JP2002356777A - 線材配置方法およびそれを用いた触媒化学気相堆積法ならびに触媒化学気相堆積装置 - Google Patents

線材配置方法およびそれを用いた触媒化学気相堆積法ならびに触媒化学気相堆積装置

Info

Publication number
JP2002356777A
JP2002356777A JP2001164197A JP2001164197A JP2002356777A JP 2002356777 A JP2002356777 A JP 2002356777A JP 2001164197 A JP2001164197 A JP 2001164197A JP 2001164197 A JP2001164197 A JP 2001164197A JP 2002356777 A JP2002356777 A JP 2002356777A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
catalyst
chemical vapor
wire
linear catalyst
holding member
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001164197A
Other languages
English (en)
Inventor
Masahiro Sakai
全弘 坂井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP2001164197A priority Critical patent/JP2002356777A/ja
Publication of JP2002356777A publication Critical patent/JP2002356777A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】線状触媒の加熱による垂れ下りを抑制し、触媒
CVDによる大面積で均一な薄膜の形成に適した線材の
保持方法を提供することを目的とする。 【解決手段】複数の屈折部を有し加熱される線材を、屈
折部を除いた複数部分を直接にまたは線材保持部材を介
して間接に支持部材に接続して所定の位置に保持する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、加熱される線材を
所定の位置に保持する方法に関するものであって、特
に、触媒化学気相堆積法(Catalytic Chemical Vapor D
eposition 以下、触媒CVDとする)において線状触媒
を反応槽内に保持する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体業界において、非晶質シリコン、
多結晶シリコン、窒化シリコン等からなる薄膜は、広く
プラズマCVD(以下、PCVDとする)により形成し
ていた。しかしながら、PCVDによると、薄膜を形成
しようとする下地層にダメージを与えるなどの問題点を
有する。そこで、たとえばJapanese Journal of Applie
d Physics(1998年、第37号、第3175〜31
87頁)には、いわゆる触媒CVDが提案されている。
触媒CVDでは、反応槽内に薄膜を形成しようとする基
板と対峙して配されたタングステン、タンタル等からな
る触媒に向けてシラン等の原料ガスを供給しながら、触
媒を抵抗加熱等によって加熱することにより、原料ガス
を触媒反応により分解して基板の表面に薄膜を形成す
る。触媒CVDによると、PCVDと比べて、水素化非
晶質シリコン膜の高速形成、多結晶シリコン膜の結晶性
の向上、窒化シリコン膜形成時の下地層へ与えるダメー
ジの低減等、多くの利点を有する。さらに触媒CVD
は、原料ガスの利用効率が高いといった利点もある。た
とえば、非晶質シリコン膜の形成においてシランガスの
利用効率は約5倍にもなる。
【0003】触媒CVDによる薄膜形成装置を図4に示
す。ステンレス鋼等からなる反応槽10内には、基板6
を保持するためのサセプタ11が配されている。基板6
は、サセプタ11上にその薄膜が形成される表面を水平
にして保持される。サセプタ11に接続されたヒータ1
2は、基板加熱手段13の出力によって基板6を加熱す
る。基板6の上方には、タングステン、タンタル等から
なる線状触媒1が配されている。線状触媒1の一対の端
部は、交流電源を備えた触媒加熱手段15に接続されて
いて、線状触媒1は、触媒加熱手段15の出力による抵
抗加熱によって加熱される。
【0004】原料ガスは、外部よりマスフローコントロ
ーラ14を介して反応槽10内に、線状触媒1の上方よ
