放電電極間の電力分布が均一な高速・高品質・大面積製膜用パルス放電VHFプラズマCVD装置

開放特許情報番号
L2006006613
開放特許情報登録日
2006/10/6
最新更新日
2008/10/17

基本情報

出願番号 特願2004-330137
出願日 2004/11/15
出願人 村田 正義
公開番号 特開2005-123203
公開日 2005/5/12
登録番号 特許第4022670号
特許権者 村田 正義
発明の名称 超高周波プラズマ発生用電極と、該電極により構成されたプラズマ表面処理装置及びプラズマ表面処理方法
技術分野 電気・電子、無機材料、機械・加工
機能 材料・素材の製造、表面処理、機械・部品の製造
適用製品 プラズマCVD装置、薄膜太陽電池、薄膜トランジスター、非晶質シリコン膜、微結晶シリコン膜
目的 シリコン系薄膜半導体を、メートル級サイズの大面積基板を対象に、低圧ないし高圧条件下で、均一にしかも高速で高品質に製造可能なVHFプラズマCVD装置を提供する。
効果 従来装置では、電源周波数が30〜300MHz(VHF帯域)になると、電極間に定在波が発生して均一なプラズマ生成は困難である。本発明装置によれば、発生時間帯が異なり、かつ、腹の位置が異なる2つの定在波を重ね合わせることにより、電極間の電力分布が時間平均的に均一になるので、定在波の影響を解消することが可能である。VHFプラズマの特長を活用した高密度・低電子温度のプラズマを大面積・均一に生成可能となる。その結果、低圧ないし高圧条件下での大面積・均一・高速・高品質の製膜が可能である。
技術概要
 
内部に基板が配置される排気系を備えた真空容器と、ガス供給系と、一対の電極と、2出力で該2出力の電圧の位相差を任意に設定可能な第1及び第2のパルス変調方式電源2台から構成され、前記電極の端部に設置された第1の給電点に、前記各電源の一方の出力が供給されると共に、該第1の給電点の対向点となる位置に設置された第2の給電点に該各電源の他方の出力が供給されるという構成を有することを特徴とする。前記第1の電源から供給されたパルス電力は電極間に第1の定在波を発生するが、その定在波の腹の位置は該第1の電源の出力電圧の位相差に依存する。例えば腹の位置を電極中央にする場合の位相差はΔθ↓1となる。同様に、第2の電源から供給されたパルス電力により電極間に第2の定在波が発生する。第2の定在波の腹の位置を電極中央から波長の四分の一離れた位置とする場合の位相差は、例えばΔθ↓2となる。さて、前記2台の電源の各々の出力電圧の位相差を上記Δθ↓1とΔθ↓2に設定して、その電力を上記電極に供給すると、電極間には、第1及び第2の定在波が交互に発生し、その膜の位置が波長の四分の一離れているので時間平均的に一定の電力分布が得られる。
実施実績 【有】  アイディアの実験的検証を主目的として、山口大学・工・福政修教授の研究設備を用いて、周波数200MHzで水素プラズマ生成実験を行った。
許諾実績 【無】   
特許権譲渡 【可】
特許権実施許諾 【可】

アピール情報

導入メリット 【改善】
改善効果1 平板型電極方式のプラズマCVD装置への応用では、従来装置での給電点位置を電極裏側から電極側面に変更し、かつ、本発明の装置と組合せて用いることにより、メートル級サイズの大面積基板を対象に、電源周波数30〜300HzのVHF帯域の高密度・低電子温度のプラズマを大面積・均一に生成可能である。
改善効果2 平板型電極方式のプラズマCVD装置への応用では、反応ガス供給装置から一対の電極間へ供給されるガスの流れを十分に一様化し、かつ、本発明の装置を組合せて用いることにより、メートル級サイズの大面積基板を対象に、低圧ないし高圧条件下で、高速で大面積に均一に薄膜を製造することができる。

登録者情報

登録者名称 村田 正義

技術供与

掲載された学会誌 【有】
掲載学会誌名1 第53回応用物理学関係連合講演会公演予稿集(2006春、武蔵工業大学)、NO.1、137頁

その他の情報

その他の提供特許
登録番号1 特願2005−016444
登録番号2 特願2004−318911
関連特許
国内 【有】
国外 【無】   
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