CN102017084B - 加热装置、膜形成装置及膜形成方法和元件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种可在玻璃基板上高效地形成膜的加热装置及具有此加热装置的膜形成装置。此膜形成装置具有对支撑台(26)上所载置的玻璃基板(24)的表面(25)垂直地喷吹比此玻璃基板的软化点温度高的高温气体的加热装置，且对所述玻璃基板的表面与高温气体一起同时喷吹热解而产生膜沉积的沉积用气体(43)。

Description

加热装置、膜形成装置及膜形成方法和元件
技术领域
本发明涉及一种用以在玻璃基板上形成例如硅薄膜等的加热装置及具有此加热装置的膜形成装置及膜形成方法。 
另外，本发明涉及适于制作例如大面积电子元件的膜形成的改良，例如涉及在不耐高温的基板，如在玻璃基板上或已结束配线工序的基板上，形成以需要比支撑此基板的支撑台的温度高的温度的高温进行成长或者加热的膜，如硅膜或氧化硅膜、氮化硅膜、或者3元以上的化合物膜等膜的方法及其膜形成装置。 
背景技术
通常，作为具有在玻璃基板上成长的硅薄膜的元件有液晶显示器或有机EL(ELectro Luminescence，电致发光)显示器、太阳能电池等。 
硅薄膜是在任一元件中均是用来使电子或空穴产生或在电场中加速。 
而且，玻璃基板上所成长的硅薄膜的特性比硅结晶差，迁移率为1/100至1/1000，或者更小。 
另外，为了在玻璃基板上成长膜或者在此膜上进行某些加工，而将工序的温度限制为玻璃的软化点(例如300℃)以下。 
由于存在此限制，所以作为硅薄膜使用可在300℃以下成长的等离子非晶质(amorphous)硅膜或用激光等急速熔融固化的再结晶硅膜。 
而且，这样用以在玻璃基板软化点以下的低温处理基板的温度的技术的开发对于使用玻璃基板的元件来说是必要的。尤其重要的是控制将光转换为电的太阳能电池元件的效率或显示元件的薄膜晶体管的性能的硅薄膜的制造技术。 
显示元件中，在玻璃基板上使用非晶质硅膜来制造薄膜晶体管。此时由于利用等离子分解硅烷气体来进行膜成长，所以包含数个百分比以上的氢， 也未有规律地产生键结，因此迁移率小，特性会随着温度或光照射的时间延长而劣化。尤其，由光所引起的劣化在太阳能电池的应用方面是一致命性的问题。 
以往，通过激光退火(laser anneal)或激光熔融而不提高基板的温度来改良表面的硅薄膜的方法研究了30年以上。此方法在允许耗费成本的元件中得以使用，但无法在要求低成本的元件中使用。 
进而，虽然激光的寿命得到了改良，但无法用在太阳能电池等的大面积基板的步骤中。 
另外，为了使杂质活化而仅对表面进行退火，因此使用激光退火。 
此方法的成本高，所以无法应用在不要求低成本的特殊用途以外的用途中。 
作为低成本地使表面成为高温而使薄膜结晶化的方法的以往例有下述的专利文献1所记载的方法。该方法如下：此膜形成装置如图4所示，将气体12导入到细管11中，并从高频电源14将电力通过匹配电路15供给到缠绕在此细管11上的线圈13中，在细管11的管前端生成微等离子16。通过此等离子16，在不会使玻璃基板17熔融的情况下将此玻璃基板17上所预先成长的非晶质膜(非晶质硅)18熔化而形成熔融膜19，进而再使其固化。 
可认为此等离子熔融与激光熔融相比具有再现性，但在应用于大面积基板时必须将其排列有多个。 
另外，通常，在基板上形成有膜的元件中，有必须将此基板保持在低温的元件。例如，作为基板存在玻璃基板或已制作有所需膜之后的硅基板。作为具有在玻璃基板上所成长的薄膜的元件，存在液晶显示器(LCD，Liquid Crystal Display)或有机EL(电致发光)显示器、太阳能电池等的所谓大面积电子元件。 
薄膜大多是在任一元件中均用作非晶质膜或结晶膜、绝缘膜、保护膜。 
而且，基板上所成长的膜在为例如等离子激发的非晶质薄膜的情况下进行非平衡成长(并非可逆反应的成长)，所以气相的活性种彼此产生核成长并附着在基板上进行成长，因此与高温的热CVD(Chemical Vapor Deposition，化学气相成长)膜相比在组成或结构方面不稳定。由此，膜包含氢等杂质，且结构也不稳定，也容易吸湿，致密性差。 
因此，例如为了在玻璃基板上形成膜并进行加热处理或者使之成长、在所述膜上进行某些加工，而将加工工序的温度限制在玻璃的软化点(例如300℃～400℃)以下。由于存在此限制，所以使用可在300℃以下成长的等离子成长膜或用激光等进行了表面退火的膜来作为薄膜。 
这样以低温来处理基板的温度的技术对使用玻璃基板的元件制造工序来说是必要的。另外，近年出现如下情况，即为了使已制作出元件的硅晶片彼此粘贴来使元件积层，而必须对工序已结束的基板进行其它工序。 
例如，在配线工序结束后进行贯通硅基板的电极(贯通电极)形成。通常会在较深的贯通孔中埋入Cu，但为了防止Cu在基板硅中扩散，而使较厚的氧化膜或氮化膜在孔的内侧成长。然而，如果即便在400℃以下的低温成长也无法获得致密的膜，则即便在表面上成长也不会充分成长到内表面或底面。必须在整个表面进行成长。另外，即便在低温气体氛围下成长，活性种的表面迁移也不充分，因此无法以均匀的厚度覆盖孔的内表面。此将妨碍晶片的粘贴制造。由于存在这样的背景，所以以往以来就有用于在低温下使膜成长的技术(例如，参照非专利文献1)。 
而且，在热激发的化学气相成长(CVD)中，作为基板温度而言即便较低通常也需要500℃以上。然而，等离子激发的化学气相成长对在保持为低温的基板表面上平坦地成长膜较为有效。例如ECR(Electron Cycrotron Resonance，电子回旋共振)等离子CVD在基板温度为300℃以下也可进行膜成长，但覆盖性较差，所以宁可用于自下而上(bottom-up)成长。另外，由于与等离子不同，ECR等离子存在微波的波长依赖的限制，且装置的扩展不自由，所以无法应用于玻璃等大型基板。另外，虽然存在使膜形成气体与钨丝接触而产生分解种的热触媒体CVD，但为了弥补钨进入膜中的缺点或致密性的不足，必须追加有追加离子轰击的工序。此将导致装置大型化而妨碍装置的扩张。 
如以往所周知，使用500℃以上的温度高的热CVD较为理想，且在特性方面也为在半导体产业中具有业绩的膜，因此如果不使基板为高温便能够使热CVD膜成长，则其为实用上可靠性最高的可靠的膜形成方法。 
【专利文献1】日本专利特开2000-60130号公报 
【非专利文献1】“反応性熱CVD法による多结晶SiGe薄膜の低 温成長技術の開発”東京工業大学大学院理工学研究科附属像情報工学研究施設半那研究室(“利用反应性热CVD法的多晶SiGe薄膜的低温成长技术的开发”东京工业大学研究生院理工科研究科附属像信息工程研究设施半那研究室)[平成20(2008)年6月12日检索]因特网(URL：http://www.isl.titech.ac.jp～hanna/cvd.html) 
发明内容
[发明所要解决的问题] 
然而，此以往的薄膜形成方法中，虽然玻璃基板低成本且可使用大型基板，但因熔点低而通常必须将基板保持在300度以下。 
为了即便在此低温也可使硅的薄膜在玻璃基板上成长，当前技术存在几个问题。 
例如，以300℃且用等离子CVD(化学气相成长)从硅烷气体成长的膜为非晶质且包含不饱和键与氢，迁移率的初始性能也比单晶或多晶硅低1000倍。由于也存在经年劣化行，所以只能在所获得的较低性能的范围内设计商品。 
