JPS6156278A - 成膜方法 - Google Patents
成膜方法Info
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- JPS6156278A JPS6156278A JP17586784A JP17586784A JPS6156278A JP S6156278 A JPS6156278 A JP S6156278A JP 17586784 A JP17586784 A JP 17586784A JP 17586784 A JP17586784 A JP 17586784A JP S6156278 A JPS6156278 A JP S6156278A
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- Japan
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- plasma
- gas
- discharge
- film forming
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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
- C23C16/22—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)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は気相化学反応による被膜形成方法に関するもの
である。
である。
近時、硅素の水素化合物気体に水銀蒸気を混入した光化
学反応性ガスを反応容器内に充填するとともにそこに基
数を配置し、反応容器外より水銀ランプの波長２５３．
７０ｍ、 １８４．９０ｍの紫外線を照射し、水銀の
光増感反応により基板上にアモルファスシリコン（以下
ａ−８ｉと云う）を堆積させたり、更には酸素原子や窒
素原子を含むガスを添加することにより二酸化硅素や窒
化シリコンの絶縁膜や保護膜を堆積させることが研究さ
れている。
学反応性ガスを反応容器内に充填するとともにそこに基
数を配置し、反応容器外より水銀ランプの波長２５３．
７０ｍ、 １８４．９０ｍの紫外線を照射し、水銀の
光増感反応により基板上にアモルファスシリコン（以下
ａ−８ｉと云う）を堆積させたり、更には酸素原子や窒
素原子を含むガスを添加することにより二酸化硅素や窒
化シリコンの絶縁膜や保護膜を堆積させることが研究さ
れている。
（公開特許公報昭５４−１６３７９２． 日経エレク
トロニクス、 １９８２年２月１５日号）しかし、この
方法で形成されたａ−８ｉや二酸化硅素、窒化硅素など
の被膜をマイクロエレクトロクス回路の形成プロセスに
適用する際に、光増感剤として使用した水銀が悪影響を
及ぼす問題点があった。
トロニクス、 １９８２年２月１５日号）しかし、この
方法で形成されたａ−８ｉや二酸化硅素、窒化硅素など
の被膜をマイクロエレクトロクス回路の形成プロセスに
適用する際に、光増感剤として使用した水銀が悪影響を
及ぼす問題点があった。
そこで最近では、水銀光増感剤を使用せずに、ジシラン
からなる光化学反応性ガスに低圧水鈷灯の波長１８４．
９ｉｍの紫外線を照射することにより直接光分解し、ａ
−８ｉを基板−ヒに堆積させる方法が発表されている。
からなる光化学反応性ガスに低圧水鈷灯の波長１８４．
９ｉｍの紫外線を照射することにより直接光分解し、ａ
−８ｉを基板−ヒに堆積させる方法が発表されている。
（Ｊａｐ、Ｊ、Ａｐｐｌ、 Ｐｈｙｓ、 ２２（１９８
３） Ｔ、 ４Ｓ） この方法で形成された被膜は、
前述の水銀の悪影響を除去することができるが、しかし
ながらその被膜形成速度はａ−８ｉの場合で０、０２５
ｎ０１／秒程度と遅く、実用化には程遠いものである
。ところで、ＣＨＥＭＴＣＡＴ、ＰＨＹＳＩＣ８ＬＥＴ
ＴＥＲ８１（１９６８）、５９５〜５９６頁などの文献
によれば、シランや丙次水素１ヒンリコンは、１９０ｎ
ｍ以下、特に１６［］ｎｍ以下の波長の紫外線に対して
犬き寿吸収域をもっているので、もし、このよりな１６
