JPS63205910A - 薄膜形成装置 - Google Patents
薄膜形成装置Info
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- JPS63205910A JPS63205910A JP3790687A JP3790687A JPS63205910A JP S63205910 A JPS63205910 A JP S63205910A JP 3790687 A JP3790687 A JP 3790687A JP 3790687 A JP3790687 A JP 3790687A JP S63205910 A JPS63205910 A JP S63205910A
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- thin film
- film
- excitation means
- film forming
- gas
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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
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、プラズマＣＶＤ法による薄膜形成装置に係り
、特に高速で高品質の成膜に好適な薄膜形成装置に関す
る。
、特に高速で高品質の成膜に好適な薄膜形成装置に関す
る。
従来のプラズマＣＶＤ法により高速成膜を行うためには
、例えばケイ素系の膜を形成する場合にはジャパニーズ
ジャーナルオプアプライドフィジックス２０巻９号（１
９８１年）Ｌ ６５９頁（Ｊａｐａｎｓａ Ｊｏｕｒ
ｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｅｄ Ｐｈ７ｓｉｃａ
Ｖｏｌ。
、例えばケイ素系の膜を形成する場合にはジャパニーズ
ジャーナルオプアプライドフィジックス２０巻９号（１
９８１年）Ｌ ６５９頁（Ｊａｐａｎｓａ Ｊｏｕｒ
ｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｅｄ Ｐｈ７ｓｉｃａ
Ｖｏｌ。
２０、 Ｎａ９ 、 Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ、 １９８１
ｐｐ、 Ｌ ６５９−Ｌ４４２）に述べられているよ
うに、高次シラン（５ｉｎＨ２ｎ＋２ ）を原料ガスと
して用いて、水素化非晶質ケイ素等を６０ Ｘ ／ ｓ
以上の高速で形成していた。
ｐｐ、 Ｌ ６５９−Ｌ４４２）に述べられているよ
うに、高次シラン（５ｉｎＨ２ｎ＋２ ）を原料ガスと
して用いて、水素化非晶質ケイ素等を６０ Ｘ ／ ｓ
以上の高速で形成していた。
しかし、この高次シランを原料ガスとして用いると、反
応圧力がＩ Ｔｏｒｒ程度の高いところでは２０〜３０
Ａ ／ ｓの高速で膜形成が可能であるが、同時に気
相中でパウダが発生し、このパウダが膜表面に取り込ま
れて、ピンホールの原因になることが多い。
応圧力がＩ Ｔｏｒｒ程度の高いところでは２０〜３０
Ａ ／ ｓの高速で膜形成が可能であるが、同時に気
相中でパウダが発生し、このパウダが膜表面に取り込ま
れて、ピンホールの原因になることが多い。
また、低圧（αＩ Ｔｏｒｒ以下）で高次シランな用い
て成膜すると、成膜速度が大きくできず、高次シランな
用いる長所がなくなってしまう。
て成膜すると、成膜速度が大きくできず、高次シランな
用いる長所がなくなってしまう。
さらに、高次７ランを用いて成膜を行うと、低速で形成
した膜に比べて密度が小さく、用途によっては膜質に問
題があった。
した膜に比べて密度が小さく、用途によっては膜質に問
題があった。
上記従来技術では、高次シランを用いることにより高速
成膜を行っているが、気相中で発生するパウダにより、
膜中にピンホールが発生する問題があり、膜の密度低下
を招く問題があった。
成膜を行っているが、気相中で発生するパウダにより、
膜中にピンホールが発生する問題があり、膜の密度低下
を招く問題があった。
本発明の目的は、プラズマＣＶＤ法において、特殊な原
料ガスを使用せず、高速度でかつ高品質の薄膜を形成し
得る薄膜形成装置を提供することにある。
料ガスを使用せず、高速度でかつ高品質の薄膜を形成し
