JPH104062A - 高周波プラズマｃｖｄ装置 - Google Patents
高周波プラズマｃｖｄ装置Info
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- JPH104062A JPH104062A JP8156998A JP15699896A JPH104062A JP H104062 A JPH104062 A JP H104062A JP 8156998 A JP8156998 A JP 8156998A JP 15699896 A JP15699896 A JP 15699896A JP H104062 A JPH104062 A JP H104062A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 良質で大面積の多結晶シリコン薄膜を低温で
堆積することが可能な高周波プラズマＣＶＤ装置を提供
する。 【解決手段】 ２枚の平行平板電極（２、３）を用いる
高周波プラズマＣＶＤ装置において、薄膜を堆積すべき
基板（１０）を設置する電極（２）に高周波電源（５）
を接続するとともに、基板（１０）を覆うように高周波
電源（５）が接続された電極（２）と同電位の金属から
なるメッシュ状の電極（１１）を設けた高周波プラズマ
ＣＶＤ装置。
堆積することが可能な高周波プラズマＣＶＤ装置を提供
する。 【解決手段】 ２枚の平行平板電極（２、３）を用いる
高周波プラズマＣＶＤ装置において、薄膜を堆積すべき
基板（１０）を設置する電極（２）に高周波電源（５）
を接続するとともに、基板（１０）を覆うように高周波
電源（５）が接続された電極（２）と同電位の金属から
なるメッシュ状の電極（１１）を設けた高周波プラズマ
ＣＶＤ装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は高周波プラズマＣＶ
Ｄ装置に関し、特に多結晶シリコン薄膜の製造に好適に
用いられる高周波プラズマＣＶＤ装置に関する。
Ｄ装置に関し、特に多結晶シリコン薄膜の製造に好適に
用いられる高周波プラズマＣＶＤ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）において、
高解像度および高コントラストが要求される場合には、
アクティブマトリックス（ＡＭ）ＬＣＤが用いられる。
このＡＭＬＣＤでは、液晶画素の駆動のために、各画素
に対して薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が設けられてい
る。これまでＴＦＴを構成する半導体としては、水素化
非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）が用いられてきた。こ
れは、ａ−Ｓｉ：Ｈ半導体が３００℃以下の低温で薄膜
形成が可能なため、耐熱温度が４００℃以下であるガラ
スを基板として使用できることによる。しかし、ａ−Ｓ
ｉ：Ｈ半導体では、キャリヤーである電子の移動度が小
さく、高速度のスイッチングには不適であるという問題
がある。
高解像度および高コントラストが要求される場合には、
アクティブマトリックス（ＡＭ）ＬＣＤが用いられる。
このＡＭＬＣＤでは、液晶画素の駆動のために、各画素
に対して薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が設けられてい
る。これまでＴＦＴを構成する半導体としては、水素化
非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）が用いられてきた。こ
れは、ａ−Ｓｉ：Ｈ半導体が３００℃以下の低温で薄膜
形成が可能なため、耐熱温度が４００℃以下であるガラ
スを基板として使用できることによる。しかし、ａ−Ｓ
ｉ：Ｈ半導体では、キャリヤーである電子の移動度が小
さく、高速度のスイッチングには不適であるという問題
がある。
【０００３】最近、ＡＭＬＣＤには画素数の増大により
さらに大画面化することが求められており、この要求に
対応するためにはＴＦＴの高速化が鍵になる。このよう
な背景から、高速なＴＦＴを製造しようとして多結晶シ
リコン薄膜を用いることが検討されている。これは、多
結晶シリコンではａ−Ｓｉ：Ｈよりもキャリヤーの移動
