JPS6225411A - プラズマｃｖｄ膜形成法 - Google Patents
プラズマｃｖｄ膜形成法Info
- Publication number
- JPS6225411A JPS6225411A JP16446085A JP16446085A JPS6225411A JP S6225411 A JPS6225411 A JP S6225411A JP 16446085 A JP16446085 A JP 16446085A JP 16446085 A JP16446085 A JP 16446085A JP S6225411 A JPS6225411 A JP S6225411A
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- Japan
- Prior art keywords
- film
- substrate
- formation
- plasma
- space
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- Pending
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- 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】
〔概要〕
本発明はＣＶＤ形成膜の膜質を支配する活性種の濃度比
をプラズマ空間の温度勾配を適宜制御することにより、
光学的並びに電気的特性の良好なかつまた再現性に優れ
た・膜形成が出来る一手段を提示するものである。
をプラズマ空間の温度勾配を適宜制御することにより、
光学的並びに電気的特性の良好なかつまた再現性に優れ
た・膜形成が出来る一手段を提示するものである。
本発明は、プラズマ空間に対して温度勾配を設け、基板
面付近の活性種濃度制御手段に係るプラズマＣＶＤ膜の
形成法に関する。
面付近の活性種濃度制御手段に係るプラズマＣＶＤ膜の
形成法に関する。
プラズマＣＶＤ （Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄ
ｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ）法は、膜形成時における制御要
因が多いことから。
ｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ）法は、膜形成時における制御要
因が多いことから。
成膜体の光学的並びに電気的特性の再現性が問題とされ
ている。
ている。
本発明は形成膜の改質を支配する活性種の濃度比をプラ
ズマ空間の温度勾配を適宜制御することにより、再現性
のよい良好なプラズマＣＶＤ膜形成が出来る一手段を提
示するものである。
ズマ空間の温度勾配を適宜制御することにより、再現性
のよい良好なプラズマＣＶＤ膜形成が出来る一手段を提
示するものである。
従来、プラズマＣＶＤ膜は、成膜基板の温度、プラズマ
空間に送り込むガス流量とその種類９反応ガス圧、及び
励起電極の配置例えば容量結合型の平行平板状電極の配
置状態、前記電極間に加える高周波電力、更に、電極間
励起の電離ガス（基板面付近の活性種）濃度や電離ガス
の流動性に依存して成膜対象基板上の膜堆積速度や膜質
構造の制御を行っていた。
空間に送り込むガス流量とその種類９反応ガス圧、及び
励起電極の配置例えば容量結合型の平行平板状電極の配
置状態、前記電極間に加える高周波電力、更に、電極間
励起の電離ガス（基板面付近の活性種）濃度や電離ガス
の流動性に依存して成膜対象基板上の膜堆積速度や膜質
構造の制御を行っていた。
然しなから、プラズマ空間へ送り込まれた多種類原料ガ
スは、電極間に印加される高周波電力により、同時に電
離イオン化ガス（以下、活性種という）となるものであ
る為、前記の膜質構造等を′ 決める制御パラメータだ
けでは尚不十分である。
スは、電極間に印加される高周波電力により、同時に電
離イオン化ガス（以下、活性種という）となるものであ
る為、前記の膜質構造等を′ 決める制御パラメータだ
けでは尚不十分である。
従来、前記電離化ガス空間に流動する特に成膜対象基板
面近傍における数多の活性種から、所望の活性種を有効
に基板堆積とするＣＶＤ膜形成は。
面近傍における数多の活性種から、所望の活性種を有効
に基板堆積とするＣＶＤ膜形成は。
選択的に有効活性種のみを充分な濃度に制御するかある
いは適当な活性種濃度比に制御するかして。
いは適当な活性種濃度比に制御するかして。
常時基板面近傍を所望の活性種濃度分布空間に形成する
のに充分でなかった。
のに充分でなかった。
本発明者等は基板面近傍に存在する数多の活性種の空間
的分布を制御可能とする新しいパラメータを提示するも
