JPH116054A - シリコンまたはシリコン化合物薄膜の製造方法およびこの方法により得られたシリコンまたはシリコン化合物薄膜 - Google Patents
シリコンまたはシリコン化合物薄膜の製造方法およびこの方法により得られたシリコンまたはシリコン化合物薄膜Info
- Publication number
- JPH116054A JPH116054A JP9172885A JP17288597A JPH116054A JP H116054 A JPH116054 A JP H116054A JP 9172885 A JP9172885 A JP 9172885A JP 17288597 A JP17288597 A JP 17288597A JP H116054 A JPH116054 A JP H116054A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silicon
- thin film
- compound thin
- silicon compound
- film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000010409 thin film Substances 0.000 title claims abstract description 98
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 73
- 239000010703 silicon Substances 0.000 title claims abstract description 73
- 150000003377 silicon compounds Chemical class 0.000 title claims abstract description 53
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 12
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 71
- 239000010408 film Substances 0.000 claims abstract description 59
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 30
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 18
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 16
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims abstract description 7
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 23
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 14
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 12
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000000151 deposition Methods 0.000 abstract description 13
- 230000008021 deposition Effects 0.000 abstract description 12
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 abstract description 2
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 25
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 8
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical compound [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 6
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 5
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 4
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 4
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 3
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001444 catalytic combustion detection Methods 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 2
- 229910000889 permalloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- TVIVIEFSHFOWTE-UHFFFAOYSA-K tri(quinolin-8-yloxy)alumane Chemical compound [Al+3].C1=CN=C2C([O-])=CC=CC2=C1.C1=CN=C2C([O-])=CC=CC2=C1.C1=CN=C2C([O-])=CC=CC2=C1 TVIVIEFSHFOWTE-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 238000007738 vacuum evaporation Methods 0.000 description 2