度を大きくすることができるためである。しかも、多結
晶シリコンを用いた場合、電子をキャリヤーとするデバ
イスおよび正孔をキャリヤーとするデバイスの両方を作
製することができるので、回路構成上多くの利点をもつ
と期待されている。従来、多結晶シリコン薄膜は主に熱
ＣＶＤ法により成膜されており、良質な多結晶シリコン
を得るにはシリコンの堆積速度を遅くする必要があっ
た。このため、通常シランなどのシリコン原料ガスを水
素ガスにより１０％以下の濃度に希釈し、基板温度を６
００℃以上の高温に設定して成膜することが必要である
とされていた。しかし、このように６００℃以上という
高温で成膜する場合には、基板としてガラスを用いるこ
とができない。基板として石英を用いれば高温に耐える
ことができるが、技術的な困難性とともに価格が高いと
いう点が、大画面ＡＭＬＣＤの実現にとって重大な問題
になっていた。
さらに大画面化することが求められており、この要求に
対応するためにはＴＦＴの高速化が鍵になる。このよう
な背景から、高速なＴＦＴを製造しようとして多結晶シ
リコン薄膜を用いることが検討されている。これは、多
結晶シリコンではａ−Ｓｉ：Ｈよりもキャリヤーの移動
度を大きくすることができるためである。しかも、多結
晶シリコンを用いた場合、電子をキャリヤーとするデバ
イスおよび正孔をキャリヤーとするデバイスの両方を作
製することができるので、回路構成上多くの利点をもつ
と期待されている。従来、多結晶シリコン薄膜は主に熱
ＣＶＤ法により成膜されており、良質な多結晶シリコン
を得るにはシリコンの堆積速度を遅くする必要があっ
た。このため、通常シランなどのシリコン原料ガスを水
素ガスにより１０％以下の濃度に希釈し、基板温度を６
００℃以上の高温に設定して成膜することが必要である
とされていた。しかし、このように６００℃以上という
高温で成膜する場合には、基板としてガラスを用いるこ
とができない。基板として石英を用いれば高温に耐える
ことができるが、技術的な困難性とともに価格が高いと
いう点が、大画面ＡＭＬＣＤの実現にとって重大な問題
になっていた。
【０００４】そこで、４００℃以下の低温で多結晶シリ
コン薄膜を形成する方法として、酸素の混入の心配のな
い超高真空仕様のスパッタリング装置でプラズマのイオ
ンの適度のエネルギーを利用する方法や、電子サイクロ
トロン共鳴（ＥＣＲ）を使用したプラズマ化学気相成長
堆積法（ＣＶＤ）による方法が提案されている。しか
し、いずれの方法の場合でも高価な薄膜堆積装置が必要
となり、しかも大面積の多結晶シリコン薄膜を形成する
ことは困難である。
コン薄膜を形成する方法として、酸素の混入の心配のな
い超高真空仕様のスパッタリング装置でプラズマのイオ
ンの適度のエネルギーを利用する方法や、電子サイクロ
トロン共鳴（ＥＣＲ）を使用したプラズマ化学気相成長
堆積法（ＣＶＤ）による方法が提案されている。しか
し、いずれの方法の場合でも高価な薄膜堆積装置が必要
となり、しかも大面積の多結晶シリコン薄膜を形成する
ことは困難である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、良質で大面
積の多結晶シリコン薄膜を従来よりも低温で堆積するこ
とが可能な高周波プラズマＣＶＤ装置を提供することを
目的とする。
積の多結晶シリコン薄膜を従来よりも低温で堆積するこ
とが可能な高周波プラズマＣＶＤ装置を提供することを
目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の高周波プラズマ
ＣＶＤ装置は、２枚の平行平板電極を用いる高周波プラ
ズマＣＶＤ装置において、薄膜を堆積すべき基板を設置
する電極に高周波電源を接続するとともに、前記基板を
覆うように前記高周波電源が接続された電極と同電位の
金属からなるメッシュ状の電極を設けたことを特徴とす
るものである。
ＣＶＤ装置は、２枚の平行平板電極を用いる高周波プラ
ズマＣＶＤ装置において、薄膜を堆積すべき基板を設置
する電極に高周波電源を接続するとともに、前記基板を
覆うように前記高周波電源が接続された電極と同電位の
金属からなるメッシュ状の電極を設けたことを特徴とす
るものである。
【０００７】本発明において、前記メッシュ状の電極
は、目穴の大きさが０．５〜５ｍｍであり、前記基板か
