JPH0225574A - Device for forming deposited film - Google Patents

Device for forming deposited film

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JPH0225574A
JPH0225574A JP17375888A JP17375888A JPH0225574A JP H0225574 A JPH0225574 A JP H0225574A JP 17375888 A JP17375888 A JP 17375888A JP 17375888 A JP17375888 A JP 17375888A JP H0225574 A JPH0225574 A JP H0225574A
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JP
Japan
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film
deposited film
gases
deposited
activated
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JP17375888A
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Japanese (ja)
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Fukateru Matsuyama
深照 松山
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Abstract

PURPOSE:To form a deposited film having uniform quality over a large area by activating plural film forming raw gases by a microwave respectively in different activation spaces of specified shape, introducing the gases into a film forming space, and mixing the gases. CONSTITUTION:Two or more kinds of film forming raw gases are separately introduced into the activation spaces separated by partition plates 105-109 through gas inlet pipes 110-113, activated by microwaves from rod-shaped microwave transmitting antennas 101-104, introduced into the film forming space 118, mixed, and allowed to react with one another to form a deposited film on a substrate 119. In this device for forming a deposited film, the raw gases activated into plasma are transported in the direction vertical to the major axis of the antennas 101-104. In addition, respective gas inlets 114-117 are formed into a rectangular or elliptical shape having >=2 ratio of the length of the major axis to that of the minor axis, narrowed to a length smaller than that of the minor axis, and set in parallel. By this method, the raw gases are effectively activated, and uniformly mixed over a large area to form a deposited film.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、気相成長法による機能性堆積膜の形成装置に
関する。より詳細には、本発明は、堆積膜の特性を組成
成分ごとに独立に制御でき、且つ大面積に形成可能な堆
積膜形成装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an apparatus for forming a functional deposited film using a vapor phase growth method. More specifically, the present invention relates to a deposited film forming apparatus that can independently control the characteristics of a deposited film for each component and can form a deposited film over a large area.

〔従来技術の説明〕[Description of prior art]

堆積膜を大面積にわたり、低コストで形成することは、
光入力センサーデバイス、電子写真用の感光デバイス、
光起電力素子液晶駆動回路等の半導体デバイスを作成す
るにあたって、切に要求されていることである。
Forming a deposited film over a large area at low cost is
Optical input sensor device, photosensitive device for electrophotography,
This is urgently required in the production of semiconductor devices such as photovoltaic element liquid crystal drive circuits.

従来、気相成長法を用いた堆積膜形成にあっては、成膜
用原料ガスを分解するエネルギーとして、プラズマ、熱
、光等が用いられ、大面積の堆積膜を形成することがで
きるとされている。しかしながら、いずれにしろ成膜用
原料ガスとして、単一のガスを用いることはまれであり
、単一の組成の堆積膜を形成する場合であっても成膜用
の原料ガスの他に、希釈用のガスが用いられる。また、
複数の成分からなる堆積膜を気相成長法により形成する
場合、複数の成膜用原料ガスを予め混合して成膜室に導
入するのが一般的である。
Conventionally, in forming a deposited film using the vapor phase growth method, plasma, heat, light, etc. are used as energy to decompose the raw material gas for film formation, and it is said that it is possible to form a deposited film with a large area. has been done. However, in any case, it is rare to use a single gas as the raw material gas for film formation, and even when forming a deposited film with a single composition, in addition to the raw material gas for film formation, diluted gas is used. Also,
When forming a deposited film made of a plurality of components by a vapor phase growth method, it is common to mix a plurality of film-forming raw material gases in advance and introduce the mixture into a film-forming chamber.

ところがこのようにして行う従来の堆積膜形成方法にあ
っては以下のような問題点が存在する。
However, the conventional method of forming a deposited film as described above has the following problems.

即ち、先ず、単一の組成の堆積膜を形成する場合であっ
ても、堆積膜の特性を向上させるためには、原料ガスと
希釈ガスの混合比をはじめとする各種の成膜のパラメー
タを最適化する必要があり、許容される成膜パラメータ
の条件範囲が比較的狭い範囲に限定される。また複数の
成分の堆積膜を形成する場合については、各膜構成成分
用の原料ガスは分解エネルギーのレベルに違いがあり、
従って成膜室に導入される成膜用の原料ガスの流量比等
の各種成膜パラメータは単一組成膜の堆積の場合より、
さらに限定される場合が多い、そして、堆積される膜の
膜質を低減させないように、前記流量比を変化させるこ
とがかなり難しいという問題もある。
In other words, even when forming a deposited film with a single composition, in order to improve the properties of the deposited film, various film formation parameters such as the mixing ratio of source gas and diluent gas must be adjusted. Optimization is required, and the range of allowable conditions for film-forming parameters is limited to a relatively narrow range. Furthermore, when forming a deposited film of multiple components, the raw material gas for each film component has a different level of decomposition energy.
Therefore, various film forming parameters such as the flow rate ratio of the raw material gas for film forming introduced into the film forming chamber are
Further, there is the problem that it is often limited and that it is quite difficult to change the flow rate ratio without reducing the quality of the deposited film.

更に、複数の成膜用原料ガスを分解する場合、関係する
諸条件を微妙に制御する必要があり、したがって制御可
能な膜特性及び膜組成の範囲も限定されたものであった
Furthermore, when decomposing a plurality of film-forming raw material gases, it is necessary to delicately control the various conditions involved, and therefore the controllable range of film characteristics and film composition is also limited.

上述の問題点を解決するについて各成膜用原料ガスを独
立に活性化し、活性化後のそれらのガスを混合して相互
反応せしめて堆積膜を形成する方法が提案されている(
特開昭61−179869号公報参照)、この堆積膜形
成法によれば、各成膜用ガスの活性化を独立に制御でき
ることから、単一の組成の膜の場合には膜特性の向上の
ための成膜パラメータが広範囲化でき、複数の組成の堆
積膜の場合には所望の組成成分比の堆積膜の膜質を落と
さずに広範囲の成膜パラメータで得ることができる。
To solve the above-mentioned problems, a method has been proposed in which each film-forming raw material gas is activated independently, and the activated gases are mixed and reacted with each other to form a deposited film (
According to this deposited film formation method, the activation of each film-forming gas can be controlled independently, so in the case of a film with a single composition, it is possible to improve the film properties. In the case of a deposited film having a plurality of compositions, it is possible to obtain a deposited film having a desired composition ratio with a wide range of film-forming parameters without degrading the quality of the deposited film.

ところが、該堆積膜形成法を用いた堆積膜形成装置は、
従来の混合ガスを用いた堆積膜形成法の装置に比べ、大
面積にわたって堆積膜を形成するには困難な点があった
。つまり、従来の混合ガスを用いた堆積膜形成法では、
混合ガスに対し、分解エネルギーを広範囲にわたって付
加することができれば、大面積化は比較的容易であった
のに対し、各成分ガスを独立に活性化して、堆積膜を形
成する方法では、活性化した後のガスを各々混合して、
堆積膜を形成するため、膜厚や膜質にムラができること
が多く、活性化されたガスを均一に大面積にわたって混
合して、堆積膜を形成するのは困難であった。具体的に
は第6図に示すような複数のノズルを用いたものや、リ
ング状の吹き出し口を用いたものが提案されているが、
いずれもノズルやリングとの距離で1lfi厚や膜質に
ムラが生じ、大面積にわたって均一な膜質の堆積膜を形
成するためには十分ではなかった。
However, the deposited film forming apparatus using this deposited film forming method is
Compared to the conventional apparatus for forming a deposited film using a mixed gas, it is difficult to form a deposited film over a large area. In other words, in the conventional deposited film formation method using mixed gas,
If decomposition energy could be applied to a mixed gas over a wide range, it would be relatively easy to increase the area, but with the method of forming a deposited film by activating each component gas independently, Mix each of the gases after
Forming a deposited film often results in uneven film thickness and film quality, and it has been difficult to uniformly mix activated gas over a large area to form a deposited film. Specifically, a method using multiple nozzles as shown in Fig. 6 and a method using a ring-shaped outlet have been proposed.
In either case, 1lfi thickness and film quality were uneven depending on the distance from the nozzle or ring, and it was not sufficient to form a deposited film with uniform film quality over a large area.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は、前述の従来技術における問題点を解決
し、複数の成膜用ガスを独立に活性化して、混合させて
堆積膜を形成する方法を用いながら、なおかつ、大面積
にわたって均一な膜質の堆積膜を形成できる堆積膜形成
装置を提供することにある。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems in the prior art, to form a deposited film uniformly over a large area while using a method of independently activating and mixing a plurality of film-forming gases to form a deposited film. It is an object of the present invention to provide a deposited film forming apparatus capable of forming a deposited film of film quality.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

