TWI405859B - 矽點形成裝置 - Google Patents
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Description
本發明是關於當作使用於單一電子裝置等之電子裝置材料或發光材料等使用的微小尺寸之矽點(所謂的奈米粒子)之形成裝置。
作為矽奈米粒子之形成方法，所知的有在惰性氣體中使用準分子雷射等使矽加熱、蒸發而予以形成的物理性手法，再者，又知有氣體中蒸發法(參照日本神奈川縣產業技術綜合研究所研究報告No.9/2003第77至78頁)。後者為藉由高頻感應加熱或電弧放電取代雷射使矽加熱蒸發的手法。
再者，也有在CVD處理室內導入材料氣體，於加熱後之基板上形成矽奈米粒子之CVD法(參照日本專利JP2004-179658A)。
於該方法中，經過在基板上形成用以生長矽奈米粒子之晶核的工程，自該晶核使矽奈米予以生長。
但是，矽點是以在氧或氮等來執行終端處理為佳。在此「終端處理」是指使矽點耦合例如氧或是(及)氮，而產生(Si-O)耦合、(Si-N)耦合或是(Si-O-N)耦合等之處理。
藉由如此終端處理的氧或氮之耦合，即使在終端處理前之矽點上，例如有懸鍵般之缺陷，亦發揮彌補此之功能，就矽點整體而言，形成實質上抑制缺陷之狀態。施予如此終端處理之矽點當作電子裝置之材料使用時，提昇該裝置所求取之特性。例如，當作發光元件材料使用時，提昇該發光元件之發光亮度。
針對如此終端處理，於JP2004-83299A記載有以氧或氮執行終端處理之矽奈米結晶構造體之形成方法。
[專利文獻1]日本JP2004-179658A
[專利文獻2]日本JP2004-83299A
[非專利文獻1]日本神奈川縣產業技術綜合研究所研究報告No.9/2003 77至78頁
但是，以往之矽點形成方法中，藉由照射雷射使矽予以加熱蒸發之手法，是難以均勻控制能量密度而將雷射照射至矽，難以使矽點之粒徑或密度分布一致。即使在氣體中蒸發法中，由於矽之不均勻加熱，使矽點之粒徑或密度分布難以一致。
再者，在上述CVD法中，為了在基板上形成上述晶核，必須將基板加熱至550℃以上，無法採用耐熱溫度低之基板，基板材料之可選擇範圍則受到限制。
再者，記載於JP2004-83299A之矽奈米結晶構造體之形成方法中，終端處理前之由奈米刻度厚之矽微結晶和非晶質系所構成之矽薄膜形成，是以含有氫化矽氣體和氫氣之氣體之熱觸媒作用反應執行，或是以對含有氫化矽氣體和氫氣之氣體施加高頻電場而形成電漿，並在該電漿之狀態下執行，包含有與先前所說明之先前結晶矽薄膜相同之問題。
在此，本發明之課題是提供以比上述先前之CVD法較低溫，直接在矽點形成對象基體上，藉由密度分布均勻地形成粒徑一致之矽點，而可以自該矽點取得容易執行終端處理之矽點的矽點形成裝置。
本發明者為了解決如此之課題精心研究之結果，發現下述之事實。
即是，使濺鍍用氣體(例如氫氣)予以電漿化，以該電漿化學濺鍍(反應性濺鍍)矽濺鍍靶材，依此可在低溫下直接於矽點形成對象基體上密度分布均勻地形成粒徑一致之結晶性矽點。
例如，若以在電漿發光中波長在288nm之矽原子的發光強度Si(280nm)和波長在484nm之氫原子之發光強度Hβ之比[Si(288nm)/Hβ]為1.0以下，更佳為3.0以下或是0.5以下之電漿，來執行化學濺鍍時，即使在500℃以下之低溫，亦可以密度分布均勻地在基體上形成粒徑在20nm以下甚至10nm以下之範圍，粒徑為一致之結晶性的矽點。
如此之電漿形成是可以藉由於電漿形成區域導入濺鍍用氣體(例如，氫氣)，並對此施加高頻電力而執行。
再者，對以氫氣稀釋矽烷系氣體的氣體施加高頻電力而將該氣體予以電漿化，該電漿若為在電漿發光中，波長在288nm之矽原子的發光強度Si(288nm)和波長在484nm之氫原子發光強度Hβ之比[Si(288nm)/Hβ]為10.0以下，更佳為3.0以下或是0.5以下之電漿時，即使在該電漿之狀態下，亦可在低溫下直接於矽點形成對象基體上，密度分布均勻地形成粒徑一致之結晶性之矽點。
例如，可在500℃以下之低溫，密度分布均勻地在基體上形成粒徑在20nm以下甚至10nm以下之範圍下粒徑為一致之結晶性的矽點。
亦可併用藉由源自氫氣及矽烷氣體之電漿對矽濺鍍靶材進行的化學濺鍍。
即使任一者中之矽點之「粒徑一致」除了是指各矽點之粒徑皆為相同或略相同之時外，也指即使矽點之粒徑有參差不齊，但亦可將矽點之粒徑在實用上當作一致之時。例如，也包含矽點之粒徑在特定範圍(例如20nm以下之範圍或是10nm以下之範圍)內，或是當作大概一致，在實用上不會造成障礙之時，或矽點粒徑雖然分布在例如5nm至6nm之範圍和8nm至11nm之範圍，但是以全體而言，可以將矽點之粒徑當作大概在特定範圍(例如10nm以下之範圍)內一致，在實用上不會造成障礙之時等。即是，矽點之「粒徑一致」由實用上之觀點來看，是指全體可以說實質上為一致之時。
然後，將如此所形成之矽點，曝露於由含氧氣及(或)含氮氣所構成之電漿，依此可以容易取得以氧或氮被終端處理之矽點。
本發明提供下述第1至第4矽點形成裝置。
(1)第1矽點形成裝置
一種矽點形成裝置，包含：具有用以支持矽點形成對象基體之支持器的矽點形成室；將氫氣供給至該矽點形成室內的氫氣供給裝置；將矽烷系氣體供給至該矽點形成室內之矽烷系氣體供給裝置；自該矽點形成室內排氣的第1排氣裝置；第1高頻電力施加裝置，是在該矽點形成室內對自上述氫氣供給裝置所供給之氫氣及自上述矽烷氣體供給裝置所供給之矽烷系氣體施加高頻電力，而形成用以在該矽點形成室之內壁形成矽膜之矽膜形成用電漿；第2高頻電力施加裝置，是於形成該矽膜後，在該矽點形成室內，對自上述氫氣供給裝置所供給之氫氣施加高頻電力，而形成用以將該矽膜當作濺鍍靶材予以化學濺鍍之濺鍍用電漿；電漿發光分光測量裝置，是求取該矽點形成室內之電漿發光中，波長在288nm之矽原子的發光強度Si(288nm)和波長在484nm之氫原子之發光強度Hβ之比[Si(288nm)/Hβ]；終端處理室，是具有支持形成有矽點之基體的支持器，用以對該矽點施予終端處理；終端處理用氣體供給裝置，是對該終端處理室內供給自含氧氣體及含氮氣體所選出之至少一種終端處理用氣體；自該終端處理室內排氣之第2排氣裝置；和第3高頻電力施加裝置，是在該終端處理室內對自上述終端處理用氣體供給裝置所供給之終端處理用氣體施加高頻電力而形成終端處理用電漿。