０ｎｍ以下の波長を含む紫外線を、それら光化学反応性
ガスに直射できれば、水銀増感剤を利用しなくとも、十
分に実用に供し得る成膜速度を有するシリコンの薄膜を
シランから、直接光分解で基板に堆積させる成膜方法が
提供できるｉＪ能性がある。
３） Ｔ、 ４Ｓ） この方法で形成された被膜は、
前述の水銀の悪影響を除去することができるが、しかし
ながらその被膜形成速度はａ−８ｉの場合で０、０２５
ｎ０１／秒程度と遅く、実用化には程遠いものである
。ところで、ＣＨＥＭＴＣＡＴ、ＰＨＹＳＩＣ８ＬＥＴ
ＴＥＲ８１（１９６８）、５９５〜５９６頁などの文献
によれば、シランや丙次水素１ヒンリコンは、１９０ｎ
ｍ以下、特に１６［］ｎｍ以下の波長の紫外線に対して
犬き寿吸収域をもっているので、もし、このよりな１６
０ｎｍ以下の波長を含む紫外線を、それら光化学反応性
ガスに直射できれば、水銀増感剤を利用しなくとも、十
分に実用に供し得る成膜速度を有するシリコンの薄膜を
シランから、直接光分解で基板に堆積させる成膜方法が
提供できるｉＪ能性がある。
しかしながら、このような光化学反応を独立した光源と
反応槽によって実現する場合、反応槽の光取り入れ窓の
材料として、安定で扱い易い物質の範囲で最も短波長ま
で通すものとしてはスプロジイールなどの合成石英があ
るが、その通過波長は１６０ｎｍ以上で、反応槽の外か
ら窓を通してＬ６０ｎｍ以下の光を取入れるのけ工業的
規模においては困難である。
反応槽によって実現する場合、反応槽の光取り入れ窓の
材料として、安定で扱い易い物質の範囲で最も短波長ま
で通すものとしてはスプロジイールなどの合成石英があ
るが、その通過波長は１６０ｎｍ以上で、反応槽の外か
ら窓を通してＬ６０ｎｍ以下の光を取入れるのけ工業的
規模においては困難である。
そこで本発明の目的はマイクロエレクトロクス回路の形
成プロセスに適用した際に水銀の悪影響のないシリコン
の薄膜を基板に形成させる成膜方法を提供するものであ
る。そして、その特徴とするところは、稀ガス、水素も
しくは重水素、もし〈はそれらの混合ガスから選ばれた
紫外線放射用放電ガスが供給される放電領域と、基板が
配置ｔされ、Ｉ ＳＣＣＭ以上の流量のシランもしくは
高次水素化シリコンが、単独もしくはキャリアーガスと
共に供給される反応領域とを、区画することなく一つの
容器で取り囲み、放電ガスによって形成されるプラズマ
から放射される１６０ｎｍ以下の波長の紫外線が、前記
基板ヒで１ｍＷ／ｃｄ以上の強度で到達するように前記
Ｍｉｔｔガスを、数秒間以−Ｌの有限の連続時間プラズ
マ化し、前記シランもしくは高次水素化シリコンを、水
銀増感反応を利用することなく、プラズマから放射され
る１６０ｎｍ以下の波長を含む紫外線の直射で、前記基
板上もしくはその近傍で光化学反応を生起し、その結果
前記基板トにシリコンの薄膜を形成させることにある。
成プロセスに適用した際に水銀の悪影響のないシリコン
の薄膜を基板に形成させる成膜方法を提供するものであ
る。そして、その特徴とするところは、稀ガス、水素も
しくは重水素、もし〈はそれらの混合ガスから選ばれた
紫外線放射用放電ガスが供給される放電領域と、基板が
配置ｔされ、Ｉ ＳＣＣＭ以上の流量のシランもしくは
高次水素化シリコンが、単独もしくはキャリアーガスと
共に供給される反応領域とを、区画することなく一つの
容器で取り囲み、放電ガスによって形成されるプラズマ
から放射される１６０ｎｍ以下の波長の紫外線が、前記
基板ヒで１ｍＷ／ｃｄ以上の強度で到達するように前記
Ｍｉｔｔガスを、数秒間以−Ｌの有限の連続時間プラズ
マ化し、前記シランもしくは高次水素化シリコンを、水
銀増感反応を利用することなく、プラズマから放射され
る１６０ｎｍ以下の波長を含む紫外線の直射で、前記基
板上もしくはその近傍で光化学反応を生起し、その結果
前記基板トにシリコンの薄膜を形成させることにある。
以下に図面に基いて本発明の実施例のいくつかを説明す
る。
る。
第１図において、１は、放電領域であって、これに対向
して、一対の電極２が配置され、稀ガスもしくは水素も
しくは重水素などの紫外線放射用放電、ガスが、一対の
パイプ３から供給されるようになっている。４は、単独
もしくはキャリアーガスと共にシランを供給するパイプ
