁場中での電子のサイクロト
ロン連動との間に共鳴を起し電離度を高める電子サイク
ロトロン連動ノ(以下ECRと称する。)プラズマCV
D法が開発されている。
In recent years, by applying a magnetic field to plasma, electron cyclotron coupling (hereinafter referred to as ECR) has been developed, which causes resonance between microwaves guided by a waveguide and electron cyclotron coupling in the magnetic field, increasing the degree of ionization. .) Plasma CV
Method D has been developed.

ここで石うECR条件とは、使用するマイクロ波周波数
ωに対してプラズマ生成室内に次式の条件を満たす磁界
Bを設定した場合を冨う。
Here, the ideal ECR conditions include a case where a magnetic field B is set in the plasma generation chamber that satisfies the condition of the following equation for the microwave frequency ω used.

(υ= e B / m e (なお、式中eは電f・の電荷を、またmeは電r質量
をそれぞれ示すものである。) 通常用いられるマイクロ波周波数2.45GHzに対す
るECR磁界は875Gである。
(υ= e B / m e (In the formula, e represents the charge of electric f・, and me represents the mass of electric r.) The ECR magnetic field for the commonly used microwave frequency of 2.45 GHz is 875 G. It is.

ECRプラズマCVD法は、低圧で高密度プラズマを生
成することができるので、薄膜形成の低温化、高速堆積
化に有利である。
Since the ECR plasma CVD method can generate high-density plasma at low pressure, it is advantageous for forming thin films at low temperatures and for high-speed deposition.

このようなECRプラズマCVD法を利用して低dJ条
件下において微結晶炭化ケイ素膜を形成した報告も既に
なされている(Tceh、 Di、 Int’l、 P
VSEC−3,pp、 171−174  (1987
) ;Y、 !Iattori at al)。この例
においては、プラズマ生成室に励起用ガスとしてH2を
10〜50secm導入し、電子サイクロトロン連動を
用いて励起されたプラズマがプラズマ流として試料室に
導入され、試料室側から45人されたS i H4、C
H4、PH3、H2が分解され、ガス圧として10−4
〜10−3の領域で、250〜300℃に加熱された基
板−1−に成膜されている。堆積された膜は、エネルギ
ーギャップ2゜0eV以上、昭伝導度102S/cml
:達するドーピングされた良好な特性を発揮したとされ
ている。
There have also been reports on the formation of microcrystalline silicon carbide films under low dJ conditions using such an ECR plasma CVD method (Tceh, Di, Int'l, P.
VSEC-3, pp. 171-174 (1987
) ;Y, ! Iattori at al). In this example, H2 was introduced into the plasma generation chamber as an excitation gas for 10 to 50 seconds, and the excited plasma using an electron cyclotron was introduced into the sample chamber as a plasma stream. i H4,C
H4, PH3, H2 are decomposed and the gas pressure is 10-4
The film is formed on the substrate -1- heated to 250 to 300°C in the region of -10-3. The deposited film has an energy gap of 2°0 eV or more and a conductivity of 102 S/cml.
: It is said that it exhibited good doping characteristics.

しかしながら、ECRブラスマCVD法により」−記の
ごとき条件において炭化ケイ素膜を堆積させる場合、得
られる堆積膜のエネルギーギャップのより一層の増大を
望むことは輔しく、さらに成膜時の堆積速度も満足でき
るものとは石い輔いものであった。これは、一般に非晶
質炭化ケイ素膜のエネルギーギャップは膜中の炭素a白
°量の増大とともに増加するが、上記の条件によっては
プラズマ中での炭素活性種の生成が十分なものとならす
、膜中に多量に炭素原f・を3白゛させることが難しい
ためであると考えられる。また堆積速度に関してもこの
ように膜構造を形成する炭素1皇r〜の供給が十分なも
のとならないために向1−シないものと考えられる。
However, when depositing a silicon carbide film using the ECR plasma CVD method under the conditions described above, it is difficult to desire a further increase in the energy gap of the resulting deposited film, and the deposition rate during film formation is also satisfactory. What I could do was very limited. This is because, although the energy gap of an amorphous silicon carbide film generally increases as the amount of carbon in the film increases, depending on the above conditions, the generation of active carbon species in the plasma is sufficient. This is thought to be because it is difficult to form a large amount of carbon atoms in the film. Furthermore, it is thought that the deposition rate is not favorable because the supply of carbon atoms forming the film structure is not sufficient.

加えて、ECRプラズマCVD法に関し多くの研究がな
されているにもかかわらず、」−記のごとき微結晶炭化
ケイ素膜に関する他の報告はなく、−船釣な堆積条件は
未だ確立されているとは言えないものである。さらに、
」−記の報告にあるような条件下で実際に我々が製1m
を行なったところ、再現性が悪く、良好な特性を有する
薄膜の形成は困難であった。
In addition, although there have been many studies on the ECR plasma CVD method, there are no other reports on microcrystalline silicon carbide films, such as the one described above, and it is believed that stable deposition conditions have not yet been established. cannot be said. moreover,
” - We actually manufactured 1m under the conditions described in the report below.
However, the reproducibility was poor and it was difficult to form a thin film with good properties.

[発明が解決しようとする課題] 従って本発明は、有磁場マイクロ波プラズマCVD法に
より増大したエネルギーギャップを有する非晶質炭化ケ
イ素膜を効率よく形成する方法を提供することを目的と
するものである。さらに本発明は、高導電率を灯すると
同時にエネルギーギャップのより一層の増大化が図られ
た微結晶を含有する非晶質炭化ケイ素膜を低温条件下に
おいて形成する方法を提供することを目的とするもので
ある。
[Problems to be Solved by the Invention] Therefore, an object of the present invention is to provide a method for efficiently forming an amorphous silicon carbide film having an increased energy gap by a magnetic field microwave plasma CVD method. be. Furthermore, it is an object of the present invention to provide a method for forming an amorphous silicon carbide film containing microcrystals that exhibits high electrical conductivity and further increases the energy gap under low temperature conditions. It is something to do.

