JPH0225575A - Method for forming deposited film - Google Patents

Method for forming deposited film

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JPH0225575A
JPH0225575A JP17375988A JP17375988A JPH0225575A JP H0225575 A JPH0225575 A JP H0225575A JP 17375988 A JP17375988 A JP 17375988A JP 17375988 A JP17375988 A JP 17375988A JP H0225575 A JPH0225575 A JP H0225575A
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JP
Japan
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film
deposited film
gases
gas
film forming
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JP17375988A
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Japanese (ja)
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Fukateru Matsuyama
深照 松山
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Canon Inc
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Pending legal-status Critical Current

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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 with a heated filament respectively in different spaces, introducing the gases into a film forming space through a gas inlet of specified shape, and mixing the gases. CONSTITUTION:Two or more kinds of film forming raw gases are separately introduced into activation spaces separated by partition plates 123-127 through gas inlet pipes 109-112. The filaments 101-108 arranged in the respective activation spaces and consisting of a catalytic metallic material are energized to heat the gases. The raw gases activated into plasma are introduced into the film forming space 117, mixed, and allowed to react with one another to form a deposited film on a substrate 118. In this device for forming a deposited film, the gases are allowed to flow at right angles to the filaments 101-108, and respective gas inlets 113-116 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 activated raw gases can be uniformly mixed over a large area.

Description

【発明の詳細な説明】 C発明の属する技術分野) 本発明は、気相成長法によるa脂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 C) Technical Field to Which the Invention Pertains The present invention relates to an apparatus for forming an a-lipid 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) 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。
[Description of the Prior Art] Forming a deposited film over a large area at low cost is an urgent need for producing semiconductor devices such as optical input sensor devices, photosensitive devices for electrophotography, and photovoltaic device liquid crystal drive circuits. This is what is required.

従来、気相成長法を用いた堆fiII!形成性にあって
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、成膜用原料ガスど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泪いられるこ
とが多い、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、複数の成膜用の原料ガスを予め
混合して成膜室に導入するのが一般的である。
Conventionally, deposition using the vapor phase growth method! Regarding the formability, it is said that plasma, heat, light, etc. are used as energy to decompose the raw material gas for film formation, and it is possible to form a deposited film with a large area. 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, Dilution gas is often used, and when forming a deposited film consisting of multiple components by vapor phase growth, multiple raw material gases for film formation are mixed in advance and introduced into the film formation chamber. is common.

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
っては以下の様な問題点が存在する0wj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アリ、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2!■比を変化させることがかなり
難しいという問題もある。
However, the conventional method for forming a deposited film performed in this manner has the following problems.First of all, even when forming a deposited film of a single composition, the characteristics of the deposited film cannot be changed. In order to improve performance, it is necessary to optimize various film-forming parameters such as the mixture ratio of source gas and diluent gas, and the range of allowable film-forming parameters is limited to a relatively narrow range. Ru. In addition, when forming a deposited film of multiple components, the raw material gas for each film component has a different level of decomposition energy, so the flow rate ratio of the raw material gas for film formation introduced into the film forming chamber is Various film formation parameters such as 2! above are often more limited than in the case of depositing a single composition film, and the above 2! ■There is also the problem that it is quite difficult to change the ratio.

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、各成膜用原料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を膜質
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 source gas for film formation is activated independently, and the activated gases are mixed and reacted with each other to form a deposited film (Unexamined Japanese Patent Publication No. According to this deposited film formation method, the activation of each film forming raw material 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, a deposited film having a desired compositional component ratio can be obtained using a wide range of deposition parameters without degrading the film quality.

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−成性の装置に比べ、
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@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膜厚やlI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 conventional deposition film forming equipment using mixed gas,
It is difficult to form a deposited film over a large area. In other words, in the conventional deposition film formation method using a mixed gas, it was relatively easy to increase the area by applying decomposition energy to the mixed gas over a wide range. In the method of activating and forming a deposited film, the activated gases are mixed together to form a deposited film, which often results in uneven film thickness and quality. It was difficult to mix the two to form a deposited film. Specifically, methods using multiple nozzles as shown in No. 6 @ and methods using a ring-shaped outlet have been proposed, but in both cases, the distance between the nozzle and the ring affects the film thickness and the quality of the film. This was not sufficient to form a deposited film with uniform 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、複数の成膜用原料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ζ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 problems in the prior art described above, and to use a method of independently activating and mixing a plurality of film-forming raw material gases to form a deposited film, while also achieving a uniform deposition film over a large area. It is an object of the present invention to provide a deposited film forming apparatus capable of forming a deposited film of film quality.

〔発明の構成及び作用〕[Structure and operation 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鋭意研究
を重ねた結果、複数の成膜用原料ガスを、それぞれ各別
の触媒作用を有する金属材料を用いたフィラメントを備
えた活性化空間において、該フィラメントへの通電によ
る発熱作用により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該フィラメントの長軸
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
空間に導入して混合し、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。
The present inventor has conducted extensive research to overcome the above-mentioned problems in conventional deposited film forming apparatuses and achieve the above-mentioned object of the present invention. In an activation space equipped with a filament made of a metal material that has a catalytic action, the filament is activated into a plasma state by the heat generation effect caused by electricity supply, and the activated raw material gas for film formation is transferred to the length of the filament. The activated gases are transported in a direction perpendicular to the axial direction, and the activated gases are introduced into the film-forming space through a plurality of gas inlets and mixed. In an apparatus that forms a deposited film on a substrate by reaction, we have obtained the knowledge that 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. .

