JPH0811828B2 - Deposited film formation method - Google Patents
Deposited film formation methodInfo
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- JPH0811828B2 JPH0811828B2 JP60291065A JP29106585A JPH0811828B2 JP H0811828 B2 JPH0811828 B2 JP H0811828B2 JP 60291065 A JP60291065 A JP 60291065A JP 29106585 A JP29106585 A JP 29106585A JP H0811828 B2 JPH0811828 B2 JP H0811828B2
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- 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
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- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、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、光学的画像入力装置用の光入力セン
サー撮像、デバイス、光起電力素子等の電子デバイスの
用途に有用な機能性堆積膜の形成方法に関する。The present invention relates to a functional film, particularly a semiconductor device, a photosensitive device for electrophotography, an optical input sensor for an optical image input device, an image pickup device, a device, and a photovoltaic device. The present invention relates to a method for forming a functional deposited film which is useful for applications of electronic devices such as power devices.
従来、半導体膜、絶縁膜、光導電膜、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。Conventionally, amorphous or polycrystalline functional films such as a semiconductor film, an insulating film, a photoconductive film, a magnetic film, and a metal film have been individually formed from the viewpoints of desired physical properties and applications. The method has been adopted.
堆積膜の形成には、真空蒸着法,プラズマCVD法,熱C
VD法,光CVD法,反応性スパツタリング法,イオンプレ
ーテイング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。Vacuum deposition method, plasma CVD method, thermal C method
The VD method, the optical CVD method, the reactive sputtering method, the ion plating method, and the like have been tried, and in general, the plasma CVD method is widely used and commercialized.
而乍ら、これ等堆積膜形成法によつて得られる堆積膜
はより高度の機能が求められる電子デバイスや光電子デ
バイスへの適用が求められていることから電気的,光学
的特性及び、繰返し使用での疲労特性あるいは使用環境
特性、更には均一性,再現性を含めて生産性,量産性の
点において更に総合的な特性の向上を図る余地がある。However, since the deposited film obtained by these deposited film forming methods is required to be applied to electronic devices and optoelectronic devices that require higher functions, electrical and optical characteristics and repeated use are required. There is room for further comprehensive improvement in fatigue characteristics or operating environment characteristics, and in terms of productivity and mass productivity including uniformity and reproducibility.
第3図に示すものは、従来のプラズマCVD法による堆
積膜の形成装置の1例を示すものであつて、図中、301
は成膜空間としての成膜室であり、内部の基体支持台30
2上に所望の基体303を載置する。FIG. 3 shows an example of a conventional apparatus for forming a deposited film by the plasma CVD method.
Is a film forming chamber as a film forming space, and the substrate support 30 inside
Place the desired substrate 303 on top of 2.
304は基体加熱用のヒーターであり、導線305を介して
給電し、発熱せしめる。304 is a heater for heating the substrate, which is supplied with power through the conducting wire 305 to generate heat.
306乃至309は、ガス供給源であり、ケイ素含有化合
物、水素、ハロゲン化合物、不活性ガス、不純物元素を
成分とする化合物のガスの種類に応じて設ける。これ等
の原料化合物のうち標準状態に於いて液状のものを使用
する場合には、適宜の気化装置を具備せしめる。図中ガ
ス供給源306乃至309の符号にaを付したのは分岐管bを
付したのは流量計、cを付したのは各流量計の高圧側の
圧力を計測する圧力計、d又はeを付したのは各基体流
量を調整するためのバルブである。原料化合物のガスは
導入管310を介して成膜室301内に導入される。Reference numerals 306 to 309 denote gas supply sources, which are provided according to the types of gas of a silicon-containing compound, hydrogen, a halogen compound, an inert gas, and a compound containing an impurity element as a component. When using a liquid form of these raw material compounds in the standard state, an appropriate vaporizer is provided. In the figure, gas supply sources 306 to 309 are denoted by a, a branch pipe b is attached to a flow meter, c is attached to a pressure gauge for measuring the high pressure side of each flow meter, d or The symbol e is a valve for adjusting the flow rate of each substrate. The gas of the raw material compound is introduced into the film forming chamber 301 through the introduction pipe 310.
311はプラズマ発生装置であつて、プラズマ発生装置3
11からのプラズマは、矢印の向きに流れている原料ガス
に作用して、作用された化合物を励起、分解せしめ、分
解した化合物か化学反応することによつて、基体303に
アモルフアス堆積膜を形成するものである。312は排気
バルブ、313は排気管であり、成膜空間内を真空排気す
るため排気装置(図示せず)に接続されている。311 is a plasma generator, which is a plasma generator 3
The plasma from 11 acts on the source gas flowing in the direction of the arrow to excite and decompose the acted compound, and the decomposed compound chemically reacts to form an amorphous deposited film on the substrate 303. To do. Reference numeral 312 is an exhaust valve, and 313 is an exhaust pipe, which is connected to an exhaust device (not shown) for evacuating the film forming space.
こうした装置を用いて、例えばa−Si:Hの堆積膜を形
成する場合、適当な基体303を支持台302上に載置し、排
気装置(図示せず)を用いて排気管を介して成膜室301
内を排気し、減圧する。When a deposited film of, for example, a-Si: H is formed using such an apparatus, an appropriate substrate 303 is placed on the support 302, and an exhaust device (not shown) is used to form the film through an exhaust pipe. Membrane room 301
The inside is evacuated and the pressure is reduced.
次いで必要に応じて基体を加熱し、ガス供給用ボンベ
よりSiH4、Si2H6等の原料ガスをガス導入管310を介して
成膜室301内に導入し、成膜室内の圧力を所定圧力に保
ちつつプラズマ発生装置により成膜室301内にプラズマ
を発生させ、基体303上にa−Si:H膜を形成する。Then, if necessary, the substrate is heated, and a raw material gas such as SiH 4 and Si 2 H 6 is introduced from the gas supply cylinder into the film formation chamber 301 through the gas introduction pipe 310, and the pressure inside the film formation chamber is set to a predetermined value. While maintaining the pressure, plasma is generated in the film forming chamber 301 by the plasma generator to form an a-Si: H film on the substrate 303.
ところで従来の堆積膜は、例えばプラズマCVD法によ
り得られるものは特性発現性に富み一応満足のゆくもの
とされてはいるものの、それであつても、確固たる当該
製品の成立に要求される、電気的、光学的、光導電的特
性、繰返し使用についての耐疲労特性、使用環境特性の
点、経時的安定性および耐久性の点、そして更に均質性
の点の全ての点を総じて満足せしめる、という課題を解
決するには未だ間のある状態のものである。By the way, conventional deposited films, for example, those obtained by the plasma CVD method are considered to be satisfactory because of their excellent property development, but even so, the electrical deposition required for a firm establishment of the product is required. , Optical and photoconductive characteristics, fatigue resistance after repeated use, points of use environment characteristics, points of stability and durability over time, and points of homogeneity as a whole. It is still in a state where there is still a solution.
その原因は、目的とする堆積膜が、使用する材料もさ
ることながら、単純な層堆積操作で得られるという類の
ものでなく、就中の工程操作に熟練的工夫が必要とされ
るところが大きい。The cause is not that the target deposited film can be obtained by a simple layer deposition operation, not to mention the materials used, but it requires a great deal of skill and ingenuity in the process operation during the process. .
