JP2989279B2 - プラズマｃｖｄ装置 - Google Patents
プラズマｃｖｄ装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はアモルファスシリコン太
陽電池、薄膜半導体、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大面積薄膜の製造に適したプ
ラズマＣＶＤ（化学蒸着）装置に関する。
陽電池、薄膜半導体、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大面積薄膜の製造に適したプ
ラズマＣＶＤ（化学蒸着）装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】大面積のアモルファスシリコン薄膜を製
造するために、従来より用いられているプラズマＣＶＤ
装置の構成を図９を参照して説明する。この技術的手段
は例えば特願昭６１−１０６３１４号などに開示されて
いるように公知である。
造するために、従来より用いられているプラズマＣＶＤ
装置の構成を図９を参照して説明する。この技術的手段
は例えば特願昭６１−１０６３１４号などに開示されて
いるように公知である。
【０００３】反応容器１内には、グロー放電プラズマを
発生させるための電極２、３が平行に配置されている。
これら電極２、３には、低周波電源４から例えば６０Ｈ
ｚの商用周波数の電力が供給される。なお、電源として
は、直流電源や高周波電源を用いることもできる。反応
容器１の周囲には、これを囲むようにコイル５が巻かれ
ており、交流電源６から交流電力が供給される。反応容
器１内には、図示しないボンベから反応ガス導入管７を
通して例えばモノシランとアルゴンとの混合ガスが供給
される。反応容器１内のガスは排気管８を通して真空ポ
ンプ９により排気される。基板１０は、電極２、３が形
成する放電空間の外側に、電極２、３の面と直交するよ
うに適宜の手段で支持される。
発生させるための電極２、３が平行に配置されている。
これら電極２、３には、低周波電源４から例えば６０Ｈ
ｚの商用周波数の電力が供給される。なお、電源として
は、直流電源や高周波電源を用いることもできる。反応
容器１の周囲には、これを囲むようにコイル５が巻かれ
ており、交流電源６から交流電力が供給される。反応容
器１内には、図示しないボンベから反応ガス導入管７を
通して例えばモノシランとアルゴンとの混合ガスが供給
される。反応容器１内のガスは排気管８を通して真空ポ
ンプ９により排気される。基板１０は、電極２、３が形
成する放電空間の外側に、電極２、３の面と直交するよ
うに適宜の手段で支持される。
【０００４】この装置を用い、以下のようにして薄膜を
製造する。真空ポンプ９を駆動して反応容器１内を排気
する。反応ガス導入管７を通して例えばモノシランとア
ルゴンとの混合ガスを供給し、反応容器１内の圧力を
０．０５〜０．５Ｔｏｒｒに保ち、低周波電源４から電
極２、３に電圧を印加すると、グロー放電プラズマが発
生する。コイル５に例えば１００Ｈｚの交流電圧を印加
し、電極２、３間に発生する電界Ｅと直交する方向に磁
界Ｂを発生させる。この磁界における磁束密度は１０ガ
ウス程度でよい。
製造する。真空ポンプ９を駆動して反応容器１内を排気
する。反応ガス導入管７を通して例えばモノシランとア
ルゴンとの混合ガスを供給し、反応容器１内の圧力を
０．０５〜０．５Ｔｏｒｒに保ち、低周波電源４から電
極２、３に電圧を印加すると、グロー放電プラズマが発
生する。コイル５に例えば１００Ｈｚの交流電圧を印加
し、電極２、３間に発生する電界Ｅと直交する方向に磁
界Ｂを発生させる。この磁界における磁束密度は１０ガ
ウス程度でよい。
【０００５】反応ガス導入管７から供給されたガスのう
ちモノシランガスは電極２、３間に生じるグロー放電プ
ラズマによって分解される。この結果、ラジカルＳｉが
発生し、基板１０表面に付着して薄膜を形成する。
ちモノシランガスは電極２、３間に生じるグロー放電プ
ラズマによって分解される。この結果、ラジカルＳｉが
発生し、基板１０表面に付着して薄膜を形成する。
【０００６】アルゴンイオンなどの荷電粒子は、電極
２、３間で電界Ｅによるクーロン力Ｆ1 ＝ｑＥと、ロー
レンツ力Ｆ2 ＝ｑ（Ｖ・Ｂ）（ここで、Ｖは荷電粒子の
速度）とによっていわゆるＥ・Ｂドリフト運動を起こ
す。荷電粒子は、Ｅ・Ｂドリフトにより初速を与えられ
た状態で、電極２、３と直交する方向に飛びだし、基板
１０に向けて飛んでいく。しかし、電極２、３間に生じ
る電界の影響が小さい放電空間では、コイル５により生
じた電界Ｂによるサイクロトロン運動により、Ｌａｒｍ
ｏｒ軌道を描いて飛んでいく。したがって、アルゴンイ
