JPH01275761A - Deposit film-forming equipment - Google Patents

Deposit film-forming equipment

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JPH01275761A
JPH01275761A JP10383988A JP10383988A JPH01275761A JP H01275761 A JPH01275761 A JP H01275761A JP 10383988 A JP10383988 A JP 10383988A JP 10383988 A JP10383988 A JP 10383988A JP H01275761 A JPH01275761 A JP H01275761A
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JP
Japan
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space
deposited film
deposition
precursor
substrate
Prior art date
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Application number
JP10383988A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Arai
新井 孝至
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G5/00Recording members for original recording by exposure, e.g. to light, to heat, to electrons; Manufacture thereof; Selection of materials therefor
    • G03G5/02Charge-receiving layers
    • G03G5/04Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor
    • G03G5/08Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor characterised by the photoconductive material being inorganic

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Abstract

PURPOSE:To form a deposit film having uniform thickness and quality over a large area by introducing a precursor and an active species as deposit film-forming materials into a space in a cylindrical deposition chamber and forming a deposit film on a substrate rotating through the deposition space. CONSTITUTION:A substrate 103 for deposit film formation is rotatably held by means of a supporting plate 102 in a film formation space A in a cylindrical deposition chamber 101. On the other hand, gaseous raw materials for forming active species are supplied from gas-feed sources 105, 106 into a decomposition space C in a cylindri cal member 117 provided in the deposition chamber 101 and microwave energy is introduced from the upper and the lower microwave electric power source 108, by which an active species is formed and uniformly injected through injection holes 118 into the deposition space A. Further, a gaseous raw material for forming a precursor fed through an inlet tube 111 is formed into a precursor for forming deposition film by means of heat energy from an electric furnace 112 in a decomposition space B and injected through injection holes 111'' of a transport tube 111' into the deposition space A. By the above constitution, the substrate 103 is rotated round the cylindrical member 117 by means of a motor 115 and heated by means of a heater 104, by which a deposit film can be formed on the substrate 103.

Description

【発明の詳細な説明】 C発明の属する技術分野〕 本発明は、機能性膜、殊に半導体デバイスあるいは電子
写真用の感光デバイスなどの用途に有用な堆積膜を形成
する装置、とりわけ大面積にわたって堆積膜を形成する
装置に関するものである。
Detailed Description of the Invention C. Technical Field to Which the Invention Pertains The present invention relates to an apparatus for forming a functional film, particularly a deposited film useful for applications such as semiconductor devices or photosensitive devices for electrophotography, particularly over a large area. The present invention relates to an apparatus for forming a deposited film.

〔従来の技術の説明〕[Description of conventional technology]

たとえば、アモルファスシリコン膜の形成には、真空蒸
着法、プラズマCVD法、CVD法、反応性スパッタリ
ング法、イオンブレーティング法、光CVD法などが試
みられており、−船釣には、プラズマCVD法が広く用
いられ企業化されている。
For example, attempts have been made to form an amorphous silicon film using vacuum evaporation, plasma CVD, CVD, reactive sputtering, ion blasting, photo-CVD, etc.; is widely used and commercialized.

しかしながら、アモルファスシリコンで構成される堆積
膜は、電気的、光学的特性及び繰返し使用での疲労特性
あるいは使用環境特性、さらには均一性、再現性を含め
た生産性、量産性の点において、さらに総合的な特性の
向上を図る余地がある。
However, deposited films made of amorphous silicon have poor electrical and optical properties, fatigue properties during repeated use, use environment properties, and even productivity including uniformity and reproducibility. There is room to improve overall characteristics.

従来から一般化されているプラズマCVD法によるアモ
ルファスシリコン堆積膜の形成においての反応プロセス
は、従来のCVD法に比較してかなり?jI雑であり、
その反応機構も不明な点が少なくなかった。また、その
堆積膜の形成パラメーターも多く (たとえば、基体温
度、導入ガスの流量と比、形成時の圧力、高周波電力、
電極構造、反応容器の構造、排気速度、プラズマ発生方
式など)、これらの多くのパラメーターの組み合わせに
よるため時にはプラズマが不安定な状態になり、形成さ
れた堆積膜に著しい悪影響を与えることが少なくなかっ
た。そのうえ、装置時をのパラメーター装置ごとに選定
しなければならず、したがって、製造条件を一般化する
ことがむずかしいというのが実状であった。
Is the reaction process for forming amorphous silicon deposited films using the conventionally popular plasma CVD method considerably different from that of the conventional CVD method? jI is messy,
Many aspects of the reaction mechanism remain unclear. In addition, there are many formation parameters for the deposited film (for example, substrate temperature, flow rate and ratio of introduced gas, pressure during formation, high frequency power,
Due to the combination of many parameters (electrode structure, reaction vessel structure, pumping speed, plasma generation method, etc.), the plasma sometimes becomes unstable, which often has a significant negative effect on the deposited film formed. Ta. Furthermore, the actual conditions are that it is difficult to generalize the manufacturing conditions because the parameters of the equipment must be selected for each equipment.

一方、アモルファスシリコン膜として電気的、光学的特
性が各用途を十分に満足させ得るものを発現させるには
、現状ではプラズマCVD法によって形成することが最
良とされている。
On the other hand, in order to develop an amorphous silicon film with electrical and optical properties that fully satisfy various uses, it is currently considered best to form the film by plasma CVD.

しかしながら、堆積膜の応用用途によっては、大面積化
、膜厚の均一性、膜品質の均一性を十分に満足させて再
現性のある量産化を図らねばならないため、プラズマC
VD法によるアモルファスシリコン堆積膜の形成におい
ては、量産装置に多大な設備投資が必要となり、またそ
の量産のための管理項目も複雑になって、管理許容幅も
狭くなり、装置の調整も微妙であることから、これらの
ことが改善すべき問題点として指摘されていた。
However, depending on the application of the deposited film, plasma C
Forming an amorphous silicon deposited film using the VD method requires a large amount of equipment investment for mass production equipment, and the management items for mass production also become complex, the management tolerance narrows, and equipment adjustments are delicate. For these reasons, these were pointed out as problems that should be improved.

こうした従来のプラズマCVD法の欠点を除去する方法
として、基板上に堆積膜を形成する為の堆積空間(A)
に、分解空間(B)に於いて生成される堆積膜形成用の
原料となる前駆体と、分解空間(C)に於いて生成され
、前記前駆体と相互作用をする活性種とを夫々別々に導
入することによって、前記基板上に堆積膜を形成する方
法が特開昭60−41047号公報等において提案され
ている。
As a method to eliminate these drawbacks of the conventional plasma CVD method, a deposition space (A) for forming a deposited film on a substrate is used.
The precursor that is generated in the decomposition space (B) and serves as a raw material for forming a deposited film, and the active species that are generated in the decomposition space (C) and interact with the precursor are separated, respectively. A method of forming a deposited film on the substrate by introducing the method has been proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 60-41047 and others.