であって、基板保持台５に載せられた基板６が配置され
ている反応領域７に対向して開口し、図示の例では、基
板６０位置は、一対の電極２間に、放電によって形成さ
れるプラズマ陽光柱中心から十分遠く離しである。１６
け、放電ガスや光度応性ガスを排気するポンプであるが
、排気は、別のパイプ８の方向から行なっても良い。９
は、装置を長期間使用する場合、電極に、光分解反応生
成物が堆積するのを防止するための保護ガスを供給する
パイプであって、電極２後方から放電領域１方向へ、保
護ガスが流れるようにすると良い。保護ガスとしては、
アルゴンのような稀ガスが理想的で、そのま＼、放電用
ガスとして利用される。これら、放電用ガスと保薩ガス
の流し方には、種々の方法、構造が採用され得る。同様
に、光反応性ガスも、放電用ガスとして利用したい場合
は、パイプ８から排気すれば良く、この排気方法、排気
構造についても、必要に応じて柚々設訂変更可能である
。
して、一対の電極２が配置され、稀ガスもしくは水素も
しくは重水素などの紫外線放射用放電、ガスが、一対の
パイプ３から供給されるようになっている。４は、単独
もしくはキャリアーガスと共にシランを供給するパイプ
であって、基板保持台５に載せられた基板６が配置され
ている反応領域７に対向して開口し、図示の例では、基
板６０位置は、一対の電極２間に、放電によって形成さ
れるプラズマ陽光柱中心から十分遠く離しである。１６
け、放電ガスや光度応性ガスを排気するポンプであるが
、排気は、別のパイプ８の方向から行なっても良い。９
は、装置を長期間使用する場合、電極に、光分解反応生
成物が堆積するのを防止するための保護ガスを供給する
パイプであって、電極２後方から放電領域１方向へ、保
護ガスが流れるようにすると良い。保護ガスとしては、
アルゴンのような稀ガスが理想的で、そのま＼、放電用
ガスとして利用される。これら、放電用ガスと保薩ガス
の流し方には、種々の方法、構造が採用され得る。同様
に、光反応性ガスも、放電用ガスとして利用したい場合
は、パイプ８から排気すれば良く、この排気方法、排気
構造についても、必要に応じて柚々設訂変更可能である
。
ところで、前記構成の装置を利用して、プラズマから放
射される１６０ｎｍ以下の波長の紫外線を、基板上もし
くはその近傍に直射するようにして、光化学反応的に、
光反応性ガスを光分解して、その分解生成物を基板６に
堆積していくと、水銀増感反応を利用しなくとも、アモ
ルファスシリコンの成膜速度は著しく早い。放電ガスと
して、アルゴンを使用すると、１０６．７ｎｍ、１０４
．８ｎｍ等の波長の紫外線が放射され、同様に、クリプ
トンの場合、１２３．６ｎｍ、１１６．５ｎｍ１キセノ
ンの場合、１４７ ｎｍ、 １２９．６ ｎｍ、水素
の場合、１２１．６ｎｍ。
射される１６０ｎｍ以下の波長の紫外線を、基板上もし
くはその近傍に直射するようにして、光化学反応的に、
光反応性ガスを光分解して、その分解生成物を基板６に
堆積していくと、水銀増感反応を利用しなくとも、アモ
ルファスシリコンの成膜速度は著しく早い。放電ガスと
して、アルゴンを使用すると、１０６．７ｎｍ、１０４
．８ｎｍ等の波長の紫外線が放射され、同様に、クリプ
トンの場合、１２３．６ｎｍ、１１６．５ｎｍ１キセノ
ンの場合、１４７ ｎｍ、 １２９．６ ｎｍ、水素
の場合、１２１．６ｎｍ。
１０２６ ｎｍの紫外線が放射される。そして、これら
は、途中さえぎられることなく、基板６上もしくはその
近傍のシランを直射する。上記以外の稀ガスも、１００
ｍｍ以下の波長の紫外線を放射し、これらも、シランの
直接光分解に寄与するものと推定される。また、放電ガ
スの圧力が高ければ、輝線以外にも連続スペクトルも放
射される。−例を挙げるならば、紫外線放射用放電ガス
として、アルゴンを５０ＳＣＣＭ乃至２００ＳＣＣＭ流
し、放電による消費電力２５００Ｗでプラズマを形成せ
しめると、約５ｃＩｎ離れた基板乙には、１６０ｎｍ以
下の波長の紫外線が８ｍ′ｗ／−の強度の紫外線が直射
し、光反応性ガスとして、２０ＳＣＣＭの流量のシラン
を供給すると、水銀増感反応を利用しないでも、１ｎｍ
／秒以上の、極めて早い成膜速度で、基板６上に、アモ
ルファスシリコンの膜ができる。