- HONWGFNQCPRRFM-UHFFFAOYSA-N 2-n-(3-methylphenyl)-1-n,1-n,2-n-triphenylbenzene-1,2-diamine Chemical compound CC1=CC=CC(N(C=2C=CC=CC=2)C=2C(=CC=CC=2)N(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC=CC=2)=C1 HONWGFNQCPRRFM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DIVZFUBWFAOMCW-UHFFFAOYSA-N 4-n-(3-methylphenyl)-1-n,1-n-bis[4-(n-(3-methylphenyl)anilino)phenyl]-4-n-phenylbenzene-1,4-diamine Chemical compound CC1=CC=CC(N(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC(=CC=2)N(C=2C=CC(=CC=2)N(C=2C=CC=CC=2)C=2C=C(C)C=CC=2)C=2C=CC(=CC=2)N(C=2C=CC=CC=2)C=2C=C(C)C=CC=2)=C1 DIVZFUBWFAOMCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910017073 AlLi Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920002799 BoPET Polymers 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007983 Tris buffer Substances 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 239000003599 detergent Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000005525 hole transport Effects 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000007733 ion plating Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 229910003465 moissanite Inorganic materials 0.000 description 1
- QZXNDEONRUSYFB-UHFFFAOYSA-N n-[4-(4-aminophenyl)phenyl]-3-methylaniline Chemical group CC1=CC=CC(NC=2C=CC(=CC=2)C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 QZXNDEONRUSYFB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- AHLBNYSZXLDEJQ-FWEHEUNISA-N orlistat Chemical compound CCCCCCCCCCC[C@H](OC(=O)[C@H](CC(C)C)NC=O)C[C@@H]1OC(=O)[C@H]1CCCCCC AHLBNYSZXLDEJQ-FWEHEUNISA-N 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 229910000702 sendust Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000009966 trimming Methods 0.000 description 1
- 238000004506 ultrasonic cleaning Methods 0.000 description 1
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 1
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
- C23C14/0635—Carbides
-
- 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
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/0021—Reactive sputtering or evaporation
-
- 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
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
- C23C14/0641—Nitrides
- C23C14/0652—Silicon nitride
-
- 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
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
- C23C14/10—Glass or silica
-
- 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
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
- C23C14/14—Metallic material, boron or silicon
- C23C14/16—Metallic material, boron or silicon on metallic substrates or on substrates of boron or silicon
-
- 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
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/24—Vacuum evaporation
- C23C14/32—Vacuum evaporation by explosion; by evaporation and subsequent ionisation of the vapours, e.g. ion-plating
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
- H05H1/54—Plasma accelerators
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
