JPS62146266A - 堆積膜形成装置 - Google Patents
堆積膜形成装置Info
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- JPS62146266A JPS62146266A JP60287103A JP28710385A JPS62146266A JP S62146266 A JPS62146266 A JP S62146266A JP 60287103 A JP60287103 A JP 60287103A JP 28710385 A JP28710385 A JP 28710385A JP S62146266 A JPS62146266 A JP S62146266A
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- film
- deposited film
- gas
- film forming
- gaseous
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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
- 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
- C23C16/44—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 method of coating
- C23C16/455—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 method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45561—Gas plumbing upstream of the reaction chamber
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F71/00—Manufacture or treatment of devices covered by this subclass
- H10F71/10—Manufacture or treatment of devices covered by this subclass the devices comprising amorphous semiconductor material
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (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)
- Photovoltaic Devices (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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は1機能性膜、殊に半導体デバイス、電子写真用
の感光デバイス、光学的画[象入力装置用の元入力セン
サーデバイス等の電子デバイスの用途に有用な機能性堆
積膜の形成に使用する堆積膜形成装置に関する。
の感光デバイス、光学的画[象入力装置用の元入力セン
サーデバイス等の電子デバイスの用途に有用な機能性堆
積膜の形成に使用する堆積膜形成装置に関する。
従来、半導体膜、絶縁膜、光4電膜、磁性膜或いは金属
膜等の非晶質乃至多結晶質の機能性膜は、所望される物
理的特性や用途等の観点から個々に適した成膜方法が採
用されている。
膜等の非晶質乃至多結晶質の機能性膜は、所望される物
理的特性や用途等の観点から個々に適した成膜方法が採
用されている。
例えば、必委に応じて、水素原子(H)やハロゲン原子
(X)等の補償剤で不対電子が補償された非晶質や多結
晶質の非単結晶シリコン(以後rNON−8i (H、
X )Jと略記し、その中でも殊に非晶質シリコン全館
す場合にはf’A−8i(H,X)J、多結晶質シリコ
ン金示す場合にはrpoly−s i (HIX)Jと
6己す)膜等のシリコン堆積膜(尚、俗に百うa結晶シ
リコンは、A−sr<H,x>の範躊にはいることは断
るまでもない)の形成には、真空蒸着法、プラズマCV
D法、熱CVD法9反応スパッタリング法、イオンブレ
ーティング法2元CVD法などが試みられており、一般
的には、プラズマCVD法が広く用いられ、企業化され
ている。
(X)等の補償剤で不対電子が補償された非晶質や多結
晶質の非単結晶シリコン(以後rNON−8i (H、
X )Jと略記し、その中でも殊に非晶質シリコン全館
す場合にはf’A−8i(H,X)J、多結晶質シリコ
ン金示す場合にはrpoly−s i (HIX)Jと
6己す)膜等のシリコン堆積膜(尚、俗に百うa結晶シ
リコンは、A−sr<H,x>の範躊にはいることは断
るまでもない)の形成には、真空蒸着法、プラズマCV
D法、熱CVD法9反応スパッタリング法、イオンブレ
ーティング法2元CVD法などが試みられており、一般
的には、プラズマCVD法が広く用いられ、企業化され
ている。
百年ら、従来から一般化されているプラズマCVD法に
よるシリコン堆積膜の形成に於ての反応プロセスは、従
来のCVD法に比較してかなり複雑であり、その反応機
構も不明な点が少なくない。
よるシリコン堆積膜の形成に於ての反応プロセスは、従
来のCVD法に比較してかなり複雑であり、その反応機
構も不明な点が少なくない。
又、その堆積膜の形成パラメーターも多く(例えば、基
