(57)【要約】【課題】希土類元素が添加されたＳｉＯＮ膜が形成できるようにする。【解決手段】成膜室１０２とＥＣＲイオン源１０１の内部を真空排気し、ＥＣＲイオン源１０１において電子サイクロトロン共鳴法によりアルゴンガスと酸素ガスと窒素ガスとによるプラズマを生成し、生成したプラズマをイオン引出口１０１ａより引き出し、ソースガス導入部１０７よりシランガスを供給している基板１０５の表面に引き出したプラズマを照射し、基板１０５の上に酸窒化シリコンを堆積すると共に、希土類金属ターゲット１１１に高周波電圧を印加してスパッタ現象を起こし、希土類金属ターゲット１１１を構成する希土類元素を飛び出させて基板１０５に到達させる。【選択図】  図１
2005307222.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
希土類金属から構成されたターゲットが内部に固定された成膜室の内部に膜形成対象の基板を載置する第１工程と、
前記成膜室とこれにプラズマ引出口を介して連通するプラズマ生成室の内部を真空排気する第２工程と、
前記プラズマ生成室において電子サイクロトロン共鳴法により生成したアルゴンガスと酸素ガスと窒素ガスとによるプラズマを発散磁場により前記プラズマ引出口より引き出し、シリコンソースガスを供給している基板の表面に引き出した前記プラズマを照射して前記基板の上に酸窒化シリコンを堆積すると共に、
前記ターゲットに電力を印加して前記プラズマ中のイオンを前記ターゲットに衝突させてスパッタ現象を起こすことで、前記ターゲットを構成する希土類元素を飛び出させて前記基板に到達させ、
前記基板の上に前記希土類元素が添加された酸窒化シリコン膜が形成された状態とする第３工程と
を備えることを特徴とする酸窒化シリコン膜の形成方法。
【請求項２】
成膜室の内部に膜形成対象の基板を載置する第１工程と、
前記成膜室とこれにプラズマ引出口を介して連通するプラズマ生成室の内部を真空排気する第２工程と、
前記プラズマ生成室において電子サイクロトロン共鳴法により生成した酸素ガスと窒素ガスとによるプラズマを発散磁場により前記プラズマ引出口より引き出し、シリコンソースガスと希土類金属ソースガスとを供給している基板の表面に引き出した前記プラズマを照射し、
前記基板の上に酸窒化シリコンを堆積すると共に前記希土類金属ソースガスを分解して希土類元素を生成させ、
前記基板の上に前記希土類元素が添加された酸窒化シリコン膜が形成された状態とする第３工程と
を備えることを特徴とする酸窒化シリコン膜の形成方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載の酸窒化シリコン膜の形成方法において、
前記基板に紫外線を照射した状態で前記酸窒化シリコンを堆積する
ことを特徴とする酸窒化シリコン膜の形成方法。
【請求項４】
希土類金属から構成されたターゲットが内部に固定された成膜室と、
前記成膜室の内部に膜形成対象の基板を載置するための基板台と、
前記成膜室にプラズマ引出口を介して連通するプラズマ生成室と、
前記成膜室及び前記プラズマ生成室の内部を真空排気する排気手段と、
前記プラズマ生成室の内部にアルゴンガスと酸素ガスと窒素ガスとを供給するプラズマガス供給手段と、
前記プラズマ生成室の内部に電子サイクロトロン共鳴法によりアルゴンガスと酸素ガスと窒素ガスからなるプラズマを生成するプラズマ生成手段と、
前記プラズマを前記プラズマ引出口より前記成膜室に引き出す磁場発生手段と、
前記基板台に固定された前記基板の表面にシリコンソースガスを供給するソースガス供給手段と、
前記成膜室に引き出された前記プラズマ中のイオンを前記ターゲットに衝突させるための電力を前記ターゲットに供給する電力供給手段と
を少なくとも備えることを特徴とする酸窒化シリコン膜の形成装置。
【請求項５】
成膜室及びこの成膜室の内部に膜形成対象の基板を載置するための基板台と、
前記成膜室にプラズマ引出口を介して連通するプラズマ生成室と、
前記成膜室及び前記プラズマ生成室の内部を真空排気する排気手段と、