Abstract
フレークを生じることなく、高い成膜レートが得られる
シリコン、または高耐圧、高硬度が得られるシリコン化
合物薄膜の成膜方法およびその方法により得られたシリ
コンまたはシリコン化合物薄膜を提供する。 【解決手段】 高密度プラズマガンを用いて材料を蒸発
させ、基板上にシリコンまたはシリコン化合物薄膜を成
膜するシリコンまたはシリコン化合物薄膜の製造方法と
した。
Description
方法および薄膜に関し、より詳しくは、TFT、太陽電
池、磁気ヘッド、サーマルヘッド等に使用されるシリコ
ンまたはシリコン化合物薄膜の製造方法およびその方法
により得られたシリコンまたはシリコン化合物薄膜に関
する。
岐に渡り、種々の製品が開発され実用化されている。中
でも、シリコンまたはシリコン薄膜を応用した製品とし
て、薄膜トランジスタ(TFT)、電荷転送デバイス
(CCD)、太陽電池、有機EL素子、磁気ヘッド、サ
ーマルヘッド等への応用が注目を集めている。
した製品として、α−Siを応用した薄膜トランジスタ
(TFT)は、携帯型等のパーソナルコンピュータ用の
ディスプレイとして近年急速に需要が増大している。ま
た、CCDもビデオカメラ、電子カメラ、各種光学機器
等に幅広く応用され、急速に需要が増大している。α−
Si薄膜を基板に用いた太陽電池は、省エネルギーや省
資源問題が注目される中、クリーンなエネルギー源とし
て注目されている。一方、シリコン化合物薄膜の応用、
特に保護膜としての使用が期待される磁気ヘッド、サー
マルヘッドにおいても、特にコンピュータ用記憶装置
や、出力装置に使用され、同様に需要が増大している。
さらに、自己発光性の表示装置として、幅広い用途が期
待される有機EL素子が研究され、実用化されている
が、この有機EL素子の保護膜ないし封止膜への応用が
研究されている。
する方法として、CVD法を用いた蒸着方法が広く用い
られている。しかし、CVD法を用いてTFT等を製膜
した場合、その成膜レートが、5〜20nm/min を超え
るといわゆるフレークという膜の異常成長が生じたり、
他の構造膜にダメージを与える等の問題が生じるため、
事実上前記成膜レートに制限されてていた。このように
成膜レートが制限されることにより、量産性に劣り、特
に近年の急速な需要増大に対応可能な成膜技術が望まれ
ていた。
時に他の構造膜にダメージを与えたり、フレークを生じ
ることなく、高い成膜レートが得られるシリコン、また
は高耐圧、高硬度が得られるシリコン化合物薄膜の成膜
方法およびその方法により得られたシリコンまたはシリ
コン化合物薄膜を提供することである。
CHNICAL REPORT OF IECE. EID96-58(1996-11) には、高
密度プラズマが生成可能な圧力勾配型プラズマガンに、
ビーム修正装置を付加したイオンプレーティング法(U
RT−IP法)が記載されている。そして、この成膜法
を用いることで、大面積基板に均一な成膜が可能で、高
速にポテンシャルの高い成膜を行うことが可能である点
についての記載がある。
討されている薄膜はITO透明電極のみであり、高密度
プラズマガンを用いてシリコンまたはシリコン化合物薄
膜を成膜する検討がなされたものは存在しない。
達成される。 (1) 高密度プラズマガンを用いて材料を蒸発させ、
基板上にシリコンまたはシリコン化合物薄膜を成膜する
シリコンまたはシリコン化合物薄膜の製造方法。 (2) 成膜レートが50nm/min 以上である上記
(1)のシリコンまたはシリコン化合物薄膜の製造方
法。 (3) 前記高密度プラズマガンは圧力勾配型プラズマ
ガンであって、蒸発源近傍に設けられたプラズマ誘導磁
界発生手段により蒸発源にプラズマを誘導して材料を蒸
発させる上記(1)または(2)のシリコンまたはシリ
コン化合物薄膜の製造方法。 (4) 前記シリコンまたはシリコン化合物がシリコ
ン、酸化シリコン、窒化シリコンおよび炭化シリコンの
いずれかである上記(1)〜(3)のいずれかのシリコ
ンまたはシリコン化合物薄膜の製造方法。 (5) 成膜時に反応性ガスを導入する上記(1)〜
(4)のいずれかのシリコンまたはシリコン化合物薄膜
の製造方法。 (6) 上記(1)〜(5)のいずれかのシリコンまた
はシリコン化合物薄膜の製造方法により得られたシリコ
ンまたはシリコン化合物薄膜。 (7) 前記シリコン薄膜は非結晶Siまたはポリ結晶
Siであり、酸素含有量が1×1019原子/cm3 以下で
ある上記(6)のシリコンまたはシリコン化合物薄膜。 (8) 前記シリコン化合物薄膜が酸化シリコンであっ
て、耐圧が1×105V/cm以上である上記(6)のシリ
コンまたはシリコン化合物薄膜。 (9) 前記シリコン薄膜が窒化シリコンまたは炭化シ
リコンであって、ビッカース硬さが1000kg/cm2 以
上である上記(6)のシリコンまたはシリコン化合物薄
膜。
化合物薄膜の製造方法は、高密度プラズマガンを用いて
材料を蒸発させ、基板上にシリコンまたはシリコン化合
物薄膜を成膜するものである。高密度プラズマガンを用
いることにより、高周波コイル等のイオン化手段が不要
となり、クリーンな条件で成膜でき、しかも大面積の基
板にも対応可能で、高い成膜レートを得ることができ
る。
生成するプラズマガンは、所定の密度のプラズマビーム
を発生することが可能なものであれば特に限定されるも
のではなく、種々の態様を有するものが考えられるが、
好ましくは前記信学技報 TECHNICAL REPORT OF IECE.
EID96-58(1996-11) に記載された圧力勾配型プラズマガ
ンが挙げられる。圧力勾配型プラズマガンは、直流アー
ク放電を用い、陰電極の圧力は成膜室よりも高く保たれ
ているため、種々の反応性ガスの導入に際しても安定し
て動作し、成膜レートは従来のスパッタ法を用いた場合
等に比べて大きくなり好ましい。高密度プラズマガンに
より得られるプラズマビームの電子密度は、好ましくは
1×1011〜20×1011cm-3程度が好ましく、特に5
×1011〜10×1011cm-3程度が好ましい。また、そ
のビーム形状等は磁場により制御することができる。
ン化合物の薄膜である。シリコンとしては非結晶Si、
ポリ結晶Siが好ましく、シリコン化合物としては酸化
シリコン、窒化シリコンおよび炭化シリコンが好まし
く、特にSiOx :x=0.5〜2.2,Si Ny :
y=0.8〜1.8およびSiCz :z=0.5〜1.
5、SiOx Ny Cz :x=0.2〜0.7、y=0.