は、途中さえぎられることなく、基板６上もしくはその
近傍のシランを直射する。上記以外の稀ガスも、１００
ｍｍ以下の波長の紫外線を放射し、これらも、シランの
直接光分解に寄与するものと推定される。また、放電ガ
スの圧力が高ければ、輝線以外にも連続スペクトルも放
射される。−例を挙げるならば、紫外線放射用放電ガス
として、アルゴンを５０ＳＣＣＭ乃至２００ＳＣＣＭ流
し、放電による消費電力２５００Ｗでプラズマを形成せ
しめると、約５ｃＩｎ離れた基板乙には、１６０ｎｍ以
下の波長の紫外線が８ｍ′ｗ／−の強度の紫外線が直射
し、光反応性ガスとして、２０ＳＣＣＭの流量のシラン
を供給すると、水銀増感反応を利用しないでも、１ｎｍ
／秒以上の、極めて早い成膜速度で、基板６上に、アモ
ルファスシリコンの膜ができる。
したがって普通、太陽電池などでは基板６上に厚す６０
０ｎｍ程度のアモルファスシリコンの膜があれば良いか
ら、前記の例では、１０分間連続して安定な放電を維持
すれば良い。尚、用途によっては、膜厚け１０００ｍ程
度でも良い場合があるので、安定な放電は、大体１００
秒間以上であれば良い。
０ｎｍ程度のアモルファスシリコンの膜があれば良いか
ら、前記の例では、１０分間連続して安定な放電を維持
すれば良い。尚、用途によっては、膜厚け１０００ｍ程
度でも良い場合があるので、安定な放電は、大体１００
秒間以上であれば良い。
紫外線の強度が大きく、また膜厚がもっと薄くても良け
れば、勿論プラズマ形成時間はもっと短かくても良い。
れば、勿論プラズマ形成時間はもっと短かくても良い。
そして、四に、基板６の方を、赤外線照射による加熱と
か、基板保持台にヒーターを附加しておくとか等で昇温
可能な状態としておけば、アモルファスシリコンの薄膜
だけでなく、シリコンの多結晶の薄膜や単結晶の薄膜も
得られる。
か、基板保持台にヒーターを附加しておくとか等で昇温
可能な状態としておけば、アモルファスシリコンの薄膜
だけでなく、シリコンの多結晶の薄膜や単結晶の薄膜も
得られる。
条件にもよるが、基板６が７００〜８００℃以上であれ
ば、単結晶となるが、多結晶の方は、もう少し低くて良
い。
ば、単結晶となるが、多結晶の方は、もう少し低くて良
い。
紫外線放射用放電カスから放射される真空紫外線の彼長
け、ガスの種類によって決まるから、例えば、紫外線を
よく放射する砒素、硼素、燐の水素化物やハロゲン化物
を混入しても良いし、プラズマの形成のしかたにＣ，旨
周波容緬結合へ県誘導結合型もしくはマイクロ波形の無
電極型でも良いし、ＥＣＲ加熱でも良い。
け、ガスの種類によって決まるから、例えば、紫外線を
よく放射する砒素、硼素、燐の水素化物やハロゲン化物
を混入しても良いし、プラズマの形成のしかたにＣ，旨
周波容緬結合へ県誘導結合型もしくはマイクロ波形の無
電極型でも良いし、ＥＣＲ加熱でも良い。
また、キャリアーガスもしくは光反応性ガスに砒素、燐
もしくは硼素の水素化合物やハロゲン化物を混入してお
くと、アモルファスシリコンの膜中に、不純物として、
砒素、燐、硼素がドープしたものも得られる。
もしくは硼素の水素化合物やハロゲン化物を混入してお
くと、アモルファスシリコンの膜中に、不純物として、
砒素、燐、硼素がドープしたものも得られる。
こ＼で、比較実験検討の一部を紹介すると、容器内の圧
力が約２トール程度になるように排気しながら、アルゴ
ンガスを１１００５ＣＣ，シランを５ＳＣＣＭ流し、こ
の容器内に、６０℃に保持された水銀留を連通した場合
と、しない場合のプラズマからの放射光の測定結果を第
３図と第４図に示す。
力が約２トール程度になるように排気しながら、アルゴ
ンガスを１１００５ＣＣ，シランを５ＳＣＣＭ流し、こ
の容器内に、６０℃に保持された水銀留を連通した場合
と、しない場合のプラズマからの放射光の測定結果を第
３図と第４図に示す。
第３図は水銀留と連通している場合、第４図は水銀留と
連通していない場合を示し、第３図の縦軸のスケールは
第４図の２．５倍に拡大して表示しである。これからも
分る様に、水銀留と連通している場合は、水銀による放
射光が加わるが、アルゴンからの放射光は、水銀留と連
通していない場合に比べ弱い。つまり、水銀がない方は
、アルゴンからの放射はかえって強い。そして、成膜速
