JPS6232157B2 - - Google Patents
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- JPS6232157B2 JPS6232157B2 JP57228504A JP22850482A JPS6232157B2 JP S6232157 B2 JPS6232157 B2 JP S6232157B2 JP 57228504 A JP57228504 A JP 57228504A JP 22850482 A JP22850482 A JP 22850482A JP S6232157 B2 JPS6232157 B2 JP S6232157B2
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- plasma
- compound
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
- H10P14/60—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of insulating materials
- H10P14/63—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of insulating materials characterised by the formation processes
- H10P14/6326—Deposition processes
- H10P14/6328—Deposition from the gas or vapour phase
- H10P14/6334—Deposition from the gas or vapour phase using decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition
- H10P14/6336—Deposition from the gas or vapour phase using decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition in the presence of a plasma [PECVD]
-
- 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
- C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
- C23C16/32—Carbides
- C23C16/325—Silicon carbide
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
- H10P14/60—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of insulating materials
- H10P14/69—Inorganic materials
- H10P14/6903—Inorganic materials containing silicon
- H10P14/6905—Inorganic materials containing silicon being a silicon carbide or silicon carbonitride and not containing oxygen, e.g. SiC or SiC:H
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- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Coating Of Shaped Articles Made Of Macromolecular Substances (AREA)
- Surface Treatment Of Glass (AREA)
Description
本発明は基体表面に非晶質炭化けい素被覆物、
特には各種電子材料などの表面に非晶質SixC1-x
(x=0.2〜0.9)を被覆してなる炭化けい素被覆