該第1矽點形成裝置亦可以實施上述第1矽點形成方法。
該第1矽點形成裝置是又具備有控制部，是在藉由上述第1及第2高頻電壓施加裝置之至少第2高頻電力施加裝置之電漿形成中，比較以上述電漿發光計測裝置所求出之發光強度比[Si(288nm)/Hβ]和自10.0以下之範圍所決定之基準發光強度比[Si(288nm)/Hβ]，以在電漿的發光強度比[Si(288nm)/Hβ]朝向該基準發光強度比之方式，控制該第2高頻電力施加裝置之電源輸出、自上述氫氣供給裝置供給至上述矽點形成室內之氫氣供給量及上述排氣裝置之排氣量中之至少一個。
總之，第1、第2之高頻電力施加裝置是一部份或是全部互相共通亦可。
基準發光強度即使由3.0以下或是0.5以下之範圍決定亦可。
(2)第2矽點形成裝置
一種矽點形成裝置，包含：具有支持濺鍍靶材基板之支持器的靶材形成室；將氫氣供給至該靶材形成室內之第1氫氣供給裝置；將矽烷系氣體供給至該靶材形成室內之矽烷系氣體供給裝置；自該靶材形成室內排氣之第1排氣裝置；第1高頻電力施加裝置，是在該矽點形成室內對自上述第1氫氣供給裝置所供給之氫氣及自上述矽烷氣體供給裝置所供給之矽烷系氣體施加高頻電力，而形成用以在上述濺鍍基板上形成矽膜取得矽靶材之矽膜形成用電漿；矽點形成室，是在氣密性與外部隔絕之狀態下連設於上述靶材形成室，具有支持矽點形成對象基體之支持器；搬送裝置，是將矽濺鍍靶材不接觸到外氣從上述靶材形成室搬入配置在該矽點形成內；將氫氣供給至該矽點形成室內之第2氫氣供給裝置；自該矽點形成室內排氣的第2排氣裝置；第2高頻電力施加裝置，在該矽點形成室內，對自上述第2氫氣供給裝置所供給之氫氣施加高頻電力，而形成用以將自上述靶材形成室所搬入之上述矽靶材予以化學濺鍍之濺鍍用電漿；電漿發光分光測量裝置，是求取於該矽點形成室內之濺鍍用電漿發光中，波長在288nm之矽原子的發光強度Si(288nm)和波長在484nm之氫原子之發光強度Hβ之比[Si(288nm)/Hβ]；終端處理室，是具有支持形成有矽點之基體的支持器，用以對該矽點施予終端處理；終端處理用氣體供給裝置，是對該終端處理室內供給自含氧氣體及含氮氣體所選出之至少一種終端處理用氣體；自該終端處理室內排氣之第3排氣裝置；和第3高頻電力施加裝置，是在該終端處理室內對自上述終端處理用氣體供給裝置所供給之終端處理用氣體施加高頻電力而形成終端處理用電漿。
當藉由該第2矽點形成裝置時則可以實施上述第2矽點形成方法之裝置。
該第2矽點形成裝置又具有控制部，是在藉由第2高頻電力施加裝置之電漿形成中，比較以上述電漿發光計測裝置所求出之發光強度比[Si(288nm)/Hβ]和自10.0以下之範圍所決定之基準發光強度比[Si(288nm)/Hβ]，以上述矽點形成室內電漿的發光強度比[Si(288nm)/Hβ]朝向該基準發光強度比之方式，控制該第2高頻電力施加裝置之電源輸出、自上述第2氫氣供給裝置供給至上述矽點形成室內之氫氣供給量及上述排氣裝置之排氣量中之至少一個。
總之，即使對靶材形成室，設置求取在該室內之電漿發光中波長在288nm的矽原子之發光強度Si(288nm)和波長在484nm之氫原子之發光強度Hβ之比[Si(288nm)/Hβ]的電漿發光分光測量裝置亦可。此時，即使針對該計測裝置設置與上述相同之控制部亦可。
第1、第2及第3之高頻電力施加裝置即使一部份或是全部互相共通亦可。
第1、第2之氫氣供給裝置即使一部份或全部互相共通亦可。
第1、第2、第3排氣裝置即使一部份或全部互相共通亦可。
作為上述搬送裝置之配置，是可以舉出配置矽點形成室或是靶材形成室之例。矽點形成室和靶材形成室之連設即使經由閘閥直接性連設亦可，亦可使配置有上述搬送裝置之基體搬送室介於中間而間接性連設。
總之，基準發光強度比即使由3.0以下或是0.5以下之範圍決定亦可。
若設置對矽點形成內供給矽烷系氣體之第2矽烷系氣體供給裝置時，則成為在上述第4矽點形成方法中，可以實施併用矽濺鍍靶材之化學濺鍍之方法的裝置。
(3)第3矽點形成裝置
一種矽點形成裝置，包含：具有支持矽點形成對象基體之支持器的矽點形成室；被配置在該矽點形成室內之矽濺鍍靶材；將氫氣供給至該矽點形成室內之氫氣供給裝置；自該靶材形成室內排氣之第1排氣裝置；第1高頻電力施加裝置，是在該矽點形成室內對自上述第1氫氣供給裝置所供給之氫氣施加高頻電力，而形成用以化學濺鍍上述矽靶材的濺鍍用電漿；電漿發光分光測量裝置，是求取於該矽點形成室內之濺鍍用電漿發光中，波長在288nm之矽原子的發光強度Si(288nm)和波長在484nm之氫原子之發光強度Hβ之比[Si(288nm)/Hβ]；終端處理室，是具有支持形成有矽點之基體的支持器，用以對該矽點施予終端處理；終端處理用氣體供給裝置，是對該終端處理室內供給自含氧氣體及含氫氣體所選出之至少一種終端處理用氣體；自該終端處理室內排氣之第2排氣裝置；和第2高頻電力施加裝置，是在該終端處理室內對自上述終端處理用氣體供給裝置所供給之終端處理用氣體施加高頻電力而形成終端處理用電漿。
當藉由該第3矽點形成裝置時則可以實施上述第3矽點形成方法之裝置。
該第3矽點形成裝置又具有控制部，是比較以上述電漿發光計測裝置所求出之發光強度比[Si(288nm)/Hβ]和自10.0以下之範圍所決定之基準發光強度比[Si(288nm)/Hβ]，以上述矽點形成室內電漿的發光強度比[Si(288nm)/Hβ]朝向該基準發光強度比之方式，控制該第1高頻電力施加裝置之電源輸出、自上述氫氣供給裝置供給至上述矽點形成室內之氫氣供給量及上述排氣裝置之排氣量中之至少一個。
