JP2006274390A - ＳｉＮｘＯｙＣｚ膜及び薄膜の成膜方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】透明性を向上させたＳｉＮxＯyＣz膜、及び成膜速度を向上させた成膜方法を提供する。
【解決手段】ＳｉＮxＯyＣz膜は、x、y及びzそれぞれが下記式（１）〜（３）の範囲である有機ＥＬ素子の保護膜。 ０．２＜x＜１．５ ・・・（１）
０．３＜y＜０．８ ・・・（２）
０．０３＜z＜０．４ ・・・（３）
このＳｉＮxＯyＣz膜は、４００ｎｍ〜８００ｎｍの波長光で９５％以上の透過率を有することが可能である。この膜は、１ターンのコイルにＩＣＰ出力を印加して発生させた誘導結合プラズマによって原料ガスを分解するＣＶＤ法を用いて成膜されたものであることが好ましい。
【選択図】 図３
【解決手段】ＳｉＮxＯyＣz膜は、x、y及びzそれぞれが下記式（１）〜（３）の範囲である有機ＥＬ素子の保護膜。 ０．２＜x＜１．５ ・・・（１）
０．３＜y＜０．８ ・・・（２）
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このＳｉＮxＯyＣz膜は、４００ｎｍ〜８００ｎｍの波長光で９５％以上の透過率を有することが可能である。この膜は、１ターンのコイルにＩＣＰ出力を印加して発生させた誘導結合プラズマによって原料ガスを分解するＣＶＤ法を用いて成膜されたものであることが好ましい。
【選択図】 図３
Description
本発明は、ＳｉＮxＯyＣz膜及び薄膜の成膜方法に係わり、特に、透明性を向上させたＳｉＮxＯyＣz膜、また成膜速度を向上させた薄膜の成膜方法に関する。
有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子は、今後益々発展する情報化に伴い、従来より使用されてきた液晶などに比べ、低消費電力、自己発光、広範囲視野角などの優れた点から期待されている。有機ＥＬ素子の保護膜としては、例えば、真空蒸着法によって高分子ポリマーが成膜され、その高分子ポリマーの上にプラズマＣＶＤ（chemical vapor deposition）法によってシリコンオキシナイトライド（ＳｉＯＮ）膜が成膜された積層構造のものが使用されている（例えば特許文献１参照）。
しかしながら、上述した従来のシリコンオキシナイトライド膜では、有機ＥＬ素子の保護膜として十分な透明性を確保することができないという問題がある。
また、ＲＦ出力を印加してプラズマを発生させる通常のプラズマＣＶＤ法では、十分な成膜速度を確保することができないという問題がある。さらに、被成膜基材にＲＦ出力を印加してプラズマを発生させるプラズマＣＶＤ法では、被成膜基材の温度が上昇してしまうので、例えばプラスチック基材のように熱に弱い被成膜基材を用いることができないという問題がある。
また、ＲＦ出力を印加してプラズマを発生させる通常のプラズマＣＶＤ法では、十分な成膜速度を確保することができないという問題がある。さらに、被成膜基材にＲＦ出力を印加してプラズマを発生させるプラズマＣＶＤ法では、被成膜基材の温度が上昇してしまうので、例えばプラスチック基材のように熱に弱い被成膜基材を用いることができないという問題がある。