オンなどの荷電粒子が基板１０を直撃することは少な
い。
２、３間で電界Ｅによるクーロン力Ｆ1 ＝ｑＥと、ロー
レンツ力Ｆ2 ＝ｑ（Ｖ・Ｂ）（ここで、Ｖは荷電粒子の
速度）とによっていわゆるＥ・Ｂドリフト運動を起こ
す。荷電粒子は、Ｅ・Ｂドリフトにより初速を与えられ
た状態で、電極２、３と直交する方向に飛びだし、基板
１０に向けて飛んでいく。しかし、電極２、３間に生じ
る電界の影響が小さい放電空間では、コイル５により生
じた電界Ｂによるサイクロトロン運動により、Ｌａｒｍ
ｏｒ軌道を描いて飛んでいく。したがって、アルゴンイ
オンなどの荷電粒子が基板１０を直撃することは少な
い。
【０００７】電気的に中性であるラジカルＳｉは、磁界
Ｂの影響を受けず、上記荷電粒子群の軌道からそれて基
板１０に至り、その表面に非晶質薄膜を形成する。ラジ
カルＳｉはＬａｒｍｏｒ軌道を飛んでいく荷電粒子と衝
突するため、電極２、３の前方だけでなく、左又は右に
広がった形で非晶質薄膜が形成される。しかも、磁界Ｂ
を交流電源６により変動させているので、基板１０の表
面に非晶質薄膜を均一に形成することが可能となる。な
お、電極２、３の長さは、反応容器１の長さの許すかぎ
り長くしても何ら問題がないので、基板１０が長尺のも
のであっても、その表面に均一な非晶質薄膜を形成する
ことが可能となる。
Ｂの影響を受けず、上記荷電粒子群の軌道からそれて基
板１０に至り、その表面に非晶質薄膜を形成する。ラジ
カルＳｉはＬａｒｍｏｒ軌道を飛んでいく荷電粒子と衝
突するため、電極２、３の前方だけでなく、左又は右に
広がった形で非晶質薄膜が形成される。しかも、磁界Ｂ
を交流電源６により変動させているので、基板１０の表
面に非晶質薄膜を均一に形成することが可能となる。な
お、電極２、３の長さは、反応容器１の長さの許すかぎ
り長くしても何ら問題がないので、基板１０が長尺のも
のであっても、その表面に均一な非晶質薄膜を形成する
ことが可能となる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来の装置で
は、グロー放電プラズマを発生させる電極間の放電電界
Ｅと直交する方向に磁界Ｂを発生させることにより、大
面積の成膜を容易に可能としている。しかし、次のよう
な問題がある。
は、グロー放電プラズマを発生させる電極間の放電電界
Ｅと直交する方向に磁界Ｂを発生させることにより、大
面積の成膜を容易に可能としている。しかし、次のよう
な問題がある。
【０００９】(i) 大面積の成膜を行う場合、電極として
長尺のものを用いる必要がある。長尺の電極を用いて安
定したプラズマを発生させるには、その電源の周波数は
可能なかぎり低いほうが容易であるため、数１０Ｈｚ〜
数１００Ｈｚの電源が用いられている。しかし、周波数
が低くなり、半周期の間のイオン移動距離が電極間隔を
越えるような条件の下では、直流放電の場合と同様に、
プラズマを維持するために、イオン衝突によって陰極よ
り放出された二次電子が本質的な役割を担うことにな
る。そのため電極に膜が付着して絶縁されると、その部
分では放電が起こらないようになる。この場合、電極表
面を常にクリーンに保つ必要がある。そのため、電極を
頻繁に交換したり頻繁に清掃するなどの煩雑な作業が必
要となり、コスト高の要因の一つとなっている。
長尺のものを用いる必要がある。長尺の電極を用いて安
定したプラズマを発生させるには、その電源の周波数は
可能なかぎり低いほうが容易であるため、数１０Ｈｚ〜
数１００Ｈｚの電源が用いられている。しかし、周波数
が低くなり、半周期の間のイオン移動距離が電極間隔を
越えるような条件の下では、直流放電の場合と同様に、
プラズマを維持するために、イオン衝突によって陰極よ
り放出された二次電子が本質的な役割を担うことにな
る。そのため電極に膜が付着して絶縁されると、その部
分では放電が起こらないようになる。この場合、電極表
面を常にクリーンに保つ必要がある。そのため、電極を
頻繁に交換したり頻繁に清掃するなどの煩雑な作業が必
要となり、コスト高の要因の一つとなっている。
【００１０】(ii)上記(i) の欠点を補うために、プラズ
マ発生源に例えば１３．５６ＭＨｚの高周波電源を用い
ると、放電維持に対する電極放出二次電子は本質的なも
のでなくなり、電極上に膜などの絶縁物が存在していて
も、電極間にはグロー放電が形成される。しかしなが
ら、長尺の電極を用いる場合には、高周波による表皮効
果により電流の大部分が表面（約０．０１ｍｍ）を流れ
るため、電気抵抗が増加する。例えば、電極の長さが約
１ｍ以上になると、電極上に電位分布が現れて一様なプ
ラズマが発生しなくなる。これを分布定数回路で考える
と、図１０に示すようになる。図１０において、ｘは電
