JPH11256341A - Plasma mocvd device and magnesium oxide film - Google Patents
Plasma mocvd device and magnesium oxide filmInfo
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- JPH11256341A JPH11256341A JP5940598A JP5940598A JPH11256341A JP H11256341 A JPH11256341 A JP H11256341A JP 5940598 A JP5940598 A JP 5940598A JP 5940598 A JP5940598 A JP 5940598A JP H11256341 A JPH11256341 A JP H11256341A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、二次電子放出係数
が大きいため、放電開始電圧低減をはかり駆動の容易化
を図るためにプラズマディスプレイパネルの保護膜とし
て用いられている酸化マグネシウム膜、また配向性を利
用してセンサ−等を作成する際のエピタキシャル成長用
の基板等として用いられる酸化マグネシウム膜等の高品
質な酸化物を形成するための薄膜形成方法の手段である
プラズマＭＯＣＶＤ法を用いたプラズマＭＯＣＶＤ装置
およびそれを用いて形成した酸化マグネシウム膜に関す
る。The present invention relates to a magnesium oxide film which is used as a protective film of a plasma display panel in order to reduce a discharge starting voltage and facilitate driving because of a large secondary electron emission coefficient. A plasma MOCVD method, which is a means of a thin film forming method for forming a high quality oxide such as a magnesium oxide film used as a substrate for epitaxial growth when producing a sensor or the like utilizing orientation, is used. The present invention relates to a plasma MOCVD apparatus and a magnesium oxide film formed using the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、化学気相成長法の一つであるプラ
ズマＭＯＣＶＤ法は結晶の配向性が制御しやすく緻密な
膜が形成できる。特に良好な結晶配向性を有するＭｇＯ
膜が得られる化学気相成長方法については、例えば「ジ
ェイピーエヌ ジェイ アプライ フィジックス 第３
２巻 １９９３年」（Jpn. J. Appl.Phys.Vol.32(1993)
pp.L1448-1450 Part2,No.10Ａ,1 October 1993）および
「ジェイピーエヌ ジェイ アプライ フィジックス
第３３巻 １９９４年」（Jpn.J.Appl.Phys.Vol.33(199
4)pp.6331-6335,Part1,No.11,November 1994）等に示さ
れている。2. Description of the Related Art Conventionally, a plasma MOCVD method, which is one of the chemical vapor deposition methods, can easily control the crystal orientation and form a dense film. MgO with particularly good crystal orientation
The chemical vapor deposition method for obtaining a film is described in, for example, “JPN JA Apply Physics No. 3
2 1993 ”(Jpn. J. Appl. Phys. Vol. 32 (1993)
pp.L1448-1450 Part2, No.10A, 1 October 1993) and "JPN J Apply Physics"
Vol. 33, 1994 "(Jpn. J. Appl. Phys. Vol. 33 (199
4) pp. 6331-6335, Part 1, No. 11, November 1994).
【０００３】図５は、従来例のプラズマＭＯＣＶＤ装置
の概略図である。成膜室１は、ＲＦ電源２から印加され
る投入電力によってプラズマ３を発生させるためのプラ
ズマ発生用電極４、およびプラズマ発生用電極４上のプ
ラズマ３の発生領域を限定するシ−ルド５、プラズマ発
生用電極４と成膜室１を電気的に絶縁するための絶縁物
６、成膜する基板７を加熱する基板加熱ランプ８、基板
７を保持する基板ホルダ−９、加熱されガス化した原材
料は、窒素のキャリアガスにより輸送され、原材料ガス
供給ライン系１０から供給される。FIG. 5 is a schematic view of a conventional plasma MOCVD apparatus. The film forming chamber 1 includes a plasma generating electrode 4 for generating the plasma 3 by the input power applied from the RF power supply 2, and a shield 5 for defining a generation region of the plasma 3 on the plasma generating electrode 4. An insulator 6 for electrically insulating the plasma generating electrode 4 from the film forming chamber 1, a substrate heating lamp 8 for heating a substrate 7 on which a film is to be formed, a substrate holder 9 for holding the substrate 7, and heated and gasified. Raw materials are transported by a carrier gas of nitrogen and supplied from a raw material gas supply line system 10.
【０００４】また、反応性のガスとして酸素ガスを酸素
ガス供給ライン系１１から供給される。高密度プラズマ
を安定に発生させるためプラズマ発生用電極の背後には
永久磁石１２を設置し、永久磁石１２を内蔵し、プラズ
マ発生用電極４を取り付けたカソ−ドホルダ−１３は電
極冷却用の水冷系１４が設置され、水冷されている。成
膜室１は真空排気系１５により排気され所定の真空度に
設定される。[0004] Oxygen gas is supplied from the oxygen gas supply line system 11 as a reactive gas. In order to stably generate high-density plasma, a permanent magnet 12 is provided behind the electrode for plasma generation, a permanent magnet 12 is built in, and a cathode holder 13 to which the electrode 4 for plasma generation is attached is water-cooled for cooling the electrode. System 14 is installed and water cooled. The film forming chamber 1 is evacuated by the evacuation system 15 and is set to a predetermined degree of vacuum.