因みに、例えば、いわゆるCVD法の場合、気体材料を
希釈した後いわゆる不純物を混入し、ついで500〜650℃
といつた高温で熱分解することから、所望の堆積膜を形
成するについては緻密な工程操作と制御が要求され、た
めに装置も複雑となつて可成りコスト高のものとなる
が、そうしたところで均質にして前述したような所望の
特性を具有する堆積膜製品を定常的に得ることは極めて
むずかしく、したがつて工業的規模には採用し難いもの
である。By the way, for example, in the case of the so-called CVD method, so-called impurities are mixed after diluting the gas material, and then 500 to 650 ° C.
Since it undergoes thermal decomposition at high temperatures, precise process operation and control are required to form the desired deposited film, which makes the device complicated and costly. It is extremely difficult to constantly obtain a deposited film product which is homogenized and has the desired characteristics as described above, and thus is difficult to be adopted on an industrial scale.
また、前述したところの、至適な方法として一般に広
く用いられているプラズマCVD法であつても、工程操作
上のいくつかの問題、そしてまた設備投資上の問題が存
在する。工程操作については、その条件は前述のCVD法
よりも更に複雑であり、一般化するには至難のものであ
る。即ち、例えば、基本温度、導入ガスの流量並びに流
量比、層形成時の圧力、高周波電力、電極構造、反応容
器の構造、排気速度、プラズマ発生方式の相互関係のパ
ラメーターをとつてみても既に多くのパラメーターが存
在し、この他にもパラメーターが存在するわけであつ
て、所望の製品を得るについては厳密なパラメーターの
選択が必要とされ、そして厳密に選択されたパラメータ
ーであるが故に、その中の1つの構成因子、とりわけそ
れがプラズマであつて、不安定な状態になりでもすると
形成される膜は著しい悪影響を受けて製品として成立し
得ないものとなる。そして装置については、上述したよ
うに厳密なパラメーターの選択が必要とされることか
ら、構造はおのずと複雑なものとなり、装置規模、種類
が変れば個々に厳選されたパラメーターに対応し得るよ
うに設計しなければならない。Further, as described above, even in the plasma CVD method which is generally widely used as the optimum method, there are some problems in process operation and also problems in capital investment. Regarding the process operation, the conditions are more complicated than the above-mentioned CVD method, and it is difficult to generalize it. That is, for example, the basic temperature, the flow rate and flow rate of the introduced gas, the pressure at the time of layer formation, the high frequency power, the electrode structure, the structure of the reaction vessel, the exhaust rate, and the parameters of the interrelationship of the plasma generation method are already many. There are other parameters, and there are other parameters as well, and in order to obtain a desired product, a strict selection of parameters is required, and the parameters are strictly selected. If one of the above-mentioned constituent factors, in particular, it is plasma and becomes unstable, the formed film is significantly adversely affected and cannot be realized as a product. As for the device, since strict selection of parameters is required as described above, the structure is naturally complicated, and it is designed to respond to individually selected parameters if the device scale and type change. Must.
こうしたことから、プラズマCVD法については、それ
が今のところ至適な方法とされはいるものの、上述した
ことから、所望の堆積膜を量産するとなれば装置に多大
の設備投資が必要となり、そうしたところで尚量産のた
めの工程管理項目は多く且つ複雑であり、工程管理許容
幅は狭く、そしてまた装置調整が微妙であることから、
結局は製品をかなりコスト高のものにしてしまう等の問
題がある。For these reasons, the plasma CVD method is considered to be the most suitable method at the moment, but from the above, if the desired deposited film is mass-produced, a large amount of equipment investment is required for the device. By the way, since the process control items for mass production are many and complicated, the process control allowable range is narrow, and the device adjustment is also subtle,
In the end, there are problems such as making the product considerably expensive.
また一方には、前述の各種デイバイが多様化して来て
おり、そのための素子部材即ち、前述した各種特性等の
要件を総じて満足すると共に適用対象、用途に相応し、
そして場合によつてはそれが大面積化されたものであ
る、安定な堆積膜製品を低コストで定常的に供給される
ことが社会的要求としてあり、この要求を満たす方法、
装置の開発が切望されている状況がある。On the other hand, the above-mentioned various kinds of devices have been diversified, and the element members therefor, that is, the requirements such as the various characteristics described above are generally satisfied, and the application target and the application are suitable.
And in some cases, it is a large area, and it is a social requirement that a stable deposited film product is constantly supplied at a low cost, and a method of satisfying this requirement,
There are situations in which the development of devices is eagerly awaited.
本発明は、光起電力素子、半導体デイバイス、画像入
力用ラインセンサー、撮像デイバイス、電子写真用感光
デイバイス等に使用する堆積膜を形成する従来装置につ
いて、上述の諸問題を解決し、上述の要求を満たすよう
にすることを目的とするものである。The present invention solves the above-mentioned problems and solves the above-mentioned problems in a conventional device for forming a deposited film used in a photovoltaic device, a semiconductor device, an image input line sensor, an imaging device, an electrophotographic photosensitive device, and the like. The purpose is to satisfy.
すなわち本発明の主たる目的は、電気的、光学的、光
導電的特性が殆んどの使用環境に依存することなく実質
的に常時安定しており、優れた耐光疲労特性を有し、繰
返し使用にあつても劣化現象を起こさず、優れた耐久
性、耐湿性を有し、残留電位の問題を生じない均一にし
て均質な、改善された堆積膜を形成するための堆積膜形
成方法を提供することにある。That is, the main object of the present invention is that electrical, optical, and photoconductive properties are substantially always stable without depending on almost any use environment, have excellent light fatigue resistance, and can be used repeatedly. Provided is a deposited film forming method for forming a uniform and improved deposited film which does not cause deterioration phenomenon, has excellent durability and moisture resistance, and does not cause a problem of residual potential. Especially.
本発明の他の目的は、形成される膜の諸特性、成膜速
度、再現性の向上及び膜品質の均一化、均質化をはかり
ながら、膜の大面積化に適し、膜の生産性向上及び量産
化も容易に達成することのできる堆積膜形成方法を提供
することにある。Another object of the present invention is to improve various characteristics of a film to be formed, film formation rate, reproducibility, and uniformize and homogenize the film quality, and is suitable for increasing the area of the film, thereby improving the productivity of the film. Another object of the present invention is to provide a method of forming a deposited film that can be easily mass-produced.
本発明者は、従来装置についての前述の諸問題を克服
して、上述の目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、
堆積膜形成用の気体状原料物質と、該原料物質に酸化作
用する気体状ハロゲン系酸化剤と、を反応空間内に導入
して接触させることで励起状態の前駆体を化学的に生成
し、該前駆体を堆積膜構成要素の供給源として成膜空間
内にある基体上に所望の堆積膜を効率よく、膜厚の均一
性、膜質の均一性を保ちながら大面積にわたつて形成す
ることのできる方法を開発するに至つた。The present inventor has overcome the above-mentioned problems of the conventional device and has conducted extensive studies to achieve the above-mentioned object.
A gaseous raw material for forming a deposited film and a gaseous halogen-based oxidant that oxidizes the raw material are introduced into the reaction space and brought into contact with each other to chemically generate a precursor in an excited state, Forming a desired deposited film over a large area over a substrate existing in a film formation space with the precursor as a supply source of the deposited film component efficiently, while maintaining uniform film thickness and film quality. We have developed a method that can do it.