り供給される。非晶質シリコン膜を形成する場合には、
原料ガスにはシランおよび水素が用いられる。窒化シリ
コン膜を形成する場合には、シランとともにアンモニア
等が用いられる。減圧ポンプ16は、反応槽の10内部
を減圧する。反応槽10内の圧力は、マスフローコント
ローラ14と、コンダクタンス制御バルブ17により制
御される。線状触媒1の温度は、反応槽10に設けられ
た観測窓10aを介して外部の放射温度計18によって
測定されるか、触媒加熱手段15内に配された電流計お
よび電圧計の値と、あらかじめ求められた線状触媒1の
抵抗値と温度との関係式とに基づいて導出される。この
触媒CVDに用いられる線状触媒1は、一般にその直径
が約0.5mmであって、屈折部間の線分が同一平面上
に位置するように略W状につづら折りされている。線状
触媒1は、その線分により構成される面が基板6の表面
と平行になるように配される。
【0005】従来は、図5に示すように、線状触媒1の
屈折部1aのそれぞれが、その軸方向を互いに平行にし
て配されたセラミクス、表面がセラミクスにより被覆さ
れたステンレス鋼等からなる一対の支持棒4に高融点金
属線材からなる線材保持部材5を介して接続されてい
た。線材保持部材5に水平方向の張力を持たせることに
より、線状触媒1は、その屈折部1a間の線分の軸のな
す面が平坦に、すなわち基板6に対して平行になるよう
配置されていた。
【0006】しかしながら、上記のような従来の触媒C
VDによると、大面積で均一な薄膜を形成することが困
難であった。図5に示す線状触媒の固定によると、室温
下では図6(a)に示すように線状触媒1の自重による
弛みは実質上無視できるものの、薄膜の形成において線
状触媒1が1600〜2000℃にまで加熱されると、
図6(b)に示すように、その熱膨張と機械的強度の低
下によって線状触媒1は弛んで垂れ下ってしまう。した
がって、線状触媒1と基板6との距離は、線状触媒1の
線材保持部材5により支持された屈折部1aからの距離
が大きくなるにつれて小さくなる。線状触媒1と基板6
との距離すなわち堆積種の輸送距離に不均一が生じる
と、形成される膜の厚さにばらつきが生じる。すなわ
ち、形成される膜の線状触媒1との距離が小さくなる基
板6の中央部における厚さは、周縁部におけるそれと比
べて大きくなる。この屈折部1aの間隔が大きくなるほ
ど、線状触媒1の弛みは大きくなり線状触媒1と基板6
との距離のばらつきも大きくなる。そこで、触媒CVD
によって大面積で厚さが均一な薄膜を形成するために、
この線状触媒1の垂れ下りを小さくする方法が求められ
ていた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題点を
解決するためのものであり、線状触媒の加熱による垂れ
下りを抑制し、触媒CVDによる大面積で均一な薄膜の
形成に適した線材の配置方法を提供することを目的とす
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の線材保持方法で
は、複数の屈折部を有し加熱される線材を、屈折部を除
いた複数の部分を直接にまたは線材保持部材を介して間
接に支持部材に接続して所定の位置に配置する。好まし
くは、線材と外部との電気的な短絡を防ぐため、絶縁体
からなる支持部材または表面に絶縁性を有する支持部材
を用いる。線材は、たとえば線材からなる保持部材によ
って支持部材より吊持する。本発明の線材保持方法は、
触媒CVDにおける線状触媒の固定に有用である。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態を、触媒CVDにおける線状触媒の固定手段を例に、
図面を用いて詳細に説明する。触媒CVDにおいては、
たとえば図1(a)に示すように、線状触媒1は、屈折
部1間の線分の軸を同一平面上に配した略W状につづら
折りされてセラミクス製の支持棒4に吊持される。線状
触媒1は、タングステン、タンタル、モリブデン等の高
融点金属またはこれらの合金からなる。
【0010】線状触媒1は、図1(b)に示すように、
同じくタングステン等の高融点金属からなる線材保持部
材5によって、支持棒4から吊持されている。常温下で
図1(a)および(b)に示すように線状触媒1を配置
したのち、薄膜の形成のためにこれを加熱すると、線状
触媒1は膨張する。線状触媒1と線材保持部材5が固定
されていると、同一の支持棒4に接続された二つ固定点
1b間、すなわち図1(b)に示す領域Aの線状触媒1
の長さ方向の膨張は規制されず、この領域においては屈
折部分が室温状態の位置より外側に移動するため、線状
触媒1はほとんど垂れ下がることが無い。また、領域B
