JPH0627333B2 - 成膜方法 - Google Patents
成膜方法Info
- Publication number
- JPH0627333B2 JPH0627333B2 JP59175870A JP17587084A JPH0627333B2 JP H0627333 B2 JPH0627333 B2 JP H0627333B2 JP 59175870 A JP59175870 A JP 59175870A JP 17587084 A JP17587084 A JP 17587084A JP H0627333 B2 JPH0627333 B2 JP H0627333B2
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- JP
- Japan
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- gas
- substrate
- plasma
- film
- electrode
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- 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
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/48—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating by irradiation, e.g. photolysis, radiolysis, particle radiation
- C23C16/482—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating by irradiation, e.g. photolysis, radiolysis, particle radiation using incoherent light, UV to IR, e.g. lamps
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- 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
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/24—Deposition of silicon only
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 本発明は光化学反応を用いた成膜方法に関するものであ
る。
る。
従来行われてきた光化学反応、例えば、シランガスを主
原料とするアモルファスシリコンの光ＣＶＤ法において
は、シランガスが波長１６０ｎｍ以下の紫外線によって
しか十分に光分解せず、また、この波長の紫外線を照射
する適切な光源が得られないため、水銀を触媒とする水
銀増感光化学反応が用いられていた。
原料とするアモルファスシリコンの光ＣＶＤ法において
は、シランガスが波長１６０ｎｍ以下の紫外線によって
しか十分に光分解せず、また、この波長の紫外線を照射
する適切な光源が得られないため、水銀を触媒とする水
銀増感光化学反応が用いられていた。
しかし、この方法では触媒として使用された水銀が膜中
に混入し、これが悪影響を及ぼす問題点があった。更に
は、分解生成物が紫外線透過窓に付着して堆積し、これ
に光エネルギーが吸収されて十分な堆積速度や膜厚が得
られない不具合がある。
に混入し、これが悪影響を及ぼす問題点があった。更に
は、分解生成物が紫外線透過窓に付着して堆積し、これ
に光エネルギーが吸収されて十分な堆積速度や膜厚が得
られない不具合がある。
一方、ジシランなどの高次シランを用いると、水銀増感
反応を利用することなく、低圧水銀灯などの光により直
接光分解が可能であり、水銀の悪影響は排除できるが、
その成膜速度は０．０２５ｎｍ／秒程度であって実用性
から見てまだ不十分である。
反応を利用することなく、低圧水銀灯などの光により直
接光分解が可能であり、水銀の悪影響は排除できるが、
その成膜速度は０．０２５ｎｍ／秒程度であって実用性
から見てまだ不十分である。
そして、１３．５６ＭHzの高周波電力を用いてシランを
分解して堆積させる成膜方法が一般的に行われている
が、荷電粒子により堆積膜が損傷を受けたり、膜中に不
純物が混入する問題点があった。
分解して堆積させる成膜方法が一般的に行われている
が、荷電粒子により堆積膜が損傷を受けたり、膜中に不
純物が混入する問題点があった。
そこで本発明は、水銀の悪影響がなく、不純物や荷電損
傷のない高品質で均一な薄膜を十分に早くて実用化可能