体温度、4人ガスの流量と比、形成時の圧力、高周波電
力、電極構造1反応容器の描造、排気の速度、プラズマ
発生方式など)これらの多くのパラメータの組み合せに
↓るため、時にはプラズマが不安定な状態になり、形成
された堆積膜に著しい悪影響を与えることが少なくなか
った。そのうえ、装置特有のパラメータを装置ごとに選
定しなければならず、しかたって製造条件?−一般化る
ことがむずかしいというのが実状であった。
体温度、4人ガスの流量と比、形成時の圧力、高周波電
力、電極構造1反応容器の描造、排気の速度、プラズマ
発生方式など)これらの多くのパラメータの組み合せに
↓るため、時にはプラズマが不安定な状態になり、形成
された堆積膜に著しい悪影響を与えることが少なくなか
った。そのうえ、装置特有のパラメータを装置ごとに選
定しなければならず、しかたって製造条件?−一般化る
ことがむずかしいというのが実状であった。
他方、シリコン堆積膜として、電気的、光学的特性金各
用途毎に十分に満足させ得るもの全発現させるためには
、現状ではプラズマCVD法によって形成することが最
良とされてる。
用途毎に十分に満足させ得るもの全発現させるためには
、現状ではプラズマCVD法によって形成することが最
良とされてる。
而乍ら、シリコン堆積膜の応用用途によっては、犬面積
化、膜厚均−性、膜品質の均一性全十分満足させて再現
性のある量産化を図らねばならないため、プラズマCV
D法によるシリコン堆積膜の形成においては、量産装置
に多大な設備投資が必要とな9、またその量産の為の管
理項目も複雑になり、管理許容幅も狭く、装置の調整も
微妙であることから、これらのことが、今後改善すべき
問題点として指摘されている。
化、膜厚均−性、膜品質の均一性全十分満足させて再現
性のある量産化を図らねばならないため、プラズマCV
D法によるシリコン堆積膜の形成においては、量産装置
に多大な設備投資が必要とな9、またその量産の為の管
理項目も複雑になり、管理許容幅も狭く、装置の調整も
微妙であることから、これらのことが、今後改善すべき
問題点として指摘されている。
又、プラズマCVD法の場合には、成膜される基体の配
されている成膜空間に於いて高周波或いはマイクロ波等
に工って直接プラズマ金生成している為に、発生する電
子や多数のイオン種が成膜過程に於いて膜にダメージを
与え膜品實ノ低下。
されている成膜空間に於いて高周波或いはマイクロ波等
に工って直接プラズマ金生成している為に、発生する電
子や多数のイオン種が成膜過程に於いて膜にダメージを
与え膜品實ノ低下。
膜品質の不均一イヒの装置となっている。
この点の改良として提案されている方法には。
間接プラズマCVD法がある。
該間接プラズマCVD法は、成膜空間から離れた上流位
置にてマイクロ波等によってプラズマを生成し、該プラ
ズマ金成膜空間まで輸送することで、成膜に有効な化字
種を選択的に使用出来る様に計ったものである。
置にてマイクロ波等によってプラズマを生成し、該プラ
ズマ金成膜空間まで輸送することで、成膜に有効な化字
種を選択的に使用出来る様に計ったものである。
而乍ら、斯かるプラズマCVD法でも、プラズマの輸送
が必須であることから、成膜に有効な化字種の寿命が長
くなればならず、自ずと、使用するガス棟が制限され、
種々の堆積膜が侮られないこと、及びプラズマを発生す
る為に多大なエネルギーを装すること、成膜に有効な化
字種の生成及び量が簡便な管理下に本質的に置かれない
こと等の問題点は桟積している。
が必須であることから、成膜に有効な化字種の寿命が長
くなればならず、自ずと、使用するガス棟が制限され、
種々の堆積膜が侮られないこと、及びプラズマを発生す
る為に多大なエネルギーを装すること、成膜に有効な化
字種の生成及び量が簡便な管理下に本質的に置かれない
こと等の問題点は桟積している。
プラズマCVD法に対して、光CvDff::ば、成膜
時と膜品質VCタメージを与えるイオン種や電子が発生
しないという点でM利ではあるが、光源にそれ程多くの
種類がないこと、光源の波長も紫外に片寄っていること
、二条化する場合には大型の光源とその111jを要す
ること、光源からの先金成膜空間に導入する窓が成膜時
に被膜されて仕舞う為に成膜中に光量の低下、強いては
、光源からの光が成膜空間に入射されなくなるという問
題点がある。
時と膜品質VCタメージを与えるイオン種や電子が発生
しないという点でM利ではあるが、光源にそれ程多くの
種類がないこと、光源の波長も紫外に片寄っていること
、二条化する場合には大型の光源とその111jを要す
ること、光源からの先金成膜空間に導入する窓が成膜時
に被膜されて仕舞う為に成膜中に光量の低下、強いては
、光源からの光が成膜空間に入射されなくなるという問
題点がある。
上述の如く、シリコン堆積膜の形成に於ては、解決され
るべき点は、まだまだ残っており、その実用可能な特性
、均一性を維持させながら低コストな装置で省エネルギ
ー化を計って量産化できる形成方法全開発することが切
望されている。これ等のことは、他の機能性膜、例えば
窒化シリコン膜、炭化シリコン膜、酸化シリコン膜に於
ても各各回様の解決されるべき問題として挙げることが
出来る。
るべき点は、まだまだ残っており、その実用可能な特性
、均一性を維持させながら低コストな装置で省エネルギ
ー化を計って量産化できる形成方法全開発することが切
望されている。これ等のことは、他の機能性膜、例えば
窒化シリコン膜、炭化シリコン膜、酸化シリコン膜に於
ても各各回様の解決されるべき問題として挙げることが
出来る。
本発明の目的は、上述した堆積膜形成法の欠点?除去す
ると同時に、従来の形成方法によらない新規な堆積膜形