即ち本発明の方法は、成膜空間内に交互に配置した気
体状原料物質であるSiH4を放出する放出口及び該SiH4に
酸化作用する気体状ハロゲン系酸化剤のF2を放出する放
出口から前記SiH4と、前記F2と、を夫々導入と共に前記
放出口から堆積膜形成用の基体を介して対向する方向に
排気することによって前記成膜空間を0.001Torr〜100To
rrに保持し、前記SiH4と前記F2とを接触させることで前
駆体を化学的に生起させ、ついで該前駆体を堆積構成要
素の供給源として前記放出口から5mm〜15cmおいて配さ
れた前記基体上にシリコン堆積膜を形成させる堆積膜形
成方法に特徴がある。That is, the method of the present invention comprises a discharge port for discharging SiH 4 , which is a gaseous raw material, which is alternately arranged in the film formation space, and a discharge for discharging F 2, which is a gaseous halogen-based oxidizer that oxidizes SiH 4. The SiH 4 and the F 2 are respectively introduced from the outlet and exhausted in the opposing direction from the outlet through the substrate for forming the deposited film from the outlet together with 0.001 Torr to 100 To.
The precursor is chemically generated by contacting the SiH 4 and the F 2 with each other at rr, and the precursor is then placed 5 mm to 15 cm from the outlet as a source of a deposition component. Another feature is a method for forming a deposited film that forms a silicon deposited film on the substrate.
本発明の堆積膜形成用の気体状原料物質と、該原料物
質に酸化作用する気体状ハロゲン系酸化剤と、を反応空
間内に導入するための放出口が円形である場合には、隣
接する他の放出口との距離、原料物質やハロゲン系酸化
剤の流量、反応空間内の圧力等の成膜因子の関係に於て
適宜決定されるが、その直径は好ましくは0.01〜100mm,
より好ましくは0.05〜50mm,最適には0.1〜20mmとされる
のが望ましい。同様に、放出口が楕円形である場合に
は、その短径は好ましくは0.01〜50mm、より好ましくは
0.05〜20mm、最適には0.1〜10mmとされかつ短径(R)
と長径(L)との長さ比(R/L)は好ましくは1/1〜1/10
000、より好ましくは1/2〜1/1000とされるのが望まし
い。同様に、放出口がスリツト状である場合には、スリ
ツト巾は好ましくは0.01〜50mm、より好ましくは0.05〜
20mm、最適には0.1〜10mmとされるのが望ましい。また
スリツト長さは好ましくは1mm以上、より好ましくは5mm
以上、最適には10mm以上とされるのが望ましい。When a gaseous raw material for forming a deposited film of the present invention and a gaseous halogen-based oxidizer that oxidizes the raw material are introduced into a reaction space, if they are circular, they are adjacent to each other. The distance from the other outlet, the flow rate of the raw material or the halogen-based oxidizer, the pressure in the reaction space and the like are appropriately determined in relation to the film forming factors, but the diameter is preferably 0.01 to 100 mm,
It is more preferably 0.05 to 50 mm, and most preferably 0.1 to 20 mm. Similarly, when the outlet is elliptical, its minor axis is preferably 0.01 to 50 mm, more preferably
0.05 to 20 mm, optimally 0.1 to 10 mm and short diameter (R)
And the length ratio (R / L) of the long diameter (L) is preferably 1/1 to 1/10
000, more preferably 1/2 to 1/1000. Similarly, when the outlet is slit-like, the slit width is preferably 0.01 to 50 mm, more preferably 0.05 to 50 mm.
20 mm, optimally 0.1 to 10 mm is desirable. The slit length is preferably 1 mm or more, more preferably 5 mm.
As described above, it is optimally set to 10 mm or more.
本発明に於て、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有する気体状ハロゲン系酸化剤
と、を反応空間内に導入するための放出口を横方向に一
列、あるいは横方向及び縦方向に複数列配置する場合に
は隣接する放出口間の距離は原料物質やハロゲン系酸化
剤の流量、反応空間内の圧力等の成膜因子の関係に於て
適宜決定されるが、放出口の端部どうしの距離は好まし
くは50mm以下、より好ましくは20mm以下、最適には10mm
以下とされるのが望ましい。放射状に配置する場合には
中心より外方向に向つて少なくとも2列以上、好ましく
は3列以上、又、周方向に向つては3列以上、好ましく
は4列以上配置されることが望ましい。In the present invention, a gaseous raw material for forming a deposited film and a gaseous halogen-based oxidant having an oxidizing action on the raw material are provided in a row in which discharge ports are introduced in the lateral direction, Alternatively, in the case of arranging a plurality of rows in the horizontal direction and the vertical direction, the distance between the adjacent outlets is appropriately determined in relation to the film forming factors such as the flow rate of the raw material and the halogen-based oxidant and the pressure in the reaction space. However, the distance between the ends of the discharge port is preferably 50 mm or less, more preferably 20 mm or less, optimally 10 mm.
The following is desirable. In the case of radial arrangement, it is desirable that at least two rows or more, preferably three rows or more, and three or more rows, preferably four or more rows, are arranged outwardly from the center and in the circumferential direction.
本発明に於て、使用される放出口の材質は金属である
場合にはステンレス,Al,Cr,Mo,Au,Pt,Nb,Ta,V,Ti,Fe,P
d,Ni−Cr等、樹脂である場合には、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,ポリ塩化ピニリデ
ン,ポリスチレン,ポリアミド等、セラミツクスである
場合にはAl2O3,SiO2,BeO,MgO,ZrO2,SiC,TiC,ZrC,BN,Al
N,Si3N4等が挙げられる。好ましくはAl,ステンレスが加
工性,耐腐食性などの点から用いられる。In the present invention, when the material of the outlet used is metal, stainless steel, Al, Cr, Mo, Au, Pt, Nb, Ta, V, Ti, Fe, P
In the case of resin such as d, Ni-Cr, polyester, polyethylene, polycarbonate, cellulose acetate,
In the case of ceramics such as polypropylene, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polystyrene, polyamide, etc., Al 2 O 3 , SiO 2 , BeO, MgO, ZrO 2 , SiC, TiC, ZrC, BN, Al
N, Si 3 N 4 and the like can be mentioned. Preferably, Al and stainless steel are used in terms of workability and corrosion resistance.
本発明に於て、ガス放出口を複数配置する場合には、
ガスの混合率を向上させる目的で夫々の放出口から放出
されるガスの種類は交互に規則正しく、又は2個、3個
と複数の集団で、あるいは不規則性をもつて放出されて
も良い。In the present invention, when a plurality of gas discharge ports are arranged,
For the purpose of improving the gas mixing ratio, the types of gas discharged from the respective discharge ports may be regularly discharged alternately, or may be discharged in groups of two, three, and a plurality, or with irregularity.
かくする本発明の方法は、成膜空間即ち反応室内で放
電か生起すう機会のないものであることから、形成され
る堆積膜は、イオンダメージやその他の例えば異常放電
作用等による不都合な影響を受けることがない。Since the method of the present invention as described above does not have the opportunity to generate an electric discharge in the film forming space, that is, the reaction chamber, the deposited film formed is adversely affected by ion damage or other abnormal discharge action. Never receive.