物の製造方法に関するものである。 高純度の炭化けい素被覆膜が耐熱性、耐酸化
性、耐薬品性さらには熱伝導性にすぐれているこ
とはよく知られているところであるが、これはま
た半導体特性をもつているので、この炭化けい素
は半導体基板を始めとする各種電子材料およびそ
れらの治具への被覆材料としての応用が試みられ
ている。 他方、各種基体表面に結晶質の炭化けい素被覆
を施こす方法については、従来、(1)炭化けい素を
2000℃以上の高温で昇華させ、これを基体上で再
結晶させて炭化けい素被覆膜を作る方法(特公昭
41―9332号参照)、(2)1650〜2000℃の高温で
(CH3)nSiCl4-o〔n=0〜3〕で示されるシラ
ンとメタンなどの炭化水素化合物との混合ガスを
熱分解させる方法(特公昭44―18575号参照)、(3)
水素化けい素化合物(SiH4)と炭化水素化合物と
の混合ガスを高温熱分解する方法(英国特許第
1039748号参照)、(4)SiO2またはSiと炭素の混合粉
末を1500℃以上の高温に加熱する方法(特開昭52
―42365号参照)などが知られている。しかし、
この(1)の方法は2000℃以上の高温を必要とするた
めこの基体が制限されるという不利があり、(2)の
方法にはこれもかなりの高温が必要とされるほ
か、加水分解しやすく、取り扱いの難しいクロロ
シラン類を使用するという難点がある。また、(3)
の方法は比較的低温で結晶質炭化けい素被覆を得
ることができるが、これにはSiH4と炭化水素化
合物との間の熱分解温度差および速度差が大きい
ために、この反応系にHClを添加するか、あるい
はSiH4と炭化水素化合物の濃度調整が必要とさ
れるという不利があり、さらにこの(4)の方法には
1500℃以上の高温が必要とされるためこれにも基
体の選択に制限があるという欠点がある。 本発明はこのような不利を解決することのでき
る非晶質SixC1-x(x=0.2〜0.9)なる炭化けい素
被覆物の製造方法に関するものであり、これは基
体を収納したプラズマ装置内に分子中にSiX結合
(Xはハロゲン原子または酸素原子)を含有しな
い、分子中に少なくとも1個の≡SiH結合と少な
くとも2個のけい素原子を含有する有機けい素化
合物またはこの有機けい素化合物と炭化水素化合
物とを導入し、プラズマ気相沈積法で基体上に非
晶質のSixC1-x(x=0.2〜0.9)の被膜を形成させ
ることを特徴とするものである。 これを説明すると、本発明者らは目的とする基
体上に高純度の炭化けい素を主体とする被膜を形
成させる方法について種々検討した結果、基体物
質を収納した反応装置内で上記した有機けい素化
合物を高周波プラズマで処理すれば、プラズマ気
相沈積法により比較的低温である50〜500℃の温
度でこの基体に非晶質の炭化けい素を主体とする
皮膜を形成させることができることを見出し、こ
の反応条件などについての研究を進め、これによ
れば各種金属、セラミツク、プラスチツクなどを
炭化けい素で被覆してなる炭化けい素被覆物を従
来法にくらべて比較的低い温度で工業的に有利に
製造することができることを確認して本発明を完
成させた。 本発明の方法において使用される始発材として
の基板は特に限定されるものではなく、この発明
の方法が比較的低温で行なわれるということから
どのようなものであつてもよいが、この炭化けい
素被覆物が電子材料として好適とされるというこ
とから、これは例えばすゞ、アルミニウムなどの
金属または金属箔、炭素、金属けい素、炭化けい
素、窒化けい素、アルミナ、石英、ガラスなどの
セラミツク物質さらにはフツ素系、イミド系、ア
ミド系などの耐熱性プラスチツクとすることが好
ましい。 他方、本発明の方法で使用される有機けい素化
合物は、反応器中にガス状で導入されるので、こ
れは揮発性のものとされるが、これはまたその分
子中に分解性のわるいSiX結合を含まないものと
する必要がある。これらの有機けい素化合物は例
えば一般式R2o+2Sio(こゝにRは水素原子または
メチル基、エチル基、プロピル基、フエニル基、
ビニル基から選ばれる1価炭化水素基、ただし1
分子中少なくともRの1個は水素原子、nは1〜
4の正数)で示されるポリシラン類、および一般
式
特には各種電子材料などの表面に非晶質SixC1-x
(x=0.2〜0.9)を被覆してなる炭化けい素被覆