前記プラズマ生成室の内部に酸素ガスと窒素ガスとを供給するプラズマガス供給手段と、
前記プラズマ生成室の内部に電子サイクロトロン共鳴法により酸素ガスと窒素ガスからなるプラズマを生成するプラズマ生成手段と、
前記プラズマを前記プラズマ引出口より前記成膜室に引き出す磁場発生手段と、
前記基板台に固定された前記基板の表面にシリコンソースガスを供給する第１ソースガス供給手段と、
前記基板台に固定された前記基板の表面に希土類元素ソースガスを供給する第２ソースガス供給手段と
を少なくとも備えることを特徴とする酸窒化シリコン膜の形成装置。
【請求項６】
請求項４又は５記載の酸窒化シリコン膜の形成装置において、
前記基板台に固定された前記基板に紫外線を照射する紫外線照射手段を備えることを特徴とする酸窒化シリコン膜の形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば光通信で利用される光増幅器など形成するために用いる酸窒化シリコン膜の形成方法及び形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、光通信ネットワークでは、波長分割多重（ＷＤＭ）方式により大容量伝送が可能となっている。ＷＤＭ方式では、光を光のまま増幅する光増幅器が重要な役割を担っている。例えば、従来の光通信ネットワークを用いたデジタル再生中継方式では、伝送された光信号を電気信号に変換し、変換した電気信号パルス列を整形した後、成形した電気信号を光信号に変換し、変換した光信号を中継していた。
【０００３】
電気信号に変換して中継する場合、変換前の光の各波長毎に中継器が必要となる。また、中継におけるビットレートを大きくする変更を行う場合、既に敷設されている中継器を全て交換することになる。このように、電気信号に変換して中継する方式では、設備が大がかりになり、変更がしにくいという問題がある。
【０００４】
上述した方式に対し、光増幅器を用いて中継する場合、光を電気に変換することなく異なる波長の光を一括して増幅でき、かつ、ビットレートなどの信号方式に無関係に増幅できるため、中継器が非常に簡単な構成となる。
現在、Ｃバンド（１５３０〜１５６５ｎｍ）の光増幅器として最も利用されているのが、エルビウム添加光ファイバー増幅器（ＥＤＦＡ）である（非特許文献１参照）。
【０００５】
エルビウム添加光ファイバー（ＥＤＦ）は、石英系光ファイバーのコア中心部にエルビウム（Ｅｒ）を添加したファイバーであり、数１０〜数１００ｍの長さで４０ｄＢ以上の高利得が得られている。また、半導体レーザーによりＥＤＦ中のエルビウム原子を励起し、信号光を入射すると誘導放出により増幅できるため、単純な構造で光増幅器が構成できる。
【０００６】
しかしながら、ＥＤＦＡを構成するＥＤＦは、長さは、数１０〜数１００ｍにもなり、光増幅器の小型化を阻害している。これは、非屈折率差が０．３％程度の石英系光ファイバーを用いているためである。
これに対し、ＳｉＯＮをコアに用いて酸化シリコンをクラッドに用い、大きな非屈折率差を持った導波路を構成することで、導波路長を短縮することができ、小型の光増幅器が実現できる。大きな非屈折率差の導波路により、光をより小さな領域に閉じ込めてより高いパワー密度の光で励起することが可能になるため、導波路長が短縮できる。
【０００７】
なお、出願人は、本明細書に記載した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を出願時までに発見するには至らなかった。
【非特許文献１】須藤昭一編著、「エルビウム添加光ファイバ増幅器」、オプトロニクス社、１９９９年１１月２１日。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来では、希土類元素が添加されたＳｉＯＮを形成する実用的な技術がなかった。ＳｉＯＮの膜は、例えば、スパッタ法やＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法により形成されているが、希土類元素が添加された状態で形成する技術はない。