度は殆んど同じであって、水銀増感は必しも要らないこ
とが確認された。また、プラズマの温度は、電極として
、電子放射性の良いフィラメントを有するもの例えば、
螢光灯の電極に使用するアルカリ土類金属の酸化物をタ
ングステンフィラメントに塗布焼結させた構成の電極や
、或は、アルカリ金属の酸化物を、基体金属に嵜浸、も
しくｄ塗布もしくは混合成形した電極などを利用すると
、比較的低い電力工不ルギーでｌｋ ＠が維持できるの
で、プラズマの温度も、ＲＦプラズマに比べればがなり
低く、したがって、基板上に形成される膜に対する損傷
も、Ｒ，Ｆプラズマによる成膜方法に比べ、小さいと推
定される。このプラズマの温度についてり、Ｊ、 Ｑｕ
ａｎｔ、 ５ｐｅｃｔｒｏｓｃ、 Ｒａｄｉａｎｔ、
Ｔｒａｎｓｆｅｒ２５ （１９８０） １ 、 Ｐｒ
ｏｃ、 Ｐｈｙｓ、 Ｓｏｃ、 ９２（１９６７）８
９６、、 Ａｔｏｍｉｃ Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ
ＰｒｏｂａｂｉｌｉｔｉｅｓＶｏｌ、 ＩＩ 、 Ｎ５
ＲＩ）Ｓ−ＮＢＳ ２２ （１９６９）等のデータを利
用して計算しても、ＲＦプラズマの場合、７６００〜１
１０００度ケルビンに対し、前記螢光灯の電極を用いた
場合、プラズマ温度は４６ｏｏ〜５７００度ケルビン程
度で、大略、′／２の温度である。
連通していない場合を示し、第３図の縦軸のスケールは
第４図の２．５倍に拡大して表示しである。これからも
分る様に、水銀留と連通している場合は、水銀による放
射光が加わるが、アルゴンからの放射光は、水銀留と連
通していない場合に比べ弱い。つまり、水銀がない方は
、アルゴンからの放射はかえって強い。そして、成膜速
度は殆んど同じであって、水銀増感は必しも要らないこ
とが確認された。また、プラズマの温度は、電極として
、電子放射性の良いフィラメントを有するもの例えば、
螢光灯の電極に使用するアルカリ土類金属の酸化物をタ
ングステンフィラメントに塗布焼結させた構成の電極や
、或は、アルカリ金属の酸化物を、基体金属に嵜浸、も
しくｄ塗布もしくは混合成形した電極などを利用すると
、比較的低い電力工不ルギーでｌｋ ＠が維持できるの
で、プラズマの温度も、ＲＦプラズマに比べればがなり
低く、したがって、基板上に形成される膜に対する損傷
も、Ｒ，Ｆプラズマによる成膜方法に比べ、小さいと推
定される。このプラズマの温度についてり、Ｊ、 Ｑｕ
ａｎｔ、 ５ｐｅｃｔｒｏｓｃ、 Ｒａｄｉａｎｔ、
Ｔｒａｎｓｆｅｒ２５ （１９８０） １ 、 Ｐｒ
ｏｃ、 Ｐｈｙｓ、 Ｓｏｃ、 ９２（１９６７）８
９６、、 Ａｔｏｍｉｃ Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ
ＰｒｏｂａｂｉｌｉｔｉｅｓＶｏｌ、 ＩＩ 、 Ｎ５
ＲＩ）Ｓ−ＮＢＳ ２２ （１９６９）等のデータを利
用して計算しても、ＲＦプラズマの場合、７６００〜１
１０００度ケルビンに対し、前記螢光灯の電極を用いた
場合、プラズマ温度は４６ｏｏ〜５７００度ケルビン程
度で、大略、′／２の温度である。
ところで、膜質と言う観点から、良質の膜を作りたい場
合は、前記の通り、プラズマ陽光柱中心から、十分離間
した位置、すなわちプラズマの荷電粒子損傷が殆んど生
じない程度離間した位置に基板を配置するように配慮す
るとともに、放′屯ガスの流し方において、基板の位置
を、下流にしないとか、プラズマに対して、光反応性ガ
スの流し方が、基板が上流に位置するなどの配慮も効果
的である。
合は、前記の通り、プラズマ陽光柱中心から、十分離間
した位置、すなわちプラズマの荷電粒子損傷が殆んど生
じない程度離間した位置に基板を配置するように配慮す
るとともに、放′屯ガスの流し方において、基板の位置
を、下流にしないとか、プラズマに対して、光反応性ガ
スの流し方が、基板が上流に位置するなどの配慮も効果
的である。
しかしながら、膜質があまり問題にならないような場合
は、成膜速度を高くすると言う観点から、基板の位置を
、意図的にプラズマ近傍もしくはプラズマ陽光柱中心に
配置しても良い。、プラズマ近傍に配置する場合は、プ
ラズマと基板との間にあみ状のグリッド電極を配置して