基準發光強度比即使由3.0以下或是0.5以下之範圍決定亦可。
第1及第2之高頻電力施加裝置即使一部份或是全部互相共通亦可。
第1、第2排氣裝置即使一部份或全部互相共通亦可。
(4)第4矽點形成裝置
一種矽點形成裝置，包含：具有支撐矽點形成對象基體之支撐器的矽點形成室；將氫氣供給至該矽點形成室內之氫氣供給裝置；將矽烷系氣體供給至該矽點形成室內之矽烷系氣體供給裝置；自該矽點形成室內排氣之第1排氣裝置；第1高頻電力施加裝置，是在該矽點形成室內對自上述氫氣供給裝置及矽烷氣體供給裝置所供給之氣體施加高頻電力，而形成矽點形成用電漿；電漿發光分光測量裝置，是求取於該矽點形成室內之矽點形成用電漿發光中，波長在288nm之矽原子的發光強度Si(288nm)和波長在484nm之氫原子之發光強度Hβ之比[Si(288nm)/Hβ]；終端處理室，是具有支持形成有矽點之基體的支持器，用以對該矽點施予終端處理；終端處理用氣體供給裝置，是對該終端處理室內供給自含氧氣體及含氫氣所選出之至少一種終端處理用氣體；自該終端處理室內排氣之第2排氣裝置；和第2高頻電力施加裝置，是在該終端處理室內對自上述終端處理用氣體供給裝置所供給之終端處理用氣體施加高頻電力而形成終端處理用電漿。
當藉由該第4矽點形成裝置時則可以實施上述第4矽點形成方法之裝置。
該第4矽點形成裝置又具有控制部，是比較以上述電漿發光計測裝置所求出之發光強度比[Si(288nm)/Hβ]和自10.0以下之範圍所決定之基準發光強度比[Si(288nm)/Hβ]，以上述矽點形成室內電漿的發光強度比[Si(288nm)/Hβ]朝向該基準發光強度比之方式，控制該第1高頻電力施加裝置之電源輸出、自上述氫氣供給裝置供給至上述矽點形成室內之氫氣供給量及上述排氣裝置之排氣量中之至少一個。
基準發光強度比即使由3.0以下或是0.5以下之範圍決定亦可。
第1及第2之高頻電力施加裝置即使一部份或是全部互相共通亦可。
第1、第2排氣裝置即使一部份或全部互相共通亦可。
總之，即使在矽點形成室內配置矽濺鍍閘亦可。
在上述第1至第4中之任一矽點形成裝置中，終端處理室即使兼作上述矽點形成室亦可。再者，即使為與矽點形成室獨立者亦可。
或是，即使為連設於矽點形成室之終端處理室亦可。當使矽點形成室兼作終端處理室之，或採用運設於矽點形成室之終端處理室之時，則可以抑制終端處理前之矽點污染。
於將終端處理室連設於矽點形成之時，該即使直接性亦可，即使將設置有例如基體搬送裝置之基體搬送室介於中間的連設亦可。
當藉由本發明時，則可以提供一種以比起以往之CVD法低溫，且密度分布均勻地在矽點形成對象基體上直接形成粒徑一致之矽點的矽點形成裝置。
以下，參照圖面針對本發明之實施型態予以說明。
[1]被終端處理之矽點之形成裝置之1例
第1圖是表示本發明所涉及之矽點形成方法之實施所使用之矽點形成裝置之1例的概略構成。
第1圖所示之裝置A是在板狀之矽點形成對象基體(即是，基板S)形成矽點，具備有矽點形成室1及終端處理室100。
在矽點形成室1內設置基板支持器2，又在基板支持器2之上方區域左右設置有一對放電電極3。各放電電極3是經由匹配箱41而與放電用高頻電源4連接。電源4、匹配箱41及電極3是構成高頻電力施加裝置。再者，室1是連接有用以供給氫氣之氣體供給裝置5及用以供給將矽含於組成中(具有矽原子)之矽烷系氣體的氣體供給裝置6，並且連接有用以自室1內排氣之排氣裝置7。於室1又設置有用以計測在室1內所生成之電漿狀態之電漿發光分光測量裝置8等。
矽烷系氣體除單矽烷(SiH4
)之外，可以使用二矽烷(Si2
H6
)、四氟化矽(SiF4
)、四氯化矽(SiCl4
)、二氯矽烷(SiH2
Cl2
)等之氣體。
基板支持器2是具備有基板加熱用加熱器21。
電極3是在該內側面事先設置當作絕緣性膜發揮功能之矽膜31。再者，室1之頂棚壁內面等室是事先設置有矽濺鍍靶材30。
電極3皆以對被配置在基板支持器2上之後述矽點形成對象基板S表面(正確而言，包含有基板S之面)垂直之姿勢被配置。
矽濺鍍靶材30是可以因應欲形成之矽點用途等，採用例如在可在市售取得之自下述(1)至(3)中所記載之矽濺鍍靶材所選擇出者。
(1)由單晶矽所構成之靶材、由多晶矽所構成之靶材、由微晶矽所構成之靶材、由非晶矽所構成之靶材、由該些兩種以上之組合所構成之靶材。
(2)為上述(1)記載之任一靶材，磷(P)、硼(B)及鍺(Ge)之各個含有量中之任一者被抑制成未滿10ppm的矽濺鍍靶材。
(3)為上述(1)記載之任一靶材，表示特定電阻率之矽濺鍍靶材(例如，電阻率為0.001Ω‧cm至50Ω‧Cm之矽濺鍍靶材)。
電源4為輸出可變之電源，例如，可以供給頻率60MHz之高頻電力。並且，頻率不限於60MHz，例如可採用從13.56MHz左右至100MHz左右範圍之頻率，或是該以上之頻率。
室1及基板支持器2任一者皆接地。
氣體供給裝置5除氫氣源之外，也包含有省略圖式之閥，執行流量調整之質量流量控制器等。
氣體供給裝置6在此是可以供給單矽烷(SiH4
)氣體等之矽烷系氣體之裝置，除SiH4
等之氣體源外，也包含有省略圖式之閥、執行流量調整之質量流量控制器。
排氣裝置7除排氣泵之外，也包含有執行排氣流量調整之電導閥等。
發光分光測量裝置8是可以檢測出由於氣體分解之生成物的發光分光光譜，根據該檢測結果，可以求出發光強度比[Si(288nm)/Hβ]。
當作如此發光分光測量裝置8之具體例，是如第2圖所示般，可以舉出包含有從矽點形成室1內之電漿發光檢測出波長在288nm之矽原子之發光強度Si(288nm)之分光器81，和自該電漿發光檢測出波長在484nm之氫原子的發光強度Hβ的分光器82，和自以分光器81、82所檢測出之發光強度Si(288nm)和發光強度Hβ求出兩者之比[Si(288nm)/Hβ]的運算部83。並且，亦可採用具有過濾器之光檢測器，來取代分光器81、82。