得る薄膜形成装置を提供することにある。
上記目的は、プラズマＣＶＤ装置を用いたガスのグロー
放電分解による薄膜形成装置において、反応容器に導入
する薄膜形成用の原料ガスを予め励起する予備励起手段
を設けたことにより、達成される。
放電分解による薄膜形成装置において、反応容器に導入
する薄膜形成用の原料ガスを予め励起する予備励起手段
を設けたことにより、達成される。
本発明では、プラズマＣＶＤ装置を用いたガスのグロー
放電分解による薄膜形成装置において、原料ガスを予備
励起手段により予備励起してから反応容器に導入し、こ
の反応容器でプラズマ分解させ、原料ガスを２段に励起
するようにしている。
放電分解による薄膜形成装置において、原料ガスを予備
励起手段により予備励起してから反応容器に導入し、こ
の反応容器でプラズマ分解させ、原料ガスを２段に励起
するようにしている。
その結果、例えばケイ素系の膜では、ジシラン等を用い
なくても、モノシランで十分高速で成膜することができ
、かつ高品質の膜を得ることができる。
なくても、モノシランで十分高速で成膜することができ
、かつ高品質の膜を得ることができる。
ここで対称としているプラズマＣＶＤ装置は、容量結合
型であっても、誘導屋であってもかまわない。
型であっても、誘導屋であってもかまわない。
また、原料ガスを予備励起する場所は、なるべ（反応容
器の直前であることが好ましい。
器の直前であることが好ましい。
原料ガスの予備励起手段は、
（１）反応容器の直前のガス導入部にコイルを巻き、こ
れに高周波発振器を接続し、グロー放電を発生させるグ
ロー放電法を利用したもの、（２） ガス導入部をガ
ラス管で形成しておき、その上に空胴共振器を設置し、
マイクロ波を印加するマイクロ波放電法を利用したもの
、 （３） ガス導入部を石英管で形成し、この石英管の
上に、原料ガスが吸収・反応し得る光を発生させる低圧
水銀灯のごとき光源を設置した空胴共振器マイクロ波放
電法を利用したもの、等を状況に応じて選択して使用す
ることが可能である。
れに高周波発振器を接続し、グロー放電を発生させるグ
ロー放電法を利用したもの、（２） ガス導入部をガ
ラス管で形成しておき、その上に空胴共振器を設置し、
マイクロ波を印加するマイクロ波放電法を利用したもの
、 （３） ガス導入部を石英管で形成し、この石英管の
上に、原料ガスが吸収・反応し得る光を発生させる低圧
水銀灯のごとき光源を設置した空胴共振器マイクロ波放
電法を利用したもの、等を状況に応じて選択して使用す
ることが可能である。
以下、本発明の実施例を図面により説明する。
〈第１の実施例〉
第１図は、本発明の第１の実施例を示す概念図である。
この第１図に示す本発明の第１の実施例のものは、ガス
導入口１と、ガス導入部に設けられたパルプ４と、反応
容器直前に設けられたガラス管１３と、プラズマＣＶＤ
装置の反応容器９と、この反応容器９内に設置されたカ
ソード電極５およびアノード電極７と、このアノード電
極７に組み込まれた基板加熱ヒータ８と、前記反応容器
９に接続されたパルプ１０および排気ポンプ１１と、前
記カソード電極５に接続された高周波発振器１２と、グ
ロー放電法を利用した予備励起手段とを備えて構成され
ている。
導入口１と、ガス導入部に設けられたパルプ４と、反応
容器直前に設けられたガラス管１３と、プラズマＣＶＤ
装置の反応容器９と、この反応容器９内に設置されたカ
ソード電極５およびアノード電極７と、このアノード電
極７に組み込まれた基板加熱ヒータ８と、前記反応容器
９に接続されたパルプ１０および排気ポンプ１１と、前
記カソード電極５に接続された高周波発振器１２と、グ
ロー放電法を利用した予備励起手段とを備えて構成され
ている。
前記ガス導入口１、パルプ４およびガラス管１５を通じ
て反応容器９内に原料ガスが導入されるよ５になってお
り、反応容器９の直前で予備励起手段により原料ガスを
予備励起するようになっている。
て反応容器９内に原料ガスが導入されるよ５になってお
り、反応容器９の直前で予備励起手段により原料ガスを
予備励起するようになっている。
前記予備励起手段は、ガラス管１５上に巻かれたコイル
２と、このコイル２に接続された高周波発振器３とを有
して構成されており、前記ガラス管１５の部分に高周波
な印加可能に構成されている。
２と、このコイル２に接続された高周波発振器３とを有