ら１０〜５０ｍｍの距離を隔てて設けることが好まし
い。また、前記メッシュ状の電極としては、ステンレ
ス、ニッケルまたはタングステンなど、遷移金属を含有
する材質からなるものを用いることが好ましい。
は、目穴の大きさが０．５〜５ｍｍであり、前記基板か
ら１０〜５０ｍｍの距離を隔てて設けることが好まし
い。また、前記メッシュ状の電極としては、ステンレ
ス、ニッケルまたはタングステンなど、遷移金属を含有
する材質からなるものを用いることが好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明をさらに詳細に説明
する。一般的に、２枚の平行平板電極を用いるプラズマ
化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）法では、陰極堆積法と陽極
堆積法とが知られている。陰極堆積法は高周波電力を供
給する電極（陰極）上に基板を設置する方法であり、図
１（ａ）に示すような装置構成で実施される。すなわ
ち、ＣＶＤ炉１内に２枚の平板電極２、３を平行に設
け、一方の電極（陰極、カソード）２に結合コンデンサ
４および高周波電源５を接続し、他方の電極（陽極、ア
ノード）３を接地する。そして、基板１０を高周波電力
が供給される陰極２上に設置する。陽極堆積法は高周波
電力を供給しない電極（陽極）上に基板を設置する方法
であり、図１（ｂ）に示すような装置構成で実施され
る。すなわち、図１（ａ）の場合とは逆に、基板１０を
高周波電力を供給しない陽極３上に設置する。
する。一般的に、２枚の平行平板電極を用いるプラズマ
化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）法では、陰極堆積法と陽極
堆積法とが知られている。陰極堆積法は高周波電力を供
給する電極（陰極）上に基板を設置する方法であり、図
１（ａ）に示すような装置構成で実施される。すなわ
ち、ＣＶＤ炉１内に２枚の平板電極２、３を平行に設
け、一方の電極（陰極、カソード）２に結合コンデンサ
４および高周波電源５を接続し、他方の電極（陽極、ア
ノード）３を接地する。そして、基板１０を高周波電力
が供給される陰極２上に設置する。陽極堆積法は高周波
電力を供給しない電極（陽極）上に基板を設置する方法
であり、図１（ｂ）に示すような装置構成で実施され
る。すなわち、図１（ａ）の場合とは逆に、基板１０を
高周波電力を供給しない陽極３上に設置する。
【０００９】従来、ａ−Ｓｉ：Ｈ薄膜を堆積するには、
主として陽極堆積法が用いられてきた。これは、陰極堆
積法では基板が負に帯電して基板へのイオンの流入が促
進され、良質なａ−Ｓｉ：Ｈ薄膜を堆積することができ
ないためである。
主として陽極堆積法が用いられてきた。これは、陰極堆
積法では基板が負に帯電して基板へのイオンの流入が促
進され、良質なａ−Ｓｉ：Ｈ薄膜を堆積することができ
ないためである。
【００１０】本発明に係る高周波プラズマＣＶＤ装置は
上述した陰極堆積法を用いるものであるが、基板を覆う
ように高周波電力が供給される電極（陰極）と同電位の
金属からなるメッシュ状の電極を設けるという特徴的な
構造を有している。
上述した陰極堆積法を用いるものであるが、基板を覆う
ように高周波電力が供給される電極（陰極）と同電位の
金属からなるメッシュ状の電極を設けるという特徴的な
構造を有している。
【００１１】本発明に係る高周波プラズマＣＶＤ装置を
図２を参照して説明する。図２に示すように、ＣＶＤ炉
１内に２枚の平板電極２、３を平行に設け、一方の電極
（陰極）２に結合コンデンサ４および高周波電源５を接
続し、他方の電極（陽極）３を接地し、基板１０を陰極
２上に設置する。また、基板１０と陽極３との間に陰極
２に接続された金属製のメッシュ状の電極（以下、メッ
シュ電極という）１１を設け、基板１０を覆うようにす
る。
図２を参照して説明する。図２に示すように、ＣＶＤ炉
１内に２枚の平板電極２、３を平行に設け、一方の電極
（陰極）２に結合コンデンサ４および高周波電源５を接
続し、他方の電極（陽極）３を接地し、基板１０を陰極
２上に設置する。また、基板１０と陽極３との間に陰極
２に接続された金属製のメッシュ状の電極（以下、メッ
シュ電極という）１１を設け、基板１０を覆うようにす
る。
