JPS6062113A - プラズマｃｖｄ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】 本発明はプラズマＣＶＤ装置に関する。

本発明は反応容器内にアノードおよびカソードより電気
的に浮いた筒状空間（空間または反応空間という）を選
択的に設け、この空間に配設された被形成面を有する基
板（フローティング基板）に反応性気体を供給するとと
もに、この反応性気体をこの筒状空間で主として好まし
くはこの空間部分でのみプラズマ放電せしめることによ
り、この筒状空間より外に５〜２０ｃｍ離れて設けられ
た反応室の内壁に反応生成物をフレーク（雪片）状に付
着せしめないようにして、被膜成長速度を大きくせしめ
、生産性を向上せしめることを目的にする。さらに加え
て被形成面上に形成される反応生成物の生成収率（被膜
になった反応生成物／供給された反応性気体）を向上さ
せるプラズマＣＶＤ装置に関する。

従来、一対平行平板型であり、かつその一方の電極上に
被形成面を配向せしめた方式において、その生成収率は
１〜３％しかない。本発明はこの収率を空間でプラズマ
を閉じ込めるため２０〜５０％と約２０倍にすることが
できたという特徴を有する。

本発明は基板の被形成面に概略平行に第１の電界を発生
させ、プラズマ反応をせしめ、さらにこの電界に直交し
て第２の電界を供給せしめ、さらにこれら２つの電界の
周波数を同じとし、移相を合わせてリサージュ被膜を有
せしめ、形成される被膜の膜厚、膜質の均一性を促した
ことを特徴としている。

本発明は反応容器内に設けた供給手段と排気手段とを相
対し、その間に基板ホルダを用いて筒状空間を作り、こ
の空間の内壁を実質的に被形成面とするとともに、第１
および第２の電界を加えることにより、プラズマ反応に
よる反応生成物をこの空間より反応容器内の外空間への
放散を防止し、結果として形成された被膜にピンホール
の原因となる反応生成物の７レークの発生の防止、さら
には装置のメンテナンスを容易にすることを目的として
いる。

本発明はかかる目的のため５、反応性気体が供給手段よ
り網目状または多孔状の陰電極（カソード）を通り、筒
状空間で基板の被形成面にそって流れてプラズマ放電を
し、被膜形成を行う。さらに不要反応生成物およびキャ
リアガスは他の網目状または多孔状の陽電極（アノード
′）を通り、排気手段に至って真空排気せしめたガスカ
ーテン構造としたことを特徴としている。

さらに本発明はこの網目状または多孔状の電極と空間の
間に電極近傍の強電界領域の陰極暗部および陽極暗部（
以下単に暗部という）が延び、基板表面にスパッタ（損
傷〉を与えて被膜の不均一性および特性劣化を誘発する
ことを防ぐため、電極から電気的に浮いた網目状または
多孔状の導体をグリッドにして配設したことを特徴とし
ている。

加えて本発明はかかる筒状空間を構成するホルダ（基板
保持用冶具ともいう）および基板をこの反応室の一方の
側に連設させた第１の予備室より供給させ、さらにプラ
ズマＣＶＤの後、第２の予備室にホルダと基板を制御せ
しめ、連続生成工程を有せしめたことを特徴としている
。

従来、プラズマ気相反応方法においては、一対のみの電
極を平行に配し、平行平板型電極とし、その電極の一方
上に基板を配設するとともに、その電極間にプラズマ放
電をグロー放電法により半導体被膜等の形成を行ってい
た。かかる一対の電極のみ用いる方式では、被膜の均一
性を±５％以内のばらつきの範囲に有せしめ名ことがで
きる。

