DE3235868A1 - Einrichtung zum aufbringen duenner schichten aus auf ein plasma reagierender dampfphase - Google Patents

Einrichtung zum aufbringen duenner schichten aus auf ein plasma reagierender dampfphase

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Description

Einrichtung zum Aufbringen dünner Schichten aus auf ein Plasma reagierender Dampfphase
Beschreibun
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Aufbringen dünner Schichten mit großer Oberfläche aus auf ein Plasma reagierender Dampfphase. Die Anwednung der Erfindung betrifft das Aufbringen von Halbleitern, Isolierstoffen oder Metallen auf Träger großer Abmessungen (mehrere Dezimeter) insbesondere auf Isoliermaterial wie zum ° Beispiel Glas. Die bevorzugten Anwendungsgebiete der Erfindung betreffen die Herstellung von elektronischen Schaltkreisen oder flachen Anzeigeschirmen oder Solarzellen.
Die bei der Erfindung eingesetzte grundsätzliche Technik ist bekannt. Es handelt sich um die Zersetzung eines Trägergases eines aufzubringenden Elementes unter der Wirkung eines mittels eines Hochfrequenzfeldes erzeugten Plasmas. Diese Technik gehört zu dem Gebiet der Verfah-
ren zum Aufbringen bzw. Niederschlagen in reagierender Gasphase, die allgemein mit CVD (chemical-vapor-deposition) bezeichnet werden. Verglichen mit einem CVD-Verfahren, bei dem als Mittel zur Zersetzung des Gases
eine Erwärmung derselben verwandt wird, weist die Ver-30
wendung eines Plasmas den Vorteil auf, daß das Verfahren bei einer relativ geringen (unterhalb von 600° C) Arbeitstemperatur durchgeführt werden kann, wodurch die Verwendung billiger Träger,wie zum Beispiel Glas,ermöglicht wird.
Mit den Einrichtungen zum Aufbringen von CVD-Plasma, welche heutzutage bekannt sind, können keine großflä-
chigen Schichten mit guter Homogenität aufgebracht werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den genannten Nachteil zu beheben.
Hierfür sieht die Erfindung einerseits vor, die Mittel jQ zum Zuführen, Verteilen und Anregen des Gases in derselben Konstruktion, welche Aufbringkopf genannt wird, zusammenzufassen, wodurch über einen Abschnitt großer Abmessungen einer homogener Niederschlag erhalten werden kann, und andererseits ist vorgesehen, eine relative Verschiebung des zu überdeckenden Trägers in bezug auf den Aufbringkopf zu ermöglichen, wodurch durch Überstreichen des Trägers Schichten großer Oberfläche erhalten werden können.
Genauer gesagt, schafft die Erfindung eine Einrichtung zum Aufbringen dünner Schichten aus reagierender Dampfphase, welche in bekannter Weise eine dichte Abtrennung, Mittel zum Zuführen von Gas geeigneter Zusammensetzung in diese Abtrennung, Mittel zum Einführen eines zur Bildung eines Plasmas geeigneten Hochfrequenzfeldes in diese Abtrennung und einen Probenträger aufweist,
- wobei die Mittel zum Zuführen von Gas und zum Einführen des Hochfrequenzfeldes in einem Kopf zusammengefaßt sind, welcher einen zur Übertragung des Hochfrequenzfeldes geeigneten koaxialen Leiter aufweist, der durch einen dichten Durchgang in der Abtrennung geführt ist und von einem äußeren Rohr und einer inneren, hohlen Seele gebildet ist, wobei diese Seele mit Gaszufuhrmitteln verbunden ist, wobei diese Einrichtung, dadurch gekennzeichnet ist, daß eine Kammer vorgesehen ist, welche in ihrem unteren Bereich mit regel-
mäßig längs eines geradlinigen Abschnittes angeordneten Öffnungen ausgebildet ist, wobei der Probenj3 träger unterhalb der Öffnungen der Kammer und in deren Nähe angeordnet und das äußere Rohr des Leiters mit einem metallenen Mantel verbunden ist, welcher diese Kammer umgibt, und
- daß Mittel vorgesehen sind, um eine relative Ver- IQ Schiebung des Probenträgers in bezug auf den Kopf in einer zu dem Abschnitt der Öffnungen senkrechten Richtung zu ermöglichen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Auführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
Figur 1 eine Schnittdarstellung der wesentlichen Teile der Erfindung, und
Figur 2 eine allgemeine, schematische Darstellung der Einrichtung von der Seite gesehen.