本発明は上記のような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、透明性を向上させたＳｉＮxＯyＣz膜を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、被成膜基材の温度上昇を抑制しつつ成膜速度を向上できる薄膜の成膜方法を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、被成膜基材の温度上昇を抑制しつつ成膜速度を向上できる薄膜の成膜方法を提供することにある。
上記課題を解決するため、本発明に係るＳｉＮxＯyＣz膜は、x、y及びzそれぞれが下記式（１）〜（３）の範囲であることを特徴とする。
０．２＜x＜１．５ ・・・（１）
０．３＜y＜０．８ ・・・（２）
０．０３＜z＜０．４ ・・・（３）
０．２＜x＜１．５ ・・・（１）
０．３＜y＜０．８ ・・・（２）
０．０３＜z＜０．４ ・・・（３）
上記本発明に係るＳｉＮxＯyＣz膜によれば、上記組成範囲とすることにより透明性を向上させることができる。
また、本発明に係るＳｉＮxＯyＣz膜において、このＳｉＮxＯyＣz膜が有機ＥＬ素子の保護膜であることが好ましい。
また、本発明に係るＳｉＮxＯyＣz膜において、このＳｉＮxＯyＣz膜は、４００ｎｍ〜８００ｎｍの波長光で９５％以上の透過率を有することが可能である。
また、本発明に係るＳｉＮxＯyＣz膜において、このＳｉＮxＯyＣz膜は、４００ｎｍ〜８００ｎｍの波長光で９５％以上の透過率を有することが可能である。
また、本発明に係るＳｉＮxＯyＣz膜において、このＳｉＮxＯyＣz膜は、１ターンのコイルにＩＣＰ出力を印加して発生させた誘導結合プラズマによって原料ガスを分解するＣＶＤ法を用いて成膜されたものであることが好ましい。
本発明に係る薄膜の成膜方法は、１ターンのコイルにＩＣＰ出力を印加して誘導結合プラズマを発生させ、前記誘導結合プラズマによって有機金属を含む原料ガスを分解するＣＶＤ法を用いることにより、被成膜基材上に薄膜を成膜することを特徴とする。
上記本発明に係る薄膜の成膜方法によれば、誘導結合プラズマによって有機金属を含む原料ガスを分解するため、その分解作用を大きくすることができる。このため、薄膜の成膜速度を向上させることができる。
また、本発明に係る薄膜の成膜方法において、前記被成膜基材上に薄膜を成膜する際、前記被成膜基材にＲＦ出力を印加して前記被成膜基材にＲＦバイアスを発生させることが好ましい。これにより、より膜質の良い緻密な薄膜を成膜することができる。
また、本発明に係る薄膜の成膜方法において、前記薄膜が炭化、窒化及び酸化によって合成された化合物からなることも可能である。
また、本発明に係る薄膜の成膜方法において、前記薄膜が炭化、窒化及び酸化によって合成された化合物からなることも可能である。
また、本発明に係る薄膜の成膜方法において、前記薄膜がＳｉＮxＯyＣz膜であり、前記ＳｉＮxＣyＯz膜におけるx、y及びzそれぞれは下記式（１）〜（３）の範囲であることが好ましい。これにより、ＳｉＮxＯyＣz膜の透明性を十分に確保することができる。
０．２＜x＜１．５ ・・・（１）
０．３＜y＜０．８ ・・・（２）
０．０３＜z＜０．４ ・・・（３）
０．２＜x＜１．５ ・・・（１）
０．３＜y＜０．８ ・・・（２）
０．０３＜z＜０．４ ・・・（３）
また、本発明に係る薄膜の成膜方法において、前記原料ガスがＨＭＤＳ、窒素ガス及び酸素ガスであることも可能である。