成装置全提供するものである。
ると同時に、従来の形成方法によらない新規な堆積膜形
成装置全提供するものである。
不発明の他の目的は、省エネルギー化を計ると同時に膜
品質の管理が6易で犬面損に亘って均一特性の堆積膜が
得られる堆積膜形成装置を提供するものである。
品質の管理が6易で犬面損に亘って均一特性の堆積膜が
得られる堆積膜形成装置を提供するものである。
本発明の更に別の目的は、生産性、量産性に優れ、高品
質で′電気的、光学的、半導体的等の物理特性に優れた
膜が簡便に得られる堆積膜形成装置全提供することでも
ある。
質で′電気的、光学的、半導体的等の物理特性に優れた
膜が簡便に得られる堆積膜形成装置全提供することでも
ある。
上記目的?達成する本発明の堆積膜形成装置は、堆積膜
形成用の気体状原料物質と、該原料物質に酸化作用?す
る性質金言する気体状/・ロゲン系酸fヒ剤と、?反応
空間内に導入して化学的に接触させることで励起状態の
前駆体?生成し、該前駆体を堆積膜形成装置の供給源と
して成膜空間内にある基体上に堆積膜?形成する装置に
於いて前記気体状原料物と前記気体状ハロゲン系酸化剤
を先端が先細りになつ之多重管構造のガス吹き出し口よ
り吹き出す機講を有すること全特徴とする。
形成用の気体状原料物質と、該原料物質に酸化作用?す
る性質金言する気体状/・ロゲン系酸fヒ剤と、?反応
空間内に導入して化学的に接触させることで励起状態の
前駆体?生成し、該前駆体を堆積膜形成装置の供給源と
して成膜空間内にある基体上に堆積膜?形成する装置に
於いて前記気体状原料物と前記気体状ハロゲン系酸化剤
を先端が先細りになつ之多重管構造のガス吹き出し口よ
り吹き出す機講を有すること全特徴とする。
上記の本発明の堆積膜形成装置に工れば、省エネルギー
1ヒと同時に大面積化、膜厚均一性、膜品質の均−性金
十tA−滴足させて管理の簡素化と喰産化を図り、量産
袈肯に多大な設備投資も必要とせず、またその量産の為
の管理項目も明確になり、管理許容幅も広く、装置の調
整も簡単になる。
1ヒと同時に大面積化、膜厚均一性、膜品質の均−性金
十tA−滴足させて管理の簡素化と喰産化を図り、量産
袈肯に多大な設備投資も必要とせず、またその量産の為
の管理項目も明確になり、管理許容幅も広く、装置の調
整も簡単になる。
本発明の堆積膜形成装置に於いて、使用される堆積膜形
成用の気体状原料物質は、気体状ハロゲン系酸化剤との
化学的接触により酸化作用全うけるものであり、目的と
する堆積膜の種類、特性。
成用の気体状原料物質は、気体状ハロゲン系酸化剤との
化学的接触により酸化作用全うけるものであり、目的と
する堆積膜の種類、特性。
用途等に工っで所望に従って適宜選択される。本発明に
於いては、上記の気体状原料物質及び気体状ハロゲン系
酸化剤は、fヒ学的接触をする際に気体状とされるもの
であれば艮く、通常の場合は、気体でも液体でも固体で
あっても差支えない。゛堆積膜形成用の原料物質あるい
はノ・ロゲン系酸化剤が液体又は固体である場合には、
Ar 、He 、Nt 。
於いては、上記の気体状原料物質及び気体状ハロゲン系
酸化剤は、fヒ学的接触をする際に気体状とされるもの
であれば艮く、通常の場合は、気体でも液体でも固体で
あっても差支えない。゛堆積膜形成用の原料物質あるい
はノ・ロゲン系酸化剤が液体又は固体である場合には、
Ar 、He 、Nt 。
H8等のキャリアーガスを使用し、必要に応じては熱も
加えながらバブリングを行なって反応空間に堆積膜形成
用の原料物質及びハロゲン系酸化剤全気体状として導入
する。
加えながらバブリングを行なって反応空間に堆積膜形成
用の原料物質及びハロゲン系酸化剤全気体状として導入
する。
この際、上記気体状原料物質及び気体状・・ロケン系酸
化剤の分圧及び混合比は、キャリアーガスの流が、ある
いは堆積膜形成用の原料物質及び気体状・・ロゲン系酸
化剤の蒸気圧?調節することにより設定される。
化剤の分圧及び混合比は、キャリアーガスの流が、ある
いは堆積膜形成用の原料物質及び気体状・・ロゲン系酸
化剤の蒸気圧?調節することにより設定される。
本発明に於いて使用される堆積膜形成用の原料物質とし
ては1例えば、半導体性或いは電気的絶縁性のシリコン
堆積成やケルマニウム堆積膜等のテトラヘドラル系の堆
積膜’に?Gるのであれば、直鎖状、及び分岐状の鎖状
シラン化合物、環状シランfヒ合物、鎖状ゲルマニウム
化合物等が有効なものとして挙げることが出来る。
ては1例えば、半導体性或いは電気的絶縁性のシリコン
堆積成やケルマニウム堆積膜等のテトラヘドラル系の堆
積膜’に?Gるのであれば、直鎖状、及び分岐状の鎖状
シラン化合物、環状シランfヒ合物、鎖状ゲルマニウム
化合物等が有効なものとして挙げることが出来る。
具体的には、直鎖状シラン化合物としては5inI(+
n+2(n=1.2,3,4,5,6゜7.8
)、分岐状鎖状シラン化合物としては、siH,5iH
(slH,)sIFl、siH,。
n+2(n=1.2,3,4,5,6゜7.8
)、分岐状鎖状シラン化合物としては、siH,5iH
(slH,)sIFl、siH,。
鎖状ケルマンイヒ会物とじては、 Q em)(t I
n+2(m=1.2,3.4.5)等が挙げられる。こ
の他、レリえばスズの堆積膜全作成するのであれば5n
t(a等の水素f上メスを有効な原料物質として挙げる
ことが出来る。
n+2(m=1.2,3.4.5)等が挙げられる。こ
の他、レリえばスズの堆積膜全作成するのであれば5n
t(a等の水素f上メスを有効な原料物質として挙げる
ことが出来る。
勿論、これ等の原料物質Vs、1種のみならず2種以上
混合して使用することも出来る。