本発明者は、従来の堆積膜形成装置における前述の諸問
題を克服して上述の本発明の目的を達成すべくa意研究
を重ねた結果、複数の成膜用原料ガスを、それぞれ各別
の棒状のマイクロ波伝達アンテナを備えた活性化空間に
おいて、該棒状アンテナに伝達されたマイクロ波の作用
により棒状アンテナのまわりでプラズマ状態に活性化し
、該活性化されたそれぞれの成膜用原料ガスを棒状アン
テナの長軸方向に対して垂直の方向に輸送し、該活性化
されたそれぞれの成膜用原料ガスを複数のガス導入口を
介して成膜空間に4人して混合し、活性化されたガスの
相互反応により基体上に堆積膜を形成せしめる装置にお
いて、該ガス導入口の形状及び各ガス導入口間の距離が
、基板上に形成される堆積膜の膜厚及び膜質に関係する
という知見を得た。
As a result of repeated research in order to overcome the above-mentioned problems in conventional deposited film forming apparatuses and achieve the above-mentioned object of the present invention, the present inventor has determined that a plurality of film-forming raw material gases can be used separately, respectively. In an activation space equipped with a rod-shaped microwave transmission antenna, the area around the rod-shaped antenna is activated into a plasma state by the action of the microwave transmitted to the rod-shaped antenna, and each activated raw material gas for film formation is activated into a plasma state around the rod-shaped antenna. is transported in a direction perpendicular to the long axis direction of the rod-shaped antenna, and four people mix the activated raw material gases for film-forming into the film-forming space through a plurality of gas inlets. In an apparatus that forms a deposited film on a substrate by mutual reaction of gases, the shape of the gas inlet and the distance between each gas inlet are related to the thickness and quality of the deposited film formed on the substrate. I obtained the knowledge that

本発明は、該知見に基づいて更なる研究を続けた結果完
成せしめたものであり、その骨子とするところは2種又
はそれ以上の成膜用原料ガスをそれぞれ各別の活性化空
間において分解エネルギーを介して活性化し、該活性化
されたガスをそれぞれ各別のガス導入口を介して成膜空
間に導入して混合し、該成膜空間内に設置された基体の
表面近傍で活性化されたガスが相互反応して該基体上に
堆積膜が形成されるようにした堆積膜形成装置であって
、前記複数の活性化空間がそれぞれ棒状のマイクロ波伝
達アンテナを備えており、!1)状アンテナに伝達され
たマイクロ波によりそれぞれの成膜用原料ガスが棒状ア
ンテナのまわりでプラズマ状態に活性化され、かつ活性
化されたそれぞれのガスが棒状アンテナの長軸方向に対
して垂直の方向に輸送されるようにし、さらに、前記そ
れぞれのガス導入口を短軸に対する長軸の長さが少なく
とも2倍である長方形状または長円形状とするとともに
、該複数のガス導入口をその短軸の長さ以下の距離に近
接して平行に設置したことを特徴とする堆積膜形成装置
にある。
The present invention was completed as a result of further research based on this knowledge, and its gist is to decompose two or more types of film-forming raw material gases in separate activation spaces. Activated through energy, the activated gases are introduced into the film forming space through separate gas introduction ports and mixed, and activated near the surface of the substrate installed in the film forming space. A deposited film forming apparatus in which the deposited gases react with each other to form a deposited film on the substrate, wherein each of the plurality of activation spaces is provided with a rod-shaped microwave transmission antenna, and! 1) Each film-forming raw material gas is activated into a plasma state around the rod-shaped antenna by the microwave transmitted to the rod-shaped antenna, and each activated gas is perpendicular to the long axis direction of the rod-shaped antenna. Further, each of the gas inlets has a rectangular or oval shape in which the length of the major axis is at least twice as long as the minor axis, and the plurality of gas inlets are The deposited film forming apparatus is characterized in that the deposited film forming apparatus is installed in parallel and close to each other at a distance less than or equal to the length of the minor axis.

以下、図面を・用いて本発明について詳細に説明する。Hereinafter, the present invention will be explained in detail using the drawings.

第1図は本発明の堆積膜形成装置の基本的な一例の短軸
方向の断面略図である。101〜104はマイクロ波を
伝達するための棒状アンテナであり、導波管から棒状ア
ンテナにマイクロ波を伝達させて、棒状アンテナのまわ
りに成膜用原料ガスを放電させ、活性化する。ここで棒
状アンテナの材質は、SUS、N1等の金属でも良いし
、あるいはsio、l Aj!gos等の誘電体であっ
ても良い、また、棒状アンテナの直径は材質、導波管の
径、成膜チャンバー全体の大きさによって適宜決定され
るが、10R〜100mが望ましい、また棒アンテナの
長さは、形成する堆積膜の面積により、所望に従って決
定される。このような棒状アンテナにマイクロ波を伝達
して、そのまわりにプラズマを発生させることにより、
マイクロ波によって大きな電力を投入でき、かつ長尺状
に均一に成膜用ガスを活性化することができる。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view in the short axis direction of a basic example of the deposited film forming apparatus of the present invention. Reference numerals 101 to 104 indicate rod-shaped antennas for transmitting microwaves, and the microwaves are transmitted from the waveguide to the rod-shaped antenna to discharge and activate the film-forming raw material gas around the rod-shaped antenna. Here, the material of the rod-shaped antenna may be metal such as SUS or N1, or sio, l Aj! The diameter of the rod-shaped antenna is appropriately determined depending on the material, the diameter of the waveguide, and the overall size of the film-forming chamber, but it is preferably 10R to 100m. The length is determined as desired depending on the area of the deposited film to be formed. By transmitting microwaves to such a rod-shaped antenna and generating plasma around it,
A large amount of electric power can be input using microwaves, and the film-forming gas can be activated uniformly in a long length.

このようにしてそれぞれ各別に活性化した成膜用ガスを
長方形状あるいは長円形状であり短軸に対する長軸の長
さが2倍以上であり、短軸の長さ以下の距離に近接して
平行に設置された複数のガス導入口1)4〜1)7から
成膜空間に導入して混合し、相互反応により基体1)9
上に堆積膜を形成する。
The film-forming gases activated separately in this way are arranged in a rectangular or elliptical shape, the length of the long axis is more than twice the length of the short axis, and the distance is less than or equal to the length of the short axis. The gases are introduced into the film forming space through a plurality of gas inlet ports 1) 4 to 1) 7 installed in parallel, mixed, and the substrate 1) 9 is mixed by mutual reaction.
A deposited film is formed on top.