しかしかかる方式では、被形成面を電極面積以上に大き
くすることができない。このため、多量生産にまったく
不向きであるという欠点を有する。

他方、本発明のごとく、基板を平行平板型電極の間にそ
の電界が被形成面に概略平行になるように多数の基板を
互いに一定の距離（２〜６ｃｍ）を離間して垂直に林立
せしめて配設する方法が知られている。その−例は本発
明人の出願になる特許願（プラズマ気相反応装置　昭和
５７年９月２５日出願　特願昭５７−１６７２８０）で
ある。

即ち、基板を電位的にいずれの電極からも遊離せしめて
陽光柱での気相反応を行ういわゆるフローティングプラ
ズア気相反応方法（嬰ＴＦＰＣＶＤ法という）を用いる
ため、多量に被膜形成を行うことができるという特徴を
有する。このため従来より公知の平行平板型電極の一方
電極上に基板を配設する方法に比べて、５〜２０倍の生
産性をあげることができた。しかしかかるＦＰＣＶＤ法
において、得られる膜厚の均一性はその一例として第１
図に示すごときものであった。

第１図（Ａ＞は、基板（５）と電極（２３＞、＜２５）
との相対位置関係を示している。基板（５）に約５００
０人の厚さに珪素を形成したものであるが、一対の電極
（２３＞、（２５）間で（Ｃ）に示すごとく、電極近傍
が厚くなり、また（　Ｂ　＞、＜　Ｄ　）、（Ｅ　）に
示すごとく電極の中央部が厚く、また基板端部が薄くな
ってしまった。このため基板（５）２上下側端部（コー
ナ部）に形成される膜厚は中央部の上下端部の厚さに比
べて２０〜３０％も厚さが薄くなワてしまった。

即ち、本発明人の発明になるフローティングＰＣＶＤ法
において、被形成面が電位的に浮いているため、この基
板にチャージアップ（荷電）した電荷と、プラズマ中の
イオンとが反発しあうための飛翔中の活性粒子による被
膜形成面のスパッタを少なくすることができる。さらに
これを助長するため、プラズマ反応に用いられる高周波
の電界は被形成面に添って流れるように層流を構成して
供給され、即ち電界は被形成面に概略平行になるように
配設せしめている。しかし一対の電極による電界のみで
は端部の電界が外方向に放散し、電束密度が小さくなっ
てしまう。その結果、電極端部下の被形成面上では被膜
はその厚さが薄くなったものと判断される。

このため本発明はかかる膜厚の不均一性を防ぎ四角形の
被形成面のすべての周辺部、中央部も所定の厚さに対し
その厚さのばらつきが±５％以内とするため、電極を２
対とし、それぞれの対をなす電極を互いに直交する方向
に電気エネルギを供給することを特徴としている。

即ち、前記した第１の電界に直交または概略直交（以下
単に直交という）して第２の電界を供給せしめて、端部
での電束密度が小さくなることを防いだ。さらに本発明
はこれら２つの電極から基板の被形成面が電気的に浮い
た（フローティング）電位とすることたより、プラズマ
エネルギが被形成面をスパッタする程度を軽減せしめた
。

即ち、本発明は一対の上下方向に配設された第１の電極
による主電界を発生せしめ、さらにそれに直交して第２
の電界を発生させている。そしてこれら２つの電界は互
いに直交または概略直交し、かつこれらはともに被形成
面に概略平行に配設されるように位置関係を有、せしめ
ている。本発明はこの２対の電極を１つの反応室内に配
設し、かかる反応空間にて被膜例えば非単結晶半導体の
形成を行うことを特徴としている。

本発明は、反応性気体が反応室内のすべてに分散してし
まうことを防ぎ、基板の被形成面を利用して筒状空間を
設け、この筒状空間に基板の裏面を互いに密接して、そ
の表面の被形成面を一定の距離例えば２〜１０ｃｍ代表
的には４〜６ｃｍ離して平行に配設し、この基板が林立
して筒状空間に反応性気体を選択的に導き、この空間に
おいてのみ選択的にプラズマ放電を行わしめ、結果とし
て反応性気体の収築効率を従来の１〜３％よりその１０
〜３０倍の２０〜５０％にまで高めたことを特徴として
いる。