本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、希土類元素が添加されたＳｉＯＮ膜が形成できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る酸窒化シリコン膜の形成方法は、希土類金属から構成されたターゲットが内部に固定された成膜室の内部に膜形成対象の基板を載置し、成膜室とこれにプラズマ引出口を介して連通するプラズマ生成室の内部を真空排気し、プラズマ生成室において電子サイクロトロン共鳴法により生成したアルゴンガスと酸素ガスと窒素ガスとによるプラズマを発散磁場によりプラズマ引出口より引き出し、シリコンソースガスを供給している基板の表面に引き出したプラズマを照射して基板の上に酸窒化シリコンを堆積すると共に、ターゲットに電力を印加してプラズマ中のイオンをターゲットに衝突させてスパッタ現象を起こすことで、ターゲットを構成する希土類元素を飛び出させて基板に到達させ、基板の上に希土類元素が添加された酸窒化シリコン膜が形成された状態とするようにしたものである。
【００１０】
また、本発明に係る他の酸窒化シリコン膜の形成方法は、成膜室の内部に膜形成対象の基板を載置し、成膜室とこれにプラズマ引出口を介して連通するプラズマ生成室の内部を真空排気し、プラズマ生成室において電子サイクロトロン共鳴法により生成した酸素ガスと窒素ガスとによるプラズマを発散磁場によりプラズマ引出口より引き出し、シリコンソースガスと希土類金属ソースガスとを供給している基板の表面に引き出したプラズマを照射し、基板の上に酸窒化シリコンを堆積すると共に希土類金属ソースガスを分解して希土類元素を生成させ、基板の上に希土類元素が添加された酸窒化シリコン膜が形成された状態とするようにしたものである。
【００１１】
上述した酸窒化シリコン膜の形成方法において、基板に紫外線を照射した状態で酸窒化シリコンを堆積するようにしてもよい。
【００１２】
本発明に係る酸窒化シリコン膜の形成装置は、希土類金属から構成されたターゲットが内部に固定された成膜室と、成膜室の内部に膜形成対象の基板を載置するための基板台と、成膜室にプラズマ引出口を介して連通するプラズマ生成室と、成膜室及びプラズマ生成室の内部を真空排気する排気手段と、プラズマ生成室の内部にアルゴンガスと酸素ガスと窒素ガスとを供給するプラズマガス供給手段と、プラズマ生成室の内部に電子サイクロトロン共鳴法によりアルゴンガスと酸素ガスと窒素ガスからなるプラズマを生成するプラズマ生成手段と、プラズマをプラズマ引出口より成膜室に引き出す磁場発生手段と、基板台に固定された基板の表面にシリコンソースガスを供給するソースガス供給手段と、成膜室に引き出されたプラズマ中のイオンをターゲットに衝突させるための電力をターゲットに供給する電力供給手段とを少なくとも備えるものである。
【００１３】
また、本発明に係る他の酸窒化シリコン膜の形成装置は、成膜室及び成膜室の内部に膜形成対象の基板を載置するための基板台と、成膜室にプラズマ引出口を介して連通するプラズマ生成室と、成膜室及びプラズマ生成室の内部を真空排気する排気手段と、プラズマ生成室の内部に酸素ガスと窒素ガスとを供給するプラズマガス供給手段と、プラズマ生成室の内部に電子サイクロトロン共鳴法により酸素ガスと窒素ガスからなるプラズマを生成するプラズマ生成手段と、プラズマをプラズマ引出口より成膜室に引き出す磁場発生手段と、基板台に固定された基板の表面にシリコンソースガスを供給する第１ソースガス供給手段と、基板台に固定された基板の表面に希土類元素ソースガスを供給する第２ソースガス供給手段とを少なくとも備えるものである。
【００１４】