【００１２】図３に示すように、メッシュ電極１１は遷
移金属を含有するステンレス、ニッケルまたはタングス
テンなどの金属線１２を縦横に編んだものである。この
メッシュ電極１１は、目穴の大きさ（１辺の長さ）ｐが
０．５〜５ｍｍであることが好ましく、基板１０から１
０〜５０ｍｍの距離Ｄを隔てて設けることが好ましい。
移金属を含有するステンレス、ニッケルまたはタングス
テンなどの金属線１２を縦横に編んだものである。この
メッシュ電極１１は、目穴の大きさ（１辺の長さ）ｐが
０．５〜５ｍｍであることが好ましく、基板１０から１
０〜５０ｍｍの距離Ｄを隔てて設けることが好ましい。
【００１３】本発明の高周波プラズマＣＶＤ装置を用い
た多結晶シリコン薄膜の形成は以下のようにして行われ
る。ＣＶＤ炉１内を高真空にした後、ＣＶＤ炉１内にシ
ラン（ＳｉＨ4 ）やジシラン（Ｓｉ2 Ｈ6 ）などのシリ
コン原料ガスおよび希釈用の水素ガスを供給する。ＣＶ
Ｄ炉１内（メッシュ電極１１と陽極３との間）でグロー
放電を起こさせてプラズマを生成させると、イオンは陰
極２側に引かれてメッシュ電極１１の目穴を通してメッ
シュ電極１１と基板１０との間の空間に流入する。メッ
シュ電極１１は陰極２に接続されて同電位になっている
ため、メッシュ電極１１と基板１０との間の空間には非
常に弱い電界が存在するだけである。このため、この空
間に流入したイオンは電子と再結合するか他の分子と衝
突して運動エネルギーを失う。したがって、従来の陰極
堆積法の場合と異なり、陰極上の基板への高エネルギー
のイオンの照射が避けられる。
た多結晶シリコン薄膜の形成は以下のようにして行われ
る。ＣＶＤ炉１内を高真空にした後、ＣＶＤ炉１内にシ
ラン（ＳｉＨ4 ）やジシラン（Ｓｉ2 Ｈ6 ）などのシリ
コン原料ガスおよび希釈用の水素ガスを供給する。ＣＶ
Ｄ炉１内（メッシュ電極１１と陽極３との間）でグロー
放電を起こさせてプラズマを生成させると、イオンは陰
極２側に引かれてメッシュ電極１１の目穴を通してメッ
シュ電極１１と基板１０との間の空間に流入する。メッ
シュ電極１１は陰極２に接続されて同電位になっている
ため、メッシュ電極１１と基板１０との間の空間には非
常に弱い電界が存在するだけである。このため、この空
間に流入したイオンは電子と再結合するか他の分子と衝
突して運動エネルギーを失う。したがって、従来の陰極
堆積法の場合と異なり、陰極上の基板への高エネルギー
のイオンの照射が避けられる。
【００１４】また、メッシュ電極１１と陽極３との間で
プラズマが生成すると、メッシュ電極の周りではシリコ
ン原料ガスおよび水素ガスの分解により中性原子状水素
ラジカルが生成する。特に、メッシュ電極１１が遷移金
属からなる場合には、その触媒作用によって大量のラジ
カルが生成する。このような中性原子状水素ラジカルが
薄膜堆積表面に高密度で存在すると、薄膜生成表面をイ
オン衝撃から保護する作用を発揮する。
プラズマが生成すると、メッシュ電極の周りではシリコ
ン原料ガスおよび水素ガスの分解により中性原子状水素
ラジカルが生成する。特に、メッシュ電極１１が遷移金
属からなる場合には、その触媒作用によって大量のラジ
カルが生成する。このような中性原子状水素ラジカルが
薄膜堆積表面に高密度で存在すると、薄膜生成表面をイ
オン衝撃から保護する作用を発揮する。
【００１５】この結果、成膜温度を低温に設定するとと
もにシリコン原料ガスを高濃度で供給することにより堆
積速度を高速化しても、良質の多結晶シリコン薄膜を成
膜できる。
もにシリコン原料ガスを高濃度で供給することにより堆
積速度を高速化しても、良質の多結晶シリコン薄膜を成
膜できる。
【００１６】上述したように、本発明のプラズマＣＶＤ
装置を用いて多結晶シリコン薄膜を成膜する場合には、
プラズマ電界がメッシュ電極の目穴を通してメッシュ電
極で囲まれた空間に侵入し、ラジカルが効率よく薄膜堆
積表面に到達できることが重要になる。このような要件
を満たすためには、メッシュ電極の目穴の大きさはプラ
ズマのデバイ長より少し大きい程度であることが最も好
ましい。メッシュ電極の目穴の大きさは、成膜時の真空
度によっても異なるが、０．５〜５ｍｍに設定するのが
最も適している。メッシュ電極の目穴が小さすぎると、
プラズマがメッシュ電極と基板との間の空間に流入しに
くくなる。一方、メッシュ電極の目穴が大きすぎると、