終端處理室100內是設置有基板支持器20及該支持器上方之平板型高頻放電電極301。電極301是經由匹配箱401連接高頻電源40。
再者，終端處理室100是連接有用以自該室排氣之排氣裝置70，並且連接有將終端處理用氣體供給至室100內之終端處理用氣體供給裝置9。
基板支持器20是如後述般，在矽點形成室1形成矽點，支持被搬入室100之基板S，具有加熱該基板之加熱器201。支持器20與室100皆被接地。
電源40是可以供給例如頻率13.56MHz之高頻電力的輸出可變電源。並且，不需要限定於電源頻率13.56MHz。
電極301、匹配箱401及電源40是對終端處理用氣體施加高頻電力而構成用以形成終端處理用電漿之高頻電力施加裝置。
排氣裝置70除排氣泵之外也包含執行排氣流量調整之電導閥等。
終端處理用氣體供給裝置9於本例中，是可以將當作終端處理用氣體之氧氣或是氮氣從噴嘴N供給至室100內。氣體供給裝置9除氣體源之外，也包含有省略圖式之閥、用以執行流量調整之質量流量控制器等。
終端處理室100是經由基板搬送室R而連設於矽點形成室1。基板搬送室R和室1之間室設置有可開關之閘閥V1，基板搬送室R和室100之間設置有可開關之閘閥V2，基板搬送室R內是設置有基板搬送機器人Rob。
[2]藉由裝置A而形成被終端處理之矽點
接著，針對藉由裝置A，形成以氧或氮執行終端處理之矽點之例。
(2-1)矽點形成工程之實施
(2-1-1)矽點形成工程之1實施例(僅使用氫氣之例)
矽點形成是將矽點形成室1內之壓力維持在0.1Pa至10.0Pa之範圍的壓力下而執行。矽點形成室內壓力雖然省略圖式，但可以藉由例如連接於該室之壓力感測器得知。
首先，於矽點形成之前，自室1以排氣裝置7開始排氣。排氣裝置7中之電導閥(省略圖式)事先調整成考慮到室1內上述矽點形成時之壓力0.1Pa至10.0Pa的排氣量。
藉由排氣裝置7之運轉，室1內壓力為事先所設定之壓力或是比此低之時，則開始自氣體供給裝置5對室1內導入氫氣，並且自電源4對電極3施加高頻電力，使所導入之氫氣予以電漿化。
如此自所發生之氣體電漿，在發光分光測量裝置7算出發光強度比[Si(288nm)/Hβ]，是以該值朝0.1以上10.0以下之範圍，更佳為0.1以上3.0以下，或是0.1以上0.5以下之範圍之預定值(基準發光強度比)之方式，決定高頻電力之大小、氫氣導入量、室1內壓力等。
針對高頻電力之大小，更以對電極3施加之高頻電力之電力密度(施加電力(W：瓦)/室1之容積(L：公升)收在5W/L至100W/L或是5W/L至50W/L之範圍的方式來決定為佳。
如此一來，決定矽點形成條件之後，依循該條件執行矽點之形成。
在矽點形成中，在室1內之基板支持器2設置矽點形成對象基體(於本例中基板)S，以加熱器21將該基板加熱至500℃以下之溫度，例如400℃。再者，藉由排氣裝置7之運轉將室1內維持用以形成矽點之壓力，並對室1內自氣體供給裝置5導入氫氣，自電源4對放電電極3施加高頻電力，使導入之氫氣予以電漿化。
如此使電漿發光中波長在288nm之矽原子的發光強度Si(288nm)和波長在484之氫原子之發光強度Hβ之比[Si(288nm)/Hβ]為0.1以上10.0以下之範圍，更佳為0.1以上3.0以下，或是0.1以上0.5以下之範圍的上述基準發光強度比或實質上該基準發光強度比之電漿予以發生。然後，以該電漿化學濺鍍(反應性濺鍍)室1之頂棚壁內面等之矽濺鍍靶材30，依此在基板S表面形成表示結晶性之粒徑20nm以下之矽點。
(2-1-2)矽點形成工程之其他實施例(使用氫氣及矽烷系氣體之例)
以上所說明之矽點形成中，雖然不使用氣體供給裝置6中之矽烷系氣體，僅使用氫氣，但是即使將氫氣從氣體供給裝置5供給至矽點形成室1內，並且也自氣體供給裝置6導入矽烷系氣體而形成矽點亦可。再者，於採用矽烷系氣體和氫氣之時，即使省略矽靶材30亦可以形成矽點。
於採用矽烷系氣體之時，不管使用或不使用矽靶材30，使電漿發光中波長在288nm之矽原子的發光強度Si(288nm)和波長在484之氫原子之發光強度Hβ之比[Si(288nm)/Hβ]為0.1以上10.0以下之範圍，更佳為0.1以上3.0以下，或是0.1以上0.5以下之範圍的上述基準發光強度比或實質上該基準發光強度比之電漿予以發生。當不採用矽靶材30之時，在該電漿之狀態下可以在基板S表面形成結晶性之粒徑20nm以下之矽點。
於採用矽濺鍍靶材30之時，可以併用藉由電漿對在室1之頂棚壁內面等之矽濺鍍靶材30的化學濺鍍而在基板S表面形成表示結晶性之粒徑20nm以下之矽點。
總之，為了執行矽點形成，使矽點形成室1內之壓力維持0.1Pa至10.0Pa之範圍，藉由發光分光測量裝置8，算出發光強度比[Si(288nm)/Hβ]，決定該值為0.1以上10.0以下之範圍，更佳為0.1以上3.0以下，或是0.1以上0.5以下之範圍之事先預定之值(基準發光強度比)或是成為實質上該基準發光強度比之高頻電力之大小、氫氣及矽烷系氣體之各個導入量、室1內壓力等。
針對高頻電力之大小，更以對電極3施加之高頻電力之電力密度(施加電力(W：瓦)/室1之容積(L：公升)在5W/L至100W/L或是5W/L至50W/L之範圍的方式予以決定，若在如此所決定之矽點形成條件之狀態下執行矽點形成即可。
若將矽烷系氣體和氫氣的導入矽點形成室1內之導入流量比(矽烷系氣體/氫氣流量)設為1/200至1/30之範圍即可。再者，例如將矽烷系氣體之導入流量邵為1sccm至5sccm，將[矽烷系氣體之導入流量(sccm)/室1之容積(公升)設為1/200至1/30即可。當將矽烷系氣體之導流量設為1sccm至5sccm左右之時，可以將例示150sccm至200sccm以當作適當之氫氣導入量。
(2-2)終端處理工程之實施
接著，將如此形成有矽點之基板搬入至終端處理室100而對該矽點施予氧終端處理或但終端處理。