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触媒作用を存する金
属材料を用いたフィラメントを備えており、該フィラメ
ント間への通電による発熱作用により、それぞれの成膜
用原料ガスが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前記フィラメントの長軸方向に対
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7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 a deposited film is formed on the substrate by mutual reaction between the activated gases, wherein each of the plurality of activation spaces is provided with a filament using a metal material having a catalytic action. Due to the heat generation effect caused by passing current between the filaments, each of the raw material gases for film formation is activated into a plasma state, and each of the activated gases is activated in a direction perpendicular to the long axis direction of the filaments. 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; 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 of less than the length.

以下図面を用いて本発明について詳細に説明する。The present invention will be explained in detail below 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断面
図であり、101〜108は長尺状のフィラメントであ
り、らせん状に巻いである。フィラメント全体の長さは
、形成する堆積膜の面積により所望に従って決定される
。また巻き径及び巻き数もフィラメントの長さ、装置全
体の大きさによって通した値が異なるが、巻き径は直径
3〜3゜鰭、巻き数は1回/cm〜2o回/国が望まし
い。
FIG. 1 is a sectional view of a basic example of the deposited film forming apparatus of the present invention, and 101 to 108 are long filaments wound in a spiral shape. The overall length of the filament is determined as desired by the area of the deposited film to be formed. The winding diameter and number of windings also vary depending on the length of the filament and the overall size of the device, but it is desirable that the winding diameter is 3 to 3 degrees in diameter and the number of windings is 1 turn/cm to 20 turns/country.

長尺状のフィラメント101−108を発熱させること
によって成膜用原料ガスを活性化し、活性化したガスを
該フィラメントの長軸方向と垂直方向に輸送することに
よって、ガスの活性種を長尺状に広範囲にわたって均一
に成膜空間に導入することができる。
The raw material gas for film formation is activated by generating heat in the elongated filaments 101-108, and the activated gas is transported in a direction perpendicular to the long axis direction of the filaments, thereby converting the active species of the gas into elongated filaments. can be uniformly introduced into the film forming space over a wide range.

また、フィラメントを第1図の装置のように、ガスの輸
送方向に対して複数本並べることもできる。それによっ
て成膜用原料ガスの活性化効率を上げることができる。
Furthermore, a plurality of filaments can be arranged in the gas transport direction as in the apparatus shown in FIG. Thereby, the activation efficiency of the film-forming raw material gas can be increased.

フィラメントの材質は■A、VA、VIA、■A族の遷
移金属元素であるCI”、Hf 、La、Mo、Nb、
Re、Ta、Tc。
The materials of the filament are ■A, VA, VIA, ■A group transition metal element CI'', Hf, La, Mo, Nb,
Re, Ta, Tc.

Ti 、  V、 W、  Zr又は■族元素のPd、
PL。
Ti, V, W, Zr or Pd of group II element,
P.L.

Rh、Irなどより選ばれる。上記の元素のうち耐熱性
、耐反応性などから、好適にはMo 、 Ta 。
Selected from Rh, Ir, etc. Among the above elements, Mo and Ta are preferred from the viewpoint of heat resistance and reaction resistance.

W、Pd 、Ptが、最適にはWが選ばれる。W, Pd, Pt, W is optimally selected.

フィラメントの形状については、前記の様なコイルであ
っても良いし、又板状であっても、又、メツシュの形状
であっても同様の効果が得られる。
Regarding the shape of the filament, the same effect can be obtained even if it is a coil as described above, a plate shape, or a mesh shape.

板状の場合には、コイル状と同様に所望のヒーターの温
度が得られる様に考慮して仮の厚さ、板の巾及び形状板
の材質及びその抵抗値を選び、電圧をかけて流れた電流
に対してJoulθ熱が発生して加熱、反応が可能とな
るようにする。メソシュの形状の場合も板状の場合と同
様である。
In the case of a plate-shaped heater, as with the coil-shaped heater, the temporary thickness, width, shape, material of the plate, and its resistance value are selected in order to obtain the desired heater temperature. Joul θ heat is generated in response to the current, allowing heating and reaction. The case of a mesoche shape is also similar to the case of a plate shape.

上記の板状及びメツシュ状のフィラメントの全体の大き
さはガス導入口の形状によって決められる。又、コイル
と同様にガスの輸送方向に対して複数本ならべることも
できる。
The overall size of the above-mentioned plate-like and mesh-like filaments is determined by the shape of the gas inlet. Also, like a coil, a plurality of them can be arranged in the gas transport direction.

フィラメントの温度については、上記の様にフィラメン
トと各種のガスとの反応性、耐熱性などを考慮して選ば
れるが一般的には800’C〜2000℃の範囲より選
ばれる。
The temperature of the filament is selected in consideration of the reactivity of the filament with various gases, heat resistance, etc. as described above, and is generally selected from the range of 800'C to 2000C.

次に長尺状の領域に活性化した複数のガスを輸送して、
長方形状あるいは長円形状のガス導入口113〜116
から、成膜空間に導入する。この場合にガス導入口の形
状が形成する堆積膜の均一性に大きく影響する。
Next, transport multiple activated gases to a long region,
Rectangular or oval gas inlets 113 to 116
Then, it is introduced into the film forming space. In this case, the shape of the gas inlet greatly influences the uniformity of the deposited film.

