[其他]制備沉積膜的方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 86108685
• 申請(qǐng)日: 1986-12-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN86108685A
• 公開(kāi)（公告）日: 1987-07-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 齊藤惠志;廣岡政昭;半那純一;清水勇
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 佳能株式會(huì)社
• 主分類(lèi)號(hào): C23C16/00
• 分類(lèi)號(hào): C23C16/00;C23C16/24;C23C16/44
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專(zhuān)利代理部
• 代理人: 劉建國(guó)

本發(fā)明涉及制備具有一定功能的膜層，特別是半導(dǎo)體沉積膜的方法。這種沉積膜用于半導(dǎo)體器件，電子攝影的光敏元件，以及諸如光學(xué)圖像輸入裝置的光學(xué)輸入傳感器的電子器件等是非常有用的。

到目前為止，對(duì)于具有一定功能的膜，特別是對(duì)于非晶或多晶半導(dǎo)體膜，都是根據(jù)對(duì)膜的物理性能要求和用途分別采用相應(yīng)的制膜方法。

例如，對(duì)于制備硅型沉積膜如非晶硅膜或多晶非單次結(jié)晶硅膜，它們要用補(bǔ)償劑如氫原子（H）或鹵原子（X）等有選擇地進(jìn)行單電子對(duì)補(bǔ)償，（以下縮寫(xiě)為“NON-Si（H，X）”，非晶硅縮寫(xiě)成“A-Si（H，X）”，多晶硅縮寫(xiě)成“Poly-Si（H，X）”）（當(dāng)然，所謂微晶硅應(yīng)包括在A-Si（H，X）一類(lèi)中）至今所試用的方法有真空汽相沉積，等離子體化學(xué)汽相沉積，熱化學(xué)汽相沉積、活化濺射，離子鍍，光化學(xué)汽相沉積等。總的來(lái)講，等離子體化學(xué)汽相沉積用得廣泛而且已工業(yè)化。

然而，與通常的化學(xué)汽相沉積法相比，至今推廣使用的等離子體化學(xué)汽相沉積法制備硅沉積膜的反應(yīng)過(guò)程相當(dāng)復(fù)雜，而且其反應(yīng)機(jī)理還有一些不清楚。同時(shí)，制備沉積膜的參數(shù)相當(dāng)多（例如基底溫度，通入氣體的流速和流速比，成膜時(shí)的氣壓，高頻功率，電極結(jié)構(gòu)，反應(yīng)容器的構(gòu)造，抽氣速度，等離子體產(chǎn)生系統(tǒng)等）。

由于有這么多參數(shù)組合在一起，所以有時(shí)等離子體狀態(tài)變得不穩(wěn)定，這樣常常對(duì)形成的沉積膜帶來(lái)極其有害的影響。此外，需要針對(duì)每個(gè)器件選擇特定參數(shù)，因此，在目前狀況下，要統(tǒng)一生產(chǎn)條件是相當(dāng)困難的。

另一方面，對(duì)于對(duì)各種用途都有足以令人滿(mǎn)意的電、光特性的硅型膜來(lái)說(shuō)，現(xiàn)在認(rèn)為，等離子體化學(xué)汽相沉積法是制備這種膜的最好方法。

但是，根據(jù)硅型沉積膜的應(yīng)用，必須嘗試重復(fù)性大批生產(chǎn)具有完全滿(mǎn)意的大面積、膜厚均勻和膜質(zhì)量均勻一致的沉積膜。因此，在用等離子體化學(xué)汽相沉積法制作硅型沉積膜中，大批生產(chǎn)的設(shè)備需要花費(fèi)巨大的設(shè)備投資，而且對(duì)這種大批生產(chǎn)的控制也十分復(fù)雜，因?yàn)椴僮髟什詈苄。詫?duì)設(shè)備的控制就十分嚴(yán)格，這些問(wèn)題是待解決的。

還有，在等離子體化學(xué)汽相沉積法的情況，由于等離子體由高頻或微波等直接產(chǎn)生，因此在放置著基底（其上形成膜層）的膜形成空間內(nèi)，生成的電子或多種離子可能會(huì)在成膜過(guò)程中損壞膜層，造成膜質(zhì)量降低或造成膜質(zhì)量不均勻。

作為上述這點(diǎn)的改進(jìn)方法，已提出了間接等離子體化學(xué)汽相沉積法。

已詳細(xì)研究了間接等離子體化學(xué)汽相沉積法，以便通過(guò)在離開(kāi)膜形成空間的上游位置，用微波等使制備沉積膜的主要物質(zhì)形成激活產(chǎn)物，並且把所說(shuō)的激活產(chǎn)物輸送到膜形成空間，來(lái)使用主要物質(zhì)形成沉積膜。

但是，就是用這種等離子體化學(xué)汽相沉積法，因?yàn)橹饕枰斔图せ町a(chǎn)物，並且因此對(duì)膜的形成有效的激活產(chǎn)物的壽命必須長(zhǎng)，所以可使用的氣體的種類(lèi)自然受到限制，也就不能形成各種各樣的沉積膜。再有形成等離子體和產(chǎn)生出對(duì)膜的形成有效的化學(xué)物質(zhì)需要很多能量，並且不能通過(guò)簡(jiǎn)單處理來(lái)基本控制這些化學(xué)物質(zhì)的數(shù)量，所以這些問(wèn)題仍待解決。

與等離子體化學(xué)汽相沉積法相反，光化學(xué)汽相沉積法的優(yōu)點(diǎn)在于，它不產(chǎn)生在成膜期間會(huì)破壞膜層的離子或電子。然而它也有許多問(wèn)題，例如光源種類(lèi)沒(méi)那么多，光源的波長(zhǎng)往往靠近紫外范圍，就工業(yè)化而言，這種方法需要大尺寸光源及其電源，光從光源進(jìn)入膜形成空間所經(jīng)過(guò)的窗口在成膜期間被鍍上一層膜，結(jié)果降低了成膜的劑量，進(jìn)一步導(dǎo)致光不能由光源進(jìn)入成膜空間。

如上所述，在制備硅型沉積膜時(shí)，有些問(wèn)題仍待解決。而且的確希望研究一種制備沉積膜的方法，它借助于廉價(jià)的設(shè)備，節(jié)省能量，能夠大批生產(chǎn)，同時(shí)保持實(shí)際能達(dá)到的特性和均勻性。特別當(dāng)制備P-型、n-型或i-型導(dǎo)電型的半導(dǎo)體膜，同時(shí)提高其中的摻雜比時(shí)，對(duì)上述各點(diǎn)要求很高。

在其他的具有一定功能的膜中，例如，諸如包括氮化硅膜、碳化硅膜、氧化硅膜的硅型模中，或者具有應(yīng)該解決的類(lèi)似問(wèn)題的鍺型膜中提高摻雜比的情況，上述各點(diǎn)也適用。

本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種制備沉積膜的嶄新方法，它消除了上述制備沉積膜方法的弊端，同時(shí)不使用現(xiàn)有技術(shù)的成膜方法。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是給出一種節(jié)省能量的制備沉積膜的方法，同時(shí)用這種方法能夠得到摻入價(jià)電子控制劑，並且在大面積范圍內(nèi)具有均勻特性，膜質(zhì)量容易控制的沉積膜。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種制備沉積膜的方法，用這種方法容易在生產(chǎn)和大批生產(chǎn)中得到質(zhì)量極好的膜，即具有極好物理特性諸如電、光和半導(dǎo)體特性等的高質(zhì)量的膜。