另外，为了对此情况加以改良而存在将表面的硅熔化的激光退火或微等离子熔融、激光熔融的技术，但作为一条边为几米的大面积玻璃基板的制造技术而言无法低成本地使用。为了使成本低到可将用于较小面积的激光熔融技术应用到大面积的程度，而要求激光输出的稳定化及高输出化。 
此外，以往的技术中，即便基板为玻璃板或已结束元件制作的硅晶片，基板温度再高也必须保持在400℃以下。 
为了在此低温下使可靠性高的薄膜在基板上成长，当前技术存在几个问题。 
例如，用300℃的等离子CVD(化学气相成长)从硅烷气体成长的膜为非晶质且包含不饱和键与氢，迁移率的初始性能也比单晶或多晶硅低1000倍。由于也存在经年劣化性，所以只能在所获得的较低性能的范围内设计商品。 
另外，如果用等离子CVD使氧化膜在10μm以上较深的孔中成长，则膜不会在侧面上均匀地成长。 
本发明是考虑到这些情况而开发成的，其目的在于提供一种可在玻璃基板上高效地形成膜的低成本的加热装置及具有此加热装置的低成本的膜形成装置。 
另外，本发明是考虑到这些情况而开发成的，其目的在于提供一种可保持着将基板维持在低温的状态对整个基板的表面的膜进行加热，或者将热CVD膜形成在基板表面的低成本的膜形成方法及膜形成装置。 
[用于解决问题的方案]
通常，如果将已加热的气体垂直地喷吹到玻璃基板的表面，则可将气体的温度传递到基板上。只要不特别形成结构，气体就可平行地流向基板表面。这样一来，会形成停滞层，此层成为热阻而导致气体的温度不传递到基板上。 
然而，如果将高温气体压缩形成为束状并使之垂直地入射到基板则不会产生停滞层，或者停滞层较薄，因此会高效地将气体的温度传递到基板上。如果换种方式来说明此现象，则对垂直地入射的高温气体良好地传递基板的温度。利用此原理而发明出急速且高效地加热的气体加热装置。 
图1是此加热装置的原理图。此加热装置具有通过热源20加热导入气体12来形成高温气体22的气体加热机构21。高温气体22在导气管23中与该导气管23的器壁平行地前进。由于形成有停滞层所以与器壁的热交换效率较低，高温气体22保持着较高的温度的状态成束状地啧出并垂直地碰触到玻璃基板24的表面25。 
此外，图1中，符号C是由例如碳等形成为圆柱或棱柱的柱状部，在此柱状部的内部形成有对导入气体12进行导入的气体通路R。此气体通路R的一端与气体导入管连通，另一方面，另一端与导气管23连通。 
玻璃基板24的导热与硅或金属相比较低。因此，虽然基板表面25被加热，但与基板的支撑台26接触的基板背面27维持在支撑台26的温度。如果将支撑台26冷却，则玻璃基板背面27依赖于冷却温度而保持在较低温度。因此，即便使玻璃基板表面25为高温也可将此玻璃基板24维持在玻璃的软化点以下的温度。为了充分进行热接触，也可使用真空吸附或静电吸盘。如果使玻璃基板24移动，则可移动玻璃基板表面25的高温表面29。通过调整气体流量的容量，既可使基板背面27的温度维持在300℃，又可使基板表面25维持在高于该300℃的温度。 
这样一来，可仅使玻璃基板24的表面25为较高的温度。 
如果同时对此高温的玻璃基板表面25喷吹作为下述的沉积气体的一例的硅烷气体，则会成长多晶硅。可从硅烷SiH4以表面温度为600℃以上使多晶硅成长，或从二硅烷Si2H6以表面温度为570℃以上使多晶硅成长。如果导入三氢化磷(phosphine)PH3作为掺杂气体的一例，则可成长n型的多晶硅。另外，如果同时导入二硼烷(diboron)B2H6，则会成长p型的多晶硅。 
从硅烷会成长多晶硅，但如果同时导入锗烷气体GeH4，则会成长锗与硅的混晶。 
硅与锗是能够无限制地混合的晶系。由于锗对硅赋予形变而使电子结构发生变化，因此在为适度的比率时对高效地吸收太阳光较为有效。由于可为任意的组成，所以如果使锗的混合量在膜的厚度方向发生变化，则可形成倾斜结构的薄膜。 
以上，如上所述以大致垂直地碰触到玻璃基板24的方式喷吹高温气体22，由此可使玻璃基板24的表面25为高温，且可一面将玻璃基板24维持在熔点以下，一面成长在570℃以上成长的硅膜、硅与锗的混晶膜、及它们的掺杂膜。另外，如果同时导入氧化性气体或氮化性气体，则因CVD(化学气相成长)的原理而可成长氧化硅膜或氮化硅膜。 
另外，关于解决另一个问题的方案，以下基于图5、图6对本发明的原理与膜形成方法进行说明。 
通常，如果将已加热的气体大致垂直地喷吹到基板的表面，则可将气体的温度传递到基板上。另外，气体平行地流向平坦的基板表面。这样一来，与基板平行地形成停滞层，此停滞层成为热阻层而导致气体的温度不会在短时间内传递到基板上。换句话说，也就是传递效率降低。 
然而，如果将高温气体压缩形成为束状，且不是平行地而是大致垂直地喷吹或者碰触到基板表面，则停滞层会变薄。或者，停滞层可薄到相对性地实质上未形成停滞层的程度。如果停滞层较薄则可高效地将高温气体的温度传递到基板上。即，基板表面从垂直地入射的高温气体中高效地接收热。然而，由于基板根据材料而具有导热率，并且基板的背面在被冷却时具有一定热容量的热沉(heat sink)性，因此温度上升并达到气体温度的部分限定于基板表面。如果利用此原理，则仅基板表面被加热而基板的背面与内部维持在一定温度以下。 
图6示意性地表示此原理。即，如果将高温气体102从气体喷吹装置103的吹出孔103a压缩成束状102a而大致垂直地喷吹到基板101表面，则因基板101由支撑台104保持着，所以基板101的背面温度T1通过支撑台104的冷却材料104a而恒定保持在特定温度。高温气体束流102a在基板101表面形成停滞层105。 
此停滞层105的厚度S依赖于高温气体束流102a的入射速度V或入射到基板101表面的入射角度。入射速度V越快则停滞层105的厚度S变得越薄。基板101表面的温度低于高温气体束流102a的温度T2。由于来自高温气体束流102a的热的传递可通过停滞层105的厚度S来控制，所以基板101的表面温度可通过高温气体束流102a的温度T2及碰触入射到基板101的速度V来控制。因此，可利用高温气体束流仅对基板表面或者其上的膜进行加热。 
如图6所示，当高温气体束流102a为一个时，即便在所述高温气体束流102a的周边存在有引起热分解反应的气体例如硅烷SiH4，也可通过高温气体束流102a来进行排除，因此，高温气体束流102a碰触到基板101表面而形成高温的基板101的表面上的成长反应的效率差。即，沿着与基板101表面碰触的高温气体束流102a的流向，分解反应种沿着基板表面排气。因此，热封闭而形成高温的空间(区间)，使应进行热分解的膜形成用气体长时间停滞在此高温区间中，由此为了膜沉积而需要可生成反应分解种并高效地补充给基板的结构。对解决此问题的结构进行说明。 
为了形成此高温区间，而将高温气体束流102a从空开特定间隔的两个部位喷吹到基板101的表面上是有效的。即，使已加热的高温气体102从分开配置的两个部位的吹出孔103a、103a吹出，并大致垂直地碰触入射到相向的基板101的表面。因此，在由这些两个高温气体束流102b、102c所夹着的空间中形成高温空间。 