Figur 1 zeigt im Schnitt eine Vakuumkammer, welche von einer dichten Wand 10 begrenzt ist und einen koaxialen Leiter bestehend aus einem äußeren Rohr 12 und einer inneren Seele 14, wobei der Leiter an seinem oberen Ende mit einer Steckverbindung 16 versehen ist, die über ein Koaxialkabel mit einer nicht dargestellten Hochfrequenzquelle verbunden werden kann. Der koaxiale Leiter geht durch die Wand 10 durch eine dichte Durchführung hindurch, welche im wesentlichen durch die Dichtungen 18 gebildet ist, die von Klemmvorrichtungen 20 gehalten sind. Die Seele 14 wird in dem Rohr 12 von Isolierringen 22 und gehalten. Diese Seele, welche hohl ist, weist eine Durchbohrung 26 auf, welche eine Verbindung zwischen ihrem
Innenraum und dem Ringraum herstellt, welcher von den zwei Leitern des Koaxialleiter« begrenzt ist. über einen h Rohransatz 28 kann Gas in den f?i ngraurn eingespeist werden.
Mit dem unteren Ende der Seele 1H ist eine Rampe 30 verbunden, in die öffnungen 32 gebohrt sind. Dxuhu Kampe ist in einer Kammer 33 angeordnet, welche von einem metallenen Zylinder 34 begrenzt ist, der durch zwei metallene Deckel 35 und 36 verschlossen ist. Der Zylinder ist in seinem unteren Abschnitt und längs einer seiner Erzeugenden mit einer Reihe von Durchbohrungen 40 ausgebildet, welche regelmäßig längs eines geradlinigen Bogenabschnittes verteilt sind, der sich von einem Deckel zum anderen erstreckt. Die Öffnungen 26, 32 und UO können durch Elektroerosion hergestellt werden.
Ein metallener Mantel 38 umgibt den Zylinder 34 und ist elektrisch mit dem Rohr 12 verbunden.
Die dargestellte Einrichtung umfaßt ferner einen Probenträger 42, welcher unter dem Zylinder 33 und in unmittelbarer Nähe von diesem angeordnet ist. Dieser Probenträger ist fest mit einer Einrichtung 4U verbunden, welche dessen Verschiebung in einer zu der Reihe von Durchbohrungen 40 senkrechten Richtung ermöglicht, das heißt in einer zur Ebene der Figur 1 senkrechten Richtung.
Die Arbeitsweise dieser Einrichtung ist im folgenden beschrieben. Das Gas wird durch den Rohrstutzen 28 eingespeist, fließt durch die Öffnung 26 in die Seele 14, gelangt dann zu der Rampe 30, wo es gleichförmig im Inneren der Kammer 33 durch die öffnungen 32 verteilt wird. Das Gas tritt anschließend durch die öffnungen 40 in Richtung zu dem Probenträger aus. Um Silizium aufzubringen
bzw. niederzuschlagen kann das Gas Silan (SiH^) sein. Um SiOp zu erhalten, fügt man dem Silan ein Sauerstoffträgergas hinzu, beispielsweise N„0. Das hochfrequente Anregungsfeld kann sich längs des koaxialen Leiters fortpflanzen und strahlt in den Raum, welcher von dem Mantel 38, dem Zylinder 33 und seinen Endscheiben 35 und 36 begrenzt ist. Ein Plasma bildet sich über die gesamte Länge des Bogenabschnittes mit den Öffnungen 40 zur Verteilung aus. Die Zersetzung des Gases geschieht in diesem Bereich und der Niederschlag erfolgt über die Länge des Bogenabschnittes. Durch eine Verschiebung des Trägers erhält dieser einen homogenen Niederschlag großer Ober-
lö fläche.
Die Figur 2 zeigt eine allgemeine, schematische Darstellung einer Einrichtung nach der Erfindung von der Seite her. Die Verschiebungsrichtung des Trägers erfolgt in der Ebene dieser Figur. Gegenüber der Figur 1 zeigt diese Figur 2 ferner den Hochfrequenzgenerator 50, welcher beispielsweise bei 27 MHz arbeitet, und eine Gasquelle 52. Ferner sind zwei rohrförmige Infrarotlampen 54 und 56 dargestellt, welche längs des Mantels 38 des Kopfes par-
^ allel zu dem Bogenabschnitt mit den Öffnungen 40 zur Verteilung angeorndet sind. Diese Lampen dienen jdazu, den Träger während des Niederschlagvorganges auf einer geeigneten Temperatur zu halten bzw. auf diese zu bringen. Selbstverständlich sind diese Lampen nicht absolut notwendig.
Es ergibt sich ohne weiteres, daß die dargestellte Form der Kammer zur Verteilung des Gases und diejenige des Mantels, welcher die Kammer umgibt, nur beispielhaft sind und daß andere Formen bzw. Ausbildungen verwandt werden können.
Leerseite

