JPH0351294B2 - - Google Patents
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- JPH0351294B2 JPH0351294B2 JP6969587A JP6969587A JPH0351294B2 JP H0351294 B2 JPH0351294 B2 JP H0351294B2 JP 6969587 A JP6969587 A JP 6969587A JP 6969587 A JP6969587 A JP 6969587A JP H0351294 B2 JPH0351294 B2 JP H0351294B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、シリコンなどの半導体などの固体薄
膜を製造するための、いわゆる光CVD
（Chemical Vapor Deposition）による固体薄膜
の製造装置に関する。
膜を製造するための、いわゆる光CVD
（Chemical Vapor Deposition）による固体薄膜
の製造装置に関する。
従来技術
先行技術では、基板上にシリコンを気相成長さ
せるために、反応容器内にSiH4とO2とN2Oとの
混合ガスを供給している。反応容器に設けられた
光通過窓には、反応容器外に配置されている水銀
ランプなどのような光源からの光が導かれ、この
光は基板上に導かれる。
せるために、反応容器内にSiH4とO2とN2Oとの
混合ガスを供給している。反応容器に設けられた
光通過窓には、反応容器外に配置されている水銀
ランプなどのような光源からの光が導かれ、この
光は基板上に導かれる。
発明が解決しようとする問題点
このような先行技術では、ガスの分解および反
応効率をさらに速めることが望まれる。
応効率をさらに速めることが望まれる。
本発明の目的は、ガスの分解および反応効率を
速めることができるようにした光CVDによる固
体薄膜の製造装置を提供することである。
速めることができるようにした光CVDによる固
体薄膜の製造装置を提供することである。
問題点を解決するための手段
本発明は、反応容器１と、
反応容器１の上部に形成された窓に設けられ、
励起用光を通過する透光性の光通過窓部材２と、 反応容器１の外部から光通過窓部材２に短波長
光を導く光源２０と、 反応容器１内で光通過窓部材２からの光を照射
される位置に配置される基板４を加熱するヒータ
９と、 反応容器１内で、かつ光通過窓部材２とヒータ
９との間で、かつ光通過窓部材２からヒータ９上
の基板４への光経路の外周で、半径方向内方に向
けて基板４上に形成されるべき固体薄膜に含まれ
る原子を有する光CVD反応のための第１ガスを
噴射する第１ノズル６と、 反応容器１内で、かつ光通過窓部材２と第１ノ
ズル６との間で、かつ光通過窓部材２からヒータ
９上の基板４への光経路の外周で、半径方向内方
に向けて、光通過窓部材２に堆積しない第１ガス
以外の第２ガスを噴射する第２ノズル８と、 反応容器１の基板４に関して第１および第２ノ
ズル６，８とは反対側に接続される真空ポンプ
と、 反応容器１外の励起室１７で短波長光を発生す
る光源１８によつて第１段階の励起を行つて高エ
ネルギの励起状態の第２ガスとして第２ノズル８
に供給する手段とを含み、 反応容器１内の基板４の近傍で第２ガスの第２
段階の励起をし、こうして高エネルギの励起状態
のガスと第１ガスとの直接化学反応によつて光
CVDの反応のための第１ガスの分解および反応
効率を格段と速めることを特徴とする光CVDに
よる固体薄膜の製造装置である。
励起用光を通過する透光性の光通過窓部材２と、 反応容器１の外部から光通過窓部材２に短波長
光を導く光源２０と、 反応容器１内で光通過窓部材２からの光を照射
される位置に配置される基板４を加熱するヒータ
９と、 反応容器１内で、かつ光通過窓部材２とヒータ
９との間で、かつ光通過窓部材２からヒータ９上
の基板４への光経路の外周で、半径方向内方に向
けて基板４上に形成されるべき固体薄膜に含まれ
る原子を有する光CVD反応のための第１ガスを