[課題を解決するための手段] 」−記譜目的は、プラズマ生成室に励起用ガスおよびマ
イクロ波を導入し磁場を印加することによりプラズマを
生起させ、前記プラズマ生成室と接続している試料室に
前記プラズマを導入し、このようにして形成されるプラ
ズマ流にシリコン原子含有ガスおよび炭素原子含有ガス
を導入し、前記試料室内に設置された基板上にプラズマ
を照射して炭化ケイ素膜を形成する有磁場マイクロ波プ
ラズマCVD法において、励起用ガスとしてB2を、シ
リコン原子含有ガスとしてSiH4を、また炭素1皇子
a#ガスとしてCH2=CH2、CHmmCH1CH2
=CH≡CH3、CH2=C≡CH2およびCH3C≡
CHからなる群から選ばれたいずれかのものをそれぞれ
用いたことを特徴とする非晶質炭化ケイ素膜の形成方法
によって達成される。
[Means for solving the problem] - The purpose of notation is to generate plasma by introducing excitation gas and microwaves into a plasma generation chamber and applying a magnetic field, and to generate a sample connected to the plasma generation chamber. The plasma is introduced into the chamber, a silicon atom-containing gas and a carbon atom-containing gas are introduced into the plasma flow thus formed, and the plasma is irradiated onto a substrate placed in the sample chamber to form a silicon carbide film. In the magnetic field microwave plasma CVD method, B2 is used as the excitation gas, SiH4 is used as the silicon atom-containing gas, and CH2=CH2, CHmmCH1CH2 as the carbon 1 prince a# gas.
=CH≡CH3, CH2=C≡CH2 and CH3C≡
This is achieved by a method for forming an amorphous silicon carbide film characterized in that each one selected from the group consisting of CH is used.

本発明はさらに、使用される水素ガス量をシリコン原子
含有ガスおよび炭素原子含有ガスの量で割った水素希釈
率を50倍(容量比)以上とし、また放電時のガス圧力
を2.5X10−3Torr〜5.0XIO−2To 
r rとしたことを特徴とする非晶質炭化ケイ素膜の形
成方法を示すものである。本発明はまた、基板温度が1
50℃〜300℃とされる非晶質炭化ケイ素膜の形成方
法を示すものである。本発明はさらに、シリコン原子A
uガスとしてのSiH4には、ドーピングガスとしてP
H3またはB2 H6が0.1〜5容量%混合されてい
るものである非晶質炭化ケイ素膜の形成方法を示すもの
である。
The present invention further provides a hydrogen dilution ratio of 50 times (capacity ratio) or more, which is the amount of hydrogen gas used divided by the amount of silicon atom-containing gas and carbon atom-containing gas, and a gas pressure during discharge of 2.5X10- 3Torr~5.0XIO-2To
3 shows a method for forming an amorphous silicon carbide film characterized by r r. The present invention also provides a substrate temperature of 1
This shows a method of forming an amorphous silicon carbide film at a temperature of 50°C to 300°C. The present invention further provides silicon atoms A
SiH4 as u gas has P as doping gas.
This shows a method for forming an amorphous silicon carbide film in which H3 or B2 H6 is mixed in an amount of 0.1 to 5% by volume.

[作用] 前記したように非晶質炭化ケイ素膜のエネルギーギャッ
プは膜中の炭素含有量の増大と共に増加し、また膜の堆
積速度も成長面に供給される炭素原子量が増大すれば向
上するものと考えられる。
[Function] As mentioned above, the energy gap of an amorphous silicon carbide film increases as the carbon content in the film increases, and the deposition rate of the film also increases as the amount of carbon atoms supplied to the growth surface increases. it is conceivable that.

しかしながら、従来のSiH4とCH4の混合ガス系の
プラズマにおいては、5i)(4に比べてCH4の分解
エネルギーが高いため、Si関連の分解、励起種が、C
関連のものに比べて多くなり、炭素原子含有ガスとして
CH4を用いる限り膜の組成はどうしてもSi含有量が
多くなってしまう。
However, in the conventional plasma of a mixed gas system of SiH4 and CH4, the decomposition energy of CH4 is higher than that of 5i)(4), so the decomposed and excited species related to Si are
This amount is higher than that of related substances, and as long as CH4 is used as the carbon atom-containing gas, the composition of the film will inevitably have a high Si content.

C原子を2コ以」−含有する分子において不飽和結合を
有するものでは、C−π結合よりπ結合の結合エネルギ
ーが低いため、プラズマ中で電子衝撃を受けた際、π結
合に関与する電子状態の方が容易に励起状態になりやす
い、すなわちπ結合の方がC−π結合に比べて切れやす
い。
In molecules that contain two or more C atoms and have unsaturated bonds, the bond energy of the π bond is lower than that of the C-π bond, so when electrons are bombarded in plasma, the electrons involved in the π bond are state more easily becomes an excited state, that is, the π bond is easier to break than the C-π bond.

このため、SiH4との混合ガス系のプラズマ中ではC
H4を用いる場合より不飽和炭化水素を用いる力が、分
解励起状態のC関連ラジカルがより一層増加するため膜
中へのC原子取込み量が増加することとなる。
Therefore, in the plasma of a mixed gas system with SiH4, C
When using an unsaturated hydrocarbon, the amount of C-related radicals in the decomposed excited state increases more than when using H4, so the amount of C atoms incorporated into the film increases.

本発明者らは、以」−の点を考慮した結果有磁場マイク
ロ波プラズマCV D3Aによりエネルギーギャップの
より一層増大した非晶質炭化ケイ素膜をより効率よく得
るために、炭素原子pf1ガスとしてCH4よりも分解
エネルギーの低いガス、すなわち、CH2=CH2、C
H=CH5CH2=CH≡CH3、CH2=C=CH2
、CH3C=CHなどを用いることを発案したものであ
る。すなわち、これらの分解−エネルギーのより低いガ
スを用いれば、プラズマ中でより効率よく分解励起が生
じ、より多くの炭素原子が膜中に取込まれることとなり
、これによってエネルギーギャップの増大および堆積速
度の増大がもたらされるものとなるものである。
As a result of considering the following points, the present inventors have developed a method using CH4 as carbon atoms pf1 gas in order to more efficiently obtain an amorphous silicon carbide film with a further increased energy gap using magnetic field microwave plasma CV D3A. Gases with lower decomposition energy than CH2=CH2, C
H=CH5CH2=CH≡CH3, CH2=C=CH2
, CH3C=CH, etc. That is, by using gases with lower decomposition energy, decomposition excitation occurs more efficiently in the plasma, and more carbon atoms are incorporated into the film, thereby increasing the energy gap and increasing the deposition rate. This will result in an increase in

以下、本発明を実施態様に基づきより詳細に説明する。Hereinafter, the present invention will be explained in more detail based on embodiments.