のである。
的分布を制御可能とする新しいパラメータを提示するも
のである。
〔問題点を解決するための手段〕
第１歯は本発明を容量結合型プラズマＣＶＤ反応炉に適
用する模式的断面図、また第２図は誘導結合型プラズマ
ＣＶＤ反応炉に適用する模式的断面図である。
用する模式的断面図、また第２図は誘導結合型プラズマ
ＣＶＤ反応炉に適用する模式的断面図である。
第１図の容量結合型電極構成になるプラズマＣＶＤ反応
炉によるＣＶＤ膜の形成において、 ＣＶＤ膜形成基
板３を装着する電極ｌ内部の温度制御用加熱ヒータ４と
は独立させてプラズマ空間７もしくはプラズマ空間端部
８に対して温度勾配を制御するための加熱源５あるいは
前記電極１と対向する電極２内部に水または液体窒素に
よる冷却源６を設けてＣＶＤ膜を成膜する本発明のプラ
ズマＣＶＤ膜形成法として前記せる活性種の空間的分布
を制御するものである。
炉によるＣＶＤ膜の形成において、 ＣＶＤ膜形成基
板３を装着する電極ｌ内部の温度制御用加熱ヒータ４と
は独立させてプラズマ空間７もしくはプラズマ空間端部
８に対して温度勾配を制御するための加熱源５あるいは
前記電極１と対向する電極２内部に水または液体窒素に
よる冷却源６を設けてＣＶＤ膜を成膜する本発明のプラ
ズマＣＶＤ膜形成法として前記せる活性種の空間的分布
を制御するものである。
本発明は成膜対象基板付近の質量数の異なる活性種の濃
度比を、プラズマ中の温度勾配で制御することに着目し
ている。
度比を、プラズマ中の温度勾配で制御することに着目し
ている。
プラズマＣＶＤ膜を形成する場合９反応ガス圧は０．１
〜１０Ｔｏｒｒの範囲でありその時のガスの平均自由行
程はせいぜい０．５ｍｍまたはそれ以下であり。
〜１０Ｔｏｒｒの範囲でありその時のガスの平均自由行
程はせいぜい０．５ｍｍまたはそれ以下であり。
例えばプラズマＣＶＤ反応炉の大きさを数Ｃｌ１ｌとす
れば前記のガス自由行程は充分に小さいことから。
れば前記のガス自由行程は充分に小さいことから。
従ってプラズマ中の局所的熱平衡が成立ち、前記の温度
勾配が存在しうる。
勾配が存在しうる。
斯様な温度勾配が存在するガス体では熱拡散と呼ばれる
現象、即ち９重い活性種と軽い活性種がそれぞれ平衡状
態で存在すれば、前記軽い活性種の重い活性種に対する
割合が高温側で低温側に比較して温度勾配に応じて大き
いと云う現象が存在する（参考文献：熊谷、冨永著”真
空の物理と応用”Ｐａｇｅ ９１）。
現象、即ち９重い活性種と軽い活性種がそれぞれ平衡状
態で存在すれば、前記軽い活性種の重い活性種に対する
割合が高温側で低温側に比較して温度勾配に応じて大き
いと云う現象が存在する（参考文献：熊谷、冨永著”真
空の物理と応用”Ｐａｇｅ ９１）。
本発明は前記現象をプラズマＣＶＤにおける膜形成に適
用するもので、膜形成を律速する活性種濃度及び濃度比
を温度勾配で制御し良好なＣＶＤ膜を取得することであ
る。特にプラズマＣＶＤ反応炉は膜形成を律速する多く
の活性種が中性種であることから、前記温度勾配は電気
的なバイアス印加などの制御が直接かけ難いために有効
な方法である。
用するもので、膜形成を律速する活性種濃度及び濃度比
を温度勾配で制御し良好なＣＶＤ膜を取得することであ
る。特にプラズマＣＶＤ反応炉は膜形成を律速する多く
の活性種が中性種であることから、前記温度勾配は電気
的なバイアス印加などの制御が直接かけ難いために有効
な方法である。
斯くして、従来、プラズマＣＶＤｙ生成上困難とされた
膜形成の再現性や良好な改質形成の最適化制御が容易と
なる。
膜形成の再現性や良好な改質形成の最適化制御が容易と
なる。
以下１本発明の実施例を示す第１図と第２図の模式的断
面図に従って本発明の詳細な説明する。
面図に従って本発明の詳細な説明する。
第１図の容量結合型電極構成になるＣＶＤ反応炉による
ＣＶＤ膜の形成において。
ＣＶＤ膜の形成において。
ｌと２はプラズマ空間を形成する対向電極で。
該電極１，２は図示されない高周波電源に接続される。
３は成膜対象基板、又４は基板３の温度制御をなす加熱
ヒータあるいはヒータブロックである。基板３を装着す
る電極１ （接地側）及び対向電極２間に高周波電力が
印加されると電極間にプラズマが生成され基板３上に膜
が形成される。
ヒータあるいはヒータブロックである。基板３を装着す
る電極１ （接地側）及び対向電極２間に高周波電力が
印加されると電極間にプラズマが生成され基板３上に膜
が形成される。
５は前記加熱ヒータ４とは独立する電源に接続された電
極２に対する加熱源２例えば赤外線ランプである。更に
、６は電極２に内蔵された冷却用パイプ、これには水ま
たは液体窒素が充填され循環される。即ち、電極２はプ
ラズマ空間７の温度勾配を制御する加熱面及び冷却面の
役割も果たしている。