混合して使用することも出来る。
本発明に於いて使用されるハロゲン系酸化剤は、反応空
間内に導入される際気体状とされ、同時に反応空間内に
導入される堆積膜形成用の気体状原料物質に化学的接触
だけで効果的に酸化作用をする性we有するもので、F
−、C1,、Br、。
間内に導入される際気体状とされ、同時に反応空間内に
導入される堆積膜形成用の気体状原料物質に化学的接触
だけで効果的に酸化作用をする性we有するもので、F
−、C1,、Br、。
■1等のハロゲンガス、発生期状態の弗素、塩素。
臭素等が有効なものとして挙げることが出来る。
これ等のハロゲン系酸化剤は気体状で、前記の堆積膜形
成用の原料物質の気体と共に所望の流量と供給圧を与え
られて反応空間内に導入されて前記原料物質と混合衝突
することで化学的接触をし、前記原料物質に酸化作用を
して励起状態の前駆体金言む複数種の前駆体を効率的に
生成する。生成される励起状態の前躯体及び他の前駆体
は、少なくともそのいずれか1つが形成される堆積膜の
構成安水の供給源として働く。
成用の原料物質の気体と共に所望の流量と供給圧を与え
られて反応空間内に導入されて前記原料物質と混合衝突
することで化学的接触をし、前記原料物質に酸化作用を
して励起状態の前駆体金言む複数種の前駆体を効率的に
生成する。生成される励起状態の前躯体及び他の前駆体
は、少なくともそのいずれか1つが形成される堆積膜の
構成安水の供給源として働く。
生成される前駆体は分解して又は反応して別の励起状態
の前駆体又は別の励起状態にある前小体になって、或い
は必要に応じてエネルギー全放出はするがその1まの形
態で成膜空間に配設され足載体表面に触れることで三次
元ネットワーク構造の堆積膜が作成される。
の前駆体又は別の励起状態にある前小体になって、或い
は必要に応じてエネルギー全放出はするがその1まの形
態で成膜空間に配設され足載体表面に触れることで三次
元ネットワーク構造の堆積膜が作成される。
励起されるエネルギーレベルとしては、前記励起状態の
前駆体が=り低いエネルギーレベルにエネルギー遷移す
る、又は別の化学・種に変化する過程に於いて発光を伴
うエネルギーレベルであることが好ましい。斯かるエネ
ルギーの遷移に発光を伴なう励起状態の前駆体金倉め活
性化された前駆体が形成されることで本発明の堆積膜形
成プロセスは、より効率良く、より省エネルギーで進行
し、膜全面に亘って均一でより良好な物理特性を有する
堆積膜が形成される。
前駆体が=り低いエネルギーレベルにエネルギー遷移す
る、又は別の化学・種に変化する過程に於いて発光を伴
うエネルギーレベルであることが好ましい。斯かるエネ
ルギーの遷移に発光を伴なう励起状態の前駆体金倉め活
性化された前駆体が形成されることで本発明の堆積膜形
成プロセスは、より効率良く、より省エネルギーで進行
し、膜全面に亘って均一でより良好な物理特性を有する
堆積膜が形成される。
本発明に於いては、堆積膜形成プロセスが円滑に進行し
、高品質で所望の物理特性を有する膜が形成される町く
、成膜因子としての、涼科物實及びハロゲン系酸化剤の
種類と組み合せ、これ等の混合比、混合時の圧力、 t
Af、量、成膜空間内圧、ガスの流型、成膜温度(基体
温度及び雰囲気温度)が所望に応じて適宜選択される。
、高品質で所望の物理特性を有する膜が形成される町く
、成膜因子としての、涼科物實及びハロゲン系酸化剤の
種類と組み合せ、これ等の混合比、混合時の圧力、 t
Af、量、成膜空間内圧、ガスの流型、成膜温度(基体
温度及び雰囲気温度)が所望に応じて適宜選択される。
これ等の成膜因子は有機的に関連し、単独で決定される
ものではなく相互関連の下に夫々に応じて決定される。
ものではなく相互関連の下に夫々に応じて決定される。
本発明に於いて、反応空間に導入される堆積膜形成用の
気体状原料物質と気体状ノ・ロゲン系酸化剤との量の割
合は、上記成膜因子の中関連する成膜因子との関係に於
いて適宜所望に従って決められるが、導入流量比で、好
ましくは、1/100〜100/1が適当であり、↓り
好ましくは1150〜50/1とされるのが望ましい。
気体状原料物質と気体状ノ・ロゲン系酸化剤との量の割
合は、上記成膜因子の中関連する成膜因子との関係に於
いて適宜所望に従って決められるが、導入流量比で、好
ましくは、1/100〜100/1が適当であり、↓り
好ましくは1150〜50/1とされるのが望ましい。
反E、2間に導入される際の混合時の圧力としては前記
体状原料物質と前記気体状ノ・ロゲン系酸化剤との化学
的接触全確率的に工9高める為には、↓り高い方が良い
が、成膜空間内の圧力が高すぎると、化学的接触で生じ
た前駆体が、他の前駆体おるいは、気体状原料物質と衝
突?おこし、気相中で二次反応をおこし、基板に到着す
る前にポリメリゼーションをおこし、ポリマーとなって
しまい、膜堆積に寄与しなくなる。また部分的にポリメ
リゼーションをおこした前駆体にニジ形成した膜の品質
は悪いものである。したがって、成膜空間内の圧力は余
り高くすることもできず、そのため化学的接触で生じる
前駆体の生成量にも限界が生じる。その定め1本発明で
は、ガスの吹き出し口金細く絞るすることによりガスの
吹き出し管内の圧力を高く、かつ反応チャンバー内の圧
力金低くおさえることができ、高堆積、高品質の膜が形
成できる。
体状原料物質と前記気体状ノ・ロゲン系酸化剤との化学
的接触全確率的に工9高める為には、↓り高い方が良い
が、成膜空間内の圧力が高すぎると、化学的接触で生じ
た前駆体が、他の前駆体おるいは、気体状原料物質と衝
突?おこし、気相中で二次反応をおこし、基板に到着す
る前にポリメリゼーションをおこし、ポリマーとなって