そして、本発明の堆積膜形成方法によれば、省エネル
ギー化と同時に大面積化,膜厚均一性,膜品質の均一性
を十分満足させて管理の簡素化と量産化を図り、量産装
置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。Further, according to the deposited film forming method of the present invention, energy saving as well as large area, film thickness uniformity, and film quality uniformity are sufficiently satisfied to simplify management and mass production, and to be applied to a mass production apparatus. It does not require a large capital investment, the management items for its mass production are clarified, the management allowance range is wide, and the adjustment of the device is easy.
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、導入されて接触をする際に気体状
とされるものであれば良く、通常の場合は、気体でも液
体でも固体であつても差支えない。In the present invention, the above-mentioned gaseous raw material and gaseous halogen-based oxidant may be those that are brought into a gaseous state when introduced and contacted, and in the usual case, they may be gas or liquid. It does not matter if it is solid.
堆積膜形成用の原料物質あるいはハロゲン系酸化剤が
液体又は固体である場合には、Ar,He,N2,H2等のキヤリ
アーガスを使用し、必要に応じては熱も加えながらバブ
リングを行なつ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を気体状として導入する。When the raw material for forming the deposited film or the halogen-based oxidizer is liquid or solid, a carrier gas such as Ar, He, N 2 or H 2 is used, and bubbling is performed while adding heat as necessary. Then, the raw material for forming the deposited film and the halogen-based oxidizing agent are introduced into the reaction space in a gaseous state.
この際、上記気体状原料物質及び気体状ハロゲン系酸
化剤の分圧及び混合比は、キヤリアーガスの流量あるい
は堆積膜形成用の原料物質及び気体状ハロゲン系酸化剤
の蒸気圧を調節することにより設定される。At this time, the partial pressure and mixing ratio of the gaseous raw material and the gaseous halogen-based oxidant are adjusted by adjusting the flow rate of the carrier gas or the vapor pressure of the raw material for forming the deposited film and the gaseous halogen-based oxidant. Is set.
使用される堆積膜形成用の原料物質としては、例え
ば、半導体性或いは電気的絶縁性のシリコン堆積膜やゲ
ルマニウム堆積膜等のテトラヘドラル系の堆積膜を得る
のであれば、直鎖状、及び分岐状の鎖状シラン化合物,
環状シラン化合物,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。As the raw material for forming the deposited film to be used, for example, if a tetrahedral deposited film such as a semiconductor or electrically insulating silicon deposited film or a germanium deposited film is obtained, a linear or branched Chain silane compounds,
Cyclic silane compounds and chain germanium compounds can be cited as effective compounds.
具体的には、直鎖状シラン化合物としてはSinH2n+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、SiH3SiH(SiH3)SiH2SiH3、環状シラン化合物
としてはSinH2n(n=3,4,5,6)、鎖状ゲルマン化合物
としては、GemH2m+2(m=1,2,3,4,5)等が挙げられ
る。この他、例えばスズの堆積膜を作成するのであれば
SnH4等の水素化スズを有効な原料物質として挙げること
が出来る。Specifically, as a linear silane compound, SinH 2 n + 2
(N = 1,2,3,4,5,6,7,8), SiH 3 SiH (SiH 3 ) SiH 2 SiH 3 as a branched chain silane compound, and SinH 2 n (as a cyclic silane compound. n = 3,4,5,6), and the chain germane compound includes GemH 2 m + 2 (m = 1,2,3,4,5). In addition to this, for example, if you want to create a deposited film of tin
Tin hydride such as SnH 4 can be cited as an effective raw material.
勿論、これ等の原料物質は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が、本願発明ではSiH4が用
いられる。Of course, these raw materials can be used not only as one kind but also as a mixture of two or more kinds, but in the present invention, SiH 4 is used.
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原料物質との接触だけ
で効果的に酸化作用をする性質を有するもので、F2,C
l2,Br2,I2等のハロゲゲンガス、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が、
本願発明ではF2が用いられる。The halogen-based oxidant used in the present invention is gasified when introduced into the reaction space, and is effective only by contacting with a gaseous source material for forming a deposited film which is simultaneously introduced into the reaction space. F 2 , C
Halogen gas such as l 2 , Br 2 and I 2 , nascent fluorine, chlorine and bromine can be mentioned as effective ones.
F 2 is used in the present invention.
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、前記原料物質に酸化作用をして励起状態
の前駆体を含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駆体及び他の前駆体は、少なくと
もそのいずれが1つが形成される堆積膜の構成要素の供
給源として働く。These halogen-based oxidants are gaseous, and are introduced into the reaction space at a desired flow rate and supply pressure together with the gas of the raw material for forming the deposited film, and are mixed and collided with the raw material. By efficiently oxidizing the raw material, a plurality of kinds of precursors including a precursor in an excited state are efficiently generated. The excited state precursors and other precursors that are produced serve as a source for at least one of the constituents of the deposited film, one of which is formed.
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駆体になつて、或
いは必要に応じてエネルギーを放出はするがそのままの
形態で成膜空間に配設された基体表面に触れることで基
体表面温度が比較的低い場合には三次元ネツトワーク構
造の堆積膜が基体表面温度が高い場合には、結晶質の堆
積膜が作成される。The produced precursor decomposes or reacts to become a precursor in another excited state or a precursor in another excited state, or releases energy as necessary, but forms a film as it is. By touching the surface of the substrate arranged in the space, a deposited film having a three-dimensional network structure is formed when the substrate surface temperature is relatively low, and a crystalline deposited film is formed when the substrate surface temperature is high.
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可
く、成膜因子としての、原料物質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,流
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。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
原料物質と気体状ハ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
所望に従つて決められるが、導入流量比で、好ましく
は、1/20〜100/1が適当であり、より好ましくは1/5〜50
/1とされるのが望ましい。In the present invention, the deposited film forming process proceeds smoothly, and a film having high quality and desired physical properties can be formed. The combination, the mixing ratio of these, the pressure at the time of mixing, the flow rate, the internal pressure of the film forming space, the gas flow type, and the film forming temperature (base temperature and atmospheric temperature) are appropriately selected as desired. These film forming factors are organically related, and are not determined individually but are determined according to each other under mutual relation. In the present invention, the ratio of the amounts of the gaseous raw material substance for forming a deposited film and the gaseous halogen-based oxidant introduced into the reaction space is related to the film forming factors related to the above film forming factors. It is appropriately determined as desired, but the introduction flow rate ratio is preferably 1/20 to 100/1, more preferably 1/5 to 50.
It is preferable to be set to / 1.
反応空間に導入される際の混合時の圧力としては前記
気体状原料物質と前記気体状ハロゲン系酸化剤との接触
を確率的により高める為には、より高い方が良いが、反
応性を考慮して適宜所望に応じて最適値を決定するのが
良い。前記混合時の圧力としては、上記の様にして決め
られるが、夫々の導入時の圧力として、好ましくは1×
10-7気圧〜5気圧、より好ましくは1×10-6気圧〜2気
圧とされるのが望ましい。The pressure at the time of mixing when introduced into the reaction space is preferably higher in order to stochastically enhance the contact between the gaseous raw material and the gaseous halogen-based oxidant, but the reactivity is taken into consideration. Then, it is preferable to appropriately determine the optimum value as desired. The pressure at the time of mixing is determined as described above, but the pressure at each introduction is preferably 1 ×
It is desirable that the pressure is 10 −7 atm to 5 atm, more preferably 1 × 10 −6 atm to 2 atm.