第6図は、該堆積膜形成法を実施するについて好適な装
置の典型的1例を模式的に示したものである。第6図に
於いて、601は成膜空間としての堆積室であり、内部
の基板支持板602上に、堆積膜形成用基板603が載
置されている。604は基板加熱用ヒーターであり、6
05乃至606及び610は原料ガス供給源である0図
中、原料ガス供給源605乃至606及び610の符合
にaを付したのは、原料ガスの圧力調整器、bおよびC
を付したのは各ガスを流す為のバルブ、dを付したのは
各ガスのfiffiを調整するマスフローコントローラ
ーである。607及び611はこれら各原料ガスのガス
導入管である。608は、607を通った原料ガスを分
解空間(C)に於いて活性種とするためのマイクロ波電
源であり、609は導波管である。又、612は、61
1を通った原料ガスを分解空間(B)に於いて前駆体と
するための電気炉である。さらに、613は排気バルブ
であり、614は排気管である0分解空間(B)で生成
された前駆体と分解空間(C)で生成された活性種とが
、堆積膜を形成する為の堆積空間(A)に別々に導入さ
れ、該堆積空間(A)内で相互作用をすることで、基板
603上に堆積膜が形成される。
FIG. 6 schematically shows a typical example of a suitable apparatus for implementing the deposited film forming method. In FIG. 6, 601 is a deposition chamber as a film forming space, and a deposited film forming substrate 603 is placed on a substrate support plate 602 inside. 604 is a heater for heating the substrate;
05 to 606 and 610 are raw material gas supply sources. In the figure, the symbol a added to the raw material gas supply sources 605 to 606 and 610 is the raw material gas pressure regulator, b and C.
What is marked with is a valve for flowing each gas, and what is marked with d is a mass flow controller that adjusts the fiffi of each gas. 607 and 611 are gas introduction pipes for each of these raw material gases. 608 is a microwave power source for converting the raw material gas that has passed through 607 into active species in the decomposition space (C), and 609 is a waveguide. Also, 612 is 61
This is an electric furnace for converting the raw material gas passed through 1 into a precursor in the decomposition space (B). Furthermore, 613 is an exhaust valve, and 614 is an exhaust pipe. The precursors generated in the decomposition space (B) and the active species generated in the decomposition space (C) are deposited to form a deposited film. A deposited film is formed on the substrate 603 by being separately introduced into the space (A) and interacting within the deposition space (A).

しかしながら、上述の従来装置においては、堆積膜の大
面積化、膜厚の均一性、膜品質の均一性を十分に満足さ
せて再現性のある量産化を図る事が可能であるが、堆積
膜の応用用途によっては、堆積膜をさらに大面積にわた
って均一な膜厚、膜質を有するものにしなければならず
、その場合に、従来の装置では、おのずから限界が有り
、さらにより広い面積にわたって膜厚及び膜質を均一な
ものとするのは困難であった。
However, with the above-mentioned conventional equipment, it is possible to achieve mass production with reproducibility by fully satisfying the requirements of increasing the area of the deposited film, uniformity of film thickness, and uniformity of film quality. Depending on the application, the deposited film must have a uniform thickness and quality over a larger area. It was difficult to make the film quality uniform.

従って、さまざまな堆積膜の応用用途をふまえ、より広
い面積にわたって、均一な膜厚及び膜質を有する堆積膜
を形成しうる装置を得るためには、改善を要するのが実
情であった。
Therefore, in view of the various applications of the deposited film, improvements are needed in order to obtain an apparatus that can form a deposited film having uniform thickness and quality over a wider area.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は、上述した従来の堆積膜形成装置をさら
に改良した堆積膜形成装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a deposited film forming apparatus that is further improved over the conventional deposited film forming apparatus described above.

すなわち、本発明の主たる目的は、従来よりもさらに大
面積にわたって、均一な膜厚及び膜質を有する堆積膜を
得るに至適な装置を提供することにある。
That is, the main object of the present invention is to provide an apparatus most suitable for obtaining a deposited film having a uniform thickness and quality over a larger area than the conventional apparatus.

本発明の他の目的は、堆積膜を形成する堆積空間(A)
において形成される膜の特性を保持しつつ、堆積速度の
向上を図り、かつ、膜形成条件の簡素化、膜の量産化を
容易に達成しうる装置を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a deposition space (A) for forming a deposited film.
It is an object of the present invention to provide an apparatus that can improve the deposition rate while maintaining the properties of the film formed in the process, simplify the film forming conditions, and easily achieve mass production of the film.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

本発明は、従来の堆積膜形成装置の改善を図るべく鋭意
研究を重ねた結果完成せしめたものであり、その骨子と
するところは、内部に設置された少なくとも1つの堆積
膜形成用基板上に堆積膜を形成するための堆積空間(A
)と、堆積膜形成用の原料となる前駆体を生成するため
の分解空間(B)と、前記前駆体と相互作用をする活性
種を生成するための別の分解空間(C)と、分解空間(
B)で生成された前駆体と分解空間(C)で生成された
活性種とを別々に前記堆積空間(A)に導入する手段と
、該堆積空間(A)内を排気する手段とからなる堆積膜
形成装置であって、前記分解空間(C)を前記堆積空間
(A)内に該堆積空間(A)と同心円状に設置された円
筒部材で形成し、該円筒部材の側壁面全域にわたって多
数の活性種噴出孔を設け、かつ、該円筒部材の上面及び
底面よりマイクロ波エネルギーを導入することにより前
記活性種を生成する手段を設け、さらに、前記堆積膜形
成用基板を堆積空間(A)内の前記円筒部材の外側にお
いて該円筒部材と同軸状に回転させる手段を設けた堆積
膜形成装置にある。
The present invention was completed as a result of intensive research aimed at improving the conventional deposited film forming apparatus, and the gist of the invention is that a deposited film is formed on at least one deposited film forming substrate installed inside the device. Deposition space (A) for forming a deposited film
), a decomposition space (B) for producing a precursor that is a raw material for forming a deposited film, another decomposition space (C) for producing an active species that interacts with the precursor, and a decomposition space (C) for producing an active species that interacts with the precursor. space(
It consists of means for separately introducing the precursor produced in step B) and the active species produced in the decomposition space (C) into the deposition space (A), and means for exhausting the inside of the deposition space (A). In the deposited film forming apparatus, the decomposition space (C) is formed in the deposition space (A) by a cylindrical member installed concentrically with the deposition space (A), and the decomposition space (C) is formed by a cylindrical member installed concentrically with the deposition space (A), and the decomposition space (C) is formed by a cylindrical member installed concentrically with the deposition space (A), and A large number of active species ejection holes are provided, and means for generating the active species by introducing microwave energy from the top and bottom surfaces of the cylindrical member is provided, and the deposited film forming substrate is placed in the deposition space (A ) The deposited film forming apparatus is provided with means for rotating coaxially with the cylindrical member on the outside of the cylindrical member.

また、本発明の装置において、前記前駆体を堆積空間(
A)に導入する手段を、前記堆積空間(A)内に設置さ
れた多数のガス噴出孔を有する複数の輸送管とすること
が好ましい。
Furthermore, in the apparatus of the present invention, the precursor is deposited in the deposition space (
Preferably, the means for introducing gas into A) is a plurality of transport pipes having a large number of gas ejection holes installed in the deposition space (A).

上記構成の本発明装置においては、堆積膜を形成する際
、堆積膜形成用の原料となる前駆体と相互作用をする活
性種が、分解空間(C)に於いて生成されるが、この分
解空間(C)が円筒状で、その側面の全領域にわたって
多数の噴出孔を設けであるので、その噴出孔より前記活
性種を円筒状分解空間(C)の外周囲に設けられた堆積
空間(A)に向かって均一にかつ広領域に吹き出させる
ことができる。
In the apparatus of the present invention having the above configuration, when forming a deposited film, active species that interact with the precursor that is the raw material for forming the deposited film are generated in the decomposition space (C). Since the space (C) is cylindrical and has a large number of ejection holes over the entire area of its side surface, the active species are transferred from the ejection holes to the deposition space (C) provided around the outer circumference of the cylindrical decomposition space (C). It is possible to blow out uniformly and over a wide area toward A).

また、円筒状分解空間(C)の上面及び底面より、活性
種を生成させる為のマイクロ波エネルギーを導入するの
で、活性種が生成される分解空間(C)の体積を大きく
とることが出来、また、より多くの活性種が生成される
ので、使用する基板の面積を、従来に比べてより広いも
のとすることが出来る。
In addition, since microwave energy for generating active species is introduced from the top and bottom surfaces of the cylindrical decomposition space (C), the volume of the decomposition space (C) in which active species are generated can be increased. Furthermore, since more active species are generated, the area of the substrate used can be made larger than in the past.

