JPH0238573A - 直接励起気相析出法による薄膜の製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、励起光源を反応槽内に備えた直接励起気相
析出法による薄膜の製造装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来の光気相析出法による薄膜の製造装置として第４図
に示すようなものがある。同図に示すように、反応槽１
の外に設けられた光源２からの光は、反応槽１の側壁に
設けられた窓３により反応槽１内に導かれろ。そして反
応ガス導入管７から反応槽１内に導かれた反応ガスは、
この光源２の光のうち反応ガスを励起させるに必要なエ
ネ／Ｌギ（Ｅ、）以上のエネルギーをも−った光によっ
て活性化され、必要に応しで加熱されたヒータ５上の基
板６の表面に薄膜が形成され、反応が終了した反応ガス
は排気管４により反応槽１外に排気される。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記のような従来構造の光気相析出法による薄膜の製造
装置は、反応槽１内の反応ガスを光のエネルギーによっ
て励起させ、反応槽１内に生成した反応ガス活性種によ
り、目的の基板６上に薄膜を形成するものであるが、基
板６以外の反応槽１の内壁および窓３０部材においても
薄膜が生成し、その薄膜の成長により励起光の窓３から
の透過率が減少し、反応槽１内の反応ガス活性種が十分
に生成されず、目的とする基板６上の薄膜の生成速度は
徐々に下がる。窓３を構成する部材の反応槽１側表面に
薄膜がさらに成長し、光源２からの励起光が反応槽１内
に入射しなくなれば、基板６上の薄膜の成長は止まる。

したがって、基板６上の薄膜をさらに成長させるために
は、窓３を構成する部材の反応槽１側表面に成長した薄
膜を、エッヂノブ等により取り除く必要があった。この
ため、薄膜生成は一時中断する必要があり、薄膜生成の
生産性の低下および中断した時に薄膜の表面への雰囲気
ガスからの不純物吸着による膜中への不純物混入による
薄膜の特性の低下を招いていた。さらに、乙の問題は光
源２を反応槽１内に持ち込んでも、光源２の管球等の外
壁へ薄膜の堆積が生じ、本質的な解決にはならなかった
。

この発明は、上述の点にか／ｂがみてなされたもので、
薄膜の生成する反応槽内に管球等の隔壁を取り除くか、
隔壁に透孔を設けて励起光源を設け、反応槽内に１ｊｉ
ｊ起光が窓を構成ず乙部材を通ることなく、直接反応ガ
スに照射されるＪ：うにした直接励起気相析出法による
薄膜の製造装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

乙の発明に係る直接励起気相析出法による薄膜の製造装
置は、反応槽は該反応槽内に設けられた発光部分と気相
析出部分とから構成され、該発光部分と気相析出部分と
は気相で連続して接続され、該発光部分は発光ガス導入
手段と、基板にほぼ垂直に位置した複数の放電電極とを
設けた放電領域から少なくとも構成され、該気相析出部
分は反応ガス導入手段と基板支持手段とから少なくとも
構成される。

〔作用〕

この発明においては、励起光か面接反応ガスに照射され
、気相析出法により薄膜が形成される。

〔実施例〕

以下、この発明を図面に基づいて説明する。

第１図はこの発明の一実施例をなす励起光源にグロー放
電を用いた光気相析出法による薄膜の製造装置の概略を
示す図である。図中、１１は反応槽、１２ａ、１２ｂは
前記反応槽１１に設けられた排気管、１３．１４は前記
反応槽１１内に設けられた電極、１５は前記反応槽１１
内に設けられた基板支持手段兼加熱部、１７は前記加熱
部１５上に設けられた基板、１８は高周波電源、１９は
直流電源、２０は発光ガスを反応槽１１内に導く発光ガ
ス導入管、２１は反応ガスを反応槽１１内に導く反応ガ
ス導入管である。

この実施例では、電極１３，１４．発光ガス導入管２０
とて発光部分が形成され、加熱部１５と反応ガス導入管
２１近傍が気相析出部分となっており、この２領域間は
気相（減圧雰囲気も含めて）で連続している。