成膜空間内の圧力、即ち、その表面に成膜される基体
が配設されている空間内の圧力は、反応空間に於いて生
成される励起状態の前駆体(E)及び場合によつて該前
駆体(E)より派生的に生ずる前駆体(D)が成膜に効
果的に寄与する様に適宜所望に応じて設定される。The pressure in the film-forming space, that is, the pressure in the space in which the substrate on which the film is to be formed is arranged, depends on the precursor (E) in the excited state generated in the reaction space and in some cases. The precursor (D) derived from the precursor (E) is appropriately set as desired so that it effectively contributes to film formation.
成膜空間の内圧力は、成膜空間が反応空間と開放的に
連続している場合には、堆積膜形成用の基体状原料物質
と気体状ハロゲン系酸化剤との反応空間での導入圧及び
流量との関連に於いて、例えば差動排気或いは、大型の
排気装置の使用等の工夫を加えて調整することが出来
る。The internal pressure of the film formation space is the pressure introduced into the reaction space between the base material for forming a deposited film and the gaseous halogen-based oxidant when the film formation space is open and continuous with the reaction space. In relation to the flow rate and the flow rate, it is possible to make adjustments by adding, for example, differential exhaust or using a large exhaust device.
或いは、反応空間と成膜空間の連結部のコンダクタン
スが小さい場合には、成膜空間に適当な排気装置を設
け、該装置の排気量を制御することで成膜空間の圧力を
調整することが出来る。Alternatively, when the conductance at the connection between the reaction space and the film formation space is small, an appropriate exhaust device may be provided in the film formation space, and the pressure in the film formation space may be adjusted by controlling the exhaust amount of the device. I can do it.
又、反応空間と成膜空間が一体的になつていて、反応
位置と成膜位置が空間的に異なるだけの場合には、前述
の様に差動排気するか或いは、排気能力の充分ある大型
の排気装置を設けてやれば良い。Further, when the reaction space and the film formation space are integrally formed and the reaction position and the film formation position are spatially different from each other, differential evacuation is performed as described above, or a large size with sufficient evacuation capacity is provided. It suffices if an exhaust device is provided.
上記のようにして成膜空間内の圧力は、反応空間に導
入される気体状原料物質と気体状ハロゲン酸化剤の導入
圧力との関係に於いて決められるが、好ましくは0.001T
orr〜100Torr、より好ましくは0.01Torr〜30Torr、最適
には0.05〜10Torrとされるのが望ましい。As described above, the pressure in the film formation space is determined by the relationship between the gaseous raw material introduced into the reaction space and the introduction pressure of the gaseous halogen oxidizing agent, and is preferably 0.001 T
Orr to 100 Torr, more preferably 0.01 Torr to 30 Torr, most preferably 0.05 to 10 Torr.
ガスの流型に就いては、反応空間への前記堆積膜形成
用の原料物質及びハロゲン系酸化剤の導入の際にこれ等
が均一に効率良く混合され、前記前駆体(E)が効率的
に生成され且つ成膜が支障なく適切になされる様に、ガ
ス導入口と基体ガス排気口との幾何学的配置を考慮して
設計される必要がある。具体的には、前記基体状にし得
る原料物質と前記気体状ハロゲン系酸化剤の前記反応空
間への導入方向に対して対向する位置に基体が配設され
ることが好ましい。Regarding the gas flow type, when the raw material for forming the deposited film and the halogen-based oxidant are introduced into the reaction space, these are uniformly and efficiently mixed, and the precursor (E) is efficiently mixed. It is necessary to design in consideration of the geometrical arrangement of the gas introduction port and the substrate gas exhaust port so that the film can be properly formed and the film can be properly formed. Specifically, it is preferable to dispose the base material at a position opposed to the direction in which the raw material capable of forming the base material and the gaseous halogen-based oxidizing agent are introduced into the reaction space.
成膜時の基体温度(Ts)としては、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つて設定されるが、非晶質の膜
を得る場合には好ましくは室温から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結晶質の堆積膜を形成す
る場合には、基体温度(Ts)は300〜700℃とされるのが
望ましい。The substrate temperature (Ts) at the time of film formation is individually set as desired according to the type of gas used, the number of kinds of deposited film to be formed, and the required characteristics. When the film of (1) is obtained, the temperature is preferably from room temperature to 450 ° C, more preferably 50 to 400 ° C. In particular, when forming a crystalline deposited film having better semiconductor properties and photoconductivity, the substrate temperature (Ts) is preferably 300 to 700 ° C.
成膜空間の雰囲気温度(Tat)としては、生成される
前記前駆体(E)及び前記前駆体(D)が成膜に不適当
な化学種に変化せず、且つ効率良く前記前駆体(E)が
生成される様に基体温度(Ts)との関連での適宜所望に
応じて決められる。As the ambient temperature (Tat) of the film forming space, the generated precursor (E) and the precursor (D) do not change into chemical species unsuitable for film formation, and the precursor (E) is efficiently generated. ) Is produced as desired in relation to the substrate temperature (Ts).
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
あれば導電性でも電気絶縁性であつても良い。導電性基
体としては、例えば、NiCr,ステンレス,Al,Cr,Mo,Au,I
r,Nb,Ta,V,Ti,Pt,Pd等の金属又はこれ等の合金が挙げら
れる。The substrate used in the present invention may be conductive or electrically insulating as long as it is appropriately selected according to the intended use of the deposited film to be formed. As the conductive substrate, for example, NiCr, stainless steel, Al, Cr, Mo, Au, I
Examples thereof include metals such as r, Nb, Ta, V, Ti, Pt and Pd or alloys thereof.
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イルム又はシー
ト,ガラス,セラミツク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、該導電処理された表面側に他の層が設
けられるのが望ましい。As the electrically insulating substrate, a film or sheet of synthetic resin such as polyester, polyethylene, polycarbonate, cellulose acetate, polypropylene, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polystyrene and polyamide, glass, ceramics and the like are usually used. Preferably, at least one surface of these electrically insulating substrates is subjected to a conductive treatment, and another layer is provided on the conductive-treated surface side.
例えばガラスであれば、その表面がNiCr,Al,Cr,Mo,A
u,Ir,Nb,Ta,VTi,Pt,Pd,In2O3,SnO2,ITO(In2O3+SnO2)
等の薄膜を設ける事によつて導電処理され、或いはポリ
エステルフイルム等の合成樹脂フイルムであれば、NiC
r,Al,Ag,Pb,Zn,Ni,Au,Cr,Mo,Ir,Nb,Ta,V,Ti,Pt等の金属
で真空蒸着、電子ビーム蒸着、スパツタリング等で処理
し、又は前記金属でラミネート処理して、その表面が導
電処理される。支持体の形状としては、円筒状,ベルト
状,板状等、任意の形状とし得、所望によつて、その形
状が決定される。For example, in the case of glass, the surface is NiCr, Al, Cr, Mo, A
u, Ir, Nb, Ta, VTi, Pt, Pd, In 2 O 3 ,, SnO 2 ,, ITO (In 2 O 3 + SnO 2 )
Conductive treatment by providing a thin film such as NiC, if it is a synthetic resin film such as polyester film
r, Al, Ag, Pb, Zn, Ni, Au, Cr, Mo, Ir, Nb, Ta, V, Ti, Pt, etc. are processed by vacuum evaporation, electron beam evaporation, sputtering, etc. The surface of the laminate is subjected to a conductive treatment by laminating. The shape of the support may be any shape such as a cylindrical shape, a belt shape, a plate shape, and the shape is determined as desired.