また、本発明に係る薄膜の成膜方法において、前記被成膜基材上にＳｉＮxＯyＣz膜を成膜する前に、１ターンのコイルにＩＣＰ出力を印加して誘導結合プラズマを発生させ、前記誘導結合プラズマによってアルゴンガスのプラズマを発生させることにより、前記被成膜基材の表面を清浄化することも可能である。これにより、ＳｉＮxＯyＣz膜と被成膜基材との密着強度を向上させることができる。
以上説明したように本発明によれば、透明性を向上させたＳｉＮxＯyＣz膜を提供することができる。また、他の本発明によれば、成膜速度を向上させた薄膜の成膜方法を提供することができる。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の実施の形態によるＳｉＮxＯyＣz膜を成膜する際に用いる成膜装置を概略的に示す構成図である。
図１は、本発明の実施の形態によるＳｉＮxＯyＣz膜を成膜する際に用いる成膜装置を概略的に示す構成図である。
この成膜装置は成膜チャンバー１を有しており、この成膜チャンバー１内には基材２を保持する基材ホルダー３が配置されている。この基材ホルダー３には１３．５６ＭＨｚの高周波電源（ＲＦ電源）４が接続されており、基板ホルダー３はＲＦ電極としても作用する。この高周波電源４は基材ホルダー３を介して基材２に１３．５６ＭＨｚの高周波を印加するものである。また、基材ホルダー３の周囲にはヒーター５が配置されており、このヒーター５によって基材２が加熱されるようになっている。なお、基材２は、ＳｉＮxＯyＣz膜を成膜するものであれば、種々の材質及び種々の形状のものを用いることが可能である。また、基材２は、基板に単数又は複数の薄膜を成膜したものを用いても良い。
成膜チャンバー１には反応ガスを導入するガス導入口１０が設けられている。このガス導入口１０には反応ガスを供給するガス配管（図示せず）が接続されている。このガス配管には、ガス流量を計測する流量計（図示せず）及びガス流量を制御するガスフローコントローラー（図示せず）が設けられている。流量計により適量の窒素ガス、酸素ガス及び珪素含有化合物を含む原料ガスがガス導入口より供給されるようになっている。また、成膜チャンバー１には、その内部を真空排気する真空ポンプ１３が接続されている。
基材ホルダー３の上方には、誘導結合プラズマを発生させて反応を促進する高周波コイルからなるＩＣＰ(inductively-coupled plasma)電極６が設置されている。このＩＣＰ電極６は、金属フレキシブル・チューブや網組線のような可撓性のある部材により形成された１ターンのコイルにより構成されている。使用中にＩＣＰ電極６が過度に加熱されるのを抑制するために、ＩＣＰ電極６の内部は中空とされている。ＩＣＰ電極６は、基板ホルダー３に保持された基材２の表面の略中心から該表面に対して垂直上に伸ばした線に対して略同心円状に１ターンのコイルが巻かれたものである。尚、１ターンのコイルによってＩＣＰ電極６を形成することにより、複数回巻かれたコイルを用いた場合に比べて成膜チャンバー１の大きさを小さくすることができ、その結果、成膜装置を小型化することができる。
ＩＣＰ電極６は整合器７を介してＩＣＰ用高周波電源８に接続されている。このＩＣＰ用高周波電源８によって、例えば、１３．５６ＭＨｚの高周波電流を、整合器７を介してＩＣＰ電極６に供給して、基材２の上方に処理ガスの誘導結合プラズマを発生させるようになっている。また、成膜チャンバー１には発光分光計１２が取り付けられており、この発光分光計１２は、基材ホルダー３上の基材２とＩＣＰ電極６との間のプラズマ状態の計測を行なうものである。