第1図は本発明の微結晶を含有する非晶質炭化ケイ素膜
の形成方法において用いられるプラズマCVD処理装置
構成の一例を模式的に示すものである。
FIG. 1 schematically shows an example of the configuration of a plasma CVD processing apparatus used in the method of forming an amorphous silicon carbide film containing microcrystals according to the present invention.

第1図に示すように本発明において用いられるプラズマ
CVD処理装置は、励起用ガスを電子サイクロトロン共
鳴によってプラズマ化させるプラズマ生成室1と、この
プラズマ生成室1において発生したプラズマにより成膜
性ガスを分解、励起させ、基板3」−に薄膜の堆積を行
なう試料室2を白゛してお1つ、このプラズマ生成室1
と試料室2とはプラズマ引出し窓4を介して連通してい
る。プラズマ生成室1には励起用ガスを導入するための
励起用ガス導入手段5が接続されており、また前記プラ
ズマ引出し窓4と対向する壁面には、導波管6により伝
搬させるマイクロ波をプラズマ生成室1内に導入するた
めのマイクロ波導入窓7が設けられている。またプラズ
マ生成室1の周りには磁気回路8が配置されており、ブ
ラスマ生成至1内に磁界を形成することかできるように
なっている。一方、試料室2には、その内部に基板3を
載置するための試料台9が設けられ、さらに前記プラズ
マ引出し窓4に近接する位置に成膜性ガスを導入するた
めの成膜性ガス導入手段10の導出部となるガス吹出し
リングユ1か配されている。また試Fl室2は排気系1
2に接続されている。
As shown in FIG. 1, the plasma CVD processing apparatus used in the present invention includes a plasma generation chamber 1 that converts excitation gas into plasma by electron cyclotron resonance, and a plasma generation chamber 1 that generates a film-forming gas using the plasma generated in the plasma generation chamber 1. This plasma generation chamber 1 is separated from the sample chamber 2 in which a thin film is deposited on a substrate 3 by decomposition and excitation.
and the sample chamber 2 are in communication via a plasma extraction window 4. An excitation gas introducing means 5 for introducing an excitation gas is connected to the plasma generation chamber 1, and on a wall surface facing the plasma extraction window 4, microwaves propagated by a waveguide 6 are connected to the plasma generation chamber 1. A microwave introduction window 7 for introducing microwaves into the generation chamber 1 is provided. Further, a magnetic circuit 8 is arranged around the plasma generation chamber 1, so that a magnetic field can be formed within the plasma generation chamber 1. On the other hand, the sample chamber 2 is provided with a sample stage 9 for placing the substrate 3 therein, and further includes a film-forming gas for introducing a film-forming gas into a position close to the plasma extraction window 4. A gas blowing ring 1 serving as an outlet of the introducing means 10 is arranged. In addition, test Fl room 2 has exhaust system 1.
Connected to 2.

このような装置を用いてのECRブラスマCVD法の概
要を示すと、まず、プラズマ生成室1には導波管6によ
り導かれマイクロ波導入窓7を介してマイクロ波、例え
ば2.45GHzのマイクロ波が導入されており、また
プラズマ生成室1内には磁気回路8により前記マイクロ
波の周波数に対する電子サイクロトロン共鳴磁界(2,
45GHzに対しては875G)が印加されているため
に、励起用ガス導入手段5を通じてプラズマ生成室1に
導入された励起用ガスが電子サイクロトロン共鳴により
分解、励起してプラズマが生成される。このプラズマは
プラズマ引出し窓4を通して発散磁界によりプラズマ流
となって試l′:1室2へと導かれ、成膜性ガス導入T
段10を通じて試f・1室2へと導入される成膜性ガス
と接触することにより成膜性ガスの分解、励起が起こり
膜形成の前駆体がプラズマ流中で生成され、試料台91
−の基板3に到達することによって膜が形成するもので
ある。 本発明は、ECRプラズマCVD法により非晶
質炭化ケイ素膜を形成するものであるが、得られる非晶
質炭化ケイ素膜のワイドギャップ化、高導電率化を図る
ためには、非晶質炭化ケイ素のネットワーク中に微結晶
シリコンあるいは微結晶炭化ケイ素膜を出現させ微結晶
化することが望ましく、さらにデバイス形成の面から低
温条件下で膜堆積を行なうことが望ましい。プラズマC
VD法により低温条件下で微キ1す晶を含−Hする炭化
ケイ素膜を形成するには、水素ラジカルが重要な働きを
有する。すなわち、前記したように薄膜の成長表面のi
J性なタンクリングポンドを水素ラジカルでターミネ−
1・することにより、表面に到達した膜堆積の前駆体が
成長表面の不安定サイトに容易に拡散し、膜のネットワ
ーク構造描築の際、十分な緩和過程を紅ることにより、
結果として安定な相である微結晶相を出現させるためで
ある。このため膜堆積は高水素希釈率において行なわれ
る。
To give an overview of the ECR plasma CVD method using such an apparatus, first, microwaves, for example, a 2.45 GHz microwave, are introduced into the plasma generation chamber 1 by a waveguide 6 and passed through a microwave introduction window 7. Waves are introduced into the plasma generation chamber 1, and a magnetic circuit 8 generates an electron cyclotron resonance magnetic field (2,
875 G for 45 GHz), the excitation gas introduced into the plasma generation chamber 1 through the excitation gas introducing means 5 is decomposed and excited by electron cyclotron resonance, and plasma is generated. This plasma is turned into a plasma flow by the divergent magnetic field through the plasma extraction window 4, and is guided to the chamber 2, where the film-forming gas is introduced.
Upon contact with the film-forming gas introduced into the sample f-1 chamber 2 through the stage 10, the film-forming gas is decomposed and excited, and a film-forming precursor is generated in the plasma flow.
A film is formed by reaching the substrate 3 at -. In the present invention, an amorphous silicon carbide film is formed by the ECR plasma CVD method. It is desirable to cause a microcrystalline silicon or microcrystalline silicon carbide film to appear in the silicon network and to microcrystallize it, and furthermore, from the viewpoint of device formation, it is desirable to deposit the film under low temperature conditions. Plasma C
Hydrogen radicals play an important role in forming a -H silicon carbide film containing fine crystals under low temperature conditions by the VD method. That is, as mentioned above, i on the growth surface of the thin film
Terminate the J-type tank ring pond with hydrogen radicals
1. By doing so, the precursors for film deposition that reach the surface can easily diffuse into unstable sites on the growth surface, and during the delineation of the network structure of the film, a sufficient relaxation process can be carried out.
This is because a microcrystalline phase, which is a stable phase, appears as a result. For this reason, film deposition is performed at high hydrogen dilution rates.