しまい、膜堆積に寄与しなくなる。また部分的にポリメ
リゼーションをおこした前駆体にニジ形成した膜の品質
は悪いものである。したがって、成膜空間内の圧力は余
り高くすることもできず、そのため化学的接触で生じる
前駆体の生成量にも限界が生じる。その定め1本発明で
は、ガスの吹き出し口金細く絞るすることによりガスの
吹き出し管内の圧力を高く、かつ反応チャンバー内の圧
力金低くおさえることができ、高堆積、高品質の膜が形
成できる。
ガスの吹き出し管内の圧力は、ガスの吹き出し口の大き
さ、及びガスの流量によって決まるが、気体状原料物質
と、気体状/・ロゲン系酸化剤との化学的接触を増加さ
せ、前駆体の作成全効率工り行なうためには、通常10
Torr以上、より望筐しくは100Torr以上であ
る。このように。
さ、及びガスの流量によって決まるが、気体状原料物質
と、気体状/・ロゲン系酸化剤との化学的接触を増加さ
せ、前駆体の作成全効率工り行なうためには、通常10
Torr以上、より望筐しくは100Torr以上であ
る。このように。
ガスの吹き出し口金細く絞り、吹き出し管内の圧力を高
くすることvcLす、前記堆積膜形成用の原料物質及び
・・ロゲン系酸比剤が均一に効率良く混合され、前記前
駆体(E)が効率的に生成される。
くすることvcLす、前記堆積膜形成用の原料物質及び
・・ロゲン系酸比剤が均一に効率良く混合され、前記前
駆体(E)が効率的に生成される。
成膜空間内の圧力は、吹き出し・d内で生成された前躯
体の気相中での反応?防ぐため、及び不純物の混入を防
ぐため低いほうがより望ましい。
体の気相中での反応?防ぐため、及び不純物の混入を防
ぐため低いほうがより望ましい。
通常1’porr以下、好ましくはQ、1Torr以下
にする。
にする。
成膜時の基体温度(TS)とじては、使用されるガス種
及び形成される堆積膜の種数と要求される特性に応じて
、個々に適宜所望に従って設定されるが、非晶質の膜を
得る場合には好ましくに室温から450℃、より好まし
くは50〜400℃とされるのが望ましい。殊に半導体
性や光導電性等の特性がより良好なシリコン堆積膜を形
成する場合には、基体温度(TS)は70〜350℃と
されるのが望ましい。また、多結晶の膜を得る場合には
、好ましくは200〜650℃、より好ましくは300
〜600℃とされるのが望ましい。
及び形成される堆積膜の種数と要求される特性に応じて
、個々に適宜所望に従って設定されるが、非晶質の膜を
得る場合には好ましくに室温から450℃、より好まし
くは50〜400℃とされるのが望ましい。殊に半導体
性や光導電性等の特性がより良好なシリコン堆積膜を形
成する場合には、基体温度(TS)は70〜350℃と
されるのが望ましい。また、多結晶の膜を得る場合には
、好ましくは200〜650℃、より好ましくは300
〜600℃とされるのが望ましい。
成膜空間の雰囲気温度(Tat)としては、生成される
前記前躯体(E)及び前記前駆体(D)が成膜に不適当
な化字種に変化せず、且つ効率良く前記前躯体(E)が
生成される様に基体温度(TS)との関連で適宜所望に
応じて決められる。
前記前躯体(E)及び前記前駆体(D)が成膜に不適当
な化字種に変化せず、且つ効率良く前記前躯体(E)が
生成される様に基体温度(TS)との関連で適宜所望に
応じて決められる。
本発明に於いて使用される基体としては、形成される堆
積膜の用途に応じて適宜所望に応じて選択されるのであ
れば4屯性でも電気絶縁性であっても艮い。4電性基体
としては、例えば、Ni(::r。
積膜の用途に応じて適宜所望に応じて選択されるのであ
れば4屯性でも電気絶縁性であっても艮い。4電性基体
としては、例えば、Ni(::r。
ステンレス、Al、Cr、MOlA Ll、I r、N
b。
b。
’l’a、V、 Ti、pt、pd等の金属又はこれ等
の合金が挙げられる。
の合金が挙げられる。
電気絶縁性基体としては、ポリエステル、ポリエチレン
、ポリカーボネート、セルローズアセテート、ポリプロ
ピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリス
チレン、ポリアミド等の合成樹脂のフィルム又はシート
、ガラス、セラミック、紙等が通常使用される。これら
の電気絶縁性基体は、好適には少なくともその一方の表
面が導電処理され、該導′亀処理された表面側に他の層
が設けられるのが望ましい。
、ポリカーボネート、セルローズアセテート、ポリプロ
ピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリス
チレン、ポリアミド等の合成樹脂のフィルム又はシート
、ガラス、セラミック、紙等が通常使用される。これら
の電気絶縁性基体は、好適には少なくともその一方の表
面が導電処理され、該導′亀処理された表面側に他の層
が設けられるのが望ましい。
例えばガラスであれば、その表面がNiCr、A#、C
r、MOlAu、工r、 Nb、’l’a、V、T1、
pt、P(1,Int Os 、5not 、ITO(
Int O−+5rIO−)等の薄膜ftBケル事VC
よって4電処理され、或いはポリエステルフィルム等の
合成樹脂フィルムであれば、Ni(::r。
r、MOlAu、工r、 Nb、’l’a、V、T1、
pt、P(1,Int Os 、5not 、ITO(
Int O−+5rIO−)等の薄膜ftBケル事VC
よって4電処理され、或いはポリエステルフィルム等の
合成樹脂フィルムであれば、Ni(::r。
kl、Ag%Pb、Zn、Ni、Au、Cr。
Mo、I r、Nb、Ta、V、’1’i、pt等の金
属で真空蒸着、電子ビーム蒸着、スパッタリング等で処