さらに、基板が円筒状分解空間(C)の外周囲に配置さ
れることにより、複数個でかつ、面積の広い基板を設置
出来るので、膜のさらなる量産化が計れる。そして基板
を円筒状分解空間(C)と同軸に回転させることにより
、堆積膜の均一化が可能となる。
Furthermore, by arranging the substrates around the outer periphery of the cylindrical decomposition space (C), a plurality of substrates with a large area can be installed, so that further mass production of membranes can be achieved. By rotating the substrate coaxially with the cylindrical decomposition space (C), it becomes possible to make the deposited film uniform.

又、本発明の装置では、前駆体を堆積空間(A)に導入
するための輸送管を複数個設置することが可能であり、
堆積空間(A)に導入された前駆体の分布は、堆積空間
(A)内で、場所によらず、より均一となる。
Furthermore, in the apparatus of the present invention, it is possible to install a plurality of transport pipes for introducing the precursor into the deposition space (A),
The distribution of the precursor introduced into the deposition space (A) becomes more uniform regardless of location within the deposition space (A).

さらに、本発明の装置では、堆積膜形成用の原料を励起
し、反応させる為のエネルギーとして、グロー放電を用
いる事が可能であり、堆積膜形成用の前駆体と活性種と
の共存下に於いて、これ等にグロー放電を作用させるこ
とにより、これ等による化学的相互作用を生起させ、或
いは促進、増幅させる為、従来と比べて低い放電エネル
ギーによって成膜が可能となり、形成される堆積膜が工
    ′ソチング作用、或いはその他の例えば異常放
電作用などによる悪影響を受けることは掻めて少ない。
Furthermore, in the apparatus of the present invention, it is possible to use glow discharge as energy to excite and cause the raw material for forming the deposited film to react, and it is possible to use glow discharge in the coexistence of the precursor for forming the deposited film and the active species. By applying glow discharge to these components, chemical interactions are caused, promoted, and amplified by these components, making it possible to form a film with lower discharge energy than in the past, and the deposits formed. It is extremely unlikely that the membrane will be adversely affected by sowing effects or other adverse effects such as abnormal discharge effects.

本発明では、分解空間(C)を構成する円筒の側面全域
にわたって設けられている噴出孔の径は、どれも全て同
じ径である事が望ましいが、基板上における堆積膜の膜
厚、膜質を制御する為に孔径は不均等であっても良い。
In the present invention, it is desirable that the diameters of the ejection holes provided over the entire side surface of the cylinder constituting the decomposition space (C) are the same, but the thickness and quality of the deposited film on the substrate The pore sizes may be non-uniform for control purposes.

また、噴出孔と噴出孔の間隔は、円筒側面全域にわたっ
て均等であることが望ましいが、基板上における堆積膜
の膜厚、膜質を制御する為に不均等であっても良い。
Further, although it is desirable that the spacing between the ejection holes be uniform over the entire cylindrical side surface, the spacing between the ejection holes may be non-uniform in order to control the thickness and quality of the deposited film on the substrate.

本発明における分解空間(C)を構成する円筒及び前駆
体を堆積空間(A)に導入する為の輸送管の材質は、使
用するマイクロ波について、その周波数が500MHz
以上であることから、石英ガラス、アルミナセラミック
ス、テフロン、ポリスチレン、ベリリア、ステアタイト
等のマイクロ波透過性部材を挙げることが出来る。
In the present invention, the materials of the cylinder constituting the decomposition space (C) and the transport pipe for introducing the precursor into the deposition space (A) are those whose frequency is 500 MHz for the microwave used.
Based on the above, microwave transparent members such as quartz glass, alumina ceramics, Teflon, polystyrene, beryllia, and steatite can be cited.

本発明では、堆積空間(A)に導入される分解空間(B
)からの前駆体(B)は、その寿命が好ましくは0.0
1秒以上、より好ましくは0.1秒以上、最適には1秒
以上あるものが、所望に従って選択されて使用され、こ
の前駆体の構成要素が堆積空間(A)で形成させる堆積
膜を構成する主成分を構成するものとなる。又、分解空
間(C)から導入される活性種(C)は、堆積空間(A
)で堆積膜を形成する際、同時に分解空間(B)から堆
積空間(A)に導入され、形成される堆積膜の主構成成
分となる構成要素を含む前記前駆体(B)と化学的に相
互作用する。その結果、所望の基体上に所望の堆積膜が
容易に形成される。
In the present invention, the decomposition space (B) is introduced into the deposition space (A).
The precursor (B) from ) preferably has a lifetime of 0.0
1 second or more, more preferably 0.1 seconds or more, optimally 1 second or more is selected and used as desired, and the constituent elements of this precursor constitute the deposited film formed in the deposition space (A). It constitutes the main component of In addition, the active species (C) introduced from the decomposition space (C) are transferred to the deposition space (A).
), when forming a deposited film, it is simultaneously introduced from the decomposition space (B) into the deposition space (A) and chemically interacts with the precursor (B) containing constituent elements that will be the main constituents of the deposited film to be formed. interact. As a result, a desired deposited film can be easily formed on a desired substrate.

分解空間(C)から導入される活性種は、その寿命が、
好ましくは10秒以下、より好ましくは8秒以下、最適
には5秒以下のものである。本発明によれば堆積空間(
A)の雰囲気温度、基体温度を所望に従って任意に制御
することにより、より安定したCVD法とすることがで
きる。
The active species introduced from the decomposition space (C) has a lifetime of
Preferably it is 10 seconds or less, more preferably 8 seconds or less, and optimally 5 seconds or less. According to the invention, the deposition space (
By arbitrarily controlling the ambient temperature and substrate temperature in A) as desired, a more stable CVD method can be achieved.

本発明の装置を用いた堆積膜形成方法が従来のCVD法
と違う点の1つは、あらかしめ堆積空間(A)とは異な
る空間に於いて活性化された活性種を使うことである。
One of the differences between the deposited film forming method using the apparatus of the present invention and the conventional CVD method is that active species activated in a space different from the preliminary deposition space (A) are used.

このことにより、従来のCVD法に比較して堆積速度を
飛躍的に伸ばすことが出来、加えて堆積膜形成の際の基
体温度もより一層の低温化を図ることが可能になり、膜
品質の安定した堆積膜を工業的に大量に、しかも低コス
トで提供出来る。
As a result, the deposition rate can be dramatically increased compared to the conventional CVD method, and in addition, it is possible to further reduce the substrate temperature during the formation of the deposited film, which improves the film quality. Stable deposited films can be provided industrially in large quantities at low cost.

本発明に於いて分解空間(B)で生成される前駆体は放
電、光、熱等のエネルギーで或いはそれ等の併用によっ
て励起されるばかりではなく、触媒などとの接触、ある
いは添加により生成されてもよい。
In the present invention, the precursor produced in the decomposition space (B) is not only excited by energy such as electric discharge, light, or heat, or by a combination of these, but also by contact with or addition of a catalyst, etc. You can.

本発明に於いて、分解空間(B)に導入される原材料と
しては、炭素原子あるいは硅素原子あるいはゲルマニウ
ム原子に電子吸引性の高い原子又は原子団、或いは極性
基が結合しているものが利用される。その様なものとし
ては、例えばYllXt−4tcn=1.2.3−、X
=F、Cl、Br 、r。
In the present invention, the raw material introduced into the decomposition space (B) is one in which a carbon atom, silicon atom, or germanium atom is bonded to an atom or atomic group with high electron-withdrawing property, or a polar group. Ru. For example, YllXt-4tcn=1.2.3-,
=F, Cl, Br, r.

Y=C,Si 、Ge )。Y=C, Si, Ge).

(Y X りII (n≧3.X=F、CI、Br、I
(Y X RiII (n≧3.X=F, CI, Br, I
.

Y=C,Si 、 Ge ) 。Y=C, Si, Ge).