第2図は、活性化したガスを成膜空間に導入するための
ガス導入口の形状を示した図である。ここで複数の長方
形状のガス導入口201〜204の短軸の長さをa、長
軸の長さをb、各ガス導入口間の距離をCとすると、a
:b:cの比率によって、形成される堆積膜の膜厚及び
膜質の分布が変化することが判明した。
FIG. 2 is a diagram showing the shape of a gas introduction port for introducing activated gas into the film forming space. Here, if the length of the short axis of the plurality of rectangular gas introduction ports 201 to 204 is a, the length of the long axis is b, and the distance between each gas introduction port is C, then a
It has been found that the thickness and film quality distribution of the deposited film to be formed change depending on the ratio of :b:c.

例えば、H2で10%に希釈した5iH4(以下SiH
4/Hzと記す)とH□で5%に希釈したG(IH4(
以下GaH4/Hzと記す)を別々にマイクロ波を印加
して活性化し、水素化アモルファス5iGs (以下a
−3jGe:Hと略記する)を堆積した場合、a:b:
cのとり方によっては、a−3iGe:Hの膜組成にム
ラが生じる。第8図はガス導入口21O1,203から
5iHaの活性種を、ガス導入口202,204からG
eH,の活性種を導入した場合の堆積膜の組成比のムラ
の様子を示す、横軸はガス導入口の短軸方向の位置でA
BCDは第2図のガス導入口201〜204の位置に対
応している。縦軸はa −S i、Ge+−x : H
の組成比Xを示す。
For example, 5iH4 (hereinafter referred to as SiH4) diluted to 10% with H2
4/Hz) and G diluted to 5% with H□ (IH4 (
5iGs (hereinafter referred to as GaH4/Hz) was activated by applying microwaves separately, and hydrogenated amorphous 5iGs (hereinafter referred to as a
-3jGe:H) is deposited, a:b:
Depending on how c is taken, unevenness occurs in the film composition of a-3iGe:H. FIG. 8 shows active species of 5iHa coming from the gas inlets 21O1 and 203, and G from the gas inlets 202 and 204.
The horizontal axis shows the unevenness of the composition ratio of the deposited film when active species of eH are introduced.
BCD corresponds to the positions of gas inlets 201 to 204 in FIG. The vertical axis is a-S i, Ge+-x: H
The composition ratio X is shown.

ここで膜組成のムラをXの変動中ΔXで示すことにする
。(ただし、XはXMマイクロアナライザーによる測定
により決定した。)b/a、c/aをそれぞれ変化させ
た装置で、同様の組成のa−3iGe:H膜を形成した
場合の組成比Xの変動中ΔXは第9図、第10図に示す
とおりであった。第9図、第1O図より明らかなように
b / aすなわち短軸の長さに対する長軸の長さの比
を2倍以上にとり、c / aすなわち短軸の長さに対
する各導入口間の距離の比を1倍以下にとることによっ
て、短軸方向の51gG5+−xlllの膜組成Xのバ
ラ・ンキΔXが大巾に減少することかわった。
Here, the unevenness of the film composition will be expressed as ΔX during the variation of X. (However, X was determined by measurement using an XM microanalyzer.) Changes in the composition ratio The medium ΔX was as shown in FIGS. 9 and 10. As is clear from Figures 9 and 1O, the ratio of the length of the long axis to the length of the short axis (b/a) is more than double, and the ratio between each inlet to the length of the short axis (c/a) is By setting the distance ratio to 1 times or less, the variation ΔX of the film composition X of 51gG5+-xlll in the short axis direction was significantly reduced.

ここで、第9図でb / aを変化させる場合には長軸
を201で一定にして、短軸の長さを変化させた。また
b / aを変化させる時c / aは1/2に固定し
た。またc / aを変化させる場合は、a−2,5C
1l、  b−20esiで一定とした。5fHn /
H2及びGeH,/Hzの流量は、a−20cm。
Here, when changing b/a in FIG. 9, the length of the long axis was kept constant at 201 and the length of the short axis was changed. Further, when changing b/a, c/a was fixed at 1/2. Also, when changing c/a, a-2,5C
It was kept constant at 1l, b-20esi. 5fHn/
The flow rates of H2 and GeH,/Hz are a-20 cm.

b”20cmの場合5iHa /Ht 、GeHa /
Hzともに800accmとし、aを変化させた場合、
aの変化に比例して流量を変化させた。成膜室の内圧は
2Q tm Torrで、印加するマイクロ波電力は、
5iHn/H1側が800W、GeHa /Hz側が3
00Wとした。また、ガス導入口と基板間の距離は8備
とした。ここでガス導入口と基板間の距離を例えば16
a1と大きくすることによって、第9図の一点鎖線のグ
ラフのように膜組成のバラツキΔXを小さくすることが
できるが、この場合堆積速度が、3cmの場合に比べて
、1/4以下になってしまうため、ガス導入口と基板間
の距離を広げることによって、堆積膜の均一性を向上さ
せるのは実用的ではない。
b” 20cm 5iHa/Ht, GeHa/
When both Hz is 800accm and a is changed,
The flow rate was changed in proportion to the change in a. The internal pressure of the film forming chamber is 2Q tm Torr, and the applied microwave power is:
5iHn/H1 side is 800W, GeHa/Hz side is 3
It was set to 00W. Further, the distance between the gas inlet and the substrate was set to 8. Here, the distance between the gas inlet and the substrate is, for example, 16
By increasing a1, it is possible to reduce the variation ΔX in the film composition as shown in the graph of the dashed-dotted line in FIG. Therefore, it is not practical to improve the uniformity of the deposited film by increasing the distance between the gas inlet and the substrate.

以上の例は、5iHa/HzとGeHa/Hzを別々に
活性化し・、活性化したガスを混合して、反応させて、
a−3iGe:H膜を堆積した場合のガス導入口の形状
及び配置と堆積膜の均一性の関係を示したものであるが
、a−5iC:H膜等の他の組成の堆積膜あるいは、単
一組成の堆積膜を形成する場合も、複数のガスを別々に
活性化する場合にはいずれの場合も前記の例と同様の結
果が得られた。
In the above example, 5iHa/Hz and GeHa/Hz are activated separately, and the activated gases are mixed and reacted.
This figure shows the relationship between the shape and arrangement of the gas inlet and the uniformity of the deposited film when depositing an a-3iGe:H film. The same results as in the above example were obtained in both cases of forming a deposited film of a single composition and activating a plurality of gases separately.

すなわち、長方形状あるいは長円形状のガス導入口の短
軸の長さに対する長軸の長さの比は、好ましくは2倍以
上、より好ましくは4倍以上、最適には8倍以上である
ことが望ましい、また短軸の長さに対する各ガス導入口
間の距離の比は好ましくは1倍以下、より好ましくは1
/2倍以下、最適には1/4倍以下であることが望まし
い。
That is, the ratio of the length of the long axis to the length of the short axis of the rectangular or elliptical gas inlet is preferably 2 times or more, more preferably 4 times or more, and optimally 8 times or more. is desirable, and the ratio of the distance between each gas inlet to the short axis length is preferably 1 or less, more preferably 1
/2 times or less, preferably 1/4 times or less.

このような形状及び配置にガス導入口を設置することに
より、堆積膜の均一性を大巾に向上させることが可能と
なった。ここで、ガス導入口の長軸方向の長さを所望の
値に定めることにより、所望の大きさに堆積膜の形成領
域を拡大することができる。また短軸の方向には、平行
に設置するガス導入口の数を増やすことによって、所望
の大きさに堆積膜の形成領域を拡大することができる。
By providing the gas inlet in such a shape and arrangement, it has become possible to greatly improve the uniformity of the deposited film. Here, by setting the length of the gas inlet in the long axis direction to a desired value, it is possible to enlarge the formation area of the deposited film to a desired size. Furthermore, by increasing the number of gas inlets installed in parallel in the direction of the minor axis, the area in which the deposited film is formed can be expanded to a desired size.