【０００５】プラズマ発生用電極４は、水冷系１３によ
り冷却される。本装置により次のように成膜は行われ
る。原材料ガス供給系１０と酸素ガス供給系１１から原
材料ガスと酸素ガスが成膜室１に導入され、真空排気系
１５により所定の圧力に設定される。基板７は基板加熱
ランプ８により所定の温度に加熱されている。ＲＦ電源
２によりプラズマ発生用電極４に投入電力が供給される
と、プラズマ３が発生する。供給された原材料ガスは基
板７・プラズマ発生用電極４の間においてプラズマによ
り分解され、また同時に、プラズマ３により活性化、ま
た電離した酸素と結びつき酸化マグネシウムとなり基板
７上に積層し、薄膜が形成される。[0005] The plasma generating electrode 4 is cooled by a water cooling system 13. Film formation is performed by the present apparatus as follows. Raw material gas and oxygen gas are introduced into the film forming chamber 1 from the raw material gas supply system 10 and the oxygen gas supply system 11, and are set to a predetermined pressure by the vacuum exhaust system 15. The substrate 7 is heated to a predetermined temperature by a substrate heating lamp 8. When an input power is supplied to the plasma generation electrode 4 by the RF power supply 2, the plasma 3 is generated. The supplied raw material gas is decomposed by plasma between the substrate 7 and the electrode 4 for plasma generation, and at the same time, activated by the plasma 3 and combined with ionized oxygen to become magnesium oxide, which is laminated on the substrate 7 to form a thin film. Is done.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】大面積に均一に成膜す
るためには、電極上に発生するプラズマの均一化、原材
料ガス等のガスの流れの均一化が重要な条件である。し
かし、静止対向成膜では、そのどちらの要因も均一にす
る事は困難であった。図６（ａ）に図５の装置を用いて
形成した膜のイメ−ジ図を示すが、原材料供給系１０側
が膜厚が厚く、真空排気系１５は膜厚が薄くなってい
る。In order to form a uniform film over a large area, it is important to make the plasma generated on the electrodes uniform and to make the flow of gas such as raw material gas uniform. However, in stationary facing film formation, it was difficult to make both of these factors uniform. FIG. 6 (a) shows an image diagram of a film formed by using the apparatus of FIG. 5. The film thickness of the raw material supply system 10 is large, and the film thickness of the vacuum exhaust system 15 is small.
【０００７】これはプラズマＭＯＣＶＤがガスを分解し
て薄膜を形成する方法であるため、原材料ガスの流れる
上流側で原材料ガスが分解により多く消費され、下流で
は原材料ガスが減少しているために生じていると推察さ
れる。つまり、プラズマＭＯＣＶＤ法では原材料ガスの
流れる方向にその膜厚、膜質分布が大きく影響され均一
な膜を大面積に得ることが困難である。[0007] This is a method in which plasma MOCVD decomposes a gas to form a thin film, so that a large amount of the raw material gas is consumed by decomposition on the upstream side where the raw material gas flows, and the raw material gas is reduced on the downstream side. It is inferred that That is, in the plasma MOCVD method, the film thickness and the film quality distribution are greatly affected in the direction in which the raw material gas flows, and it is difficult to obtain a uniform film over a large area.
【０００８】スパッタリング成膜等でタ−ゲット電極に
対して基板搬送することで、大面積に均一に形成する手
法があるが、プラズマＭＯＣＶＤ法では、前述したよう
に、ガスの流れが膜厚、膜質分布に大きく影響するた
め、基板搬送成膜では良好な膜質が得られにくいという
課題があった。There is a method of uniformly forming a large area by transporting a substrate to a target electrode by sputtering film formation or the like. In the plasma MOCVD method, as described above, the gas flow is There is a problem that it is difficult to obtain good film quality in the substrate transfer film formation because the film quality distribution is greatly affected.