極の長さ方向の距離を示している。すなわち、電極の単
位長さ当りの抵抗Ｒが放電部分のインピーダンスＺ1 、
Ｚ2 、…、Ｚn に比べて無視できないほど大きくなって
くると、電極内に電位分布が現れる。したがって、高周
波電源を用いる場合には、大面積の成膜を行うことは非
常に困難であり、実際上これまでは実現できなかった。
マ発生源に例えば１３．５６ＭＨｚの高周波電源を用い
ると、放電維持に対する電極放出二次電子は本質的なも
のでなくなり、電極上に膜などの絶縁物が存在していて
も、電極間にはグロー放電が形成される。しかしなが
ら、長尺の電極を用いる場合には、高周波による表皮効
果により電流の大部分が表面（約０．０１ｍｍ）を流れ
るため、電気抵抗が増加する。例えば、電極の長さが約
１ｍ以上になると、電極上に電位分布が現れて一様なプ
ラズマが発生しなくなる。これを分布定数回路で考える
と、図１０に示すようになる。図１０において、ｘは電
極の長さ方向の距離を示している。すなわち、電極の単
位長さ当りの抵抗Ｒが放電部分のインピーダンスＺ1 、
Ｚ2 、…、Ｚn に比べて無視できないほど大きくなって
くると、電極内に電位分布が現れる。したがって、高周
波電源を用いる場合には、大面積の成膜を行うことは非
常に困難であり、実際上これまでは実現できなかった。
【００１１】(iii) 上記(i) 、(ii)の方法では、５０ｃ
ｍ×５０ｃｍ以上の大面積のアモルファスシリコン薄膜
を製造する際、膜厚分布を±１０％以下に維持し、かつ
成膜速度を０．１ｎｍ／ｓｅｃ以上に保つことは非常に
困難であった。
ｍ×５０ｃｍ以上の大面積のアモルファスシリコン薄膜
を製造する際、膜厚分布を±１０％以下に維持し、かつ
成膜速度を０．１ｎｍ／ｓｅｃ以上に保つことは非常に
困難であった。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明のプラズマＣＶＤ
装置は、反応容器と、この反応容器内に反応ガスを導入
し、排出する手段と、上記反応容器内に収容された放電
用電極と、この放電用電極にグロー放電用電力を供給す
る電源とを有し、反応容器内に設置された基板表面にシ
リコン系薄膜を形成するプラズマＣＶＤ装置において、
上記放電用電極を、数本の線材から構成し、かつ同線材
がすべて直流的に導通状態とした一体のはしご状の平面
形コイルで形成し、上記基板を上記放電用電極と平行に
支持したことを特徴とするものである。
装置は、反応容器と、この反応容器内に反応ガスを導入
し、排出する手段と、上記反応容器内に収容された放電
用電極と、この放電用電極にグロー放電用電力を供給す
る電源とを有し、反応容器内に設置された基板表面にシ
リコン系薄膜を形成するプラズマＣＶＤ装置において、
上記放電用電極を、数本の線材から構成し、かつ同線材
がすべて直流的に導通状態とした一体のはしご状の平面
形コイルで形成し、上記基板を上記放電用電極と平行に
支持したことを特徴とするものである。
【００１３】本発明において、放電用電極にグロー放電
用電力を供給する電源としては、例えば１３．５６ＭＨ
ｚの高周波電源を用いることが好ましい。
用電力を供給する電源としては、例えば１３．５６ＭＨ
ｚの高周波電源を用いることが好ましい。
【００１４】本発明において、はしご状の平面形コイル
電極の隣接する線材間の間隔は５０ｍｍ以下であること
が好ましい。この間隔が５０ｍｍを超えると、基板表面
に成膜されるアモルファスシリコンの膜厚分布が±３０
％以上となるので、好ましくない。
電極の隣接する線材間の間隔は５０ｍｍ以下であること
が好ましい。この間隔が５０ｍｍを超えると、基板表面
に成膜されるアモルファスシリコンの膜厚分布が±３０
％以上となるので、好ましくない。
【００１５】本発明においては、電源とはしご状の平面
形コイル電極との間に、コイルとコンデンサから構成さ
れるインピーダンスマッチング回路を設置し、電極にプ
ラズマ発生のための電力を供給することが好ましい。
形コイル電極との間に、コイルとコンデンサから構成さ
れるインピーダンスマッチング回路を設置し、電極にプ
ラズマ発生のための電力を供給することが好ましい。
【００１６】本発明においては、放電用電極の周囲を囲
み、電極間に発生した電界Ｅと直交する方向に磁界Ｂを
発生させるコイルと、このコイルに磁界Ｂ発生用の電流
を供給する電源とを設置し、磁界によりプラズマを揺動
させることが好ましい。ただし、必ずしも磁界によりプ
ラズマを揺動させる必要はない。
み、電極間に発生した電界Ｅと直交する方向に磁界Ｂを
発生させるコイルと、このコイルに磁界Ｂ発生用の電流
を供給する電源とを設置し、磁界によりプラズマを揺動
させることが好ましい。ただし、必ずしも磁界によりプ
ラズマを揺動させる必要はない。
【００１７】
