JP2004064019A - プラズマｃｖｄ薄膜製造装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】均一なプラズマを形成することを課題とする。
【解決手段】真空容器２１と、この真空容器２１内にガスを導入する導入手段２７と、前記真空容器内を排気する排気手段３１と、前記真空容器２１内に配置され、基板２５を支持する基板加熱用ヒータ２２と、前記真空容器２１内に前記基板２５と対向するように配置された放電用電極２４と、この放電用電極２４に接続された高周波電源３０とを具備したプラズマＣＶＤ薄膜製造装置において、前記放電用電極２４は複数のスリット２３が形成された電極であることを特徴とするプラズマＣＶＤ薄膜製造装置。
【選択図】 図１
【解決手段】真空容器２１と、この真空容器２１内にガスを導入する導入手段２７と、前記真空容器内を排気する排気手段３１と、前記真空容器２１内に配置され、基板２５を支持する基板加熱用ヒータ２２と、前記真空容器２１内に前記基板２５と対向するように配置された放電用電極２４と、この放電用電極２４に接続された高周波電源３０とを具備したプラズマＣＶＤ薄膜製造装置において、前記放電用電極２４は複数のスリット２３が形成された電極であることを特徴とするプラズマＣＶＤ薄膜製造装置。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アモルファスシリコン太陽電池、薄膜トランジスタ、光センサ、半導体保護膜など各種電子デバイスに使用されるプラズマＣＶＤ薄膜製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば非晶質シリコン太陽電池を製造するために適用されるプラズマＣＶＤ薄膜製造装置として、図２（Ａ），（Ｂ）に示すものが知られている。ここで、図２（Ａ）は同装置の全体図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）の一構成要素である平衡平板型電極（放電用電極）の平面図を示す。
【０００３】
図中の符番１はアース線２ａに接続された真空容器であり、内部に基板加熱用ヒータ２、及びガス流れ用の多数の小孔３が格子状に形成された平行平板型電極４が対向して配置されている。前記基板加熱用ヒータ２の内側には基板５が支持されている。前記平行平板型電極４はガス混合箱６の上部開口部分に支持されている。前記ガス混合箱６には原料ガス導入管７が連通され、この原料ガス導入管７からガス混合箱６の内部、平行平板型電極４の小孔３を通って平行平板型電極４と基板５間のプラズマ領域に供給されるようになっている。前記平行平板型電極４には、同軸ケーブル８を介してインピーダンス整合器９、高周波電源１０が順次電気的に接続されている。また、前記反応容器１には、排気管１１を介して真空ポンプ１２が接続されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のプラズマＣＶＤ薄膜製造装置のように、等方的な表面形状を有する平行平板型電極４を用いた装置においては、平行平板型電極４に高周波電源１０から高周波電力を印加した場合、高周波は平面的に伝播し、端部での反射等により複雑なモードの定在波を形成する。この場合、定在波の振幅に従って平行平板型電極４に図３に示すような電圧分布を生じるため、プラズマの不均一を生じ、その結果として、膜厚あるいは膜質に不均一を生じる。
【０００５】
本発明は、こうした事情を考慮してなされたもので、放電用電極として複数のスリットが形成された電極を用いた構成にすることにより、定在波の時間的な振幅を無くして放電用電極上の電圧分布をなくし、もって均一なプラズマを形成することが可能なプラズマＣＶＤ薄膜製造装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、真空容器と、この真空容器内にガスを導入する導入手段と、前記真空容器内を排気する排気手段と、前記真空容器内に配置され、基板を支持する基板加熱用ヒータと、前記真空容器内に前記基板と対向するように配置された放電用電極と、この放電用電極に接続された高周波電源とを具備したプラズマＣＶＤ薄膜製造装置において、前記放電用電極は複数のスリットが形成された電極であることを特徴とするプラズマＣＶＤ薄膜製造装置である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について更に具体的に説明する。
本発明において、前記放電用電極としては、例えば平面形状が長方形で、かつ複数のスリットが該長方形の短辺方向に沿って等間隔で形成されている電極（図１（Ｂ）参照）、もしくは平面形状が四角形（正方形が好ましい）で、かつ複数のスリットが該四角形の斜め方向に沿って等間隔で形成されている電極（図５参照）が挙げられる。
【０００８】