基体は、基体と膜との密着性及び反応性を考慮して上
記の中より選ぶのが好ましい。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。The substrate is preferably selected from the above in consideration of adhesion and reactivity between the substrate and the film. Further, if the difference between the two thermal expansions is large, a large amount of strain is generated in the film, and a film of good quality may not be obtained. Is preferred.
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、所望の特性が得られる様な
膜構造と膜組織となる様に基体の表面を処理するのが望
ましい。基体は、膜質及び膜厚等の均一性を増すため
に、本発明によるガス放出口の使用に加えて成膜空間内
において、回転,振動等の動きを加えることもできる。Further, since the surface condition of the substrate is directly related to the structure (orientation) of the film and the generation of a cone-shaped structure, it is necessary to treat the surface of the substrate so as to have a film structure and a film structure with desired characteristics. Is desirable. In order to increase the uniformity of film quality and film thickness, the substrate may be subjected to movement such as rotation and vibration in the film forming space in addition to the use of the gas discharge port according to the present invention.
以下、本発明の方法で用いた堆積膜形成装置を図面に
従って説明する。The deposited film forming apparatus used in the method of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1図(1)〜(12)は、上述の堆積膜形成装置にお
いて用いられる、堆積膜形成用の気体状にし得る原料物
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の放出口を交互に配置した時の放出
口側から見た時の略図であり、第2図は本発明の堆積膜
形成法を具現するに好適な装置の1例を示すものであ
る。FIGS. 1 (1) to (12) show a raw material substance used in the above-mentioned deposited film forming apparatus, which can be made into a gaseous state for forming a deposited film, and a gaseous halogen system having a property of oxidizing the raw material substance. FIG. 2 is a schematic view seen from the outlet side when the outlets for the oxidizing agent are alternately arranged, and FIG. 2 shows an example of an apparatus suitable for embodying the deposited film forming method of the present invention. is there.
第1図(1)〜(12)において、101は堆積膜形成用
の気体状にし得る原料物質の放出口、102は気体状ハロ
ゲン系酸化剤の放出口であり、これらは図中に白ヌキ及
び斜線で示した通り交互に配置されている。ただし、10
1を気体状ハロゲン系酸化剤の放出口、102を堆積膜形成
用の気体状にし得る原料物質の放出口としても本質的に
得られる堆積膜の膜質が変化することはない。103は放
出口101と放出口102との端部間の距離を表わしている。In FIGS. 1 (1) to (12), 101 is a discharge port of a raw material substance that can be made into a gaseous state for forming a deposited film, and 102 is a discharge port of a gaseous halogen-based oxidant. And are alternately arranged as indicated by the diagonal lines. However, 10
Even if 1 is used as the emission port of the gaseous halogen-based oxidant and 102 is used as the emission port of the raw material for forming the deposited film, the quality of the deposited film that is essentially obtained does not change. Reference numeral 103 denotes the distance between the ends of the outlet 101 and the outlet 102.
第1図(1)は円形のものを横一列に隙間なく配置し
た場合、第1図(2)は円形のものを距離103をあけて
横一列に配置した場合、第1図(3)は楕円形のものを
横一列に隙間なく配置した場合、第1図(4)は楕円形
のものを距離103をあけて横一列に配置した場合、第1
図(5)はスリツト状のものを縦方向に隙間なく配置し
た場合、第1図(6)はスリツト状のものを縦方向に距
離103をあけて配置した場合、第1図(7)は円形のも
のを放射状に距離103をあけて配置したもの、第1図
(8)は円形のものを放射状に配置したもの、第1図
(9)は円形のものを放射状に距離103をあけ、かつ周
方向に放出されるガスの積類を変えて配置した場合、第
1図(10)はスリツト状のものを放射状に配置した場
合、第1図(11)は円形のものを縦及び横方向に隙間な
く配置した場合、第1図(12)はスリツト状のものを横
方向に隙間なく配置した場合を示している。ここに示し
た例はほんの1例であつて、所望する基体の大きさに合
わせて放出口の配置を変えることができる。FIG. 1 (1) is a case where circular ones are arranged in a horizontal row without a gap, and FIG. 1 (2) is a case where circular ones are arranged in a horizontal row with a distance 103, and FIG. 1 (3) is Fig. 1 (4) shows the case where the elliptical shapes are arranged in a horizontal row without a gap, and the oval shapes are arranged in a horizontal row with a distance 103.
Figure (5) shows the slit-shaped ones arranged vertically with no gaps, and Fig. 1 (6) shows the slit-shaped ones arranged vertically with a distance 103 between them. Circular ones arranged radially with a distance 103, Fig. 1 (8) ones arranged circularly, Fig. 1 (9) shows a circular one radially arranged with a distance 103, Moreover, when the products discharged in the circumferential direction are arranged differently, Fig. 1 (10) shows the slit-like ones arranged radially, and Fig. 1 (11) shows the circular ones vertically and horizontally. FIG. 1 (12) shows the case where the slit-shaped ones are arranged in the lateral direction without a gap, when they are arranged without a gap in the direction. The example shown here is only one example, and the arrangement of the outlets can be changed according to the desired size of the substrate.
第2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。The deposited film forming apparatus shown in FIG. 2 is roughly divided into three parts: an apparatus main body, an exhaust system and a gas supply system.
装置本体には、反応空間及び成膜空間が設けられてい
る。The apparatus main body is provided with a reaction space and a film formation space.
201〜105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、201a〜205aは夫々ガス供給パイプ、
201b〜205bは夫々各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、201c〜205cはそれぞれガス圧
力計、201d〜205d及び201e〜201eは夫々バルブ、201f〜
201fは夫々対応するガスボンベ内の圧力を示す圧力計で
ある。201 to 105 are cylinders filled with gas used for film formation, 201a to 205a are gas supply pipes,
201b-205b are mass flow controllers for adjusting the flow rate of gas from each cylinder, 201c-205c are gas pressure gauges, 201d-205d and 201e-201e are valves, and 201f-
201f is a pressure gauge showing the pressure in the corresponding gas cylinder.
222は真空チヤンバーであつて、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22
0が設置される様に基体ホールダー214が設けられた成膜
空間が形成される構造を有する。ガス導入用の配管は、
第1図(1)〜(12)に示したうちのいずれかの配置構
造となつており、ガスボンベ101,102よりのガスが導入
される第1のガス導入管213、ガスボンベ203〜205より
のガスが導入される第2のガス導入管を有し、第1のガ
ス導入管と第2のガス導入管とが交互に配置されてい
る。Reference numeral 222 denotes a vacuum chamber having a structure in which a gas introducing pipe is provided in an upper part thereof and a reaction space is formed in the downstream of the pipe, and the substrate 22 faces the gas outlet of the pipe.