【作用】本発明においては、プラズマ発生用の電極とし
て、従来の複数平行平板電極に代えて、数本の線材をは
しご状に組んだ平面形コイル電極を反応容器内に設置し
たことにより、電極まわりの電界が強くなり、かつその
強度分布が平坦となる。例えば、反応ガスとしてＳｉＨ
4 を用いた場合、ＳｉＨ発光強度分布（波長４１４ｎｍ
の発光）は一様な強さとなる。このため、基板表面に成
膜されるアモルファスシリコンはほぼ均一な膜厚分布を
持ち、かつ高速成膜が可能になる。したがって、本発明
のプラズマＣＶＤ装置は、大面積の非晶質薄膜の製造に
適している。
て、従来の複数平行平板電極に代えて、数本の線材をは
しご状に組んだ平面形コイル電極を反応容器内に設置し
たことにより、電極まわりの電界が強くなり、かつその
強度分布が平坦となる。例えば、反応ガスとしてＳｉＨ
4 を用いた場合、ＳｉＨ発光強度分布（波長４１４ｎｍ
の発光）は一様な強さとなる。このため、基板表面に成
膜されるアモルファスシリコンはほぼ均一な膜厚分布を
持ち、かつ高速成膜が可能になる。したがって、本発明
のプラズマＣＶＤ装置は、大面積の非晶質薄膜の製造に
適している。
【００１８】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。
する。
【００１９】［実施例１］図１は本発明の一実施例のプ
ラズマＣＶＤ装置の構成を示す断面図である。なお、従
来の装置（図９）と同一の部材には同一番号を付してい
る。反応容器１内には、グロー放電プラズマを発生させ
るためのはしご状平面形コイル電極１１が配置されてい
る。このはしご状平面形コイル電極１１は、図２（平面
図）及び図５（断面図）に示すように、２本の線材に対
して垂直に数本の線材をはしご状に組んだ構造を有し、
外周部が四角形状をなしている。はしご状平面形コイル
電極１１の電力供給点１１ａ、１１ｂには、高周波電源
１４から例えば１３．５６ＭＨｚの周波数の電力がイン
ピーダンスマッチング回路１２を介して供給される。な
お、はしご状平面形コイル電極１１の電力供給点１１
ａ、１１ｂの位置は図３に示すように線材の中央部でも
よいし、図４に示すように４隅でもよい。反応容器１の
周囲には、コイル５が設けられており、交流電源６から
交流電力が供給される。なお、この電源は直流電源でも
よい。本実施例では、コイル５により５０〜１２０ガウ
スの磁界が発生される。反応容器１内には、図示しない
ボンベから反応ガス導入管７を通して例えばモノシラン
とアルゴンとの混合ガスが供給される。反応容器１内の
ガスは排気管８を通して真空ポンプ９により排気され
る。図６に示すように、基板１０は、はしご状平面形コ
イル電極１１と平行に設置され、図示しない基板ホルダ
に支持される。
ラズマＣＶＤ装置の構成を示す断面図である。なお、従
来の装置（図９）と同一の部材には同一番号を付してい
る。反応容器１内には、グロー放電プラズマを発生させ
るためのはしご状平面形コイル電極１１が配置されてい
る。このはしご状平面形コイル電極１１は、図２（平面
図）及び図５（断面図）に示すように、２本の線材に対
して垂直に数本の線材をはしご状に組んだ構造を有し、
外周部が四角形状をなしている。はしご状平面形コイル
電極１１の電力供給点１１ａ、１１ｂには、高周波電源
１４から例えば１３．５６ＭＨｚの周波数の電力がイン
ピーダンスマッチング回路１２を介して供給される。な
お、はしご状平面形コイル電極１１の電力供給点１１
ａ、１１ｂの位置は図３に示すように線材の中央部でも
よいし、図４に示すように４隅でもよい。反応容器１の
周囲には、コイル５が設けられており、交流電源６から
交流電力が供給される。なお、この電源は直流電源でも
よい。本実施例では、コイル５により５０〜１２０ガウ
スの磁界が発生される。反応容器１内には、図示しない
ボンベから反応ガス導入管７を通して例えばモノシラン
とアルゴンとの混合ガスが供給される。反応容器１内の
ガスは排気管８を通して真空ポンプ９により排気され
る。図６に示すように、基板１０は、はしご状平面形コ
イル電極１１と平行に設置され、図示しない基板ホルダ
に支持される。
【００２０】この装置を用い、以下のようにして薄膜を
製造する。真空ポンプ９を駆動して反応容器１内を排気
する。反応ガス導入管７を通して例えばモノシランとア
ルゴンとの混合ガスを１００〜２００ｃｃ／ｍｉｎ程度
の流量で供給し、反応容器１内の圧力を０．０５〜０．
５Ｔｏｒｒに保ち、高周波電源１４からインピーダンス
マッチング回路１２を介してはしご状平面形コイル電極
１１に電圧を印加すると、電極１１の周囲にグロー放電
プラズマが発生する。その発光状態を、波長４１４ｎｍ
近傍のみの光を通過させる光フィルタを介して観測する