此時，對室100搬入基板S，是打開閘閥V1，由機器人Rob取出支持器2上之基板S，並拉入基板搬送室R內，關閉閘閥V1，接著打開閘閥V2，藉由將該基板搭載於室100內之支持器20而執行。之後，將機器可動部分拉入基板搬送室R內，關閉閘閥V2，在室100實施終端處理。
終端處理室100中之終端處理，是以加熱器201因應所需將基板S加熱至適合於終端處理溫度之溫度。然後，以排氣裝置70自終端處理室100內開始排氣，當室100之內壓成為比作為目標之終端處理氣體壓低時，將終端處理用氣體(本例中為氧氣或氮氣)以特定量自終端處理用氣體供給裝置9導入至室100內，並且自輸出可變電源40對高頻放電電極301施加高頻電力，依此以電容耦合方式使所導入之氣體予以電漿化。
在如此所發生之終端處理用電漿之狀態下，對基板S上之矽點表面施予氧終端處理或是氮終端處理，取得被終端處理之矽點。
當作如此之終端處理工程之終端壓力，雖然並不限定於此，但是例如可以舉出0.2Pa至7.0Pa左右。
再者，終端工程中之基板的加熱溫度因意味著可以在比較低溫下執行矽點形成，故考慮基板S之耐熱性，可以例示自室溫至500℃左右之溫度範圍選擇之情形。
[3]電極之其他例
於以上說明之矽點形成裝置A中，雖然採用平板形狀之電容耦合型電極當作電極，但是可以在矽點形成室1或是(及)終端處理室100採用電感耦合型電極。電感耦合型電極之時，該可以採用棒狀、線圈狀等之各種形狀。針對採用個數等也為任意。
於在矽點形成室1採用電感耦合型電極之情況下，採用矽濺鍍靶材之時，則有在室內配置該電極之時，在室外配置該電極之時，該矽濺鍍靶是可以沿著室之內壁面之全面或是一部份而配置，或與室內獨立配置，或採用該些雙方之配置。
再者，裝置A中，雖然省略加熱矽點形成室1之手段(電熱圈加熱器、藉由熱媒之加熱套等)之圖式，但是為了促使矽濺鍍靶材之濺鍍，藉由如此之加熱手段加熱室1，即使矽濺鍍靶材加熱至80℃以上亦可。
[4]發光強度比[Si(288nm)/Hβ]控制之其他例
再者，於以上所說明之矽點形成工程中，輸出可變電源4之輸出、藉由氫氣供給裝置5之氫氣供給量(或是藉由氫氣供給裝置5之氫氣供給量及藉由矽烷系氣體供給裝置6之矽烷系氣體供給量)，及藉由排氣裝置7之排氣量等的控制，是一面參照在發光分光測量裝置8所求出之發光分強度比，一面執行手動操作。
但是，如第3圖所示般，即使將在發光分光測量裝置8之運算部83所求出之發光強度比[Si(288nm)/Hβ]輸入至控制部80亦可。然後，當作如此之控制部80，即使採用構成判斷自運算部83所輸入之發光強度比[Si(288nm)/Hβ]是否為事先所設定之基準發光強度比，當不是在基準發光強度比之時，可以朝基準發光強度比，控制上述輸出可變電源4之輸出、藉由氫氣供給裝置5之氫氣供給量、藉由矽烷系氣體供給裝置6之矽烷系氣體供給量及藉由排氣裝置7之排氣量中之至少一個的控制部亦可。
如此控制部80之具體例，可以舉出藉由控制排氣裝置7之電導閥，控制該裝置7之排氣量，依此使矽點形成室1內之氣體壓朝上述基準發光強度比達成而予以控制。
此時，針對輸出可變電源4之輸出、藉由氫氣供給裝置5之氫氣供給量(或是藉由氫氣供給裝置5之氫氣供給量及藉由矽烷系氣體供給裝置6之矽烷系氣體供給量)及藉由排氣裝置7之排氣量，若將取得基準發光強度或是接近此之值，將事先以實驗等所求出之電源輸出、氫氣氣體供給量(或是氫氣供給量及矽烷系氣體供給量)及排氣量當初期值採用即可。
於決定如此之決定值之時，排氣裝置7之排氣量也是以矽點形成室1內之壓力限制在0.1Pa至10.0Pa之範圍內的方式來決定。例如，矽烷系氣體之導入流量設為1sccm至5sccm，將[矽烷系氣體之導入流量(sccm)/真空腔室容積(公升)決定在1/200至1/30之範圍。
然後，針對電源4之輸出及藉由氫氣供給裝置5之氫氣供給量(或是氫氣供給裝置5之氫氣供給量及矽烷系氣體供給裝置6之矽烷系氣體供給量)，若於之後也維持該些初期值，並使排氣裝置7之排氣量朝向基準發光強度比達成，使控制部80即可。
[5]矽濺鍍靶材之其他例
於以上所說明之矽點形成工程中，作為矽濺鍍靶材，是將在市售可取得之靶材加裝在矽點形成室。但是，藉由接著不曝露於外氣之矽濺鍍靶材，則可形成更進一步抑制不被預料之雜質混入的矽點。
即是，於上述之裝置A中，當初在矽點形成室1內，還未配置基體S，導入氫氣和矽烷系氣體，在矽點形成室1之內壁形成矽膜。於如此矽膜形成中，以外部加熱器加熱室壁為佳。之後，在該室1內配置基體S，並將該內壁上之矽膜當作濺鍍靶材，將該靶材如上述般，以源自氫氣之電漿予以化學濺鍍而在基板S上形成矽點。
如此，即使在當作矽濺鍍靶材使用之矽膜之形成中，為了形成良質之矽膜，以將電漿中之發光強度比[Si(288nm)/Hβ]維持於0.1以上10.0以下之範圍，更佳為0.1以上3.0以下或是0.1以上0.5以下之範圍而加以形成為佳。
再者，又以另外方法而言，即使採用第4圖所示之矽點形成裝置之其他例B，即使採用下述方法亦可。
即是，如第4圖所示般，將用以形成矽濺鍍靶材之靶材形成室10經由閘閥V而氣密性與外部隔絕之狀態下連設於上述矽點形成室1。
在室10之支持器2’配置靶材基板T，在排氣裝置7’自該室內排氣，將該室之內壓維持特定成膜壓，並從氫氣供給裝置5’和矽烷系氣體供給裝置6’將氫氣和系烷矽氣體各導入該室內。並且，藉由對該些氣體自輸出可變電源4’經由匹配箱41’而施加高頻電力至腔室內電極3’，依此形成電漿。藉由該電漿在以加熱器201’加熱後之靶材基板T上形成矽膜。
第5圖是表示如此之靶材基板T和電極3(或是3’)、室10內之加熱器201’、室1內之台SP、基板S等之位置關係。雖然並不限定於此，但是在此之靶材基板T是如第5圖所示般，為了取得大面積之矽濺鍍靶材，為門型彎曲之基板。搬送裝置CV是可以不用使該基板T衝突至電極等而予以搬送。搬送裝置CV若為將基板SP搬入至矽點形成室1內，且可以設置之裝置即可，例如可以採用具有保持基板T而可以伸縮之機械臂的裝置。