【０００９】本発明は上記の課題を解決し、大面積に膜
特性の良好な膜を形成するプラズマＭＯＣＶＤ装置およ
びその制御方法、およびそれを用いて形成した酸化マグ
ネシウム膜を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems and to provide a plasma MOCVD apparatus for forming a film having excellent film characteristics over a large area, a method for controlling the same, and a magnesium oxide film formed using the same. I do.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明のプラズマＭＯＣＶＤ装置は、原材料ガスも
しくは原材料をガス化し、反応性ガスと共に、成膜室内
でプラズマにより分解し、基板を搬送しながら、前記基
板上に膜を形成するプラズマＭＯＣＶＤ装置であって、
前記成膜室内のプラズマが発生する領域において、原材
料ガスの流れる方向と、基板を搬送する方向を同一方向
としたことを特長とする。Means for Solving the Problems To solve the above problems, a plasma MOCVD apparatus of the present invention gasifies a raw material gas or a raw material, and decomposes the raw material gas together with a reactive gas by plasma in a film forming chamber to transport a substrate. A plasma MOCVD apparatus for forming a film on the substrate,
In a region where the plasma is generated in the film forming chamber, the direction in which the raw material gas flows and the direction in which the substrate is transferred are the same.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】本発明のプラズマＭＯＣＶＤ装置
は、原材料ガスもしくは原材料をガス化し、反応性ガス
と共に、成膜室内でプラズマにより分解し、基板を搬送
しながら、前記基板上に膜を形成するプラズマＭＯＣＶ
Ｄ法において、前記成膜室内のプラズマが発生する領域
において、原材料ガスの流れる方向と、前記基板を搬送
する方向を同一方向としたことを特長とする。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A plasma MOCVD apparatus according to the present invention forms a film on a substrate while gasifying a raw material gas or a raw material, and decomposing the raw material gas with a reactive gas by plasma in a film forming chamber. Plasma MOCV
The method D is characterized in that, in a region where the plasma is generated in the film forming chamber, the direction in which the raw material gas flows and the direction in which the substrate is transferred are the same.
【００１２】また、原材料ガスを吐出するノズルからの
原材料ガスの吐出方向を基板の面方向と平行にしないこ
とを特徴とする。Further, the discharge direction of the raw material gas from the nozzle for discharging the raw material gas is not parallel to the plane of the substrate.
【００１３】また、反応性ガスと原材料ガスを混合した
後、成膜室内に吐出することを特徴とする。Further, the method is characterized in that a reactive gas and a raw material gas are mixed and then discharged into a film forming chamber.
【００１４】また、加熱した反応性ガスを用いることを
特徴とする。また、加熱した反応性ガスの温度を２００
〜４００度とすることを特徴とする。Further, the method is characterized in that a heated reactive gas is used. Further, the temperature of the heated reactive gas is set to 200
４００400 degrees.
【００１５】また、原材料にマグネシウムを含む有機金
属固体、もしくは液体を用い、これをガス化し、少なく
とも酸素を含むガスとともにプラズマにより分解し、酸
化マグネシウム膜を形成することを特徴とする。Further, an organic metal solid or liquid containing magnesium is used as a raw material, which is gasified and decomposed by a plasma together with at least a gas containing oxygen to form a magnesium oxide film.
【００１６】本発明において上記構成によれば、結晶配
向性の良好な成膜を実現できる。以下にその作用を、酸
化マグネシウム膜を形成する場合について、図面を参照
しながら説明する。尚、従来例の図５と同一構成要素に
は同一番号を付し、詳しい説明を省略する。According to the present invention, a film having good crystal orientation can be realized. The operation will be described below for the case of forming a magnesium oxide film with reference to the drawings. The same components as those in FIG. 5 of the conventional example are denoted by the same reference numerals, and detailed description will be omitted.
【００１７】図１は、本発明のプラズマＭＯＣＶＤ法に
より酸化マグネシウムを形成する形成装置の概略図であ
る。予備排気系１６を設置したロ−ドロック室１７に蓄
えられている基板７は順次搬送され成膜室に送られ、基
板加熱を実施され、プラズマ発生用電極４上で薄膜が形
成された後、アンロ−ドロック室１８へ搬送され、蓄え
られる（基板搬送方向：Ａ）。FIG. 1 is a schematic view of a forming apparatus for forming magnesium oxide by the plasma MOCVD method of the present invention. Substrates 7 stored in a load lock chamber 17 in which a preliminary exhaust system 16 is installed are sequentially conveyed and sent to a film forming chamber, where the substrates are heated and a thin film is formed on the plasma generating electrode 4. It is transported to the unload lock chamber 18 and stored (substrate transport direction: A).
【００１８】プラズマが発生するプラズマ発生用電極４
と基板７の間において、原材料ガスの流れる方向と、基
板７が搬送される方向とが同一方向になるように、ガス
供給系１９、ノズル２０、真空排気系１５、プラズマ発
生用電極４、基板７を設置している。A plasma generating electrode 4 for generating a plasma
The gas supply system 19, the nozzle 20, the vacuum exhaust system 15, the plasma generation electrode 4, the substrate 4, so that the direction in which the raw material gas flows and the direction in which the substrate 7 is transported are the same between the substrate and the substrate 7. 7 are installed.