05〜0.4、z=0.05〜0.4等が好ましい。こ
れらのシリコン化合物を得るには、シリコンまたはシリ
コン化合物の材料を用いてもよいし、成膜する際に、酸
素源、窒素源、炭素源となる反応性ガスを導入すること
により、シリコン化合物を得ることもできる。
ンタブレット、Si3 N4 、SiC、SiO2 またはこ
れらの複合物等が挙げられ、特にシリコンタブレットが
好ましい。反応性ガスとしては、例えば酸素源として、
O2,O3等、窒素源として、N2等、炭素源として、C
H4等が挙げられる。その他、CO,CO2,C2H4,C
2H6,C3H8,C6H6,H2O,NH3や,SiH4ある
いは、NO,NO2,N2O等のNOx等を用いてもよ
い。また、シリコン薄膜を作成する場合には、不純物と
して、H2,PH3,B2H6等のド−ピングガスを加えて
もよい。
くは1×10-2Torr、特に1×10-3Torr以下、さらに
は1×10-3〜1×10-4Torr程度の高真空とすること
が好ましい。このような高真空状態は特にSi薄膜を作
成する用途に適していて好ましい。酸素濃度が1×10
19原子/cm3を超えるとプラズマの発生が困難になる。
プラズマガンの放電電流は、使用するプラズマガンの種
類にもよるが、圧力勾配型プラズマガンの場合、通常1
0〜150A 、特に50〜100A 程度が好ましい。成
膜レートとしては、好ましくは30nm/min 以上、特に
50nm/min 以上、さらには50〜150nm/min 程度
が好ましい。
て説明する。
構成を示した概略構成図である。本発明に使用される成
膜装置は、高密度プラズマガン1と、基板2と、蒸発源
3と誘導磁場発生手段4とを有する。
流アーク放電等により、高密度のプラズマビームを発生
しうるもので、発生したプラズマの流出方向を規制する
ため、ステアリングコイル等の磁場発生手段を備えてい
る。プラズマガン1から放出されたプラズマビーム5は
誘導磁場発生手段4により生じた磁場に誘導され、蒸発
源3に照射される。蒸発源3にはシリコンあるいは上記
シリコン化合物となりうる蒸着材料が配置されていて、
プラズマビーム5の照射により蒸発・イオン化され、蒸
着粒子6となって基板2上に堆積し、薄膜を形成する。
5は誘導磁場発生手段4によりガイドされ蒸発源3に照
射されるが、ビーム電流により生じた自己磁場によりプ
ラズマビーム5にねじれを生じ、蒸着粒子の飛散方向が
真上からずれ、基板2上に堆積する薄膜の膜厚分布が偏
ったものとなる場合がある。このような場合、例えば図
2に示すように、蒸発源3を囲むよう環状に配置された
修正磁場発生手段7を設け、発生した磁場8によりプラ
ズマビームを捕らえ、プラズマビームのねじれを修正す
るとよい。
記高真空下での成膜が可能で、特にO量が、好ましくは
1×1019原子/cm3以下、特に5×1018原子/cm3以
下程度が好ましい。その下限は、SIMSの検出限界ま
で可能である。
が5nm 未満のものとすると、ポリ結晶Siの場合、結
晶粒径は好ましくは5nm 以上、特に20〜200nm で
あって、好ましくは(111)の配向面を有する結晶相
を有することが好ましい。また、非結晶Siの場合、結
晶粒径は好ましくは5nm 以下とする。シリコン薄膜に
おける非結晶Si層の厚さは、TFTに用いる場合、好
ましくは、10〜200nm 、太陽電池に用いる場合、
好ましくは500〜1500nm 程度が好ましい。ま
た、ポリ結晶Si層の厚みは、TFTに用いる場合、好
ましくは、10〜200μm 、太陽電池に用いる場合、
好ましくは1〜20μm 程度が好ましい。
物薄膜は、好ましくは酸化シリコン、窒化シリコンおよ
び炭化シリコンが得られ、特にSiOx 薄膜では絶縁性
に優れ、好ましくは1×105 V/cm以上、特に1×1
06 V/cm以上の絶縁特性が得られる。その上限は、通
常1×108V/cm程度である。また、特にSi Ny およ
びSiCz にあっては、高い硬度が得られ、好ましくは
1000kg/cm2 以上、より好ましくは2000kg/cm
2 以上、特に2500kg/cm2 以上のビッカース硬さが
得られる。その上限は、3500kg/cm2程度である。従
って、これらのシリコン化合物は、その用途を特に限定
されるものではないが、SiOx 薄膜にあっては、有機