したがって、複数の成膜用ガスを別々に活性化しながら
、所望の面積に均一に堆積膜を形成することが可能とな
った。
Therefore, it has become possible to uniformly form a deposited film on a desired area while activating a plurality of film-forming gases separately.

さらに、後に詳述する第5図に示す堆積膜形成装置のよ
うに、基体を短軸の方向に移動させることによって、短
軸の方向にさらに大きな面積に、連続的に堆積膜を形成
することが可能である。また、基体を移動させることに
よって短軸の方向の膜質の均一性もより一層向上させる
ことができる。
Furthermore, as in the deposited film forming apparatus shown in FIG. 5, which will be described in detail later, by moving the substrate in the direction of the short axis, a deposited film can be continuously formed over a larger area in the direction of the short axis. is possible. Further, by moving the substrate, the uniformity of the film quality in the short axis direction can be further improved.

本発明の堆積膜形成装置により、複数の成膜用ガスを独
立に活性化することによって、複数の成膜用ガスの活性
化率を独立に制御し、堆積膜の膜質あるいは組成成分の
比率を膜質を悪化させることなく、広範囲にかつ微妙に
制御できるという利点を保ちながら、なおかつ大面積で
均一な堆積膜を形成することが可能となった。
By activating a plurality of film-forming gases independently using the deposited film forming apparatus of the present invention, the activation rate of the plurality of film-forming gases can be controlled independently, and the film quality or composition ratio of the deposited film can be adjusted. It has become possible to form a uniform deposited film over a large area while maintaining the advantage of being able to perform fine control over a wide range without deteriorating the film quality.

ここで本発明の堆積膜形成装置に使用する複数の成膜用
ガスぼ2種類以上のものであり、前述の説明の成膜用ガ
スのようにそれぞれが混合ガスであっても良い、また本
発明は成膜用ガスの種類によって限定されるものではな
い。
Here, the plurality of film-forming gases used in the deposited film forming apparatus of the present invention are of two or more types, and each of them may be a mixed gas like the film-forming gas described above; The invention is not limited by the type of film-forming gas.

また、長方形状あるいは長円形状のガス導入口を形成す
る仕切り仮105〜109は互いに平行であってもよい
し、平行でなくてもよい。また、その材質は、SUSあ
るいはA1等またはその上にNi等をメツキしたもので
あってもよい。
Furthermore, the temporary partitions 105 to 109 forming rectangular or oval gas inlets may or may not be parallel to each other. Further, the material may be SUS, A1, or the like, or a material plated with Ni or the like thereon.

さらに、マイクロ波を伝達する棒状アンテナは大電力を
投入するために、導波管に第7図に示すように垂直に取
り付け、成膜チャンバーとはSing 、AfzOs等
によって絶縁されていなければならない、また短軸方向
のガス導入口の数を増やす場合には、−本の導波管に複
数の棒状アンテナを取りつけることもできる。その場合
各棒状アンテナに配分する電力は棒状アンテナの導波管
に差し込む部分の長さで調整することができる。
Furthermore, in order to input a large amount of power, the rod-shaped antenna that transmits microwaves must be installed vertically in the waveguide as shown in FIG. 7, and must be insulated from the film-forming chamber by Sing, AfzOs, etc. Furthermore, when increasing the number of gas inlet ports in the short axis direction, a plurality of rod-shaped antennas can be attached to the negative waveguide. In that case, the power distributed to each rod-shaped antenna can be adjusted by adjusting the length of the portion of the rod-shaped antenna that is inserted into the waveguide.

また反射波は終端709,710及びチューナー707
.708でできるだけ少なくなるように調整する。
In addition, the reflected waves are transmitted to the terminals 709, 710 and the tuner 707.
.. At step 708, the number is adjusted to be as small as possible.

〔実施例〕〔Example〕

以下、実施例により本発明についてさらに詳細に説明す
るが、本発明はこれらにより何ら限定されるものではな
い。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited by these in any way.

ス玉LfLL 第3図及び第4図は、本発明の堆積膜形成装置の一例で
ある。
Sutama LfLL FIGS. 3 and 4 show an example of the deposited film forming apparatus of the present invention.

第3図において、301〜304はマイクロ波伝達用の
棒状アンテナであり、第4図においては、401〜40
4にあたる、第4図405〜407の導波管から長さ3
2cmの棒状アンテナ401〜404にマイクロ波を伝
達し、第3図に示すように棒状アンテナのまわりにプラ
ズマを起こして、成膜用ガスを活性化する。また第3図
の装置のもう一つの特徴は基板移送機構305によって
基板307を矢印の方向に往復して移動させることによ
り、第4図における長軸(α−α′)方向のみならず、
短軸(β−β′)方向にも大面積にわたって堆積膜を形
成できる点である。
In FIG. 3, 301 to 304 are rod-shaped antennas for microwave transmission, and in FIG.
4, the length 3 from the waveguide of FIG. 4 405 to 407
Microwaves are transmitted to 2 cm rod-shaped antennas 401 to 404 to generate plasma around the rod-shaped antennas as shown in FIG. 3, thereby activating the film-forming gas. Another feature of the apparatus shown in FIG. 3 is that by reciprocating the substrate 307 in the direction of the arrow by the substrate transfer mechanism 305, it is possible to move the substrate 307 not only in the long axis (α-α') direction in FIG.
The point is that a deposited film can be formed over a large area also in the short axis (β-β') direction.

以下、第3図・、第4図の堆積膜形成装置を用いて、ア
モルファスシリコンカーバイト膜(以下a−5iCrH
膜と略記する)を成膜した例を示す。
Hereinafter, using the deposited film forming apparatus shown in FIGS. 3 and 4, an amorphous silicon carbide film (hereinafter referred to as a-5iCrH
An example of forming a film (abbreviated as “film”) is shown below.

ガス導入管308及び31)から、それぞれ夏(2を1
50ice−とArを300secs導入し、棒状アン
テナ301及び304に導波管405からそれぞれ40
0Wの2.45GHzのマイクロ波を伝達して、しきり
板312と313及び315と316でしきられた空間
にプラズマを起こし、水素の活性種(以下H0と略記す
る)を生成した。同時にガス導入管309から、CH,
を100scc−導入し、棒状アンテナ302に導波管
406から200WWのマイクロ波を伝達して、しきり
板313と314の間の空間にプラズマを起こし、CH
,の活性種を生成した。さらに同時にガス導入管310
からSiF4を150sec−とArを200sec−
導入し、棒状アンテナ303に導波管407から400
Wのマイクロ波を伝達して、しきりFi314と315
の間の空間にプラズマを発生させ、5IF4の活性種を
生成した。
from the gas inlet pipes 308 and 31), respectively (2 to 1).
50 ice- and Ar were introduced for 300 seconds, and 40 ice-
A 2.45 GHz microwave of 0 W was transmitted to generate plasma in the space defined by the partition plates 312 and 313 and 315 and 316, and generate active species of hydrogen (hereinafter abbreviated as H0). At the same time, from the gas introduction pipe 309, CH,
100 scc of CH
, active species were generated. Furthermore, at the same time, the gas introduction pipe 310
from SiF4 for 150 sec- and Ar for 200 sec-
waveguides 407 to 400 are introduced into the rod-shaped antenna 303.
By transmitting W microwave, Shikiri Fi314 and 315
Plasma was generated in the space between them, and active species of 5IF4 were generated.

