JPS59189934A - 非晶質薄膜形成法及びそれに用いる装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、非晶質薄膜を形成する方法、及びその非晶質
薄膜形成法に用いる非晶質薄膜形成用装置に関する。

非晶質薄膜を形成する方法として、従来、反応室を用い
、その反応室内に基板を配した状態で、反応室内で、原
料ガスを放電させて、原料ガスにＪ：る反応生成物ガス
を生成させることによって、基板上に非晶質薄膜を堆積
形成させる、という方法が、現用されている。

このような従来の非晶質薄膜形成法の場合、非晶質薄膜
を、所期の元素以外の元素を実質的に含まないものとし
て形成するのが極めて困難であった。

例えば、原料ガスとして、ＳｉＨイガスと、Ｎ、ガスま
たはＮｈｈ　ガスとからなるガスを用いて、非晶質薄膜
を、一般にＳ！ｒＮｈ−ｘ（但しＱ＜ｘ＜４）で表わさ
れる窒化シリコンでなるものとして形成する場合、その
非晶質薄膜としての窒化シリコン薄膜が、水素を含むも
のとして形成される。

しかも、この場合、５Ｉ３Ｎｈ−ｘのＸ　１７）　ｌｕ
ｌを変更させて、窒化シリコン薄膜を所期の特性を有す
るものとして得るために、構成している基板の温度を変
更させたり、反応室内でのＳｉＨ４ガスの量と、Ｎ２ガ
スまたはＮＨ＋ガスの缶との比を変更させたりすれば、
非晶質薄膜としての窒化シリコン薄膜が、それに含む水
素の量の変更されたものとして得られる。

従って、上述した従来の非晶質薄膜形成法の場合、非晶
質薄膜を、所期の特性を有り゛るものとして形成づ−る
ことが極めて囚ｆｌ［である、という欠点を有していた
。

よって、本発明は上述した欠点のない、新規な、非晶質
薄膜形成法、及びそれに用いる新規な装置を提案＋ｉｌ
υとするもので、以下述べるところから、明らかとなる
であろう。

先ず、本発明による非晶質薄膜形成法に用いる装置を述
べよう。

本発明による非晶質薄膜形成法に用いる装置、すなわち
、非晶質薄膜形成用装置の一例は、第１図を伴なって次
に述べる構成を有する。

すなわち、本発明による非晶質薄膜形成用装置は、反応
室１を有する。

この反応室１は、原料ガスを導入させる原料ガス導入口
２と、ガス排出口３とを有する。

この場合、原料ガス導入口２は、−例として、反応室１
の上壁側に設Ｃプられ、また、ガス′排出口３は、原料
ガス導入口２が反応室１の上壁側に設けられているのに
応じて、反応室１の下壁側に設けられている。

また、反応室１は、導体を用いて、ガスが出入し得るよ
うに構成された、基板４が配される基板配置用室５を、
内部に形成している。

この基板配置用室５の一例は、次に述べるガス放電用手
段８を構成している板状の電極１゜上に、これと電気（
幾械的に連結して配された断面逆回状のメツシュ乃至グ
リッド状導体７とで構成されている。

また、本発明による非晶質薄膜形成用装置の一例は、上
述した反応室１の外、ガス放電用手段８を有する。

この−ガス放電用手段８の一例は、反応室１外に用意さ
れるガス放電用電源９の両端にそれぞれ接続される、反
応室１内に配された板状の電極１０及び１１を有する。

この場合、電極１０は、−例として、反応室１内の下部
に配され、また、電極１１は、電極１０が反応室の１下
部に配されているのに応じて、反応室１内の上部に、電
極１０と対向して配されている。

ざらに、本発明による非晶質薄膜形成用装置の一例は、
上述した反応室１、及びガス放電用手段８の外、基板４
を加熱−リ°る加熱手段１２を右する。

この加熱手段１２は、−例として、反応室１外に用意さ
れる加熱用電源１３に接続される、反応室１内のガス放
電用手段８を構成して（、＞る電極１０下の位置に配さ
れたヒータ１４を有する。