物の製造方法に関するものである。 高純度の炭化けい素被覆膜が耐熱性、耐酸化
性、耐薬品性さらには熱伝導性にすぐれているこ
とはよく知られているところであるが、これはま
た半導体特性をもつているので、この炭化けい素
は半導体基板を始めとする各種電子材料およびそ
れらの治具への被覆材料としての応用が試みられ
ている。 他方、各種基体表面に結晶質の炭化けい素被覆
を施こす方法については、従来、(1)炭化けい素を
2000℃以上の高温で昇華させ、これを基体上で再
結晶させて炭化けい素被覆膜を作る方法(特公昭
41―9332号参照)、(2)1650〜2000℃の高温で
(CH3)nSiCl4-o〔n=0〜3〕で示されるシラ
ンとメタンなどの炭化水素化合物との混合ガスを
熱分解させる方法(特公昭44―18575号参照)、(3)
水素化けい素化合物(SiH4)と炭化水素化合物と
の混合ガスを高温熱分解する方法(英国特許第
1039748号参照)、(4)SiO2またはSiと炭素の混合粉
末を1500℃以上の高温に加熱する方法(特開昭52
―42365号参照)などが知られている。しかし、
この(1)の方法は2000℃以上の高温を必要とするた
めこの基体が制限されるという不利があり、(2)の
方法にはこれもかなりの高温が必要とされるほ
か、加水分解しやすく、取り扱いの難しいクロロ
シラン類を使用するという難点がある。また、(3)
の方法は比較的低温で結晶質炭化けい素被覆を得
ることができるが、これにはSiH4と炭化水素化
合物との間の熱分解温度差および速度差が大きい
ために、この反応系にHClを添加するか、あるい
はSiH4と炭化水素化合物の濃度調整が必要とさ
れるという不利があり、さらにこの(4)の方法には
1500℃以上の高温が必要とされるためこれにも基
体の選択に制限があるという欠点がある。 本発明はこのような不利を解決することのでき
る非晶質SixC1-x(x=0.2〜0.9)なる炭化けい素
被覆物の製造方法に関するものであり、これは基
体を収納したプラズマ装置内に分子中にSiX結合
(Xはハロゲン原子または酸素原子)を含有しな
い、分子中に少なくとも1個の≡SiH結合と少な
くとも2個のけい素原子を含有する有機けい素化
合物またはこの有機けい素化合物と炭化水素化合
物とを導入し、プラズマ気相沈積法で基体上に非
晶質のSixC1-x(x=0.2〜0.9)の被膜を形成させ
ることを特徴とするものである。 これを説明すると、本発明者らは目的とする基
体上に高純度の炭化けい素を主体とする被膜を形
成させる方法について種々検討した結果、基体物
質を収納した反応装置内で上記した有機けい素化
合物を高周波プラズマで処理すれば、プラズマ気
相沈積法により比較的低温である50〜500℃の温
度でこの基体に非晶質の炭化けい素を主体とする
皮膜を形成させることができることを見出し、こ
の反応条件などについての研究を進め、これによ
れば各種金属、セラミツク、プラスチツクなどを
炭化けい素で被覆してなる炭化けい素被覆物を従
来法にくらべて比較的低い温度で工業的に有利に
製造することができることを確認して本発明を完
成させた。 本発明の方法において使用される始発材として
の基板は特に限定されるものではなく、この発明
の方法が比較的低温で行なわれるということから
どのようなものであつてもよいが、この炭化けい
素被覆物が電子材料として好適とされるというこ
とから、これは例えばすゞ、アルミニウムなどの
金属または金属箔、炭素、金属けい素、炭化けい
素、窒化けい素、アルミナ、石英、ガラスなどの
セラミツク物質さらにはフツ素系、イミド系、ア
ミド系などの耐熱性プラスチツクとすることが好
ましい。 他方、本発明の方法で使用される有機けい素化
合物は、反応器中にガス状で導入されるので、こ
れは揮発性のものとされるが、これはまたその分
子中に分解性のわるいSiX結合を含まないものと
する必要がある。これらの有機けい素化合物は例
えば一般式R2o+2Sio(こゝにRは水素原子または
メチル基、エチル基、プロピル基、フエニル基、
ビニル基から選ばれる1価炭化水素基、ただし1
分子中少なくともRの1個は水素原子、nは1〜
4の正数)で示されるポリシラン類、および一般
式
【式】
(こゝにRは前記に同じ、R1はメチレン基ま