さらにその際、多数回繰り返して被膜形成を行うと、そ
の時反応室上部に付着形成されたフレークが基板の被形
成面上に落ちて、ピンホールの発生を誘発してしまうこ
とを防ぐため、基板の被形成面を重力に添って垂直配向
せしめたことを特徴としている。

本発明は前記した一定の間隙を経て被形成面を概略平行
に配置された基板の上部、下部および中央部さらに周辺
部での膜厚の均一・性、また膜質の均質性を促すため、
上方向および下方向より棒状赤外線ランプを互いに直交
して配置し、筒状空間全体の均熱加熱化を図った。即ち
１０ｃｎ＋０または電極方向に１０〜６０ｃｍを有し、
中１５〜１００ｃ１１１の基板例えば２０ｃｍ　Ｘ　６
０ｃｍの基板がその温度分布において、１００〜６５０
℃例えば２００　±５℃以内としたことを特徴としてい
る。

かくのごとくに連続製造方式を基本条件とし、反応室内
での被膜の特性の向上に加えて、チャンバ内壁に不用の
反応生成物が付着することを防ぎ、逆に見掛は上の反応
容器の内壁を筒状空間の側面とすることにより、被膜作
製の度に、即ち新たにホルダを反応容器内に挿着する度
に、あたかも新しい内壁が作られるため、繰り返しの被
膜形成によっても層状に積層されるのを防ぐことができ
る。

即ち、フレークの発生を防止できるという大きな特徴を
有する。

さらに本発明においては、反応性気体の導入口、排気口
において、供給フード、排気フードを電極外側および絶
縁フード（石英等）で覆い、反応室壁面との寄生放電を
防ぎ、この電極と空間との間にフローティンググリッド
を設けることにより、この空間内に陽極暗部、陰極暗部
が延びないように、即ちこの空間の電界強度がきわめて
少ない陽光柱領域とすることができた。その結果、この
空間内に強電界の暗部で加速された強い運動エネルギを
有するスピーシス（反応性物質）による被形成面のスパ
ッタを防ぎ膜質の向上を図ることができた。

かかる気相反応装置により、すでに形成されている下側
（被形成面）の半導体層の不純物のその上に形成される
べき他の半導体層への混合を排除し、さらに複数の半導
体層の積層界面での混合の厚さを２００〜３００人と従
来よりも約１　／１０〜１１５にするとともに、基板内
、同一バッチの基板間での膜厚のばらつきを±５％以内
（例えば５０００人の厚さとすると、そのばらつきが１
２５０人以内）とし得たことを特徴としている。

以下に図面に従って本発明のプラズマＣＶＤ装置を示す
。

実施例１ 第２図に従って本発明のプラズマＣＶＤ装置を示す。

第２図において反応室（２）ではその一方の側に基板を
装填するための第１の予備室（１）を有し、さらに他方
に基板、筒状空間を構成するホルダを取り出すための第
２の予備室（３）を有する。

第１の予備室（１人反応室（２）、第２の予備室（３）
の連投部はゲート弁（４３）、＜４４）を有し、このゲ
ート弁（４４）は基板（４）、＜　５　＞、ボルダ（６
〉、（７）の反応室中の移動に関しては開となり、プラ
ズマ反応中箱１の予備室（１）での基板（４）２ホルダ
（６）の扉（１１）からの挿着また第２の予備室（３）
での基板、ホルダの扉（１２）よりの取り出しにおいて
は閉とする。基板の装填、取り出しの際は予備室（１＞
、＜　３　＞に（２０＞、（３２）より大気圧にするた
めの窒素が供給される。

第１の予備室（１）において、大気圧にて外部より基板
（４）、ホルダ（６〉をガイド（９）に挿着し、扉（１
１）を閉めて、基板上の吸着物を加熱真空脱気させるた
め、赤外線ランプ（１５）、＜１５′）、真空排気手段
（２９）を有している。この予備室を真空引きをした。