EL素子の封止膜やTFTの絶縁層に好ましく用いるこ
とができ、Si Ny およびSiCz 薄膜は、磁気ヘッ
ドやサーマルヘッドの保護膜として好ましく用いること
ができる。これらシリコン化合物薄膜の膜厚は、成膜さ
れるものの材質や成膜されるシリコン化合物の種類など
により異なるが、通常0.5〜10μm 程度である。
明する。
で減圧し、蒸着材料としてシリコンタブレットを用い、
高密度プラズマガンに電圧70V で200A の電流を印
加した。また、不純物としてH2ガスを1SCCM添加し、
成膜レート100nm/min でシリコン薄膜を150nmガ
ラス基板上に製膜した。このときの基板温度は150℃
で、プラズマビームの電子密度は2×1011cm-3 であ
った。得られた非結晶Si薄膜のO含有量は、2×10
18at%であった。
れた所定パターンのドレイン層、ソース層間に、上記と
同様にして非結晶Si層を所定のパターンで150nm製
膜した。さらに、絶縁層、ゲート層を積層し、配線して
TFTパネルを得た。
測定したところ、250V・S/cm2の電界移動度を得る
ことができた。
m 積層し、さらにTiAgを5μm 積層して裏面電極と
した。さらにその上に実施例1と同様な手法により、非
結晶Si層を、n−i−pの順に積層した。さらに、そ
の上に所定の絶縁樹脂層をスクリーン印刷し、ITO透
明電極を所定のパターンにスパッタ法にて形成した。こ
れらの薄膜積層体をレーザートリミングにより所定のセ
ル構造が得られるよう加工し、絶縁樹脂をスクリーン印
刷し、Ag集電電極をスクリーン印刷した後、レーザー
ボンディングを行い、ラミネート封止して太陽電池モジ
ュールを得た。
近似キセノンランプ50,000Lux 下でIsc 、Voc 、
Iope 、FFについて測定し評価したところ、従来の太陽
電池モジュールと比較して優れた特性が得られた。
まで減圧し、蒸着材料としてシリコンタブレットを用
い、高密度プラズマガンに電圧70V で200A の電流
を印加した。また、不純物としてH2ガスを1SCCM添加
し、成膜レート100nm/min でシリコン薄膜を150
nmガラス基板上に製膜した。このときの基板温度は15
0℃で、プラズマビームの電子密度は2×1011cm-3
であった。
顕微鏡で観察したところ5μm 以上の結晶粒径が認めら
れ、そのX線回折法による配向面は(111)であっ
た。また、O含有量は、2×1018at%であった。
れた所定パターンのドレイン層、ソース層間に、実施例
1と同様にしてシリコン複合層を所定のパターンで15
0nm製膜した。このときの基板温度は150℃で、プラ
ズマビームの電子密度は5×1011cm-3 であった。さ
らに、絶縁層、ゲート層を積層し、配線してTFTパネ
ルを得た。
を測定したところ、250V・S/cm2 の電界移動度を得
ることができた。
まで減圧し、蒸着材料としてシリコンタブレットを用
い、高密度プラズマガンに電圧70V で200A の電流
を印加した。また、反応性ガスとしてO2ガスを5SCCM
添加し、成膜レート100nm/min で酸化シリコン薄膜
を150nmシリコン基板上に製膜した。このときの基板
温度は200℃で、プラズマビームの電子密度は5×1
011cm-3あった。
Aを用いて調べたところ、SiOx:x=2.01が認
められた。この酸化シリコン薄膜の絶縁破壊電圧を測定
したところ、1×106 V/cmの耐圧を有することが確
認された。
00nmのパターニングITO透明電極(ホール注入電
極)を有するガラス基板を、中性洗剤、アセトン、エタ
ノールを用いて超音波洗浄し、次いで煮沸エタノール中
から引き上げて乾燥し、表面をUV/O3洗浄した後、
真空蒸着装置の基板ホルダーに固定して、槽内を1×1
0-4Pa以下まで減圧した。4,4’,4”−トリス(−
N−(3−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ)ト
リフェニルアミン(以下、m−MTDATA)を蒸着速
度0.2nm/sec.で40nmの厚さに蒸着し、ホール注入
層とし、次いで減圧状態を保ったまま、N,N’−ジフ
ェニル−N,N’−m−トリル−4,4’−ジアミノ−
1,1’−ビフェニル(以下、TPD)を蒸着速度0.