、基板へ向うイオンをはね返すようにすると、荷電粒子
損Ｗ、け少し減少する。
は、成膜速度を高くすると言う観点から、基板の位置を
、意図的にプラズマ近傍もしくはプラズマ陽光柱中心に
配置しても良い。、プラズマ近傍に配置する場合は、プ
ラズマと基板との間にあみ状のグリッド電極を配置して
、基板へ向うイオンをはね返すようにすると、荷電粒子
損Ｗ、け少し減少する。
シランの流峻については、１００ｍφシリコンウェハー
の基板を用いた実験によれば、３０ＳＣＣＭ以−Ｆであ
って、かつ１６０ｎｍ以下の波長を含む紫外線の照射強
度が、基板上で８ ｍＷ／ａＡ以上であれば、大体１１
ｍ／秒以上の成膜速度が得られ、実用に供し得る。
の基板を用いた実験によれば、３０ＳＣＣＭ以−Ｆであ
って、かつ１６０ｎｍ以下の波長を含む紫外線の照射強
度が、基板上で８ ｍＷ／ａＡ以上であれば、大体１１
ｍ／秒以上の成膜速度が得られ、実用に供し得る。
上記成膜方法は、水銀増感反応を利用していないので、
膜質に対する水銀汚染の問題がないことは勿論としで、
いわゆる光化学反応室内を、窓を透して、室外から紫外
線を照射する方法、装置ではないので、「窓のくも妙、
」と言う問題もなく、プラズマの形成は、普通の連続放
電型の電源装置類が利用できるので都合が良い。特に、
電源装置が小型に設計できる場合は、クリーンルーム内
での占有面積が小さくて済むと言う経済上のメリットも
大きい。
膜質に対する水銀汚染の問題がないことは勿論としで、
いわゆる光化学反応室内を、窓を透して、室外から紫外
線を照射する方法、装置ではないので、「窓のくも妙、
」と言う問題もなく、プラズマの形成は、普通の連続放
電型の電源装置類が利用できるので都合が良い。特に、
電源装置が小型に設計できる場合は、クリーンルーム内
での占有面積が小さくて済むと言う経済上のメリットも
大きい。
更に他の改良された実施例を説明する。放電領域に形成
されるプラズマは、形成方法にもよるが球状、ラグビー
ボール状、線状（棒状）種々あるが、基板である半導体
ウェハーの方は、一般には３〜５インチの円形であり、
これらプラズマからの紫外線で、ウェハー全域を均一に
照射するのは案外むずかしい。
されるプラズマは、形成方法にもよるが球状、ラグビー
ボール状、線状（棒状）種々あるが、基板である半導体
ウェハーの方は、一般には３〜５インチの円形であり、
これらプラズマからの紫外線で、ウェハー全域を均一に
照射するのは案外むずかしい。
その場合は、独立に消費電力が制御できる棒状のプラズ
マを３〜５本、平面的に、並んで形成させるようにする
と良い。第２図は、その要部の斜視図であって、対にな
る電極２ａ−２ａ、 ２ｂ−２ｂ、・・・を５組、故電
領穢に突出させて配置し、中央の２ｃｍ２ｃ間は２５０
［］ Ｗの電源で駆動し、２ｂ−２ｂと２ｄ−２ｄとは
２０００Ｗ、両端の２ａ−２ａと２ｅ−２ｅとは１６０
０Ｗの電源でそれぞれ駆動し、基板面に対して、端の方
のプラズマから多く紫外線が放射されるようにすると、
基板面上での紫外線の強度は、均一化される。この基板
面上での紫外線の強度の均一化については、放電領域と
反応領域とが紫外線透過窓で区画されているような場合
にも利用でき、その場合は、容器１０の部分を、例えば
独立に制御可能な５組の電極を有するランプとして構成
しても良い。また、２ａ−２ａ間、２ｂ−２ｂ間・・・
の電極間距離も全部同一である必要は全くない。むしろ
、上古ば倒の場合、′ｖｔＬ極間距離は、２ａ−２ａや
２ｅ−２ｅ（２ｂ−２ｂや２（１−２ｄ（２ｃｍ２ｃが
更に良い。
マを３〜５本、平面的に、並んで形成させるようにする
と良い。第２図は、その要部の斜視図であって、対にな
る電極２ａ−２ａ、 ２ｂ−２ｂ、・・・を５組、故電
領穢に突出させて配置し、中央の２ｃｍ２ｃ間は２５０
［］ Ｗの電源で駆動し、２ｂ−２ｂと２ｄ−２ｄとは
２０００Ｗ、両端の２ａ−２ａと２ｅ−２ｅとは１６０
０Ｗの電源でそれぞれ駆動し、基板面に対して、端の方
のプラズマから多く紫外線が放射されるようにすると、
基板面上での紫外線の強度は、均一化される。この基板
面上での紫外線の強度の均一化については、放電領域と
反応領域とが紫外線透過窓で区画されているような場合
にも利用でき、その場合は、容器１０の部分を、例えば