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a5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の比率にょヮ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 inlets 201 to 204 is a, the length of the long axis is b, and the distance between each gas inlet is C, then a
It was found that the thickness and quality distribution of the deposited film changed depending on the ratio of :b:c.

例えば、H2で10%に希釈した5iH4(以下5rH
a /H’z と記ず)とH2で5%に希釈したGe1
1a  (以下GeHa / Hzと記す)を別々にフ
ィラメントの発熱エネルギーによって活性化し、水素化
アモルファスS 1te(以下a−3iGe: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  5iGe:Hの膜組成にムラが生じる。第7
図はガス導入口201.203から5iHaO)活性種
を、ガス導入0202,204からGe14a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、ABCDは第2
図のガス導入口201〜204の位置に対応している。
For example, 5iH4 diluted to 10% with H2 (hereinafter 5rH
a /H'z) and Ge1 diluted to 5% with H2
1a (hereinafter referred to as GeHa/Hz) is separately activated by the exothermic energy of a filament, and when hydrogenated amorphous S 1te (hereinafter abbreviated as a-3iGe:H) is deposited, depending on how a: b: c is taken, In this case, unevenness occurs in the film composition of a5iGe:H. 7th
The figure shows the unevenness in the composition ratio of the deposited film when 5iHaO) active species are introduced from gas inlets 201 and 203, and Ge14a active species are introduced from gas inlets 0202 and 204.
The horizontal axis is the position of the gas inlet in the short axis direction, and ABCD is the position of the second gas inlet.
This corresponds to the positions of gas inlet ports 201 to 204 in the figure.

縦軸はa −S 1xGe+−x : Hの組成比Xを
示す。
The vertical axis indicates the composition ratio X of a-S 1xGe+-x:H.

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X線マイクロアナライザーによる測
定により決定した。)b/a、e/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8図、第9図に示す
とおりであった。
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 X-ray microanalyzer.) The composition ratio During the fluctuation, ΔX was as shown in FIGS. 8 and 9.

第8図、第9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S
+wGf3r−wWlのH&lI成XのバラツキΔXが
大巾に減少することがわった。ただし、第8図でb /
 aを変化させる場合には長軸を8c11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。
As is clear from Figures 8 and 9, 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 ratio of the distances to 1 times or less, S in the minor axis direction
It was found that the variation ΔX in the H&lI formation X of +wGf3r-wWl was significantly reduced. However, in Figure 8, b/
When changing a, the length of the long axis was kept constant at 8c11 and the length of the short axis was changed. Furthermore, when changing b/a, c/a was fixed at 1/2.

またc / aを変化させる場合は、aw’lcs、b
−8cmで一定とした* S I H4/ Hz及びG
 e Ha / H・zの流量は、a−gcs、b−8
cmの場合S目(4/H1゜GeH,/H,ともに20
0aacmとし、aを変化させた場合、1の変化に比例
して流量を変化させた。
Also, when changing c/a, aw'lcs, b
-8cm constant * S I H4/ Hz and G
e Ha/H・z flow rate is a-gcs, b-8
In the case of cm, the Sth (4/H1゜GeH, /H, both 20
0aacm, and when a was changed, the flow rate was changed in proportion to a change of 1.

成膜室の内圧は0.6 Torrで、フィラメントは全
長81、巻き径5−1壱き敗5回/c11で5iHi/
H,側が1700℃、GeH*/Ht側が1500℃と
なるようにit流を流した。また、ガス導入口と基板間
の距離は5aaとした。ここでガス導入口と基板間の距
離を例えば10c11と大きくすることによって、第8
図の一点aim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5儂
の場合に比べて、L/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!31
111の均一性を向上させるのは実用的ではない。
The internal pressure of the film forming chamber was 0.6 Torr, the total length of the filament was 81, the winding diameter was 5-1, 5 times/c11, and 5iHi/
The IT flow was applied so that the temperature was 1700°C on the H side and 1500°C on the GeH*/Ht side. Further, the distance between the gas inlet and the substrate was 5 aa. Here, by increasing the distance between the gas inlet and the substrate to, for example, 10c11, the eighth
As shown in the graph at one point aim in the figure, the variation in film composition ΔX
However, in this case, the deposition rate is less than L/4 compared to the case where the deposition rate is 5 degrees, so by widening the distance between the gas inlet and the substrate, the deposition rate can be reduced. 31
It is not practical to improve the uniformity of 111.

以上の例は、5il(4/HzとGeHa / H*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  SiC: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。
The above example shows the shape and shape of the gas inlet when 5il (4/Hz and GeHa/H* are activated separately and the activated gases are mixed and reacted to deposit an a-3iGe:H film. This shows the relationship between the arrangement and the uniformity of the deposited film, but when forming a deposited film of other compositions such as a SiC:H film, or a deposited film of a single composition, it is necessary to apply multiple gases separately. In all cases of activation, the same results as in the previous example were obtained.