この後、ゲート弁（４３）を開け、予め真空引きがされ
ている反応室（２）内に基板（５）、ホルダ（７）を移
動させる。この移動は第１の予備室にあるステンプモー
タ（８）で行った・まずガイド（９）を含むホルダを約
〜１　、５ｃｍ上方に持ち上げ、この後、反応室（２）
内にホルダをガイドを伸ばして移動させた。さらに中央
部に至った後、ガイドを止め一１約１　、５ｃｍ下方向
にホルダをガイドを下げることにより下ろす。するとそ
の中間の高さの位置にホルダ（７）の上部の円板状ディ
スクを受けるフィンシャット（３９）が設けられてあり
、ここにホルダ（７）が保持され、筒状空間（１００”
）が設けられる。この後ガイドはこのディスクの下側を
通り、もとの第１の予備室（１）に縮んで収納される。

さらにゲート弁（４３）を閉じる。

この後第１の予備室を窒素（２０）により大気圧とし、
次の基板（４）、ホルダ（６）をガイド（９）に挿着さ
せ、これが繰り返される。

反応室（２）内での機構を記す。

反応室（２）は反応性気体を供給する系（９７）と真空
排気する系（９８）を具備する。

反応性気体を供給する系（９７）はドーピング系として
バルブ（５１）、流量計（５２）とキャリアガス（３３
）、反応性気体（３４）、（，３５ル（３６）、＜　３
７　）よりなっている。反応性気体として珪化物気体、
ゲルマニューム化物気体のごとき室温で気体のものは（
３４）より、またこれにＰまたはＮ型用のドーピング用
気体（例えばジボラン、フォスヒン）は（３５）より供
給することが可能である。

また塩化スズ、塩化アルミニューム、塩化アンチモン等
の室温において液体のものは、バブラ（３６）により供
給される。これらの気体は減圧下にて気体となるため、
流量計により十分制御が可能である。また蒸着にはこの
バブラ（３６）の電子恒温漕による温度制御を行った。

これらの反応性気体は供給口（２７）より供給手段（４
６）のノズル（フードともいう）＜２４）により下方向
に噴射される。このフードの吹き出し口は１〜２１１１
１１１の穴（４２）が多数あけられ、全体に均一に吹き
出すようにしである。このフードは背面が絶縁物よりな
り、寄生放電が反応室内壁に発生することを防いでいる
。

さらにこの穴（４２）の間にはプラズマ放゛電用の負電
極（２３）を有し、これはり一ド（４９）を経て電気エ
ネルギ供給用の発振器（２１８１０ＫＨｚ　〜５０ＭＨ
ｚ例えば１３．５６ＭＨ２または３０ＫＦｌｚ　１０　
Ｗ　〜ＩＫＷ）に至っている。他方の正の端子（２２）
は排気手段（４７）のフード上に設けられて網目状また
は多孔状の正電極（２５）に接続されている。

また第２の発振器（８５８１０ＫＨｚ　〜５０Ｍｔ（ｚ
例えば１３．５６ＭＨｚまたは３０ＫＨｚ　１０’Ｗ〜
１ＫＷ）により図面において前後方向に第２の電界が発
生するように電極（７２）、＜８２）を具備せしめた。

この２対の電極により、同一周波数とすると、リサージ
ュパターンを有せしめ、周辺部まで均一な被膜を作るこ
とができるようになった。

さらに一対の電極（２３）、＜２５）と反応空間（１０
０）（筒状空間）との間には、網状（穴１〜３ｃｍ）ま
たは多孔状（穴は１〜３ｃｌＩｌφ）の導体をステンレ
スで設け、このグリッド（４０）、＜４１＞により、放
電で発生した暗部が陽光柱内に配設された空間（１００
）の基板表面をスパッタしないようにしている。このフ
ローティンググリッド（４０）、＜　４１　）により反
応室の圧力が０．０１〜５　ｔｏｒｒの範囲で変わって
も、その圧力が低く　（例えば０．０５ｔｏｒｒ）なり
、暗部が空間（１００）まで延長し、基板の被形成面を
スパッタすることがなくなった。そして良好な膜質の被
膜を作ることができるようになった。