次に、図１の成膜装置を用いて基材上にＳｉＮxＯyＣz膜を成膜する方法について説明する。まず、被コーティング材としての基材２を基材ホルダー３上に装着する。次いで、基材２から水を除去するために基材２をヒーター５によって１２０℃の温度に加熱し、真空ポンプ１３によって成膜チャンバー１内を１×１０−４Ｐａ以下まで排気する。その後、成膜チャンバー１内にガス導入口１０からアルゴンガスを導入し、ＲＦ電源４およびＩＣＰ用高周波電源８を用いて基材上にアルゴンプラズマを形成することにより、基材２の表面の清浄化を行なう。この処理によりＳｉＮxＯyＣz膜の基材との密着強度を向上させることができる。
この後、珪素化合物ガスとしてヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）、窒素ガス及び酸素ガスを所定量成膜チャンバー１内に導入する。次いで、ＲＦ電源４のＲＦ出力を例えば５０Ｗとし、１３．５６ＭＨｚのＩＣＰ用高周波電源８のＩＣＰ出力を例えば３００Ｗとして基材２上に誘導結合プラズマを発生させる。これにより、プラズマＣＶＤ法により基材２上にＳｉＮxＯyＣz膜を成膜する。
この場合、ＲＦ電極（基板ホルダー３）のみでは、ＨＭＤＳの分解反応が遅いために成膜速度が遅くなってしまい、生産性が悪い上、成膜されるＳｉＮxＯyＣz膜中の炭素の含有量が多くなるために膜質が悪化する。しかし、ＲＦ電極とＩＣＰ電極を組み合わせると、高密度のプラズマを安定的に発生させることができ、ＨＭＤＳの分解が容易になることで成膜速度が速くなり、成膜されるＳｉＮxＯyＣz膜中の炭素の含有量を低く抑えることができる。炭素含有量を低く抑えることにより、ＳｉＮxＯyＣz膜の透明度を高めることができる。このようにしてＳｉＮxＯyＣz膜を基材２上に形成することができる。
本実施の形態では、ＩＣＰ出力は大きくし、ＲＦ出力は小さくする方が良好な膜質のＳｉＮxＯyＣz膜を形成することができる。ＩＣＰ出力を大きくする理由は、プラズマを活性化させるのがＩＣＰ電極の主な作用で、ＩＣＰ出力を大きくすることにより高密度プラズマである誘導結合プラズマを発生させることができ、原料ガスを分解する作用が大きくなり、反応性が高くなり、膜質の良い緻密な膜を成膜できるからである。ＲＦ出力を小さくする理由は、ＲＦ電極は基材にＲＦバイアスを印加するのが主な作用で、ＲＦ出力を小さくすることにより基材の温度上昇を抑制できるからである。例えば有機ＥＬ素子の保護膜を成膜する場合は、有機ＥＬ素子が高温に弱いため、ＲＦ出力を小さくすることが特に好ましい。尚、基材にＲＦバイアスを発生させることにより、膜質の良い緻密な膜を成膜することができる。
上記実施の形態によれば、原料ガスを減圧した成膜チャンバー１内に供給し、ＩＣＰ電極６にＩＣＰ出力を印加して高周波電流を流すことにより基材２の上方に高密度プラズマである誘導結合プラズマを安定的に発生させながら、基板ホルダー３を介して基材２に高周波電流を流して該基材２にＲＦバイアスを印加することにより、前記誘導結合プラズマによりＣＶＤ法による成膜を行なう。これにより、透明性及び水分等に対するバリア性を向上させたＳｉＮxＯyＣz膜を形成することができる。
また、ＩＣＰ出力を大きくすることにより、高密度プラズマである誘導結合プラズマを発生させてＨＭＤＳなどの原料ガスを分解する作用を大きくすることができる。このため、ＲＦ出力のみによってＳｉＮxＯyＣz膜を成膜する場合に比べて成膜速度を飛躍的に向上させることができる。