においては、線状触媒1の長さ方向の膨張によって一対
の固定点1bの間隔がδx1だけ大きくなっても、両固
定点1bの位置が相対的に固定されていないために、図
2(a)に示すようにその増加分に対応して線状触媒1
と線材保持部材5のなす角度θの大きさが変化すること
により、線状触媒1の垂れ下がりはほとんど発生しな
い。もちろん、線状触媒1が線材保持部材5と強固に、
すなわち角度θが一定に固定されている場合や、支持棒
4に直接固定されている場合においても、領域Aにおい
てはその垂れ下がりが抑制される。
【0011】また、線状触媒1が線材保持部材5に吊持
されているのみであって、図中水平方向に移動自在であ
れば、いずれの領域においても加熱による線状触媒1の
長さ方向の膨張は、水平面上で進行する。すなわち、図
2(b)に示すように、線状触媒1が熱により膨張して
も、屈折部1aがCからC’に、隣接する他の固定点屈
折部1aがDからD’に変化して、これら屈折部1a間
の間隔xがその増加分δx大きくなるのみであって、垂
れ下りはほとんど発生しない。以上のように、屈折部を
除いた部分の複数を直接にまたは線材保持部材を介して
間接に支持部材に接続して所定の位置に配置することに
より、配された線材の熱膨張に起因した垂れ下がりを抑
制することができる。
【0012】また、線状触媒1を支持棒4より吊り下げ
ることにより、図3の(a)および(b)に示すよう
に、一対の支持棒4の間にさらに支持棒4aを配するこ
とができる。したがって、固定点の間隔を小さくして、
より効果的に弛みすなわち垂れ下りを抑制することがで
きる。
【0013】従来の線材保持方法によると、固定点間の
間隔が一定であるためにその間の線材が膨張すると、そ
の水平方向の膨張が規制されることから垂れ下りが生じ
る。それに対して、本発明によると、線材の水平方向の
膨張がほとんど規制されないため、線材の垂れ下りを抑
制することができる。
【0014】
【実施例】図3に示すように配置された線状触媒1を用
いて薄膜を形成し、そのときの線状触媒1の垂れ下りす
なわち図6に示すδyを目視により観測した。40cm
ごとに屈折部を設けた直径が0.5mmのタングステン
線からなる線状触媒1を、セラミクス製の支持棒4およ
び4aに吊持したのち、図4に示す触媒CVD装置内に
配置した。原料ガスとしてシラン及び水素を反応槽10
内に導入しながら、線状触媒1を2000℃まで加熱し
たところ、垂下量δyは5mm以下であった。一方、図
5に示す従来の方法により固定された線状触媒1を同様
に加熱したところ、約2cmの垂れ下りが確認された。
なお、以上のようにして形成された非晶質シリコン膜
は、従来のそれと比べて同等の特性を有することが確認
された。すなわち、本発明によると、大面積の薄膜を形
成するために屈折部の間隔をより大きくしても、線状触
媒の垂れ下がり(弛み)を抑制することができる。した
がって、より大面積の薄膜を形成することが可能にな
る。
【0015】
【発明の効果】本発明によると、熱膨張による垂れ下り
を抑制することができる線材配置方法を提供することが
できる。また、この方法を触媒CVDに応用することに
より、大面積で均一な薄膜を形成することが可能にな
る。したがって、高い原料ガス(たとえばシランガス)
の使用効率で、すなわち大気等の系外へ放出される原料
ガスを大幅に低減して大面積の薄膜を形成することがで
き、地球環境・宇宙環境に優しい薄膜の形成方法を提供
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例において保持された線材を示
す図であって、(a)は概略した平面図であり、(b)
は概略した縦断面図である。
【図2】同実施例の線材およびそれを吊持する部材の熱
膨張による変化を示す概略した縦断面図であって、
(a)は線材と部材とが固定された場合を示し、(b)
は線材が水平方向に移動自在な場合を示す。
【図3】本発明の他の実施例において保持された線材を
示す図であって、(a)は概略した平面図であり、
(b)は概略した縦断面図である。
【図4】触媒化学気相堆積装置の構成を示す概略した縦
断面図である。
【図5】従来の触媒化学気相堆積装置において固定され
た線状触媒を示す概略した平面図である。
【図6】同線状触媒の状態を示す概略した縦断面図であ
って、(a)は室温時の状態を示し、(b)は加熱時の
状態を示す。
【符号の説明】
1 線状触媒 1a 屈折部 1b 固定点 4、4a 支持棒 5 線材保持部材 6 基板 10 反応槽 10a 観測窓 11 サセプタ 12 ヒータ 13 基板加熱手段 14 マスフローコントローラ 15 触媒加熱手段 16 減圧ポンプ 17 コンダクタンス制御バルブ 18 放射温度計