高エネルギーのイオンが基板表面に到達しやすくなるの
で、良質な多結晶シリコン薄膜を得ることができなくな
る。また、プラズマ中のイオンがメッシュ電極と基板と
の間の空間に流入したときに、電子と再結合するか他の
分子と衝突して運動エネルギーを失うことも重要にな
る。このような要件を満たすためには、基板とメッシュ
電極との間隔は、成膜時の真空度によっても異なるが、
１０〜５０ｍｍに設定することが好ましい。ここで、成
膜時の圧力が高いほど、メッシュ電極の目穴の大きさを
小さくし、基板−メッシュ電極間の距離を小さくするこ
とが好ましい。供給電力は０．３〜１Ｗ／ｃｍ2 である
ことが必要である。供給電力がこの範囲であれば、プラ
ズマによって発生する水素ラジカルが必要な濃度にまで
達する。
装置を用いて多結晶シリコン薄膜を成膜する場合には、
プラズマ電界がメッシュ電極の目穴を通してメッシュ電
極で囲まれた空間に侵入し、ラジカルが効率よく薄膜堆
積表面に到達できることが重要になる。このような要件
を満たすためには、メッシュ電極の目穴の大きさはプラ
ズマのデバイ長より少し大きい程度であることが最も好
ましい。メッシュ電極の目穴の大きさは、成膜時の真空
度によっても異なるが、０．５〜５ｍｍに設定するのが
最も適している。メッシュ電極の目穴が小さすぎると、
プラズマがメッシュ電極と基板との間の空間に流入しに
くくなる。一方、メッシュ電極の目穴が大きすぎると、
高エネルギーのイオンが基板表面に到達しやすくなるの
で、良質な多結晶シリコン薄膜を得ることができなくな
る。また、プラズマ中のイオンがメッシュ電極と基板と
の間の空間に流入したときに、電子と再結合するか他の
分子と衝突して運動エネルギーを失うことも重要にな
る。このような要件を満たすためには、基板とメッシュ
電極との間隔は、成膜時の真空度によっても異なるが、
１０〜５０ｍｍに設定することが好ましい。ここで、成
膜時の圧力が高いほど、メッシュ電極の目穴の大きさを
小さくし、基板−メッシュ電極間の距離を小さくするこ
とが好ましい。供給電力は０．３〜１Ｗ／ｃｍ2 である
ことが必要である。供給電力がこの範囲であれば、プラ
ズマによって発生する水素ラジカルが必要な濃度にまで
達する。
【００１７】本発明においては、薄膜生成表面をイオン
衝撃から保護して良質な多結晶シリコン薄膜を効率よく
生成するためには、薄膜生成表面における中性原子状水
素ラジカルの密度を高くすることが好ましい。このため
に、対向電極（陽極）側に磁石を設置したり、タングス
テンフィラメント等の加熱源を設置して、原子状水素ラ
ジカルの生成を促進させてもよい。
衝撃から保護して良質な多結晶シリコン薄膜を効率よく
生成するためには、薄膜生成表面における中性原子状水
素ラジカルの密度を高くすることが好ましい。このため
に、対向電極（陽極）側に磁石を設置したり、タングス
テンフィラメント等の加熱源を設置して、原子状水素ラ
ジカルの生成を促進させてもよい。
【００１８】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。図２に示
す静電容量結合型の高周波プラズマＣＶＤ装置を用い、
以下のようにしてシリコン薄膜を堆積した。ＣＶＤ炉１
内に直径１００ｍｍの２枚の平板電極を１００ｍｍの間
隔を隔てて平行に設けた。陰極２に結合コンデンサ４を
介して１３．５６ＭＨｚの高周波電力を供給する高周波
電源５を接続し、陽極３を接地した。陰極２上に基板１
０としてガラスまたは単結晶シリコンウェーハを設置し
た。また、基板１０から３０〜５０ｍｍの間隔を隔てて
ステンレス製のメッシュ電極１１を設け、このメッシュ
電極１１で基板１０を覆った。メッシュ電極１１は陰極
２に接続され、陰極２と同電位となっている。このメッ
シュ電極１１はステンレス線を１ｍｍピッチで縦横に編
んだものである。
す静電容量結合型の高周波プラズマＣＶＤ装置を用い、
以下のようにしてシリコン薄膜を堆積した。ＣＶＤ炉１
内に直径１００ｍｍの２枚の平板電極を１００ｍｍの間
隔を隔てて平行に設けた。陰極２に結合コンデンサ４を
介して１３．５６ＭＨｚの高周波電力を供給する高周波
電源５を接続し、陽極３を接地した。陰極２上に基板１
０としてガラスまたは単結晶シリコンウェーハを設置し
た。また、基板１０から３０〜５０ｍｍの間隔を隔てて