Y、1HXzll++(n”1+2+3−、  X=F
、C1,Br、 LY=C,Si 、 Ge ) 。
Y, 1HXzll++(n”1+2+3-, X=F
, C1, Br, LY=C, Si, Ge).

Y、1HzXz、t(n =L2,3 ・=、  X 
= F、 Cj!、 Br、 I。
Y, 1HzXz, t(n = L2,3 ・=, X
= F, Cj! , Br, I.

Y=C,Si  、  Ge  )。Y=C, Si, Ge).

などが挙げられる。Examples include.

具体的には例えばCFa 、C2F6.5iFa 。Specifically, for example, CFa, C2F6.5iFa.

(SiFx)s 、  (SiFz)a 、  (Si
Fz)4゜5izF6,5itHzFs 、5iHFt
 、5iHzFz。
(SiFx)s, (SiFz)a, (Si
Fz) 4゜5izF6, 5itHzFs, 5iHFt
, 5iHzFz.

5ICj!a 、  (SiCj!t)s 、SiB 
r、。
5ICj! a , (SiCj!t)s , SiB
r.

(SiB rz)s 、GeFa 、Ge、F=などの
ガス状態の又は容易にガス化し得るものが挙げられる。
(SiB rz) s , GeFa , Ge, F=, and the like, which are in a gaseous state or can be easily gasified, may be mentioned.

又、5iHz(CiHs)z 、5iHz(CN)zな
ども形成される堆積膜の使用目的によっては使用される
Further, 5iHz (CiHs)z, 5iHz (CN)z, etc. may also be used depending on the purpose of use of the deposited film to be formed.

これらのガスは、He、Ar等のガスで稀釈されていて
も良い。
These gases may be diluted with a gas such as He or Ar.

上述したものに、分解空間(B)で熱、光、放電などの
分解エネルギーを加えることにより、前駆体(B)が生
成される。この前駆体(B)を堆積空間(A)へ導入す
る。この際、前駆体(B)の寿命が望ましくは0.01
秒以上あることが必要で、堆積効率及び堆積速度の上昇
を促進させ、堆積空間(A)に於いて、分解空間(C)
から導入される活性種(C)との活性化反応の効率を増
し、その際、必要であればプラズマなどの放電エネルギ
ーを使用して、堆積空間(A)内あるいは基板上に熱、
光などのエネルギーを与えることで、所望の堆積膜の形
成が達成される。
The precursor (B) is generated by adding decomposition energy such as heat, light, or discharge to the above-mentioned material in the decomposition space (B). This precursor (B) is introduced into the deposition space (A). At this time, the lifetime of the precursor (B) is preferably 0.01
It is necessary for the deposition space (A) to be in the decomposition space (C) to promote the increase in deposition efficiency and deposition rate.
In order to increase the efficiency of the activation reaction with the active species (C) introduced from the deposition space (A) or on the substrate, heat or
Formation of a desired deposited film is achieved by applying energy such as light.

本発明に於いて、分解空間(C)に導入され、活性種(
C)を生成させる原料としては、Hz。
In the present invention, active species (
The raw material for producing C) is Hz.

S i Ha 、 S i t Ha等の他、SiH3
F、5iH3C1゜5iH3Br、SiH,1などのハ
ロゲン原子の数よりも水素原子の数の多いハロシラン系
ガスが挙げられる。これらのガスは、He、Ar等のガ
スで稀釈されていても良い。
In addition to S i Ha, S it Ha, etc., SiH3
Examples include halosilane gases in which the number of hydrogen atoms is greater than the number of halogen atoms, such as F, 5iH3C1°5iH3Br, and SiH,1. These gases may be diluted with a gas such as He or Ar.

本発明に於いて堆積空間(A)に於ける分解空間(B)
から導入される前駆体(B)の量と分解空間(C)から
導入される活性種(C)との量の割合は、堆積条件、活
性種の種類などで適宜所望に従って決められるが好まし
くは10:l〜1:10(導入2JiL量比)が適当で
あり、より好ましくは8:2〜4:6とされるのが望ま
しい。
In the present invention, the decomposition space (B) in the deposition space (A)
The ratio of the amount of precursor (B) introduced from the decomposition space (C) to the amount of active species (C) introduced from the decomposition space (C) can be determined as desired depending on the deposition conditions, the type of active species, etc., but is preferably A suitable ratio is 10:1 to 1:10 (amount ratio of 2 JiL introduced), more preferably 8:2 to 4:6.

本発明に於いては、分解空間(B)で生成される前駆体
(B)及び分解空間(C)で生成される活性種(C)は
、車種に限らず複数種でも良く、特に複数種であって、
それ等が別々原料ガスより生成される場合に本発明の目
的は効果的に達成される。
In the present invention, the precursor (B) generated in the decomposition space (B) and the active species (C) generated in the decomposition space (C) are not limited to vehicle types, but may be of multiple types, and in particular, multiple types may be used. And,
The object of the present invention is effectively achieved when they are produced from separate source gases.

また、本発明の方法により形成される堆積膜は、成膜中
又は成膜後に不純物元素でドーピングすることが可能で
ある。ドーピングされる不純物としては、p型の不純物
として、周期律表■族Aの元素、例えば、B、Aj+、
Ga 、In 、Tj!等が好適なものとして挙げられ
、n型不純物としては、周期律表V族Aの元素、例えば
、N、  P、 As 。
Further, the deposited film formed by the method of the present invention can be doped with an impurity element during or after film formation. The impurities to be doped include elements of group A of the periodic table, such as B, Aj+,
Ga, In, Tj! Examples of n-type impurities include elements of group V A of the periodic table, such as N, P, and As.

Sb、Bi等が好適なものとして挙げられるが、殊に、
B、Ga 、P、Sb等が最適である。ドーピングされ
る不純物の量は、所望される電気的・光学的特性に応じ
て適宜決定される。
Sb, Bi, etc. are mentioned as suitable ones, but especially,
B, Ga, P, Sb, etc. are optimal. The amount of impurities to be doped is appropriately determined depending on desired electrical and optical properties.

このような不純物導入用の原料物質としては、常温常圧
でガス状態の又は、少な(とも膜形成条件下で容易にガ
ス化し得るものが採用される。そのような不純物導入用
の出発物質として具体的には、PH3、PzHa 、P
Fs 、PFs 、PClx 。
The starting material for introducing such impurities is one that is in a gaseous state at room temperature and normal pressure, or one that can be easily gasified under film forming conditions. Specifically, PH3, PzHa, P
Fs, PFs, PClx.

AsH:+  、  AgF2  、  AsF5  
、  AsCj!s  +  5bHz  +5bFs
  、  BiHz  、  BFs  、  BCI
s  r  BBrs。
AsH:+, AgF2, AsF5
, AsCj! s + 5bHz + 5bFs
, BiHz, BFs, BCI
s r BBrs.

BzHb  、 BaH+。、  BSH9、BsH+
+、  BaH+。。
BzHb, BaH+. , BSH9, BsH+
+, BaH+. .

B、H,□、 A7!(J、等を挙げることが出来る。B, H, □, A7! (J, etc. can be mentioned.

上記の不純物元素を含む化合物は、1種用いても2種以
上併用してもよい。
The compounds containing the above impurity elements may be used alone or in combination of two or more.

不純物導入用物質は、ガス状態で直接、或いは前記ケイ
素とハロゲンを含む化合物等と混合して堆積空間(A)
内に導入しても差支えないし、或いは、分解空間(C)
で活性化して、その後堆積空間(A)に導入することも
できる。不純物導入用物質を活性化するには、前述のマ
イクロ波エネルギーを選択することが出来る。不純物導
入用物質を活性化して生成される活性種は、前記活性種
と予め混合されて、又は、独立に堆積空間(A)に導入
される。
The impurity introducing substance is introduced into the deposition space (A) directly in a gaseous state or mixed with the compound containing silicon and halogen.
Alternatively, it can be introduced into the decomposition space (C)
It is also possible to activate it with , and then introduce it into the deposition space (A). To activate the impurity-introducing substance, the aforementioned microwave energy can be selected. The active species generated by activating the impurity introduction substance are mixed with the active species in advance or are introduced into the deposition space (A) independently.