上述した酸窒化シリコン膜の形成装置において、基板台に固定された基板に紫外線を照射する紫外線照射手段を備えるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、本発明によれば、ＥＣＲプラズマを用いたＣＶＤ法による酸窒化シリコンの堆積時に、同時に希土類元素を供給するようにしたので、希土類元素が添加されたＳｉＯＮ膜が形成できるという優れた効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
図１は、本発明の実施の形態におけるＳｉＯＮ膜の形成装置の構成例を示す構成図（ａ），一部の平面部（ｂ）である。図１に示す装置は、ＥＣＲイオン源（プラズマ生成室）１０１と、イオン引出口（プラズマ引出口）１０１ａを介してＥＣＲイオン源１０１に連通する成膜室１０２とを備えたＥＣＲ（Electron Cyclotron Resonance）プラズマアシストＣＶＤ装置である。成膜室１０２は、排気口１１３が図示しない真空排気装置に連通し、真空排気装置によりＥＣＲイオン源１０１と共に内部が真空排気される。
【００１７】
成膜室１０２には、ＳｉＯＮ膜が形成される対象となる基板１０５が固定される基板台１０４が設けられている。基板１０５は、例えば酸化シリコン膜が形成されているシリコン基板である。基板台１０４は、図示していないが、加熱機構を備えている。また、基板台１０４とイオン引出口１０１ａとの間には、ソースガス導入部１０７が配置されている。ソースガス導入部１０７は、図１（ｂ）に示すように、成膜室１０２の外部に貫通する導入管１７１と、基板台１０４の上に配置されるリング状の配管部１７２と、配管部１７２に設けられた複数のノズル１７３とを備えている。導入管１７１は、図示しないソースガス供給手段に連通している。
【００１８】
また、成膜室１０２の内部のイオン引出口１０１ａ近傍に、イオン引出口１０１ａを取り巻くリング状の希土類金属ターゲット１１１が配置されている。希土類金属ターゲット１１１は、図示していないが、絶縁体からなり内側の面が成膜室１０２の内部に露出した容器に収容されている。希土類金属ターゲット１１１は、例えば、エルビウム，ツリウム，ホルミウム，イッテルビウム，ネオジウム，プラセオジウム，ジスプロシウムのいずれかから構成されたものである。
【００１９】
ＥＣＲイオン源１０１は、石英窓１１０を介して導波管１０９に連通し、導波管１０９は、マイクロ波発振器１０８に連通している。また、ＥＣＲイオン源１０１の周囲には、磁気コイル（磁場発生手段）１０３が備えられている。磁気コイル１０３によりＥＣＲイオン源１０１の内部に形成される磁場の磁界強度は、ＥＣＲ条件を満たす８７５Ｇである。マイクロ波発振器１０８，導波管１０９，石英窓１１０により、ＥＣＲイオン源１０１にマイクロ波を供給するマイクロ波供給手段が構成されている。
【００２０】
以下、本実施の形態における酸窒化シリコン膜の形成方法例について説明する。
まず、成膜室１０２及びＥＣＲイオン源１０１の内部を所定の圧力（真空度）にまで排気（真空排気）した後、プラズマガス導入部１０６より酸素ガス，窒素ガス，及びアルゴンガスを導入する。この状態で、磁気コイル１０３よりＥＣＲイオン源１０１内に８７５Ｇの磁場を発生させ、また、マイクロ波発生器１０８より２．４５ＧＨｚのマイクロ波を導入し、電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）プラズマが発生した状態とする。
【００２１】
ついで、ソースガス導入部１０７（ノズル１７３）より、シリコンソースガスとしてシランガスを導入し、成膜室１０２の内部が例えば０．１Ｐａ程度の圧力にされた状態とする。
ＥＣＲイオン源１０１内で生成したＥＣＲプラズマは、磁気コイル１０３からの発散磁場により基板台１０４の方向に流れるプラズマ流を形成する。形成されたプラズマ流は、イオン引出口１０１ａより引き出され、希土類金属ターゲット１１１及び配管部１７２のリング中央部を通過し、基板台１０４に到達する。
【００２２】
以上のことによりプラズマが生成されている状態において、基板１０５の表面には、前述したようにソースガス導入部１０７（ノズル１７３）より導入されたシランガスが供給されている。従って、図２（ａ）に示すように、基板１０５の表面では、供給されているシランガスとプラズマ２０１中の酸素，窒素プラズマとが反応し、基板１０５の上に反応物２０２が堆積されるようになる。