图5是表示基于所述的新颖的技术构思的本发明的膜形成方法的原理的示意图。即，如图5所示，本发明中，如果对例如由两个高温气体束流102b及102c与基板101的表面所包围的高温空间即高温区间106，从吹出孔108供给硅烷气体107作为具有沉积性的膜形成用的热分解气体的一例， 则高温区间106中会进行硅烷气体107的热分解而生成活性种并将停滞层扩散而使硅膜在基板101的表面上成长。另外，如果这两个高温气体102b与102c选择进行氧化还原反应的气体，则在此高温区间106中停滞的气体彼此相互会产生热分解反应。然而，如果气相中无异质物质的核，则在恒定浓度以下不会形成自然核，但在高温区间106的下方存在作为温度较低的异质物质即巨大核的基板101。因此，如图6所示，夹着停滞层105进行热传递而使基板101表面成为低于高温气体102b、102c的各自温度T2但高于基板101的背面温度T1或内部的温度。基板101背面的温度T1与高温气体102b、102c的温度T2是利用例如热电偶等温度传感器来测定，但基板101表面的实际温度的测定并不容易。然而，作为异质物质的基板101表面由于温度较低，所以从核成长开始便引起膜的成长。这是以下原理：一面将基板101的温度维持得较低，一面使温度高于基板101的温度的高温气体102b、102c接触而在基板101表面产生热CVD。除了选择高温气体102b、102c的化学种类以外，还对应于此来调整高温气体102b、102c的喷吹速度或喷吹(入射)角度、温度、气体的排气等，由此可使所期望的膜成长。由于热分解活性种在维持于较高的表面温度的基板101表面附近进行表面迁移，所以也可迁移到深孔等中而形成膜。此外，图5中，符号104b是支撑基板101的支撑台104的图中上表面上所形成的多个真空吸盘用槽，利用未图示的排气装置将这些真空吸盘用槽104b、104b、...内排气成真空，由此使基板101的背面101b吸附并固定支撑在支撑台104的表面。另外，通过对这些真空吸盘用槽104b、104b、...内填充空气等，由此可将基板101从支撑台104卸除。 
于是，技术方案1所涉及的发明是一种加热装置，其特征在于：对支撑台上所载置的玻璃基板的表面垂直地喷吹比此玻璃基板的软化点温度高的高温气体。 
技术方案2所涉及的发明是技术方案1所述的加热装置，其特征在于：所述气体是氮、氢、Ar、He、氧气中的任一种、或者这些气体的两种以上的混合气体。 
技术方案3所涉及的发明是一种膜形成装置，其特征在于：具有对支撑台上所载置的玻璃基板的表面垂直地喷吹比此玻璃基板的软化点温度高的 高温气体的加热装置，其中，将进行热解而膜沉积用的沉积气体与此加热装置的所述气体中的任一种、或者混合气体一起同时喷吹到所述玻璃基板的表面。 
技术方案4所涉及的发明是一种膜形成装置，其特征在于：具有对支撑台上所载置的玻璃基板的表面垂直地喷吹比此玻璃基板的软化点温度高的高温气体的加热装置，且所述气体是氮、氢、Ar、He、氧气中的任一种、或者这些气体中的两种以上的混合气体，其中，将进行热解而膜沉积用的沉积气体与此加热装置的所述气体中的任一种、或者混合气体一起同时喷吹到所述玻璃基板的表面。 
技术方案5所涉及的发明是技术方案3或4所述的膜形成装置，其特征在于：所述沉积气体包含硅。 
此外，与所述气体、所述沉积气体一起地同时导入掺杂气体亦可。 
此外，所述沉积气体包含硅，且与所述气体、所述沉积气体一起地同时导入掺杂气体亦可。 
此外，与所述气体、所述沉积气体一起地同时导入氧化气体、氮化气体亦可。 
此外，所述沉积气体包含硅，且与所述气体、所述沉积气体一起地同时导入氧化气体、氮化气体亦可。 
所述沉积气体包含硅，且与所述气体、所述沉积气体一起地同时导入掺杂气体、氧化气体、氮化气体亦可。 
技术方案6所涉及的发明是一种膜形成装置，其特征在于：具有将比玻璃基板的软化点温度高的高温气体垂直地喷吹到此玻璃基板的表面上的加热装置，使和所述高温气体一起的、进行热解而膜沉积用的沉积气体及掺杂气体的种类及浓度在沉积膜的厚度方向上发生变化，由此在基板上形成倾斜结构或者异质结的结构的膜。 
此外，所述玻璃基板的表面也可形成为粗糙面。 
此外，所述沉积气体包含硅，且所述玻璃基板的表面形成为粗糙面亦可。 
此外，所述沉积气体包含硅，且与所述气体、所述沉积气体一起地同时导入掺杂气体，所述玻璃基板的表面形成为粗糙面亦可。 
此外，所述沉积气体包含硅，与所述气体、所述沉积气体一起地同时导 入掺杂气体、氧化气体、氮化气体，且所述玻璃基板的表面形成为粗糙面亦可。 
此外，具有将比玻璃基板的软化点温度高的高温气体垂直地喷吹到此玻璃基板的表面的加热装置，使和所述高温气体一起的、进行热解而膜沉积用的沉积气体及掺杂气体的种类及浓度在沉积膜的厚度方向上发生变化，由此在基板上形成倾斜结构或者异质结的结构的膜，所述沉积气体包含硅，与所述气体、所述沉积气体一起地同时导入掺杂气体、氧化气体、氮化气体，且所述玻璃基板的表面形成为粗糙面亦可。 
技术方案7所涉及的发明是一种元件，其特征在于：搭载了通过技术方案3-6中任一项所述的膜形成装置所形成的薄膜。 
技术方案8所涉及的发明是一种膜形成方法，其特征在于：对位于支撑在可冷却的支撑台上的基板表面的膜上，相互空开所需间隔并大致垂直地喷吹多个高温气体束流而使所述膜退火。 
技术方案9所涉及的发明是一种膜形成方法，其特征在于：对位于支撑在可冷却的支撑台上的基板表面的膜上，相互空开所需间隔并大致垂直地喷吹多个高温气体束流，且对由这些高温气体束流与所述基板表面所划分的高温空间供给具有沉积性的膜形成用的热分解气体，并喷吹到所述基板表面。 
技术方案10所涉及的发明是技术方案8或9所述的膜形成方法，其特征在于：所述基板由玻璃或者塑料形成，且所述高温气体的温度高于此玻璃或者塑料的软化温度。 
技术方案11所涉及的发明是技术方案9所述的膜形成方法，其特征在于：所述基板是形成有元件的硅基板，且所述高温气体为所述元件的膜形成工序中的温度以上的高温。 
技术方案12所涉及的发明是一种膜形成装置，其特征在于具有：基板；支撑此基板的可冷却且可移动的支撑台；及气体喷吹装置，具有通过所需气体的气体通路、将此气体通路的气体加热为所需的高温气体的加热装置、及将此高温气体压缩成束状并大致垂直地分别喷吹到所述基板表面的多个部位的多个吹出孔。 
技术方案13所涉及的发明是技术方案12所述的膜形成装置，其特征在于：所述所需气体包含氮、氢、氩、氦、氧气中的任一种、或者这些气体的 两种以上的混合气体。 
技术方案14所涉及的发明是一种膜形成装置，其特征在于具有：基板；支撑此基板的可冷却且可移动的支撑台；及气体喷吹装置，具有通过所需气体的气体通路、将此气体通路的气体加热为所需的高温气体的加热装置、将此高温气体压缩成束状并大致垂直地分别喷吹到所述基板表面的多个部位的多个吹出孔、及设置在这些吹出孔之间且通过由多个高温气体束流与基板表面所划分的高温空间而将具有沉积性的膜形成用的热分解气体喷吹到所述基板表面上的气体吹出孔。 
技术方案15所涉及的发明是技术方案14所述的膜形成装置，其特征在于：所述膜形成用的热分解气体包含硅、碳或锗。 
技术方案16所涉及的发明是技术方案14所述的膜形成装置，其特征在于：所述膜形成用的热分解气体包含硅烷(SiH4、Si2H6)或者卤化硅烷，所述所需气体包含含有与这些气体反应的N2O、NO2的氧化气体或者含有NH3的氮化气体中的任一种、或者两种。 
技术方案17所涉及的发明是技术方案14所述的膜形成装置，其特征在于：所述膜形成用的热分解气体包含硅、碳或锗，所述膜形成用的热分解气体包含硅烷(SiH4、Si2H6)或者卤化硅烷，所述所需气体包含含有与这些气体反应的N2O、NO2的氧化气体或者含有NH3的氮化气体中的任一种、或者两种。 
此外，将所述气体喷吹装置并列设置多台，并且在这些气体喷吹装置的并列设置方向上可移动地构成所述支撑台亦可。 
此外，所述所需气体包含氮、氢、氩、氦、氧中的任一种或者这些气体的两种以上的混合气体，将所述气体喷吹装置并列设置多台，且在这些气体喷吹装置的并列设置方向上可移动地构成所述支撑台亦可。 