と、図７のように見える。すなわち、電極１１と基板１
０との間でほぼ一様な発光強度を示す。このことから、
基板１０表面に付着するアモルファスシリコン薄膜は、
その膜厚分布が一様になることが推測される。
製造する。真空ポンプ９を駆動して反応容器１内を排気
する。反応ガス導入管７を通して例えばモノシランとア
ルゴンとの混合ガスを１００〜２００ｃｃ／ｍｉｎ程度
の流量で供給し、反応容器１内の圧力を０．０５〜０．
５Ｔｏｒｒに保ち、高周波電源１４からインピーダンス
マッチング回路１２を介してはしご状平面形コイル電極
１１に電圧を印加すると、電極１１の周囲にグロー放電
プラズマが発生する。その発光状態を、波長４１４ｎｍ
近傍のみの光を通過させる光フィルタを介して観測する
と、図７のように見える。すなわち、電極１１と基板１
０との間でほぼ一様な発光強度を示す。このことから、
基板１０表面に付着するアモルファスシリコン薄膜は、
その膜厚分布が一様になることが推測される。
【００２１】アモルファスシリコン薄膜の膜厚分布は、
反応ガスの流量、圧力、ＳｉＨ4 濃度、電力などのほ
か、シグザク状平面形コイル電極１１の隣接する線材間
の距離（図６に表示）にも依存する。そこで、下記条件
で成膜実験を行った。
反応ガスの流量、圧力、ＳｉＨ4 濃度、電力などのほ
か、シグザク状平面形コイル電極１１の隣接する線材間
の距離（図６に表示）にも依存する。そこで、下記条件
で成膜実験を行った。
【００２２】基板材料：ガラス、基板面積：３０ｃｍ×
３０ｃｍ、反応ガス：１００％ＳｉＨ4 、反応ガス流
量：５０ｃｃ／分、反応容器圧力：０．０５Ｔｏｒｒ、
高周波電力：３０Ｗにおいて、はしご状平面形コイル電
極１１の隣接する線材間の距離を１０ｍｍから５０ｍｍ
の範囲に設定した。そして、磁界を印加した状態及び印
加しない状態で、膜厚の平均値が５００ｎｍの薄膜を成
膜した。隣接する線材間の距離と膜厚分布との関係を図
８に示す。
３０ｃｍ、反応ガス：１００％ＳｉＨ4 、反応ガス流
量：５０ｃｃ／分、反応容器圧力：０．０５Ｔｏｒｒ、
高周波電力：３０Ｗにおいて、はしご状平面形コイル電
極１１の隣接する線材間の距離を１０ｍｍから５０ｍｍ
の範囲に設定した。そして、磁界を印加した状態及び印
加しない状態で、膜厚の平均値が５００ｎｍの薄膜を成
膜した。隣接する線材間の距離と膜厚分布との関係を図
８に示す。
【００２３】図８に示されるように、磁界を印加しない
場合には、線材間の距離が３０ｍｍ以下で±１０％以下
の膜厚分布が得られている。これに対して、正弦波（周
波数１０Ｈｚ）による±８０ガウスの交番磁界を印加し
た場合には、磁界を印加しない場合より膜厚分布が良好
である。すなわち、線材間の距離が５０ｍｍ以下で±１
０％以下の膜厚分布が得られている。
場合には、線材間の距離が３０ｍｍ以下で±１０％以下
の膜厚分布が得られている。これに対して、正弦波（周
波数１０Ｈｚ）による±８０ガウスの交番磁界を印加し
た場合には、磁界を印加しない場合より膜厚分布が良好
である。すなわち、線材間の距離が５０ｍｍ以下で±１
０％以下の膜厚分布が得られている。
【００２４】本実施例では、放電用電極として図２に示
すはしご状平面形コイル電極１１を用い、プラズマ発生
電源として１３．５６ＭＨｚの高周波電源を用い、かつ
電界と直交する方向に磁界を印加することにより、０．
３〜０．５ｎｍ／ｓｅｃという高速の成膜速度で大面
積、かつ膜厚分布が均一なアモルファスシリコン薄膜を
製造することができる。
すはしご状平面形コイル電極１１を用い、プラズマ発生
電源として１３．５６ＭＨｚの高周波電源を用い、かつ
電界と直交する方向に磁界を印加することにより、０．
３〜０．５ｎｍ／ｓｅｃという高速の成膜速度で大面
積、かつ膜厚分布が均一なアモルファスシリコン薄膜を
製造することができる。
【００２５】［実施例２］図１１は実施例２におけるは
しご状平面形コイル電極１５を示すものである。このは
しご状平面形コイル電極１５は、線材を六角形に組んで
外周部を形成し、その内側に数本の線材を平行に組んだ
構造を有している。このはしご状平面形コイル電極１５
の電力供給点１５ａ、１５ｂには、高周波電源１４から
１３．５６ＭＨｚの周波数の電力がインピーダンスマッ
チング回路１２を介して供給される。
しご状平面形コイル電極１５を示すものである。このは
しご状平面形コイル電極１５は、線材を六角形に組んで
外周部を形成し、その内側に数本の線材を平行に組んだ
構造を有している。このはしご状平面形コイル電極１５
の電力供給点１５ａ、１５ｂには、高周波電源１４から
１３．５６ＭＨｚの周波数の電力がインピーダンスマッ
チング回路１２を介して供給される。
【００２６】このはしご状平面形コイル電極１５を設置
したプラズマＣＶＤ装置を用い、実施例１と同一の条件