【００２３】
加えて、希土類金属ターゲット１１１に高周波電源１１２より高周波電圧（１３．５６ＭＨｚ）を印加することで、プラズマ流中のプラズマ（アルゴンイオン）を希土類金属ターゲット１１１の表面に引き寄せてスパッタリングを行う。スパッタリングにより希土類金属ターゲット１１１の表面より希土類金属の粒子が飛び出し、図２（ｂ）に示すように、イオン引出口１０１ａより引き出されたプラズマ２０１と共に基板１０５の上に希土類元素２０３が到達する。また、プラズマ流中の酸素イオンにより希土類金属ターゲット１１１の表面が一部酸化されるため、希土類金属の酸化物も基板１０５の上に到達する。
【００２４】
前述したように、基板１０５の表面では、シランガスと酸素，窒素プラズマとが反応した反応物２０２が堆積しており、到達した希土類金属及びこの酸化物が、形成されている反応物２０２の中に取り込まれる。これらの結果、図２（ｃ）に示すように、基板１０５の表面に、希土類元素が添加されたＳｉＯＮ膜２０４が形成された状態が得られる。
希土類金属ターゲット１１１がエルビウムから構成されたものであれば、エルビウムが添加されたＳｉＯＮ膜が形成される。
【００２５】
また、希土類金属ターゲット１１１がツリウムから構成されたものであれば、ツリウムが添加されたＳｉＯＮ膜が形成される。また、希土類金属ターゲット１１１がホルミウムから構成されたものであれば、ホルミウムが添加されたＳｉＯＮ膜が形成される。また、希土類金属ターゲット１１１がイッテルビウムから構成されたものであれば、イッテルビウムが添加されたＳｉＯＮ膜が形成される。
【００２６】
また、希土類金属ターゲット１１１がネオジウムから構成されたものであれば、ネオジウムが添加されたＳｉＯＮ膜が形成される。また、希土類金属ターゲット１１１がプラセオジウムから構成されたものであれば、プラセオジウムが添加されたＳｉＯＮ膜が形成される。また、希土類金属ターゲット１１１がジスプロシウムから構成されたものであれば、ジスプロシウムが添加されたＳｉＯＮ膜が形成される。
【００２７】
ここで、ＳｉＯＮ膜の堆積速度はシランガスの供給流量により調整できる。得られたＳｉＯＮ膜の屈折率は、シランガスの供給流量に対する酸素ガスと窒素ガスの供給流量比を調整することにより制御できる。また、希土類元素の添加濃度は、アルゴンガスの供給流量及び希土類金属ターゲット１１１に対して印加する高周波電圧により制御できる。
なお、ＥＣＲイオン源１０１から引き出されただけの酸素イオン及び窒素イオンによるスパッタ効果は小さいため、希土類金属ターゲット１１１に高周波電力が印加されていない場合には、ほとんどスパッタ現象は生じない。また、上述したＳｉＯＮ膜の形成は、基板台１０４が備える加熱機構により基板１０５を加熱した状態で行うようにしてもよい。
【００２８】
次に、本発明の実施の形態における他のＳｉＯＮ膜の形成について説明する。
図３は、有機金属化合物ガスの分解により希土類元素をＳｉＯＮ膜中に添加するようにした本実施の形態におけるＳｉＯＮ膜の形成装置の構成図である。図３に示す装置は、ＥＣＲイオン源３０１と、イオン引出口３０１ａを介してＥＣＲイオン源３０１に連通する成膜室３０２とを備えている。成膜室３０２は、排気口３１３が図示しない真空排気装置に連通し、真空排気装置によりＥＣＲイオン源３０１と共に内部が真空排気される。
【００２９】
成膜室３０２には、ＳｉＯＮ膜の形成対象の基板３０５が固定される基板台３０４が設けられている。基板３０５は、例えば酸化シリコン膜が形成されているシリコン基板である。基板台３０４は、図示していないが、加熱機構を備えている。また、基板台３０４とイオン引出口３０１ａとの間に、２つのソースガス導入部３０７，３１１が配置されている。ソースガス導入部３０７，３１１は、図１に示したソースガス導入部１０７と同様であり、複数のノズルを備えたリング状の配管部を備えている。ソースガス導入部３０７により、シリコンソースガスとしてシランガスが導入され、ソースガス導入部３１１により希土類元素ソースガスが導入される。