本発明の非晶質炭化ゲイ素膜の形成り法において、電子
サイクロトロン共鳴により励起される励起用ガスとして
は、前記したように膜堆積を高水素希釈率とすることも
あってH2が用いられる。
In the method for forming an amorphous silicon carbide film of the present invention, H2 is used as the excitation gas excited by electron cyclotron resonance, partly because the film is deposited at a high hydrogen dilution ratio as described above. .

しかして、本発明の非晶質炭化ケイ素膜の形成方法にお
いて、成膜性ガスの1つである炭素原子含有ガスとして
は、CH2=CH2、CHICH。
Therefore, in the method for forming an amorphous silicon carbide film of the present invention, the carbon atom-containing gas, which is one of the film-forming gases, is CH2=CH2, CHICH.

CH2=CH≡CH3、CH2=C=CH2およびCH
3C≡CHCH4のいずれかを単独であるいは複数組合
せて用いる。なお、これらの炭素原子g6−ガスのうち
特に好ましくはCH=CHである。本発明において炭素
原子含有ガスとして用いられる上記の不飽和炭化水素は
いずれも従来炭素原子六角゛ガスとして用いられていた
CH4よりも分解エネルギーの低いものである。
CH2=CH≡CH3, CH2=C=CH2 and CH
Either one of 3C≡CHCH4 is used alone or in combination. Note that among these carbon atom g6-gases, CH=CH is particularly preferred. All of the above-mentioned unsaturated hydrocarbons used as the carbon atom-containing gas in the present invention have lower decomposition energy than CH4, which has been conventionally used as the carbon atom hexagonal gas.

また、もう1つの成膜性ガスであるシリコン原子含有ガ
スとしてはSiH4が用いられる。なお、得ようとする
炭化ケイ素膜をドーピングしようとする場合には、ドー
ピングガスとして例えばPH3またはB2H6などを、
SiH4ガスに0.1〜5容量%の割合で混入する。
Further, SiH4 is used as another silicon atom-containing gas that is a film-forming gas. In addition, when trying to dope the silicon carbide film to be obtained, for example, PH3 or B2H6 is used as a doping gas.
It is mixed into SiH4 gas at a rate of 0.1 to 5% by volume.

本発明の非晶質炭化ケイ素の形成方法は、前記したよう
に高水素希釈率において行なわれることが望ましいが、
具体的には水素希釈率、すなわち、使用される水素ガス
量を成膜性ガス(シリコン原了含白−ガスおよび炭素原
子N h−ガス)の量で割った値が、50倍(容量比)
以1−1より好ましくは75〜90倍程度とされること
が望ましい。すなわち、水素希釈率が50倍以下である
と、薄膜の成長表面の活性なダングリングボンドをター
ミネートすることで成長膜内に微結晶シリコンないしは
微結晶炭化ケイ素膜を出現させるよう作用する水素ラジ
カルを1−分に薄膜の成長表面に供給することが困難と
なるためである。なお、水素希釈率が高い程、微結晶化
は容易となるが水素イオンないしは水素ラジカルによる
エツチング作用が強くなり、成膜速度が遅くなるために
、後述するガス圧によっても左右されるが水素希釈率は
通常100倍程度までが適当である。
The method for forming amorphous silicon carbide of the present invention is preferably carried out at a high hydrogen dilution rate as described above;
Specifically, the hydrogen dilution ratio, that is, the value obtained by dividing the amount of hydrogen gas used by the amount of film-forming gas (silicon whitening gas and carbon atom Nh gas), is 50 times (volume ratio). )
From 1-1 below, it is preferably about 75 to 90 times. In other words, when the hydrogen dilution ratio is 50 times or less, hydrogen radicals that act to cause microcrystalline silicon or microcrystalline silicon carbide films to appear within the grown film by terminating active dangling bonds on the growth surface of the thin film are generated. This is because it becomes difficult to supply the thin film growth surface within 1 minute. Note that the higher the hydrogen dilution rate, the easier microcrystallization becomes, but the etching effect of hydrogen ions or hydrogen radicals becomes stronger, and the film formation rate becomes slower. A ratio of up to about 100 times is usually appropriate.

さらに本発明の非晶質炭化ケイ素膜の形成方法において
、前記したように得られる堆積膜のワイドギャップ化お
よび高導電率化を図るために非晶質炭化ケイ素のネット
ワーク中に微結晶シリコンあるいは微結晶炭化ケイ素膜
を出現させ微結晶化する場合、放電時のガス圧も極めて
重要なパラメーターとなる。すなわち、プラズマ中の水
素ラジカルは前記したように堆積膜の微結晶化に重要な
機能を果たす一方、h′磁場マイクロ波によって励起さ
れた水素プラズマ中の水素イオンないしは水素ラジカル
は高活性であるためにエツチング作用が強く、このこと
が13;L囚となって膜堆積の進行を阻害したり、膜質
の低下を招いたりする虞れがあるが、ガス圧を適当なも
のに保つことによってプラズマ中の粒子の運動性を制御
しこれらの不具合の発生を抑制することができるもので
ある。
Furthermore, in the method for forming an amorphous silicon carbide film of the present invention, in order to widen the gap and increase the electrical conductivity of the deposited film obtained as described above, microcrystalline silicon or microcrystalline silicon is added to the network of the amorphous silicon carbide. When a crystalline silicon carbide film appears and becomes microcrystalline, the gas pressure during discharge is also an extremely important parameter. That is, while hydrogen radicals in the plasma play an important role in microcrystallization of the deposited film as described above, hydrogen ions or hydrogen radicals in the hydrogen plasma excited by the h' magnetic field microwave are highly active. This has a strong etching effect on the plasma, which may cause 13;L to become trapped and inhibit the progress of film deposition or cause a decline in film quality. However, by keeping the gas pressure at an appropriate level, the plasma It is possible to control the mobility of particles and suppress the occurrence of these problems.