上記放電用電極のようにスリットを設けることにより、高周波の伝播を各スリット間の細長い電極に対して一次元的とすることが可能となり、同位相面が平行となり、見かけ上平面波となる。従って、こうした放電用電極において、各点での位相を制御すれば、定在波の時間的な振幅がなくなる。このため、電極上の電圧分布がなくなり、均一なプラズマを形成することが可能となる。
【０００９】
本発明において、上記放電用電極に形成するスリットは、等間隔で形成することが好ましい。このように、スリットを等間隔で形成することにより、各電極間のインピーダンスが一定となり、位相のずれが小さくなる。
【００１０】
前記放電用電極において、スリットの開口率は、３０％以上８０％以下が望ましい。ここで、開口率が３０％未満の場合は、ガス流れが不均一となって膜厚分布が大きくなる。また、開口率が８０％を越えると、電極の剛性が小さくなり、電極が変形しやすくなり、電極−基板間距離を一定に保つことが困難となる。更に、スリットの幅やスリット間隔は特に限定されず、開口率が上記範囲にあればよい。
【００１１】
【実施例】
以下、本発明の一実施例に係るプラズマＣＶＤ薄膜製造装置ついて図１（Ａ），（Ｂ）を参照して説明する。ここで、図１（Ａ）は同装置の全体図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）の一構成要素である放電用電極の平面図を示す。
【００１２】
図中の符番２１はアース線２２ａに接続された真空容器であり、内部に基板加熱用ヒータ２２、及びガス流れ用の多数のスリット２３が形成されたスリット付き電極（放電用電極）２４が対向して配置されている。ここで、スリット付き電極２４は長方形形状になっており、スリット２３は長方形の短辺方向にそって等間隔で形成されている。また、前記スリット２３の開口率は約５０％である。
【００１３】
前記スリット付き電極２４はガス混合箱２６の上部開口部分に支持されている。前記ガス混合箱２６にはガスを導入する導入手段としての原料ガス導入管２７が連通され、この原料ガス導入管２７からガス混合箱２６の内部、スリット付き電極２４のスリット２３を通ってスリット付き電極２４と基板２５間のプラズマ領域に供給されるようになっている。前記スリット付き電極２４には、同軸ケーブル２８を介してインピーダンス整合器２９、高周波電源３０が順次電気的に接続されている。また、前記反応容器２１には、ガスを排気する排気手段としての排気管３１を介して真空ポンプ３２が接続されている。
【００１４】
上記実施例によれば、真空容器２１内でかつ基板２５と対向した位置に図１（Ｂ）に示すような平面形状のスリット付き電極２４を配置した構成となっているため、高周波の伝播を各スリット２４間の細長い電極に対して一次元的とすることが可能となり、同位相面が平行となり、見かけ上、平面波となる。従って、こうしたスリット付き電極２４において、各点での位相を制御すれば、定在波の時間的な振幅がなくなる。このため、図４に示すようにスリット付き電極２４上の電圧分布がなくなり、均一なプラズマを形成することが可能となる。また、前記スリット付き電極２４を用いることにより、大面積で高密度なプラズマを得ることが可能となり、生産性が向上する。
給電点は、例えば、図１においては、上辺及び下辺の各２点ずつ、即ちＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の計４点とする。但し、各給電点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４は電極２４の４隅に必ずしもある必要はなく、上辺のＰ１，Ｐ２が下辺のＰ３，Ｐ４と対称となるようにあればよい。この４点の位相を制御することにより、定在波に時間的振幅がなくなる。なお、図４において、給電点は１点でも良いが、より望ましくは上辺及び下辺の各２点ずつ、計４点とする。
【００１５】
なお、上記実施例では、放電用電極として長方形状でかつ短辺方向に沿ってスリットが形成されたスリット付き電極を用いた場合について述べたが、これに限らず、正方形状で且つ一辺方向に沿って複数のスリットが形成された電極でもよい。また、図５に示すように、正方形状で且つ斜め方向に沿って複数のスリット３３が等間隔で形成された形状のスリット付き電極３４を用いてもよい。図５における給電点は、上辺及び下辺の各２点ずつ、計４点とする。なお、給電点の数及び位置は、電極の形状及び大きさに応じて変更が可能である。更に、放電用電極のスリットが等間隔でない場合も適用可能である。
【００１６】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、放電用電極として複数のスリットが形成された電極を用いた構成にすることにより、定在波の時間的な振幅を無くして放電用電極上の電圧分布をなくし、もって均一なプラズマを形成することが可能となり、生産性の向上をなしえるプラズマＣＶＤ薄膜製造装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１に係るプラズマＣＶＤ装置の説明図。