【００３０】
ＥＣＲイオン源３０１は、石英窓３１０を介して導波管３０９に連通し、導波管３０９は、マイクロ波発振器３０８に連通している。また、ＥＣＲイオン源３０１の周囲には、磁気コイル（磁場発生手段）３０３が備えられている。磁気コイル３０３によりＥＣＲイオン源３０１の内部に形成される磁場の磁界強度は、ＥＣＲ条件を満たす８７５Ｇである。マイクロ波発振器３０８，導波管３０９，石英窓１３０により、ＥＣＲイオン源３０１にマイクロ波を供給するマイクロ波供給手段が構成されている。
【００３１】
以下、図３に示す装置を用いたＳｉＯＮ膜の形成方法について説明する。
まず、成膜室３０２及びＥＣＲイオン源３０１の内部を所定の圧力（真空度）にまで排気（真空排気）した後、プラズマガス導入部３０６より酸素ガス，窒素ガスを導入する。
以上のように各プラズマガスが供給された状態で、磁気コイル３０３よりＥＣＲイオン源３０１内に８７５Ｇの磁場を発生させ、また、マイクロ波発生器３０８より２．４５ＧＨｚのマイクロ波を導入し、電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）プラズマが発生した状態とする。
【００３２】
ついで、ソースガス導入部３０７よりシランガスを導入し、ソースガス導入部３１１より希土類元素ソースガスを導入し、成膜室３０２の内部が例えば０．１Ｐａ程度の圧力にされた状態とする。導入された各ソースガスは、基板３０５の表面に供給されることになる。希土類元素ソースガスとしては、希土類金属のトリスシクロペンタジエニル（tris-cyclopentadienyle）錯体、及び希土類金属のトリステトラメチルヘプタンジオネート（tris-tetramethylheptanedionate）錯体などの、希土類元素の有機金属化合物を用いることができる（非特許文献：足立吟也編著、「希土類の科学  １６章」、発行所  株式会社  化学同人、１９９９年３月刊）。
【００３３】
例えば、エルビウムが添加されたＳｉＯＮ膜の形成では、トリスシクロペンタジエニルエルビウム（Ｅｒ（Ｃ5Ｈ5）3）を用いることができる。トリスシクロペンタジエニルエルビウムを２２０℃に加熱して蒸発させ、蒸発させて得られたトリスシクロペンタジエニルエルビウムガスをソースガス導入部３１１より導入する。なお、より低い温度でガスが得られる材料が、望ましい。
【００３４】
ＥＣＲイオン源３０１内で生成したＥＣＲプラズマは、磁気コイル３０３からの発散磁場により基板台３０４の方向に流れるプラズマ流を形成する。形成されたプラズマ流は、イオン引出口３０１ａより引き出され、ソースガス導入部３０７，３１１のリング中央部を通過し、基板台３０４に到達する。
【００３５】
以上のことによりプラズマが生成されている状態において、基板３０５の表面には、前述したようにシランガスとトリスシクロペンタジエニルエルビウムガスとが供給されている。従って、基板３０５の表面では、まず、供給されているシランガスとプラズマ中の酸素，窒素プラズマとが反応し、基板３０５の上に反応物（ＳｉＯＮ）が堆積される。また、トリスシクロペンタジエニルエルビウムの分解により生成したエルビウムが、基板３０５の上に堆積した反応物中に添加された状態となる。これらの結果、基板３０５の上には、エルビウムが添加されたＳｉＯＮ膜が形成された状態となる。
【００３６】
また、ツリウムの金属錯体からなるソースガスをソースガス導入部３１１より導入することで、ツリウムが添加されたＳｉＯＮ膜が形成できる。また、ホルミウムの金属錯体からなるソースガスをソースガス導入部３１１より導入することで、ホルミウムが添加されたＳｉＯＮ膜が形成できる。また、イッテルビウムの金属錯体からなるソースガスをソースガス導入部３１１より導入することで、イッテルビウムが添加されたＳｉＯＮ膜が形成できる。
【００３７】