排気手段（４７）は供給手段（２４）と概略同一形状を
有し、ともに透明石英（絶縁膜）により作られており、
全体の穴により均一に筒状空間（１００−）からの反応
生成物、キャリアガス、不用ガスを）Ｍ流にして排気口
（２８）より真空ポンプ（３０）に排気させている。

被膜形成の際は、フィンシャフト（３９）は外部のステ
ンプモータ（１９）と真空遮断され回転している。その
ためこのフィンシャフトによって保持されている基板（
５）、ホルダ（７）は３〜１０回転／回転回転し、基板
上での被膜形成を均一にさせている。

さらにか（のごとき装置において、所定のプラズマＣＶ
Ｄによる被膜形成を行った後、真空排気がされている第
２の予備室（３）に基板、ホルダを移した。即ちホルダ
および基板は反応室（２）２第２の予備室（３）内にお
ける気体を真空引きをした後、ゲート弁（４４）を開け
て移した。

移動は、ガイド（１０）を右方向より延び反応室（２）
に至り、約１ｃｍ上にホルダ（７）を持ち上げた後、ガ
イドを再び縮めて第２の予備室に持ち出す。ゲート弁（
４４）を閉めて窒素（３２）により供給して大気圧とし
た。

かくして第２図に示されたごとき反応室と第１、第２の
予備室との間でのプラズマ気相反応を連続的に操作させ
ることができた。

もちろん被膜形成がされた基板、ホルダを第１の予備室
に引出し、第２の予備室を省略してもよいことはいうま
でもない。

第３図は第２図の反応室（２）の予備室（３）側から見
た縦断面図を示す。第１、第２の電界（９０）、＜９１
）が明らかに示されている。

図面において、ヒータ（１８）、＜１８’）はハロゲン
ランプ発熱体を用いた。反応空間（１００）はヒータに
より１００〜６５０℃例えば２５０℃とした。反応性気
体は例えばシランを分解した。

さらに基板（２０）に対し、その被形成面に概略平行に
第１の電界（９０）を一対の主の電極（２３）、（２５
）により供給し、プラズマ気相反応を行った。

同時に他の直交電界（９１）を第２の一対をなす電極（
７２＞、＜　８２．）により供給して、それぞれは高周
波発振器（２１）および他の高周波発振器（８５）によ
り連結している。

反応性気体を（３３）、（３４）、＜３８）より供給手
段（４６）。

空間（１００）の基板（５〉５排気手段（４７）により
排気系（９８）の真空ポンプ（３７）へ排気させた。

被膜としてシランによりアモルファス珪素を作製した場
合、５０００人の厚さにＳｉｎ、　３００ｃｃ／分、被
成形成速度２０人／秒、基板（２０ｃｍ　Ｘ　６０ｃｍ
を２０枚、延べ面積２４０００　、：ｄ）で圧力Ｑ、Ｑ
１３ｔｏｒｒとした。すると中央部が５０００人とばら
つき、縦方向の周辺部が第２電界がない従来方法の場合
は３０００人（ばらつき±２０％）であったのが、本発
明方法では４５００人（±５％）ときわめて均一性を向
上させることができた。

第４図は第３図で非単結晶珪素を０．５μの膜厚に形成
した場合の分布を示す。

図面より明らかなように、基板（５入第１電極（２３＞
、＜２５＞、第２電極（７２＞、＜８２）を配し、それ
ぞれの断面での厚さの分布を（Ｂ　）、＜　Ｃ）、＜　
Ｄ　＞、＜　Ｅ　）に示す。このすべての断面図におい
て、第１図に比べてきわめて均一性を有し、実用上十分
±１０％以内のばらつきになっていることが判明した。