たはフエニレン基、mは1〜2の正数)で示され
るシルアルキレン化合物またはシリフエニレン化
合物あるいは同一分子中にこの両者の主骨格をも
つ化合物などがあげられる。この有機けい素化合
物としては次式: (CH3)3―Si―Si―(CH3)2H
たはフエニレン基、mは1〜2の正数)で示され
るシルアルキレン化合物またはシリフエニレン化
合物あるいは同一分子中にこの両者の主骨格をも
つ化合物などがあげられる。この有機けい素化合
物としては次式: (CH3)3―Si―Si―(CH3)2H
【式】
H(CH3)2―Si―CH2―Si―(CH3)2H
で示されるポリシラン類が例示され、これらはそ
の1種または2種かあるいは2種以上の混合物と
して使用されるが、これについては基体の表面温
度をできるだけ低くし、プラズマ気相沈積法によ
る非晶質SixC1-x(被膜の生成収率、生長速度を
大きいものとするということから、その分子中に
少なくとも1個の≡SiH結合を含み、かつ分子中
に少なくとも2個のけい素原子を含むジシラン、
トリシラン、シルアルキレン、シルフエニレンな
どの化合物とすることが必要であり、これは特に
はメチルポリシラン化合物を350℃以上の温度で
熱分解して得られるテトラメチルジシラン、ヘキ
サメチルトリシランとすることがよい。 これらの有機けい素化合物はプラズマ処理によ
つてSixC1-x(x=0.2〜0.9)で示される炭化けい
素または炭化けい素と炭素あるいはけい素との非
晶質複合体となり、これが基体物質表面に被着さ
れるのであるが、これには上記有機けい素化合物
単独でもよいがxの値の必要に応じて有機けい素
化合物に炭化水素化合物、例えばメタン、エタ
ン、プロパン、エチレン、アセチレン、ベンゼ
ン、トルエンなどを添加することがよく、これに
よればx値が0.2〜0.9のSixC1-xの被膜を確実に形
成させることができるという有利性が与えられ
る。 本発明の方法は基体物質を収納したプラズマ反
応器内を減圧としたのち、こゝに上記した有機け
い素化合物またはこれと炭化水素化合物とをガス
状で導入し、一定圧力としてから電圧を印加して
器内にプラズマを発生させることによつて行なわ
れるが、これらは必要に応じ、ヘリウム、水素、
アルゴンなどのキヤリヤーガスに伴流させて反応
器内に導入してもよく、このキヤリヤーガスの使
用はプラズマの安定化と共にこのプラズマによつ
て生成するSixC1-x被膜の組成の安定化と物性向
上をもたらすという効果を与えるので好ましいも
のとされる。 このプラズマを発生させるには、反応装置内を
10トル以下、好ましくは0.05〜1トルのガス圧下
としたのち、装置内に設けられている電極に10K
Hz〜100MHz、10W〜100KWの高周波電力を、印
加すればよいが、この電極は外部電極としてもよ
い。また、この装置内には予じめ処理されるべき
基体物質が収納されるが、この基体物質上にプラ
ズマ処理で生成したSixC1-xを被膜として被着さ
せるためにはこれを加熱しておくことがよく、こ
れには例えば基体物質を通電加熱するか、あるい
はこれをプラズマ発生用のアース側電極上に置き
この電極を加熱するようにして、これを50〜500
℃、さらには100〜400℃程度に保持するようにす
ればよい。 上記した本発明の方法で処理された基体物質
は、その表面に有機けい素化合物のプラズマ処理
で生成した非晶質のSixC1-xが皮膜として被着さ
れるが、このSixC1-xの組成はそれが基体物質の
耐熱性、耐酸化性、耐薬品性など炭化けい素本来
の特性を得るためにはx=0.5に近くするように
することが好ましいが、電気特性、光電特性を利
用した半導体基板、光導電体素子等に使用する場
合にはx=0.2〜0.9になるようにする必要があ
り、これにはこの反応系に導入される有機けい素
化合物の種類、量、炭化水素化合物の混合比、キ
ヤリヤーガスの種類、濃度およびプラズマ発生条
件、基体の温度等を適宜選択すれば一定の組成を
示す非晶質SixC1-xなる被膜を安定して得ること
ができる。 つぎに本発明の方法を添付の図面にもとづいて
説明するが、第1図はバツチ式でまた第2図は連
続式に基体を処理する方法を示したものである。 第1図に示されているプラズマ反応器1にはそ
の内部に入力側電極2とアース電極3が設置され