発光ガスは発光ガス導入管２０により反応槽１１内に導
かれる。電極１３および電極１４に高周波電源１８から
高周波高電圧を印加すると、電極１３と電極１４間にグ
ロー放電が発生する。このグロー放電により発光ガスか
ら光が発せられ、この発せられた光の内、反応ガス導入
管２１から導かれた反応ガスを励起させるのに必要なエ
ネルギー（Ｅ、）以上の光エネルギーを持った光により
、反応ガスは活性化される。そして必要に応して基板支
持手段兼加熱部１５によって加熱された基板１７の表面
に薄膜が生成されろ。発光ガス（よ電極１３および電極
１４の近くの排気管１２ａによって反応槽１１外に排気
され、反応ガスは基板支持手段兼加熱部１５の近くの排
気管１２ｂから反応槽１１外に排気されろ。電極１３お
土び電極１４の近くの排気管１２Ｚｌと基板支持手段兼
加熱部１５０近くの排気管１２ｂはそれぞれ排気速度の
異なる排気系に接続され差動排気される。

第２図は、第１図と同様励起光源にグロー放電を用いた
この発明の他の実施例をなす薄膜の製造装置を示す概略
図である。図中、第１図と同一符号を付した部分は同一
部分を示す。１６は荷電粒子が基板１７上の薄膜に与え
る損陽を防ぐためのンールド電極で、バイアス電源１９
′に接続されている、。

高周波電源１８から櫛歯状に交互設けられた電極１３と
電極１４との間に高周波高電圧を印加ずろと、電極１３
と電極１４との間にグロー放電が発生し、このグロー放
電により発光ガスから励起光が発せられ、この励起光に
より反応ガスが活性化され、基板１７の上に薄膜が形成
されるのは第１図に示す薄膜の製造装置と同様であるが
、電極１３，１４を多数としたことで、基板１７」二へ
照射されろ光が一様となり、大面積化も可能となる。　
第１図、第２図の実施例は、ともに電極１３．１４ば基
板１７にほぼ垂直に設けられており、電極１３．１４に
よって励起光が遮られないようこなっている。

第３図は励起光源としてアーク放電を用いたこの発明の
、さらに他の実施例をなす薄膜製造装置を示す概略図で
ある。図中、３１は反応槽、３２ａ、３２ｂはこの反応
槽３１に設けられた排気管、３３は前記反応槽３１内に
設けられた陰極電極、３４も同しく反応槽３１内に設け
られた陽極電極、３５は前記反応槽３１内に設けられた
基板支持手段兼加熱部、３６は電源、３７は前記加熱部
３５の」二に設けられた基板、３８は前記陰極電極３３
の表面に設けられた多結晶レリコッ板、３９は前記反応
槽３１内に発光ガスを導く発光ガス導入管、４０は同し
く反応槽３１内に反応ガスを導く反応ガス導入管である
。

陰極電極３３と陽極電極３４の間に直流の電源３６から
直流高電圧か印加されると、画電極３３゜３４間にアー
ク放電が発生し、反応ガス導入管４０から反応槽３１内
に導かれた反応ガスを励起させるのに必要なエネノ１ギ
−（Ｅ、）以上の光エネルギーを持った光によって活性
化され、必要に応して基板支持手段兼加熱部３５にて加
熱された基板３７の表面に薄膜が形成される。反応ガス
は排気管３２ｂから反応槽３１外に排気されろ。陰極電
極３３おＪ：び陽極電極３４の近くのＩＩＪＩ°気管３
２ａと基板支持手段兼加熱部３５の近くの排気管３２ｂ
はそれぞれ違った排気速度の排気系に接続され、差動排
気される。

陰極電極３３の表面の蒸発により、基板３７の表面に形
成されろ薄膜中に陰極電極３３を構成する物質が混入し
、薄膜特性の劣化を防ぐため、薄膜の構成元素などを陰
極電極３３の表面にライブノブすることが望ましいが、
ここては多結晶ンリコノ板３８を陰極電極３３の表面に
貼り合わせたものを示す。

上記のような構成にずろことにより、薄膜の生成に従い
反応槽３１の内壁にも薄膜が生成されるが、発光部分と
気相析出部分との間に密閉した隔壁を持たない構造のた
め気相で連続して励起光の光路は遮られず、また、発光
部分と気相析出部分を差動排気によって仕切るため発光
部分での膜の生成は抑えられ、薄膜の生成にともなう励
起光の強度の減少は抑えることが可能となる。