この点に関し詳述すると、まずプラズマCVD装置には
マイクロ波導入用の石英窓が存在するが、0゛磁場マイ
クロ波によって励起された高活性な水素プラズマは、こ
の石英窓をエツチングし、プラズマ中には酸素が混入し
てしまう。微結晶をA白。
To explain this point in detail, first, plasma CVD equipment has a quartz window for introducing microwaves, but the highly active hydrogen plasma excited by the 0° magnetic field microwave etches this quartz window and contains oxygen. A white microcrystal.

する非晶質炭化ケイ素膜は成長界面に酸素汚染があると
もはや作成できないものとなる。放電時のガス圧が低い
時は、平均自由工程が長いためマイクロ波導入窓近傍で
プラズマ中に混入した酸素が基板に到達する確率が大き
くなり、膜中の酸素含有量が増大し、微結晶炭化ケイ素
膜を作成できない。一方、放電時のガス圧が高い時は、
プラズマ中への酸素の混入はあるものの、平均自山王程
が短くなるために基板へ到達する酸素量は減少し、膜中
の酸素念白゛量は減少する。このため放電時のガス圧を
高く設定すると微結晶炭化ケイ素膜が堆積しやすくなる
ものである。
An amorphous silicon carbide film cannot be produced if there is oxygen contamination at the growth interface. When the gas pressure during discharge is low, the mean free path is long, so there is a high probability that oxygen mixed into the plasma near the microwave introduction window will reach the substrate, increasing the oxygen content in the film and causing microcrystals to form. Unable to create silicon carbide film. On the other hand, when the gas pressure during discharge is high,
Although there is some oxygen mixed into the plasma, the average self-intensity becomes shorter, so the amount of oxygen reaching the substrate decreases, and the amount of oxygen in the film decreases. Therefore, if the gas pressure during discharge is set high, a microcrystalline silicon carbide film is likely to be deposited.

またガス圧が低い時は、゛1之均自山工程が長いために
、白“磁場マイクロ波によって励起された水素プラズマ
中に存在する水素イオンないしは水素ラジカルの基板に
照射される密度も増大する。このため低いガス圧では比
較的低い水素希釈率の時でもエツチング作用が堆積過程
を11回るため膜は付層しない。逆に高いガス圧では水
素イオンないし水素ラジカルの密度が減少するため高い
水素希釈率でも膜堆積は起るものとなる。
In addition, when the gas pressure is low, the density of the hydrogen ions or hydrogen radicals present in the hydrogen plasma excited by the white magnetic field microwaves that irradiates the substrate increases because the homogeneous process in step 1 is long. Therefore, at low gas pressure, even when the hydrogen dilution rate is relatively low, the etching action goes through the deposition process 11 times, so no film is formed.On the other hand, at high gas pressure, the density of hydrogen ions or hydrogen radicals decreases, so high hydrogen Film deposition occurs even at dilution rates.

さらに打磁場マイクロ波によって励起された水素プラズ
マ中に存在する水素イオンないし水素ラジカルなどの活
性種は堆積膜の膜質の再現性にも影響を与える。これは
プラズマCVD装置のブラズマ生成室内における前回ま
での成膜工程の残留付着膜の堆積履歴と関係する。前回
までの成膜工程の際の残留付着膜がプラズマ生成室の内
壁上に存在すると高活性な前記水素プラズマによる化学
スパッタリングによりエツチングされてしまう。
Furthermore, active species such as hydrogen ions or hydrogen radicals present in the hydrogen plasma excited by the magnetic field microwave also affect the reproducibility of the film quality of the deposited film. This is related to the deposition history of residual deposits from previous film forming steps in the plasma generation chamber of the plasma CVD apparatus. If any remaining deposited film from the previous film forming process exists on the inner wall of the plasma generation chamber, it will be etched away by chemical sputtering using the highly active hydrogen plasma.

そして、残留付着膜成分がプラズマ中に混入し、一部は
基板表面に到達し堆積膜中に混入する。放電時のガス圧
が低い時は、甲、均白山工程が長いためエツチングされ
た残留付着膜成分が基板に到達する確率が大きくなる。
Then, the remaining deposited film components mix into the plasma, and some of them reach the substrate surface and mix into the deposited film. When the gas pressure during discharge is low, the probability that the etched residual adherent film components will reach the substrate increases because the etched process takes a long time.

微結晶化薄膜を形成するためには、水素による高希釈を
行ない成膜性のガスは微量しか供給しない。このため、
基板表面に到達する膜形成前駆体のうち、成膜性ガスに
起因する分解励起種に対してブラスマ生成工内壁の残留
付層膜からの生成物の割合が無視できなくなり、膜物性
の再現性を確保することが難しくなるものである。
In order to form a microcrystalline thin film, high dilution with hydrogen is performed and only a small amount of film-forming gas is supplied. For this reason,
Among the film-forming precursors that reach the substrate surface, the proportion of products from the residual film on the inner wall of the plasma production process can no longer be ignored compared to the decomposed and excited species caused by the film-forming gas, and the reproducibility of film properties is reduced. This makes it difficult to ensure that

なお、何磁場マイクロ波によって励起されたプラズマを
用いたCVDにおけるこれらの現象は本発明占らが初め
て見い出したものである。
It should be noted that these phenomena in CVD using plasma excited by magnetic field microwaves were discovered for the first time by the inventor of the present invention.