室10中之靶材基板上的矽膜形成，為了形成良質矽膜，是將電漿中之發光強度比[Si(288nm)/Hβ]維持於0.1以上10.0以下之範圍，更佳為0.1以上3.0以下或是0.1以上0.5以下之範圍而加以形成為佳。
此時，矽點形成室10中電源4’之輸出、源自氫氣供給裝置5’之氫氣供給量、源自矽烷系氣體供給裝置6’之矽烷系氣體供給量，及排氣裝置7’之排氣量，若與在先前所述之裝置A中，使用氫氣和系烷系氣體而在基板S上形成矽點之時相同地予以控制即可。即使手動控制亦可，即使使用控制部自動性控制亦可。
並且，有關搬送裝置，是在矽點形成室10和矽點形成室1之間，配置設置有基板搬送裝置之基板搬送室，經由設置有該搬送裝置之基板搬送室的閘閥，即使各連設於室10和室1亦可。
即使在室10中，使用高頻放電天線當作高頻放電電極而使發生電感耦合型電漿亦可。
第4圖所示之裝置B中，雖然是使終端處理室100從矽點形成室1獨立，但是即使如例如裝置A之情形，連設於矽點形成室亦可。
[6]實驗
接著，針對被終端處理之矽點形成之實驗例予以說明。
(1)實驗例1(被氧終端處理之矽點形成)
使用第1圖所示之類型的矽點形成裝置。
(1-1)矽點形成室中之矽點形成工程
不採用矽濺鍍靶材，使用氫氣和單矽烷氣體而在基板上直接形成矽點。矽點形成條件是如下述般。
基板：以氧化膜(SiO2
)覆蓋之矽晶圓
室容量：180公升
高頻電源：60MHz、6kW
電力密度：33W/L
基板溫度：400℃
室內壓：0.6Pa
矽烷導入量：3sccm
Si(288nm)/Hβ：0.5
(1-2)終端處理室中之終端處理工程
基板溫度：400℃
氧氣導入量：100sccm
高頻電源：13.56MHz、1kW
終端處理壓：0.6Pa
處理時間：5分
以透過電子顯微鏡(TEM)觀測如此所取得之終端處理矽點形成基板之剖面時，可確認出各個獨立被形成，且均勻分布地被形成高密度狀態之粒徑一致的矽點。自TEM像測定50個矽點之粒徑，求出該平均值之時則為7nm，確認出形成20nm以下更可以說10nm以下之粒徑的矽點。點密度約為11.4×1012
個/cm2
。第7圖是模式性表示在基板S上形成有矽點SiD之矽點構造體例。
(2)實驗例2(形成被氧終端處理後的矽點)
使用第1圖所示之類型的矽點形成裝置。
(2-1)矽點形成室中之矽點形成工程
使用氫氣和單矽烷氣體，也併用矽濺鍍靶材，在基板上直接形成矽點。矽點形成條件是如下述般。
矽濺鍍靶材閘：非晶矽濺鍍靶材
基板：以氧化膜(SiO2
)覆蓋之矽晶圓
室容量：180公升
高頻電源：60MHz、4kW
電力密度：22W/L
基板溫度：400℃
室內壓：0.6Pa
矽烷導入量：1sccm
氫導入量：150sccm
Si(288nm)/Hβ：0.3
(2-2)終端處理室中之終端處理工程
基板溫度：400℃
氧氣導入量：100sccm
高頻電源：13.56MHz、1kW
終端處理壓：0.6Pa
處理時間：1分
以透過電子顯微鏡(TEM)觀測如此所取得之終端處理矽點形成基板之剖面時，可確認出各個被獨立形成，且均勻分布地被形成高密度狀態之粒徑一致的矽點。自TEM像測定50個矽點之粒徑，求出該平均值之時則為10nm，確認出形成20nm以下之矽點。點密度約為1.0×1012
個/cm2
。
(3)實驗例3(形成被氧終端處理之矽點)
使用第1圖所示之類型的矽點形成裝置。
(3-1)矽點形成室中之矽點形成工程
不採用矽烷系體，而使用氫氣和矽濺鍍靶材，在基板上直接形成矽點。矽點形成條件是如下述般。
矽濺鍍靶材閘：單晶矽濺鍍靶材
基板：以氧化膜(SiO2
)覆蓋之矽晶圓
室容量：180公升
高頻電源：60MHz、4kW
電力密度：22W/L
基板溫度：400℃
室內壓：0.6Pa
矽烷導入量：1sccm
氫導入量：100sccm
Si(288nm)/Hβ：0.2
(3-2)終端處理室中之終端處理工程
基板溫度：400℃
氧氣導入量：100sccm
高頻電源：13.56MHz、1kW
終端處理壓：0.6Pa
處理時間：10分
以透過電子顯微鏡(TEM)觀測如此所取得之終端處理矽點形成基板之剖面時，可確認出各個被獨立形成，且均勻分布地被形成高密度狀態之粒徑一致的矽點。自TEM像測定50個矽點之粒徑，求出該平均值之時則為5nm，確認出形成20nm以下之矽點更可以說10nm以下之矽點。矽點密度約為2.0×1012
個/cm2
。
(4)實驗例4(形成被氧終端處理之矽點)
使用第1圖所示之類型的矽點形成裝置。
(4-1)矽點形成室中之矽點形成工程
首先，在矽點形成室1之內壁形成矽膜，接著將該矽膜當作濺鍍靶材而形成矽點。矽膜形成條件及點形成條件是如下述般。
矽膜形成條件
室內壁面積：約3m2
室容量：440公升
高頻電源：13.56MHz、10kW
電力密度：23W/L
室內壁溫度：80℃(以設置於室1之內部的加熱器加熱)
室內壓：0.67Pa
單矽烷導入量：100sccm
氫導入量：150sccm
Si(288nm)/Hβ：2.0
點形成條件
基板：以氧化膜(SiO2
)覆蓋之矽晶圓
室容量：440公升
高頻電源：13.56MHz、5kW
電力密度：11W/L
室內壁溫度：80℃(以設置於室1之內部的加熱器加熱)
基板溫度：430℃
室內壓：0.67Pa
氫導入量：150sccm(不使用單矽烷氣體)
Si(288nm)/Hβ：1.5
(4-2)終端處理室中之終端處理工程
基板溫度：400℃
氧氣導入量：100sccm
高頻電源：13.56MHz、1kW
終端處理壓：0.6Pa
處理時間：5分
以透過電子顯微鏡(TEM)觀測如此所取得之終端處理矽點形成基板之剖面時，可確認出各個被獨立形成，且均勻分布地被形成高密度狀態之粒徑一致的矽點。小的點為5nm至6nm，大的為9nm至11nm。自TEM像測定50個矽點之粒徑，求出該平均值之時則為8nm，確認出實質形成10nm以下之矽點。矽點密度約為7.3×1011