【図２】従来のプラズマＣＶＤ装置の説明図。
【図３】図２のプラズマＣＶＤ装置の一構成要素である放電用電極における電位分布の説明図。
【図４】図１のプラズマＣＶＤ装置の一構成要素である放電用電極における電位分布の説明図。
【図５】図１のプラズマＣＶＤ装置における放電用電極と異なる形状の放電用電極の平面図。
【符号の説明】
２１…真空容器、
２２…基板加熱用ヒータ、
２２ａ…アース、
２３，３３…スリット、
２４，３４…スリット付き電極（放電用電極）、
２５…基板、
２６…ガス混合箱、
２７…原料ガス導入管（導入手段）、
２８…同軸ケーブル、
２９…インピーダンス整合器、
３０…高周波電源、
３１…排気管（ガス排気手段）、
３２…真空ポンプ。
【発明の属する技術分野】
本発明は、アモルファスシリコン太陽電池、薄膜トランジスタ、光センサ、半導体保護膜など各種電子デバイスに使用されるプラズマＣＶＤ薄膜製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば非晶質シリコン太陽電池を製造するために適用されるプラズマＣＶＤ薄膜製造装置として、図２（Ａ），（Ｂ）に示すものが知られている。ここで、図２（Ａ）は同装置の全体図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）の一構成要素である平衡平板型電極（放電用電極）の平面図を示す。
【０００３】
図中の符番１はアース線２ａに接続された真空容器であり、内部に基板加熱用ヒータ２、及びガス流れ用の多数の小孔３が格子状に形成された平行平板型電極４が対向して配置されている。前記基板加熱用ヒータ２の内側には基板５が支持されている。前記平行平板型電極４はガス混合箱６の上部開口部分に支持されている。前記ガス混合箱６には原料ガス導入管７が連通され、この原料ガス導入管７からガス混合箱６の内部、平行平板型電極４の小孔３を通って平行平板型電極４と基板５間のプラズマ領域に供給されるようになっている。前記平行平板型電極４には、同軸ケーブル８を介してインピーダンス整合器９、高周波電源１０が順次電気的に接続されている。また、前記反応容器１には、排気管１１を介して真空ポンプ１２が接続されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のプラズマＣＶＤ薄膜製造装置のように、等方的な表面形状を有する平行平板型電極４を用いた装置においては、平行平板型電極４に高周波電源１０から高周波電力を印加した場合、高周波は平面的に伝播し、端部での反射等により複雑なモードの定在波を形成する。この場合、定在波の振幅に従って平行平板型電極４に図３に示すような電圧分布を生じるため、プラズマの不均一を生じ、その結果として、膜厚あるいは膜質に不均一を生じる。
【０００５】
本発明は、こうした事情を考慮してなされたもので、放電用電極として複数のスリットが形成された電極を用いた構成にすることにより、定在波の時間的な振幅を無くして放電用電極上の電圧分布をなくし、もって均一なプラズマを形成することが可能なプラズマＣＶＤ薄膜製造装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、真空容器と、この真空容器内にガスを導入する導入手段と、前記真空容器内を排気する排気手段と、前記真空容器内に配置され、基板を支持する基板加熱用ヒータと、前記真空容器内に前記基板と対向するように配置された放電用電極と、この放電用電極に接続された高周波電源とを具備したプラズマＣＶＤ薄膜製造装置において、前記放電用電極は複数のスリットが形成された電極であることを特徴とするプラズマＣＶＤ薄膜製造装置である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について更に具体的に説明する。
本発明において、前記放電用電極としては、例えば平面形状が長方形で、かつ複数のスリットが該長方形の短辺方向に沿って等間隔で形成されている電極（図１（Ｂ）参照）、もしくは平面形状が四角形（正方形が好ましい）で、かつ複数のスリットが該四角形の斜め方向に沿って等間隔で形成されている電極（図５参照）が挙げられる。
【０００８】
上記放電用電極のようにスリットを設けることにより、高周波の伝播を各スリット間の細長い電極に対して一次元的とすることが可能となり、同位相面が平行となり、見かけ上平面波となる。従って、こうした放電用電極において、各点での位相を制御すれば、定在波の時間的な振幅がなくなる。このため、電極上の電圧分布がなくなり、均一なプラズマを形成することが可能となる。
【０００９】