さらにこの珪素または炭素の不対結合手を水素により５
ｔ−Ｈ，Ｃ−Ｈにて中和するのではなく、５ｉ−Ｆ、Ｃ
−Ｆとハロゲン化物特に弗化物気体を用いて実施しても
よいことはいうまでもな（、この濃度は４０原子％以下
、例えば２〜５原子％が好ましかった。・ 形成させる半導体の種類に関しては、前記したごとく、
単層ではなく■族のＳｉｎＧｅ、、５ｉｘＣ１−ｘ　（
０＜ｘ＜ｌ）、５ｉｘＧｅ　＋−ｘ　（０＜ｘ＜１）、
５ｉｘＳｎ　ｌ−Ｘ　（０＜ｘ＜１＞またはこれらの導
電型を変更して接合を設けた複数層であっても、またこ
れら以外に、ＧａＡｓ、ＧａＡｌＡｓ＋　ＢＰ＋等の他
の半導体であってもよいことはいうまでもない。

実施例３ この実施例は実施例１のプラズマＣＶＤ装置を用い、反
応性気体として（３４）よりシランを供給して珪素半導
体膜を作製したものである。

基板温度は２５０℃とした。被膜の成長速度は８人／秒
を高周波（１３，５６ＭＨｚを使用）電界を５０囲とし
、シランを３００ｃｃ　７分加え、プラズマＣＶＤ中の
圧力をＱ、１ｔｏｒｒとした時、得ることができた。結
果として従来の平行平板型の電極方式において１〜３人
／秒に比べて、同一反応容器において例えば前者が６０
ｃｍ　Ｘ　６０ｃｍ　１枚であるのに対し、本発明のプ
ラズマＣＶＤ装置においＴは、２０ｃｍ　Ｘ　６０ｃｍ
を２０枚と８倍の延べ面積を有し、さらに被膜の成長速
度が１０〜２５人／秒が得られ、６倍になった。そのた
め、合計４８倍の多量生産が可能となった。

さらに重要なことは、従来装置においては１〜２回のＣ
ＶＤ作業を行うと、チャンバの内壁には３〜１０μのシ
リコンのフレークが沈着した。しかし本発明のプラズマ
ＣＶＤ装置においては、０．５μの膜厚の被膜生成を繰
り返して行い、その回数が１００回になっても、反応容
器の内壁にはうつすらとフレークが観察されるのみであ
った。

かくして形成された半導体層は、プラズマ状態の距離が
長いため、光伝導度も２Ｘ１０″４〜’ｙｘｉｏ−Ｅｌ
（Ｑ　Ｃｔｎ　）’、暗転導度３　ｘ　ｔｏ−９〜Ｉ　
Ｘ　１０”　（ＱＣＩＩ＋）’を有していた。

これは、プラズマの電界方向が被形成面に垂直の従来の
方法が、光伝導度として３Ｘ１０′Ｓ〜３×１０１（ｏ
ｃｍ）−’、暗転導度５　ｘ　１０′８〜１　ｘ　ｉｏ
−’ｌ　＋ｏｃｍ）−’であることを考えると、半導体
膜として光フォトセンシティビティ（光転導度／暗伝導
度）が１０６倍以上の特性の向上が見られた。