な堆積速度を有する成膜方法を提供することを目的とす
る。
傷のない高品質で均一な薄膜を十分に早くて実用化可能
な堆積速度を有する成膜方法を提供することを目的とす
る。
そして、その構成は、ガス放電によって形成されるプラ
ズマ領域と、膜形成を行う基板を配置した領域とを一つ
の容器内に有する成膜方法において、プラズマの形成
は、希ガスもしくは水素もしくは重水素もしくはこれ等
を含む混合ガスから選ばれた紫外線放射用ガスが供給さ
れる領域に近接して設けられた電極への高周波電力の供
給または導波管からのマイクロ波の供給によって行わ
れ、一方、膜形成の原料である光反応性ガスは、プラズ
マ領域と基板の間に配置されて電圧を印加する電極を兼
用するパイプ構造から基板の近傍に放出されることを特
徴とするものである。
ズマ領域と、膜形成を行う基板を配置した領域とを一つ
の容器内に有する成膜方法において、プラズマの形成
は、希ガスもしくは水素もしくは重水素もしくはこれ等
を含む混合ガスから選ばれた紫外線放射用ガスが供給さ
れる領域に近接して設けられた電極への高周波電力の供
給または導波管からのマイクロ波の供給によって行わ
れ、一方、膜形成の原料である光反応性ガスは、プラズ
マ領域と基板の間に配置されて電圧を印加する電極を兼
用するパイプ構造から基板の近傍に放出されることを特
徴とするものである。
以下、図面に基づいて本発明の実施例を具体的に説明す
る。
る。
第１図において、容器５の内部上方の電極１は、中空の
円板状であって、容器５の下方に配置された基板ホルダ
３とほぼ平行に配置されている。そして、下面に多数の
噴出孔が穿設され、紫外線放射用ガスＧ１の導入孔９と
連通している。従って、紫外線照射用ガスＧ１が電極１
に導入され、下面の噴出口から下方に噴出される。そし
て、他方の電極は基板ホルダ３が兼用しており、電極１
と基板ホルダ３との間に高周波電力が印加される。従っ
て、プラズマＰが形成され、このプラズマＰより放出さ
れる波長１６０ｎｍ以下の紫外線を含む光が下方に照射
される。
円板状であって、容器５の下方に配置された基板ホルダ
３とほぼ平行に配置されている。そして、下面に多数の
噴出孔が穿設され、紫外線放射用ガスＧ１の導入孔９と
連通している。従って、紫外線照射用ガスＧ１が電極１
に導入され、下面の噴出口から下方に噴出される。そし
て、他方の電極は基板ホルダ３が兼用しており、電極１
と基板ホルダ３との間に高周波電力が印加される。従っ
て、プラズマＰが形成され、このプラズマＰより放出さ
れる波長１６０ｎｍ以下の紫外線を含む光が下方に照射
される。
次に、網目状に組まれたパイプ構造２が電極１と基板ホ
ルダ３との間に配置されており、パイプ構造２に穿設さ
れた噴出孔から膜形成の原料である光化学反応性ガスＧ
２が基板ホルダ３に載置された基板４の近傍に放出され
る。従って、光化学反応性ガスＧ２が波長１６０ｎｍ以
下の紫外線を含む光により直接分解され、薄膜が基板４
上に堆積されて成膜される。
ルダ３との間に配置されており、パイプ構造２に穿設さ
れた噴出孔から膜形成の原料である光化学反応性ガスＧ
２が基板ホルダ３に載置された基板４の近傍に放出され
る。従って、光化学反応性ガスＧ２が波長１６０ｎｍ以
下の紫外線を含む光により直接分解され、薄膜が基板４
上に堆積されて成膜される。
そして、パイプ構造２に電圧が印加されており、電極１
とパイプ構造２の間のプラズラＰ中の荷電粒子の基板４
方向への拡散が防止されるようになっている。従って、
プラズマＰ領域と基板４が同一容器５内にあるにもかか
わらず、薄膜はプラズマＰ中の荷電粒子によって損傷す
ることがなく、不純物の混入も少ない。また、本実施例
では電極１と基板４が平行であるので、紫外線が基板４
上に均一に照射され、パイプ構造２から噴出した光化学
反応性ガスＧ２がムラなく直接分解して良質な薄膜を得
ることができる。
とパイプ構造２の間のプラズラＰ中の荷電粒子の基板４
方向への拡散が防止されるようになっている。従って、
プラズマＰ領域と基板４が同一容器５内にあるにもかか
わらず、薄膜はプラズマＰ中の荷電粒子によって損傷す
ることがなく、不純物の混入も少ない。また、本実施例
では電極１と基板４が平行であるので、紫外線が基板４
上に均一に照射され、パイプ構造２から噴出した光化学
反応性ガスＧ２がムラなく直接分解して良質な薄膜を得
ることができる。
このように、プラズマＰからの放射光は、直接基板４に
放射されるため、従来の光ＣＶＤ法のような途中での光
吸収もなく、更に短波長紫外線もでき、水銀による光増
感反応には依らずにとも十分に早い成膜速度が得られ、
水銀による汚染も問題にならない。また、高周波電力に
よる放電は大面積であっても均一性が良く、この点にお
いても従来方法に比べて利点を有する。
放射されるため、従来の光ＣＶＤ法のような途中での光