して構成されており、前記ガラス管１５の部分に高周波
な印加可能に構成されている。
前記カソード電極５には、高周波発振器１２を通じて高
周波電力を印加し得るようＫなっている。
周波電力を印加し得るようＫなっている。
前記アノード電極７には、基板６が載置されている。
前記基板加熱ヒータ８は、基板６を一定の温度に加熱す
るようになっている。
るようになっている。
前記排気ポンプ１１は、反応容器９内をパルプ１０を介
して真空引きするようになっている。
して真空引きするようになっている。
次に、この第１の実施例の薄膜形成装置により、実際に
薄膜を形成した実施例を説明する。
薄膜を形成した実施例を説明する。
原料ガスとしてモノシランガスを用い、高速でａ−８ｉ
：Ｈ膜を形成した。形成条件は、モノシランガス流量１
００５ｃａｎ、反応圧力ｃＬ７Ｔｏｒｒ、成膜時の基板
表面温度２２０℃、カソード電極５に印加した高周波電
力４０Ｗ（ただし、カソード電極５は７００ｃ１１り、
ガラス管１５０部分に印加した高周波電力８Ｗである。
：Ｈ膜を形成した。形成条件は、モノシランガス流量１
００５ｃａｎ、反応圧力ｃＬ７Ｔｏｒｒ、成膜時の基板
表面温度２２０℃、カソード電極５に印加した高周波電
力４０Ｗ（ただし、カソード電極５は７００ｃ１１り、
ガラス管１５０部分に印加した高周波電力８Ｗである。
ただし、ガラス！！Ｆ１３の部分に印加した高周波電力
の周波数は、１４５４ＭＨｚである。
の周波数は、１４５４ＭＨｚである。
このようにして形成されたａ−８ｉ：Ｈ膜の形成速度は
、１５−５Ｘ／Ｂと通常のモノシランを用いた成膜の５
倍以上の速度であった。また、形成されたａ−８ｉ：Ｈ
膜表面の８１Ｍ像による観察では、ピンホールの発生は
なかった。膜の屈折率は五７であり、通常のモノシラン
を用いた低速成膜と同程度であった。
、１５−５Ｘ／Ｂと通常のモノシランを用いた成膜の５
倍以上の速度であった。また、形成されたａ−８ｉ：Ｈ
膜表面の８１Ｍ像による観察では、ピンホールの発生は
なかった。膜の屈折率は五７であり、通常のモノシラン
を用いた低速成膜と同程度であった。
〈比較例〉
第２図は、通常のプラズマＣＶＤ装置の概念図である。
この第２図に示すプラズマＣＶＤ装置は、前記第１図に
示す本発明の第１の実施例のものとほぼ同様の構造であ
るが、ガラス管１５、コイル２および高周波発振器３か
もなる予備励起手段が設置されていない。
示す本発明の第１の実施例のものとほぼ同様の構造であ
るが、ガラス管１５、コイル２および高周波発振器３か
もなる予備励起手段が設置されていない。
前記第２図に示すプラズマＣＶＤ装置を用い、原料ガス
として高速成膜の可能なジシランを使用し、ジシラン流
量４０ ｓｏｏｍ 、反応圧力α７ Ｔｏｒｒ。
として高速成膜の可能なジシランを使用し、ジシラン流
量４０ ｓｏｏｍ 、反応圧力α７ Ｔｏｒｒ。
成膜時の基板表面温度２２０℃、カソード電極５に印加
した高周波電力５００Ｗの条件でａ−８ｉ：Ｈ膜を形成
した。
した高周波電力５００Ｗの条件でａ−８ｉ：Ｈ膜を形成
した。
このようＫして形成されたａ−８ｉ：Ｈ膜の形成速度は
、１８ Ａ ／ ａと通常のモノシランを用いた場合の
５倍以上の速度であったが、Ｓｌ１１Ｍ像による膜表面
の観察では１ｏｏｏＸ〜１μｍオーダのピンホールの発
生が見られた。また、膜の屈折率は五３であり、通常の
モノシランから形成された膜より小さい値であった。
、１８ Ａ ／ ａと通常のモノシランを用いた場合の
５倍以上の速度であったが、Ｓｌ１１Ｍ像による膜表面
の観察では１ｏｏｏＸ〜１μｍオーダのピンホールの発
生が見られた。また、膜の屈折率は五３であり、通常の
モノシランから形成された膜より小さい値であった。
〈第２の実施例〉
第３図は、本発明の第２の実施例を示す概念図である。
この第３図に示す本発明の第２の実施例のものは、前記
第１の実施例と原料ガスの予備励起手段が異なっている
。
第１の実施例と原料ガスの予備励起手段が異なっている
。
すなわち、この実施例の予備励起手段は、ガラス管１３
上に設けられた空胴共振器１４と、これに接続されたマ
イクロ波発生電源１５とにより構成されていて、マイク
ロ波放電法を利用している。
上に設けられた空胴共振器１４と、これに接続されたマ
イクロ波発生電源１５とにより構成されていて、マイク
ロ波放電法を利用している。
前記空胴共振器１４には、例えば工ヴエンソン型空胴共