ステンレス製のメッシュ電極１１を設け、このメッシュ
電極１１で基板１０を覆った。メッシュ電極１１は陰極
２に接続され、陰極２と同電位となっている。このメッ
シュ電極１１はステンレス線を１ｍｍピッチで縦横に編
んだものである。
【００１９】成膜圧力を０．１〜０．２Ｔｏｒｒに設定
し、供給電力、基板温度、およびモノシラン（ＳｉＨ
4 ）ガスの水素ガスによる希釈度を種々変化させて、膜
厚約１μｍのシリコン薄膜を形成した。それぞれの条件
で得られたシリコン薄膜について結晶性を評価した。シ
リコン薄膜の結晶性は、Ｘ線回折法により観測される結
晶ピークの半値幅に基づいて評価した。
し、供給電力、基板温度、およびモノシラン（ＳｉＨ
4 ）ガスの水素ガスによる希釈度を種々変化させて、膜
厚約１μｍのシリコン薄膜を形成した。それぞれの条件
で得られたシリコン薄膜について結晶性を評価した。シ
リコン薄膜の結晶性は、Ｘ線回折法により観測される結
晶ピークの半値幅に基づいて評価した。
【００２０】その結果、供給電力５〜１００Ｗ、基板温
度１００〜４５０℃の広い範囲で多結晶シリコン薄膜が
得られることがわかった。特に、供給電力５０〜８０
Ｗ、基板温度３５０〜４５０℃の範囲（基板としてはシ
リコン基板または石英基板を用いた）で良質な多結晶シ
リコン薄膜が得られた。また、供給ガス中のシランガス
濃度が１〜１００％の範囲で結晶化したシリコン薄膜が
得られた。特に、１００％シランガスを使用すると、４
０ｎｍ／ｍｉｎの高速堆積を達成することができた。し
かも、この多結晶シリコン薄膜は高速堆積されているに
もかかわらず、含まれる汚染物質が少なく良質のもので
あった。従来のプラズマＣＶＤ法ではシランガスの濃度
が１０％以下になるまで水素ガスで希釈しなければ多結
晶シリコン薄膜を得ることができなかったのと比較する
と、本発明のプラズマＣＶＤ装置を用いることにより好
適な成膜条件の範囲が広がることがわかる。
度１００〜４５０℃の広い範囲で多結晶シリコン薄膜が
得られることがわかった。特に、供給電力５０〜８０
Ｗ、基板温度３５０〜４５０℃の範囲（基板としてはシ
リコン基板または石英基板を用いた）で良質な多結晶シ
リコン薄膜が得られた。また、供給ガス中のシランガス
濃度が１〜１００％の範囲で結晶化したシリコン薄膜が
得られた。特に、１００％シランガスを使用すると、４
０ｎｍ／ｍｉｎの高速堆積を達成することができた。し
かも、この多結晶シリコン薄膜は高速堆積されているに
もかかわらず、含まれる汚染物質が少なく良質のもので
あった。従来のプラズマＣＶＤ法ではシランガスの濃度
が１０％以下になるまで水素ガスで希釈しなければ多結
晶シリコン薄膜を得ることができなかったのと比較する
と、本発明のプラズマＣＶＤ装置を用いることにより好
適な成膜条件の範囲が広がることがわかる。
【００２１】また、ｎ型多結晶シリコンを得るために、
不純物ガスとしてホスフィン（ＰＨ3 ）を用いてリン
（Ｐ）の添加実験を行った。この結果、基板温度３５０
〜４５０℃、供給電力５０〜８０Ｗの範囲において、不
純物無添加の多結晶シリコンよりも良好な結晶性を有す
るｎ型多結晶シリコン薄膜が得られた。
不純物ガスとしてホスフィン（ＰＨ3 ）を用いてリン
（Ｐ）の添加実験を行った。この結果、基板温度３５０
〜４５０℃、供給電力５０〜８０Ｗの範囲において、不
純物無添加の多結晶シリコンよりも良好な結晶性を有す
るｎ型多結晶シリコン薄膜が得られた。
【００２２】同様に、ｐ型多結晶シリコンを得るため
に、不純物ガスとしてジボラン（Ｂ2Ｈ6 ）を用いてボ
ロン（Ｂ）の添加実験を行った。この結果、上記のＰ添
加の場合と同じ条件において、不純物無添加の多結晶シ
リコンとほぼ同程度の結晶性を有するｐ型多結晶シリコ
ン薄膜が得られた。
に、不純物ガスとしてジボラン（Ｂ2Ｈ6 ）を用いてボ
ロン（Ｂ）の添加実験を行った。この結果、上記のＰ添
加の場合と同じ条件において、不純物無添加の多結晶シ
リコンとほぼ同程度の結晶性を有するｐ型多結晶シリコ
ン薄膜が得られた。
【００２３】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、良
質で大面積の多結晶シリコン薄膜を低温で堆積すること
が可能な高周波プラズマＣＶＤ装置を提供することがで
きる。
質で大面積の多結晶シリコン薄膜を低温で堆積すること