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. Also, the ratio of the distance between each gas inlet to the length of the short axis 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、複数の成膜用原料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 raw material 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 short axis direction, it is possible to continuously form a deposited film over a larger area in the short axis direction. It 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、複数の成膜用原料ガス
を独立に活性化することによって、複数の成膜用原料ガ
スの活性化率を独立に制御し、堆積膜の膜質あるいは組
戊戒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。
The deposited film forming apparatus of the present invention independently activates a plurality of film-forming raw material gases, thereby independently controlling the activation rate of the plurality of film-forming raw material gases, thereby controlling the film quality or composition of the deposited film. It has become possible to form a uniform deposited film over a large area while maintaining the advantage of being able to finely control the ratio 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
原料ガスは21111以上のものであり、前述の説明の
成膜用原料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原料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 raw material gases used in the deposited film forming apparatus of the present invention are 21111 or higher, and each of them may be a mixed gas like the film-forming raw material gases described above. Further, the present invention is not limited by the type of film-forming raw material 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
仕切り板123〜127は互いに平行であっもよいし、
平行でなくてもよい、またその材質はSUSあるいはM
o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。
Further, the partition plates 123 to 127 forming rectangular or oval gas inlets may be parallel to each other,
It doesn't have to be parallel, and the material is SUS or M
or the like or plated with Ni or the like thereon.

またガス導入口とフィラメントの位置の距離は成膜用原
料ガスの種類、流量、圧力等によって好適な位置が異な
るが、0〜100nの間であることが望ましい、活性種
の寿命の短い成膜用原料ガスの場合は、活性種の寿命の
長い成膜用原料ガスの場合よりもこの距離を短くするこ
とが望ましい。
In addition, the distance between the gas inlet and the filament varies depending on the type, flow rate, pressure, etc. of the raw material gas for film formation, but it is preferably between 0 and 100 nm. In the case of a film-forming raw material gas, it is desirable to make this distance shorter than in the case of a film-forming raw material gas in which the active species have a long lifespan.

〔実施例〕〔Example〕

以下、実施例を用いて本発明をより詳しく説明するが、
本発明はこれらにより何ら限定されるものではない。
Hereinafter, the present invention will be explained in more detail using Examples.
The present invention is not limited to these in any way.

ス11上 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。第3図は堆積膜形成装置の断面図であり、第4図
は第3図のフィラメントの部分を上方から見た図である
。複数の成膜用原料ガスは、別々のフィラメントで活性
化され、各フィラメントは、ステンレスあるいはモリブ
デン等の仕切り板で区切られ、各成膜用原料ガスが混合
しないようになっている。また本実施例では、長軸(α
−α′)方向に長い長方形のガス導出口を短軸(β−β
′)方向に多数ならべることによって長軸(α−α′)
方向のみならず、短軸(β−β′)方向にも堆積膜の形
成領域を拡大できた。
FIGS. 3 and 4 on the screen 11 show an example of the deposited film forming apparatus of the present invention. FIG. 3 is a sectional view of the deposited film forming apparatus, and FIG. 4 is a view of the filament portion of FIG. 3 viewed from above. The plurality of film-forming raw material gases are activated by separate filaments, and each filament is separated by a partition plate made of stainless steel, molybdenum, or the like, so that the film-forming raw material gases do not mix. In addition, in this example, the long axis (α
−α′) direction is a rectangular gas outlet with a short axis (β−β
′) direction, the long axis (α−α′)
The formation area of the deposited film could be expanded not only in the direction but also in the short axis (β-β') direction.

以下、第3図及び第4図の堆積膜形成装置を用いて、リ
ンをドーピングしたn型のアモルファスシリコン膜(以
下P −doped a −Si : H膜と略記する
。)を堆積した例を示す。
Hereinafter, an example will be shown in which an n-type amorphous silicon film doped with phosphorus (hereinafter abbreviated as P-doped a-Si:H film) was deposited using the deposited film forming apparatus shown in FIGS. 3 and 4. .

ガス導入管311,314,317.320から、それ
ぞれH2を200scc+w導入し、長さ20口、巻き
径100、巻き数4回/asのフィラメント301.3
04.307,310をそれぞれ1800℃に加熱し、
H2の活性種を生成した。また同時にガス導入管312
,315.318からそれぞれHeで20%に希釈した
S i Haを150 secm導入し、長さ20as
、巻き径7fi、巻き数5回/c11のフィラメント3
02,305.308を1600℃に加熱し、S i 
Haの活性種を生成した。さらに同時にガス導入管31
3,316,319からそれぞれHeで2000pp−
に希釈したPH3を803CC11導入し、長さ20c
+a、巻き径5fl、巻き数8回/csのフィラメント
303..306,309を1600℃に加熱し、PH
ffの活性種を生成した。
200 scc+w of H2 is introduced from each of the gas introduction pipes 311, 314, 317.
04.Heating 307 and 310 to 1800℃,
Active species of H2 were generated. At the same time, the gas introduction pipe 312
, 315.318, each of which was diluted to 20% with He, was introduced for 150 sec, and the length was 20 as.
, a filament 3 with a winding diameter of 7fi and a number of windings of 5 turns/c11.
02,305.308 to 1600℃, Si
Active species of Ha were generated. Furthermore, at the same time, the gas introduction pipe 31
2000pp- of He from 3,316,319 respectively
PH3 diluted to 803CC11 was introduced, and the length was 20c.
+a, a filament 303. with a winding diameter of 5 fl and a number of windings of 8 turns/cs. .. 306,309 was heated to 1600℃ and the pH
ff active species were generated.