理し、又は前記金属でラミネート処理して、その表面が
佛″屯処理される。支持体の形状としては、円筒状、ベ
ルト状、板状環、任意の形状とし得、所望によって、そ
の形状が決定される。
属で真空蒸着、電子ビーム蒸着、スパッタリング等で処
理し、又は前記金属でラミネート処理して、その表面が
佛″屯処理される。支持体の形状としては、円筒状、ベ
ルト状、板状環、任意の形状とし得、所望によって、そ
の形状が決定される。
基体に、基体と膜との密着性及び反応性を考慮して上記
の中エリ選ぶのが好ましい。更に両者の熱膨張の差が大
きいと膜中に多量の歪が生じ、良品質の膜が得られない
場合があるので、両者の熱膨張の差が近接している基体
を選択して使用するのが好ましい。
の中エリ選ぶのが好ましい。更に両者の熱膨張の差が大
きいと膜中に多量の歪が生じ、良品質の膜が得られない
場合があるので、両者の熱膨張の差が近接している基体
を選択して使用するのが好ましい。
又、基体の表面状態は、膜の構造(配向)や錐状組織の
発生に直接関係するので、所望の特性が侮られる様な膜
構造と膜組織となる様に基体の表面音処理するのが望ま
しい。
発生に直接関係するので、所望の特性が侮られる様な膜
構造と膜組織となる様に基体の表面音処理するのが望ま
しい。
以下、実施例VcLり、本発明の堆積膜形成装置につい
て述べる。
て述べる。
第1図は本発明の堆積膜形成装置の1例全館すものであ
る。
る。
第1図に示す堆積膜形成装置は、装置本体、排気系及び
ガス供給系の3つに大別される。
ガス供給系の3つに大別される。
装置本体には、反応空間及び成膜空間が設けられている
。
。
101〜105は夫々、成膜する際に使用されるガスが
充填されているボンベ、101a〜105aは夫々ガス
供給パイプ、101b〜105bは夫夫釜ボンベからの
ガスの流量調整用のマスフローコントローラー、l0I
C〜105cはそれぞれガス圧力計、101d 〜10
5d及び101 e〜105eは夫々バルブ、101f
〜105fは夫夫対応するガスボンベ内の圧力全館す圧
力計である。
充填されているボンベ、101a〜105aは夫々ガス
供給パイプ、101b〜105bは夫夫釜ボンベからの
ガスの流量調整用のマスフローコントローラー、l0I
C〜105cはそれぞれガス圧力計、101d 〜10
5d及び101 e〜105eは夫々バルブ、101f
〜105fは夫夫対応するガスボンベ内の圧力全館す圧
力計である。
120は真空チャンバーであって、上部にガス導入用の
配管が設けられ、配管の下流に反応空間が形成される構
造を有し、且つ該配管のガス排出口に対向して、基体1
18が設置される様に一基体ホールダー112が設けら
れ7を成膜空間が形成される構造を有する。ガス導入用
の配管は、二重同心円配置構造となっており、中:リガ
スボンベ101.102!りのガスが導入される@1の
ガス導入管109、ガスボンベ103〜1o5工りのガ
スが導入される第2のガス導入管110i有する。11
1は、ガス導入管109及び110につながっているガ
ス吹き出し管で、その出口は約1 mmの径に絞って6
6゜ガス吹き出し管の内で、前記気体状原料物質と前記
気体状ハロゲン酸化剤とが化学的接触奮起こし、前駆体
全形成する。該前駆体がガス吹き出し管の出口より、基
体上に吹きつけられ、成膜があさってる。
配管が設けられ、配管の下流に反応空間が形成される構
造を有し、且つ該配管のガス排出口に対向して、基体1
18が設置される様に一基体ホールダー112が設けら
れ7を成膜空間が形成される構造を有する。ガス導入用
の配管は、二重同心円配置構造となっており、中:リガ
スボンベ101.102!りのガスが導入される@1の
ガス導入管109、ガスボンベ103〜1o5工りのガ
スが導入される第2のガス導入管110i有する。11
1は、ガス導入管109及び110につながっているガ
ス吹き出し管で、その出口は約1 mmの径に絞って6
6゜ガス吹き出し管の内で、前記気体状原料物質と前記
気体状ハロゲン酸化剤とが化学的接触奮起こし、前駆体
全形成する。該前駆体がガス吹き出し管の出口より、基
体上に吹きつけられ、成膜があさってる。
各専入管への管ボンベからのガスの供給は、ガス供給パ
イプライン123〜125によっテ夫々なされる。
イプライン123〜125によっテ夫々なされる。
各ガス尋人管、各ガス供給パイプライン及び成膜空間1
20は、メイン真空バルブ119を介して不図示の真空
排気装置に工り真空排気される。
20は、メイン真空バルブ119を介して不図示の真空
排気装置に工り真空排気される。
基体118は基体ホルダー112?上下に#動させるこ
とンこ工って各ガス導入管の位置工り適宜所望の距離に
設置される。
とンこ工って各ガス導入管の位置工り適宜所望の距離に
設置される。
113は、基本118全成膜時に適当な襦度に加熱した
り、或いは、成膜前に基体118を予備加熱したり、更
には、成膜後、膜をアニールする為に加熱する基体加熱
ヒータである。
り、或いは、成膜前に基体118を予備加熱したり、更
には、成膜後、膜をアニールする為に加熱する基体加熱
ヒータである。
基体加熱ヒータ113は、導線114により電源115
によりt力が供給される。
によりt力が供給される。
116は、基体温度(TS)の温度を測定する為の熱電
対で温度表示装置117に電気的に接続されている。
対で温度表示装置117に電気的に接続されている。
以下、本実施例の装置によるa−3i膜の成膜過程全説
明する。
明する。
第1図に示す成膜装置?用いて、次の様にし本発明の方
法に↓る堆積換金作成した。
法に↓る堆積換金作成した。
ボンベ101に充填されているSOH,ガス金泥t20