このような観点から本発明の非晶質炭化ケイ素膜の形成
方法において、放電時のガス圧は2.5XIO’ 〜5
.0XIO−2To r r、より好ましくは3.ox
lo−:3〜1.0XIO−2Torrとすることかq
(ましい。すなわち、放電11+tのガス圧が2.5X
lO’Torr未満であると、形成されたプラズマ中に
おける平均自由工程か長くなり、マイクロ波導入窓7近
傍でプラズマ中に混入した酸素が基板3」、に到達する
確率が高くなって膜中の酸素S′r丁量が増大し微結晶
化が+sn ′ニア′される紘゛れ、またプラズマ中の
水素イオンないしは水素ラジカルが基板3に照射される
密度か増大することによってこれらによるエッチンク過
程が堆JN ilA稈を−1回って膜か堆積されない眉
れ、さらにプラズマ+1に混入した残留付層11り成分
か基板31−に到達する6゛ζ率が高くなって膜質の低
下をもたらすがi′イ1がいずれも人さくなるためであ
る。−h\放電11,4のガス圧が5.ClXl0−2
Torrを越えるものであると、電子サイクロトa>J
l:鳴現象により励起分解して形成されるプラズマの安
定性が悪くなる虞れがあるためである。
From this point of view, in the method for forming an amorphous silicon carbide film of the present invention, the gas pressure during discharge is 2.5XIO' to 5XIO'.
.. 0XIO-2Torr, more preferably 3. ox
lo-: Should it be 3 to 1.0XIO-2Torr?
(Preferably. That is, the gas pressure of discharge 11+t is 2.5X
If it is less than 1O' Torr, the mean free path in the formed plasma becomes longer, and the probability that oxygen mixed into the plasma near the microwave introduction window 7 reaches the substrate 3 increases, causing As the amount of oxygen S'r increases, microcrystalization becomes +sn'nier, and the density of hydrogen ions or hydrogen radicals in the plasma with which the substrate 3 is irradiated increases, so that the etching process due to these increases. The film is not deposited after passing through the JNILA culm -1, and the rate of residual adhesion components mixed in the plasma +1 and reaching the substrate 31- increases, resulting in a decrease in film quality. This is because both A and I become more shy. -h\The gas pressure of the discharges 11 and 4 is 5. ClXl0-2
If it exceeds Torr, electron cyclotron a>J
l: This is because the stability of the plasma formed by excitation and decomposition due to the noise phenomenon may deteriorate.

なお、ここで言う真空度はバラトロン真空計を用いて測
定した値である。バラトロン真空計による表示を用いた
理由は以下に述べる通りである。
Note that the degree of vacuum referred to here is a value measured using a Baratron vacuum gauge. The reason for using the display using the Baratron vacuum gauge is as follows.

ECRCVD法によるプロセスの放電時のガス圧は10
−4〜1O−3To r r域であるため、通常電離真
空計(B−Aゲージ)の4(す定上限域であり、またバ
ラトロン真空計の測定下限域でもある。このためどちら
の真空=1を用いるかによって真空度測定に差が生じる
。例えば2000〜3000Ω/S級のυF気能力を白
゛するポンプで水素を200SCCm排気する際、B−
Aケージとバラトロンでの指示値を比べると5〜6倍バ
ラトロンの真空度が高く、数mTorr〜十数mTor
rの値となる。
The gas pressure during discharge in the ECRCVD process is 10
Since it is in the range of -4 to 1O-3 Torr, it is the upper limit range of 4 (normally ionization vacuum gauge) and also the lower measurement limit range of Baratron vacuum gauge.For this reason, which vacuum = There will be a difference in the degree of vacuum measurement depending on whether B-
Comparing the indicated values in the A-cage and Baratron, the degree of vacuum in Baratron is 5 to 6 times higher, ranging from several mTorr to more than ten mTorr.
It becomes the value of r.

この場合、B−Aゲージでは、 1)ゲージ球のフィラメントに流れ込むイオン電流量が
無視できない。
In this case, in the B-A gauge: 1) The amount of ion current flowing into the filament of the gauge bulb cannot be ignored.

2)電子が続けざまに2同局1−電離を行なう頻度が多
くなる ことから、このような真空域では正確な測定ができない
2) Accurate measurements cannot be made in such a vacuum region because the frequency of ionization of electrons increases.

一−/−j、バラトロン真空:1ては、機械的な変位を
測定していることから、この真空域ではB−Aゲージよ
り正確である。
1-/-j, Baratron vacuum: 1. Since it measures mechanical displacement, it is more accurate than the B-A gauge in this vacuum range.

なお本発明の非晶質炭化ゲイ素膜の形成力法においては
、前記したように高水素希釈率とされるために、励起用
ガスとしてのH2流量は、成膜性ガスとしてのSiH4
およびCH2≡CH2、CHミCHSCH2=CH≡C
H3、CH2=C=CH2およびCH3C=CHなどの
流量と比較して非常に大きい。このためにプラズマ処理
装置内のガス圧は1リガスであるH2流量によって実質
的に決められる。
In addition, in the formation method of the amorphous silicon carbide film of the present invention, since the hydrogen dilution rate is high as described above, the flow rate of H2 as the excitation gas is lower than that of SiH4 as the film-forming gas.
and CH2≡CH2, CHmiCHSCH2=CH≡C
The flow rate is very large compared to the flow rates of H3, CH2=C=CH2, CH3C=CH, etc. For this purpose, the gas pressure within the plasma processing apparatus is substantially determined by the flow rate of H2, which is one gas.

また、前記したように本発明の非晶質炭化ケイ素膜の形
成方法は、デバイス形成の面から低温条件下で行なわれ
ることが望ましいが、その温度域としては160℃〜3
00℃がI)fましい。なお、膜堆積時に基板3をこの
ような温度に加熱することによって膜成長表面での非晶
質炭化ケイ素のネットワーク形成反応を促進しより緻密
な膜を形成することができる。
Further, as described above, the method for forming an amorphous silicon carbide film of the present invention is preferably carried out under low temperature conditions from the viewpoint of device formation, but the temperature range is from 160°C to 30°C.
00°C is preferable. Note that by heating the substrate 3 to such a temperature during film deposition, it is possible to promote the network formation reaction of amorphous silicon carbide on the film growth surface and form a denser film.