吸収もなく、更に短波長紫外線もでき、水銀による光増
感反応には依らずにとも十分に早い成膜速度が得られ、
水銀による汚染も問題にならない。また、高周波電力に
よる放電は大面積であっても均一性が良く、この点にお
いても従来方法に比べて利点を有する。
なお、他方の電極を基板ホルタ３に代えてパイプ構造２
に兼用させ、電極１とパイプ構造２の間に高周波電力を
印加しても良く、或は、容器５の上方に一対の電極１，
１を対向配置し、一対の電極１，１間でプラズマを生起
させてもよい。また、プラズマは、高周波電力に代えて
導波管からのマイクロ波を利用して生起させてもよいこ
とは明らかである。
に兼用させ、電極１とパイプ構造２の間に高周波電力を
印加しても良く、或は、容器５の上方に一対の電極１，
１を対向配置し、一対の電極１，１間でプラズマを生起
させてもよい。また、プラズマは、高周波電力に代えて
導波管からのマイクロ波を利用して生起させてもよいこ
とは明らかである。
この実施例において、プラズマＰが光源として有効に作
用するように、プラズマＰ領域には、紫外線放射用ガス
Ｇ１として、希ガスもしくは水素もしくは重水素もしく
はこれ等を含む混合ガスが膜形成の原料である光化学反
応性ガスＧ２の種類に応じて選択される。
用するように、プラズマＰ領域には、紫外線放射用ガス
Ｇ１として、希ガスもしくは水素もしくは重水素もしく
はこれ等を含む混合ガスが膜形成の原料である光化学反
応性ガスＧ２の種類に応じて選択される。
一方、光化学反応性ガスＧ２は、基板４の近傍に供給さ
れ、直接分解されて基板４上に効率良く堆積するが、例
えばアモルファスシリコンを堆積する場合に、光化学反
応性ガスＧ２がシランであれば、シランは１６０ｎｍ以
下の紫外線を直接吸収し、光分解して堆積するから、１
６０ｎｍ以下の紫外線を有効に発光する紫外線放射用ガ
スＧ１として、アルゴン、クリプトン、キセノンなどが
選ばれる。因に、アルゴンの発光波長は１０４．８ｎ
ｍ、１０６．７ｎｍ、クリプトンは１２３．６ｎｍ、１
１６．５ｎｍ、キセノンは１４７．０ｎｍ、１２９．６
ｎｍである。
れ、直接分解されて基板４上に効率良く堆積するが、例
えばアモルファスシリコンを堆積する場合に、光化学反
応性ガスＧ２がシランであれば、シランは１６０ｎｍ以
下の紫外線を直接吸収し、光分解して堆積するから、１
６０ｎｍ以下の紫外線を有効に発光する紫外線放射用ガ
スＧ１として、アルゴン、クリプトン、キセノンなどが
選ばれる。因に、アルゴンの発光波長は１０４．８ｎ
ｍ、１０６．７ｎｍ、クリプトンは１２３．６ｎｍ、１
１６．５ｎｍ、キセノンは１４７．０ｎｍ、１２９．６
ｎｍである。
次に、成膜例を示すと、高周波電力は、周波数が１３．
５６ＭHz、パワーが１０〜１５Ｗ、容器内圧力が０．５
トールの条件下でアモルファスシリコンの薄膜を堆積さ
せた場合、紫外線放射用ガスＧ１がアルゴンでその流量
が１００ＳＣＣＭ、光化学反応性ガスＧ２がシランで、
その流量が１０〜２０ＳＣＣＭで流すと、３インチの基
板４上に、０．５〜０．８ｎｍ／秒の堆積速度で成膜で
きた。
５６ＭHz、パワーが１０〜１５Ｗ、容器内圧力が０．５
トールの条件下でアモルファスシリコンの薄膜を堆積さ
せた場合、紫外線放射用ガスＧ１がアルゴンでその流量
が１００ＳＣＣＭ、光化学反応性ガスＧ２がシランで、
その流量が１０〜２０ＳＣＣＭで流すと、３インチの基
板４上に、０．５〜０．８ｎｍ／秒の堆積速度で成膜で
きた。
また、金属薄膜については、例えば光反応性ガスＧ２に
Ａｌ(ＣＨ3)３はその吸収端が２６０ｎｍ、最大吸収波
長が約２００ｎｍであるので、紫外線放射用ガスＧ１に
は、１７０ｎｍ付近に強い発揮線を有する窒素と、波長
が１０４ｎｍ付近と短いが放電安定性のあるアルゴンを
１０：１の割合で混合したガスを使用し、光反応性ガス
Ｇ２の流量が１０〜２０ＳＣＣＭ、容器内圧力が０．２
トール、高周波電力が８〜１６Ｗの条件下で１μｍ以上
の膜厚を有するアルミニウム薄膜を堆積させ得た。
Ａｌ(ＣＨ3)３はその吸収端が２６０ｎｍ、最大吸収波
長が約２００ｎｍであるので、紫外線放射用ガスＧ１に
は、１７０ｎｍ付近に強い発揮線を有する窒素と、波長
が１０４ｎｍ付近と短いが放電安定性のあるアルゴンを
１０：１の割合で混合したガスを使用し、光反応性ガス
Ｇ２の流量が１０〜２０ＳＣＣＭ、容器内圧力が０．２
トール、高周波電力が８〜１６Ｗの条件下で１μｍ以上
の膜厚を有するアルミニウム薄膜を堆積させ得た。
以上説明したように、本発明の成膜方法は、プラズマの
形成を、紫外線放射用ガスが供給される領域に近接して
設けられた電極への高周波電力の供給や導波管からのマ
イクロ波の供給によって行い、一方、光反応性ガスは、
プラズマ領域と基板の間に配置されて電圧を引火する電
極を兼用するパイプ構造から基板の近傍において放出す