噴射する第１ノズル６と、 反応容器１内で、かつ光通過窓部材２と第１ノ
ズル６との間で、かつ光通過窓部材２からヒータ
９上の基板４への光経路の外周で、半径方向内方
に向けて、光通過窓部材２に堆積しない第１ガス
以外の第２ガスを噴射する第２ノズル８と、 反応容器１の基板４に関して第１および第２ノ
ズル６，８とは反対側に接続される真空ポンプ
と、 反応容器１外の励起室１７で短波長光を発生す
る光源１８によつて第１段階の励起を行つて高エ
ネルギの励起状態の第２ガスとして第２ノズル８
に供給する手段とを含み、 反応容器１内の基板４の近傍で第２ガスの第２
段階の励起をし、こうして高エネルギの励起状態
のガスと第１ガスとの直接化学反応によつて光
CVDの反応のための第１ガスの分解および反応
効率を格段と速めることを特徴とする光CVDに
よる固体薄膜の製造装置である。
実施例
第１図は本発明の基礎となる構成を示す断面図
であり、第２図はその簡略化した平面図である。
反応容器１には、開口が形成され、この開口には
励起用光を通過するためのCaF2などから成る透
光性通過窓部材２が設けられ、この通過窓部材２
を介する光源としての重水素ランプ３からの短波
長光は、シリコンウエハである基板４上に達する
ことができる。反応容器１内では、光通過窓部材
２から離れた反応容器１内の位置で、かつ気相成
長すべき基板４の近傍に、反応のための第１ガス
が管路５からノズル６によつて供給される。この
反応ガスは、SiH4 10mol％と、それを希釈する
90mol％のN2とから成つてもよい。光通過窓部
材２近傍には、管路７から第２ガスとしてのO2
が導かれ、ノズル８から光通過窓部材２に向けて
噴射される。基板４はヒータ９によつて加熱され
る。反応容器１は、たとえば石英ガラス、ステン
レス鋼などから成つてもよい。管路５からの反応
ガスと管路７からのO2との流量比は、たとえば、
0.6：１〜１：１程度であつてもよい。
であり、第２図はその簡略化した平面図である。
反応容器１には、開口が形成され、この開口には
励起用光を通過するためのCaF2などから成る透
光性通過窓部材２が設けられ、この通過窓部材２
を介する光源としての重水素ランプ３からの短波
長光は、シリコンウエハである基板４上に達する
ことができる。反応容器１内では、光通過窓部材
２から離れた反応容器１内の位置で、かつ気相成
長すべき基板４の近傍に、反応のための第１ガス
が管路５からノズル６によつて供給される。この
反応ガスは、SiH4 10mol％と、それを希釈する
90mol％のN2とから成つてもよい。光通過窓部
材２近傍には、管路７から第２ガスとしてのO2
が導かれ、ノズル８から光通過窓部材２に向けて
噴射される。基板４はヒータ９によつて加熱され
る。反応容器１は、たとえば石英ガラス、ステン
レス鋼などから成つてもよい。管路５からの反応
ガスと管路７からのO2との流量比は、たとえば、
0.6：１〜１：１程度であつてもよい。
ノズル８は開口８ａに形成されており、この開
口８ａには管路７からO2が供給される。管路７
から開口８ａに供給される部分には整流体７ａが
設けられており、これによつて半径方向内方に向
けられたノズル８からは、ほぼ等しい流量でO2
が噴射される。もう１つのノズル６も同様にして
開口６ａに接続され、この開口６ａには前述のよ
うに管路５から反応ガスが供給される。
口８ａには管路７からO2が供給される。管路７
から開口８ａに供給される部分には整流体７ａが
設けられており、これによつて半径方向内方に向
けられたノズル８からは、ほぼ等しい流量でO2
が噴射される。もう１つのノズル６も同様にして
開口６ａに接続され、この開口６ａには前述のよ
うに管路５から反応ガスが供給される。
重水素ランプ３は200mmよりも短い短波長帯を
もつ紫外線の光を発生する。O2は、第３図に示
されるように、このような短波長帯、たとえば
135〜170mm付近において大きな吸収スペクトルを
有する。したがつて、重水素ランプ３を用いて
O2を効率よく励起させることができ、したがつ
て基板４上へのSiO2の気相成長を比較的低温度