以トは、本発明を微結晶を告白−する非晶質炭化ケイ素
膜の形成する場合を例にとり説明してきたが、本発明の
非晶質炭化ケイ素膜の形成方法は、このような微*+’
i品化を行なう態祥に特に限定されるものではなく、微
結晶を含まない非晶質炭化ケイ素膜の形成においても同
様に適用可能であり、炭素原子含有ガスとしてCH4に
代えて分解エネルギーの低い上記したような不飽和炭化
水素を用いることにより、エネルギーギャップの増大と
堆積速度の向上が望めるものとなる。
Hereinafter, the present invention has been explained taking as an example the case where an amorphous silicon carbide film containing microcrystals is formed. However, the method for forming an amorphous silicon carbide film of the present invention +'
It is not particularly limited to the form of i-product conversion, and can be similarly applied to the formation of an amorphous silicon carbide film that does not contain microcrystals, and CH4 can be replaced as the carbon atom-containing gas with decomposition energy. By using a low unsaturated hydrocarbon as described above, it is possible to increase the energy gap and increase the deposition rate.

[実施例コ 以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。[Example code] EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples.

第1図に模式するような構成を6する装置を用い、以下
に示す条件においてSiC膜を成膜させた。なお、本発
明に係わる実施例においては炭素原子含有ガスとしてC
2H2を、一方比較対照においてはCH4を用い、その
他の条件は双方において同一とした。
An SiC film was formed using an apparatus having a configuration as schematically shown in FIG. 1 under the conditions shown below. In addition, in the examples related to the present invention, C is used as the carbon atom-containing gas.
2H2 was used for comparison, while CH4 was used for comparison, and other conditions were the same in both cases.

マイクロ波周波数    2.45GHzマイクロ波出
力     300W 磁気コイル電流     16A プラズマ生成室内磁界  875G 基板温度        300℃ H2流量        19QsccmSiH4(1
%PH3)流量    1 、 2 secmCy H
sまたはC,H+流量   1 、 2 secm希釈
率         79倍 ガス圧        5 mTorr基板としては2
0X20XO,3mmの石英板を用い、堆積時間は約3
時間までとし、約2000への膜を堆積した。
Microwave frequency 2.45GHz Microwave output 300W Magnetic coil current 16A Plasma generation indoor magnetic field 875G Substrate temperature 300℃ H2 flow rate 19QsccmSiH4 (1
%PH3) Flow rate 1, 2 secmCy H
s or C, H + flow rate 1, 2 sec dilution rate 79 times gas pressure 5 mTorr 2 for substrate
Using a 0x20x0, 3mm quartz plate, the deposition time was approximately 3
The film was deposited for up to approximately 2000 hours.

このようにして得られた膜の特性としてエネルギーギャ
ップE、および暗転導度σ、を凋べた。
The energy gap E and the dark conductivity σ were improved as the characteristics of the film thus obtained.

また製膜時における膜の堆積速度R6゜、。も調べた。Also, the film deposition rate R6° during film formation. I also looked into it.

得られた【、11果を第1表に示す。なお、エネルギー
ギャップE1は透過率の71111定より吸収係数を求
めタウ# ブロンt・[Taue’s plotコから
求めたものである。また、暗転導度σ、の測定について
は堆積膜の1−に約600へのAρを対向した櫛型状に
真空蒸着し、C0−PLANER型の電極を用いて行っ
たものである。
The 11 fruits obtained are shown in Table 1. The energy gap E1 is obtained by determining the absorption coefficient from the 71111 constant of the transmittance and using Taue's plot. The measurement of the dark conductivity σ was carried out by vacuum evaporating the deposited film in a comb-shape in which Aρ of about 600 was opposed to 1− of the deposited film, and using a C0-PLANER type electrode.

第1表 第1表に示す結果から明らかなように、炭素原子含有ガ
スとしてC2H2を使用した本発明の実施例において得
られた堆積膜と、炭素原子a白°ガスとしてCH4を使
用した比較例において得られた堆積膜とでは、暗転導度
σ、に関しては共に良好な値を示しているが、エネルギ
ーギャップE。
Table 1 As is clear from the results shown in Table 1, the deposited film obtained in the example of the present invention using C2H2 as the carbon atom-containing gas and the comparative example using CH4 as the carbon atom gas Both of the deposited films obtained in 1 and 2 showed good values for the dark conductivity σ, but the energy gap E.

および堆積速度Rde911に関しては実施例の堆積膜
の方が優れた値を示している。すなわち、炭素原子含有
ガスとしてCH4に代えてC2H2を用いることにより
、高伝導度を保持したままエネルギーギャップの値およ
び堆積速度を増加させることができることが示された。
Regarding the deposition rate Rde911, the deposited film of the example shows a better value. That is, it was shown that by using C2H2 instead of CH4 as the carbon atom-containing gas, the value of the energy gap and the deposition rate can be increased while maintaining high conductivity.

なお、実施例の堆積膜の方がエネルギーキャップが大き
いのは、CH4に比べてC2H2は分解エネルギーが低
いことからECRプラズマCVD法においてC2H2を
用いた)J゛か分解がより容易に生起し、より多くの炭
素原子・か11..5中に取込まれたためと考えられる
。また実施例の堆積膜のノjか堆積速度が大きいことも
C2H2を用いた方が分解生成種が多いため膜+7.S
造を作る炭素1皇子が増加しf二f二めと考えられる。
The reason why the energy cap of the deposited film of the example is larger is that C2H2 has a lower decomposition energy than CH4, so decomposition occurs more easily when C2H2 is used in the ECR plasma CVD method. More carbon atoms・ka11. .. This is thought to be due to the fact that it was incorporated into 5. Furthermore, the deposition rate of the deposited film of the example is higher than that of the film using C2H2 because there are more decomposed species. S
It is thought that the number of carbon 1 princes who create structures has increased, making it the second f2f.