ており、これは系外の真空ポンプ4によつてトラ
ツプ5を経て10トル以下の減圧下に保持され、こ
の系内の真空度はセンサー6によつてピラニー真
空計7に記録される。基体8はアース電極3の上
にあり、これは外部のヒーター電源9によつて加
熱されるアース電極3からの伝熱で所定温度に保
持される。この入力側電極2に高周波電源10か
ら電力が印加され、系内に低温プラズマが発生さ
れている状態になつたとき、容器11から流量計
12、吐出口13を経て系内に有機けい素化合物
が導入されると、この有機けい素化合物はこの低
温プラズマによつてSixC1-xとなり、これが基体
上に皮膜として被着されるが、この有機けい素化
合物に炭化水素化合物を混合するとき、さらにこ
れをキヤリヤーガスで搬送するときにはこれらを
容器14,16から流量計15,17を経て流入
させるようにすればよい。また、第2図はこれを
連続的に実施するための装置を示したものである
が、この場合には入力側電極22が棒状に、また
アース電極23がドラム状とされ、巻出装置24
に装置された、捲回されているフイルム状の基体
25がドラム状のアース電極23の上を走行して
巻取装置26に巻取られるようになつており、こ
の基体25は外部のヒーター27によつて加熱さ
れているアース電極23からの伝熱で所定温度に
保持されるようになつているが、この操作は基体
を巻取装置26の駆動によつて走行させるほかは
上記第1図の方法と同様に処理される。 これを要するに本発明は各種基体上に有機けい
素化合物またはこれと炭化水素化合物のプラズマ
処理で生成したSixC1-xで示される非晶質の炭化
けい素系化合物の皮膜を形成させるものであり、
これによれば耐熱性、耐酸化性を始めとして電気
特性、光電特性、半導体特性のすぐれた基体を容
易に得ることができ、さらにはこの処理が従来法
にくらべて低い温度で行なわれるので、基材の選
択などの制限をなくすことができるという工業的
な有利性が与えられる。 つぎに本発明方法の実施例をあげるが、例中の
Meはメチル基を示したものである。 実施例 1 第1図に示した装置を使用してこのアース電極
3の上に2.5cm×10cm角のガラス基板を載置し、
これをヒーターで300℃に加熱した。ついで、こ
の装置内を真空排気して内圧が0.05トルに達した
ときに、系内にテトラメチルジシラン
の1種または2種かあるいは2種以上の混合物と
して使用されるが、これについては基体の表面温
度をできるだけ低くし、プラズマ気相沈積法によ
る非晶質SixC1-x(被膜の生成収率、生長速度を
大きいものとするということから、その分子中に
少なくとも1個の≡SiH結合を含み、かつ分子中
に少なくとも2個のけい素原子を含むジシラン、
トリシラン、シルアルキレン、シルフエニレンな
どの化合物とすることが必要であり、これは特に
はメチルポリシラン化合物を350℃以上の温度で
熱分解して得られるテトラメチルジシラン、ヘキ
サメチルトリシランとすることがよい。 これらの有機けい素化合物はプラズマ処理によ
つてSixC1-x(x=0.2〜0.9)で示される炭化けい
素または炭化けい素と炭素あるいはけい素との非
晶質複合体となり、これが基体物質表面に被着さ
れるのであるが、これには上記有機けい素化合物
単独でもよいがxの値の必要に応じて有機けい素
化合物に炭化水素化合物、例えばメタン、エタ
ン、プロパン、エチレン、アセチレン、ベンゼ
ン、トルエンなどを添加することがよく、これに
よればx値が0.2〜0.9のSixC1-xの被膜を確実に形
成させることができるという有利性が与えられ
る。 本発明の方法は基体物質を収納したプラズマ反
応器内を減圧としたのち、こゝに上記した有機け
い素化合物またはこれと炭化水素化合物とをガス
状で導入し、一定圧力としてから電圧を印加して
器内にプラズマを発生させることによつて行なわ
れるが、これらは必要に応じ、ヘリウム、水素、
アルゴンなどのキヤリヤーガスに伴流させて反応
器内に導入してもよく、このキヤリヤーガスの使
用はプラズマの安定化と共にこのプラズマによつ
て生成するSixC1-x被膜の組成の安定化と物性向
上をもたらすという効果を与えるので好ましいも
のとされる。 このプラズマを発生させるには、反応装置内を
10トル以下、好ましくは0.05〜1トルのガス圧下