secmでガス導入管109エリ、ボンベ103に充填
されているHeガスで5チに希釈したF、ガス金泥ff
i400secmでガス導入管110:リガス吹き出し
管111内に導入した。
secmでガス導入管109エリ、ボンベ103に充填
されているHeガスで5チに希釈したF、ガス金泥ff
i400secmでガス導入管110:リガス吹き出し
管111内に導入した。
このときガス吹き出し管内の圧力は、5 Q torr
であった。また成膜空間120内の圧力上1刈0−5T
orrにした。基体に石英ガラス(15α刈5crn
) k用いガス吹き出し管111と基体との距離は30
crILに設定した。吹き出し管内部で青白い発光が強
くみられた。基体温度(TS)は各試料に対して表1に
示す様に室温から400 ’Gまでの間に設定した。
であった。また成膜空間120内の圧力上1刈0−5T
orrにした。基体に石英ガラス(15α刈5crn
) k用いガス吹き出し管111と基体との距離は30
crILに設定した。吹き出し管内部で青白い発光が強
くみられた。基体温度(TS)は各試料に対して表1に
示す様に室温から400 ’Gまでの間に設定した。
この状態で30分間ガスを流すと1表1に示す様な膜厚
のsi:H:p@が基体上に堆積した。
のsi:H:p@が基体上に堆積した。
又膜厚の分布むらは±55チ内におさまった。
成膜しfcs+:H:p膜はいずれの試料も電子線回折
に=つで非晶質であることが確認された。
に=つで非晶質であることが確認された。
各試料の非晶質si:u:p@上にAjのくし形嵐惨(
キャンプ長200μm)k蒸有し、導電率測定用の試料
上作成した。谷試料’kA仝クライオスタンド中にいれ
電圧10 ovi印加し、微少電流計(Yi−LP41
40B)で電流を測定し、暗導′亀率(crd)i求め
た。又600 n In 、 Q、3mw/、cm”の
光音照射し、光導電率(σp)k求めた。更に元の吸収
工り光学的バンドギャップ(Egopt)i求めた。こ
れらの結果は表1に示した。
キャンプ長200μm)k蒸有し、導電率測定用の試料
上作成した。谷試料’kA仝クライオスタンド中にいれ
電圧10 ovi印加し、微少電流計(Yi−LP41
40B)で電流を測定し、暗導′亀率(crd)i求め
た。又600 n In 、 Q、3mw/、cm”の
光音照射し、光導電率(σp)k求めた。更に元の吸収
工り光学的バンドギャップ(Egopt)i求めた。こ
れらの結果は表1に示した。
表 1
比軟りU
次に第2図に示す装置を用いてa−8i膜金堆積した。
この装置は第1図に示す装置より、ガス吹き出し管11
1をとりのぞいたのと同じ構造になっており、二重円心
円上に配置しであるガス導入管109と110のうち、
内側のガス導入管109μ外側のガス導入管110より
基体の表向位置より遠い位置に配された設計となってい
る。
1をとりのぞいたのと同じ構造になっており、二重円心
円上に配置しであるガス導入管109と110のうち、
内側のガス導入管109μ外側のガス導入管110より
基体の表向位置より遠い位置に配された設計となってい
る。
こnに、ガスの混合全考慮した設計である。以下、第2
図の各番号と、第1図の各4f号とは、下2ケタは同じ
ものに対応している。
図の各番号と、第1図の各4f号とは、下2ケタは同じ
ものに対応している。
基体温度を200℃、siH,ガス流量20scc、m
、leガスで5チに希釈したF、ガス流量400scc
rrxとし、内圧を種々に変化させて作成し几各試料の
膜厚、cr d 、 O” p+ Eg Op” の
値を表2に示す。なお、底膜時間は30分間では評価で
きる膜厚の試料が得られなかった之め、各3時間で行な
った。
、leガスで5チに希釈したF、ガス流量400scc
rrxとし、内圧を種々に変化させて作成し几各試料の
膜厚、cr d 、 O” p+ Eg Op” の
値を表2に示す。なお、底膜時間は30分間では評価で
きる膜厚の試料が得られなかった之め、各3時間で行な
った。
表 2
〔効果〕
以上の詳細な説明及び各実施例より、本発明の堆積膜形
成装置音用いれば、高速成脱化を計ると同時に膜品質の
良い堆積膜が得られる。又、生産性、量産性に優れ、高
品質で電気的、光学的、半導体的等の物理特性に優れた
膜を簡便に得ることが出来る。
成装置音用いれば、高速成脱化を計ると同時に膜品質の
良い堆積膜が得られる。又、生産性、量産性に優れ、高
品質で電気的、光学的、半導体的等の物理特性に優れた
膜を簡便に得ることが出来る。
第1図は本発明の成膜装置の模式的概略図、第2図は従
来の成膜装置の模式的概略図である。 101〜105・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・ガスボンベ。 101a〜105a・・・・・・・・・・・・・・・・
・・ガスの導入管、101b〜105b・・・・・・・
・・・・・マスフロメーター、101C〜105C・・
・・・・・・−・・・・・・・・・・・・ガス圧力計、
101d〜105d及び 101e〜105e・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・バルブ、101 f〜105f
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・圧力計、109.110・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・ガス導入管、111・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・ガス吹き出し管。 112・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・基体ホルダー、113・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・基体加熱用ヒーター。 116・・・・・・・・・・・・・・・・・・基体温度