そして、2c1)X35cmの長方形ガス導入口317
.320からH”を1cmX35cmのガス導入口31
8からCH4の活性種を1.5cmX35e*のガス導
入口319からS i F aの活性種を成膜空間32
1にそれぞれ導出して混合し、内圧8wTorrで互い
に反応させて、赤外線ランプ322で270℃に加熱し
た30C1lX30備のガラス基香反306にa−3i
C:H膜を堆積した。ここで基板306は移送機構30
5によって、第4図におけるβ−β′の方向に5 as
 / secの速度で往復させた。
And 2c1) x 35cm rectangular gas inlet 317
.. 320 to H” 1cm x 35cm gas inlet 31
8 to the active species of CH4 from the 1.5 cm x 35e* gas inlet 319 to the active species of S i Fa to the film forming space 32.
1 and mixed, reacted with each other at an internal pressure of 8 WTorr, and placed a-3i on a glass-based incense 306 of 30C11×30 heated to 270°C with an infrared lamp 322.
A C:H film was deposited. Here, the substrate 306 is the transfer mechanism 30
5 in the direction of β-β' in FIG.
It was made to reciprocate at a speed of / sec.

膜特性を評価した結果、膜厚は1.4μm、堆積レート
は23.3人/sec  σF −1,6X 10−’
Ω−’ elm −’σ、=7.8X10−目Ω−’c
s−’、 Egopt−2,OeVであった。また各特
性の基板面内のバラツキは、膜厚、log f’p 、
 log e、ともに±lθ%以内、Egoptは±2
%以内であった0以上のごとく、本発明の堆積膜形成装
置を用いて、大面積にわたって均一に良質のa−3iC
:Hlllを堆積できた。
As a result of evaluating the film properties, the film thickness was 1.4 μm, and the deposition rate was 23.3 persons/sec σF −1,6X 10−’
Ω-' elm -'σ, = 7.8X10-th Ω-'c
s-', Egopt-2, OeV. In addition, the variations in each characteristic within the substrate plane are determined by the film thickness, log f'p,
log e and both within ±lθ%, Egopt is ±2
Using the deposited film forming apparatus of the present invention, high-quality a-3iC was uniformly deposited over a large area.
:Hllll could be deposited.

また、H”とS i F aの活性種とCH,の活性種
の生成量をそれぞれ独立に制御できることから、a−3
iC: H膜の組成成分比を変化させ、所望の光学的バ
ンドギャップの膜を、膜質を悪化させず、所望の堆積レ
ートで堆積させることが可能となった。
In addition, since the production amounts of active species of H", S i Fa, and CH, can be controlled independently, a-3
By changing the composition ratio of the iC:H film, it has become possible to deposit a film with a desired optical band gap at a desired deposition rate without deteriorating the film quality.

本実施例では、基板を短軸(β−β′)方向に往復移動
させることにより、長軸(α−α′)方向だけでなく、
短軸(β−β′)方向にも堆積膜形成領域を拡大できる
が、長軸(α−α′)方向の基板の長さはマイクロ波を
伝達する棒状アンテナの長さで決定され、短軸(β−β
′)方向の基板の長さは、往復移動させる際の移動距離
で決定され、どちらも所望に従って変化させることがで
きるので、所望に従って長軸(α−α′)方向及び短軸
(β−β′)方向に大面積の堆積膜形成領域を得ること
ができる。
In this example, by reciprocating the substrate in the short axis (β-β') direction, not only the long axis (α-α') direction but also
Although the deposited film formation area can also be expanded in the short axis (β-β') direction, the length of the substrate in the long axis (α-α') direction is determined by the length of the rod-shaped antenna that transmits microwaves, and Axis (β−β
The length of the substrate in the direction of ') A large deposited film formation region can be obtained in the direction.

また本実施例では、a−3iC: HW4の形成を例に
挙げたが、もちろん他の組成の堆積膜を形成することも
できる。
Further, in this embodiment, the formation of a-3iC:HW4 was taken as an example, but it is of course possible to form a deposited film having another composition.

さらにマイクロ波を伝達する棒状アンテナの数は本実施
例の数に限られず、さらに多数の棒状アンテナを用いて
もよい。
Further, the number of rod-shaped antennas that transmit microwaves is not limited to the number in this embodiment, and a larger number of rod-shaped antennas may be used.

λ1班l 第5図は、本発明の堆積膜形成装置の一例である。第5
図のマイクロ波によるプラズマの発生の方法は、第3図
、第4図と同じであるが、本実施例の特徴は湾曲させる
ことが可能な基板505をロールに巻きつけ連続的にロ
ール507から送り出して、堆積膜を形成しロール50
6に巻きとることにより、第4図における短軸(β−β
′)方向に連続的に大面積に堆積膜を形成することがで
きる点にある。
λ1 Group FIG. 5 shows an example of the deposited film forming apparatus of the present invention. Fifth
The method of generating plasma using microwaves in the figure is the same as in FIGS. 3 and 4, but the feature of this embodiment is that the substrate 505, which can be curved, is wound around a roll and continuously rolled from the roll 507. The film is sent out to form a deposited film, and the roll 50
6, the short axis (β-β
') The deposited film can be continuously formed over a large area in the direction.

第4図長軸(α−α′)方向には、棒状のマイクロ波ア
ンテナの長さを延長することにより、大面積化できるの
で、所望の幅で、所望の長さの領域に大面積に連続的に
堆積膜を形成できる。
In the long axis (α-α') direction of Figure 4, the area can be increased by extending the length of the rod-shaped microwave antenna, so a large area can be created in a region of the desired width and length. A deposited film can be formed continuously.

以下第5図の堆積膜形成装置を用いて、アモルファスシ
リコンゲルマニウム膜(以下a−3iGe:H膜と略記
する。)を堆積した例を示す。
An example of depositing an amorphous silicon germanium film (hereinafter abbreviated as a-3iGe:H film) using the deposited film forming apparatus shown in FIG. 5 will be described below.

ガス導入管508及び5!1から、それぞれ■(。■(.) from the gas introduction pipes 508 and 5!1, respectively.

を150secwとArを400sccm導入し、棒状
アンテナ501及・び504に導波管405から、それ
ぞh400Wの2.45GHzのマイクロ波を伝達して
、しきり板512と513及び515と516でしきら
れた空間にプラズマを起こし、H”を生成した。同時に
ガス導入管509から、Arで10%に希釈したGeF
aを300iGe階導入し゛、アンテナ502に導波管
406から150Wのマイクロ波を伝達して、しきり板
513と514の間の空間にプラズマを起こし、GeF
aの活性種を生成した。さらに同時にガス導入管510
から、5LFaを200sce−とArを2005c(
s導入し、アンテナ503に導波管407から300W
のマイクロ波を伝達して、しきり板514と515の間
の空間にプラズマを発生させ、5tF4の活性種を生成
した。
150 secw of Ar and 400 sccm of Ar are introduced, and microwaves of 400 W and 2.45 GHz are transmitted from the waveguide 405 to the bar antennas 501 and 504, respectively, and are separated by the partition plates 512 and 513 and 515 and 516. Plasma was generated in the space where H" was generated. At the same time, GeF diluted to 10% with Ar was introduced from the gas introduction pipe 509.
A of 300 iGe is introduced, a 150 W microwave is transmitted from the waveguide 406 to the antenna 502, a plasma is generated in the space between the partition plates 513 and 514, and the GeF
The active species of a. Furthermore, at the same time, the gas introduction pipe 510
From, 5LFa to 200sce- and Ar to 2005c(
s and 300W from the waveguide 407 to the antenna 503.
microwave was transmitted to generate plasma in the space between the partition plates 514 and 515, and active species of 5tF4 were generated.