堆積膜形成用基板としては、導電性でも電気絶縁性であ
っても良い、導電性基板としては、例えばNiCr、ス
テンレス、Aj!、Cr、Mo、Au。
The substrate for forming a deposited film may be electrically conductive or electrically insulating. Examples of the electrically conductive substrate include NiCr, stainless steel, and Aj! , Cr, Mo, Au.

Ir、Nb、Ta、V、Ti、PL、Pd等の金属又は
これ等の合金が挙げられる。
Examples include metals such as Ir, Nb, Ta, V, Ti, PL, and Pd, and alloys thereof.

電気絶縁性基板としては、ポリエステル、ポリエチレン
、ポリカーボネート、セルローズアセテート、ポリプロ
ピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリス
チレン、ポリアミド等の合成樹脂のフィルム又はシート
、ガラス、セラミック、紙等が通常使用される。これら
の電気絶縁性支持体は、好適には少なくともその一方の
表面が導電処理され、該導電処理された表面側に他の層
が設けられるのが望ましい。
As the electrically insulating substrate, films or sheets of synthetic resins such as polyester, polyethylene, polycarbonate, cellulose acetate, polypropylene, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polystyrene, polyamide, glass, ceramic, paper, etc. are usually used. Preferably, at least one surface of these electrically insulating supports is subjected to conductive treatment, and another layer is preferably provided on the conductive treated surface side.

例えばガラスであれば、その表面がN i Cr +A
l、Cr、Mo、Au、Tr、Nb、Ta、V。
For example, if it is glass, its surface is N i Cr +A
l, Cr, Mo, Au, Tr, Nb, Ta, V.

Ti 、Pt 、Pd 、InzOs 、Snug 、
ITO(Into3+Snug )等の薄膜を設ける事
によって導電処理され、或いはポリエステルフィルム等
の合成樹脂フィルムであれば、NiCr 、Am!。
Ti, Pt, Pd, InzOs, Snug,
If it is conductive treated by providing a thin film such as ITO (Into3+Snug) or a synthetic resin film such as polyester film, NiCr, Am! .

Ag、Pb、Zn、Ni 、Au、Cr、Mo、Ir+
Nb、Ta、V、Ti、Pt等の金属で真空蒸着、電子
ビーム蒸着、スパッタリング等で処理し、又は前記金属
でラミネート処理して、その表面が導電処理される。
Ag, Pb, Zn, Ni, Au, Cr, Mo, Ir+
The surface is treated with a metal such as Nb, Ta, V, Ti, or Pt by vacuum evaporation, electron beam evaporation, sputtering, etc., or laminated with the metal to make the surface conductive.

以下、図面を用いて本発明について詳細に説明するが、
本発明はこれにより何ら限定されるものではない。
The present invention will be explained in detail below with reference to the drawings.
The present invention is not limited to this in any way.

第1図は、本発明の堆積膜形成装置の典型的1例を示し
た模式的概略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a typical example of the deposited film forming apparatus of the present invention.

図中、101は成膜空間(A)としての堆積室であり、
堆積室101の内部に設置された基板支持板102に、
堆積膜形成用基板103が載置されている。104は基
板加熱用ヒーターである。
In the figure, 101 is a deposition chamber as a film forming space (A),
On the substrate support plate 102 installed inside the deposition chamber 101,
A deposited film forming substrate 103 is placed. 104 is a heater for heating the substrate.

105乃至106および110は、原料ガス供給源であ
り、成膜用の原料ガス、及び必要に応じて用いられる不
活性ガス、不純物元素を成分とする化合物等のガスの種
類に応じて設けられる。これ等のガスが標準状態に於い
て液状のものを使用する場合には、適宜の気化装置を具
備させる0図中、ガス供給源105乃至106及び11
0の符号にaを付したのは原料ガスの圧力調整器、bお
よびCを付したものは各ガスを流す為のバルブ、dを付
したものは原料ガスの流量を調整するマスフローコント
ローラーである。(C)は活性種を生成する為の分解空
間であり、(C)を構成する117は円筒部材で、その
上面および底面から、導波管109を介して活性種を生
成させる為のマイクロ波エネルギーが分解空間(C)に
導入される。10Bはマイクロ波電源であり、ガス導入
管107より供給された活性種性成用の原料ガスは、分
解空間(C)に於いて活性化され、生じた活性種は、円
筒部材117の側面全域に設けられた活性種噴出孔11
Bより堆積空間(A)へ均一に吹き出す。
Reference numerals 105 to 106 and 110 are source gas supply sources, which are provided depending on the type of gas such as a source gas for film formation, an inert gas, a compound containing an impurity element, etc., used as necessary. When these gases are liquid in the standard state, an appropriate vaporization device is provided.In the figure, gas supply sources 105 to 106 and 11
The symbol 0 with a is the pressure regulator for the raw material gas, the ones with b and C are the valves for flowing each gas, and the one with d is the mass flow controller that adjusts the flow rate of the raw gas. . (C) is a decomposition space for generating active species, and 117 constituting (C) is a cylindrical member, from the top and bottom of which microwaves are transmitted via waveguide 109 to generate active species. Energy is introduced into the decomposition space (C). 10B is a microwave power source, and the raw material gas for active species formation supplied from the gas introduction pipe 107 is activated in the decomposition space (C), and the generated active species spreads over the entire side surface of the cylindrical member 117. Active species ejection hole 11 provided in
It is uniformly blown out from B into the deposition space (A).

一方、112は電気炉であり、ガス導入管111より供
給される前駆体生成用の原料ガスは、分解空間(B)に
於いて、電気炉112より供給される熱エネルギーによ
り前駆体となり、生じた前駆体は、輸送管111′に設
けられたガス噴出孔111#より、堆積空間(A)に導
入され、前記活性種と化学的相互作用をすることによっ
て、基vi103上に堆積膜が形成される。
On the other hand, 112 is an electric furnace, and the raw material gas for precursor generation supplied from the gas introduction pipe 111 is converted into a precursor by the thermal energy supplied from the electric furnace 112 in the decomposition space (B), and the precursor gas is produced. The precursor is introduced into the deposition space (A) through the gas injection hole 111# provided in the transport pipe 111', and a deposited film is formed on the base vi 103 by chemically interacting with the active species. be done.

また図中、113は排気パルプ、114は排気管であり
、115は基板103を円筒部材117と同軸に回転さ
せる為のモーターであり、基板支持板102と基板10
3は回転板116により円筒部材117の周囲を均一な
速度で公転する。
Further, in the figure, 113 is an exhaust pulp, 114 is an exhaust pipe, and 115 is a motor for rotating the substrate 103 coaxially with the cylindrical member 117.
3 revolves around a cylindrical member 117 at a uniform speed by a rotating plate 116.

本発明において、基板の回転速度は堆積膜の特性が損な
われない様所望の値に決められるが、通常は1〜10r
pts、とされる。
In the present invention, the rotation speed of the substrate is determined to a desired value so as not to impair the properties of the deposited film, but is usually 1 to 10 rpm.
pts.