としたのち、装置内に設けられている電極に10K
Hz〜100MHz、10W〜100KWの高周波電力を、印
加すればよいが、この電極は外部電極としてもよ
い。また、この装置内には予じめ処理されるべき
基体物質が収納されるが、この基体物質上にプラ
ズマ処理で生成したSixC1-xを被膜として被着さ
せるためにはこれを加熱しておくことがよく、こ
れには例えば基体物質を通電加熱するか、あるい
はこれをプラズマ発生用のアース側電極上に置き
この電極を加熱するようにして、これを50〜500
℃、さらには100〜400℃程度に保持するようにす
ればよい。 上記した本発明の方法で処理された基体物質
は、その表面に有機けい素化合物のプラズマ処理
で生成した非晶質のSixC1-xが皮膜として被着さ
れるが、このSixC1-xの組成はそれが基体物質の
耐熱性、耐酸化性、耐薬品性など炭化けい素本来
の特性を得るためにはx=0.5に近くするように
することが好ましいが、電気特性、光電特性を利
用した半導体基板、光導電体素子等に使用する場
合にはx=0.2〜0.9になるようにする必要があ
り、これにはこの反応系に導入される有機けい素
化合物の種類、量、炭化水素化合物の混合比、キ
ヤリヤーガスの種類、濃度およびプラズマ発生条
件、基体の温度等を適宜選択すれば一定の組成を
示す非晶質SixC1-xなる被膜を安定して得ること
ができる。 つぎに本発明の方法を添付の図面にもとづいて
説明するが、第1図はバツチ式でまた第2図は連
続式に基体を処理する方法を示したものである。 第1図に示されているプラズマ反応器1にはそ
の内部に入力側電極2とアース電極3が設置され
ており、これは系外の真空ポンプ4によつてトラ
ツプ5を経て10トル以下の減圧下に保持され、こ
の系内の真空度はセンサー6によつてピラニー真
空計7に記録される。基体8はアース電極3の上
にあり、これは外部のヒーター電源9によつて加
熱されるアース電極3からの伝熱で所定温度に保
持される。この入力側電極2に高周波電源10か
ら電力が印加され、系内に低温プラズマが発生さ
れている状態になつたとき、容器11から流量計
12、吐出口13を経て系内に有機けい素化合物
が導入されると、この有機けい素化合物はこの低
温プラズマによつてSixC1-xとなり、これが基体
上に皮膜として被着されるが、この有機けい素化
合物に炭化水素化合物を混合するとき、さらにこ
れをキヤリヤーガスで搬送するときにはこれらを
容器14,16から流量計15,17を経て流入
させるようにすればよい。また、第2図はこれを
連続的に実施するための装置を示したものである
が、この場合には入力側電極22が棒状に、また
アース電極23がドラム状とされ、巻出装置24
に装置された、捲回されているフイルム状の基体
25がドラム状のアース電極23の上を走行して
巻取装置26に巻取られるようになつており、こ
の基体25は外部のヒーター27によつて加熱さ
れているアース電極23からの伝熱で所定温度に
保持されるようになつているが、この操作は基体
を巻取装置26の駆動によつて走行させるほかは
上記第1図の方法と同様に処理される。 これを要するに本発明は各種基体上に有機けい
素化合物またはこれと炭化水素化合物のプラズマ
処理で生成したSixC1-xで示される非晶質の炭化
けい素系化合物の皮膜を形成させるものであり、
これによれば耐熱性、耐酸化性を始めとして電気
特性、光電特性、半導体特性のすぐれた基体を容
易に得ることができ、さらにはこの処理が従来法
にくらべて低い温度で行なわれるので、基材の選
択などの制限をなくすことができるという工業的
な有利性が与えられる。 つぎに本発明方法の実施例をあげるが、例中の
Meはメチル基を示したものである。 実施例 1 第1図に示した装置を使用してこのアース電極
3の上に2.5cm×10cm角のガラス基板を載置し、
これをヒーターで300℃に加熱した。ついで、こ
の装置内を真空排気して内圧が0.05トルに達した
ときに、系内にテトラメチルジシラン
【式】を導入して装置内の圧力を
0.15トルに調整保持したのち、この入力側電極に
13.56MHz、100Wの高周波電力を印加して系内に
プラズマを発生させてこの基板を90分間プラズマ
処理したところ、このガラス基板上には淡黄色の