極２に対する加熱源２例えば赤外線ランプである。更に
、６は電極２に内蔵された冷却用パイプ、これには水ま
たは液体窒素が充填され循環される。即ち、電極２はプ
ラズマ空間７の温度勾配を制御する加熱面及び冷却面の
役割も果たしている。
前記構成のＣＶＤ反応炉より例えば原料ガスＳｉＨ４を
用いて基板３上にａ−３ｉ：ＩＩ膜を形成する場合につ
いて説明する。
用いて基板３上にａ−３ｉ：ＩＩ膜を形成する場合につ
いて説明する。
ａ−３ｉ ： Ｈ膜形成を律速する活性種は中性の５ｉ
）ｌ’。
）ｌ’。
イラディカルであることから、係る相互ラディカルの比
）（’／ＳｉＨ’を小さくすれば形成膜中のＳ ｉ −
Ｈ結合が５ｉ−Ｈ２結合より多くなり、その結果赤外線
吸収ピークが２０００ｃｍ−’付近に近づき電気的特性
が向上する。即ち水素の結合状態が、 ５ｉ−Ｈ２結合
よりＳ ｉ −Ｉｆ結合の方が局在準位密度の少ない電
気的に良質の膜が形成される。
）（’／ＳｉＨ’を小さくすれば形成膜中のＳ ｉ −
Ｈ結合が５ｉ−Ｈ２結合より多くなり、その結果赤外線
吸収ピークが２０００ｃｍ−’付近に近づき電気的特性
が向上する。即ち水素の結合状態が、 ５ｉ−Ｈ２結合
よりＳ ｉ −Ｉｆ結合の方が局在準位密度の少ない電
気的に良質の膜が形成される。
従って、この場合、基板装着側の電極１の面にたいして
対向雪掻の２をより高温度に加熱することにより、低温
側の基板装着面近傍で重いＳｉＨ’の割合が軽い甲に比
べて熱拡散の結果多くなり良質の膜が形成されることに
なる。
対向雪掻の２をより高温度に加熱することにより、低温
側の基板装着面近傍で重いＳｉＨ’の割合が軽い甲に比
べて熱拡散の結果多くなり良質の膜が形成されることに
なる。
第２図は誘導結合型プラズマＣＶＤ反応炉に適用する模
式的断面図で１本発明のＣＶＤ反応が中、温度勾配を付
与する前記実施例図と同じ機能構成部分には同じ参照番
号が付けである。
式的断面図で１本発明のＣＶＤ反応が中、温度勾配を付
与する前記実施例図と同じ機能構成部分には同じ参照番
号が付けである。
図中２９は基板３の支持台、１０は基板支持台９と対面
する熱ブロック、１１はステンレス等から成形されたベ
ルジャ、及び１２はプラズマを発生させるための誘導コ
イルである。
する熱ブロック、１１はステンレス等から成形されたベ
ルジャ、及び１２はプラズマを発生させるための誘導コ
イルである。
ベルジャ内に送り込まれる原料ガスは導入口１４より導
入されプラズマ空間７を経てガス排出口１５側に排気さ
れる。
入されプラズマ空間７を経てガス排出口１５側に排気さ
れる。
炉内の原料ガスは誘導コイル１２に印加の高周波電磁エ
ネルギによりプラズマ空間７が生成される。
ネルギによりプラズマ空間７が生成される。
係るプラズマ空間に温度勾配を設ける場合、基板３の支
持台９背後におかれた赤外線加熱源４゜させて設けて所
定の温度勾配制御がされる。
持台９背後におかれた赤外線加熱源４゜させて設けて所
定の温度勾配制御がされる。
前記例示になる原料ガスＳｉＨ４を用いて基板３上にａ
−５ｉ ： Ｈ膜を形成すれば、温度勾配の設定により
、基板側に５ｔ）ｌ’ラディカルをより多くかつＷラデ
ィカルをより少なく分布させることが容易となる。
−５ｉ ： Ｈ膜を形成すれば、温度勾配の設定により
、基板側に５ｔ）ｌ’ラディカルをより多くかつＷラデ
ィカルをより少なく分布させることが容易となる。
第３図はａ−５ｉ ： Ｈ膜形成時における）Ｉ’／５
ｉ）（’とａ−Ｓｉ ： ＩＩ膜の赤外線吸収ピーク域
を説明する特性図である。膜中、ＳｉＨ結合をしている
と赤外線吸収ピークが２０００ｃｍ−’に、ＳｉＨ２結
合があると赤外線吸収ピークが２０９０ｃｍ−’にそれ
ぞれ観測される。
ｉ）（’とａ−Ｓｉ ： ＩＩ膜の赤外線吸収ピーク域
を説明する特性図である。膜中、ＳｉＨ結合をしている
と赤外線吸収ピークが２０００ｃｍ−’に、ＳｉＨ２結
合があると赤外線吸収ピークが２０９０ｃｍ−’にそれ
ぞれ観測される。
以上説明のように本発明においては、プラズマ中に温度
勾配を設けることにより熱拡散作用による膜形成時の活
性種濃度比を自在に制御できるので良好なＣＶＤ膜が成
膜されることになる。かかる観点から本発明の工業的効
果は大きい。
勾配を設けることにより熱拡散作用による膜形成時の活
性種濃度比を自在に制御できるので良好なＣＶＤ膜が成
膜されることになる。かかる観点から本発明の工業的効
果は大きい。
第１図は本発明を容量結合型プラズマＣＶＤ反応炉に適
用する模式的断面図。 第２図は誘導型プラズマＣＶＤ反応炉に適用する模式的
断面図。 第３図はプラズマ中の１”／５ｔ）ｌ’？Ｍ度比と形成
膜膜質の相関を示す図である。 図中、３はＣＶＤ膜形成基板。 ７はプラズマ空間。 ４は基板３の温度制御ヒータ。 ５は温度勾配を制御する加熱源。 及び６は温度勾配を制御する冷却源である。 ７°プ人゛゛マ中／ｆ）Ｈ予♂７Ｎ木と竹炙戸〈車友珪