又、第2図は、本発明を実施するのに好適な他の堆積膜
形成装置の例を模式的に示す概略図である。第2図にお
いて、分解空間(B)で生成した堆積膜形成用の前駆体
は、複数の輸送管111′及び201に設けられたガス
噴出孔111′及び201′により堆積空間(A)へ導
入される。複数の輸送管があるため、第1図の様に1本
の時に比べて、前駆体の堆積空間(A)内での濃度分布
はより均一となる。なお、第2図で、第1図と同じ部材
のところは同一符号で示しである。
Further, FIG. 2 is a schematic diagram schematically showing another example of a deposited film forming apparatus suitable for carrying out the present invention. In FIG. 2, the precursor for forming a deposited film generated in the decomposition space (B) is introduced into the deposition space (A) through gas injection holes 111' and 201' provided in a plurality of transport pipes 111' and 201. be done. Since there are a plurality of transport pipes, the concentration distribution of the precursor in the deposition space (A) becomes more uniform than when there is only one transport pipe as shown in FIG. In addition, in FIG. 2, the same members as in FIG. 1 are indicated by the same symbols.

さらに、第3図は、本発明を実施するのに好適な他の堆
積膜形成装置の例を模式的に示す概略図である。この装
置が第2図と異なる点は、堆積室101の天板302を
、絶縁碍子301により接地(アース)から浮かせ、さ
らに、高周波電源303により堆積室101に高周波電
力を印加させる点にある。
Furthermore, FIG. 3 is a schematic diagram schematically showing another example of a deposited film forming apparatus suitable for carrying out the present invention. This apparatus differs from FIG. 2 in that the top plate 302 of the deposition chamber 101 is lifted from the ground by an insulator 301, and furthermore, a high frequency power source 303 applies high frequency power to the deposition chamber 101.

304乃至305は堆積膜にドーピングを行う際の原料
ガズ供給源であり、304乃至305に付した符号の意
味は前述と同様である。なお、このドーピング用原料ガ
ス供給源304乃至305は、第3図の堆積膜形成装置
に限って必要であるという訳ではなく、第1図乃至第2
図の堆積膜形成装置においても所望の堆積膜を得る為に
設置しても良い事は言うまでもない。
Reference numerals 304 to 305 are raw gas supply sources for doping the deposited film, and the meanings of the symbols 304 to 305 are the same as described above. Note that the doping source gas supply sources 304 to 305 are not only necessary for the deposited film forming apparatus shown in FIG.
It goes without saying that the deposited film forming apparatus shown in the figure may also be installed to obtain a desired deposited film.

非晶質(微結晶を含む)又は多結晶5t(H,X)の膜
体を必要に応じてn型又はp型とするには、層形成の際
に、不純物元素のうちn型不純物又はp型不純物、ある
いは両不純物を形成される層中にその量を制御しながら
、ドーピングしてやる事によって形成される。
In order to make an amorphous (including microcrystalline) or polycrystalline 5t (H, It is formed by doping a p-type impurity or both impurities into the layer while controlling the amount thereof.

n型、p型の多結晶5i(H,X)15を形成するには
、本発明装置により、堆積空間(A)にケイ素とハロゲ
ンを含む前駆体が導入され、また、これと別に、分解空
間(C)に導入された成膜用の化学物質と、必要に応じ
て不活性ガス及び不純物元素を成分として含む化合物の
ガス等が分解空間(C)でマイクロ波エネルギーによっ
て励起し分解して、夫々の活性種を生成し、夫々が分解
空間(C”)内で適宜に混合して、基板の設置しである
堆積空間(A)に導入され、前記活性種とケイ素、ハロ
ゲンを含む前駆体とが化学的相互作用をすることにより
、基板上に堆積膜が形成される。
In order to form n-type and p-type polycrystalline 5i(H, Chemical substances for film formation introduced into the space (C) and compound gases containing inert gas and impurity elements as necessary are excited and decomposed by microwave energy in the decomposition space (C). , each active species is generated, mixed appropriately in the decomposition space (C''), and introduced into the deposition space (A) where the substrate is installed, and the active species and a precursor containing silicon and halogen are mixed. A deposited film is formed on the substrate through chemical interaction with the body.

又、第5図は、本発明装置を用いて作製される不純物元
素でドーピングされた多結晶Si堆積膜を利用したpn
型ダイオード・デバイスの典型例を示した模式的概略図
である。
Moreover, FIG. 5 shows a pn using a polycrystalline Si deposited film doped with an impurity element, which is produced using the apparatus of the present invention.
1 is a schematic diagram illustrating a typical example of a type diode device; FIG.

図中、501は基板、502および503は薄膜電極、
504は半導体層であり、n型の半導体層505、p型
の半導体層506によって構成される。507は外部電
気回路装置と結合される導線である。
In the figure, 501 is a substrate, 502 and 503 are thin film electrodes,
A semiconductor layer 504 is composed of an n-type semiconductor layer 505 and a p-type semiconductor layer 506. 507 is a conductive wire connected to an external electric circuit device.

薄膜電極502,503として例えば、NiCr。For example, the thin film electrodes 502 and 503 are made of NiCr.

A1.Cr、Mo、Au、Ir、Nb、Ta、V。A1. Cr, Mo, Au, Ir, Nb, Ta, V.

Ti 、Pt 、Pd、InxOs 、Snow 、T
TO(InxOs +Snug )等の薄膜を、真空蒸
着、電子ビーム蒸着、スパッタリング等の処理で、基板
501および半導体層504上に設けることによって得
られる。電極502.503の膜厚としては、好ましく
は30〜5X10’ 人、より好ましくは10〜5X1
0”人とされるのが望ましい。
Ti, Pt, Pd, InxOs, Snow, T
It can be obtained by providing a thin film of TO (InxOs + Snug) or the like on the substrate 501 and the semiconductor layer 504 through a process such as vacuum evaporation, electron beam evaporation, or sputtering. The film thickness of the electrodes 502 and 503 is preferably 30 to 5X10', more preferably 10 to 5X1
It is desirable to be considered a 0” person.

l遺■よ 第1図に示した堆積膜形成装置を用い、以下の如き操作
によってノンドープのa−3t(H,X)堆積膜を形成
した。
1) Using the deposited film forming apparatus shown in FIG. 1, a non-doped a-3t (H,X) deposited film was formed by the following operations.

先ず、縦300m、横100鰭、厚さ0.8fiの#7
059ガラス基板103を基板支持板102に180”
対向させてそれぞれ1枚ずつ合計2枚(患1と1lh2
と記す)設置し、堆積室101内を排気管114を介し
てロータリーポンプ、メカニカルブースターポンプ及び
ターボ分子ポンプにて10−’torrまで真空排気し
た。
First, #7, which is 300m long, 100 fins wide, and 0.8fi thick.
059 glass substrate 103 to the substrate support plate 102 by 180"
Two pieces in total, one on each side facing each other (patient 1 and 1lh2
), and the inside of the deposition chamber 101 was evacuated to 10-'torr via the exhaust pipe 114 using a rotary pump, a mechanical booster pump, and a turbo molecular pump.

次に、基板加熱用ヒーター104にて、基板温度を30
0℃に、また、電気炉112にて、輸送管の分解空間(
B)内の表面温度を700℃にそれぞれ加熱保持した。
Next, the substrate temperature is increased to 30°C using the substrate heating heater 104.
The decomposition space of the transport pipe (
The surface temperature in B) was maintained at 700°C.

そして、モーター115を駆動させて、基板を1 rp
m、の速度で回転させた。
Then, drive the motor 115 to rotate the board 1 rp.
It was rotated at a speed of m.

基板温度及び輸送管の分解空間(B)内の表面温度が一
定に保持された状態で、ガス供給源105よりH2ガス
を50secm、ガス供給源106よりArガスを15
0secm導入し、排気バルブ113の開口度を調整し
て堆積室内の圧力を0.1 torrに保ち、マイクロ
波電源108より実効パワー200Wのマイクロ波を発
生させた。こうして、分解空間(C)に於いて生成した
活性種としてのHラジカルを堆積空間(A)内へ導入し
た。
While the substrate temperature and the surface temperature in the decomposition space (B) of the transport pipe are kept constant, H2 gas is supplied from the gas supply source 105 for 50 sec, and Ar gas is supplied from the gas supply source 106 for 15 sec.
The pressure inside the deposition chamber was maintained at 0.1 torr by adjusting the opening degree of the exhaust valve 113, and microwaves with an effective power of 200 W were generated from the microwave power source 108. In this way, H radicals as active species generated in the decomposition space (C) were introduced into the deposition space (A).