以上が、本発明による非晶質薄膜形成法に用いる装置の
一例構成である。

次に、本発明による非晶質薄膜形成法を述べよう。

本発明による非晶質薄膜形成法の一例は、第１図で上述
した本発明による非晶質薄膜形成法に用いる装置を用い
て、次のようにして行なわれる。

すなわら、第１図で上述した本発明による非晶質薄膜形
成法に用いる装置を用い、その基板配置用室５内に、基
板４を配り。

しかして、反応室１内に、外部から、ガス導入口２を介
して、原料ガスを導入させながら、反応室１内のガスを
、ガス排出口３を介して、外部に排出し、よって、反応
室１内に原料ガスによる所要の圧力を得る。

一方、加熱手段１２を構成しているヒータ１４を、加熱
用電源１３に接続することによって、そのヒータ１４で
、基板配置用室５内に配されている基板４が所要の温度
に加熱された状態にする。

上述した状態を得てから、ガス放電用手段８を構成して
いる電極１０及び１１間に、放電用電源９を接続して、
反応室１内に導入されている原料ガスに、放電用電源９
からの高周波を作用させて、その原料ガスを放電させて
、その原料ガスによる、一般的にはプラズマ化されてい
る反応生成物ガスを生成させる。

この場合の放電は、電極１０及び１１間で行なわれる他
、電極１０に２Ｈ４板配！ｆｆｉ　Ｊｌｌ　’ｘ丁を（
１１１成しているメツシュ乃至グリセット状導体７が電
気的にも連結されているので、電１１１０とメツシュ乃
至グリセット状導体７との間でも行なわれる。しかしな
がら、基板配置用室５内では、それが電極１０と、これ
と電気的に連結されているメツシュ乃至グリセット状導
体７どで構成されているので、放電は行なわれない。

上）ホしたように原料ガスを放電させて反応生成物ガス
を生成させれば、その反応生成物ガスの大部分が、基板
４を配している基板配置用室５内に入る。

基板配置用室５内に入った反応生成物ガスは、基板配置
用室５内では上述したように放電が行なわれないので、
一部について、基板４にそのままの組成で到着するが、
他部について、そのイオンエネルギが失われたりするこ
とによって、基板４に到達しなかったり、到達するにし
ても基板配置用室５内に入る反応生成物ガスとは異なる
組成の反応生成物ガスになって到着したりＪる。

また、基板４に到達する反応生成物ガスでも、その一部
について他部とは異なるイオンエネルギを有して、基板
４に到着したりする。

このように、−シて、基板４上に所期の組成を有する非
晶質λ９膜が体積形成される。

以上で、本発明による非晶質薄膜形成法が明らかとなっ
た。

上述した本発明による非晶質薄膜形成法によれば、導体
を用いて、ガスが出入し得るように構成された基板配置
用室５を、内部に形成している反応室１を用い、そして
、基板配置用室５内に基板４を配した状態で、反応室１
内で、原料ガスを放電させることによって、基板配置用
室５内に配された基板４上に、非晶質薄膜を体積形成さ
れる。そして、この場合、基板４が配されている基板配
置用室５内では放電を生じていない。

従って、基板配置用室５の大いざ、基板４の基板配置用
室５内の配置位置などを、予め適当に選定して置くこと
によって、非晶質薄膜を、所期の元素以外の元素を実質
的に含まないものとして容易に形成することができる。

ちなみに、基板配置用室５内に配される基板４を、電極
１０上に直接的に配し、また、基板配置用室５として、
電極１０上に配した基板４と、メツシュ乃至グリッド状
導体６との間で１Ｑｍｍ以上の離れた距離を保つ大いさ
を有するものを用い、そして、原料ガスとして、冒す頁
で前述したと同様に、３ｉＨ＋ガスと、Ｎ２ガスよたは
Ｎ１−１１　ガスとからなるガス用（Ｘ、また、基板４
の湿度を２３０℃として、非晶質薄膜を、一般にＳｉ＋
Ｎｔ−ｘで表わされる窒化シＩＪコンでなるものとして
形成したところ、その非晶質ａｌ１５１としての窒化シ
リコン薄膜が、水素を実質的に含まないか含むとしても
僅かしか含まな（Ｘものとして形成された。