そして、3cm+X35allの長方形ガス導入口51
7゜520からHlを1csX35asのガス導入口5
1BからGeFsの活性種と1,5aaX35e@のガ
ス導入口519からSiF、の活性種を成膜空間521
にそれぞれ導入して混合し、内圧50mTorrで互い
に反応させて、赤外線ランプ523で240℃に加熱し
た幅30鴎のステンレス基板505を5es/sinの
速度で移動させながらa−5ide:H膜を堆積した。
And 3cm+X35all rectangular gas inlet port 51
7°520 to Hl 1csX35as gas inlet 5
The active species of GeFs from 1B and the active species of SiF from the 1,5aaX35e@ gas inlet 519 are introduced into the film forming space 521.
were introduced and mixed, and reacted with each other at an internal pressure of 50 mTorr, and an a-5ide:H film was deposited while moving a stainless steel substrate 505 with a width of 30 mm heated to 240° C. with an infrared lamp 523 at a speed of 5 es/sin. did.

ここで湾曲させることが可能な基板505の例としては
、上記の他にアルミニウムまたは耐熱性のポリエステル
やポリイミド等を用いることができる。前記の条件でa
−3iGe: Hllを240℃に加熱したガラス基板
に堆積し、膜特性を評価した結果を第1表丸2に示した
。他のデータはGeFaの流量及びGeFaを活性化す
るマイクロ波の電力を変化させた場合の結果である。
Here, as an example of the substrate 505 that can be curved, aluminum, heat-resistant polyester, polyimide, or the like can be used in addition to the above. Under the above conditions a
-3iGe: Hll was deposited on a glass substrate heated to 240° C., and the film properties were evaluated. The results are shown in Table 1, circle 2. Other data are the results when the GeFa flow rate and the microwave power for activating GeFa were varied.

第1表は、G e F 4の活性化量を独立に制御する
ことによってa−3iGe:H膜の組成を変化させ、光
学的バンドギャップ(Egopt)の異なる膜を作成し
た例である。5tFnとGeFaの混合ガスをプラズマ
により分解する。従来の堆積膜形成法では、Egopt
の小さいa−3r(ze:H膜を作成しようとすると、
光導電率(e、)が低下し、暗導電率(σ1)が上昇し
て膜質が悪化することが多かったが、・本発明の装置で
は、G e F 4の活性化を独立に制御できることに
より、Egoptの小さい5iGs膜まで良好な膜質の
ものが容易に得られた。
Table 1 shows an example in which the composition of the a-3iGe:H film was changed by independently controlling the activation amount of G e F 4 to create films with different optical band gaps (Egopt). A mixed gas of 5tFn and GeFa is decomposed by plasma. In the conventional deposited film formation method, Egopt
When trying to create a small a-3r(ze:H film),
In many cases, the photoconductivity (e,) decreased, the dark conductivity (σ1) increased, and the film quality deteriorated; however, with the device of the present invention, the activation of G e F 4 can be independently controlled. By this method, films of good quality up to 5iGs films with small Egopt were easily obtained.

また、Hoの生成量及び5iFnの活性種の生成量をG
 e F aの活性種の生成量と同時に変化させること
により、はぼ同じEgoptで堆積レートの異なる堆積
膜形成を行うこともできた。
In addition, the amount of Ho produced and the amount of active species of 5iFn produced were
By simultaneously changing the production amount of active species of eF a, it was possible to form deposited films with different deposition rates at approximately the same Egopt.

ここで堆積したa−3iGe:H膜の基板上の堆積速度
の分布は3%以内、51gGe+−++の組成比Xの分
布は2%以内、電気伝導度σの分布は50%以内であっ
た。すなわち幅30amで所望の長さにわたって均一な
a−3iGθ :H膜を堆積できた。
The deposition rate distribution of the a-3iGe:H film deposited here on the substrate was within 3%, the distribution of the composition ratio X of 51gGe+-++ was within 2%, and the distribution of electrical conductivity σ was within 50%. . That is, a uniform a-3iGθ:H film with a width of 30 am and a desired length could be deposited.

以上のごとく、第5図の堆積膜形成装置により、大面積
にわたって均一にa−3iGe膜を形成できた。また、
S + F aの活性種とG e F 4の活性種の生
成量を独立に制御することにより、所望のバンドギャッ
プの良質なa−3iGe  :HIIgを所望の堆積レ
ートで容易に形成できた。
As described above, the a-3iGe film could be uniformly formed over a large area using the deposited film forming apparatus shown in FIG. Also,
By independently controlling the production amounts of S + F a active species and G e F 4 active species, high-quality a-3iGe:HIIg with a desired band gap could be easily formed at a desired deposition rate.

本実施例では、a−3ide  : 81)%の形成の
例を示したが、ガス種等を変更して複数の組成からなる
他の堆積膜を形成することもできる。
In this embodiment, an example of formation with a-3ide: 81)% was shown, but other deposited films having a plurality of compositions may be formed by changing the gas type and the like.

第  1  表 ス1」l− 実施例2で示した第5図の装置を用いて、リンをドーピ
ングしたアモルファスシリコン膜(以下Pdoped 
a−3t  : H膜と略記する。)を堆積した例を以
下に述べる。
Table 1 (1) Using the apparatus shown in FIG. 5 shown in Example 2, an amorphous silicon film doped with phosphorus (hereinafter Pdoped
a-3t: Abbreviated as H film. ) is described below.

ガス導入管508及び51)から、それぞれHzを30
0scc腸導入し、アンテナ501及び504に導波管
405からそれぞれ400Wの2.45GHzのマイク
ロ波を伝達して、しきり板512と513及び515と
516でしきられた空間にプラズマを起こし、Hoを生
成した。同時にガス導入管510から、S i H4を
300sccm+導入し、アンテナ503に導波管40
7から、300Wのマイクロ波を伝達して、しきり板5
14と515の間の空間にプラズマを起こし、SiH4
の活性種を生成した。さらに同時にガス導入管509か
ら、Heで2500pp−に希釈したpHsを導入し、
アンテナ502に導波管406から150Wのマイクロ
波を伝達して、しきり板513と514の間の空間にプ
ラズマを発生させ、PH2の活性種を生成した。
30 Hz from the gas inlet pipes 508 and 51), respectively.
0scc was introduced into the intestine, and a 400W 2.45GHz microwave was transmitted from the waveguide 405 to the antennas 501 and 504, respectively, to generate plasma in the spaces separated by the partition plates 512 and 513 and 515 and 516, and generate Ho. generated. At the same time, 300 sccm+ of S i H4 was introduced from the gas introduction pipe 510, and the waveguide 40 was introduced into the antenna 503.
7, transmit a 300W microwave to the partition plate 5.
Plasma is generated in the space between 14 and 515, and SiH4
active species were generated. Furthermore, at the same time, pHs diluted to 2500 pp- with He was introduced from the gas introduction pipe 509.
A 150 W microwave was transmitted from the waveguide 406 to the antenna 502 to generate plasma in the space between the partition plates 513 and 514 to generate active species of PH2.

生成したHoと5iHaの活性種とPHsの活性種を長
方形のガス導入口517〜520から成膜空間521に
導入して混合し、内圧14mTorrで反応させて、赤
外線ランプ523で240℃に加熱したステンレス基板
505を5cm/@inの速度で移動させてPdope
d a−3t  : H膜を堆積した。
The generated active species of Ho, 5iHa, and PHs were introduced into the film forming space 521 through rectangular gas inlets 517 to 520 and mixed, reacted at an internal pressure of 14 mTorr, and heated to 240° C. with an infrared lamp 523. Pdope by moving the stainless steel substrate 505 at a speed of 5 cm/@in.
da-3t: H film was deposited.

前記と全く同じ条件で240℃に加熱したガラス基板に
Pdoped a −Si  : HIIgを堆積し、
膜特性を評価した結果、III厚は平均1.6μm、堆
積レートは平均17.8人/sea、σj −4,4X
 10−”Ω−1億−グ、1.3X10−”Ω−1)1
、活性化エネルギーΔE=0.08eV、Eg09L−
1,76eVであった。
Pdoped a-Si:HIIg was deposited on a glass substrate heated to 240°C under exactly the same conditions as above,
As a result of evaluating the film properties, the average thickness of III was 1.6 μm, the average deposition rate was 17.8 people/sea, and σj −4,4X
10-”Ω-100 million-g, 1.3X10-”Ω-1)1
, activation energy ΔE=0.08eV, Eg09L−
It was 1,76 eV.