他方、ガス供給源110よりガス導入管111内に5i
zFaガスを30secm導入し、分解空間(B)に於
いて生成した前駆体としてのSiF2ラジカルを輸送管
111’に設けられた孔111“より堆積空間(A)内
へ導入した。
On the other hand, 5i is inserted into the gas introduction pipe 111 from the gas supply source 110.
zFa gas was introduced for 30 seconds, and SiF2 radicals as a precursor generated in the decomposition space (B) were introduced into the deposition space (A) through the hole 111'' provided in the transport pipe 111'.

こうして、ガラス基板上に、5人/seeの堆積速度で
40分間、堆積膜を堆積させた。(試料虜11.2)ガ
ラス基板103を基板支持板102より取りはずし、基
板上の堆積膜について、第4図に示すQ印の箇所30点
に於いて、膜厚及び光感度比(引導電率と暗導電率の比
)を求めた。
In this way, the deposited film was deposited on the glass substrate at a deposition rate of 5 people/see for 40 minutes. (Sample Capture 11.2) The glass substrate 103 was removed from the substrate support plate 102, and the film thickness and photosensitivity ratio (electrical conductivity and dark conductivity).

その結果を第1表に示した。The results are shown in Table 1.

第   1   表 第6図に示した装置で製造例1と同一のガス流量、マイ
クロ波パワー内圧、基板の大きさ、基板温度、電気炉温
度で、基板上に5人/secの堆積速度で40分間、堆
積膜を堆積させた。(基板は1枚のみ) こうして得られた堆積膜を製造例1と同様な評価・測定
を行った。その結果を第2表に示した。
Using the apparatus shown in Table 1 and Figure 6, using the same gas flow rate, microwave power internal pressure, substrate size, substrate temperature, and electric furnace temperature as in Production Example 1, a deposition rate of 5 people/sec was applied to the substrate. The deposited film was allowed to accumulate for 1 minute. (Only one substrate was used) The deposited film thus obtained was evaluated and measured in the same manner as in Production Example 1. The results are shown in Table 2.

第2表から明らかな様に、従来の堆積膜形成装置では、
大面積基板を使用すると、膜厚バラツキや特性ムラが多
少生じる事が分かった。
As is clear from Table 2, in the conventional deposited film forming apparatus,
It has been found that when a large-area substrate is used, some variation in film thickness and unevenness in characteristics occur.

第   2   表 第2図に示した堆積膜形成装置を用いノンドープの多結
晶sty膜を形成した。
A non-doped polycrystalline sty film was formed using the deposited film forming apparatus shown in Table 2 and FIG.

まず、ガス供給源105よりH2ガスを100scct
lsガス供給源106よりArガスを150secm導
入し、堆積室内の圧力を排気バルブ113の開口度を調
節してQ、 l torrに保ち、マイクロ波電源10
8より実効パワー400Wのマイクロ波電力を分解空間
(C)内に投入し、分解空間(C)に於いて生成した活
性種としてのHラジカルを堆積空間(A)内へ導入した
First, 100 scct of H2 gas is supplied from the gas supply source 105.
Ar gas was introduced for 150 seconds from the ls gas supply source 106, the pressure inside the deposition chamber was maintained at Q, l torr by adjusting the opening degree of the exhaust valve 113, and the microwave power source 10
8, microwave power with an effective power of 400 W was input into the decomposition space (C), and H radicals as active species generated in the decomposition space (C) were introduced into the deposition space (A).

一方、ガス供給源110よりガス導入管111内に5i
xF*ガスを3 Q 5ccva流して、分解空間(B
)に於いて生成した前駆体としてのS i F tラジ
カルを堆積空間(A)内へ4人した。
On the other hand, 5i is inserted into the gas introduction pipe 111 from the gas supply source 110.
Flow 3 Q 5 ccva of xF* gas into the decomposition space (B
) The S i F t radicals as precursors generated in ) were introduced into the deposition space (A) by four people.

この様に使用するHよガスの流量を増加させたことと、
分解空間(C)に投入したマイクロ波電力を大きくした
以外は、製造例1のノンドープa−3S:H:F膜を堆
積させたのと同じ条件にして、ガラス基板上に、5人/
secの堆積速度で30分間堆積膜を形成させた。(試
料阻3、阻4)上記の堆積膜を製造例1と同様の測亙・
評価を行った。その結果について第3表に示した。
By increasing the flow rate of the H gas used in this way,
Five persons/year were deposited on a glass substrate under the same conditions as for depositing the non-doped a-3S:H:F film in Production Example 1, except that the microwave power input into the decomposition space (C) was increased.
A deposited film was formed for 30 minutes at a deposition rate of sec. (Samples 3 and 4) The above deposited films were measured in the same manner as in Production Example 1.
We conducted an evaluation. The results are shown in Table 3.

また、各点に於いて、電子線回折(RHEED)にて結
晶性の評価を行ったところ、どの点においても面配向(
110)のスポット状回折パターンが得られ、結晶粒径
は、平均1μm(薄膜1試料につき30点、30点×2
試料=60点の平均値)であった。
In addition, when we evaluated the crystallinity at each point using electron beam diffraction (RHEED), we found that the plane orientation (
A spot-like diffraction pattern of 110) was obtained, with an average crystal grain size of 1 μm (30 points per thin film sample, 30 points x 2
sample = average value of 60 points).

第   3   表 I」11走 第3図の堆積膜形成装置を用いて、第5図に示すpn型
ダイオードを作製した。
A pn type diode shown in FIG. 5 was manufactured using the deposited film forming apparatus shown in FIG. 3.

まず、500人のITO膜502を蒸着したガラス基板
(縦300m、横100鶴、厚さ0.8in)501を
、基板支持板102に1枚だけ設置し、ガス供給源30
4より、Arで300ppmに希釈されたPH3を1Q
sccs+導入し、その後、前駆体としての5iF1ラ
ジカルを堆積空間(A)内へ導入するまでは、製造例2
と同様に行い、さらに、高周波電源303より、50W
のRFパワーを堆積室101へ導入し、10人/sec
の堆積速度で、ITO膜502の上にn型多結晶Si薄
膜505を1000人形成した。
First, only one glass substrate 501 (300 m long, 100 m wide, 0.8 inch thick) on which a 500 ITO film 502 has been deposited is installed on the substrate support plate 102, and the gas supply source 30
From 4, 1Q of PH3 diluted to 300 ppm with Ar
Production Example 2 until the introduction of sccs+ and then the introduction of 5iF1 radicals as a precursor into the deposition space (A).
In addition, from the high frequency power supply 303, 50W
RF power of 10 people/sec is introduced into the deposition chamber 101.
1000 people formed an n-type polycrystalline Si thin film 505 on the ITO film 502 at a deposition rate of .

次に、PH,の導入を止め、ガス供給源305より、A
rで300 ppmに希釈されたBF、を1105cc
r導入した以外は、上述のn型多結晶Si薄膜を作製し
たのと同様にして、n型多結晶Si薄膜505の上にp
型多結晶Si薄膜506を1000人形成した。更に、
このp型多結晶Si薄膜上に、別の装置(不図示)で真
空蒸着により、膜厚500人のA1電極503を形成し
、pn型ダイオードを得た。
Next, the introduction of PH, is stopped, and A is supplied from the gas supply source 305.
1105 cc of BF diluted to 300 ppm with r
P was formed on the n-type polycrystalline Si thin film 505 in the same manner as the above-described n-type polycrystalline Si thin film except that r was introduced.
A total of 1000 people formed a type polycrystalline Si thin film 506. Furthermore,
On this p-type polycrystalline Si thin film, an A1 electrode 503 having a thickness of 500 wafers was formed by vacuum evaporation using another device (not shown) to obtain a pn-type diode.