でアモルファスシリコン薄膜を製造した。その結果、実
施例１と同様に、膜厚分布が均一なアモルファスシリコ
ン薄膜を製造することができた。
したプラズマＣＶＤ装置を用い、実施例１と同一の条件
でアモルファスシリコン薄膜を製造した。その結果、実
施例１と同様に、膜厚分布が均一なアモルファスシリコ
ン薄膜を製造することができた。
【００２７】なお、図１１では外周部の形状を六角形と
したが、外周部が三角形や、八角形などの形状でも本実
施例と同様の効果が得られることが確認されている。
したが、外周部が三角形や、八角形などの形状でも本実
施例と同様の効果が得られることが確認されている。
【００２８】［実施例３］図１２は実施例３におけるは
しご状平面形コイル電極１６を示すものである。このは
しご状平面形コイル電極１６は、線材を円形に加工して
外周部を形成し、その内側に数本の線材を平行に組んだ
構造を有している。このはしご状平面形コイル電極１６
の電力供給点１６ａ、１６ｂには、高周波電源１４から
１３．５６ＭＨｚの周波数の電力がインピーダンスマッ
チング回路１２を介して供給される。
しご状平面形コイル電極１６を示すものである。このは
しご状平面形コイル電極１６は、線材を円形に加工して
外周部を形成し、その内側に数本の線材を平行に組んだ
構造を有している。このはしご状平面形コイル電極１６
の電力供給点１６ａ、１６ｂには、高周波電源１４から
１３．５６ＭＨｚの周波数の電力がインピーダンスマッ
チング回路１２を介して供給される。
【００２９】このはしご状平面形コイル電極１６を設置
したプラズマＣＶＤ装置を用い、実施例１と同一の条件
でアモルファスシリコン薄膜を製造した。その結果、実
施例１と同様に、膜厚分布が均一なアモルファスシリコ
ン薄膜を製造することができた。
したプラズマＣＶＤ装置を用い、実施例１と同一の条件
でアモルファスシリコン薄膜を製造した。その結果、実
施例１と同様に、膜厚分布が均一なアモルファスシリコ
ン薄膜を製造することができた。
【００３０】［実施例４］図１３は実施例４におけるは
しご状平面形コイル電極１７を示すものである。このは
しご状平面形コイル電極１７は、数本の線材を格子状に
組んではしご状にした構造を有し、外周部が四角形状を
なしている。このはしご状平面形コイル電極１７の電力
供給点１７ａ、１７ｂには、高周波電源１４から１３．
５６ＭＨｚの周波数の電力がインピーダンスマッチング
回路１２を介して供給される。
しご状平面形コイル電極１７を示すものである。このは
しご状平面形コイル電極１７は、数本の線材を格子状に
組んではしご状にした構造を有し、外周部が四角形状を
なしている。このはしご状平面形コイル電極１７の電力
供給点１７ａ、１７ｂには、高周波電源１４から１３．
５６ＭＨｚの周波数の電力がインピーダンスマッチング
回路１２を介して供給される。
【００３１】このはしご状平面形コイル電極１７を設置
したプラズマＣＶＤ装置を用い、実施例１と同一の条件
でアモルファスシリコン薄膜を製造した。その結果、実
施例１と同様に、膜厚分布が均一なアモルファスシリコ
ン薄膜を製造することができた。
したプラズマＣＶＤ装置を用い、実施例１と同一の条件
でアモルファスシリコン薄膜を製造した。その結果、実
施例１と同様に、膜厚分布が均一なアモルファスシリコ
ン薄膜を製造することができた。
【００３２】なお、図１３では外周部の形状を四角形と
したが、外周部が他の多角形や、円形などの形状でも本
実施例と同様の効果が得られることが確認されている。
したが、外周部が他の多角形や、円形などの形状でも本
実施例と同様の効果が得られることが確認されている。
【００３３】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、放
電用電極としてはしご状平面形コイル電極を用いること
により、電極近傍の電界強度が強くなり、かつ均一にな
ったことから、高速で大面積のアモルファスシリコン薄
膜を製造することができる。したがって、アモルファス
シリコン太陽電池、薄膜半導体、光センサ、半導体保護
膜などの製造分野で工業的価値が大きい。
電用電極としてはしご状平面形コイル電極を用いること
により、電極近傍の電界強度が強くなり、かつ均一にな
ったことから、高速で大面積のアモルファスシリコン薄
膜を製造することができる。したがって、アモルファス
シリコン太陽電池、薄膜半導体、光センサ、半導体保護
膜などの製造分野で工業的価値が大きい。
【図１】本発明の実施例のプラズマＣＶＤ装置の構成を
示す断面図。
示す断面図。
【図２】本発明の実施例１のプラズマＣＶＤ装置に用い
られるはしご状平面形コイル電極の平面図。
られるはしご状平面形コイル電極の平面図。
【図３】本発明の変形例のはしご状平面形コイル電極の