振器が用いられている。
振器が用いられている。
前記マイクロ波発生電源１５には、例えば周波数が２．
４５ＧＨｚのものが用いられている。
４５ＧＨｚのものが用いられている。
この第２の実施例の他の構成圧ついては、前記第１の実
施例と同様である。
施例と同様である。
次に、この第２の実施例の薄膜形成装置を用いて行った
薄膜形成について説明する。
薄膜形成について説明する。
成膜条件は、モノシランガス流量１００ａｏｃｍ 。
反応圧力α７ Ｔｏｒｒ、成膜時の基板表面温度２２０
℃、カソード電極５に印加した高周波電力４０！（ただ
し、カソード電極５は７００ｃｓｆ）、ガラス管１５０
部分に印加したマイクロ波電力は２０１である。
℃、カソード電極５に印加した高周波電力４０！（ただ
し、カソード電極５は７００ｃｓｆ）、ガラス管１５０
部分に印加したマイクロ波電力は２０１である。
このよう圧して形成されたａ−８ｉ：Ｈ膜の形成速度は
、１５．０ Ａ ／ ａと通常のモノシランを用いた成
膜の５倍以上の速度であり、形成されたａ−８ｉ：Ｈ膜
表面のＢＢ輩像による観察では、ピンホールの発生はな
かった。膜の屈折率は五８であり、通常のモノシランを
用いた低速成膜と同程度であった。
、１５．０ Ａ ／ ａと通常のモノシランを用いた成
膜の５倍以上の速度であり、形成されたａ−８ｉ：Ｈ膜
表面のＢＢ輩像による観察では、ピンホールの発生はな
かった。膜の屈折率は五８であり、通常のモノシランを
用いた低速成膜と同程度であった。
く第５の実施例〉
第４図は、本発明の第３の実施例を示す概念図である。
この第４図に示す本発明の第５の実施例のものは、前記
第１・第２の実施例に対して、原料ガスの予備励起手段
が相違している。
第１・第２の実施例に対して、原料ガスの予備励起手段
が相違している。
つまり、この実施例の予備励起手段は、ガス導入口１と
反応容器９間に接続された石英管１６と、この石英管１
６上に設置された低圧水銀灯１７とを有して構成されて
いて、空胴共振型マイクロ波放電法を利用している。
反応容器９間に接続された石英管１６と、この石英管１
６上に設置された低圧水銀灯１７とを有して構成されて
いて、空胴共振型マイクロ波放電法を利用している。
前記石英管１６の内部には、微量の水銀が入っている。
前記低圧水銀灯１７は、石英管１６に密着されている。
この低圧水銀灯１７は、石英管１６内を通過する原料ガ
スが吸収・反応し得る光（主に紫外線）を当て、この光
により原料ガスを予備励起し得るようＫなっている。
スが吸収・反応し得る光（主に紫外線）を当て、この光
により原料ガスを予備励起し得るようＫなっている。
この第３の実施例の他の構成につい【は、前記第１の実
施例と同様である。
施例と同様である。
次に、この第５の実施例の薄膜形成装置により、薄膜を
形成した場合について説明する。
形成した場合について説明する。
成膜条件は、モノシランガス流量１０Ｇｇｏａｍ。
反応圧力α４Ｔｏｒｒ、成膜時の基板表面温度２５０℃
、カソード電極５に印加した高周波電力４０１石英管１
６の内部には微量の水銀を入れ、２ＯＮの低圧水銀灯を
石英管１６に密着させた。
、カソード電極５に印加した高周波電力４０１石英管１
６の内部には微量の水銀を入れ、２ＯＮの低圧水銀灯を
石英管１６に密着させた。
このようにして形成されたａ−８ｉ：Ｈ膜の形成速度は
、１五〇Ｘ／ｓであった。形成されたａ −８ｉ：Ｈ膜
表面のＳＦｉＭ像による観察では、ピンボールの発生は
なかった。膜の屈折率は五７であり、通常のモノ７ラン
を用いた低速成形と同程度であった。
、１五〇Ｘ／ｓであった。形成されたａ −８ｉ：Ｈ膜
表面のＳＦｉＭ像による観察では、ピンボールの発生は
なかった。膜の屈折率は五７であり、通常のモノ７ラン
を用いた低速成形と同程度であった。
〔発明の効果〕
以上説明した本発明によれば、プラズマＣＶＤ装置を用
いたガスのグロー放電分解圧よる薄膜形成装置において
、反応容器に導入する薄膜形成用の原料ガスを予め励起
する予備励起手段を設け、この予備励起手段により、成
膜に用いる原料ガスを予備励起するようにしているので
、高速成膜に必要な特殊な原料ガスを用いることなく、
高速に高品質の薄膜を形成し得る効果があり、ひいては
原価低減に大きな効果がある。
いたガスのグロー放電分解圧よる薄膜形成装置において
、反応容器に導入する薄膜形成用の原料ガスを予め励起