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の屈折部を有し加熱される線材を、
    前記屈折部を除いた複数の部分を直接にまたは線材保持
    部材を介して間接に支持部材に接続して所定の位置に配
    置する線材配置方法。
  2. 【請求項2】 前記支持部材が少なくとも表面に絶縁性
    を有し、前記線材を前記線材保持部材によって前記支持
    部材より吊持する請求項1記載の線材配置方法。
  3. 【請求項3】 前記線材を、前記線材保持部材によって
    水平方向に移動自在に吊持する請求項2記載の線材配置
    方法。
  4. 【請求項4】 複数の屈折部を有する線状触媒を、前記
    屈折部を除いた複数の部分を直接にまたは線材保持部材
    を介して間接に支持部材に接続して反応槽内の所定の位
    置に保持する触媒化学気相堆積法。
  5. 【請求項5】 前記支持部材が少なくとも表面に絶縁性
    を有し、前記線状触媒を前記線材保持部材によって前記
    支持部材より吊持する請求項4記載の触媒化学気相堆積
    法。
  6. 【請求項6】 前記線状触媒を、前記線材保持部材によ
    って水平方向に移動自在に吊持する請求項5記載の触媒
    化学気相堆積法。
  7. 【請求項7】 前記線状触媒が、タングステン、タンタ
    ルおよびモリブデンからなる群より選択される金属、ま
    たは前記金属の複数を含む合金からなる請求項4記載の
    触媒化学気相堆積法。
  8. 【請求項8】 密閉可能な反応槽、薄膜を形成しようと
    する基板を前記反応槽内に保持する手段、複数の屈折部
    を有する線状触媒、前記線状触媒を加熱する手段、前記
    反応槽内を減圧する手段、前記反応槽内に系外よりガス
    を供給する手段、および前記線状触媒を前記屈折部を除
    いた部分の複数を直接にまたは線材保持部材を介して間
    接に支持部材に接続して前記反応槽内の所定の位置に保
    持する触媒固定手段を具備する触媒化学気相堆積装置。
  9. 【請求項9】 前記支持部材が少なくとも表面に絶縁性
    を有し、前記線状触媒が前記線材保持部材によって前記
    支持部材より吊持された請求項8記載の触媒化学気相堆
    積装置。
  10. 【請求項10】 前記線状触媒が、前記線材保持部材に
    よって水平方向に移動自在に吊持される請求項8記載の
    触媒化学気相堆積装置。
  11. 【請求項11】 前記線状触媒が、タングステン、タン
    タルおよびモリブデンからなる群より選択される金属、
    または前記金属の複数を含む合金からなる請求項8記載
    の触媒化学気相堆積装置。
JP2001164197A 2001-05-31 2001-05-31 線材配置方法およびそれを用いた触媒化学気相堆積法ならびに触媒化学気相堆積装置 Pending JP2002356777A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001164197A JP2002356777A (ja) 2001-05-31 2001-05-31 線材配置方法およびそれを用いた触媒化学気相堆積法ならびに触媒化学気相堆積装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001164197A JP2002356777A (ja) 2001-05-31 2001-05-31 線材配置方法およびそれを用いた触媒化学気相堆積法ならびに触媒化学気相堆積装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002356777A true JP2002356777A (ja) 2002-12-13