Claims (3)

KINKE"LDEY. S TOCKMAIR & PARtNFFi PAfKNTANWAL T Lv H KiNKfI tJE < τ*η t W STCJCKMAIR ιμ*λ K 5,CHlJMAN t JAKOM.iw O tiC/Ot t) W Mf 15.Tf-H (»mi ■ H HILOt NS. π DW M ME-YtH F1LATM. βΟΟΟ MÜNCHEN 28. September 1982 P 17 567 - ^6/GM
1. Louis HENAFF
Pen An Alle, 22700 Perros Guirec (Frankreich)
2. Michel MOREL
Pen An Alle, 22700 Perros Guirec (Frankreich)
3- Jean Luc FAVENNEC
16 Cite du Vallon, Saint Quay Perros, 22700 Perros Guirec (Frankreich)
Einrichtung zum Aufbringen dünner Schichten aus auf ein Plasma reagierender Dampfphase
Patentansprüche
Ii Einrichtung zum Aufbringen dünner Schichten, aus reagierender Dampfphase, mit einer dichten Abtrennung, mit Mitteln zum Zuführen von Gas geeigneter Zusammen-35 setzung in den abgetrennten Raum, mit Mitteln zum Einführen eines zur Plasmaerzeugung geeigneten Hochfre-
quenzfeldes in diesem Raum, sowie einem Probenträger, wobei die Mittel zum Zuführen des Gases und die Mittel zum Einführen eines Hochfrequenzfeldes in einem Kopf zusammengefügt sind, der einen zur Übertragung des Hochfrequenzfeldes geeigneten Koaxialleiter aufweist, welcher durch einen dichten Durchgang in der Abtrennung hindurchgeführt und von einem äußeren Rohr und einer inneren, hohlen Seele gebildet ist, welche mit Gaszufuhrmitteln verbunden ist, dadurch gekennzeichnet , daß eine Kammer (33) vorgesehen ist, welche von einem Zylinder (34) gebildet ist, der längs einer Erzeugenden durchgehende öffnungen (40) aufweist und durch Scheiben (34, 36) verschlossen ist, daß die Seele (14) mit der Kammer (33) über eine in dem Zylinder angeordnete Rampe (30) zum Verteilen des Gases strömungsverbunden ist, daß das äußere Rohr (12) des Leiters mit einem metallenen Mantel (38) verbunden ist, welcher die Kammer (33) umgibt, daß ein Probenträger (42) unter der Reihe von Öffnungen (40) angeordnet ist, und daß Mittel (44) vorgesehen sind, durch die der Probenträger (42) in bezug auf den Kopf in einer zu der Reihe von Öffnungen (40) senkrechten Richtung verschiebbar ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Mittel zum Zuführen von Gas in die hohle Seele (14) einen Rohransatz (28), welcher ^O das äußere Rohr (12) durchdringt, und eine Öffnung (26) umfassen, welche in der die Seele (14) begrenzenden Wand ausgebildet ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η · zeichnet, daß ferner mindestens eine rohrför-
mige Infrarotlampe (5'4, 56) außerhalb des Kopfes längs des Mantels (38) und parallel zu der Reihe von Öffnungen 5 (40) angeordnet ist.
DE19823235868 1981-10-02 1982-09-28 Einrichtung zum aufbringen duenner schichten aus auf ein plasma reagierender dampfphase Withdrawn DE3235868A1 (de)

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