そして仕切り板で区切られた2cmX2Qcmのガス導
入口からHzの活性種を、1.5 c!IX 20 a
sのガス導入口からS目(4の活性種をl cam X
 20 csのガス導入口からPH,の活性種を成膜空
間924に導き、内圧0.7 Torrで混合して各活
性種と反応させ、赤外線ランプ323で280’eに加
熱した20clIX20(Jの基板321の上にP −
dopeda−3t:H膜を堆積した。
Then, active species at 1.5 c! IX 20a
From the gas inlet of s to the Sth (activated species of 4) l cam
PH, active species were introduced into the film forming space 924 from a 20 cs gas inlet, mixed at an internal pressure of 0.7 Torr to react with each active species, and heated to 280'e with an infrared lamp 323 using 20clIX20 (J). P − on the substrate 321
A dopeda-3t:H film was deposited.

基板をガラス基板を用いて堆積したP −dopeda
−5i:H膜の特性を評価したところ、膜厚は0.8.
c+m、堆IMレート4.4人/sec 、  e、 
−4,BXIO−’Ω−’ (J −’、σa =4.
7 X 10−’Ω−’ cm −’活性化エネルギー
ΔE −0,08eV、 Egopt−]、・75eV
であった。また、各特性の基板面内の分布は、膜厚が±
2%以内、σ2.σ4ともに±15%以内で均一性は良
好であった。
P-dopeda deposited using a glass substrate
When the characteristics of the -5i:H film were evaluated, the film thickness was 0.8.
c+m, IM rate 4.4 people/sec, e,
-4, BXIO-'Ω-'(J-', σa =4.
7 X 10-'Ω-'cm-'activation energy ΔE -0,08eV, Egopt-], 75eV
Met. In addition, the distribution of each characteristic within the substrate plane varies depending on the film thickness ±
Within 2%, σ2. Both σ4 values were within ±15%, and the uniformity was good.

以上のどと(、第3図及び第4図の堆積膜形成装置を用
いて大面積に均一で良質なP −doped a−3i
:H1l!を堆積できた。また、5iHa(D活性種の
生成量及びPHffの活性種の生成量を独立に制御でき
ることから、P −doped a−3i : H膜中
のリンの1度を所望に従って再現性よく制御できた。
Using the deposition film forming apparatus shown in Figs.
:H1l! could be deposited. Furthermore, since the amount of 5iHa(D active species produced and the amount of PHff active species produced could be controlled independently), the degree of phosphorus in the P-doped a-3i:H film could be controlled with good reproducibility as desired.

さらにH2の活性種及びS i Ha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
易に膜質を制御でき、また堆積レートも所望に従ってM
’ltを悪化させることなく制御πできた。ここでは、
P −doped a −St : H膜の例を挙げた
が、もちろんボロンをドーピングしたp型のアモルファ
スシリコン膜や合金系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, since the production amounts of H2 active species and SiHa active species can be controlled independently, the film quality can be easily controlled as desired from an amorphous silicon film to a microcrystalline silicon film, and the deposition rate can also be adjusted as desired.
It was possible to control π without worsening 'lt. here,
Although the P-doped a-St:H film is used as an example, it is also possible to form a deposited film having a different composition, such as a p-type amorphous silicon film doped with boron or an alloy-based amorphous silicon film.

ス遣11 第5図は本発明の堆積膜形成装置の一例である。Suzuki 11 FIG. 5 shows an example of the deposited film forming apparatus of the present invention.

501〜507はフィラメントであり、成膜用原料ガス
の励起方法は実施例1と同様である。第5図の堆積膜形
成装置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517から送り出して
堆積膜を形成し、ロール518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。また、第4
図長軸(α−α′)方向には、フィラメントの長さを変
えることにより、所望の堆積膜形成領域が得られること
から、第5図の装置により、所望の幅で所望の長さの大
面積の領域に連続的に堆積膜を形成することができる。
501 to 507 are filaments, and the method of exciting the film forming raw material gas is the same as in Example 1. The feature of the deposited film forming apparatus shown in FIG. 5 is that a substrate 505 that can be curved is wound around a roll, continuously sent out from a roll 517 to form a deposited film, and wound around a roll 518.
The advantage is that a deposited film can be formed continuously over a large area in the direction of the short axis (β-β') in FIG. Also, the fourth
In the long axis (α-α') direction, the desired deposited film formation area can be obtained by changing the length of the filament. A deposited film can be continuously formed over a large area.

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[(以下a−3iGe:H膜と略
記する。)を堆積した例を述べる。
Hereinafter, an example will be described in which amorphous silicon germanium [(hereinafter abbreviated as a-3iGe:H film) is deposited using the deposited film forming apparatus shown in FIG.

ガス導入[508,511,514から、それぞれHz
を2505ccta導入し、長さ20c+i、t!き径
8fi、巻き数5回/csのフィラメント501゜50
4.507をそれぞれ1800℃に加熱し、H2の活性
種を生成した。また同時にガス導入管509.512か
らそれぞれ5itFhを200sccm導入し、長さ2
0(J、巻き径6n+、Sき数6回/(2)のフィラメ
ント502,505を1600℃に加熱し、Si、Fh
の活性種を生成した。さらに同時にガス導入管510.
513からそれぞれHeで5%に希釈したGeFaを1
ooscc翔導入し、長さ20cm、巻き径4fi、巻
き数8回/csのフィラメント503.506を160
0℃に加熱し、GeFaの活性種を生成した。
Gas introduction [from 508, 511, 514, respectively Hz
Introduced 2505ccta, length 20c+i, t! Filament 501°50 with diameter 8fi and number of windings 5 turns/cs
4.507 were each heated to 1800°C to generate active species of H2. At the same time, 200sccm of 5itFh was introduced from each gas introduction pipe 509 and 512, and the length was 2.
0 (J, winding diameter 6n+, number of S turns 6 times/(2) filaments 502, 505 are heated to 1600°C, Si, Fh
active species were generated. Furthermore, at the same time, the gas introduction pipe 510.
GeFa diluted to 5% with He from 513 to 1
Introduced ooscc 160 filament 503.506 with length 20cm, winding diameter 4fi, number of windings 8 times/cs.
It was heated to 0° C. to generate active species of GeFa.