2nm/sec.で35nmの厚さに蒸着し、ホール輸送層とし
た。さらに、減圧を保ったまま、トリス(8−キノリノ
ラト)アルミニウム(以下、Alq3 )を蒸着速度0.
2nm/sec.で50nmの厚さに蒸着して、電子注入輸送・
発光層とした。次いで減圧を保ったまま、このEL素子
構造体基板を真空蒸着装置からスパッタ装置に移し、ス
パッタ圧力1.0PaにてAlLi電子注入電極(Li濃
度:7.2at%)を50nmの厚さに成膜した。その際ス
パッタガスにはArを用い、投入電力は100W、ター
ゲットの大きさは4インチ径、基板とターゲットの距離
は90mmとした。さらに、減圧を保ったまま、このEL
素子基板を本発明に使用される成膜装置に移し、実施例
3の酸化シリコン薄膜(SiOx :x=1.95)を1
50nm成膜した。
気中で直流電圧を印加し、10mA/cm2 の定電流密度で
連続駆動させた。初期には、6.5V 、530cd/mm2
の緑色(発光極大波長λmax =530nm)の発光が観
測された。輝度の半減時間は850時間で、その間の駆
動電圧の上昇は1.9Vであった。この間、大きさが5
0μm を超えるダークスポットの発生および成長は確認
されず、良好な特性を示した。
まで減圧し、蒸着材料としてシリコンタブレットを用
い、高密度プラズマガンに電圧70V で200A の電流
を印加した。また、反応性ガスとしてN2ガスを5SCCM
添加し、成膜レート100nm/min で窒化シリコン薄膜
を150nmシリコン基板上に製膜した。このときの基板
温度は200℃で、プラズマビームの電子密度は2×1
011cm-3あった。
Aを用いて調べたところ、SiNy:y=1.3が認め
られた。この窒化シリコン薄膜のビッカース硬さを測定
したところ2000kg/cm2 であった。
まで減圧し、蒸着材料としてシリコンタブレットを用
い、高密度プラズマガンに電圧70V で200A の電流
を印加した。また、反応性ガスとしてCH4ガスを5SCC
M添加し、成膜レート100nm/min で炭化シリコン薄
膜を150nmシリコン基板上に製膜した。このときの基
板温度は200℃で、プラズマビームの電子密度は2×
1011cm-3あった。
Aを用いて調べたところ、SiCzZ=0.95が認め
られた。この酸化シリコン薄膜のビッカース硬さを測定
したところ2000kg/cm2 であった。
ッドを用いた。すなわち、図示例の薄膜ヘッドは再生用
のMRヘッド部と記録用の誘導型ヘッド部とを有する、
いわゆるMR誘導型複合ヘッドである。ここで、記録用
の誘導型ヘッド部は、上部磁極層3と下部磁極層5、お
よびこれらに挟まれたギャップ4とコイル12により構
成される。MRヘッド部は上部シールド層7と下部シー
ルド層9、およびこれらに挟まれた絶縁層13とMR素
子8により構成されている。そして、図示例では誘導型
ヘッド部がいわゆるトレーリング側であり、MRヘッド
部がリーディング側である。
が、上部および下部磁極層3,5はパーマアロイ等の軟
磁性材料が、上部および下部シールド層7,9はパーマ
アロイ、センダスト、窒化鉄等の軟磁性材料が、下地層
10にはアルミナ等の非磁性材料が使用される。
る摺動面側に、実施例7の窒化シリコン薄膜(SiN
y :y=1.1)を10nm製膜し、CSSテストにより
評価したところ、1×106 回後でも正常な書き込み/
読み出しを行えることが確認された。
ン薄膜に代えて、実施例8の炭化シリコン薄膜(SiC
z :Z=0.8)を10nm製膜した他は実施例9と同様
にして薄膜ヘッドを作製し、評価したところ同等の結果
を得た。
他の構造膜にダメージを与えたり、フレークを生じるこ
となく、高い成膜レートが得られるシリコンまたは、高
耐圧、高硬度が得られるシリコン化合物薄膜の成膜方法
およびその方法により得られたシリコンまたはシリコン
化合物薄膜を提供できる。
た概略構成図である。
磁場発生手段を設けた構成例を示した概略構成図であ
る。
ヘッドの一例を示した概略構成図である。
Claims (9)
- 【請求項1】 高密度プラズマガンを用いて材料を蒸発
させ、 基板上にシリコンまたはシリコン化合物薄膜を成膜する
シリコンまたはシリコン化合物薄膜の製造方法。 - 【請求項2】 成膜レートが50nm/min 以上である請
求項1のシリコンまたはシリコン化合物薄膜の製造方
法。 - 【請求項3】 前記高密度プラズマガンは圧力勾配型プ
ラズマガンであって、 蒸発源近傍に設けられたプラズマ誘導磁界発生手段によ
り蒸発源にプラズマを誘導して材料を蒸発させる請求項
1または2のシリコンまたはシリコン化合物薄膜の製造
方法。 - 【請求項4】 前記シリコンまたはシリコン化合物がシ
リコン、酸化シリコン、窒化シリコンおよび炭化シリコ
ンのいずれかである請求項1〜3のいずれかのシリコン
またはシリコン化合物薄膜の製造方法。 - 【請求項5】 成膜時に反応性ガスを導入する請求項1
〜4のいずれかのシリコンまたはシリコン化合物薄膜の
製造方法。 - 【請求項6】 請求項1〜5のいずれかのシリコンまた
はシリコン化合物薄膜の製造方法により得られたシリコ
ンまたはシリコン化合物薄膜。 - 【請求項7】 前記シリコン薄膜は非結晶Siまたはポ
リ結晶Siであり、酸素含有量が1×1019原子/cm3