It has a structure in which a film formation space in which a substrate holder 214 is provided so that 0 is set is formed. The pipe for gas introduction is
One of the arrangement structures shown in FIGS. 1 (1) to (12) is adopted, and the gas from the gas cylinders 101 and 102 is introduced into the first gas introduction pipe 213 and the gas from the gas cylinders 203 to 205. It has the 2nd gas introduction pipe introduced, and the 1st gas introduction pipe and the 2nd gas introduction pipe are arranged by turns.
各導入管へのボンベからのガスの供給は、ガス供給パ
イプライン223,224によつてなされさらにガス分配器21
0,211によつて分配され、夫々のガス導入管へ導びかれ
る。Gas supply from the cylinder to each inlet pipe is made by gas supply pipelines 223 and 224, and further gas distributor 21
It is distributed by 0,211 and is led to each gas introduction pipe.
各ガス導入管、各ガス供給パイプライン及び真空チヤ
ンバー222は、メイン真空バルブ221を介して不図示の真
空排気装置により真空排気される。The gas introduction pipes, the gas supply pipelines, and the vacuum chamber 222 are vacuum-exhausted by a vacuum exhaust device (not shown) via the main vacuum valve 221.
基体220は基体ホルダー214を上下に移動させることに
よつて各ガス導入管の位置より適宜所望の距離に設置さ
れる。The substrate 220 is installed at a desired distance from the position of each gas introduction pipe by moving the substrate holder 214 up and down.
本発明の場合、この基体とガス導入管のガス排出口の
距離は、形成される堆積膜の種類及びその所望される特
性、ガス流量、真空チヤンバーの内圧等を考慮して適切
な状態になる様に決められるが、好ましくは、数mm〜20
cm、より好ましくは5mm〜15cm程度とされるのが望まし
い。In the case of the present invention, the distance between the substrate and the gas outlet of the gas inlet pipe is in an appropriate state in consideration of the type of deposited film to be formed and its desired characteristics, gas flow rate, internal pressure of the vacuum chamber, etc. However, it is preferably several mm to 20.
cm, more preferably about 5 mm to 15 cm.
215は、基体220を成膜時に適当な温度に加熱したり、
或いは、成膜前に基体220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用ヒー
タである。215 is for heating the substrate 220 to an appropriate temperature during film formation,
Alternatively, the substrate 220 may be preheated before film formation, or further,
It is a heater for heating the substrate, which is heated to anneal the film after the film is formed.
基体加熱ヒータ215は、導線216を介して電源217によ
り電力が供給される。Electric power is supplied to the substrate heater 215 from a power supply 217 via a lead wire 216.
218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219に電気的に接続されている。218 is a thermocouple for measuring the temperature of the substrate temperature (Ts) and is electrically connected to the temperature display device 219.
以下、実施例に従つて、本発明を具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Examples.
実施例1 第2図に示す成膜装置を用いて、次の様にして本発明
の方法による堆積膜を作成した。Example 1 Using the film forming apparatus shown in FIG. 2, a deposited film was prepared by the method of the present invention as follows.
ガス放出口は第1図(1)に示した横一列に配置した
タイプのもので、ガス導入管212,213の形状は円形で直
径5mmのものが、横一列に65個配置されている。The gas outlets are of a type arranged in a horizontal row as shown in FIG. 1 (1). The gas introduction pipes 212, 213 are circular and have a diameter of 5 mm, and 65 pieces are arranged in a horizontal row.
ボンベ201に充填されているSiH4ガスを流量20sc cmで
ガス導入管213より、ボンベ203に充填されているF2ガス
を流量5sc cm、ボンベ204に充填されているHeガスを流
量20sc cmでガス導入管212より真空チヤンバー222内に
導入した。SiH 4 gas filled in the cylinder 201 at a flow rate of 20 sccm, through the gas introduction pipe 213, F 2 gas filled in the cylinder 203 at a flow rate of 5 sc cm, He gas filled in the cylinder 204 at a flow rate of 20 sc cm. It was introduced into the vacuum chamber 222 through the gas introduction pipe 212.
このとき、真空チヤンバー222内の圧力を真空バルブ2
21の開閉度を調整して0.9Torrにした。基体に石英ガラ
ス(30cm×1cm)を用いガス導入口212,213と基体との距
離は3cmに設定した。SiH4ガスとF2ガスの混合域で青白
い発光が強くみられた。基体温度(Ts)は250℃に設定
した。At this time, the pressure in the vacuum chamber 222 is adjusted to the vacuum valve 2
I adjusted the opening and closing degree of 21 to 0.9 Torr. Quartz glass (30 cm x 1 cm) was used as the substrate, and the distance between the gas inlets 212 and 213 and the substrate was set to 3 cm. Pale white emission was strongly observed in the mixed region of SiH 4 gas and F 2 gas. The substrate temperature (Ts) was set to 250 ° C.
この状態で3時間ガスを流すと、表1に示す様な膜厚
のSi:H:F膜が基体上に堆積した。When gas was flowed for 3 hours in this state, a Si: H: F film having a film thickness as shown in Table 1 was deposited on the substrate.
又膜厚の分布むらは縦,横方向とも3%以内におさま
つた。特性についても均一であつた。成膜したSi:H:F膜
は電子線回折によつて非晶質であることが確認された。In addition, the unevenness of the film thickness distribution was within 3% in both the vertical and horizontal directions. The characteristics were also uniform. It was confirmed by electron beam diffraction that the formed Si: H: F film was amorphous.
この非晶質Si:H:F膜上にAlのくし形電極(ギヤツプ長
200μm)を蒸着し、導電率測定用の試料を作成した。
各試料を真空クライオスタツト中にいれ電圧100Vを印加
し、微少電流計(YHP4140B)で電流を測定し、暗導電率
(σd)を求めた。又600nm,0.3mw/cm2の光を照射し、
光導電率(σp)を求めた。更に光の吸収より光学的バ
ンドギヤツプ(Eg opt)を求めた。これらの結果は表1
に示した。On this amorphous Si: H: F film, a comb-shaped electrode of Al (gap length)
200 μm) was vapor-deposited to prepare a sample for conductivity measurement.
Each sample was placed in a vacuum cryostat, a voltage of 100 V was applied, the current was measured with a micro ammeter (YHP4140B), and the dark conductivity (σd) was obtained. Also, irradiate with light of 600 nm, 0.3 mw / cm 2 ,
The photoconductivity (σp) was determined. Furthermore, the optical bandgap (Eg opt) was obtained from the absorption of light. These results are shown in Table 1.
It was shown to.
実施例2〜12 実施例1と同じ成膜装置を用い、ガス流量,圧力等は
一定にしてガス放出口は夫々第1図(2)〜(12)に示
した形状のもので第4表に示した寸法のものを用い、基
体は石英ガラス製で、第1表〜第3表中に示した寸法の
ものを用いて堆積膜を作成した。結果を第1表〜第3表
中に示した。Examples 2 to 12 The same film forming apparatus as in Example 1 was used, the gas flow rate, pressure, etc. were kept constant, and the gas discharge ports had the shapes shown in FIGS. 1 (2) to (12), respectively. The substrate was made of quartz glass and had the dimensions shown in Table 1, and the deposited films were formed using the dimensions shown in Tables 1 to 3. The results are shown in Tables 1 to 3.
膜厚むら及び特性が基体表面の全面において非常に均
一性の良い堆積膜が得られた。A deposited film having very uniform film thickness unevenness and characteristics over the entire surface of the substrate was obtained.