【００１９】本装置により次のように成膜は行われる。
原材料としてマグネシウムを含む有機金属化合物である
粉末状の一般式Ｍｇ（Ｃ5Ｈ7Ｏ2）2で示されるアセチル
アセナ−トを２５０℃に加熱することによりガス化し、
窒素ガスをキャリアガスとして用いて、輸送し、２５０
℃に加熱した反応性ガスの酸素ガスと混合した後、ガス
供給系１９、ノズル２０を経由して成膜室１に導入し、
成膜室内の圧力を真空排気系１５により５０ｍＴｏｒｒ
の圧力に調整する。The film is formed by the present apparatus as follows.
Is an organometallic compound containing magnesium as a raw material powder of formula Mg (C 5 H 7 O 2 ) acetyl represented by 2 Asena - preparative gasified by heating to 250 ° C.,
Transported using nitrogen gas as carrier gas, 250
After being mixed with the reactive gas oxygen gas heated to 0 ° C., it is introduced into the film forming chamber 1 via the gas supply system 19 and the nozzle 20,
The pressure in the film forming chamber is raised to 50 mTorr by the vacuum exhaust system 15.
Adjust to pressure.
【００２０】基板７は基板加熱ランプ８により、３００
度に加熱調整する。ＲＦ電源２によりプラズマ発生用電
極４に投入電力が供給されるとプラズマ３が発生する。
供給された原材料ガスは基板７近傍において熱分解、ま
たプラズマにより分解され、また同時に、プラズマ３に
より活性化、また電離した酸素と結びつき酸化マグネシ
ウムとなり、基板搬送されている基板７上に積層する。The substrate 7 is heated by a substrate heating lamp 8 to 300
Adjust the heating each time. When an input power is supplied to the plasma generating electrode 4 from the RF power supply 2, a plasma 3 is generated.
The supplied raw material gas is thermally decomposed in the vicinity of the substrate 7 or decomposed by the plasma, and at the same time, is activated by the plasma 3 and combined with ionized oxygen to form magnesium oxide, which is laminated on the substrate 7 being transported.
【００２１】これにより、ガラス基板上に成膜された酸
化マグネシウムの膜の結晶性をＸ線回折により評価した
結果を図２（ａ）に示す。比較のため、成膜条件は全て
同じで基板搬送方向を原材料ガスの流れる方向に対して
逆方向に設定し、成膜した酸化マグネシウム膜のＸ線回
折結果を図２（ｂ）に示す。FIG. 2A shows the result of evaluating the crystallinity of the magnesium oxide film formed on the glass substrate by X-ray diffraction. For comparison, the X-ray diffraction results of the formed magnesium oxide film are shown in FIG. 2 (b), with all the film formation conditions being the same and the substrate transport direction being set opposite to the direction in which the raw material gas flows.
【００２２】図２（ａ）では（２２０）面のピ−クが立
っており、３９００ｃｐｓの強い強度が得られており、
結晶配向性に優れた膜であることがわかる。それに比
べ、図２（ｂ）は（２２０）面のピ−クが１００ｃｐｓ
程度と明確でなく、アモルファスに近い膜であることが
伺える。この結果より、基板の搬送方向が異なるだけで
大きく膜質に影響を与えることが判明した。尚、Ｘ線回
折における評価は全て、装置条件を同一で実施してい
る。In FIG. 2A, a peak on the (220) plane stands, and a strong intensity of 3900 cps is obtained.
It can be seen that the film has excellent crystal orientation. In comparison, FIG. 2B shows that the peak of the (220) plane is 100 cps.
The degree is not clear, and it can be seen that the film is close to amorphous. From this result, it was found that the difference in the transport direction of the substrate greatly affected the film quality. All evaluations in X-ray diffraction were performed under the same apparatus conditions.
【００２３】この原因について考えるため、図６（ｂ）
に従来例（図５）の静止対向成膜で形成した膜のＸ線回
折結果を示す。静止成膜では膜厚が厚い中心付近（原材
料ガス系側：ガス流れ上流）では結晶配向性に優れた膜
（（２２０）面で８４００ｃｐｓ）が得られている。し
かし、ガスの流れ方向の下流（真空排気系側）において
は膜厚は薄くなり、良好な配向性は得られていない
（（２２０）面で４００ｃｐｓ）。To consider the cause, FIG.
The X-ray diffraction results of a film formed by stationary facing film formation of the conventional example (FIG. 5) are shown in FIG. In the static film formation, a film excellent in crystal orientation (8400 cps on the (220) plane) is obtained near the center where the film thickness is large (raw material gas system side: upstream of gas flow). However, on the downstream side of the gas flow direction (on the side of the vacuum evacuation system), the film thickness is small, and good orientation is not obtained (400 cps on the (220) plane).