尚、本発明は上記実施の形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することが可能である。例えば、上記実施の形態では、原料ガスとしてＨＭＤＳを用いているが、これに限定されるものではなく、他の有機金属（ＭＯ；metal organics）を含む原料ガス、例えばＴＥＯＳ(tetraethylorthosilicate)などを用いることも可能である。
以下、具体的な実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
本実施例では、ＳｉＮxＯyＣz膜の透明性が向上することを確認するために、図１に示した成膜装置を用い、成膜時に成膜チャンバー１内に反応ガスとしてＨＭＤＳ及び窒素ガスを一定量供給し、酸素ガスの流量を変化させることにより、基材上にＳｉＮxＯyＣz膜を成膜したサンプルを複数作製する。具体的な成膜条件は下記のとおりである。
本実施例では、ＳｉＮxＯyＣz膜の透明性が向上することを確認するために、図１に示した成膜装置を用い、成膜時に成膜チャンバー１内に反応ガスとしてＨＭＤＳ及び窒素ガスを一定量供給し、酸素ガスの流量を変化させることにより、基材上にＳｉＮxＯyＣz膜を成膜したサンプルを複数作製する。具体的な成膜条件は下記のとおりである。
〈成膜条件〉
基材の材質；ステンレス
基板温度；１２０℃
ＲＦ出力；５０Ｗ
ＩＣＰ出力；３００Ｗ
ＨＭＤＳの流量；２ｃｃｍ（cubic centimeter per minute）
窒素ガスの流量；５０ｃｃｍ
酸素ガスの流量；５ｃｃｍ、６ｃｃｍ、７ｃｃｍ、７．５ｃｃｍ、１０ｃｃｍ
成膜時間；５０分
ＳｉＮxＯyＣz膜の厚さ；約１．９μｍ
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ＲＦ出力；５０Ｗ
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窒素ガスの流量；５０ｃｃｍ
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成膜時間；５０分
ＳｉＮxＯyＣz膜の厚さ；約１．９μｍ
上記成膜条件で成膜したＳｉＮxＯyＣz膜のサンプルを酸素ガス流量毎に５つ作製し、これら５つのサンプルのＳｉＮxＯyＣz膜における３００ｎｍ〜８００ｎｍの波長光に対する透過率を測定し、この測定結果を図２に示している。図２において、参照符号１４は酸素ガス流量が５ｃｃｍの成膜条件で成膜したＳｉＮxＯyＣz膜に関する測定結果であり、参照符号１５は酸素ガス流量が６ｃｃｍの成膜条件で成膜したＳｉＮxＯyＣz膜に関する測定結果であり、参照符号１６は酸素ガス流量が７ｃｃｍの成膜条件で成膜したＳｉＮxＯyＣz膜に関する測定結果であり、参照符号１７は酸素ガス流量が７．５ｃｃｍの成膜条件で成膜したＳｉＮxＯyＣz膜に関する測定結果であり、参照符号１８は酸素ガス流量が１０ｃｃｍの成膜条件で成膜したＳｉＮxＯyＣz膜に関する測定結果である。
図２に示すように、酸素ガスの流量が５ｃｃｍでは５００ｎｍより短波長側で透過率が小さくなっており、酸素ガス流量が増加するにつれて透過率が短波長側でも大きくなることが確認された。従って、酸素ガス流量を多くすることにより、ＳｉＮxＯyＣz膜の透明性を向上させることができるといえる。つまり、酸素ガス流量を多くすると、炭素と酸素が反応してＣＯ２になることによって、ＳｉＮxＯyＣz膜中のＣの濃度を低下させることができ、その結果、ＳｉＮxＯyＣz膜の透明性を向上させることができると考えられる。