以下である請求項6のシリコンまたはシリコン化合物薄
膜。 - 【請求項8】 前記シリコン化合物薄膜が酸化シリコン
であって、耐圧が1×105 V/cm以上である請求項6
のシリコンまたはシリコン化合物薄膜。 - 【請求項9】 前記シリコン薄膜が窒化シリコンまたは
炭化シリコンであって、ビッカース硬さが1000kg/
cm2 以上である請求項6のシリコンまたはシリコン化合
物薄膜。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9172885A JPH116054A (ja) | 1997-06-13 | 1997-06-13 | シリコンまたはシリコン化合物薄膜の製造方法およびこの方法により得られたシリコンまたはシリコン化合物薄膜 |
| US09/088,682 US5968612A (en) | 1997-06-13 | 1998-06-02 | Method for the preparation of silicon compound thin film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9172885A JPH116054A (ja) | 1997-06-13 | 1997-06-13 | シリコンまたはシリコン化合物薄膜の製造方法およびこの方法により得られたシリコンまたはシリコン化合物薄膜 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH116054A true JPH116054A (ja) | 1999-01-12 |
Family
ID=15950135
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9172885A Pending JPH116054A (ja) | 1997-06-13 | 1997-06-13 | シリコンまたはシリコン化合物薄膜の製造方法およびこの方法により得られたシリコンまたはシリコン化合物薄膜 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5968612A (ja) |
| JP (1) | JPH116054A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4853705A (en) * | 1988-05-11 | 1989-08-01 | Amtech Technology Corporation | Beam powered antenna |
| JP2002086718A (ja) * | 2000-09-11 | 2002-03-26 | Ricoh Co Ltd | インクジェット記録ヘッド及びそのインクジェット記録ヘッドの製造方法並びにそのインクジェット記録ヘッドを具備するインクジェット記録装置 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000331782A (ja) * | 1999-05-19 | 2000-11-30 | Pioneer Electronic Corp | 有機el素子及びその修理方法 |
| JP4728534B2 (ja) * | 2001-09-11 | 2011-07-20 | テイコクテーピングシステム株式会社 | シリコンウエハ保護フィルムのトリミング方法及びトリミング装置 |
| US8512871B2 (en) * | 2006-05-30 | 2013-08-20 | United Technologies Corporation | Erosion barrier for thermal barrier coatings |
| US20100053817A1 (en) * | 2008-09-04 | 2010-03-04 | Robert Glenn Biskeborn | Coated magnetic head and methods for fabrication thereof |
-
1997
- 1997-06-13 JP JP9172885A patent/JPH116054A/ja active Pending
-
1998
- 1998-06-02 US US09/088,682 patent/US5968612A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4853705A (en) * | 1988-05-11 | 1989-08-01 | Amtech Technology Corporation | Beam powered antenna |
| JP2002086718A (ja) * | 2000-09-11 | 2002-03-26 | Ricoh Co Ltd | インクジェット記録ヘッド及びそのインクジェット記録ヘッドの製造方法並びにそのインクジェット記録ヘッドを具備するインクジェット記録装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5968612A (en) | 1999-10-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6127004A (en) | Forming an amorphous fluorocarbon layer in electroluminescent devices | |