そして仕切り板で区切られた2値×20allの長方形
のガス導入口から上述の方法で生成したHtの活性種を
1,5cmX2Qcsのガス導入口からS i z F
 bの活性種を1cmX20amのガス導入口からGe
Faの活性種を謄膜空間515に導き、内圧0.4 T
orrで混合して各活性種と反応させ、赤外線ランプ5
19で250℃に加熱したステンレス基板516を5c
n/winの速度で移動させながらa−5iGe: H
i%を堆積した。ここで湾曲させることが可能な基板5
16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
。前記の条件でロールを動かさずにa−3iGe:H膜
を250℃に加熱した20cmX20cmのガラス基板
に堆積し、膜特性を評価した結果を第1表隘2に示した
Then, the active species of Ht generated by the above method was passed through the rectangular gas inlet of 1.5cm x 2Qcs from the rectangular gas inlet of 2 values x 20all separated by a partition plate.
The activated species of b were introduced into the Ge
The active species of Fa is introduced into the membrane space 515, and the internal pressure is 0.4 T.
orr to react with each active species, and infrared lamp 5
5C stainless steel substrate 516 heated to 250℃ in 19
a-5iGe while moving at n/win speed: H
i% was deposited. Substrate 5 that can be curved here
As an example of 16, aluminum, heat-resistant polyester, polyimide, etc. can be used in addition to the above materials. An a-3iGe:H film was deposited on a 20 cm x 20 cm glass substrate heated to 250° C. under the above conditions without moving the roll, and the film properties were evaluated. The results are shown in Table 1, column 2.

他のデータはGeFsの流量及びG e F aを活性
化するフィラメントの温度を変化させた場合の結果であ
る。
Other data are the results of varying the flow rate of GeFs and the temperature of the filament activating G e Fa.

第1表は、GeFa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a 5izFhとGeF4の混合ガスを分解する、
従来の堆積膜形成法では、Egoptの小さいa−3i
Ge:H膜を作成しようとすると、光導電率(σ、)が
低下し、暗導電率(σ、)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GeF4の活性化を
独立に制御できることにより、Egoptの小さい5i
Ge膜まで、良好なIFJ質のものが容易に得られた。
Table 1 shows an example of creating films with different optical band gaps (Egopt) by changing the composition of a-3iGe:H films by independently controlling the amount of activation of GeFa. decomposes mixed gas,
In the conventional deposited film formation method, a-3i with small Egopt
When attempting to create a Ge:H film, the photoconductivity (σ, ) decreased, the dark conductivity (σ, ) increased, and the film quality often deteriorated, but in the device of the present invention, the activity of GeF4 By being able to independently control the
A Ge film with good IFJ quality was easily obtained.

また、Hzの活性種の生成量及び5izFi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。
Furthermore, by changing the production amount of Hz active species and the production amount of 5izFi active species at the same time as the production amount of G e Fa active species, it is possible to form deposited films with different deposition rates at approximately the same Egopt. I was also able to do it.

ここで堆積したa−8+Ge:H膜の基板上の堆積速度
の分布は3%以内、S I HG 13 l−11の組
成比Xの分布は2%以内、電気伝導度σの分布は40%
以内であった。すなわち幅30cmで所望の長さにわた
って均一なa−3iGe:H膜を堆積できた。
The deposition rate distribution of the a-8+Ge:H film deposited here on the substrate is within 3%, the distribution of the composition ratio X of S I HG 13 l-11 is within 2%, and the distribution of electrical conductivity σ is 40%.
It was within That is, a uniform a-3iGe:H film with a width of 30 cm 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−5iGe膜を形成できた。また、
5tzFhの活性種とGeF4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−5iGe:H膜を所望の堆積レートで容易に形成で
きた。
As described above, the a-5iGe 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 5tzFh active species and GeF4 active species, a high-quality a-5iGe:H film with a desired band gap could be easily formed at a desired deposition rate.

本実施例ではa−3iGe:H膜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。
Although this embodiment shows an example of forming an a-3iGe:H film, other deposited films having a plurality of compositions can be formed by changing the gas type and the like.

第  1  表 λ町11走 第5図の堆積膜形成装置を用いて、アモルファスシリコ
ンカーバイト膜(以下a−3iC:H膜と略記する。)
を堆積した例を述べる。
Table 1 λ Town 11 Run Using the deposited film forming apparatus shown in Figure 5, an amorphous silicon carbide film (hereinafter abbreviated as a-3iC:H film) was formed.
Let us describe an example in which .