例えば、有機ＥＬ素子の保護膜としてＳｉＮxＯyＣz膜を使用する場合、４００ｎｍ〜８００ｎｍの波長光に対して９５％以上の透過率が要求されると考えられる。図２によれば、５ｃｃｍ以上の酸素ガス流量でＳｉＮxＯyＣz膜を成膜することにより、４００ｎｍ〜８００ｎｍの波長光に対して９５％以上の透過率を得ることができる。
（実施例２）
本実施例では、ＳｉＮxＯyＣz膜中のＳｉ、Ｎ、Ｏ、Ｃ、Ｈの含有量を確認するために、図１に示した成膜装置を用い、成膜時に成膜チャンバー１内に反応ガスとしてＨＭＤＳ及び窒素ガスを一定量供給し、酸素ガスの流量を変化させることにより、基材上にＳｉＮxＯyＣz膜を成膜したサンプルを複数作製する。具体的な成膜条件は下記のとおりである。
本実施例では、ＳｉＮxＯyＣz膜中のＳｉ、Ｎ、Ｏ、Ｃ、Ｈの含有量を確認するために、図１に示した成膜装置を用い、成膜時に成膜チャンバー１内に反応ガスとしてＨＭＤＳ及び窒素ガスを一定量供給し、酸素ガスの流量を変化させることにより、基材上にＳｉＮxＯyＣz膜を成膜したサンプルを複数作製する。具体的な成膜条件は下記のとおりである。
〈成膜条件〉
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成膜時間；５０分
ＳｉＮxＯyＣz膜の厚さ；約１．９μｍ
上記成膜条件で成膜したＳｉＮxＯyＣz膜のサンプルを酸素ガス流量毎に７つ作製し、これら７つのサンプルのＳｉＮxＯyＣz膜中におけるＮ、Ｏ、Ｃの含有量を測定した。この測定は、グロー放電発光分光測定装置（ＧＤＳ）によって行った。この測定結果を図３に示している。図３は、酸素ガス流量とＳｉＮxＯyＣz膜中の組成比との関係を示す図である。
図３に示すように、酸素ガスの流量の増加に伴い、ＳｉＮxＯyＣz膜中のＳｉ及びＯは増加するのに対し、Ｎ及びＣは減少している。Ｃは酸素ガス流量が７ｃｃｍでほぼ０ａｔ％となる。
例えば有機ＥＬ素子の保護膜としてＳｉＮxＯyＣz膜を使用する場合、前記保護膜として必要な透明性及び水等に対するバリア性を確保するには、図３で矢印１９によって示される組成比の範囲とすることが好ましい。具体的には、ＳｉＮxＯyＣz膜の組成比の範囲は下記式（１）〜（３）とすることが好ましい。
０．２＜x＜１．５ ・・・（１）
０．３＜y＜０．８ ・・・（２）
０．０３＜z＜０．４ ・・・（３）
０．２＜x＜１．５ ・・・（１）
０．３＜y＜０．８ ・・・（２）
０．０３＜z＜０．４ ・・・（３）
Ｎの組成比を上記式（１）のようにするのは、ＳｉＮxＯyＣz膜がＮをある程度有していないと、有機ＥＬ素子の保護膜としての機能を発揮できなくなるからである。また、Ｃの組成比を上記式（２）のようにするのは、ＳｉＮxＯyＣz膜中のＣが多すぎると透明性が低下するからである。
図４は、酸素ガス流量とＳｉＮxＯyＣz膜中のＳｉ、Ｎ、Ｏ、Ｃ、Ｈの含有量との関係を示す図であり、（ａ）は前記成膜条件のうち酸素ガス流量が０ｃｃｍ（酸素無し）の場合であり、（ｂ）は前記成膜条件のうち酸素ガス流量が５ｃｃｍの場合であり、（ｃ）は前記成膜条件のうち酸素ガス流量が１０ｃｃｍの場合である。
（実施例３）