以」二が乙の発明の実施例であるが、次にその具体例に
ついて説明する。

第２図に示す励起光源にグロー放電を用いた実施例にお
いて、５ｉｌｔ、ガスから非晶質シリコノ膜の生成につ
いて説明ずろ。コー二、グ社製Ｎ００７０５９ガラ７、
（２０ｍｍＸ１．、Ｏｒｎｍ、厚み］、　ｒｎ　ｎｎ　
）を洗浄後、基板支持手段兼加熱部１５上に基板ホルダ
にセ・ソトした後、反応槽１１内を油回転ポツプとメカ
二カ／Ｌブースタにより絶対圧真空計（ＭＫＳバラトロ
ノ社製）て２０　ｍＴｏ　ｒ　ｒまてＪＪＩ気した後、
基板支持手段兼加熱部１５によって基板１７を２００℃
に加熱した。発光ガス導入管２０よりＨｅガス（４Ｎ）
を毎分２０　ＣＣの速度て反応槽１１内に供給し、２０
ｃｍφの？ｉ電極　３，１４付近の絶対圧力を２５０　
ｍ　ＴＯｒ　ｒとし、電極１３　。

１４間に１３　、５６　Ｍ　）ｌ　７．の高周波高電圧
を１００Ｗ重量してグロー放電を起こさせた。そして、
基板支持手段兼加熱部１５の中央の反応ガス導入ｖ２１
よりＳ　ｉ　Ｈ、ガスを毎分２０ＣＣの速度て反応槽１
１内に供給し、基板１７付近の絶対圧力を０．２Ｔｏｒ
ｒとして、光気相析出を８０分間行い、前記７０５９ガ
ラス上に膜厚２０００２の膜厚を形成した。

なお、発光ガスにはＳ　ｉ　Ｉ−１４ガスを励起させる
のに必要な１８５０λ以下の短波長成分の多いノ〕（］
０） のならば用いることができ、Ｈｅ、Ａ、ｒ、Ｋｒ。

Ｘｅなどの希ガスや、■４２等膜質に与える影響の少な
いガスが望ましい（０゜ｐＮ２等は副次的に酸化、窒化
反応を起こしてしまう）、。

以上の実施例では適用される膜は非晶質シリコン膜が実
例として開示されたが、ンリコノ窒化膜。

酸化膜、金属膜等各種薄膜に適用可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明に係る励起気相析出法に
よる薄膜の製造装置は、反応槽は該反応槽内に設けられ
た発光部分と気相析出部分とから構成され、該発光部分
と気相析出部分とは気相で連続して接続され、該発光部
分は発光ガス導入手段と、基板とほぼ垂直に位置した複
数の放電電極とを設けた放電領域から少なくとも構成さ
れ、該気相析出部分は反応ガス導入手段と基板支持手段
とから少なくとも構成されたので、膜の生成に従い反応
槽の内壁においても薄膜が生成されるが、窓を持たない
ため励起光の光路は遮られる乙とはなく、薄膜の生産性
の向上および薄膜の特性の向上に極めて優れた効果を有
する。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図はこの発明の光気相析出法によ
る薄膜の製造装置の実施例をそれぞれ示す概略構成図、
第４図は従来の光気相析出法による薄膜の製造装置の概
略構成図である。 図中、１１は反応槽、１２ａ、１２ｂは排気管、１３．
１’４ば電極、１５ば加熱部、１６はンールド電極、１
７は基板、１８は高周波電源、１９は直流電源、１９′
はバイアス電源、２０は発光ガス導入管、２１は反応ガ
ス導入管、３１は反応槽、３２ａ、３２ｂは排気管、３
３は陰極電極、３４は陽極電極、３５は加熱部、３６は
電源、３７１；を基板、３８は多結晶ンリコノ板、３９
は発光ガス導入管、４０は反応ガス導入管である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 反応槽内に反応ガスを導き、この反応ガスを励起光によ
   り活性化させ基板上に薄膜を形成する励起気相析出法に
   よる薄膜の製造装置において、前記反応槽は該反応槽内
   に設けられた発光部分と気相析出部分とから構成され、
   該発光部分と気相析出部分とは気相で連続して接続され
   、該発光部分は発光ガス導入手段と、前記基板とほぼ垂
   直に位置した複数の放電電極とを設けた放電領域から少
   なくとも構成され、該気相析出部分は反応ガス導入手段
   と基板支持手段とから少なくとも構成されたことを特徴
   とする直接励起気相析出法による薄膜の製造装置。