〔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
形成方法によれば、省エネルギー化を計ると同時に膜品
質の管理が容易で大面積に亘つて均一物理特性の堆積膜
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。 [Effect] From the above detailed description and each example, according to the deposited film forming method of the present invention, it is possible to achieve energy saving and at the same time easily control the film quality and to obtain a deposited film having uniform physical characteristics over a large area. can get. Further, it is possible to easily obtain a film which is excellent in productivity and mass productivity, and which is high in quality and excellent in physical properties such as electrical, optical and semiconductor properties.
第1図は本発明の実施例に用いた原料物質及びハロゲン
系酸化剤との放出口の模式的概略図である。 第2図は本発明の実施例に用いた成膜装置の模式的概略
図である。 第3図は従来のプラズマCVD法による成膜装置の模式的
概略図である。 101,102……気体状にし得る原料物質放出口及び、気体
状ハロゲン系酸化剤放出口 103……放出口間の距離 201〜205……ガスボンベ 201a〜205a……ガスの導入管 201b〜205b……マスフローメーター 201c〜205c……ガス圧力計 201d〜205d,201e〜205e……バルブ 201f〜205f……圧力計 210,211……ガス分配器 212,213……ガス導入管 214……基体ホルダー 215……基体加熱用ヒーター 216……導線 217……電源 218……基体温度モーター用熱電対 219……温度表示装置 220……基体 221……真空排気バルブ 222……真空チヤンバー 301……成膜室 302……基体支持台 303……基体 304……基体加熱用ヒーター 305……導線 306〜309……ガス供給源 a……分岐管、b……流量形、c……圧力計 d,e……バルブ 310……原料ガス導入管 311……プラズマ発生装置 312……排気バルブ 313……排気管 を夫々表わしている。FIG. 1 is a schematic diagram of the discharge ports for the raw material and the halogen-based oxidizing agent used in the examples of the present invention. FIG. 2 is a schematic diagram of a film forming apparatus used in the examples of the present invention. FIG. 3 is a schematic diagram of a conventional film forming apparatus by the plasma CVD method. 101,102 ...... Gaseous source material discharge port and gaseous halogen-based oxidizer discharge port 103 …… Distance between discharge ports 201 to 205 …… Gas cylinder 201a to 205a …… Gas inlet pipe 201b to 205b …… Mass flow Meters 201c to 205c …… Gas pressure gauges 201d to 205d, 201e to 205e …… Valves 201f to 205f …… Pressure gauges 210,211 …… Gas distributors 212,213 …… Gas introduction pipes 214 …… Base body holders 215 …… Base body heaters 216 ... Lead wire 217 ... Power supply 218 ... Thermocouple for substrate temperature motor 219 ... Temperature display device 220 ... Substrate 221 ... Vacuum exhaust valve 222 ... Vacuum chamber 301 ... Deposition chamber 302 ... Substrate support 303 ... Base 304 ... Base heating heater 305 ... Conductor 306 to 309 ... Gas supply source a ... Branch pipe, b ... Flow type, c ... Pressure gauge d, e ... Valve 310 ... Raw material Gas inlet pipe 311 ... Plasma generator 312 ... Exhaust valve 313 ... Exhaust pipe respectively And wrinkle.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 清水 勇 神奈川県横浜市緑区藤が丘2−41―21 (56)参考文献 実開 昭56−15818(JP,U) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Isamu Shimizu 2-41-21 Fujigaoka, Midori-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture (56) References Shokai 56-15818 (JP, U)
Claims (6)
質であるSiH4を放出する放出口及び該SiH4に酸化作用を
する気体状ハロゲン系酸化剤のF2を放出する放出口から
前記SiH4と、前記F2と、を夫々導入と共に前記放出口か
ら堆積膜形成用の基体を介して対向する方向に排気する
ことによって前記成膜空間を0.001Torr〜100Torrに保持
し、前記SiH4と前記F2とを接触させることで前駆体を化
学的に生起させ、ついで該前駆体を堆積膜構成要素の供
給源として前記放出口から5mm〜15cmおいて配された前
記基体上にシリコン堆積膜を形成させることを特徴とす
る堆積膜形成方法。1. A discharge port for discharging SiH 4 , which is a gaseous source material, which is alternately arranged in a film forming space, and a discharge port for discharging F 2, which is a gaseous halogen-based oxidizing agent that oxidizes SiH 4. From the SiH 4 and the F 2 , respectively, while holding the film forming space at 0.001 Torr ~ 100 Torr by exhausting in the opposite direction from the discharge port through the substrate for deposition film formation together with the introduction, A precursor is chemically generated by contacting SiH 4 and F 2, and the precursor is then placed on the substrate placed 5 mm to 15 cm from the outlet as a source of the deposited film constituent. A method for forming a deposited film, which comprises forming a silicon deposited film.
形状が円形、楕円形、又はスリット状である特許請求の
範囲第1項に記載の堆積膜形成方法。2. The deposited film forming method according to claim 1, wherein the SiH 4 emission port and the F 2 emission port are circular, elliptical, or slit-shaped.
互に横方向に一列に配列している特許請求の範囲第1項
に記載の堆積膜形成方法。3. The deposited film forming method according to claim 1, wherein the SiH 4 emission ports and the F 2 emission ports are alternately arranged in a row in a lateral direction.
が交互に横方向及び縦方向に配列している特許請求の範
囲第1項に記載の堆積膜形成方法。4. The deposited film forming method according to claim 1, wherein the SiH 4 emission ports and the F 2 emission ports are alternately arranged in a horizontal direction and a vertical direction.
とが交互に放射状に配列している特許請求の範囲第1項
に記載の堆積膜形成方法。5. The deposited film forming method according to claim 1, wherein the SiH 4 emission ports and the F 2 emission ports are alternately arranged in a radial pattern.
の材質が、金属、樹脂、又はセラミックス製である特許
請求の範囲第1項に記載の堆積膜形成方法。6. The deposited film forming method according to claim 1, wherein the materials of the SiH 4 emission port and the F 2 emission port are made of metal, resin, or ceramics.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60291065A JPH0811828B2 (en) | 1985-12-24 | 1985-12-24 | Deposited film formation method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60291065A JPH0811828B2 (en) | 1985-12-24 | 1985-12-24 | Deposited film formation method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62149881A JPS62149881A (en) | 1987-07-03 |
| JPH0811828B2 true JPH0811828B2 (en) | 1996-02-07 |
Family
ID=17763967
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60291065A Expired - Lifetime JPH0811828B2 (en) | 1985-12-24 | 1985-12-24 | Deposited film formation method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0811828B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011060444A3 (en) * | 2009-11-16 | 2011-12-22 | Fei Company | Gas delivery for beam processing systems |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57130435A (en) * | 1981-02-05 | 1982-08-12 | Mitsubishi Electric Corp | Annealing method of matter by light beam |
-
1985
- 1985-12-24 JP JP60291065A patent/JPH0811828B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011060444A3 (en) * | 2009-11-16 | 2011-12-22 | Fei Company | Gas delivery for beam processing systems |
| CN102597312A (en) * | 2009-11-16 | 2012-07-18 | Fei公司 | Gas delivery for beam processing systems |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62149881A (en) | 1987-07-03 |
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