また各特性の基板面内の分布は膜厚は±5%以内、σ2
.σ6が±15%以内で均一性は良好であった。
In addition, the distribution of each characteristic within the substrate plane is within ±5% for film thickness, σ2
.. The uniformity was good with σ6 within ±15%.

以上のごとく、第6図の堆積膜形成装置を用いて大面積
に均一で良質なPdoped a −Si  : H膜
を堆積できた。
As described above, a uniform and high-quality Pdoped a-Si:H film could be deposited over a large area using the deposited film forming apparatus shown in FIG.

また、5rHaの活性種の生成量及びPH3の活性種の
生成量を独立に制御できることから、Pdoped a
−3t  : H膜中のリンの濃度を所望に従って再現
性よ<Ilmできた。
In addition, since the production amount of 5rHa active species and the production amount of PH3 active species can be controlled independently, Pdoped a
-3t: The concentration of phosphorus in the H film could be reproducibly determined as desired.

さらにHo及び5iHaの活性種の生成量を独立に制御
できる!ことから、アモルファスシリコン膜からマイク
ロクリスタルシリコン膜まで所望に従って容易に膜質を
wI?iでき、また堆積レートも所望に従って、膜質を
悪化させることなく制御できた。ここではPdoped
 a−3i  : Hllの例を挙げたが、もちろんボ
ロンをドーピングしたp型のアモルファスシリコン膜等
地の組成の堆積膜を形成することもできる。
Furthermore, the production amounts of Ho and 5iHa active species can be controlled independently! Therefore, it is easy to change the film quality as desired from an amorphous silicon film to a microcrystalline silicon film. In addition, the deposition rate could be controlled as desired without deteriorating the film quality. Here Pdoped
a-3i: Although the example of Hll has been given, it is also possible to form a deposited film having a similar composition, such as a p-type amorphous silicon film doped with boron.

また以上の実施例では、合金系や不純物をドーピングし
た堆積膜の例を示したが、もちろんアモルファスシリコ
ン等の単一の組成の堆積膜も、容易に均一性よく大面積
に形成することができる。
Furthermore, in the above examples, examples of deposited films doped with alloys or impurities were shown, but of course deposited films of a single composition such as amorphous silicon can also be easily formed over a large area with good uniformity. .

(発明の効果〕 本発明の堆積膜形成装置は、複数の成膜用原料ガスをそ
れぞれ各別の棒状アンテナのまわりでマイクロ波の作用
により放電させて活性化し、棒状アンテナの長軸方向に
対して垂直方向に活性化した成膜用原料ガスを輸送し、
長方形状あるいは長円形状で短軸に対する長軸の長さが
2倍以上であり、短軸の長さ以下の距離に近接して平行
に設置された複数のガス導入口から成膜空間に導入して
混合し、活性化された成膜用原料ガスを相互反応させる
ようにすることにより、複数の成膜用原料ガスを独立に
活性化する利点を保ちつつ、なおかつ、大面積にわたり
均一な膜質の堆積膜を形成することが可能となつた。
(Effects of the Invention) The deposited film forming apparatus of the present invention activates a plurality of film-forming raw material gases by discharging them around separate rod-shaped antennas through the action of microwaves. transport the activated film-forming raw material gas in the vertical direction,
The gas is rectangular or oval in shape, and the length of the major axis is more than twice the length of the minor axis, and is introduced into the deposition space through multiple gas inlet ports installed in parallel and close to each other at a distance less than the length of the minor axis. By mixing the activated film-forming raw material gases and causing them to react with each other, it is possible to maintain the advantage of activating multiple film-forming raw material gases independently, while also achieving uniform film quality over a large area. It became possible to form a deposited film of

すなわち、複数の成膜用原料ガスを独立に活性化するこ
とにより、各成膜用原料ガスの活性化率を独立に1)1
)?Hし、各活性種の生成量と反応を制御することによ
って形成する堆積膜の膜質および複数の組成成分からな
る堆積膜の場合は、その組成成分比を微妙に制御するこ
とが可能であり、原料ガスの選択性を広げ、成膜条件の
広範囲化をはかることができるという利点を保ちつつ、
なおかつ、複数の棒状アンテナにマイクロ波を伝達して
、そのまわりで成膜用原料ガスを放電させることにより
て、大電力を投入しながら広範囲で均一に成膜用ガスを
活性化することができ、さらに、長方形状あるいは長円
形状で短軸に対する長軸の長さが2倍以上であり、短軸
の長さ以下の距離に近接して平行に設置さ・れた複数の
ガス導入口から成膜空間に活性化された各々の成膜用ガ
スを導入して反応させることによって、低コストで大面
積にわたって、均一な膜質の堆積膜を形成することが可
能となった。
That is, by independently activating a plurality of film-forming raw material gases, the activation rate of each film-forming raw material gas can be independently increased to 1) 1.
)? In the case of a deposited film composed of multiple compositional components, it is possible to finely control the quality of the deposited film formed by controlling the production amount and reaction of each active species, and the ratio of the compositional components. While maintaining the advantage of being able to expand the selectivity of raw material gas and expand the range of film formation conditions,
Furthermore, by transmitting microwaves to multiple rod-shaped antennas and discharging the film-forming material gas around them, it is possible to uniformly activate the film-forming gas over a wide range while inputting large amounts of power. , Furthermore, the gas inlet has a rectangular or elliptical shape, the length of the major axis is more than twice the length of the minor axis, and the gas inlets are installed close to each other in parallel at a distance less than the length of the minor axis. By introducing each activated film-forming gas into the film-forming space and causing a reaction, it has become possible to form a deposited film of uniform quality over a large area at low cost.

また短軸方向に基板を移動させることによって、広い幅
で所望の長さの大面積で均一な改質の堆積膜を形成する
ことが可能となった。
Furthermore, by moving the substrate in the short axis direction, it has become possible to form a uniformly modified deposited film over a large area with a wide width and desired length.