また、ネオジウムの金属錯体からなるソースガスをソースガス導入部３１１より導入することで、ネオジウムが添加されたＳｉＯＮ膜が形成できる。また、プラセオジウムの金属錯体からなるソースガスをソースガス導入部３１１より導入することで、プラセオジウムが添加されたＳｉＯＮ膜が形成できる。また、ジスプロシウムの金属錯体からなるソースガスをソースガス導入部３１１より導入することで、ジスプロシウムが添加されたＳｉＯＮ膜が形成できる。
【００３８】
ここで、ＳｉＯＮ膜の堆積速度はシランガスの供給流量により調整できる。得られたＳｉＯＮ膜の屈折率は、シランガスの供給流量に対する酸素ガスと窒素ガスの供給流量比を調整することにより制御できる。また、希土類元素の添加濃度は、希土類元素ソースガスの供給流量により制御できる。
なお、上述したＳｉＯＮ膜の形成は、基板台３０４が備える加熱機構により基板３０５を加熱した状態で行うようにしてもよい。
【００３９】
ところで、上述したＥＣＲプラズマアシストＣＶＤ法によりＳｉＯＮ膜を堆積すると、膜中にＮ−Ｈ結合が含まれる場合がある。Ｎ−Ｈ結合の伸縮振動の第一倍音が波長１５００ｎｍ付近にあるため、コアを構成している材料中にＮ−Ｈ結合が存在すると、光通信に用いられる１．５５μｍ帯の光を吸収し、減衰させることになる。従って、前述した方法により形成したＳｉＯＮ膜にＮ−Ｈ結合が含まれる場合、光導波路の材料として用いるためには、Ｎ−Ｈ結合の含有量を低下させた方がよい。
【００４０】
Ｎ−Ｈ結合の含有量は、堆積しているＳｉＯＮ膜を加熱して水素原子を脱離させることで、低減させることができる。例えば、図４に示すように、紫外線を照射する紫外線照射部４０１からなる加熱機構により、基板１０５の上に形成されているＳｉＯＮ膜を効率的に加熱することが可能である。
【００４１】
図４に示す酸窒化シリコン膜の形成装置は、成膜室１０２に紫外線照射部４０１が設けられたものであり、紫外線照射部４０１より照射される紫外線４０２は、基板台１０４の上に固定される基板１０５の表面を照射する。紫外線照射部４０１は、例えばキセノンランプ，重水素ランプ，及びエキシマランプなどから構成されている。紫外線照射部４０１からの紫外線４０２が照射されることで、基板１０５の表面に堆積しているＳｉＯＮ膜を効率的に加熱することができる。
【００４２】
例えば、基板１０５の表面に紫外線４０２を照射した状態で、前述したようにＳｉＯＮを堆積すれば、Ｈ含有量の少ない希土類元素添加ＳｉＯＮ膜が形成できる。なお、図４において、同一の符号で示す他の部分は、図１と同様である。
なお、紫外線の照射による基板上の酸窒化シリコン膜の加熱は、図３を用いて説明した実施の形態に適用しても、同様の効果が得られる。図４に示す紫外線照射部４０１を、図３に示すＳｉＯＮ膜の形成装置に組み合わせればよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施の形態におけるＳｉＯＮ膜の形成装置の構成例を示す構成図（ａ），一部の平面部（ｂ）である。
【図２】本発明の実施の形態におけるＳｉＯＮ膜の形成方法を説明するための工程図である。
【図３】有機金属化合物ガスの分解により希土類元素をＳｉＯＮ膜中に添加するようにした本発明の実施の形態におけるＳｉＯＮ膜の形成装置の構成図である。
【図４】本発明の実施の形態における他のＳｉＯＮ膜の形成装置の構成例を示す構成図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０１…ＥＣＲイオン源（プラズマ生成室）、１０１ａ…イオン引出口（プラズマ引出口）、１０２…成膜室、１０３…磁気コイル（磁場発生手段）、１０４…基板台、１０５…基板、１０６…プラズマガス導入部、１０７…ソースガス導入部、１０８…マイクロ波発振器、１０９…導波管、１１０…石英窓、１１１…希土類金属ターゲット、１１２…高周波電源、１１３…排気口。
【図１】
2005307222.tif 000003
【図２】
2005307222.tif 000004
【図３】
2005307222.tif 000005
【図４】
2005307222.tif 000006