する予備励起手段を設け、この予備励起手段により、成
膜に用いる原料ガスを予備励起するようにしているので
、高速成膜に必要な特殊な原料ガスを用いることなく、
高速に高品質の薄膜を形成し得る効果があり、ひいては
原価低減に大きな効果がある。
第１図は本発明の第１の実施例を示す概念図、第２図は
従来一般に使用されている通常のプラズマＣＶＤ装置の
概念図、第５図および第４図は本発明の第２および第５
の実施例の概念図である。 １・・・ガス導入口、２・・・コイル、５・・・高周波
発振器、４・・・バルブ、５・・・カソード電極、６・
・・基板、７・・・アノード電極、８・・・基板加熱ヒ
ータ、９・・・反応容器、１０・・・パルプ、１１・・
・排気ポンプ、１２・・・高周波発振器、１３・・・ガ
ラス管、１４・・・空胴共振器、１５・・・マイクロ波
発生電源、１６・・・石英管、１７・・・低圧水銀灯。
従来一般に使用されている通常のプラズマＣＶＤ装置の
概念図、第５図および第４図は本発明の第２および第５
の実施例の概念図である。 １・・・ガス導入口、２・・・コイル、５・・・高周波
発振器、４・・・バルブ、５・・・カソード電極、６・
・・基板、７・・・アノード電極、８・・・基板加熱ヒ
ータ、９・・・反応容器、１０・・・パルプ、１１・・
・排気ポンプ、１２・・・高周波発振器、１３・・・ガ
ラス管、１４・・・空胴共振器、１５・・・マイクロ波
発生電源、１６・・・石英管、１７・・・低圧水銀灯。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、プラズマＣＶＤ装置を用いたガスのグロー放電分解
による薄膜形成装置において、反応容器に導入する薄膜
形成用の原料ガスを予め励起する予備励起手段を設けた
ことを特徴とする薄膜形成装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記予備励起手段
は、グロー放電法を利用したものであることを特徴とす
る薄膜形成装置。 ３、特許請求の範囲第１項において、前記予備励起手段
は、マイクロ波放電法を利用したものであることを特徴
とする薄膜形成装置。 ４、特許請求の範囲第１項において、前記予備励起手段
は、空胴共振型マイクロ波放電法を利用したものである
ことを特徴とする薄膜形成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3790687A JPS63205910A (ja) | 1987-02-23 | 1987-02-23 | 薄膜形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3790687A JPS63205910A (ja) | 1987-02-23 | 1987-02-23 | 薄膜形成装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63205910A true JPS63205910A (ja) | 1988-08-25 |
Family
ID=12510584
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3790687A Pending JPS63205910A (ja) | 1987-02-23 | 1987-02-23 | 薄膜形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63205910A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0620971A (ja) * | 1992-06-30 | 1994-01-28 | Canon Inc | 堆積膜形成方法、光起電力素子、及び光起電力素子の連続的製造方法 |
-
1987
- 1987-02-23 JP JP3790687A patent/JPS63205910A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0620971A (ja) * | 1992-06-30 | 1994-01-28 | Canon Inc | 堆積膜形成方法、光起電力素子、及び光起電力素子の連続的製造方法 |
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