独立に制御可能な５組の電極を有するランプとして構成
しても良い。また、２ａ−２ａ間、２ｂ−２ｂ間・・・
の電極間距離も全部同一である必要は全くない。むしろ
、上古ば倒の場合、′ｖｔＬ極間距離は、２ａ−２ａや
２ｅ−２ｅ（２ｂ−２ｂや２（１−２ｄ（２ｃｍ２ｃが
更に良い。
本発明は、以上の実施例の説明からも埋′ｌｌｌきれる
ように、稀ガス、水素もしくは重水素、もしくはそれら
の混合ガスから選ばれた紫外線放射用放電ガスが供給さ
ねる放電領域と、基也が配置ｄさ］１、Ｉ ＳＣＣＭ以
−ヒの波音のシランもしくに［ｌ６次水素化シリコンが
、単独もしくはキャリアーガスと共に供給される反応領
域とを、区画することなく一つの容器で取り囲み、放電
ガスによって形成されるプラズマから放射される１６０
ｎｍ以下の波長の紫外線が、前記基板上で１ｍＷ／ｃｒ
Ｉ以上の強度で到達するように前記放電ガスを、数秒間
以上の有限の連続時間プラズマ化し、前記シランもしく
は高次水素化シリコンを、水銀増感反応を利用すること
なく、プラズマから放射される１６０ｎｍ以下の波長を
含む紫外線の直射で、前記基板上もしくはその近傍で光
化学反応を生起し、その結果、前記基板上にシリコンの
薄膜を形成させるものであって、水銀汚染がなく、かつ
、実用に供し得る薄膜形成速度であり、前記したように
、「窓のくもり」の問題もなく、電源類も小型なものが
設計しやすい長所を有する。
ように、稀ガス、水素もしくは重水素、もしくはそれら
の混合ガスから選ばれた紫外線放射用放電ガスが供給さ
ねる放電領域と、基也が配置ｄさ］１、Ｉ ＳＣＣＭ以
−ヒの波音のシランもしくに［ｌ６次水素化シリコンが
、単独もしくはキャリアーガスと共に供給される反応領
域とを、区画することなく一つの容器で取り囲み、放電
ガスによって形成されるプラズマから放射される１６０
ｎｍ以下の波長の紫外線が、前記基板上で１ｍＷ／ｃｒ
Ｉ以上の強度で到達するように前記放電ガスを、数秒間
以上の有限の連続時間プラズマ化し、前記シランもしく
は高次水素化シリコンを、水銀増感反応を利用すること
なく、プラズマから放射される１６０ｎｍ以下の波長を
含む紫外線の直射で、前記基板上もしくはその近傍で光
化学反応を生起し、その結果、前記基板上にシリコンの
薄膜を形成させるものであって、水銀汚染がなく、かつ
、実用に供し得る薄膜形成速度であり、前記したように
、「窓のくもり」の問題もなく、電源類も小型なものが
設計しやすい長所を有する。
また、基板上での紫外線照射強度の均一性が要求される
場合は、放電ガスの種類や圧力に関係な〈棒状に形成さ
れるプラズマを複数組作り、各々のプラズマの太さ、長
さをそれぞれの対になる電極の大きさや距離を変えたり
、消費電力を独立に制御できるよう構成すれば良い。
場合は、放電ガスの種類や圧力に関係な〈棒状に形成さ
れるプラズマを複数組作り、各々のプラズマの太さ、長
さをそれぞれの対になる電極の大きさや距離を変えたり
、消費電力を独立に制御できるよう構成すれば良い。
第１図は本発明の実施例に使用される装置の断面図、第
２図は同じく斜視図、第５図と第４図は放射光の測定結
果を示す。
２図は同じく斜視図、第５図と第４図は放射光の測定結
果を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、稀ガス、水素もしくは重水素、もしくはそれらの混
合ガスから選ばれた紫外線放射用放電ガスが供給される
放電領域と、基板が配置され、１ＳＣＣＭ以上の流量の
シランもしくは高次水素化シリコンが、単独もしくはキ
ャリアーガスと共に供給される反応領域とを、区画する
ことなく一つの容器で取り囲み、 放電ガスによって形成されるプラズマから放射される１
６０ｎｍ以下の波長の紫外線が、前記基板上で１ｍＷ／
ｃｍ＾２以上の強度で到達するように前記放電ガスを、
数秒間以上の有限の連続時間プラズマ化し、 前記シランもしくは高次水素化シリコンを、水銀増感反
応を利用することなく、プラズマから放射される１６０
ｎｍ以下の波長を含む紫外線の直射で、前記基板上もし
くはその近傍で直接光化学反応を生起し、その結果前記
基板上にシリコンの薄膜を形成させることを特徴とする