0.4μmの被膜が被着された。なお、この被膜を
分析したところ、これはSi0.5C0.5で示されるほゞ
純粋な非晶質炭化けい素であつた。 実施例2〜10、比較例1 第1図に示した装置を使用してこのアース電極
上に直径2インチの単結晶シリコン基板を載置
し、これをヒーターで200℃に加熱した。つい
で、この装置内を真空排気して内圧が0.05トルに
達したときに系内に水素ガスを通気して内圧を
0.10トルに調整してからこゝにビス(ジメチルシ
リル)メタン
13.56MHz、100Wの高周波電力を印加して系内に
プラズマを発生させてこの基板を90分間プラズマ
処理したところ、このガラス基板上には淡黄色の
0.4μmの被膜が被着された。なお、この被膜を
分析したところ、これはSi0.5C0.5で示されるほゞ
純粋な非晶質炭化けい素であつた。 実施例2〜10、比較例1 第1図に示した装置を使用してこのアース電極
上に直径2インチの単結晶シリコン基板を載置
し、これをヒーターで200℃に加熱した。つい
で、この装置内を真空排気して内圧が0.05トルに
達したときに系内に水素ガスを通気して内圧を
0.10トルに調整してからこゝにビス(ジメチルシ
リル)メタン
【式】を導入して内
圧を0.2トルに保持したのち、この入力側電極に
13.56MHz、150Wの高周波電力を印加して系内に
プラズマを発生させてこの基板を1時間プラズマ
処理したところ、この単結晶シリコン基板上には
厚さ0.6μmのSi0.55C0.45の非晶質の炭化けい
素被膜が形成された。 なお、これと同一の条件下で基体、キヤリヤー
ガス、有機けい素系化合物の種類を第1表に示し
たように変化させて、同様に処理したところ、第
1表に併記したような結果が得られ、比較のため
にこの有機けい素化合物をジメチルシラン
〔Me2SiH2〕としたほかは上記と同一条件で処理し
たところ、この場合には炭化けい素の成長速度が
遅く、膜厚も1/2〜1/3となつた。
13.56MHz、150Wの高周波電力を印加して系内に
プラズマを発生させてこの基板を1時間プラズマ
処理したところ、この単結晶シリコン基板上には
厚さ0.6μmのSi0.55C0.45の非晶質の炭化けい
素被膜が形成された。 なお、これと同一の条件下で基体、キヤリヤー
ガス、有機けい素系化合物の種類を第1表に示し
たように変化させて、同様に処理したところ、第
1表に併記したような結果が得られ、比較のため
にこの有機けい素化合物をジメチルシラン
〔Me2SiH2〕としたほかは上記と同一条件で処理し
たところ、この場合には炭化けい素の成長速度が
遅く、膜厚も1/2〜1/3となつた。
【表】
応用例
実施例1で得られたサンプルをArイオンレー
ザ(4880Å)で励起したところ、エミツシヨンピ
ークが2.1eV、半値幅0.7eVの橙黄色のフオトル
ミネツセンスを示した。つぎに、実施例6で得ら
れた膜面上にITO(インジウム―スズ酸化物)
膜、ガラス背面にPt薄膜をスパツタリング法によ
り形成し、両電極間に電界を印加すると5500Å
(2.35eV)にピークを持つ緑色の発色を示し、発
光効率は0.6%であつた。 実施例 11 第2図に示した装置を使用して長さ20m、巾15
cm、厚さ0.1mmの巻物状のアルミニウム箔を巻取
り装置に取りつけ、200℃に加熱されているドラ
ム状アース電極を経て巻取り装置に巻き取られる
ようにセツトしたのち、この装置内を真空排気し
て圧力を0.03トルにし、ついでこの系にキヤリヤ
ーガスとして水素ガスとアルゴンガスの等量混合
ガスを200ml/分通気して系内の圧力を0.07トル
に調整した。 つぎにこの装置内にペンタメチルトリシラン を500ml/分通気して圧力を0.10トルに保持して
から、1cm/分の速度でアルミニウム箔を巻き取
りながら入力側電極に110KHz、4KWの高周波電
力を印加して系内にプラズマを発生させ、これに
よりアルミニウム箔を連続的に処理したところ、
このアルミニウム箔上には厚さ0.3μmの淡黄色
のSi0.53C0.47の均一な被膜が被着された。
ザ(4880Å)で励起したところ、エミツシヨンピ
ークが2.1eV、半値幅0.7eVの橙黄色のフオトル
ミネツセンスを示した。つぎに、実施例6で得ら
れた膜面上にITO(インジウム―スズ酸化物)
