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JPS5930130B2 - 気相成長方法 - Google Patents

気相成長方法

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Publication number
JPS5930130B2
JPS5930130B2 JP54121489A JP12148979A JPS5930130B2 JP S5930130 B2 JPS5930130 B2 JP S5930130B2 JP 54121489 A JP54121489 A JP 54121489A JP 12148979 A JP12148979 A JP 12148979A JP S5930130 B2 JPS5930130 B2 JP S5930130B2
Authority
JP
Japan
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reaction
vapor phase
film
gas
processed
Prior art date
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Expired
Application number
JP54121489A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS5645760A (en
Inventor
幹夫 高木
金剛 高崎
堅二 小山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=14812422&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=JPS5930130(B2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
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Priority to EP80303229A priority patent/EP0026604B1/en
Priority to DE8080303229T priority patent/DE3066502D1/de
Priority to IE1937/80A priority patent/IE50240B1/en
Publication of JPS5645760A publication Critical patent/JPS5645760A/ja
Priority to US06/412,260 priority patent/US4539068A/en
Publication of JPS5930130B2 publication Critical patent/JPS5930130B2/ja
Expired legal-status Critical Current

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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
    • C23C16/50—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 using electric discharges
    • C23C16/505—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 using electric discharges using radio frequency discharges
    • C23C16/509—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 using electric discharges using radio frequency discharges using internal electrodes
    • C23C16/5096—Flat-bed apparatus