ガス導入管508.511.514から、それぞれH2
を250acc−導入し、フィラメント501゜504
.507をそれぞれ1800℃に加熱し、H8の活性種
を生成した。また同時にガス導入管509.512から
それぞれSiJ’4を150sccm導入し、フィラメ
ント502.505を1600℃に加熱し、StよF、
の活性種を生成した。さらに同時にガス導入管510.
513からそれぞれCH,をl 00sccm導入し、
フィラメント503゜506を1700℃に加熱し、C
Haの活性種を生成した。
From the gas inlet pipes 508.511.514, respectively H2
Introduced 250acc of filament 501゜504
.. 507 was heated to 1800° C. to generate active species of H8. At the same time, 150 sccm of SiJ'4 was introduced from the gas introduction pipes 509 and 512, and the filaments 502 and 505 were heated to 1600°C.
active species were generated. Furthermore, at the same time, the gas introduction pipe 510.
513 to 100 sccm of CH, respectively,
Filament 503°506 is heated to 1700°C,
Active species of Ha were generated.

そして仕切り板で区切られた長方形のガス導入口から上
述の方法で生成したH8活性種及び54tFhの活性種
及びCHaの活性種を成膜空間515に導き、内圧0.
3Torrで混合して、各活性種と反応させ、赤外線ラ
ンプ519で280℃に加熱したステンレス基板51G
を4cm/s+fnの速度で多動させなからa−3iC
:H膜を堆積した。前記と同様の条件で、ロールを動か
さずにaSiC膜を280℃に加熱した20値×20c
11のガラス基板に堆積した結果、堆積速度8.9人/
see 、 Egopt= 1.95 e V、σ#−
1.8X10−’Ω−11−1、σ、+ −8,3X 
10−”Ω−+1−1であった。ここで堆積したa  
SiC:H膜の基板上の堆積速度の分布は3.5%以内
、5ixC+−x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、幅30cmで所望の長さ
にわたって均一なa−3iC:H膜を形成できた。
Then, the H8 active species, 54 tFh active species, and CHa active species generated by the above method are introduced into the film forming space 515 from the rectangular gas inlet separated by a partition plate, and the internal pressure is 0.
A stainless steel substrate 51G mixed at 3 Torr, reacted with each active species, and heated to 280°C with an infrared lamp 519.
a-3iC because it is hyperactive at a speed of 4cm/s+fn
:H film was deposited. Under the same conditions as above, the aSiC film was heated to 280°C without moving the roll.20 value x 20c
As a result of depositing on 11 glass substrates, the deposition rate was 8.9 people/
see, Egopt = 1.95 e V, σ#-
1.8X10-'Ω-11-1, σ, + -8,3X
10-”Ω-+1-1.The deposited a
The distribution of the deposition rate of the SiC:H film on the substrate is within 3.5%, the distribution of the composition ratio A uniform a-3iC:H film could be formed over the length.

以上のごとく、本発明の堆積膜形成装置を用い−6大面
積にわたって均一に良質のa−5iC:l(膜を堆積で
きた。またH2の活性種と5irF*の活性種とC1]
、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−3iC: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a−3iC:H膜を、膜質を悪
化させることなく、所望の堆積速度で堆積させることが
できた。
As described above, using the deposited film forming apparatus of the present invention, a high-quality a-5iC:l (film) could be deposited uniformly over a large area. Also, active species of H2, active species of 5irF*, and C1]
Since the amount of active species produced in , can be controlled independently, the composition ratio of the a-3iC:H film can be changed to produce an a-3iC:H film with a desired optical band gap without deteriorating the film quality. , it was possible to deposit at the desired deposition rate.

以上にあげた実施例は、不純物をドーピングした堆積膜
あるいは合金系の堆積膜を形成した例であるが、もちろ
ん、本発明の堆積膜形成装置を用いて、単一の組成の堆
積膜を大面積に均一に形成することもできる。
The above-mentioned examples are examples in which deposited films doped with impurities or alloy-based deposited films are formed, but of course, the deposited film forming apparatus of the present invention can be used to form a deposited film of a single composition to a large extent. It can also be formed uniformly over the area.