この実施例は不純物を積極的に添加しない場合であるが
、ＰまたはＮ型用の不純物を添加しても同様の高い電気
伝導度のＰまたはＮ型の半導体膜を作ることができる。

またＰ、Ｉ、Ｎ型半導体を積層してＰＩ、ＮＩ、ＰＩｌ
ｊ、ＰＮ接合を作ることも可能である。

実施例４ この実施例は実施例１のプラズマＣＶＤ装置を用いて導
電性金属を作製せんとするものである。

以下において、金属アルミニュームをプラズマＣＶＤ方
で形成する場合を示す。

第２図において、バブラ（３６）に塩化アルミニューム
を充填した。塩化アルミニュームにおいては、電子恒温
溝にて４０〜６０℃に加熱した。さらに（３９）よりキ
ャリアガスとして不活性気体のへリュームを１００ｃｃ
　７分の流量導入し、ヘリュームに混入した塩化アルミ
ニュームを導入した。

さらに水素を（３３）より６０〜１００ｃｃ　７分の流
量導入した。基板温度は２００〜５５０℃例えば３００
℃に選んだ。高周波電界はともに３０ＫＨｚの周波数を
第１および第２の電極に１００〜３００Ｗ、例えば２０
０Ｗを供給した。

かくして２０ｃｍ　Ｘ　６０ｃｍを２０枚挿着した基板
上に５人／秒の成長速度で０．５〜１μの厚さにさらに
その被膜の均一性も±５％以下を得て形成させることが
できた。

さらに出発材料としてトリエチルアルミニニーム（ＴＥ
Ａ　）を第２図のバブラ（３６）に充填させた。

さらに（３９）にキャリアガスを導入する必要はなかっ
た。バブラの温度を６０℃とすることにより、流量計に
おいて６０ｃｃ／分とした。さらに水素を（３３）より
５００ｃｃ　７分で導入し、プラズマＣＶＤを行った。

反応圧力を０．１〜Ｑ、３ｔｏｒｒとし、高周波をＩＱ
ＯＫＨｚ、　ＩＫ−とすることにより、５インチ・シリ
コンウェハを各基板が５枚合計１００まい挿着させた。

するとこれらの基板上には７人／分の成長速度にて金属
アルミニュームを作ることができた。

この時導体が部上空間に形成されても、放電が不安定に
なることもなく、厚さ１〜２μの金属アルミニュームを
蒸着することができた。

この時反応室（２）には、外部のく３８）より水素を７
００ｃｃ　７分導入した。かくすることにより、同容器
の内壁に付着するフレークの程度をさらに少なくさせる
ことができた。そのため３０回、１〜２μの厚さに形成
しても、容器の内壁、のぞき窓に特に曇は見られなかっ
た。

特にプラズマ放電用の２つの電極間をリーク電流により
互いに連結されてしまうことが本発明のプラズマＣＶＤ
装置においてないため、即ち供給フードとホルダとは電
気的に離間し、きらにこのホルダと下側フードとは同様
に離間している。さらにその周囲も反応容器の内壁に付
着が少ないため、このいずれの電路においてもリーク電
流の発生による放電が不安定になることがなかった。

この実施例においてはアルミニュームであったが、例え
ばカルボニル化合物の鉄、ニッケル、コバルトのカルボ
ニル化合物を用いて、金属鉄ニッケルまたコバルトを被
膜状に作製することも可能であ゛る。

実施例５ この実施例は実施例１のプラズマＣＶＤ装置を用いて窒
化珪素被膜を作製した。

即ち、第１図の場合において、シランを（３４）より２
００ｃｃ　７分、アンモニアを（３５）より８００ｃｃ
／分導入した。基板温度は３００℃とし、０．１ｔｏｒ
ｒとし、１０ｃｍ　Ｘ　６０ｃｍの基板２０枚または５
インチウェハ１００枚上に１０００〜５０００人の厚さ
に形成させることができた。

被膜の均一性において、ロット内、ロ′ント間において
±５％以内を得ることができた。

実施例に の実施例は酸化珪素を形成させたものである。

即ち、シラン（ＳｉＨ２，）を２００ｃｃ　７分として
（３４）より、また過酸化窒素（Ｎ２０　）を（３５）
より２００ｃｃ／分導入し、同時に（３３）より窒素を
２００ｃｃ　７分導入した。