Family

ID=19007048

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001164197A Pending JP2002356777A (ja) 2001-05-31 2001-05-31 線材配置方法およびそれを用いた触媒化学気相堆積法ならびに触媒化学気相堆積装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2002356777A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011082226A (ja) * 2009-10-02 2011-04-21 Ulvac Japan Ltd 触媒化学気相成長装置
US8052795B2 (en) * 2005-05-13 2011-11-08 Samsung Mobile Display Co., Ltd. Catalyst enhanced chemical vapor deposition apparatus and deposition method using the same
EP2420591A1 (en) * 2010-08-20 2012-02-22 Echerkon Technologies Ltd. Apparatus and methodology for hot wire chemical vapour deposition

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8052795B2 (en) * 2005-05-13 2011-11-08 Samsung Mobile Display Co., Ltd. Catalyst enhanced chemical vapor deposition apparatus and deposition method using the same
JP2011082226A (ja) * 2009-10-02 2011-04-21 Ulvac Japan Ltd 触媒化学気相成長装置
EP2420591A1 (en) * 2010-08-20 2012-02-22 Echerkon Technologies Ltd. Apparatus and methodology for hot wire chemical vapour deposition

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6369361B2 (en) Thermal processing apparatus
US9394606B2 (en) Production method for polycrystalline silicon, and reactor for polycrystalline silicon production
WO2012117888A1 (ja) 触媒化学気相成膜装置、それを用いた成膜方法及び触媒体の表面処理方法
JPH03120369A (ja) ばねにより張られた線条を有する合成ダイヤモンド蒸着装置
JP4346741B2 (ja) 発熱体cvd装置及び付着膜の除去方法
JP2011111360A (ja) 炭素電極および多結晶シリコン棒の製造装置
JP2018505304A (ja) 自立型cvd多結晶ダイアモンド膜を製造する装置および方法
JP2004529835A (ja) 気相化学蒸着方法及びその装置
JP2000303182A (ja) 化学蒸着装置
JPH03150298A (ja) 多結晶シリコン製造装置の芯線間接続用ブリッジ
KR100972962B1 (ko) 발열체 cvd 장치
WO2012147300A1 (ja) 多結晶シリコン製造装置および多結晶シリコンの製造方法
JP5719710B2 (ja) 気相成長装置および気相成長方法
JP2002356777A (ja) 線材配置方法およびそれを用いた触媒化学気相堆積法ならびに触媒化学気相堆積装置
KR101289013B1 (ko) 급속 온도 제어 및 분위기 제어 가능한 진공 열처리 장치
JP5865236B2 (ja) 多結晶シリコン棒の製造装置および製造方法
Martin et al. High rate hot-wire chemical vapor deposition of silicon thin films using a stable TaC covered graphite filament
JP5903666B2 (ja) 成膜装置及びそれを用いた成膜方法
JP2009108417A (ja) 化学蒸着装置
TWI496500B (zh) Heater and film forming device
JP2002016003A (ja) 半導体製造装置
JP5539292B2 (ja) 多結晶シリコンの製造方法
JP4221489B2 (ja) 発熱体cvd装置及びこれを用いた発熱体cvd方法
JP2009102736A (ja) 化学蒸着装置
JP2009108416A (ja) 化学蒸着装置