【００２４】これより、ガスの流れ方向と逆方向に基板
搬送したときは、配向性の悪い膜が先に形成されるた
め、その上に結晶配向性の良好な膜条件で形成しても配
向性がよくない。ガス流れ方向と同一方向に基板搬送す
ると結晶配向性の良好な膜の上に、配向性の良くない膜
条件がきても、結晶成長がエピタキシャル成長のように
成長するのではと推察される。しかし、図２、図６の酸
化マグネシウム膜のＸ線回折の結果はすべてガラス上に
形成した結果である。ガラスはアモルファスであるた
め、結晶配向性の良くない条件の膜がついてもアモルフ
ァスなので、本当ならば同じように結晶成長するのでは
ないかと考えれる。Thus, when the substrate is transported in the direction opposite to the gas flow direction, a film with poor orientation is formed first, so that even if the film is formed on the film under favorable film orientation conditions, the orientation is poor. Not good. It is presumed that, when the substrate is transported in the same direction as the gas flow direction, even if a film condition with poor orientation comes on a film with good crystal orientation, crystal growth will grow like epitaxial growth. However, the results of X-ray diffraction of the magnesium oxide films of FIGS. 2 and 6 are all results formed on glass. Since glass is amorphous, even if a film having poor crystal orientation conditions is attached, it is considered that if it is true, the crystal will grow in the same way.
【００２５】以上のことから、原材料ガスの流れる方向
に対する基板の搬送方向がこれほど大きく膜質に影響す
る理由は明確ではないが、原材料ガスもしくは原材料を
ガス化し、反応性ガスと共にプラズマにより分解し、基
板搬送しながら、基板上に膜を形成するプラズマＭＯＣ
ＶＤ法において、成膜室内のプラズマが発生する領域に
おいて、原材料ガスの流れる方向と、基板を搬送する方
向を同一方向としたことにより結晶配向性に優れた膜を
得ることができる。From the above, it is not clear why the transport direction of the substrate with respect to the flow direction of the raw material gas has such a large effect on the film quality, but the raw material gas or the raw material is gasified and decomposed by the plasma together with the reactive gas. Plasma MOC that forms a film on a substrate while transporting the substrate
In the VD method, in a region where plasma is generated in a film formation chamber, a direction in which a raw material gas flows and a direction in which a substrate is transported are set to be the same direction, so that a film having excellent crystal orientation can be obtained.
【００２６】また、原材料ガスを吐出するノズル２０か
らの原材料ガスの吐出方向を基板７の面方向と平行にし
ないことにより、プラズマ３により分解された原材料ガ
ス、反応性ガスは基板７に対して角度を持って突入する
ことにより、成膜速度が向上する。Also, the discharge direction of the raw material gas from the nozzle 20 for discharging the raw material gas is not parallel to the plane direction of the substrate 7, so that the raw material gas and the reactive gas decomposed by the plasma 3 By entering at an angle, the film forming speed is improved.
【００２７】また、酸素（反応性ガス）と原材料ガスを
混合した後、成膜室１内のノズル２０から吐出すること
により、それぞれのガスの相対密度分布を小さくするこ
とができるため、膜厚、膜質分布の均一性が向上する。Further, by mixing oxygen (reactive gas) and a raw material gas and discharging them from a nozzle 20 in the film forming chamber 1, the relative density distribution of each gas can be reduced, so that the film thickness is reduced. In addition, the uniformity of the film quality distribution is improved.
【００２８】また、２００〜４００度に加熱した酸素
（反応性ガス）を用いることにより、プラズマ３により
分解され基板７に成膜されるとき、粒子のエネルギ−が
大きくなるため、結晶化が促進され膜質が向上する。Further, by using oxygen (reactive gas) heated to 200 to 400 degrees, the energy of the particles increases when the film is decomposed by the plasma 3 and formed on the substrate 7, so that the crystallization is promoted. This improves the film quality.
【００２９】[0029]
【実施例】以下、本発明の一実施例のプラズマＭＯＣＶ
Ｄ装置およびその制御方法を用いて酸化マグネシウム膜
を形成する場合について、図面を参照しながら説明す
る。尚、従来例の図５と同一構成要素には同一番号を付
し、詳しい説明を省略する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a plasma MOCV according to an embodiment of the present invention will be described.
A case where a magnesium oxide film is formed using the D apparatus and its control method will be described with reference to the drawings. The same components as those in FIG. 5 of the conventional example are denoted by the same reference numerals, and detailed description will be omitted.