高周波電力は３０ＫＨｚ、５００　Ｗとした。第１、第
２電界の周波数を同じとし、移相を９０°ずらしてリサ
ージ二波形とした。基板温度は１００〜４００℃におい
て可能であるが、２５０℃で形成させたとすると、被膜
の均一性が０．５μ形成した場合±３％と±５％以内に
納めることができたｅ 実施例７ この実施例においては化合物導体例えば珪化タングステ
ン、珪化モリブデンまたは金属タングステンまたはモリ
ブデンを作製した。即ち、実施例１においてバブラ（３
６）を塩化モリブデンまたは弗化タングステンを導入し
、さらにシランを（３５）より供給し、タンデステンま
たはモリブデンと珪素とを所定の比、例えば１：２にし
てプラズマＣＶＤを行った。その結果、２５０℃、　３
００Ｗ、　１３．５６ＭＨｚにおいて、０．４μの厚さ
に４〜６人／秒の成長速度を得ることができた。

この化合物金属と耐熱金属とを反応性気体の量を調節す
ることにより、層状に多層構造で作ることができる。

以上の説明より明らかなごとく、本発明のプラズマＣＶ
Ｏ装置は、半導体、導体または絶縁体のいずれに対して
も形成させることができる。特に構造敏感な半導体また
は導体中に不純物を添加し、ＰまたはＮ型の不純物を添
加した半導体層を複数積層させることができた。

なお、本発明におけるフローティンググリッドは第１電
極側に設けたが、第２電極側または双方に設けることに
より膜質の向上を図ることができる。

また本発明においては、プラズマＣＶＤのみを示した。

しかしこの電気エネルギに加えて紫外光また赤外光の光
エネルギを同時に加え、光プラズマＣＶＤ法としてもよ
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の方法で得られた基板上の膜厚の不均一性
を示す。 第２図、第３図は本発明を実施するための半導体膜形成
用製造装置の概略を示す。 第４図は本発明方法によって得られた基板の膜厚の均一
性を示す。 特許出願人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．１気圧以下の減圧状態に保持された反応容器と、該
   反応容器に反応性気体を供給する系と、不要反応生成物
   またはキャリアガスを真空排気する排気系と牽具備した
   プラズマ気相反応装置において、前記反応容器内に設け
   られた前記反応性気体を前記供給手段より前記排気手段
   に導く筒状空間を有し、該空間内に前記基板を配設する
   とともに、前記基板表面に概略平行に第１の電界と、該
   第１の電界に直交または概略直交して第２の電界とを供
   給する手段を有して該基板上に被膜を形成することを特
   徴とするプラズマＣＶＤ装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、筒状空間内に配設
   された基板を囲んで、第１の電界を発生させる一対の第
   １の電極と、該電界に直交または概略直交した第２の電
   界を発生させる一対の第２の電極を具備するとともに、
   前記第１の電極と第２の電極における該電極の裏面側は
   絶縁物フードより覆われて設けられたことを特徴とする
   プラズマＣＶＤ装置。 ３、特許請求の範囲第１項において、第１の電界と第２
   の電界は同一周波数とし、リサージ二波形を有せしめた
   ことを特徴とするプラズマＣＶＤ装置。 ４．１気圧以下の減圧状態に保持された反一応答器と、
   該反応容器に反応性気体を供給する系と、不要反応生成
   物またはキャリアガスを真空排気する排気系とを具備し
   たプラズマ気相反応装置において、前記反応容器内に設
   けられた前記反応性気体を前記供給手段より前記排気手
   段に導く筒状空間を有し、該空間内に前記基板を配設す
   るとともに、前記基板表面に概略平行に第１の電界と、
   該第１の電界に直交または概略直交して第２の電界とを
   供給する手段を有するとともに、前記空間と前記第１ま
   たは第２の電極間には網または多孔状導体のグリッドが
   配設されたことを特徴とするプラズマＣＶＤ装置。