モニター用熱電対、118・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・基体、119・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・真
空排気バルブ。 全夫々表わしている。
来の成膜装置の模式的概略図である。 101〜105・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・ガスボンベ。 101a〜105a・・・・・・・・・・・・・・・・
・・ガスの導入管、101b〜105b・・・・・・・
・・・・・マスフロメーター、101C〜105C・・
・・・・・・−・・・・・・・・・・・・ガス圧力計、
101d〜105d及び 101e〜105e・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・バルブ、101 f〜105f
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・圧力計、109.110・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・ガス導入管、111・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・ガス吹き出し管。 112・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・基体ホルダー、113・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・基体加熱用ヒーター。 116・・・・・・・・・・・・・・・・・・基体温度
モニター用熱電対、118・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・基体、119・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・真
空排気バルブ。 全夫々表わしている。
Claims (2)
- (1)堆積膜形成用の気体状原料物質と、該原料物質に
酸化作用をする性質を有する気体状ハロゲン系酸化剤と
、を反応空間内に導入して化学的に接触させることで励
起状態の前駆体を含む複数の前駆体を生成し、これらの
前駆体の内少なくとも1つの前駆体を堆積膜構成要素の
供給源として成膜空間内にある基体上に堆積膜を形成す
る堆積膜形成装置において、前記気体状原料物質と前記
気体状ハロゲン系酸化剤を先端が先細りになつた多重管
構造のガス吹き出し口より吹き出す機構を有することを
特徴とする堆積膜形成装置。 - (2)前記吹き出し口内の圧力が10Torr以上であ
り、成膜空間内の圧力が1Torr以下である特許請求
の範囲第1項に記載の堆積膜形成装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60287103A JPS62146266A (ja) | 1985-12-20 | 1985-12-20 | 堆積膜形成装置 |
| US07/837,601 US5160543A (en) | 1985-12-20 | 1992-02-21 | Device for forming a deposited film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60287103A JPS62146266A (ja) | 1985-12-20 | 1985-12-20 | 堆積膜形成装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62146266A true JPS62146266A (ja) | 1987-06-30 |
Family
ID=17713094
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60287103A Pending JPS62146266A (ja) | 1985-12-20 | 1985-12-20 | 堆積膜形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62146266A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007523459A (ja) * | 2004-02-18 | 2007-08-16 | ドライ プラズマ システムズ インコーポレーテッド | 高出力密度ダウンストリーム・プラズマ |
-
1985
- 1985-12-20 JP JP60287103A patent/JPS62146266A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007523459A (ja) * | 2004-02-18 | 2007-08-16 | ドライ プラズマ システムズ インコーポレーテッド | 高出力密度ダウンストリーム・プラズマ |
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