るようにしたので、不純物や荷電損傷のない高品質で均
一な薄膜を、水銀を使用することなく、実用化が可能な
十分に早い堆積速度で成膜可能な成膜方法とすることが
できる。
形成を、紫外線放射用ガスが供給される領域に近接して
設けられた電極への高周波電力の供給や導波管からのマ
イクロ波の供給によって行い、一方、光反応性ガスは、
プラズマ領域と基板の間に配置されて電圧を引火する電
極を兼用するパイプ構造から基板の近傍において放出す
るようにしたので、不純物や荷電損傷のない高品質で均
一な薄膜を、水銀を使用することなく、実用化が可能な
十分に早い堆積速度で成膜可能な成膜方法とすることが
できる。
第１図は本発明の実施例に使用される装置の説明図であ
る。 １……電極、２……パイプ構造 ３……基板ホルダ、４……基板 ５……容器、９……導入孔 Ｐ……プラズマ
る。 １……電極、２……パイプ構造 ３……基板ホルダ、４……基板 ５……容器、９……導入孔 Ｐ……プラズマ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青田 克己 埼玉県所沢市大字下富字武野840番地 シ チズン時計株式会社技術研究所内 (72)発明者 平本 立躬 横浜区緑区元石川町6409番地 ウシオ電機 株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−145778（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−145779（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】ガス放電によって形成されるプラズマ領域
と、膜形成を行う基板を配置した領域とを一つの容器内
に有する成膜方法において、 前記プラズマの形成は、希ガスもしくは水素もしくは重
水素もしくはこれ等を含む混合ガスから選ばれた紫外線
放射用ガスが供給される領域に近接して設けられた電極
への高周波電力の供給、または導波管からのマイクロ波
の供給によって行われ、 一方、膜形成の原料である光反応性ガスは、プラズマ領
域と基板の間に配置されて電圧を印加する電極を兼用す
るパイプ構造から基板の近傍において放出されることを
特徴とする成膜方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59175870A JPH0627333B2 (ja) | 1984-08-25 | 1984-08-25 | 成膜方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59175870A JPH0627333B2 (ja) | 1984-08-25 | 1984-08-25 | 成膜方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6156281A JPS6156281A (ja) | 1986-03-20 |
| JPH0627333B2 true JPH0627333B2 (ja) | 1994-04-13 |
Family
ID=16003644
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59175870A Expired - Lifetime JPH0627333B2 (ja) | 1984-08-25 | 1984-08-25 | 成膜方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0627333B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0525648A (ja) * | 1991-07-15 | 1993-02-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | プラズマｃｖｄ成膜方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59145779A (ja) * | 1983-02-09 | 1984-08-21 | Ushio Inc | 光化学蒸着装置 |
| JPS59145778A (ja) * | 1983-02-09 | 1984-08-21 | Ushio Inc | 光化学蒸着装置 |
-
1984
- 1984-08-25 JP JP59175870A patent/JPH0627333B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6156281A (ja) | 1986-03-20 |
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