膜、ガラス背面にPt薄膜をスパツタリング法によ
り形成し、両電極間に電界を印加すると5500Å
(2.35eV)にピークを持つ緑色の発色を示し、発
光効率は0.6%であつた。 実施例 11 第2図に示した装置を使用して長さ20m、巾15
cm、厚さ0.1mmの巻物状のアルミニウム箔を巻取
り装置に取りつけ、200℃に加熱されているドラ
ム状アース電極を経て巻取り装置に巻き取られる
ようにセツトしたのち、この装置内を真空排気し
て圧力を0.03トルにし、ついでこの系にキヤリヤ
ーガスとして水素ガスとアルゴンガスの等量混合
ガスを200ml/分通気して系内の圧力を0.07トル
に調整した。 つぎにこの装置内にペンタメチルトリシラン を500ml/分通気して圧力を0.10トルに保持して
から、1cm/分の速度でアルミニウム箔を巻き取
りながら入力側電極に110KHz、4KWの高周波電
力を印加して系内にプラズマを発生させ、これに
よりアルミニウム箔を連続的に処理したところ、
このアルミニウム箔上には厚さ0.3μmの淡黄色
のSi0.53C0.47の均一な被膜が被着された。
図はいずれも本発明方法を実施する装置の縦断
面系統図で、第1図はバツチ式、第2図は連続式
の処理装置を示したものである。 1…プラズマ反応器、2…入力側電極、3…ア
ース電極、4…真空ポンプ、8,25…基体、
9,27…ヒーター、10…高周波電源、11,
14,16…容器。
面系統図で、第1図はバツチ式、第2図は連続式
の処理装置を示したものである。 1…プラズマ反応器、2…入力側電極、3…ア
ース電極、4…真空ポンプ、8,25…基体、
9,27…ヒーター、10…高周波電源、11,
14,16…容器。
Claims (1)
- 1 基体を収納したプラズマ反応装置内に、分子
中にSiX結合(Xはハロゲン原子または酸素原
子)を含有しない、分子中に少なくとも1個の≡
SiH結合と少なくとも2個のけい素原子を含む有
機けい素化合物またはこの有機けい素化合物と炭
化水素化合物とを導入し、プラズマ気相沈積法で
基体上に非晶質のSixC1-x(x=0.2〜0.9)の被膜
を形成させることを特徴とする炭化けい素被覆物
の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57228504A JPS59128281A (ja) | 1982-12-29 | 1982-12-29 | 炭化けい素被覆物の製造方法 |
| US06/564,293 US4532150A (en) | 1982-12-29 | 1983-12-22 | Method for providing a coating layer of silicon carbide on the surface of a substrate |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57228504A JPS59128281A (ja) | 1982-12-29 | 1982-12-29 | 炭化けい素被覆物の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59128281A JPS59128281A (ja) | 1984-07-24 |
| JPS6232157B2 true JPS6232157B2 (ja) | 1987-07-13 |
Family
ID=16877476
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57228504A Granted JPS59128281A (ja) | 1982-12-29 | 1982-12-29 | 炭化けい素被覆物の製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4532150A (ja) |
| JP (1) | JPS59128281A (ja) |
Families Citing this family (108)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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