個/cm2
。
(5)實驗例5(形成被氧終端處理後之矽點)
使用第1圖所示之類型之矽點形成裝置
(5-1)矽點形成室中之矽點形成工程
首先，在矽點形成室1之內壁以實驗例4之矽膜形成條件形成矽膜，接著，將該矽膜當作濺鍍靶材而形成矽點。矽點形成條件除將室內壓力設為1.34Pa，將Si(288nm)/Hβ設為2.5之外，其餘與實驗例4相同。
(5-2)終端處理室中之終端處理工程
與實驗例4相同執行終端處理。
以透過電子顯微鏡(TEM)觀測如此所取得之終端處理矽點形成基板之剖面時，可確認出各個被獨立形成，且均勻分布地被形成高密度狀態之粒徑一致的矽點。小的點為5nm至6nm，大的為9nm至11nm。自TEM像測定50個矽點之粒徑，求出該平均值之時則為10nm，確認出實質形成10nm以下之矽點。矽點密度約為7.0×1011
個/cm2
。
(6)實驗例6(形成被氧終端處理後之矽點)
使用第1圖所示之類型之矽點形成裝置
(6-1)矽點形成室中之矽點形成工程
首先，在矽點形成室1之內壁以實驗例4之矽膜形成條件形成矽膜，接著，將該矽膜當作濺鍍靶材而形成矽點。矽點形成條件除將室內壓力設為2.68Pa，將Si(288nm)/Hβ設為4.6之外，其餘與實驗例4相同。
(6-2)終端處理室中之終端處理工程
與實驗例4相同執行終端處理。
以透過電子顯微鏡(TEM)觀測如此所取得之終端處理矽點形成基板之剖面時，可確認出各個被獨立形成，且均勻分布地被形成高密度狀態之粒徑一致的矽點。自TEM像測定50個矽點之粒徑，求出該平均值之時則為13nm，確認出實質形成20nm以下之矽點。矽點密度約為6.5×1011
個/cm2
。
(7)實驗例7(形成被氧終端處理後之矽點)
使用第1圖所示之類型之矽點形成裝置
(7-1)矽點形成室中之矽點形成工程
首先，在矽點形成室1之內壁以實驗例4之矽膜形成條件形成矽膜，接著，將該矽膜當作濺鍍靶材而形成矽點。矽點形成條件除將室內壓力設為6.70Pa，將Si(288nm)/Hβ設為8.2之外，其餘與實驗例4相同。
(7-2)終端處理室中之終端處理工程
與實驗例4相同執行終端處理。
以透過電子顯微鏡(TEM)觀測如此所取得之終端處理矽點形成基板之剖面時，可確認出各個被獨立形成，且均勻分布地被形成高密度狀態之粒徑一致的矽點。自TEM像測定50個矽點之粒徑，求出該平均值之時則為16nm，確認出實質形成20nm以下之矽點。矽點密度約為6.1×1011
個/cm2
。
除上述之外，針對使用第1圖之裝置，與實驗例1至實驗例4之時相同形成矽點，予以終端處理，除使用氮氣取代氧氣之外，其他亦與實驗1至實驗4之情形相同，以透過電子顯微鏡(TEM)觀測如此所取得之終端處理矽點形成基板之剖面時，可以取得與實驗例1至實驗例4之情形各相同之觀測結果。
再者，針對由以上之實驗所取得之被終端處理之矽點，測定光致發光時，可以確認出高亮度。
[7]矽點形成裝置之又其他例
接著，針對在矽點形成室中，可以實施終端處理工程之矽點形成裝置之例，參照第6圖予以說明。
第6圖所示之矽點形成裝置C是在第1圖所示之裝置A中將矽點形成室1當作終端處理室而予以利用者。該裝置C中，支持器2是經由絕緣構件11而被設置在室1，並且被連接於切換開關SW。開關SW之一方的端子是被接地，另一方之端子是經由匹配箱401而被連接於高頻電源40。再者，可以藉由噴嘴N將終端處理氣體從終端處理用氣體供給裝置9供給至室1內。
於第6圖中，對實質上與第1圖之裝置A之零件等相同之零件賦予與第1圖之裝置相同的參照符號。
當藉由裝置C時，終端處理前之矽點形成工程中，藉由開關SW之操作使支持器呈接地狀態，與裝置A之情形相同，可以在基板S上形成矽點。終端處理工程中，藉由開關SW之操作將支持器連接於電源40，使用終端處理用氣體供給裝置9和該電源40而形成終端處理用電漿，對基板上之矽點施予終端處理。
並且，第6圖之裝置C的終端處理工程中，以不濺鍍矽濺鍍靶材30之方式，或是抑制成可以忽視程度之方式，調整高頻電力或室內壓為佳。
[產業上之利用可行性]
本發明是可以利用於形成當作單一電子裝置等之電子裝置材料或發光材料使用之微小粒徑的矽點。
A．．．矽點形成裝置
S．．．矽點形成對象基板
1．．．矽點形成室
2．．．基板支持板
21．．．加熱器
3．．．放電電極
31．．．矽膜
30．．．矽濺鍍靶材
4．．．放電用高頻電源
41．．．匹配箱
5．．．氫氣供給裝置
6．．．矽烷系氣體供給裝置
7．．．排氣裝置
8．．．電漿發光分光測量裝置
81、82．．．分光器
83．．．運算部
80．．．控制部
100．．．終端處理室
20．．．基板支持器
201．．．加熱器
301．．．放電電極
40．．．高頻電源
401．．．匹配箱
70．．．排氣裝置
9．．．終端處理用氣體供給裝置
R．．．基板搬送室
Rob．．．基板搬送機器人
V1、V2．．．閘閥
B．．．矽點形成裝置
100．．．靶材形成室
V．．．閘閥
2’．．．基板支持器
201’．．．加熱器
3’．．．電極
4’．．．電源
41’．．．匹配箱
5’．．．氫氣供給裝置
6’．．．矽烷系氣體供給裝置
7’．．．排氣裝置
T．．．靶材基板
SP．．．室1內之台
CV．．．搬送裝置
C．．．矽點形成裝置
11．．．絕緣構件
SW．．．切換開關
第1圖是表示本發明所涉及之矽點形成方法之實施所使用之裝置之1例的概略構成圖。
第2圖是表示電漿發光分光測量裝置例之方塊圖。
第3圖是執行排氣裝置之排氣量(矽點形成室內壓)之控制等之電路例的方塊圖。
第4圖是表示矽點形成裝置之其他例的圖式。
第5圖是表示形成矽膜之靶材基板和電極等之位置關係圖。
第6圖是表示矽點形成裝置之又一其他例的圖式。
第7圖是模式性表示在實驗例所取得之矽點構造例之圖式。
A‧‧‧矽點形成裝置
S‧‧‧矽點形成對象基板
1‧‧‧矽點形成室
2‧‧‧基板支持板
21‧‧‧加熱器
3‧‧‧放電電極