【００３０】図１は、本発明のプラズマＭＯＣＶＤ法に
より酸化マグネシウムを形成する形成装置の概略図であ
る。予備排気系１６を設置したロ−ドロック室１７に蓄
えられている基板７は順次搬送され成膜室に送られ、基
板加熱を実施され、プラズマ発生用電極４上で薄膜が形
成された後、アンロ−ドロック室１８へ搬送され、蓄え
られる（基板搬送方向：Ａ）。FIG. 1 is a schematic view of a forming apparatus for forming magnesium oxide by the plasma MOCVD method of the present invention. Substrates 7 stored in a load lock chamber 17 in which a preliminary exhaust system 16 is installed are sequentially conveyed and sent to a film forming chamber, where the substrates are heated and a thin film is formed on the plasma generating electrode 4. It is transported to the unload lock chamber 18 and stored (substrate transport direction: A).
【００３１】原材料ガスとそれを輸送するキャリアガス
の窒素、そして２５０度に加熱した酸素ガス（反応性ガ
ス）を混合したガスをガス供給系１９から導入し、ノズ
ル２０から吐出し、成膜室１へ供給し、真空排気系１５
により真空引きすることで、所定の真空度に設定でき
る。A gas mixture of a raw material gas, carrier gas nitrogen for transporting the same, and oxygen gas (reactive gas) heated to 250 ° C. is introduced from a gas supply system 19 and discharged from a nozzle 20 to form a film forming chamber. 1 to the evacuation system 15
, A predetermined degree of vacuum can be set.
【００３２】尚、プラズマが発生するプラズマ発生用電
極４と基板７の間において、原材料ガスの流れる方向
と、基板７が搬送される方向とが同一方向になるよう
に、ガス供給系１９、真空排気系１５、プラズマ発生用
電極４、基板７を設置している。The gas supply system 19 and the vacuum supply system are so arranged that the direction in which the raw material gas flows and the direction in which the substrate 7 is conveyed are the same between the plasma generating electrode 4 where the plasma is generated and the substrate 7. An exhaust system 15, a plasma generating electrode 4, and a substrate 7 are provided.
【００３３】また、ノズル２０からガスが吐出する方向
の面と、基板面とのなす角度を３゜に設定している。本
装置により次のように成膜は行われる。The angle between the surface in the direction in which the gas is discharged from the nozzle 20 and the substrate surface is set to 3 °. Film formation is performed by the present apparatus as follows.
【００３４】原材料として、マグネシウムを含む有機金
属化合物である粉末状の一般式Ｍｇ（Ｃ5Ｈ7Ｏ2）2で示
されるアセチルアセナ−トを２５０℃に加熱することに
よりガス化し、窒素ガスをキャリアガスとして用いて輸
送し、反応性ガスである２５０度に加熱した酸素ガスと
混合した後、ガス供給系１９、ノズル２０により成膜室
１へ導入する。As a raw material, acetylacenate, which is an organometallic compound containing magnesium and is in the form of powder and represented by the general formula Mg (C 5 H 7 O 2 ) 2 , is gasified by heating to 250 ° C. After transported as a carrier gas and mixed with an oxygen gas heated to 250 ° C., which is a reactive gas, the gas is introduced into the film formation chamber 1 by a gas supply system 19 and a nozzle 20.
【００３５】成膜室１内の圧力を真空排気系１２により
５０ｍＴｏｒｒの圧力に調整する。基板７は基板加熱ラ
ンプ８により３００度に加熱調整する。ＲＦ電源２によ
りプラズマ発生用電極１４に投入電力が供給されると、
プラズマ３が発生する。供給された原材料ガスは基板７
近傍において熱分解、またプラズマにより分解され、ま
た同時に、プラズマ３により活性化、また電離した酸素
と結びつき、酸化マグネシウムとなり、基板搬送されて
いる基板７上に積層する。The pressure in the film forming chamber 1 is adjusted to 50 mTorr by the vacuum exhaust system 12. The substrate 7 is heated and adjusted to 300 degrees by the substrate heating lamp 8. When the input power is supplied to the plasma generating electrode 14 by the RF power source 2,
Plasma 3 is generated. The supplied raw material gas is supplied to the substrate 7.
In the vicinity, it is thermally decomposed and decomposed by plasma, and at the same time, activated by plasma 3 and combined with ionized oxygen to become magnesium oxide, which is laminated on the substrate 7 being transported.
【００３６】プラズマが発生するプラズマ発生用電極４
上で原材料ガスの流れる方向と、基板７が搬送される方
向が同一方向になるようにしているため、図２（ａ）に
示すような結晶配向性に優れた膜を得ることができる。
また、搬送成膜であるため、膜厚、膜質均一性の高い膜
を得ることができる。Electrode 4 for generating plasma for generating plasma
Since the direction in which the raw material gas flows and the direction in which the substrate 7 is transported are the same, a film having excellent crystal orientation as shown in FIG. 2A can be obtained.