【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基本的な一例の短軸
方向の断面略図である。 第2図は本発明の堆積膜形成装置のガス導入口の形状を
示す図である。 第3図は本発明の堆積膜形成装置の一例の短軸方向の断
面図である。 第4図は本発明の堆積膜形成装置の一例の内部の説明図
である。 第5図は本発明の堆積膜形成装置の一例の短軸方向の断
面図である。 第6図は従来の堆積膜形成装置の一例の概略図である。 第7図は第1図の堆積膜形成装置を上方から見た説明図
である。 第8図は本発明の堆積膜形成装置により形成した堆積膜
の第2図のガス導入口の位置に対応した組成比の分布の
グラフである。 第9図は本発明の堆積膜形成装置により、形成した堆積
膜の組成比の変動中とガス導入口の形状の関係を示すグ
ラフである。 第10図は本発明の堆積膜形成装置により形成した堆積
膜の組成比の変動中とガス導入口の配置の関係を示すグ
ラフである。 第1図、第2図において、101〜104・・・マイク
ロ波伝達用棒状アンテナ、105〜109・・・仕切り
板、1)0〜1)3・・・ガス導入管、1)4〜1)7
・・・ガス導入口、1)8・・・成膜空間、1)9・・
・基板、120・・・基板ホルダー、121・・・基板
加熱用ヒーター、122・・・ガス排気口、123・・
・基板搬送口、201〜204・・・ガス導入口。 第3図において、301〜304・・・マイクロ波伝達
用棒状アンテナ、305・・・基板移送機構、306・
・・基板、307・・・基板ホルダー、308〜31)
・・・ガス導入管、312〜316・・・仕切り板、3
17〜320・・・ガス導入口、321・・・成膜空間
、322・・・赤外線ランプ、323.324・・・ゲ
ートバルブ基板搬送口、325・・・ガス排気口。 第4. 5. 6. 7図において、401〜404・
・・マイクロ波伝達用棒状アンテナ、405〜407・
・・導波管、408・・・成膜チャンバー409・・・
基板搬送口、41O・・・ガス排気口、501〜504
・・・マイクロ波伝達用棒状アンテナ、505・・・基
板、506・・・基板巻き取りローラー507・・・基
板送り出しローラー、508〜51)・・・ガス導入管
、512〜516・・・しきり板、517〜520・・
・ガス導出口、521・・・成膜空1堺、522・・・
ガス排気口、523・・・赤外線ランプ、524・・・
基板ロール搬出室、525・・・基板ロール搬入室、5
26・・・基板冷却室、527・・・基板予備加熱室、
601〜603・・・活性種導入ノズル、604・・・
成膜空間、605・・・成膜チャンバー606・・・基
板、607・・・サセプター、608・・・ガス排気口
、701〜704・・・マイクロ波伝達用棒状アンテナ
、705,706・・・導波管、707゜708・・・
3スタブチユーナ、709,710・・・プランジャー
、71),712・・・マイクロ波電源、713・・・
成膜チャンバー
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view in the short axis direction of a basic example of the deposited film forming apparatus of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing the shape of the gas inlet of the deposited film forming apparatus of the present invention. FIG. 3 is a cross-sectional view in the short axis direction of an example of the deposited film forming apparatus of the present invention. FIG. 4 is an explanatory diagram of the interior of an example of the deposited film forming apparatus of the present invention. FIG. 5 is a cross-sectional view in the short axis direction of an example of the deposited film forming apparatus of the present invention. FIG. 6 is a schematic diagram of an example of a conventional deposited film forming apparatus. FIG. 7 is an explanatory view of the deposited film forming apparatus shown in FIG. 1, viewed from above. FIG. 8 is a graph of the composition ratio distribution corresponding to the position of the gas inlet in FIG. 2 of a deposited film formed by the deposited film forming apparatus of the present invention. FIG. 9 is a graph showing the relationship between changes in the composition ratio of the deposited film formed by the deposited film forming apparatus of the present invention and the shape of the gas inlet. FIG. 10 is a graph showing the relationship between changes in the composition ratio of a deposited film formed by the deposited film forming apparatus of the present invention and the arrangement of gas introduction ports. In Figures 1 and 2, 101-104... Rod antenna for microwave transmission, 105-109... Partition plate, 1) 0-1) 3... Gas introduction pipe, 1) 4-1 )7
...Gas inlet, 1)8... Film forming space, 1)9...
- Substrate, 120... Substrate holder, 121... Heater for heating the substrate, 122... Gas exhaust port, 123...
- Substrate transfer port, 201-204... gas introduction port. In FIG. 3, 301-304... Rod-shaped antenna for microwave transmission, 305... Substrate transfer mechanism, 306...
...Substrate, 307...Substrate holder, 308-31)
... Gas introduction pipe, 312-316 ... Partition plate, 3
17-320... Gas inlet, 321... Film forming space, 322... Infrared lamp, 323.324... Gate valve substrate transfer port, 325... Gas exhaust port. 4th. 5. 6. In Figure 7, 401 to 404・
... Rod-shaped antenna for microwave transmission, 405-407.
...Waveguide, 408...Deposition chamber 409...
Substrate transfer port, 41O... gas exhaust port, 501-504
. . . Rod-shaped antenna for microwave transmission, 505 . . . Substrate, 506 . . . Substrate take-up roller 507 . Board, 517-520...
・Gas outlet, 521... Film formation space 1 Sakai, 522...
Gas exhaust port, 523... Infrared lamp, 524...
Substrate roll unloading chamber, 525... Substrate roll loading chamber, 5
26...Substrate cooling chamber, 527...Substrate preheating chamber,
601-603...Active species introduction nozzle, 604...
Film forming space, 605... Film forming chamber 606... Substrate, 607... Susceptor, 608... Gas exhaust port, 701-704... Rod-shaped antenna for microwave transmission, 705, 706... Waveguide, 707°708...
3 stub tube, 709, 710... plunger, 71), 712... microwave power supply, 713...
Deposition chamber

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)2種又はそれ以上の成膜用原料ガスをそれぞれ各
別の活性化空間において分解エネルギーを介して活性化
し、該活性化されたガスをそれぞれ各別のガス導入口を
介して成膜空間に導入して混合し、該成膜空間内に設置
された基体の表面近傍で活性化されたガスが相互反応し
て該基体上に堆積膜が形成されるようにした堆積膜形成
装置であって、前記複数の活性化空間がそれぞれ棒状の
マイクロ波伝達アンテナを備えており、該棒状アンテナ
に伝達されたマイクロ波によりそれぞれの成膜用原料ガ
スが棒状アンテナのまわりでプラズマ状態に活性化され
、かつ活性化されたそれぞれのガスが棒状アンテナの長
軸方向に対して垂直の方向に輸送されるようにし、さら
に、前記それぞれのガス導入口を短軸に対する長軸の長
さが少なくとも2倍である長方形状または長円形状とす
るとともに、該複数のガス導入口をその短軸の長さ以下
の距離に近接して平行に設置したことを特徴とする堆積
膜形成装置。
(1) Activate two or more types of film-forming raw material gases through decomposition energy in separate activation spaces, and deposit the activated gases through separate gas inlets. A deposited film forming apparatus in which gases introduced into a space and mixed together and activated near the surface of a substrate installed in the film forming space react with each other to form a deposited film on the substrate. Each of the plurality of activation spaces is equipped with a rod-shaped microwave transmission antenna, and the microwaves transmitted to the rod-shaped antenna activate each of the film-forming raw material gases into a plasma state around the rod-shaped antenna. Each of the activated and activated gases is transported in a direction perpendicular to the long axis direction of the rod-shaped antenna, and each of the gas inlets is arranged so that the length of the long axis with respect to the short axis is at least 2 1. A deposited film forming apparatus characterized in that the device has a rectangular or elliptical shape, and the plurality of gas inlets are arranged in parallel and close to each other at a distance less than or equal to the length of the minor axis.
(2)前記長方形状または長円形状のガス導入口の長軸
方向に対して垂直方向に前記基体を移動させる手段を備
えた請求項(1)に記載の堆積膜形成装置。
(2) The deposited film forming apparatus according to claim (1), further comprising means for moving the base body in a direction perpendicular to the long axis direction of the rectangular or oval gas inlet.
JP17375888A 1988-07-14 1988-07-14 Device for forming deposited film Pending JPH0225574A (en)

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CN 89104798 CN1023239C (en) 1988-07-14 1989-07-14 Apparatus for producing deposited of large area by using multiple kinds of active gases prepared individually
DE3923390A DE3923390A1 (en) 1988-07-14 1989-07-14 DEVICE FOR FORMING A LARGE Vaporized VAPOR FILM USING AT LEAST TWO SEPARATELY DETERMINED ACTIVATED GASES
US07/707,943 US5149375A (en) 1988-07-14 1991-05-28 Apparatus for forming a deposited film of large area with the use of a plurality of activated gases separately formed

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08218173A (en) * 1995-02-14 1996-08-27 Nec Corp Atmospheric cvd device
JP2007505451A (en) * 2003-09-08 2007-03-08 ロート・ウント・ラウ・アクチェンゲゼルシャフト ECR plasma source with linear plasma discharge opening

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