此外，所述膜形成用的热分解气体包含硅、碳或锗，将所述气体喷吹装置并列设置多台，且在这些气体喷吹装置的并列设置方向上可移动地构成所述支撑台亦可。 
此外，所述膜形成用的热分解气体包含硅烷(SiH4、Si2H6)或者卤化硅烷，所述所需气体包含含有与这些气体反应的N2O、NO2的氧化气体或者含有NH3的氮化气体中的任一种、或者两种，将所述气体喷吹装置并列设置多 台，且在这些气体喷吹装置的并列设置方向上可移动地构成所述支撑台亦可。 
此外，所述膜形成用的热分解气体包含硅、碳或锗，所述膜形成用的热分解气体包含硅烷(SiH4、Si2H6)或者卤化硅烷，所述所需气体包含含有与这些气体反应的N2O、NO2的氧化气体或者含有NH3的氮化气体中的任一种、或者两种，将所述气体喷吹装置并列设置多台，且在这些气体喷吹装置的并列设置方向上可移动地构成所述支撑台亦可。 
此外，所述基板由玻璃或者塑料形成，且所述高温气体为比此玻璃或者塑料的软化温度高的温度亦可。 
此外，所述所需气体包含氮、氢、氩、氦、氧中的任一种或者这些气体中的两种以上的混合气体，所述基板由玻璃或者塑料形成，且所述高温气体为比此玻璃或者塑料的软化温度高的温度亦可。 
此外，所述膜形成用的热分解气体包含硅、碳或锗，所述基板由玻璃或者塑料形成，且所述高温气体为比此玻璃或者塑料的软化温度高的温度亦可。 
此外，所述膜形成用的热分解气体包含硅烷(SiH4、Si2H6)或者卤化硅烷，所述所需气体包含含有与这些气体反应的N2O、NO2的氧化气体或者含有NH3的氮化气体中的任一种、或者两种，所述基板由玻璃或者塑料形成，且所述高温气体为比此玻璃或者塑料的软化温度高的温度亦可。 
此外，所述膜形成用的热分解气体包含硅、碳或锗，所述膜形成用的热分解气体包含硅烷(SiH4、Si2H6)或者卤化硅烷，所述所需气体包含含有与这些气体反应的N2O、NO2的氧化气体或者含有NH3中的氮化气体的任一种、或者两种，所述基板由玻璃或者塑料形成，所述高温气体为比此玻璃或者塑料的软化温度高的温度亦可。 
此外，将所述气体喷吹装置并列设置有多台，并且在这些气体喷吹装置的并列设置方向上可移动地构成所述支撑台，所述基板由玻璃或者塑料形成，且所述高温气体为比此玻璃或者塑料的软化温度高的温度亦可。 
此外，所述所需气体包含氮、氢、氩、氦、氧中的任一种或者这些气体的两种以上的混合气体，将所述气体喷吹装置并列设置多台，并且在这些气体喷吹装置的并列设置方向上可移动地构成所述支撑台，所述基板由玻璃或 者塑料形成，且所述高温气体为比此玻璃或者塑料的软化温度高的温度亦可。 
此外，所述膜形成用的热分解气体包含硅、碳或锗，将所述气体喷吹装置并列设置多台，并且在这些气体喷吹装置的并列设置方向上可移动地构成所述支撑台，所述基板由玻璃或者塑料形成，且所述高温气体为比此玻璃或者塑料的软化温度高的温度亦可。 
此外，所述膜形成用的热分解气体包含硅烷(SiH4、Si2H6)或者卤化硅烷，所述所需气体包含含有与这些气体反应的N2O、NO2的氧化气体或者含有NH3的氮化气体中的任一种、或者两种，将所述气体喷吹装置并列设置多台，且在这些气体喷吹装置的并列设置方向上可移动地构成所述支撑台，所述基板由玻璃或者塑料形成，且所述高温气体为比此玻璃或者塑料的软化温度高的温度亦可。 
此外，所述膜形成用的热分解气体包含硅、碳或锗，所述膜形成用的热分解气体包含硅烷(SiH4、Si2H6)或者卤化硅烷，所述所需气体包含含有与这些气体反应的N2O、NO2的氧化气体或者含有NH3的氮化气体中的任一种、或者两种，将所述气体喷吹装置并列设置多台，且在这些气体喷吹装置的并列设置方向上可移动地构成所述支撑台，所述基板由玻璃或者塑料形成，且所述高温气体为比此玻璃或者塑料的软化温度高的温度也亦可。 
此外，所述基板为形成有元件的硅基板，所述高温气体为所述元件的膜形成工序中的温度以上的高温亦可。 
此外，所述所需气体包含氮、氢、氩、氦、氧气中的任一种或者这些气体的两种以上的混合气体，所述基板为形成有元件的硅基板，所述高温气体为所述元件的膜形成工序中的温度以上的高温亦可。 
此外，所述膜形成用的热分解气体包含硅、碳或锗，所述基板为形成有元件的硅基板，所述高温气体为所述元件的膜形成工序中的温度以上的高温亦可。 
此外，所述膜形成用的热分解气体包含硅烷(SiH4、Si2H6)或者卤化硅烷，所述所需气体包含含有与这些气体反应的N2O、NO2的氧化气体或者含有NH3的氮化气体中的任一种、或者两种，所述基板为形成有元件的硅基板，所述高温气体为所述元件的膜形成工序中的温度以上的高温亦可。 
此外，所述膜形成用的热分解气体包含硅、碳或锗，所述膜形成用的热分解气体包含硅烷(SiH4、Si2H6)或者卤化硅烷，所述所需气体包含含有与这些气体反应的N2O、NO2的氧化气体或者含有NH3的氮化气体中的任一种、或者两种，所述基板为形成有元件的硅基板，且所述高温气体为所述元件的膜形成工序中的温度以上的高温亦可。 
此外，将所述气体喷吹装置并列设置多台，且在这些气体喷吹装置的并列设置方向上可移动地构成所述支撑台，所述基板为形成有元件的硅基板，且所述高温气体为所述元件的膜形成工序中的温度以上的高温亦可。 
此外，所述所需气体包含氮、氢、氩、氦、氧气中的任一种或者这些气体的两种以上的混合气体，将所述气体喷吹装置并列设置多台，且在这些气体喷吹装置的并列设置方向上可移动地构成所述支撑台，所述基板为形成有元件的硅基板，且所述高温气体为所述元件的膜形成工序中的温度以上的高温亦可。 
此外，所述膜形成用的热分解气体包含硅、碳或锗，将所述气体喷吹装置并列设置多台，且在这些气体喷吹装置的并列设置方向上可移动地构成所述支撑台，所述基板为形成有元件的硅基板，且所述高温气体为所述元件的膜形成工序中的温度以上的高温亦可。 
此外，所述膜形成用的热分解气体包含硅烷(SiH4、Si2H6)或者卤化硅烷，所述所需气体包含含有与这些气体反应的N2O、NO2的氧化气体或者含有NH3的氮化气体中的任一种、或者两种，将所述气体喷吹装置并列设置多台，且在这些气体喷吹装置的并列设置方向上可移动地构成所述支撑台，所述基板为形成有元件的硅基板，且所述高温气体为所述元件的膜形成工序中的温度以上的高温亦可。 
此外，所述膜形成用的热分解气体包含硅、碳或锗，所述膜形成用的热分解气体包含硅烷(SiH4、Si2H6)或者卤化硅烷，所述所需气体包含含有与这些气体反应的N2O、NO2的氧化气体或者含有NH3的氮化气体中的任一种、或者两种，将所述气体喷吹装置并列设置多台，且在这些气体喷吹装置的并列设置方向上可移动地构成所述支撑台，所述基板为形成有元件的硅基板，且所述高温气体为所述元件的膜形成工序中的温度以上的高温亦可。 
[发明效果] 
根据本发明，通过形成高温气体，并以垂直地碰触到玻璃基板的方式喷吹该高温气体与沉积气体，由此在玻璃基板上形成膜，因此与形成激光退火或微等离子并对基板的一表面照射其的以往装置相比，可低成本地形成多晶硅膜并使之成长。 
根据本发明，由于能够一面将可冷却且可移动的支撑台上所载置的基板维持在低温，一面将高温气体束流大致垂直地喷吹到基板表面来仅对基板表面进行退火(加热)，所以可实现仅对基板表面的膜进行退火处理的膜形成。 
根据本发明，对由多个高温气体束流与基板表面所划分的高温空间供给具有沉积性的膜形成用的热分解性气体，且使所述热分解性气体在高温空间中进行热分解并喷吹到基板表面上，因此在基板表面上形成膜。 