31‧‧‧矽膜
30‧‧‧矽濺鍍靶材
4‧‧‧放電用高頻電源
41‧‧‧匹配箱
5‧‧‧氫氣體供給裝置
6‧‧‧矽烷系氣體供給裝置
7‧‧‧排氣裝置
8‧‧‧電漿發光分光測量裝置
100‧‧‧終端處理室
20‧‧‧基板支持器
201‧‧‧加熱器
301‧‧‧放電電極
40‧‧‧高頻電源
401‧‧‧匹配箱
70‧‧‧排氣裝置
9‧‧‧終端處理用氣體供給裝置
R‧‧‧基板搬送室
Rob‧‧‧基板搬送機器人
V1、V2‧‧‧閘閥
100‧‧‧靶材形成室
Claims (6)
- 一種矽點形成裝置，其特徵為：包含：具有用以支持矽點形成對象基體之支持器的矽點形成室；將氫氣供給至該矽點形成室內的氫氣供給裝置；將矽烷系氣體供給至該矽點形成室內之矽烷系氣體供給裝置；自該矽點形成室內排氣的第1排氣裝置；第1高頻電力施加裝置，是在該矽點形成室內對自上述氫氣供給裝置所供給之氫氣及自上述矽烷氣體供給裝置所供給之矽烷系氣體施加高頻電力，而形成用以在該矽點形成室之內壁形成矽膜之矽膜形成用電漿；第2高頻電力施加裝置，是於形成該矽膜後，在該矽點形成室內，對自上述氫氣供給裝置所供給之氫氣施加高頻電力，而形成用以將該矽膜當作濺鍍靶材予以化學濺鍍之濺鍍用電漿；電漿發光分光測量裝置，是求取該矽點形成室內之電漿發光中，波長在288nm之矽原子的發光強度Si(288nm)和波長在484nm之氫原子之發光強度H β之比[Si(288nm)/H β]：終端處理室，是具有支持形成有矽點之基體的支持器，用以對該矽點施予終端處理；終端處理用氣體供給裝置，是對該終端處理室內供給 自含氧氣體及含氫氣體所選出之至少一種終端處理用氣體；自該終端處理室內排氣之第2排氣裝置；和第3高頻電力施加裝置，是在該終端處理室內對自上述終端處理用氣體供給裝置所供給之終端處理用氣體施加高頻電力而形成終端處理用電漿。
- 一種矽點形成裝置，其特徵為：包含：具有支持濺鍍靶材基板之支持器的靶材形成室；將氫氣供給至該靶材形成室內之第1氫氣供給裝置；將矽烷系氣體供給至該靶材形成室內之矽烷系氣體供給裝置；自該靶材形成室內排氣之第1排氣裝置；第1高頻電力施加裝置，是在該矽點形成室內對自上述第1氫氣供給裝置所供給之氫氣及自上述矽烷氣體供給裝置所供給之矽烷系氣體施加高頻電力，而形成用以在上述濺鍍基板上形成矽膜取得矽靶材之矽膜形成用電漿；矽點形成室，是在氣密性與外部隔絕之狀態下連設於上述靶材形成室，具有支持矽點形成對象基體之支持器；搬送裝置，是將矽濺鍍靶材不接觸到外氣從上述靶材形成室搬入配置在該矽點形成室內；將氫氣供給至該矽點形成室內之第2氫氣供給裝置；自該矽點形成室內排氣的第2排氣裝置；第2高頻電力施加裝置，在該矽點形成室內，對自上 述第2氫氣供給裝置所供給之氫氣施加高頻電力，而形成用以將自上述靶材形成室所搬入之上述矽靶材予以化學濺鍍之濺鍍用電漿；電漿發光分光測量裝置，是求取於該矽點形成室內之濺鍍用電漿發光中，波長在288nm之矽原子的發光強度Si(288nm)和波長在484nm之氫原子之發光強度H β之比[Si(288nm)/H β]；終端處理室，是具有支持形成有矽點之基體的支持器，用以對該矽點施予終端處理；終端處理用氣體供給裝置，是對該終端處理室內供給自含氧氣體及含氫氣體所選出之至少一種終端處理用氣體；自該終端處理室內排氣之第3排氣裝置；和第3高頻電力施加裝置，是在該終端處理室內對自上述終端處理用氣體供給裝置所供給之終端處理用氣體施加高頻電力而形成終端處理用電漿。
- 一種矽點形成裝置，其特徵為：包含：具有支持矽點形成對象基體之支持器的矽點形成室；被配置在該矽點形成室內之矽濺鍍靶材；將氫氣供給至該矽點形成室內之氫氣供給裝置；自該矽點形成室內排氣之第1排氣裝置；第1高頻電力施加裝置，是在該矽點形成室內對自上述氫氣供給裝置所供給之氫氣施加高頻電力，而形成用以 化學濺鍍上述矽濺鍍靶材的濺鍍用電漿；電漿發光分光測量裝置，是求取於該矽點形成室內之濺鍍用電漿發光中，波長在288nm之矽原子的發光強度Si(288nm)和波長在484nm之氫原子之發光強度H β之比[Si(288nm)/H β]；終端處理室，是具有支持形成有矽點之基體的支持器，用以對該矽點施予終端處理；終端處理用氣體供給裝置，是對該終端處理室內供給自含氧氣體及含氮氣體所選出之至少一種終端處理用氣體；自該終端處理室內排氣之第2排氣裝置；和第2高頻電力施加裝置，是在該終端處理室內對自上述終端處理用氣體供給裝置所供給之終端處理用氣體施加高頻電力而形成終端處理用電漿。
- 一種矽點形成裝置，其特徵為：包含：具有支撐矽點形成對象基體之支撐器的矽點形成室；將氫氣供給至該矽點形成室內之氫氣供給裝置；將矽烷系氣體供給至該矽點形成室內之矽烷系氣體供給裝置；自該矽點形成室內排氣之第1排氣裝置；第1高頻電力施加裝置，是在該矽點形成室內對自上述氫氣供給裝置及矽烷氣體供給裝置所供給之氣體施加高頻電力，而形成矽點形成用電漿； 電漿發光分光測量裝置，是求取於該矽點形成室內之矽點形成用電漿發光中，波長在288nm之矽原子的發光強度Si(288nm)和波長在484nm之氫原子之發光強度H β之比[Si(288nm)/H β]；終端處理室，是具有支持形成有矽點之基體的支持器，用以對該矽點施予終端處理；終端處理用氣體供給裝置，是對該終端處理室內供給自含氧氣體及含氮氣體所選出之至少一種終端處理用氣體；自該終端處理室內排氣之第2排氣裝置；和第2高頻電力施加裝置，是在該終端處理室內對自上述終端處理用氣體供給裝置所供給之終端處理用氣體施加高頻電力而形成終端處理用電漿。
- 如申請專利範圍第1項至第4項中之任一項所記載之矽點形成裝置，其中上述矽點形成室是兼作上述終端處理室。
- 如申請專利範圍第1項至第4項中之任一項所記載之矽點形成裝置，其中上述終端處理室是連設於上述矽點形成室。
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