In addition, since the film is formed by transport, a film having high uniformity in film thickness and film quality can be obtained.
【００３７】また、本実施例においては、成膜室１にプ
ラズマ発生用電極４、プラズマ発生用電極４に電力を供
給する電源２、プラズマ発生用電極４上での領域を限定
するシ−ルド５などから構成されるプラズマ発生部を１
組しか設置していないが、図３に示すように、プラズマ
発生部を複数個設置してもよい。これにより高品質な膜
質を高速で得ることができる。Further, in this embodiment, the plasma generating electrode 4 is provided in the film forming chamber 1, the power supply 2 for supplying power to the plasma generating electrode 4, and a shield for limiting the area on the plasma generating electrode 4. 5 and the like
Although only a set is provided, a plurality of plasma generating units may be provided as shown in FIG. Thereby, high quality film quality can be obtained at high speed.
【００３８】また、本実施例においては、成膜室１にガ
ス供給系１９、ノズル２０、そしてプラズマ発生用電極
１４、プラズマ発生用電極１４に電力を供給する電源
２、プラズマ発生用電極１４上での領域を限定するシ−
ルド５などから構成されるプラズマ発生部、そして真空
排気系１５を１組しか設置していないが、図４に示すよ
うに、ガス供給系１９、ノズル２０、プラズマ発生部、
真空排気系１５を複数個設置してもよい。これにより高
品質な膜質を高速で得ることができる。In the present embodiment, the gas supply system 19, the nozzle 20, the plasma generating electrode 14, the power supply 2 for supplying power to the plasma generating electrode 14, To limit the area in
Although only one set of a plasma generation unit composed of a gas chamber 5 and a vacuum evacuation system 15 is installed, as shown in FIG. 4, a gas supply system 19, a nozzle 20, a plasma generation unit,
A plurality of evacuation systems 15 may be provided. Thereby, high quality film quality can be obtained at high speed.
【００３９】[0039]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、結晶配向
性に優れた高品質な膜を大面積、均一に形成できるた
め、高品質なデバイスを安価に生産することが可能とな
る。As described above, according to the present invention, a high-quality film having excellent crystal orientation can be formed uniformly over a large area, so that a high-quality device can be produced at low cost.
【図１】本発明の一実施例におけるプラズマＭＯＣＶＤ
装置の基本構成図FIG. 1 shows plasma MOCVD according to an embodiment of the present invention.
Basic configuration diagram of the device
【図２】（ａ）本発明の一実施例におけるプラズマＭＯ
ＣＶＤ装置のプラズマ発生用電極・基板間で原材料ガス
の流れる方向が基板搬送方向と同じ場合にして形成した
酸化マグネシウム膜のＸ線回折結果を示す図 （ｂ）プラズマ発生用電極・基板間で原材料ガスの流れ
る方向が基板搬送方向と逆方向の場合で形成した酸化マ
グネシウム膜のＸ線回折結果を示す図FIG. 2A shows a plasma MO according to an embodiment of the present invention.
Diagram showing the X-ray diffraction results of a magnesium oxide film formed when the flow direction of the raw material gas between the plasma generating electrode and the substrate in the CVD apparatus is the same as the substrate transport direction. (B) The raw material between the plasma generating electrode and the substrate The figure which shows the X-ray-diffraction result of the magnesium oxide film formed when the gas flow direction is the opposite direction to the board | substrate conveyance direction.
【図３】本発明の一実施例におけるプラズマＭＯＣＶＤ
装置の他の構成図FIG. 3 shows plasma MOCVD according to one embodiment of the present invention.
Other configuration diagram of the device
【図４】本発明の一実施例におけるプラズマＭＯＣＶＤ
装置のさらに他の構成図FIG. 4 shows plasma MOCVD according to one embodiment of the present invention.
Still another configuration diagram of the device
【図５】従来の静止対向成膜方式のプラズマＭＯＣＶＤ
装置の基本構成図FIG. 5 shows a conventional stationary MOCVD method using plasma MOCVD.
Basic configuration diagram of the device
【図６】（ａ）従来の静止対向成膜方式のプラズマＭＯ
ＣＶＤ装置で形成した膜の概略図 （ｂ）従来の静止対向成膜方式のプラズマＭＯＣＶＤ装
置で形成した酸化マグネシウム膜のＸ線回折結果を示す
図FIG. 6A shows a plasma MO of a conventional stationary facing film forming method.