| CN104919541B (zh) | 透明导电性薄膜及其制造方法 | |
| CN104919542B (zh) | 透明导电性薄膜及其制造方法 | |
| CN104937676B (zh) | 透明导电性薄膜及其制造方法 | |
| CN104937678B (zh) | 透明导电性薄膜的制造方法 | |
| TW200418340A (en) | Fabrication system, light-emitting device and fabricating method of organic compound-containing layer | |
| US8859044B2 (en) | Method of preparing graphene layer | |
| US20070209578A1 (en) | Method for producing substrate for single crystal diamond growth | |
| Haitao et al. | Investigation of hole injection enhancement by MoO3 buffer layer in organic light emitting diodes | |
| JP2001131741A (ja) | 触媒スパッタリングによる薄膜形成方法及び薄膜形成装置並びに半導体装置の製造方法 | |
| Kim et al. | Plasma damage-free deposition of Al cathode on organic light-emitting devices by using mirror shape target sputtering | |
| JPH116054A (ja) | シリコンまたはシリコン化合物薄膜の製造方法およびこの方法により得られたシリコンまたはシリコン化合物薄膜 | |
| Hsu et al. | Preparation and characterization of Ni–indium tin oxide cosputtered thin films for organic light-emitting diode application | |
| US20150345010A1 (en) | Methods of magnetically enhanced physical vapor deposition | |
| JP2012512327A (ja) | 低いエネルギーを有している粒子によって絶縁層を形成する方法 | |
| Pribil et al. | Deposition of electronic quality amorphous silicon, a-Si: H, thin films by a hollow cathode plasma-jet reactive sputtering system | |
| Matsushima et al. | Electroluminescence enhancement in dry-processed organic-inorganic layered perovskite films | |
| JPH11185964A (ja) | 有機発光素子及びその製造方法 | |
| Hsu et al. | Room temperature large magneto-absorption effect in Co-coated ZnO nanowires | |
| JPH1081968A (ja) | 非晶質シリコン膜の作製法 | |
| CN115548133B (zh) | 二硫化钼聚四氟乙烯复合光电探测器及其制备方法 | |
| JPH021367B2 (ja) | ||
| JP2008240131A (ja) | 透明ガスバリアフィルムおよびエレクトロルミネッセンス素子 | |
| Chung et al. | Effects of substrate temperature on the properties of Alq3 amorphous layers prepared by vacuum deposition | |
| CN117286461B (zh) | 一种基于镓缓冲层的氧化镓薄膜及其制备方法与应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040514 |
|
| RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20040601 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060906 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20061031 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070306 |