で行なうことができるようになる。
もつ紫外線の光を発生する。O2は、第３図に示
されるように、このような短波長帯、たとえば
135〜170mm付近において大きな吸収スペクトルを
有する。したがつて、重水素ランプ３を用いて
O2を効率よく励起させることができ、したがつ
て基板４上へのSiO2の気相成長を比較的低温度
で行なうことができるようになる。
第４図は、本発明の一実施例の系統図である。
前述の実施例の対応する部分には同一の参照符
を付する。管路１６からは、O2が供給される。
この酸素O2は励起室１７において短波長光を発
生する重水素ランプ１８によつて、励起酸素O3
となる。この励起酸素O3は管路１９から管路７
を経て、反応容器１内のノズル８から反応室内に
供給される。管路５からは、ノズル６に反応ガス
が供給される。光通過窓部材２には、短波長光を
発生する光源、たとえば水銀ランプ、キセノンラ
ンプ、エキシマレーザ、水銀キセノンランプなど
の光源２０が設けられる。
を付する。管路１６からは、O2が供給される。
この酸素O2は励起室１７において短波長光を発
生する重水素ランプ１８によつて、励起酸素O3
となる。この励起酸素O3は管路１９から管路７
を経て、反応容器１内のノズル８から反応室内に
供給される。管路５からは、ノズル６に反応ガス
が供給される。光通過窓部材２には、短波長光を
発生する光源、たとえば水銀ランプ、キセノンラ
ンプ、エキシマレーザ、水銀キセノンランプなど
の光源２０が設けられる。
励起室１７では、酸素の吸収スペクトルが良好
な短波長光を発生する重水素ランプ１８によつて
励起酸素O3が作られる。この励起酸素O3は、そ
の寿命が長くしかも長波長発光の吸収スペクトル
を第５図のように有している。したがつて、反応
容器１内では、この励起酸素O3が長波長光の光
源２０によつて励起される。このようにして、効
率よくO2を励起して光CVDによつて、基板４上
に半導体薄膜を堆積することができる。
な短波長光を発生する重水素ランプ１８によつて
励起酸素O3が作られる。この励起酸素O3は、そ
の寿命が長くしかも長波長発光の吸収スペクトル
を第５図のように有している。したがつて、反応
容器１内では、この励起酸素O3が長波長光の光
源２０によつて励起される。このようにして、効
率よくO2を励起して光CVDによつて、基板４上
に半導体薄膜を堆積することができる。
第６図は、本発明の原理を示すエネルギ伝達図
である。この図を参照して光CVD反応において
反応のため第１ガスの光励起エネルギをＥ１とす
ると励起状態から再結合放射するエネルギＥ１を
もち、かつそのエネルギＥ１への励起に必要な別
のエネルギＥ２に対して大きな吸収係数を持つ第
２ガスを準備し、光CVDの第１ガスと励起エネ
ルギＥ１を持つ光源１１のほかに励起エネルギＥ
２を持つ光源１２と第２ガスを同時に介在させて
光CVDの第１ガスの分解効率を格段と早めるこ
とができるようになる。
である。この図を参照して光CVD反応において
反応のため第１ガスの光励起エネルギをＥ１とす
ると励起状態から再結合放射するエネルギＥ１を
もち、かつそのエネルギＥ１への励起に必要な別
のエネルギＥ２に対して大きな吸収係数を持つ第
２ガスを準備し、光CVDの第１ガスと励起エネ
ルギＥ１を持つ光源１１のほかに励起エネルギＥ
２を持つ光源１２と第２ガスを同時に介在させて
光CVDの第１ガスの分解効率を格段と早めるこ
とができるようになる。
第７図は、本発明の原理を説明するための他の
エネルギ伝達図である。この図を参照して、光
CVD反応において第２ガスが１３および１４な
どの複数の光源によつて二段階以上励起され、
O3 *などの高エネルギの励起用状態のガスを作
り、このO3 *は、O2ガスと科学活性の大きいO*
ラジカルに分解される。O*と第１ガスとの直接
科学反応によつて、光CVD反応のための第１ガ
スの分解および反応効率を格段と早めることがで
きる。
エネルギ伝達図である。この図を参照して、光
CVD反応において第２ガスが１３および１４な
どの複数の光源によつて二段階以上励起され、
O3 *などの高エネルギの励起用状態のガスを作