而且，可在基板表面上形成热阻层的停滞层来抑制向基板的导热。另外，由于可将支撑基板的支撑台冷却，所以可将基板温度保持在低温，并且可防止或者抑制由基板的软化等高温所引起的不良情况。此外，由于可使支撑台移动，所以其能够实现向整个基板的退火与膜沉积，且通过将多种气体束流喷吹装置放置在基板移动方向上，从而可在基板上连续地形成多种膜。 
具体实施方式
以下，根据随附图式来说明本发明的实施方式。在多个随附图式中，对相同或者相等的部分附上相同符号。 
<第一实施方式> 
图2表示具有以与所述图1所示的加热装置大致相同的原理来构成的加热装置的膜形成装置的截面示意图。如图2所示，玻璃基板24例如厚度为0.7mm，且密接放置在玻璃基板支撑台26上。此支撑台26中具有真空吸附槽31，吸附玻璃基板24而有效地进行热接触，用支撑台26的温度来控制玻璃基板24的背面32的温度。 
对加热用导入气体12的加热机构进行说明。加热机构具有：由碳(包含例如石墨、各向同性碳等)材料形成的中实平板状的碳中央板33，及分别附设在此碳中央板33的左右两侧的碳制的中实平板状的左右一对碳侧板39L、39R，在碳中央板33的深度方向(图2的表背方向)具有槽34。使用例如氮作为加热用导入气体12。氮从上方通过导入管35导入，经由所述槽 34并通过第一狭缝37与第二狭缝36的间隙而大致垂直地碰触到玻璃基板24。在碳中央板33的深度方向上贯通而设有作为热源的灯38，根据灯38的投入电力，碳中央板33可加热到例如1000℃。 
图3(A)是碳中央板33及其左右一对碳侧板39L、39R的纵截面图，图3(B)是图3(A)的A-A截面图，图3(C)是图3(A)的B-B截面图，图3(D)是图3(B)的Y-Y截面图，利用这些碳中央板33与左右一对碳侧板39L、39R，而分别形成与图2所示的左右一对第一、第二狭缝36、37分别连通的左右一对槽34、34。这些左右一对槽34、34以在图2中纵向上分别个别地通过导入气体12的方式而形成，且这些左右一对槽34、34彼此在左右(横)方向上不连结。 
如图3(A)～(D)所示，在碳中央板33的入口33a中气密地插入固定着气体导入管35的一端部，且使气体流入空间33b连通于此入口33a。此外，图3(B)中的符号33c是多个纵孔，图3(A)、(B)、(C)、(D)中，38a是插入加热用灯38的插入孔。 
而且，槽34是利用碳中央板33及以从左右气密地夹着碳中央板33的方式固定的左右一对碳侧板39L、39R来形成为加热用导入气体12的通路，且具有从上方的槽向下方的槽泄漏氮气的纵槽40(相当于33C)。此纵槽40与其下一个图2中下方的纵槽分开设置，从纵槽40送出的氮气垂直地碰到作为槽的上下壁的肋材41，而高效地与肋材41进行热交换。 
通过碳中央板33的肋材41的氮气被高效地加热并泄漏到下方。在经加热的氮气通过由碳中央板33与由左右侧板39L、39R所形成的第一狭缝37与第二狭缝36时，由于这些狭缝36、37的两壁与氮气的流向平行，因而形成停滞层，此停滞层成为热阻而导致热交换的效率降低。为此，由上方的灯38进行了加热的导入气体12保持着高温的状态碰触到玻璃基板24。 
由从第一狭缝37与第二狭缝36喷出的气体夹着的区域的玻璃基板24的表面(图2中为上表面)25成为高温。在碳中央板33的下方具有狭缝状的空洞42，向此空洞42导入沉积用气体43及掺杂用气体44并喷吹到基板表面。此沉积用气体43是通过沉积用气体管43a供给到空洞42中，掺杂用气体44是通过掺杂气体管44a供给到空洞42中。 
从图中下端的第一、第二狭缝37、36的喷出口喷出的加热用气体的温度是通过热电偶45来进行监控。虽然无法准确地测定玻璃基板24的表面温度，但可测定监控用的热电偶45的监控温度Tm。
如果将支撑台26的表面温度设定为300℃且将监控温度Tm设定为650℃来导入硅烷SiH4作为沉积用气体43，则可在玻璃基板24上成长出例如200nm左右的膜。用排气箱46进行排气并通过排气机构47的管道来排气。由于也同时从排气箱46排出环境气体48，所以如果有必要的话，也必须根据流量或混合比来形成氮气环境以免引起混合气体的爆炸或燃烧。 
对沉积膜49进行研究。首先，利用全反射荧光X射线分析确认出沉积膜49为硅膜。为了评估硅膜的结晶性而利用背散射拉曼法研究光谱(spectrum)。根据光谱的峰位移而确认为多晶硅。如果观察截面TEM(transmission electron microscope，透射电子显微镜)则可观察到呈多晶硅的晶格像。因此，确认出沉积膜49为多晶硅。 
其次，尝试进行沉积膜49的掺杂。与硅烷气体同时地导入作为掺杂用气体44的以氮气稀释为1％的PH3气体而使膜沉积在玻璃基板上。利用市售的pn判定器来确认膜为n型。 
其次，同时导入作为掺杂用气体的以氮气稀释为1％的B2H6气体而使沉积膜49沉积在玻璃基板24上。利用市售的pn判定器来确认出膜为p型。 
硅可与锗形成混晶。混晶是在制作应变硅时使用或也在制作与硅的异质结的方法中使用。因此，与硅烷SiH4同时地导入以氮气稀释为1％的锗烷GeH4气体。利用全反射荧光X射线分析确认出膜为包含硅与锗的Si1-XGex的组成。当利用SIMS(secondary ion mass spectroscopy，二次离子质谱)分析来进行组成分析时，锗的组成X随着GeH4的流量增加而增加。根据此情况确认出可依靠GeH4的导入量来控制Si1-XGex的X。 
根据以上的结果，在沉积膜49的厚度方向上控制GeH4的导入量而使之变化，由此可获得在纵向上使X发生变化的倾斜组成的Si1-XGex膜。可知随着锗的组成增加，Si1-XGex的带隙变窄。虽然表示可导入GeH4而向带隙变小的方向形成倾斜组成膜，但为了获得带隙比硅宽的材料Si1-XCx，也可使用其它气体，例如乙炔等。另外，如果与硅烷一起导入氧化性的气体N2O气体，则也可获得氧化硅膜。 
如果导入四乙氧基硅烷TEOS(tetraethoxysilane)作为沉积气体，则即 便是单一气体也可沉积氧化硅膜。如果导入作为氮化性气体的氨气NH3则也可生成氮化硅膜。 
为了使硅膜沉积而在此处使用单硅烷SiH4，但为了使温度更低而可自由地设计使用二硅烷Si2H6，为了利用反应性来使温度进一步变低而可自由地设计使用SiF4等气体。另外，为了对进行了膜沉积的装置零件进行清洁，从装置的稳定运行的方面考虑，可自由地设计从沉积用气体或掺杂气体、加热用气体的导入口导入会与硅反应的ClF3或NF3等的清洁气体。此外，所述实施方式中，针对玻璃基板24的表面25平坦地形成的情况进行了说明，但本发明并不限定于此情况，例如也可利用喷砂等方法使玻璃基板表面25形成为粗糙面。由此，容易形成沉积膜49成长的初始核，从而具有在整个基板表面25上均匀地成长膜的效果。 
如上所述，如果可在大型的玻璃基板24上低成本地成长多晶硅薄膜与绝缘膜，则可在玻璃基板上直接制造薄膜晶体管的元件。另外，如果使倾斜组成的薄膜成长，则可低成本地制造使用了能够有效地利用太阳光的光谱的倾斜组成薄膜或异质结的太阳能电池的元件。 
另外，如果将监控温度Tm设定为更高的温度800℃并仅对玻璃基板表面进行加热，则也可实现半导体工序中所进行的杂质扩散，所以也可制作使用多晶硅的pn结的元件。 
此处，由于使用碳的加热机构的加工简单，所以使用此加热机构，但如果使用不会因氧而燃烧的材料，则也可导入氧。 
<第二实施方式> 
图7是表示本发明的第二实施方式的膜形成装置111构成的构成图，图8是其主要部分放大图。 