図５は、図１に示した成膜装置を用い、ＩＣＰ出力を大きくし、ＲＦ出力を小さくした第１の成膜条件で成膜したＳｉＮxＯyＣz膜の膜厚と、ＩＣＰ出力を０とし、ＲＦ出力を大きくした第２の成膜条件で成膜したＳｉＮxＯyＣz膜の膜厚とを比較した図である。
具体的な第１及び第２の成膜条件は下記のとおりである。
図５は、図１に示した成膜装置を用い、ＩＣＰ出力を大きくし、ＲＦ出力を小さくした第１の成膜条件で成膜したＳｉＮxＯyＣz膜の膜厚と、ＩＣＰ出力を０とし、ＲＦ出力を大きくした第２の成膜条件で成膜したＳｉＮxＯyＣz膜の膜厚とを比較した図である。
具体的な第１及び第２の成膜条件は下記のとおりである。
〈第１の成膜条件〉
基材の材質；ステンレス
基板温度；１２０℃
ＲＦ出力；５０Ｗ
ＩＣＰ出力；３００Ｗ
ＨＭＤＳの流量；２ｃｃｍ
窒素ガスの流量；５０ｃｃｍ
酸素ガスの流量； ０ｃｃｍ、２．５ｃｃｍ、５ｃｃｍ、６ｃｃｍ、７ｃｃｍ、７．５ｃｃｍ、１０ｃｃｍ
成膜時間；５０分
基材の材質；ステンレス
基板温度；１２０℃
ＲＦ出力；５０Ｗ
ＩＣＰ出力；３００Ｗ
ＨＭＤＳの流量；２ｃｃｍ
窒素ガスの流量；５０ｃｃｍ
酸素ガスの流量； ０ｃｃｍ、２．５ｃｃｍ、５ｃｃｍ、６ｃｃｍ、７ｃｃｍ、７．５ｃｃｍ、１０ｃｃｍ
成膜時間；５０分
〈第２の成膜条件〉
基材の材質；ステンレス
基板温度；１２０℃
ＲＦ出力；３００Ｗ
ＩＣＰ出力；０Ｗ
ＨＭＤＳの流量；２ｃｃｍ
窒素ガスの流量；５０ｃｃｍ
酸素ガスの流量；７ｃｃｍ
成膜時間；５０分
基材の材質；ステンレス
基板温度；１２０℃
ＲＦ出力；３００Ｗ
ＩＣＰ出力；０Ｗ
ＨＭＤＳの流量；２ｃｃｍ
窒素ガスの流量；５０ｃｃｍ
酸素ガスの流量；７ｃｃｍ
成膜時間；５０分
図６（ａ）は、図１に示した成膜装置を用いて第２の成膜条件で成膜したＳｉＮxＯyＣz膜における表面からの距離と含有する元素濃度との関係を示す図である。
図６（ｂ）は、図１に示した成膜装置を用い、酸素ガス流量を７ｃｃｍとした場合の第１の成膜条件で成膜したＳｉＮxＯyＣz膜における表面からの距離と含有する元素濃度との関係を示す図である。
図６（ｂ）は、図１に示した成膜装置を用い、酸素ガス流量を７ｃｃｍとした場合の第１の成膜条件で成膜したＳｉＮxＯyＣz膜における表面からの距離と含有する元素濃度との関係を示す図である。
図５及び図６に示すように、ＩＣＰ出力を大きくし、ＲＦ出力を小さくした第１の成膜条件で成膜したＳｉＮxＯyＣz膜の膜厚が、ＩＣＰ出力を０とし、ＲＦ出力を大きくした第２の成膜条件で成膜したＳｉＮxＯyＣz膜の膜厚に比べて厚くなることが確認された。つまり、ＩＣＰ出力を大きくすることにより、誘導結合プラズマを発生させてＨＭＤＳなどの原料ガスを分解する作用を大きくすることができ、そのため、ＲＦ出力のみによってＳｉＮxＯyＣz膜を成膜する場合に比べて成膜速度を飛躍的に向上させることができる。従って、生産性を高めることができる。
また、図６（ａ），（ｂ）に示すように、ＩＣＰ出力無しで成膜するのに比べてＩＣＰ出力有りで成膜する方がＳｉＮxＯyＣz膜中のＣ濃度を低く抑えることができる。従って、ＩＣＰ出力有りで成膜する方が透明性を高めることができる。
１…成膜チャンバー
２…基材
３…基材ホルダー
４…高周波電源（ＲＦ電源）
５…ヒーター
６…ＩＣＰ電極
７…整合器
８…ＩＣＰ用高周波電源
１０…ガス導入口
１２…発光分光計
１３…真空ポンプ
１４…酸素ガス流量が５ｃｃｍの成膜条件で成膜したＳｉＮxＯyＣz膜に関する測定結果