本発明において、上記放電用電極に形成するスリットは、等間隔で形成することが好ましい。このように、スリットを等間隔で形成することにより、各電極間のインピーダンスが一定となり、位相のずれが小さくなる。
【００１０】
前記放電用電極において、スリットの開口率は、３０％以上８０％以下が望ましい。ここで、開口率が３０％未満の場合は、ガス流れが不均一となって膜厚分布が大きくなる。また、開口率が８０％を越えると、電極の剛性が小さくなり、電極が変形しやすくなり、電極−基板間距離を一定に保つことが困難となる。更に、スリットの幅やスリット間隔は特に限定されず、開口率が上記範囲にあればよい。
【００１１】
【実施例】
以下、本発明の一実施例に係るプラズマＣＶＤ薄膜製造装置ついて図１（Ａ），（Ｂ）を参照して説明する。ここで、図１（Ａ）は同装置の全体図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）の一構成要素である放電用電極の平面図を示す。
【００１２】
図中の符番２１はアース線２２ａに接続された真空容器であり、内部に基板加熱用ヒータ２２、及びガス流れ用の多数のスリット２３が形成されたスリット付き電極（放電用電極）２４が対向して配置されている。ここで、スリット付き電極２４は長方形形状になっており、スリット２３は長方形の短辺方向にそって等間隔で形成されている。また、前記スリット２３の開口率は約５０％である。
【００１３】
前記スリット付き電極２４はガス混合箱２６の上部開口部分に支持されている。前記ガス混合箱２６にはガスを導入する導入手段としての原料ガス導入管２７が連通され、この原料ガス導入管２７からガス混合箱２６の内部、スリット付き電極２４のスリット２３を通ってスリット付き電極２４と基板２５間のプラズマ領域に供給されるようになっている。前記スリット付き電極２４には、同軸ケーブル２８を介してインピーダンス整合器２９、高周波電源３０が順次電気的に接続されている。また、前記反応容器２１には、ガスを排気する排気手段としての排気管３１を介して真空ポンプ３２が接続されている。
【００１４】
上記実施例によれば、真空容器２１内でかつ基板２５と対向した位置に図１（Ｂ）に示すような平面形状のスリット付き電極２４を配置した構成となっているため、高周波の伝播を各スリット２４間の細長い電極に対して一次元的とすることが可能となり、同位相面が平行となり、見かけ上、平面波となる。従って、こうしたスリット付き電極２４において、各点での位相を制御すれば、定在波の時間的な振幅がなくなる。このため、図４に示すようにスリット付き電極２４上の電圧分布がなくなり、均一なプラズマを形成することが可能となる。また、前記スリット付き電極２４を用いることにより、大面積で高密度なプラズマを得ることが可能となり、生産性が向上する。
給電点は、例えば、図１においては、上辺及び下辺の各２点ずつ、即ちＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の計４点とする。但し、各給電点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４は電極２４の４隅に必ずしもある必要はなく、上辺のＰ１，Ｐ２が下辺のＰ３，Ｐ４と対称となるようにあればよい。この４点の位相を制御することにより、定在波に時間的振幅がなくなる。なお、図４において、給電点は１点でも良いが、より望ましくは上辺及び下辺の各２点ずつ、計４点とする。
【００１５】
なお、上記実施例では、放電用電極として長方形状でかつ短辺方向に沿ってスリットが形成されたスリット付き電極を用いた場合について述べたが、これに限らず、正方形状で且つ一辺方向に沿って複数のスリットが形成された電極でもよい。また、図５に示すように、正方形状で且つ斜め方向に沿って複数のスリット３３が等間隔で形成された形状のスリット付き電極３４を用いてもよい。図５における給電点は、上辺及び下辺の各２点ずつ、計４点とする。なお、給電点の数及び位置は、電極の形状及び大きさに応じて変更が可能である。更に、放電用電極のスリットが等間隔でない場合も適用可能である。
【００１６】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、放電用電極として複数のスリットが形成された電極を用いた構成にすることにより、定在波の時間的な振幅を無くして放電用電極上の電圧分布をなくし、もって均一なプラズマを形成することが可能となり、生産性の向上をなしえるプラズマＣＶＤ薄膜製造装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１に係るプラズマＣＶＤ装置の説明図。
【図２】従来のプラズマＣＶＤ装置の説明図。
【図３】図２のプラズマＣＶＤ装置の一構成要素である放電用電極における電位分布の説明図。
【図４】図１のプラズマＣＶＤ装置の一構成要素である放電用電極における電位分布の説明図。