成膜方法。 ２、シリコンの薄膜が、非晶質シリコンからなる第１項
記載の成膜方法。 ３、シリコンの薄膜が、多結晶もしくは単結晶からなる
第１項記載の成膜方法。 ４、プラズマが、放電領域に対向配置された一対の電極
間に生ずる放電によって形成されるものであり、該電極
は、電子放射性物質としてアルカリ金属もしくはアルカ
リ土類金属の酸化物を、タングステンもしくはトリエイ
テッドタングステンに被着もしくは含浸もしくは混入さ
せてなる第１項記載の成膜方法。 ５、プラズマが、高周波容量結合型、誘導結合型もしく
はマイクロ波型等の無電極型の放電によって形成される
第１項記載の成膜方法。 ６、紫外線放射用放電ガスにインヂウム、アンチモン、
砒素、燐、硼素の内から選ばれた水素化物もしくはハロ
ゲン化物の少なくとも一種が混入している第１項記載の
成膜方法。 ７、シランもしくは高次水素化シリコンもしくはキャリ
アーガスに、砒素、燐、インヂウム、アンチモンもしく
は硼素の水素化物もしくはハロゲン化物が混入している
第１項記載の成膜方法。 ８、基板が、荷電粒子損傷が生じない程度にプラズマ陽
光柱中心から、十分遠い位置に配置される第１項記載の
成膜方法。 ９、電極近傍に、電極保護用ガスが供給される第４項記
載の成膜方法 １０、プラズマが、ＥＣＲ加熱によって形成される第１
項記載の成膜方法。 １１、プラズマと基板との間にグリッド電極が配置され
た第１項記載の成膜方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17586784A JPS6156278A (ja) | 1984-08-25 | 1984-08-25 | 成膜方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17586784A JPS6156278A (ja) | 1984-08-25 | 1984-08-25 | 成膜方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6156278A true JPS6156278A (ja) | 1986-03-20 |
| JPH0530909B2 JPH0530909B2 (ja) | 1993-05-11 |
Family
ID=16003586
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17586784A Granted JPS6156278A (ja) | 1984-08-25 | 1984-08-25 | 成膜方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6156278A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03211283A (ja) * | 1989-06-15 | 1991-09-17 | Asea Brown Boveri Ag | 被覆装置 |
| JP2008121115A (ja) * | 2006-11-09 | 2008-05-29 | Applied Materials Inc | Ｐｅｃｖｄ放電処理において電磁放射線を制御するためのシステム及び方法 |
-
1984
- 1984-08-25 JP JP17586784A patent/JPS6156278A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03211283A (ja) * | 1989-06-15 | 1991-09-17 | Asea Brown Boveri Ag | 被覆装置 |
| JP2008121115A (ja) * | 2006-11-09 | 2008-05-29 | Applied Materials Inc | Ｐｅｃｖｄ放電処理において電磁放射線を制御するためのシステム及び方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0530909B2 (ja) | 1993-05-11 |
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