こうして得られたpn型ダイオードを面積1−の大きさ
に砕断し、全部で300個のpn型ダイオード素子とし
、それぞれのI−V特性を測定し、整流特性を評価した
。その結果、電圧1vでのダイオードの整流比ば、2X
10’〜5X103と良好な値を示し、n値は、1.2
5〜1.3であった。
The pn-type diode thus obtained was cut into pieces with an area of 1- to form a total of 300 pn-type diode elements, and the IV characteristics of each were measured to evaluate the rectification characteristics. As a result, the rectification ratio of the diode at a voltage of 1V is 2X
It shows a good value of 10' to 5X103, and the n value is 1.2
It was 5-1.3.

(値はいずれもダイオード素子300個の測定数値範囲
を示す、) 〔発明の効果の概略〕 上述した様に、本発明の堆積膜形成装置によれば、従来
よりもさらに大面積にわたって、膜厚のより均一な、ま
た、特性のより均一な堆積膜が得られる事が出来る。ま
た、得られた膜は、電気的、光学的、光導電的に優れて
おり、さらに、粒径の大きい良好な結晶性薄膜をより大
面積にわたって容易に得られる。
(All values indicate the numerical value range measured for 300 diode elements.) [Summary of the effects of the invention] As described above, according to the deposited film forming apparatus of the present invention, the film thickness can be increased over a larger area than before. A deposited film with more uniform properties and properties can be obtained. Moreover, the obtained film is excellent electrically, optically, and photoconductively, and furthermore, a good crystalline thin film with large grain size can be easily obtained over a larger area.

従って、堆積膜のさらなる量産化、大面積化が計れ、光
電変換素子等の感光デバイスの製造コストをさらに下げ
る事が出来る。
Therefore, the mass production and area of the deposited film can be further increased, and the manufacturing cost of photosensitive devices such as photoelectric conversion elements can be further reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明の堆積膜形成装置の典型的1例を示す
模式的概略図、第2図乃至第3図は、本発明の他の堆積
膜形成装置の例を示す概略図、第4図は、実施例1乃至
実施例2に於いて得られた堆積膜の測定・評価の位置を
示す概略図、第5図は、本発明の堆積膜形成装置を用い
て作製されたpn型ダイオードの概略図、第6図は、従
来の堆積膜形成装置の典型例を示す模式的概略図である
。 図において、101,601・・・堆積室、102゜6
02・・・基板支持板、103,603,501・・・
基板、104,604・・・基板加熱用ヒーター、10
5.106,304,305,605,606゜610
.110・・・ガス供給源、107,111゜607.
611・・・ガス導入管、108,608・・・マイク
ロ波電源、109,609・・・導波管、112゜61
2・・・電気炉、113,613・・・排気パルプ、1
14.614・・・排気管、115・・・モーター、1
16・・・回転円板、117・・・円筒部材、118・
・・活性種噴出孔、111’、201・・・輸送管、1
11’、20!’・・・ガス噴出孔、301・・・絶縁
碍子、302・・・天板、303・・・高周波電源、5
02.503・・・薄膜電極、504・・・半導体層、
505・・・n型多結晶Si薄膜、506・・・p型多
結晶St薄膜、507・・・導線。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a typical example of the deposited film forming apparatus of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are schematic diagrams showing other examples of the deposited film forming apparatus of the present invention. Fig. 4 is a schematic diagram showing the positions of measurement and evaluation of the deposited films obtained in Examples 1 and 2, and Fig. 5 is a schematic diagram showing the positions of measurement and evaluation of the deposited films obtained in Examples 1 and 2. A schematic diagram of a diode, FIG. 6 is a schematic diagram showing a typical example of a conventional deposited film forming apparatus. In the figure, 101,601...deposition chamber, 102°6
02...Substrate support plate, 103,603,501...
Substrate, 104, 604... Heater for heating the substrate, 10
5.106,304,305,605,606゜610
.. 110... Gas supply source, 107,111°607.
611...Gas introduction pipe, 108,608...Microwave power supply, 109,609...Waveguide, 112゜61
2...Electric furnace, 113,613...Exhaust pulp, 1
14.614...Exhaust pipe, 115...Motor, 1
16... Rotating disk, 117... Cylindrical member, 118.
...Active species vent, 111', 201...Transport pipe, 1
11', 20! '...Gas outlet, 301...Insulator, 302...Top plate, 303...High frequency power supply, 5
02.503... Thin film electrode, 504... Semiconductor layer,
505... N-type polycrystalline Si thin film, 506... P-type polycrystalline St thin film, 507... Conducting wire.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)内部に設置された少なくとも1つの堆積膜形成用
基板上に堆積膜を形成するための堆積空間(A)と、堆
積膜形成用の原料となる前駆体を生成するための分解空
間(B)と、前記前駆体と相互作用をする活性種を生成
するための別の分解空間(C)と、分解空間(B)で生
成された前駆体と分解空間(C)で生成された活性種と
を別々に前記堆積空間(A)に導入する手段と、該堆積
空間(A)内を排気する手段とからなる堆積膜形成装置
であって、前記分解空間(C)を前記堆積空間(A)内
に該堆積空間(A)と同心円状に設置された円筒部材で
形成し、該円筒部材の側壁面全域にわたって多数の活性
種噴出孔を設け、かつ、該円筒部材の上面及び底面より
マイクロ波エネルギーを導入することにより前記活性種
を生成する手段を設け、さらに、前記堆積膜形成用基板
を堆積空間(A)内の前記円筒部材の外側において該円
筒部材と同軸状に回転させる手段を設けたことを特徴と
する堆積膜形成装置。
(1) A deposition space (A) for forming a deposited film on at least one deposited film forming substrate installed therein, and a decomposition space (A) for producing a precursor that will be a raw material for forming the deposited film. B), another decomposition space (C) for producing an active species that interacts with the precursor, and a precursor produced in the decomposition space (B) and an activity produced in the decomposition space (C). A deposited film forming apparatus comprising means for separately introducing seeds into the deposition space (A), and means for exhausting the inside of the deposition space (A), the decomposition space (C) being separated from the deposition space ( A) is formed by a cylindrical member installed concentrically with the deposition space (A), a large number of active species ejection holes are provided over the entire side wall surface of the cylindrical member, and from the top and bottom surfaces of the cylindrical member. Providing means for generating the active species by introducing microwave energy, and further means for rotating the deposited film forming substrate outside the cylindrical member in the deposition space (A) coaxially with the cylindrical member. A deposited film forming apparatus characterized by comprising:
(2)前記前駆体を堆積空間(A)に導入する手段が、
堆積空間(A)内に設置された多数のガス噴出孔を有す
る複数の輸送管である特許請求項(1)に記載された堆
積膜形成装置。
(2) the means for introducing the precursor into the deposition space (A),
The deposited film forming apparatus according to claim 1, which is a plurality of transport pipes having a large number of gas ejection holes installed in the deposition space (A).
(3)前記堆積空間(A)をグロー放電にさらす手段を
設けた特許請求項(1)又は(2)に記載された堆積膜
形成装置。
(3) The deposited film forming apparatus according to claim (1) or (2), further comprising means for exposing the deposition space (A) to glow discharge.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5512102A (en) * 1985-10-14 1996-04-30 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Microwave enhanced CVD system under magnetic field
CN100372140C (en) * 2005-03-29 2008-02-27 清华大学 Method for making large area uniform film or long superconducting wire and its apparatus
CN109743802A (en) * 2019-01-04 2019-05-10 芜湖恒美电热器具有限公司 Heat-generating pipe insulating film wears film machine automatically

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