が可能な高周波プラズマＣＶＤ装置を提供することがで
きる。
【図１】陰極堆積法を実施するための高周波プラズマＣ
ＶＤ装置、および陽極堆積法を実施するための高周波プ
ラズマＣＶＤ装置の構成図。
ＶＤ装置、および陽極堆積法を実施するための高周波プ
ラズマＣＶＤ装置の構成図。
【図２】本発明の高周波プラズマＣＶＤ装置の構成図。
【図３】本発明の高周波プラズマＣＶＤ装置に用いられ
るメッシュ電極の平面図。
るメッシュ電極の平面図。
１…ＣＶＤ炉 ２…陰極 ３…陽極 ４…結合コンデンサ ５…高周波電源 １０…基板 １１…メッシュ電極
Claims (3)
- 【請求項１】 ２枚の平行平板電極を用いる高周波プラ
ズマＣＶＤ装置において、薄膜を堆積すべき基板を設置
する電極に高周波電源を接続するとともに、前記基板を
覆うように前記高周波電源が接続された電極と同電位の
金属からなるメッシュ状の電極を設けたことを特徴とす
る高周波プラズマＣＶＤ装置。 - 【請求項２】 前記メッシュ状の電極は、目穴の大きさ
が０．５〜５ｍｍであり、前記基板から１０〜５０ｍｍ
の距離を隔てて設けられていることを特徴とする請求項
１記載の高周波プラズマＣＶＤ装置。 - 【請求項３】 前記メッシュ状の電極が、ステンレス、
ニッケルまたはタングステンなどの遷移金属からなるこ
とを特徴とする請求項１記載の高周波プラズマＣＶＤ装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8156998A JPH104062A (ja) | 1996-06-18 | 1996-06-18 | 高周波プラズマｃｖｄ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8156998A JPH104062A (ja) | 1996-06-18 | 1996-06-18 | 高周波プラズマｃｖｄ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH104062A true JPH104062A (ja) | 1998-01-06 |
Family
ID=15639959
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8156998A Pending JPH104062A (ja) | 1996-06-18 | 1996-06-18 | 高周波プラズマｃｖｄ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH104062A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6383299B1 (en) * | 1997-05-21 | 2002-05-07 | Nec Corporation | Silicon oxide film, method of forming the silicon oxide film, and apparatus for depositing the silicon oxide film |
| JP2002289530A (ja) * | 2001-03-23 | 2002-10-04 | Asahi Glass Co Ltd | プラズマｃｖｄ装置及び成膜方法 |
-
1996
- 1996-06-18 JP JP8156998A patent/JPH104062A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6383299B1 (en) * | 1997-05-21 | 2002-05-07 | Nec Corporation | Silicon oxide film, method of forming the silicon oxide film, and apparatus for depositing the silicon oxide film |
| JP2002289530A (ja) * | 2001-03-23 | 2002-10-04 | Asahi Glass Co Ltd | プラズマｃｖｄ装置及び成膜方法 |
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