さらに、炭素原予きffガスとして本発明に係わるCH
2=CH2、CH2=C=CH2などを用いて微結晶化
炭化ケイ素膜を別途形成したが、これらの堆積膜におい
ても、上記実施例と同様にエネルギーギャップの値およ
び堆積速度の増力旧す1向が見られた。
Furthermore, CH according to the present invention is used as a carbon source ff gas.
A microcrystalline silicon carbide film was separately formed using 2=CH2, CH2=C=CH2, etc., but in these deposited films, the energy gap value and the deposition rate could be increased as in the above example. I could see the direction.

[発明の効果] 以−1−述べたように、本発明は白“磁場マイクロ波ブ
ラスマCVD法において非晶質炭化ケイ素膜を形成する
に際して、炭素原子SFiガスとしてCH2=CH2、
CHヨCH,CH2=CH≡CH3、CH2=C=CH
2およびCH3C=CHからなる7!Tから選ばれたい
ずれかのものを用いることを特徴とするものであるから
、得られる炭化ケイ素膜のエネルキーキャップのより一
層の増大化か図られることとなる。従って、例えばこの
炭化ケイ素膜を受発光デバイスの窓層に応用した際にデ
バイス特性を向1ユさせることかできるものである。
[Effects of the Invention] As described in -1- above, the present invention uses CH2=CH2,
CHyoCH, CH2=CH≡CH3, CH2=C=CH
2 and 7! consisting of CH3C=CH! Since it is characterized by using any one selected from T, it is possible to further increase the energy key cap of the obtained silicon carbide film. Therefore, for example, when this silicon carbide film is applied to a window layer of a light receiving/emitting device, the device characteristics can be improved.

また上記のごときガスを用いることにより膜形成時の堆
積速度を増大することかできるため生産性の向上が望め
るものである。
Further, by using the above gases, it is possible to increase the deposition rate during film formation, so that productivity can be expected to be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の微結晶を含有する非晶質炭化ケイ素膜
の形成方法において用いられるプラズマCVD処理装置
構成の一例を模式的に示す図である。 1・・・プラズマ生成室、2・・・試料室、3・・・基
板、4・・プラズマ引出し窓、5・・・励起用ガス導入
手段、6・・・導波盾、7・・・マイクロ波導入窓、8
・・・磁気回路、9・・・試fi1台、10・・・成膜
性ガス導入手段、 11・・・ガス吹出しリンク、12・・・排気系。
FIG. 1 is a diagram schematically showing an example of the configuration of a plasma CVD processing apparatus used in the method of forming an amorphous silicon carbide film containing microcrystals according to the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Plasma generation chamber, 2... Sample chamber, 3... Substrate, 4... Plasma extraction window, 5... Excitation gas introduction means, 6... Waveguide shield, 7... Microwave introduction window, 8
. . . Magnetic circuit, 9. 1 test fi unit, 10. Film forming gas introduction means, 11. Gas blowing link, 12. Exhaust system.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)プラズマ生成室に励起用ガスおよびマイクロ波を
導入し磁場を印加することによりプラズマを生起させ、
前記プラズマ生成室と接続している試料室に前記プラズ
マを導入し、このようにして形成されるプラズマ流にシ
リコン原子含有ガスおよび炭素原子含有ガスを導入し、
前記試料室内に設置された基板上にプラズマを照射して
炭化ケイ素膜を形成する有磁場マイクロ波プラズマCV
D法において、励起用ガスとしてH_2を、シリコン原
子含有ガスとしてSiH_4を、また炭素原子含有ガス
としてCH_2=CH_2、CH≡CH、CH_2=C
H−CH_3、CH_2=C=CH_2およびCH_3
C≡CHからなる群から選ばれたいずれかのものをそれ
ぞれ用いたことを特徴とする非晶質炭化ケイ素膜の形成
方法。
(1) Generate plasma by introducing excitation gas and microwaves into the plasma generation chamber and applying a magnetic field,
Introducing the plasma into a sample chamber connected to the plasma generation chamber, introducing a silicon atom-containing gas and a carbon atom-containing gas into the plasma flow thus formed,
Magnetic field microwave plasma CV for forming a silicon carbide film by irradiating plasma onto a substrate placed in the sample chamber.
In method D, H_2 is used as an excitation gas, SiH_4 is used as a silicon atom-containing gas, and CH_2=CH_2, CH≡CH, CH_2=C as a carbon atom-containing gas.
H-CH_3, CH_2=C=CH_2 and CH_3
A method for forming an amorphous silicon carbide film, characterized in that each one selected from the group consisting of C≡CH is used.
(2)使用される水素ガス量をシリコン原子含有ガスお
よび炭素原子含有ガスの量で割った水素希釈率を50倍
(容量比)以上とし、また放電時のガス圧力を2.5×
10^−^3Torr〜5.0×10^−^2Torr
としたことを特徴とする請求項1に記載の非晶質炭化ケ
イ素膜の形成方法。
(2) The hydrogen dilution ratio, which is the amount of hydrogen gas used divided by the amount of silicon atom-containing gas and carbon atom-containing gas, is 50 times or more (capacity ratio), and the gas pressure during discharge is 2.5 times
10^-^3 Torr ~ 5.0 x 10^-^2 Torr
2. The method for forming an amorphous silicon carbide film according to claim 1.
(3)基板温度が150℃〜300℃とされる請求項1
または2に記載の非晶質炭化ケイ素膜の形成方法。
(3) Claim 1 wherein the substrate temperature is 150°C to 300°C.
or 2. The method for forming an amorphous silicon carbide film according to 2.
(4)シリコン原子含有ガスとしてのSiH_4には、
ドーピングガスとしてPH_3またはB_2H_6が0
.1〜5容量%混合されているものである請求項1〜3
のいずれかに記載の微結晶を含有する非晶質炭化ケイ素
膜の形成方法。
(4) SiH_4 as a silicon atom-containing gas has the following properties:
PH_3 or B_2H_6 as doping gas is 0
.. Claims 1 to 3 are a mixture of 1 to 5% by volume.
A method for forming an amorphous silicon carbide film containing microcrystals according to any one of the above.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7486863B2 (en) 2003-12-22 2009-02-03 Fujikura Ltd. Method for treating optical fiber and apparatus for treating optical fiber

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7486863B2 (en) 2003-12-22 2009-02-03 Fujikura Ltd. Method for treating optical fiber and apparatus for treating optical fiber

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