〔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
れぞれ各別に長尺状の発熱したフィラメントによって活
性化し、活性化された各々の成膜用原料ガスをフィラメ
ントの長軸方向に対して垂直方向に輸送して長方形状あ
るいは長円形状で旬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に反応させるようす
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π
の堆積膜を形成することが可能となった。
[Effects of the Invention]' The deposited film forming apparatus of the present invention activates a plurality of film-forming raw material gases with separate elongated filaments that generate heat, and transfers each of the activated film-forming raw material gases to the filament. Transported in a direction perpendicular to the long axis direction, and installed in a rectangular or elliptical shape with the length of the long axis at least twice the length of the short axis and at a distance less than the length of the short axis, and installed in parallel. The gas is introduced into the film forming space through the multiple gas inlets and mixed.
By allowing the activated film-forming raw material gases to react with each other, a uniform film π can be created over a large area while maintaining the advantage of activating multiple film-forming raw material gases independently.
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制御し
、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へ 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f1工点を保ちつつなおかつ、長尺状のフィラメント
の長軸と垂直方向に成膜用原料ガスを輸送することによ
って、活性種を長尺状に広範囲にわたって均一に生成し
、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活性化
された各々の成膜用原料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。
In other words, by activating multiple film-forming raw material gases independently, the activation rate of each film-forming raw material gas is independently controlled, and the amount of production and reaction of each active species is controlled. In the case of a deposited film consisting of multiple compositional components, it is possible to delicately control the quality of the film and the ratio of the compositional components, thereby expanding the selectivity of the source gas and expanding the range of film formation conditions. By transporting the raw material gas for film formation in the direction perpendicular to the long axis of the long filament, active species can be uniformly generated over a wide area in a long filament, and the active species can be formed in a rectangular shape. Alternatively, it has an elliptical shape, the length of the long axis is more than twice the length of the short axis, and the gas is activated into the film forming space from multiple gas inlets installed in parallel and close to each other at a distance less than the length of the short axis. By introducing and reacting each of the raw material gases for film formation, 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膜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 deposited film of uniform quality 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例の短軸方向の
断面図である。 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図は第3図の堆積膜形成装置の内部を上方から見た
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8図は本発明の堆積膜形成装置により形成したtff
l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9図は本発明の堆積膜形成装置により形成した堆il
l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1.2図において、101〜108・・・フィシ\ メント、109〜112・・・ガス導入管、113〜1
16・・・ガス導入口、117・・・成膜空間、118
・・・基板、119・・・基板ホルダー、120・・・
基板加熱用ヒーター、121・・・ガス排気口、122
・・・基板搬送口、123〜127・・・仕切り板、2
i〜204・・・ガス導入口。 第3図において、301〜310・・・フィラメント、
311〜320・・・ガス導入管、 321・・・基板
、322・・・基板ホルダー、323・・・赤外線ラン
プ、324・・・成膜空間、325・・・基板搬送機構
、326・・・ガス排気口、327.328・・・基板
搬送口。 第4.5.6図において、401〜410・・・フィラ
メント、411〜421・・・仕切り板、501〜50
7・・・タングステンフィラメント、508〜514・
・・ガス導入管、515・・・成膜空間、516・・・
基板、517・・・基板送り出しローラー、51B・・
・基板巻き取りローラー、519・・・赤外線ランプ、
520・・・ガス排気口、521・・・基板ローラー搬
入室、522・・・基板ローラー搬出室、523・・・
予備加熱室、524・・・基板冷却室、601〜603
・・・活性種導入ノズル、604・・・成膜空間、60
5・・・成膜チャンバー、・606・・・基板、607
・・・サセプター、608・・・ガス排気口。 第 図 第 図 第 図 α 第 第 図 第 図 第 図 ハ し 第 図
FIG. 1 is a 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 view of the inside of the deposited film forming apparatus shown in FIG. 3, viewed from above. 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 a graph of the composition ratio distribution of a deposited film formed by the deposited film forming apparatus of the present invention, which corresponds to the position of the gas inlet shown in FIG. FIG. 8 shows the tff formed by the deposited film forming apparatus of the present invention.
1 is a graph showing the relationship between changes in the composition ratio of the laminated film and the shape of the gas inlet. FIG. 9 shows a deposit formed by the deposited film forming apparatus of the present invention.
1 is a graph showing the relationship between changes in the composition ratio of the L film and the arrangement of gas inlet ports. In Fig. 1.2, 101-108...Ficiment, 109-112...Gas introduction pipe, 113-1
16... Gas inlet, 117... Film forming space, 118
...Substrate, 119...Substrate holder, 120...
Substrate heating heater, 121... gas exhaust port, 122
... Board transfer port, 123-127 ... Partition plate, 2
i~204...Gas inlet. In FIG. 3, 301 to 310... filament;
311-320... Gas introduction pipe, 321... Substrate, 322... Substrate holder, 323... Infrared lamp, 324... Film forming space, 325... Substrate transport mechanism, 326... Gas exhaust port, 327.328...Substrate transfer port. In Fig. 4.5.6, 401-410... filament, 411-421... partition plate, 501-50
7...Tungsten filament, 508-514.
...Gas introduction pipe, 515... Film forming space, 516...
Board, 517... Board feed roller, 51B...
・Substrate take-up roller, 519...infrared lamp,
520... Gas exhaust port, 521... Substrate roller carrying-in chamber, 522... Substrate roller carrying-out chamber, 523...
Preheating chamber, 524...Substrate cooling chamber, 601 to 603
... Active species introduction nozzle, 604 ... Film forming space, 60
5... Film formation chamber, 606... Substrate, 607
...Susceptor, 608...Gas exhaust port. Fig. Fig. Fig. α Fig. Fig. Fig. Alpha

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触媒作
用を有する金属材料を用いたフィラメントを備えており
、該フィラメントへの通電による発熱作用によりそれぞ
れの成膜用原料ガスが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前記フィラメントの長軸
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 filament made of a metal material having a catalytic action, and each of the film-forming raw material gases is activated to a plasma state by the heat generation effect caused by energization of the filament. and each activated gas is transported in a direction perpendicular to the long axis direction of the filament, and each of the gas inlets is arranged such that the length of the long axis is at least twice as long as the short axis. 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.
JP17375988A 1988-07-14 1988-07-14 Method for forming deposited film Pending JPH0225575A (en)

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JP17375988A JPH0225575A (en) 1988-07-14 1988-07-14 Method for forming deposited film
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
JP2008103748A (en) * 2007-11-19 2008-05-01 Hideki Matsumura Catalyst chemistry vapor deposition equipment
JP2014518591A (en) * 2011-04-20 2014-07-31 フォルシュングスツェントルム・ユーリッヒ・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング Hot wire method for depositing semiconductor material on a substrate and apparatus for carrying out the method

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