プラズマCVD

プラズマCVD（plasma CVD, plasma-enhanced chemical vapor deposition, PECVD）は、プラズマを援用えんようする型式けいしきの化学かがく気き相しょう成長せいちょう(CVD)の一種いっしゅである^[1]。さまざまな物質ぶっしつの薄膜うすまくを形成けいせいする蒸着じょうちゃく法ほうのひとつである。化学かがく反応はんのうを活性かっせい化かさせるため、高周波こうしゅうはなどを印加いんかすることで原料げんりょうガスをプラズマ化かさせるのが特徴とくちょうである。半導体はんどうたい素子そしの製造せいぞうなどに広ひろく用もちいられる。

特徴とくちょう

成なり膜まく速度そくどが速はやく、処理しょり面積めんせきも大おおきくできる、凹凸おうとつのある表面ひょうめんでも満遍まんべんなく製せい膜まくできるなど、化学かがく気き相しょう成長せいちょうの主おもな長所ちょうしょを多おおく有ゆうする。

さらにプラズマを援用えんようすることで、熱ねつCVDなどに比較ひかくすると下記かきのような長所ちょうしょを有ゆうする。

低ひくい温度おんどでも、より緻密ちみつな薄膜うすまくを形成けいせいできる。
熱ねつによるダメージや層間そうかんでの相互そうご拡散かくさんを抑制よくせいできる。
熱ねつ分解ぶんかいしにくい原料げんりょうでも、実用じつよう的てきな堆積たいせき速度そくどが得えられやすい。
熱ねつ分解ぶんかい温度おんどの異ことなる原料げんりょう同士どうしを用もちいても、様々さまざまな組成そせい比ひの薄膜うすまくを形成けいせいできる。

構成こうせい

プラズマCVDにおいては、直流ちょくりゅう(DC)・高周波こうしゅうは(RF)・マイクロ波はなどを供給きょうきゅうすることで、原料げんりょうガスをプラズマ状態じょうたいにする。

これによって原料げんりょうガスの原子げんしや分子ぶんしは励起れいきされ、化学かがく的てきに活性かっせいとなる^[1]。

励起れいき方法ほうほう

プラズマCVDには励起れいき方法ほうほうなどによって、下記かきのような分類ぶんるいがある^[1]。

高周波こうしゅうはプラズマCVD…工業こうぎょう用よう周波数しゅうはすう(13.56)MHzの高周波こうしゅうはによる放電ほうでんを用もちいる。絶縁ぜつえん性せいの薄膜うすまく形成けいせいが可能かのうで、もっとも一般いっぱん的てきなプラズマCVD。
高密度こうみつどプラズマ(HDP)CVD…高周波こうしゅうはプラズマCVDよりもプラズマ密度みつどを高たかめたもの。より低ひくい温度おんどでも良質りょうしつの膜まくが形成けいせいできるなどの利点りてんを持もつ。
- ECRプラズマCVD…2.45GHzのマイクロ波はとECR磁界じかいを印加いんかし、マイクロ波はを共鳴きょうめい吸収きゅうしゅうさせて生しょうじる放電ほうでんを利用りようするもの。
- 誘導ゆうどう結合けつごう型がたプラズマ(ICP)CVD
- ヘリコン波はプラズマCVD
- UHF,VHFプラズマCVD

圧力あつりょく

プラズマCVDは一般いっぱん的てきには反応はんのう室しつ内部ないぶの圧力あつりょくを真空しんくうポンプで減圧げんあつして運転うんてんされる。ポンプには油あぶら回転かいてんポンプやドライポンプのほか、ターボ分子ぶんしポンプ(TMP)やメカニカルブースターポンプ(MBP)などが組くみ合あわせて用もちいられることもある^[1]。大気たいき圧あつ（常つね圧あつ）で運転うんてんするものもあり、これらは大気たいき圧あつプラズマCVDと呼よばれる^[2]^[3]。

用途ようと

高周波こうしゅうはプラズマCVD法ほうは、特とくに薄膜うすまくシリコン膜まくの形成けいせいへの利用りようをきっかけとして広ひろく用もちいられるようになった。液晶えきしょうなど平面へいめんディスプレイの薄膜はくまくトランジスタ素子そし(TFT)や、薄膜うすまくシリコン太陽たいよう電池でんちの製造せいぞうで使つかわれるほか、超ちょうLSIの層間そうかん絶縁ぜつえん膜まくの形成けいせいなどにも用もちいられる^[1]。また高密度こうみつどプラズマCVD法ほうは、DRAMやLSIにおけるCMP(Chemical Mechanical Polishing)対応たいおうの層間そうかん絶縁ぜつえん膜まくの形成けいせいなど、高速こうそくで緻密ちみつな製せい膜まくや平坦へいたん性せいが求もとめられる用途ようとに利用りようされる。

参照さんしょう資料しりょう

^ ^a ^b ^c ^d ^e 図解ずかい・薄膜うすまく技術ぎじゅつ、真下ましも正夫まさお、畑はた朋とも延のべ、小島こじま勇夫いさお、培風館ばいふうかん、1999年ねん、ISBN 4-563-03541-6
^ 多孔たこう質しつカーボン電極でんきょく型がた大気たいき圧あつプラズマCVD 法ほうの開発かいはつ（大阪大学おおさかだいがく）
^ 大気たいき圧あつマルチガス高だか純度じゅんどプラズマを開発かいはつ、平成へいせい20年ねん、NEDO／東京工業大学とうきょうこうぎょうだいがく