SiNx 膜の水蒸気バリア性に対する原子状水素の効果 部家彰 * 和 泉 亮 *** 仁 木 敏 一 ** 増 田 淳 *** 高野昌宏 * 米澤保人 * 梅 本 宏 信 *** 南川俊治 * 室 井 進 ** 南 茂 平 ** 松 村 英 樹 *** 研究の背景 高 分 子 材 料 (プ ラ ス チ ッ ク フ ィ ル ム )は ， 安 価 ， 軽 量 ， 壊 れ に く く ， フ レ キ シ ブ ル で あ る が ， 水 蒸 気 バ リ ア 性が低いという問題があるため，薄膜でコートしてバリア性を付加する研究が行われている。本研究では、 触 媒 CVD 法 を 用 い て ，フ レ キ シ ブ ル 有 機 EL デ ィ ス プ レ イ 用 バ リ ア 膜 (窒 化 シ リ コ ン (SiNx))の 形 成 を 行 っ た 。 研究内容 一 般 に 形 成 温 度 が 低 い と 低 原 子 密 度 の バ リ ア 性 の 低 い 膜 が 形 成 さ れ や す い 。 低 温 で バ リ ア 性 の 高 い SiNx膜 を形成するために，原料ガスにH2を加えることを試みた。 Si基 板 上 に SiH 4 流 量 8sccm，NH 3 流 量 200sccm，触 媒 体 温 度 1750℃ ，ガ ス 圧 10Pa，基 板 温 度 80℃ と 固 定 し ，H 2 流 量 を 0， 200sccmと 変 化 さ せ て ， 厚 み 10 0n mの SiNx膜 を 形 成 SiOx Si-O Si-N H2O SiNx膜 す る た め ，高 温 加 湿 試 験 (PCT： Si基板 121℃ ， 2気 圧 ， 1時 間 )前 後 の フ ー リ エ 変 換 赤 外 吸 収 (FT-IR)ス ペクトルの変化を測定した。 図 に PCT 前 後 の SiNx 膜 の FT-IR ス ペ ク ト ル を 示 す 。 H 2 な し の 成 膜 条 件 で は ， PCTに よ り 吸光度 (任意強度) し た 。 SiNx膜 の バ リ ア 性 を 評 価 N-H H2なし PCT H2あり PCT N-H Si-H 劣化 あり 劣化 なし Si-Oの ピ ー ク が 増 加 し た こ と か ら ， SiNx膜 が 酸 化 し た と 考 え ら れ る 。一 方 ，H 2 あ り の 成 膜 条 件 4000 3500 3000 で は PCT 後 で も Si-O の ピ ー ク は 2500 2000 1500 1000 500 波数 (cm-1) 見られず，バリア性が高いこと が示された。 図 SiN x 膜 の FT-IRス ペ ク ト ル (H 2 添 加 効 果 ) 研究成果 原 料 ガ ス に H 2 を 加 え る こ と に よ り ，SiNx膜 の 原 子 密 度 を 増 加 さ せ る こ と が で き ，水 蒸 気 バ リ ア 性 の SiNx膜 を 80℃ の 低 温 で 形 成 す る こ と が で き た 。 論文投稿 Jpn. J. Appl. Phys., Vol. 43, No.12A 2004 p.L1546-L1548. * 電子情報部 ** ㈱石川製作所 *** 北陸先端科学技術大学院大学
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