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.
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電子情報部
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㈱石川製作所
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北陸先端科学技術大学院大学