【図５】図１のプラズマＣＶＤ装置における放電用電極と異なる形状の放電用電極の平面図。
【符号の説明】
２１…真空容器、
２２…基板加熱用ヒータ、
２２ａ…アース、
２３，３３…スリット、
２４，３４…スリット付き電極（放電用電極）、
２５…基板、
２６…ガス混合箱、
２７…原料ガス導入管（導入手段）、
２８…同軸ケーブル、
２９…インピーダンス整合器、
３０…高周波電源、
３１…排気管（ガス排気手段）、
３２…真空ポンプ。
Claims (4)
- 真空容器と、この真空容器内にガスを導入する導入手段と、前記真空容器内を排気する排気手段と、前記真空容器内に配置され、基板を支持する基板加熱用ヒータと、前記真空容器内に前記基板と対向するように配置された放電用電極と、この放電用電極に接続された高周波電源とを具備したプラズマＣＶＤ薄膜製造装置において、
前記放電用電極は複数のスリットが形成された電極であることを特徴とするプラズマＣＶＤ薄膜製造装置。 - 前記放電用電極は、平面形状が長方形で、かつ複数のスリットが該長方形の短辺方向に沿って等間隔で形成されている電極であることを特徴とする請求項１記載のプラズマＣＶＤ薄膜製造装置。
- 前記放電用電極は、平面形状が四角形で、かつ複数のスリットが該四角形の斜め方向に沿って等間隔で形成されている電極であることを特徴とする請求項１記載のプラズマＣＶＤ薄膜製造装置。
- 前記放電用電極のスリットの開口率は、３０％以上８０％以下であることを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項記載のプラズマＣＶＤ薄膜製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002223882A JP2004064019A (ja) | 2002-07-31 | 2002-07-31 | プラズマｃｖｄ薄膜製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002223882A JP2004064019A (ja) | 2002-07-31 | 2002-07-31 | プラズマｃｖｄ薄膜製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004064019A true JP2004064019A (ja) | 2004-02-26 |
Family
ID=31943525
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002223882A Pending JP2004064019A (ja) | 2002-07-31 | 2002-07-31 | プラズマｃｖｄ薄膜製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004064019A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009144205A (ja) * | 2007-12-14 | 2009-07-02 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 真空処理装置 |
| KR101253785B1 (ko) * | 2006-12-28 | 2013-04-12 | 주식회사 케이씨텍 | 기판 표면처리장치 |
| JP2016106359A (ja) * | 2010-07-15 | 2016-06-16 | 太陽誘電ケミカルテクノロジー株式会社 | プラズマ発生方法及びそのための装置 |
-
2002
- 2002-07-31 JP JP2002223882A patent/JP2004064019A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101253785B1 (ko) * | 2006-12-28 | 2013-04-12 | 주식회사 케이씨텍 | 기판 표면처리장치 |
| JP2009144205A (ja) * | 2007-12-14 | 2009-07-02 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 真空処理装置 |
| JP2016106359A (ja) * | 2010-07-15 | 2016-06-16 | 太陽誘電ケミカルテクノロジー株式会社 | プラズマ発生方法及びそのための装置 |
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Effective date: 20040907 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050118 |