如图7所示，膜形成装置111具有：用以形成所需膜的基板112；支撑此基板112的可冷却且可移动的支撑台113；及气体喷吹装置114。 
基板112由所需大小的平板状的玻璃基板或塑料基板等形成，且在其表面112a上，通过比这些基板112的软化温度(例如300℃～400℃)高的温度来形成氧化硅膜或氮化硅膜、多晶硅等的高温的热CVD材料的膜并使之成长。 
支撑台113是在与所述基板112的背面112b密接的表面113a上，形成 使图中上表面开口的真空吸盘吸附用的多个槽113b、113b、...，并利用未图示的排气装置对这些槽113b、113b、...内进行排气，由此吸附、固定基板112的背面112b。另一方面，通过向这些槽113b、113b、...内填充空气等，可将基板112从支撑台113卸除。另外，支撑台113内置有可在其内部循环的冷却材料113c，从而可将支撑台113适当地控制为所需的温度。 
另外，通过控制支撑台113的温度，可控制基板112的背面112b的温度。可形成在必要时基板支撑台113能够在水平方向(X)与垂直方向(Y)的至少一个方向上移动的结构。 
另一方面，气体喷吹装置114在例如不锈钢制的有盖筒状的外壳115内设置有例如不锈钢制的筒状的内壳116，且使外壳115的底面开口。另外，在内壳116内设置有图7中虚线框所示的气体加热装置117。 
外壳115的上盖115a上分别形成有第一、第二、第三气体导入口115a1、115a2、115a3及电力线导入口115a4，在这些第一、第二、第三气体导入口115a1、115a2、115a3的外端，以同心状气密地连结有第一、第二、第三气体导入管118a、118b、118c，在电力线导入口115a4中插入电力线119。在第三气体导入口115a3的内端，连通有例如石英制等第三内侧气体导入管120。 
第一、第二气体导入管118a、118b中导入例如氮气，第三气体导入管120中导入例如以氮气稀释为1％的硅烷(SiH4)作为具有沉积性的膜形成用的热分解气体的一例。 
外壳115的左右一对侧面上分别设置有左右一对排气管121、122，使这些排气管121、122的内侧开口端121a、122a在由外壳115与内壳116所划分的环状的排气空间123开口，利用排气管121、122对从外壳115的底面开口向此排气空间123内侵入的氮气等的排气向外部排出。 
加热装置117具有：由碳(包含例如石墨、各向同性碳等)原材料形成的中实平板状的碳中央板124，及分别附设并固定在此碳中央板124的左右两侧面的碳制的中实平板状的左右一对碳侧板125、126；碳中央板124在所述图7中，在左右两侧端部朝向其外侧面开口，且将在其深度方向(图7的表背方向)延伸的左右一对“コ”字状的槽127、128在碳中央板124的长度方向(图7中为纵向)空开所需间隔而形成有多段。这些左右一对的各槽 127、127...、128、128...的外侧端也如图8所示，由左右一对碳侧板125、126的相向面而气密地密闭。 
而且，碳中央板124在所述图7、图8中的上部，将左右一对第一、第二上部气体导入纵孔129、130分别形成在图中纵向上，并使这些第一、第二气体导入纵孔129、130的内端(图中下端)与左右一对槽127、128的纵列方向上端的槽127a、128a分别连通。 
进而，碳中央板124中，使第一、第二下部气体喷出纵孔131、132与左右一对槽127、128的纵向下端的各槽127b、128b分别连通。这些第一、第二下部气体喷出纵孔131、132分别由在碳中央板124的长度方向下部的左右侧端使各自的一侧端开口于外侧的凹部所形成，这些凹部开口由左右一对碳侧板125、126气密地密闭。 
另外，在这些左右一对碳侧板125、126的下部外侧面的外侧开口的凹部内，嵌合有平板状的隔热石英板133、134，来实现加热装置117的隔热。 
而且，这样构成的左右一对第一、第二下部气体喷出纵孔131、132在所述图7、图8中下端，与第一、第二气体吹出孔135、136连通。这些第一、第二气体吹出孔135、136分别形成在碳中央板124的下端部的左右两侧端部，第一、第二气体作为高温气体从这些第一、第二气体吹出孔135、136大致垂直地喷吹基板表面12a。另外，在这些左右一对第一、第二气体吹出孔135、136彼此的中间部形成有第三气体吹出孔137。这些第一至第三吹出孔135～137是为了适合图示而以线状来图示，但平面(底面)形状为细长方形的狭缝。此外，这些第一至第三吹出孔135～137也可为单一的细长狭缝，但也可通过将小形的多个长方形的狭缝或多个较小的圆形孔或矩形孔空开所需间隔设置成列状。另外，作为其配列形状也可为直线状或曲线状、环状。在此第三吹出孔137连接有第三内侧气体导入管120的喷出口端部，使得第三气体从第三气体吹出孔137喷出到基板表面113a。 
图9(A)是所述碳中央板124的一侧面(例如左侧面)的正视图，图9(B)是图9(A)的B-B截面图，图9(C)是图9(A)的C-C截面图，图9(D)是图9(A)的D-D截面图，通过这些碳中央板124与左右一对碳侧板125、126来分别形成图7所示的左右一对的多个槽127、127、...、128、128、...与第一、第二下部气体喷出纵孔131、132。这些左右一对的各槽127、 127、...、128、128、...在图7、图8中纵向上以分别单个地通过第一、第二导入气体的方式而形成，且这些左右一对槽127、128彼此在左右(横)方向上不连结。 
图9(A)中的符号138是针对左右一对各槽127、128每个在图中纵向上连通的多个纵连通槽，139是插入加热用灯140的插入孔。加热用灯140例如为100V、1kW的灯，且是与电力线119连接、供给所需的电力并以高温发热的清洁的热源。 
另外，图中符号141是热电偶等温度传感器，能够检测从第一、第二气体吹出孔135、136喷吹到基板112的表面112a的第一、第二气体的温度，将其温度检测信号提供给未图示的温度控制装置。 
此温度控制装置接收此温度检测信号，并控制从电力线119供给到加热用灯140的电力，由此可将第一、第二气体的喷出温度控制到规定的温度(例如650℃)。 
其次，对这样构成的膜形成装置111的作用进行说明。 
首先，通过未图示的温度控制装置开始由电力线119向加热装置117的加热用灯140供给所需的电力的通电。 
因此，通过加热用灯140的发热而将碳中央板124与左右一对碳侧板125、126加热为高温，从而由这些124、125、126所形成的第一、第二上部气体导入纵孔129、130，左右一对的多个槽127、127...、128、128...，第一、第二下部气体喷出纵孔131、132，即左右一对第一、第二气体通路被加热。 
此时，氮气从第一、第二气体导入管118a、118b向加热装置117的左右一对第一、第二上部气体导入纵孔129、130导入。此氮气进而依次经过左右一对的多个槽127、127、...、128、128...、第一、第二下部气体喷出纵孔，到达第一、第二吹出孔135、136并分别被加热为所需的高温(例如650℃)后，从这些第一、第二吹出孔135、136分别压缩为束状并大致垂直地分别喷吹到基板112的表面112a上。由于从这些第一、第二吹出孔135、136喷出高温的氮气束流，所以在这些相邻接的两个高温氮气束流彼此之间，形成与图5所示的高温区间(空间)6相同的高温区间142。这些氮气的出口温度是通过温度传感器141来检测，利用所述控制装置来控制向加热用灯 140的电力，由此反馈控制为所需的温度。