平面図。
平面図。
【図４】本発明の他の変形例のはしご状平面形コイル電
極の平面図。
極の平面図。
【図５】図２、図３又は図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図
【図６】本発明の実施例１のプラズマＣＶＤ装置におけ
る電極と基板との配置を示す説明図
る電極と基板との配置を示す説明図
【図７】本発明の実施例における電極近傍のＳｉＨ発光
強度分布を示す説明図。
強度分布を示す説明図。
【図８】はしご状平面形コイル電極の隣接する線材間の
間隔とアモルファスシリコンの膜厚分布との関係を示す
特性図。
間隔とアモルファスシリコンの膜厚分布との関係を示す
特性図。
【図９】従来のプラズマＣＶＤ装置の構成を示す断面
図。
図。
【図１０】従来のプラズマＣＶＤ装置の欠点を説明する
図。
図。
【図１１】本発明の実施例２のプラズマＣＶＤ装置に用
いられるはしご状平面形コイル電極の平面図。
いられるはしご状平面形コイル電極の平面図。
【図１２】本発明の実施例３のプラズマＣＶＤ装置に用
いられるはしご状平面形コイル電極の平面図。
いられるはしご状平面形コイル電極の平面図。
【図１３】本発明の実施例４のプラズマＣＶＤ装置に用
いられるはしご状平面形コイル電極の平面図。
いられるはしご状平面形コイル電極の平面図。
１…反応容器、５…コイル、６…交流電源、７…反応ガ
ス導入管、８…排気管、９…真空ポンプ、１０…基板、
１１…はしご状平面形コイル電極、１２…インピーダン
スマッチング回路、１４…高周波電源、１５、１６、１
７…はしご状平面形コイル電極。
ス導入管、８…排気管、９…真空ポンプ、１０…基板、
１１…はしご状平面形コイル電極、１２…インピーダン
スマッチング回路、１４…高周波電源、１５、１６、１
７…はしご状平面形コイル電極。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内田 聡 長崎県長崎市飽の浦町１番１号 三菱重 工業株式会社長崎造船所内 (72)発明者 浜本 員年 長崎県長崎市飽の浦町１番１号 三菱重 工業株式会社長崎造船所内 (56)参考文献 特開 平１−181513（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−193265（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C23C 16/00 - 16/56 C30B 25/02 H01L 21/205 H05H 1/00 - 1/54 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (2)
- 【請求項１】 反応容器と、この反応容器内に反応ガス
を導入し、排出する手段と、上記反応容器内に収容され
た放電用電極と、この放電用電極にグロー放電用電力を
供給する電源とを有し、反応容器内に設置された基板表
面にシリコン系薄膜を形成するプラズマＣＶＤ装置にお
いて、上記放電用電極を、数本の線材から構成し、かつ
同線材がすべて直流的に導通状態とした一体のはしご状
の平面形コイルで形成し、上記基板を上記放電用電極と
平行に支持したことを特徴とするプラズマＣＶＤ装置。 - 【請求項２】 上記電源の両端が上記放電用電極に接続
されていることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ
ＣＶＤ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3005329A JP2989279B2 (ja) | 1991-01-21 | 1991-01-21 | プラズマｃｖｄ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3005329A JP2989279B2 (ja) | 1991-01-21 | 1991-01-21 | プラズマｃｖｄ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04236781A JPH04236781A (ja) | 1992-08-25 |
| JP2989279B2 true JP2989279B2 (ja) | 1999-12-13 |
Family
ID=11608209