１５…酸素ガス流量が６ｃｃｍの成膜条件で成膜したＳｉＮxＯyＣz膜に関する測定結果
１６…酸素ガス流量が７ｃｃｍの成膜条件で成膜したＳｉＮxＯyＣz膜に関する測定結果
１７…酸素ガス流量が７．５ｃｃｍの成膜条件で成膜したＳｉＮxＯyＣz膜に関する測定結果
１８…酸素ガス流量が１０ｃｃｍの成膜条件で成膜したＳｉＮxＯyＣz膜に関する測定結果
１９…透明性等を確保できる組成比の範囲
２…基材
３…基材ホルダー
４…高周波電源（ＲＦ電源）
５…ヒーター
６…ＩＣＰ電極
７…整合器
８…ＩＣＰ用高周波電源
１０…ガス導入口
１２…発光分光計
１３…真空ポンプ
１４…酸素ガス流量が５ｃｃｍの成膜条件で成膜したＳｉＮxＯyＣz膜に関する測定結果
１５…酸素ガス流量が６ｃｃｍの成膜条件で成膜したＳｉＮxＯyＣz膜に関する測定結果
１６…酸素ガス流量が７ｃｃｍの成膜条件で成膜したＳｉＮxＯyＣz膜に関する測定結果
１７…酸素ガス流量が７．５ｃｃｍの成膜条件で成膜したＳｉＮxＯyＣz膜に関する測定結果
１８…酸素ガス流量が１０ｃｃｍの成膜条件で成膜したＳｉＮxＯyＣz膜に関する測定結果
１９…透明性等を確保できる組成比の範囲
Claims (10)
- x、y及びzそれぞれが下記式（１）〜（３）の範囲であることを特徴とするＳｉＮxＯyＣz膜。
０．２＜x＜１．５ ・・・（１）
０．３＜y＜０．８ ・・・（２）
０．０３＜z＜０．４ ・・・（３） - 請求項１において、前記ＳｉＮxＯyＣz膜が有機ＥＬ素子の保護膜であることを特徴とするＳｉＮxＯyＣz膜。
- 請求項１又は２において、前記ＳｉＮxＯyＣz膜は、４００ｎｍ〜８００ｎｍの波長光で９５％以上の透過率を有することを特徴とするＳｉＮxＯyＣz膜。
- 請求項１乃至３のいずれか一項において、前記ＳｉＮxＯyＣz膜は、１ターンのコイルにＩＣＰ出力を印加して発生させた誘導結合プラズマによって原料ガスを分解するＣＶＤ法を用いて成膜されたものであることを特徴とするＳｉＮxＯyＣz膜。
- １ターンのコイルにＩＣＰ出力を印加して誘導結合プラズマを発生させ、前記誘導結合プラズマによって有機金属を含む原料ガスを分解するＣＶＤ法を用いることにより、被成膜基材上に薄膜を成膜することを特徴とする薄膜の成膜方法。
- 請求項５において、前記被成膜基材上に薄膜を成膜する際、前記被成膜基材にＲＦ出力を印加して前記被成膜基材にＲＦバイアスを発生させることを特徴とする薄膜の成膜方法。
- 請求項５又は６において、前記薄膜が炭化、窒化及び酸化によって合成された化合物からなることを特徴とする薄膜の成膜方法。
- 請求項７において、前記薄膜がＳｉＮxＯyＣz膜であり、前記ＳｉＮxＣyＯz膜におけるx、y及びzそれぞれは下記式（１）〜（３）の範囲であることを特徴とする薄膜の成膜方法。
０．２＜x＜１．５ ・・・（１）
０．３＜y＜０．８ ・・・（２）
０．０３＜z＜０．４ ・・・（３） - 請求項５乃至８のいずれか一項において、前記原料ガスがＨＭＤＳ、窒素ガス及び酸素ガスであることを特徴とする薄膜の成膜方法。
- 請求項５乃至９のいずれか一項において、前記被成膜基材上に薄膜を成膜する前に、１ターンのコイルにＩＣＰ出力を印加して誘導結合プラズマを発生させ、前記誘導結合プラズマによってアルゴンガスのプラズマを発生させることにより、前記被成膜基材の表面を清浄化することを特徴とする薄膜の成膜方法。
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