このことは、赤外線吸収スペクトルを測定した結果から
も確認された。

すなわち、本発明による非晶質薄膜形成法【こよらない
で、反応￥１として、基板配置用室５を内部に形成して
いない反応室を用いることを除いて、上述した本発明に
よる非晶質薄膜形成法ににって、非晶質薄膜を上述した
窒化シリコンでなるものとして形成した場合、その非晶
質　　　　　　□：薄膜の赤外線スペクトルが、第２図
で点線図示のように、波数８５０　ｃｍ−’近傍でＳｉ
　−Ｎ結合による吸収ピークを呈する外、波数２１００
ｃｍ１の位置で８１−ト１結合による大なる吸収ピーク
を呈す−るのに対し、上）ボした本発明による非晶質薄
膜形成法によって、非晶質薄膜を、上述した窒化シリコ
ンでなるものとして形成した場合、その非晶質薄膜の赤
外線スペクトルが、第２図で実践図示のように、波長８
５０ｃｍ’近傍でＳｉ　−Ｎ結合による吸収ピークを呈
するが、２１０　Ｑ　ｃｍ−’の位置でＳｉ　−Ｈ結合
による吸収ピークをはと／υど呈しないことからも確認
された。

よって、本発明による非晶質薄膜の形成法によれば、非
晶質薄膜を、所期の特性を有するものとして、容易に形
成することかてぎる、という大なる特徴を有する。

また、第１図で上述した本発明による非晶質薄膜形成法
に用いる装置は、原石ガスを導入させる原第１カス導入
口２と、カスυ１出口３どを有し、且つ内部に、導体を
用いて、ガスが出入し得るように構成された、基板４が
配される基板配置用室５を形成している反応室１ど、そ
の反応室１内で、その反応室１内に原わ１ガス導入口２
から導入される原ｆ′３１ガスを放電さゼて、原石ガス
による反応生成物ノｊスを生成ざぜるためのガス放電用
手段８とを有する、という簡易な構成を有する。

従って、本発明による非晶質薄膜形成法に用いる装置は
、簡易な構成で、上述した特徴を有する本発明にＪこる
非晶質薄膜形成法を達成させることができる、という特
徴を有する。

なＪ−３、上述においては、本発明による非晶質薄膜形
成法、及びそれに用いる装置のそれぞれについて、−例
を述べたに留まり、例えば、非晶質薄膜形成法に用いる
装置でみて、そのカス放電用手段を、電極を用いないで
、反応苗鉢から、反応室内の原石ガスに直接放電用電力
を結合させるようにした構成とげることもでき、また、
加熱手段を省略した構成とすることもできる。

その他、本発明の精神を説することなしに、種々の変型
、変更をなし得るであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による非晶質薄膜形成法に用いる装置
の一例、及び本発明による非晶質薄膜形成法の一例を示
ず路線図である。 第２図は、本発明による非晶質薄膜形成法によって形成
される非晶質薄膜赤外線スペクトルを、本発明による非
晶質薄膜形成法によらないで形成される非晶質薄膜のそ
れど対比して示す図である。 １・・・・・・・・・・・・・・・反応室２・・・・・
・・・・・・・・・・原お１ガス導入口３・・・・・・
・・・・・・・・・ガス排出口４・・・・・・・・・・
・・・・・基板５・・・・・・・・・・・・・・・基板
配置用室７・・・・・・・・・・・・・・メツシュ乃至
グリッド状導体 ８・・・・・・・・・・・・・・・ガス放電用手段９・
・・・・・・・・・・・・・・ガス放電用電源１０．１
１・・・・・・電極 １２・・・・・・・・・・・・・・・加熱手段１３・・
・・・・・・・・・・・・・加熱用電源１４・・・・・
・・・・・・・・・・ヒータ出願人　　日本電信電話公
社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、導体を用いて、ガスが出入し得るように（１４成さ
   れた基板配置用宝を、内部に形成している反応室を用い
   、 上記基板配置用室内に基板を配した状態で、上６５反応
   宅内で、原料ガスを放電させて、上記原料カスによる反
   応生成物ガスを生成させることによって、上記基板配置
   用全肉に配された基板上に、非晶質薄膜を」１ｆ積形成
   させることを特徴とする非晶質薄膜形成法。 ２、原料カスを導入ざｌる原料）Ｊス導入口ど、ガス排
   出口とを有し、月つ内部（こ、導体を用いて、ガスが出
   入しＩｓるように満載された、基板が配される基板配齢
   用富を形成している反応室と、 上記反応室内で、当該反応室内に上記原料ガス導入口か
   ら導入される原料ガスを放電させて、上記原料ガスによ
   φ反応生成物ガスを生成さゼるためのガス放電用手段と
   を有することを特徴とする非晶質薄膜形成用装置。