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は気相成長方法に関し、特にプラズマ５ＣＶＤ（
化学気相沈積）法に関する。
従来、反応容器内の対向電極間にプラズマを発生させ、
導入した反応ガスの化学相反応によつて生成される沈積
物を半導体基板等の試料に被着させるプラズマＣＶＤ法
が被膜形成法として実用化ｌθ されている。
第１図にこの様な気相成長法に適用されるプラズマＣＶ
Ｄ装置の一例を図示する。
例えば半導体基板表面に窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）膜
を被着させるとすると、反応容器１内を排気口２より真
空１５吸引しながら、ガス流入口３よりシラン（ＳｉＨ
４）ガスとアンモニア（ＮＨ３）ガスとを導入し、反応
容器内をＩＣＴｏｒｒ〕程度の真空度に保ちつつ、対向
する両電極４、５間に高周波電力を印加して放電を起こ
させる。導入された反応ガスは上部電２０極４に設けら
れた複数孔より、下部電極５上に載置されヒーター６に
より３５０〔℃〕程に加熱された半導体基板Ｔの表面に
噴出され且つ前記放電エネルギーによつて励起されて気
相反応を生じ、該半導体基板Ｔ上にＳｉ３Ｎ４膜が被着
する。２５ところで、該プラズマＣＶＤ装置に印加する
電源周波数は４００〔ＫＨ２〕、１３．５６〔ＭＨ２〕
、２７〔ＭＨ２〕などと法律で定められた周波数が用い
られているが、これらの周波数の中で比較的低い周波数
と高い周波数とでは沈積物の生成状態３０を異にし、低
い周波数では良質の膜がえられるが、沈積速度がおそい
のが欠点であり、高い周波数では沈積速度は速いが膜質
が良くないという問題がある。
本発明はこの様な問題点を解消せしめ、作業効３５率が
良くてしかも良質の被膜を形成せしめることを目的とし
、放電励起用電源として異なる周波数の電源を同時に印
加して行うプラズマＣＶＤ法を提案するものである。
以下、本発明を従来の単一周波数電源の場合と比較して
詳細に説明する。
前述と同じくＳｉ３Ｎ４膜を被着する例により説明する
と、電源周波数４００〔ＫＨｚ〕とし、流入ガス流量比
ＮＨ３／ＳｉＨ４＝２、高周波電力１０〜３０ＣＷ〕真
空度１〔ＴＯｒｒ〕の条件にて該Ｓｉ３Ｎ４膜の成長を
行うと、沈積速度は１５０Ｖ分となり、沈積速度は遅い
がピンホールの少ない緻密なＳｉ３Ｎ４膜がえられる。
同一条件にて電源周波数を１３．５６〔ＭＨｚ〕に変え
ると、約５００λ／分の速い沈積速度を得ることができ
るが、ピンホールが多く膜質が悪い。
これはシリコン・イオンや窒素イオン、又は励起された
シリコン・ラジカルや窒素ラジカルの発生効率が良いそ
めに、被試料の面上でＳｉ３Ｎ４が生成されるだけでな
く、気相中反応を生じて生成されたＳｉ３Ｎ４が落下堆
積するものと推察される。又、高い周波数は加熱する下
部電極の検温用熱電対がアンテナとなつて温度調節器に
雑音の影響を与え、不要な温度上昇を生じてしまう恐れ
もあるｏ一方、前記低い周波数では逆にプラズマの発生
は不安定でもあり、高低いずれかの周波数を使用しても
一長一短がある。
本発明では高い周波数電源と低い周波数電源とから電力
を同時に印加させるもので、第２図にその印加法を図示
している。
図において、例えば周波数１３．５６〔ＮＨｚ〕の発振
電源１１から５〔ＭＨｚ〕以下の周波数をカツトするハ
イパス・フイルタ１２を通じて対向電極に５〔ｗ〕の電
力を印加し、同じく周波数４００ＣＫＨｚ〕の発振電源
１３から１〔ＭＨｚ〕以上の周波数をカツトするローパ
ス・フイルタ１４を通して同じく電極に２５〔ｗ〕の電
力を印加して、二つの周波数を重ね合せた放電を起させ
る。
そうすると上記の両方の周波数の短所を打ち消して、長
所のみ取り出した状態を得ることが出来る。第３図はこ
の様な両方の周波数の電力比（Ｐｘ）と成長速度（λ／
分）、ピンホール密度（個／ｄ）との関係を図示したグ
ラフで、横軸の電力比（Ｐｘ）はで表わされる値で、そ
の合計の電力は３０ＣＷ〕として一定としたものである
。
このグラフから判る様に、Ｐｘ−２０〔％〕程度即ち周
波数１３，５６〔ＭＨｚ〕の電力が５〔ｗ〕前後、周波
数４００〔ＫＨｚ〕の電力が２５〔ｗ〕前後の場合に、
成長速度は４００λ／分と比較的に速く成長し、ピンホ
ール密度は７個／Ｃｒ！ｉと少ないので最も適当な条件
となる。
以上のＳｉ，Ｎ４膜の実施例より明らかな通り、高い周
波数と低い周波数との電力比を適当に選ぶことによつて
、良質のＣＶＤ膜を作業効率を損なうことなく形成する
ことが出来る。
従つて本発明によれば高品質のＣＶＤ膜を安価に得られ
、半導体素子などの電子部品のみならず電子工業の発展
に大きく寄与するものである。
尚、上記例はＳｉ３Ｎ４膜の形成法によつて説明したが
、酸化シリコン（ＳｉＯ２）膜、多結晶シリコン膜燐シ
リケートガラスあるいはポリメタアクリル酸メチル皮膜
等の形成にも適用することが出来ることは言うまでもな
い。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来のＣＶＤ法を説明する装置の概略断面図、
第２図は本発明によるＣＶＤ法を説明する装置の概略図
、第３図は本発明の効果を示す曲線図である。 第２図において、１１は高い周波数の電源、１３は低い
周波数の電源を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 被処理基板が収容された反応容器内に反応ガスを導
    入し、前記反応ガスを周波数の異る複数の高周波電源に
    より励起して、活性化された前記反応ガスの化学気相反
    応により生成された物質の膜を前記被処理基板上に形成
    することを特徴とする気相成長方法。 ２ 高周波電力が印加される少くとも一対のプラズマ生
    成用電極を有する反応容器内に被処理基板を収容し、前
    記反応容器内に反応ガスを導入し、前記電極の一つに、
    異る周波数の、複数の高周波電力を印加して前記反応ガ
    スを励起しプラズマを発生させ、活性化された前記反応
    ガスの化学気相反応により生成された物質の膜を前記被
    処理基板上に形成することを特徴とする特許請求の範囲
    第１項記載の気相成長方法。
JP54121489A 1979-09-20 1979-09-20 気相成長方法 Expired JPS5930130B2 (ja)

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DE8080303229T DE3066502D1 (en) 1979-09-20 1980-09-15 A method of vapour phase growth and apparatus therefor
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