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3005329A Expired - Lifetime JP2989279B2 (ja) | 1991-01-21 | 1991-01-21 | プラズマｃｖｄ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2989279B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7205034B2 (en) | 2002-10-29 | 2007-04-17 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Method and device for generating uniform high-frequency plasma over large surface area used for plasma chemical vapor deposition apparatus |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3546095B2 (ja) * | 1995-05-30 | 2004-07-21 | 三菱重工業株式会社 | プラズマｃｖｄ装置 |
| US5973447A (en) * | 1997-07-25 | 1999-10-26 | Monsanto Company | Gridless ion source for the vacuum processing of materials |
| JP2961103B1 (ja) * | 1998-04-28 | 1999-10-12 | 三菱重工業株式会社 | プラズマ化学蒸着装置 |
| JP3844274B2 (ja) | 1998-06-25 | 2006-11-08 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | プラズマｃｖｄ装置及びプラズマｃｖｄ方法 |
| JP3276346B2 (ja) | 1999-06-17 | 2002-04-22 | 三菱重工業株式会社 | 放電電極、高周波プラズマ発生装置、給電方法および半導体製造方法 |
| JP4029615B2 (ja) | 1999-09-09 | 2008-01-09 | 株式会社Ｉｈｉ | 内部電極方式のプラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 |
| DE60134081D1 (de) | 2000-04-13 | 2008-07-03 | Ihi Corp | Herstellungsverfahren von Dünnschichten, Gerät zur Herstellung von Dünnschichten und Sonnenzelle |
| JP4509337B2 (ja) * | 2000-09-04 | 2010-07-21 | 株式会社Ｉｈｉ | 薄膜形成方法及び薄膜形成装置 |
| ATE452219T1 (de) | 2000-05-17 | 2010-01-15 | Ihi Corp | Plasma-cvd-vorrichtung und verfahren |
| JP4770029B2 (ja) | 2001-01-22 | 2011-09-07 | 株式会社Ｉｈｉ | プラズマｃｖｄ装置及び太陽電池の製造方法 |
| JP3897620B2 (ja) | 2002-03-14 | 2007-03-28 | 三菱重工業株式会社 | 高周波電力供給構造およびそれを備えたプラズマｃｖｄ装置 |
| US7626135B2 (en) | 2006-05-10 | 2009-12-01 | Sub-One Technology, Inc. | Electrode systems and methods of using electrodes |
-
1991
- 1991-01-21 JP JP3005329A patent/JP2989279B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7205034B2 (en) | 2002-10-29 | 2007-04-17 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Method and device for generating uniform high-frequency plasma over large surface area used for plasma chemical vapor deposition apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04236781A (ja) | 1992-08-25 |
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