另一方面，从第三气体导入管118c导入作为具有沉积性的膜形成用的热分解气体的一例的硅烷气体。此硅烷气体是以例如氮气稀释为1％，在由石英制的内侧气体导入管20隔热的状态，即未通过加热装置117加热的隔热状态下向第三吹出孔137导入，利用此第三吹出孔137通过高温区间142向基板表面112a侧喷吹。 
由此，作为第三气体的硅烷气体由高温区间142加热到高温并进行热分解，向基板表面113a喷吹。 
这样一来，喷吹到基板表面112a的硅烷气体在基板表面112a上进行热分解并沉积，另一方面，在基板表面113a反射并从外壳115的底面开口，返回至其内部的排气空间123的气体从排气空间123通过排气管121、122而排出。 
由此，可在玻璃的基板表面112a上形成例如200nm左右的膜并使之成长，所以对此沉积的硅膜进行研究。当为了评估硅膜的结晶性而对拉曼散射光谱进行研究时，根据光谱的520cm-1附近的峰位移成分确认为多晶硅。进而，如果观察截面TEM则可观察到呈现为多晶硅的晶格像。因此，确认出沉积膜为多晶硅。 
其次，作为基板112代替玻璃基板，将例如10Ωcm的硅晶片基板放置在300℃的支撑台113上。从第三气体导入管118c导入硅烷并且从第一、第二气体导入管118a、118b导入包含氧化性气体N2O气体的氮气，并将温度传感器141的检测温度设定为700℃时，在此硅晶片基板的表面112a上成长有膜。尝试测定薄片电阻，但此膜为绝缘膜。 
将不使此膜沉积的相同批次的晶片用作参照晶片，根据使用了红外线分光光度计(infrared spectrophotometer)的红外线透射光谱来观察Si-O的峰值，可确认此膜为硅的氧化物。 
另外，当已经在此硅晶片基板上形成有元件时，将所述第一、第二高温气体(氮气)加热到制作此元件时所使用的等离子氮化膜、氧化硅膜的形成工序时的温度(400℃)以上的高温，由此可在此硅晶片基板上形成热CVD膜。 
而且，当将向所述第一、第二气体导入管118a、118b所导入的气体置 换为包含氨NH3的氮气并将温度传感器141的检测温度设定为700℃时，在基板表面112a上所成长的膜为绝缘膜。另外，根据此膜的使用红外线分光光度计的红外线透射光谱来观察Si-N的振动峰值，可确认膜为硅的氮化物。 
此外，所述实施方式中，为了在基板表面112a上使硅膜沉积而使用了单硅烷SiH4，但为了使温度更低，也可将此单硅烷置换为二硅烷Si2H6，另外，为了利用反应性来使温度进一步变低，可自由地设计使用SiF4等气体。进而，除了包含硅的气体以外，也可导入包含碳的气体。例如，作为包含碳的气体，乙炔C2H2由于容易热分解所以可使用。另外，如果将其与硅烷同时使用则会形成碳化硅的膜。另外，如果将包含锗的气体GeH4与SiH4同时导入，则也可使硅与锗的混晶成长。 
另外，也可自由地同时导入掺杂气体PH3或B2H6与硅烷气体而使掺杂的多晶硅成长。进而，为了对进行了膜沉积的膜形成装置111的零件进行清洁，从装置的稳定运行的方面考虑，可自由地设计从加热用气体的第一至第三导入管118a～118c导入会与硅反应的ClF3或NF3等清洁气体。 
此外，虽然示出了可根据所选择的气体而形成并成长各种不同的材料的膜，但可根据基板112的移动来进行积层膜的形成及积层结构的选择与设计。 
<第二实施方式的变形例> 
图10是表示本发明的第二实施方式的变形例的膜形成装置111A的构成的示意图。此膜形成装置111A的特征在于如下方面：在所述图7所示的膜形成装置111中，将多台气体喷吹装置114空开所需的间距，并列设置并固定为例如一列，另一方面设计有，在多台气体喷吹装置114、114、114的并列设置方向可往返移动地支撑所述支撑台113的支撑台移动装置150。除此以外的构成与图7所示的膜形成装置111的构成大致相同。 
即，此膜形成装置111A是在基台151上利用多个螺钉153、153、...等在上下方向能够调节地设置有升降台152。可自由地进行机械设计使此调节由马达驱动。在升降台152上设置有能够旋转地支撑移动螺钉154的轴方向两端部的一对轴承155、155，及使移动螺钉154围绕其轴心旋转的马达156。 
另一方面，在支撑台113的图10中下面，突出设置有左右一对支撑脚113e、113d，在这些支撑脚113e、113d上形成与移动螺钉154啮合的螺孔。 通过此移动螺钉154的旋转而使支撑台113左右移动。设置有限制旋转的未图示的滑动机构以使支撑台113不旋转。 
因此，通过此支撑台移动装置150而使支撑台113在多台气体喷吹装置114、114、114的并列设置方向上依次移动或者适当地往返移动，由此每次通过这些气体喷吹装置114、114、114时便可使基板表面112a上所形成的膜的厚度增加。或者，通过适当改变导入到各气体喷吹装置114的高温气体或膜形成用的气体的种类或其组合，可在基板表面112a上形成多种膜，或者积层多个膜。 
图11(A)、(B)是表示在所述图10所示的膜形成装置111A中多台气体喷吹装置114、114、114的配置例的平面示意图。图11(A)具有特征：在基板12的图中箭头所示的基板112的移动方向上，空开所需间隔而将多个气体喷吹装置114、114、114并列设置成一列，除此以外与图10所示的膜形成装置111A为相同的构成。 
此外，这些气体喷吹装置114、114、114适于下述情况：与所述基板表面112a相向的相向面的宽度方向长度(图11(A)中纵向长度)长于基板112的短边方向的长度(图11(A)中纵向长度)。 
图11(B)具有特征：将多个气体喷吹装置114、114、114设置在基板112的长度方向，即相对于图中箭头所示的移动方向而倾斜的方向上。 
根据此倾斜排列，当各气体喷吹装置114的宽度方向长度(图11(B)中纵向长度)短于基板112的图中纵向长度时，可通过这些气体喷吹装置114、114、114在基板112的短边方向长度的大致整个区域形成膜。 
另外，如果在大型的玻璃基板112上一条直线状地形成高温部，则基板112会翘曲，因此较为理想的是将气体喷吹装置114进行位置分割来配置。此外可设计为如下装置：当从形成有膜的大型基板112切出多个面板基板112时，会在其边界处形成多个气体喷吹装置114的配置的界限，由此可利用一个面板那么大的较小的气体喷吹装置114在基板表面112a的大致整个区域形成膜。 
然而，以往众所周知的是，即可以预先将非晶质硅载置在玻璃基板上，并对其进行退火，由此将非晶质硅中的氢驱出而转换为氢较少的多晶硅而进行膜的形成。以往用激光光线进行表面扫描而进行膜形成。通过代替激光光 线而照射高温的气体束流可获得退火效果。为了利用所述膜形成装置111或111A来确认此情况，预先将成长有200nm的非晶质硅的膜的玻璃基板112放置在支撑台113上，在使来自第三气体吹出孔137的膜形成用的气体的吹出停止的状态下，从第一、第二气体导入管118a、118b导入氮气。在700～800℃的范围内选择设定温度传感器141的设定温度，并将高温的氮气束流大致垂直地分别喷吹到基板112的表面112a的膜上。然后，对此膜进行拉曼散射光谱的研究，结果根据520cm-1附近的峰位移成分确认出可转换为多晶硅。即，确认到通过所述膜形成装置111或111A对载置在基板表面112a上的膜进行加热，由此可将此膜固定形成在退火基板表面112a上。 