魂ｊ何の本目良にイｑｔ４事３ 圀
用する模式的断面図。 第２図は誘導型プラズマＣＶＤ反応炉に適用する模式的
断面図。 第３図はプラズマ中の１”／５ｔ）ｌ’？Ｍ度比と形成
膜膜質の相関を示す図である。 図中、３はＣＶＤ膜形成基板。 ７はプラズマ空間。 ４は基板３の温度制御ヒータ。 ５は温度勾配を制御する加熱源。 及び６は温度勾配を制御する冷却源である。 ７°プ人゛゛マ中／ｆ）Ｈ予♂７Ｎ木と竹炙戸〈車友珪
魂ｊ何の本目良にイｑｔ４事３ 圀
Claims (1)
- 容量結合型または誘導結合型プラズマＣＶＤ反応炉によ
るＣＶＤ膜の形成に当たり、ＣＶＤ膜形成基板の温度制
御とは独立させてプラズマ空間に対して温度勾配を制御
するための加熱源または冷却源を設けて膜形成すること
を特徴とするプラズマＣＶＤ膜形成法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16446085A JPS6225411A (ja) | 1985-07-25 | 1985-07-25 | プラズマｃｖｄ膜形成法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16446085A JPS6225411A (ja) | 1985-07-25 | 1985-07-25 | プラズマｃｖｄ膜形成法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6225411A true JPS6225411A (ja) | 1987-02-03 |
Family
ID=15793593
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16446085A Pending JPS6225411A (ja) | 1985-07-25 | 1985-07-25 | プラズマｃｖｄ膜形成法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6225411A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999000829A1 (en) * | 1997-06-30 | 1999-01-07 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method of producing thin semiconductor film and apparatus therefor |
| JP2021507536A (ja) * | 2017-12-21 | 2021-02-22 | マイヤー・ブルガー（ジャーマニー）ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング | 伝熱管を用いて電極を電気的に切り離された形で均一に温度制御するシステム及びそのようなシステムを備えた処理室 |
-
1985
- 1985-07-25 JP JP16446085A patent/JPS6225411A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999000829A1 (en) * | 1997-06-30 | 1999-01-07 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method of producing thin semiconductor film and apparatus therefor |
| JP2021507536A (ja) * | 2017-12-21 | 2021-02-22 | マイヤー・ブルガー（ジャーマニー）ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング | 伝熱管を用いて電極を電気的に切り離された形で均一に温度制御するシステム及びそのようなシステムを備えた処理室 |
| US12198907B2 (en) | 2017-12-21 | 2025-01-14 | Meyer Burger (Germany) Gmbh | System for electrically decoupled, homogeneous temperature control of an electrode by means of heat conduction tubes, and processing facility comprising such a system |
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