[其他]利用磁場的微波增強型化學氣相淀積系統和方法

無效

• 申請號: 86106620
• 申請日: 1986-10-14
• 公開（公告）號: CN86106620A
• 公開（公告）日: 1987-07-08
• 發明（設計）人: 山崎舜平
• 申請（專利權）人: 株式會社半導體能源研究所
• 主分類號: C23C16/50
• 分類號: C23C16/50
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 吳增勇,吳秉芬

本發明涉及利用磁場的微波增強化學氣相淀積（CVD）系統，更準確地說，它涉及電子回旋共振（ECR）化學氣相淀積（CVD）系統。

在薄膜生成技術領域中，有已知的光增強化學氣相淀積法，它比一般的CVD，（例如熱力CVD和等離子體增強CVD）優越，因為它能在不損害將在其上生成薄膜的半導體表面的較低溫度下實現薄膜的淀積。光增強CVD還具有一種所謂“表面遷移”的優點。即，淀積層的原子或分子，在被淀積在襯底表面之后保存它們的激活能，正由于這種激活能，使這些原子或分子運動而也能在未進行淀積的那部分襯底表面上形成薄膜;從而創立一種用CVD在凹凸不平的襯底表面上產生改進的分步復蓋涂層的生成法。

然而，光增強CVD的薄膜生成速度離商業利益考慮所需的高速還差很遠。（現已提出需將淀積速度提高幾十倍）。

另一方面，已知一種利用借助于高頻或直流電源使生產氣體成為等離子體的輝光放電的等離子體CVD。這種技術的優點是能在比較低的溫度下淀積。尤其是，當淀積非晶硅薄層時，為了中和薄層上的復合中心而同時投入氫氣或囟素，以致容易獲得具有改良特性的引線端或p-n結。這種等離子體CVD還足以適應快速淀積的要求。

此外，已經知道一種利用電子回旋共振（ECR）的CVD，按照這種技術，能夠以10埃/秒至100埃/秒的速度淀積成具有5000埃至10微米厚度的厚膜。然而，反應氣體平行于襯底的表面流動使得這種技術不可能在凹處，（例如在溝槽中）生成薄膜。除此之處，使氬原子以2.47千兆赫的頻率諧振，這需要857高斯的強磁場，使空心線圈非常龐大。結果，由于可用于排出氣體的空間受限制，甚至可能犧牲在一個3英寸圓片上的10%厚度起伏的規范。

因此，本發明的目的是提供一種具有高的淀積速度而不損害淀積層的特征性能的改進的化學氣相淀積系統和方法。

圖1是表示本發明的第一實施例的局部剖面的側視圖。

圖2是表示本發明的第二實施例的局部剖面的側視圖。

圖3是表示本發明的第三實施例的局部剖面的側視圖。

根據本發明，主要通過回旋共振來激勵反應氣體。受激氣體散布在反應空間中，在反應空間中，生產氣體發生化學反應以進行薄膜的淀積。本發明取ECR????CVD和光增強或輝光放電CVD兩者的優點;ECR????CVD在高淀積速度方面占優勢，而輝光放電和光增強CVD在淀積薄膜的均勻性方面占優勢。例如，當用輝光放電和光增強CVD淀積非晶硅薄膜時，其淀積速度分別是1埃/分和0.1埃/分。

將輝光放電CVD和光增強CVD與電子回旋共振（ECR）CVD結合在一起使用。這種結合使得在不損害薄膜均勻性的情況下有可能達到非常高的淀積速度。在淀積非晶硅薄膜的情況下，當與光增強CVD相配合時，其淀積速度是5埃/分至20埃/分;當與輝光放電CVD配合時，其淀積速度是20埃/分至100埃/分。

在最佳實施例中，用甚至在反應或分解之后都不能產生固態物質的惰性氣體或非生產氣體來實現回旋共振。通常用氬氣作為惰性氣體。但是，也可以用氦氣，氖氣或氪氣。氧化物氣體，例如氧氣、氧化氮（N₂O、NO、NO₂）、氧化碳（CO、CO₂）、水（H₂O）或氮化物氣體例如氮氣、氨、聯氨（N₂H₄）、氟化氮（NF₃、N₂F₆）或它們經控制氣體或氫氣稀釋后的混合物，可以作為非生產氣體。