如以上所说明，由于可在玻璃基板112的表面112a上低成本地形成多晶硅薄膜或绝缘膜等，使之形成，所以能够在玻璃基板上直接制造薄膜晶体管的元件。另外，如果使倾斜组成的薄膜成长，则也能够低成本地制造使用了可有效地利用太阳光的光谱的倾斜组成薄膜或异质结的太阳能电池的元件。此外，所述实施方式中，对利用碳来形成碳中央板124或碳侧板125、126的情况进行了说明，但这些中央板或侧板通过使用不会因氧而燃烧的材料则也可导入氧。 
[产业上的利用可能性] 
一面将玻璃基板维持在低于玻璃的软化点的温度300℃，一面与650℃的氮气一起将硅烷气体垂直地喷吹到基板上，由此使多晶硅在玻璃基板上成长。由于可进行掺杂及生成使组成倾斜地变化的膜，所以可在大型玻璃基板上低成本地制作薄膜晶体管或有机EL、太阳能电池等元件。 
另外，本发明示出了如下情况：一面将玻璃制等的基板维持在低于其软化点的温度，一面将温度高于该基板的软化点的高温气体从不同的两个部位以上的出口成束状地大致垂直喷吹到基板上来进行碰触，由此可一面将基板维持为软化点以下的低温，一面仅对基板表面的膜退火。另外，可在基板上的由束状的两条高温气体束流所夹着的部位形成高温的气体停滞空间，并在此高温区间中对具有沉积性的膜形成用的热分解气体高效率地进行热分解，所以可高效地形成膜并使之成长。另外，也可在基板上使多晶硅成长，并且使半导体中所使用的高温的热CVD膜积层并成长。此外，由于也可生成使组成倾斜地变化的膜或积层膜结构，所以可在例如大型玻璃基板上低成本地 制作薄膜晶体管或有机EL(ELectro Luminescence，电致发光)、太阳能电池等元件。 
附图说明
图1是加热装置的原理图的截面示意图。 
图2是本发明的第一实施方式所涉及的膜形成装置的截面示意图。 
图3(A)是图2所示的碳中央板与左右一对侧板的纵截面图，图3(B)是图3(A)的A-A截面图，图3(C)是图3(A)的B-B截面图，图3(D)是图3(B)的Y-Y截面图。 
图4是表示以往的膜质改善方法的概略图。 
图5是表示本发明的第二实施方式所涉及的膜形成方法的原理的示意图。 
图6是表示束状的高温气体喷吹并碰触到基板表面时的状态、及此时的温度分布的示意图。 
图7是本发明的第二实施方式所涉及的膜形成装置的构成图。 
图8是表示图3所示的碳中央板与左右一对碳侧板等的侧截面图。 
图9(A)是图3所示的碳中央板的一侧面的正视图，图9(B)是图9(A)的B-B线截面图，图9(C)是图9(A)的C-C线截面图，图9(D)是图9(A)的D-D线截面图。 
图10是表示本发明的第二实施方式所涉及的变形例的膜形成装置的构成的示意图。 
图11(A)是将图6所示的多个气体喷吹装置并列设置在基板的移动方向上的配置例的平面示意图，图11(B)是表示将比基板小的多个气体喷吹装置覆盖在大致整个基板表面时的配置例的示意图。 
[符号的说明] 
11    细管 
12    导入气体 
13    线圈 
14    高频电源 
15    匹配电路 
16    微等离子 
17        基板 
18        非晶质膜 
19        熔融膜 
20        热源 
21        气体加热机构 
22        高温气体 
23        导气管 
24        玻璃基板 
25        基板表面 
26        基板的支撑台 
27、32    基板背面 
28、31    真空吸附的槽 
29        高温表面 
33        碳中央板 
34        槽 
35        气体导入管 
36        第二狭缝 
37        第一狭缝 
38        作为热源的灯 
39L、39R  碳侧板 
40        纵槽 
41        肋材 
42        空洞 
43        沉积用气体 
44        掺杂用气体 
45        热电偶 
46        排气箱 
47        排气机构 
48        环境气体 
49        沉积膜 
101         基板 
102a        高温气体束流 
103         气体喷吹装置 
103a        吹出孔 
104         支撑台 
111、111A   膜形成装置 
112         基板 
112a        基板表面 
112b        基板背面 
113         支撑台 
113a        支撑台表面 
113b        真空吸盘吸附用的多个槽 
113c        冷却材料 
114         气体喷吹装置 
115         外壳 
116         内壳 
117         加热装置 
118a        第一气体导入管 
118b        第二气体导入管 
118c        第三气体导入管 
119         电力线 
120         第三内侧气体导入管 
121、122    一对排气管 
123         排气空间 
124         碳中央板 
125、126    左右一对碳侧板 
127、128    左右一对槽 
127a、128a  左右一对上部槽 
129         第一上部气体导入纵孔 
130         第二上部气体导入纵孔 
131    第一下部气体喷出纵孔 
132    第二下部气体喷出纵孔 
135    第一气体吹出孔 
136    第二气体吹出孔 
137    第三气体吹出孔 
139    加热用灯插入孔 
140    加热用灯 
141    温度传感器 
142    高温区间 
150    移动装置 
151    基台 
152    升降台 
153    螺钉 
154    移动螺钉 
155    轴承 
156    马达 

Claims (7)

1.一种加热装置，其特征在于：在柱状体内部具备热源及气体通路，该气体通路的一端连通于气体导入管，另一端连通于导气管；
所述气体通路是由实心平板状的中央板和分别附设在该中央板左右两侧的左右一对侧板形成的槽，且形成着和从所述气体导入管朝向所述导气管的方向上邻接的槽连结的纵槽，使得气体垂直碰触所述槽的上下壁；
对支撑台上所载置的玻璃基板的表面垂直地喷吹比此玻璃基板的软化点温度高的高温气体。
2.根据权利要求1所述的加热装置，其特征在于：
所述气体是氮、氢、Ar、He、氧气中的任一种、或者这些气体的两种以上的混合气体。
3.一种膜形成装置，其特征在于：具有权利要求1所述的加热装置，其中，
与此加热装置的所述气体中的任一种、或者混合气体一起同时将进行热解而膜沉积用的沉积气体喷吹到所述玻璃基板的表面。
4.根据权利要求3所述的膜形成装置，其特征在于：所述气体是氮、氢、Ar、He、氧气中的任一种、或者这些气体的两种以上的混合气体。
5.根据权利要求3或4所述的膜形成装置，其特征在于：所述沉积气体包含硅。
6.一种膜形成装置，其特征在于：具有权利要求1所述的加热装置，使与所述高温气体一起的、进行热解而膜沉积用的沉积气体及掺杂气体二者的种类及浓度在沉积膜的厚度方向上发生变化，由此在基板上形成倾斜结构或者异质结的结构的膜。
7.一种元件，其特征在于：搭载了通过权利要求3至6中任一项所述的膜形成装置所形成的薄膜。
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