Schematic diagram of a film formed by a CVD device (b) Diagram showing the result of X-ray diffraction of a magnesium oxide film formed by a conventional static MOCVD plasma MOCVD device
１ 成膜室 ２ ＲＦ電源 ３ プラズマ ４ プラズマ発生用電極 ５ シ−ルド ６ 絶縁物 ７ 基板 ８ 基板加熱ランプ ９ 基板ホルダ− １０ 原材料ガス供給系 １１ 酸素ガス供給系 １２ 永久磁石 １３ カソ−ドホルダ− １４ 水冷系 １５ 真空排気系 １６ 予備排気系 １７ ロ−ドロック室 １８ アンロ−ドロック室 １９ ガス供給系 ２０ ノズル DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Film-forming chamber 2 RF power supply 3 Plasma 4 Plasma generation electrode 5 Shield 6 Insulator 7 Substrate 8 Substrate heating lamp 9 Substrate holder 10 Raw material gas supply system 11 Oxygen gas supply system 12 Permanent magnet 13 Cathode holder 14 Water cooling system 15 Vacuum exhaust system 16 Preliminary exhaust system 17 Load lock chamber 18 Unload lock chamber 19 Gas supply system 20 Nozzle
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鳥井 秀雄 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Hideo Torii 1006 Kadoma Kadoma, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Claims (7)
応性ガスと共に、成膜室内でプラズマにより分解し、基
板を搬送しながら、前記基板上に膜を形成するプラズマ
ＭＯＣＶＤ法を実行するプラズマＭＯＣＶＤ装置であっ
て、前記成膜室内のプラズマが発生する領域において、
前記原材料ガスの流れる方向と、前記基板を搬送する方
向を同一方向としたことを特長とするプラズマＭＯＣＶ
Ｄ装置。A plasma MOCVD apparatus for performing a plasma MOCVD method for forming a film on a substrate while gasifying a raw material gas or a raw material, decomposing the raw material gas with a reactive gas by a plasma in a film forming chamber, and transporting the substrate. In a region where plasma is generated in the film forming chamber,
A plasma MOCV, wherein a direction in which the raw material gas flows and a direction in which the substrate is transferred are the same.
D device.
ガスの吐出方向を基板の面方向と平行にしないことを特
徴とする請求項１記載のプラズマＭＯＣＶＤ装置。2. The plasma MOCVD apparatus according to claim 1, wherein the discharge direction of the raw material gas from the nozzle for discharging the raw material gas is not parallel to the surface direction of the substrate.
膜室内に吐出することを特徴とする請求項１または２記
載のプラズマＭＯＣＶＤ装置。3. The plasma MOCVD apparatus according to claim 1, wherein a reactive gas and a raw material gas are mixed and then discharged into a film forming chamber.
する請求項１〜３のいずれかに記載のプラズマＭＯＣＶ
Ｄ装置。4. The plasma MOCV according to claim 1, wherein a heated reactive gas is used.
D device.
０度とすることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに
記載のプラズマＭＯＣＶＤ装置。5. The temperature of the heated reactive gas is 200 to 40.
The plasma MOCVD apparatus according to claim 1, wherein the angle is set to 0 °.
もしくは液体を用い、これをガス化し、少なくとも酸素
を含むガスとともにプラズマにより分解し、酸化マグネ
シウム膜を形成する請求項１〜５のいずれかに記載のプ
ラズマＭＯＣＶＤ装置を用いて形成した酸化マグネシウ
ム膜。6. A magnesium oxide film according to claim 1, wherein an organometallic solid or liquid containing magnesium is used as a raw material, which is gasified and decomposed by plasma with at least a gas containing oxygen to form a magnesium oxide film. Magnesium oxide film formed using the plasma MOCVD apparatus.
応性ガスと共に、成膜室内でプラズマにより分解し、基
板を搬送しながら、前記基板上に薄膜を製造するに際し
て、前記成膜室内のプラズマが発生する領域において、
前記原材料ガスの流れる方向と、前記基板を搬送する方
向を同一方向としたことを特徴とする薄膜付着体の製造
方法。7. A raw material gas or a raw material gas is gasified, and is decomposed by a plasma together with a reactive gas in a film formation chamber. When a thin film is manufactured on the substrate while transporting the substrate, the plasma in the film formation chamber is converted into a plasma. In the area where it occurs,
A method for producing a thin film adhered body, wherein a direction in which the raw material gas flows and a direction in which the substrate is transported are the same.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5940598A JPH11256341A (en) | 1998-03-11 | 1998-03-11 | Plasma mocvd device and magnesium oxide film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5940598A JPH11256341A (en) | 1998-03-11 | 1998-03-11 | Plasma mocvd device and magnesium oxide film |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11256341A true JPH11256341A (en) | 1999-09-21 |
Family
ID=13112350
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5940598A Pending JPH11256341A (en) | 1998-03-11 | 1998-03-11 | Plasma mocvd device and magnesium oxide film |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11256341A (en) |
-
1998
- 1998-03-11 JP JP5940598A patent/JPH11256341A/en active Pending
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