り、このO3 *は、O2ガスと科学活性の大きいO*
ラジカルに分解される。O*と第１ガスとの直接
科学反応によつて、光CVD反応のための第１ガ
スの分解および反応効率を格段と早めることがで
きる。
以上のように本発明によれば、光通過孔をくも
らせることなく、したがつて光源からの光量を減
衰させることなく、長期間にわたり効率よく安定
に半導体などの固体薄膜を気相成長することがで
きるようになる。
らせることなく、したがつて光源からの光量を減
衰させることなく、長期間にわたり効率よく安定
に半導体などの固体薄膜を気相成長することがで
きるようになる。
特に本発明では、反応容器１の励起室１７で短
波長光を発生する光源１８によつて、第１段階の
励起を行つて高エネルギの励起状態の第２ガスと
して、第２ノズルに供給し、反応容器１内の基板
４の近傍で第２段階の励起を行うようにしたの
で、第１ガスの分解および反応効率を格段と速め
ることが可能になる。この第２ガスは、前述の実
施例におけるように励起酸素O3であつてもよく、
その他のガス、たとえば第１ガスと反応せずかつ
光通過窓部材２に堆積しないその他の種類のガス
であつてもよい。
波長光を発生する光源１８によつて、第１段階の
励起を行つて高エネルギの励起状態の第２ガスと
して、第２ノズルに供給し、反応容器１内の基板
４の近傍で第２段階の励起を行うようにしたの
で、第１ガスの分解および反応効率を格段と速め
ることが可能になる。この第２ガスは、前述の実
施例におけるように励起酸素O3であつてもよく、
その他のガス、たとえば第１ガスと反応せずかつ
光通過窓部材２に堆積しないその他の種類のガス
であつてもよい。
第１図は本発明の基礎となる構成を示す断面
図、第２図は第１図に示された実施例の平面図の
簡略化した図、第３図はO2の吸収スペクトルを
示すグラフ、第４図は本発明の一実施例の断面
図、第５図はオゾンの吸収スペクトルを示すグラ
フ、第６図は本発明の原理を示すエネルギ伝達
図、第７図は本発明の他の原理の励起を示すエネ
ルギ伝達図である。 １……反応容器、２……光通過窓部材、３，１
８……重水素ランプ、４……基板、６，８……ノ
ズル、９……ヒータ、１７……励起室、２０……
短波長光源。
図、第２図は第１図に示された実施例の平面図の
簡略化した図、第３図はO2の吸収スペクトルを
示すグラフ、第４図は本発明の一実施例の断面
図、第５図はオゾンの吸収スペクトルを示すグラ
フ、第６図は本発明の原理を示すエネルギ伝達
図、第７図は本発明の他の原理の励起を示すエネ
ルギ伝達図である。 １……反応容器、２……光通過窓部材、３，１
８……重水素ランプ、４……基板、６，８……ノ
ズル、９……ヒータ、１７……励起室、２０……
短波長光源。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 反応容器１と、 反応容器１の上部に形成された窓に設けられ、
励起用光を通過する透光性の光通過窓部材２と、 反応容器１の外部から光通過窓部材２に短波長
光を導く光源２０と、 反応容器１内で光通過窓部材２からの光を照射
される位置に配置される基板４を加熱するヒータ
９と、 反応容器１内で、かつ光通過窓部材２とヒータ
９との間で、かつ光通過窓部材２からヒータ９上
の基板４への光経路の外周で、半径方向内方に向
けて基板４上に形成されるべき固体薄膜に含まれ
る原子を有する光CVD反応のための第１ガスを
噴射する第１ノズル６と、 反応容器１内で、かつ光通過窓部材２と第１ノ
ズル６との間で、かつ光通過窓部材２からヒータ
９上の基板４への光経路の外周で、半径方向内方
に向けて、光通過窓部材２に堆積しない第１ガス
以外の第２ガスを噴射する第２ノズル８と、 反応容器１の基板４に関して第１および第２ノ
ズル６，８とは反対側に接続される真空ポンプ
と、 反応容器１外の励起室１７で短波長光を発生す
る光源１８によつて第１段階の励起を行つて高エ
ネルギの励起状態の第２ガスとして第２ノズル８
に供給する手段とを含み、 反応容器１内の基板４の近傍で第２ガスの第２
段階の励起をし、こうして高エネルギの励起状態
のガスと第１ガスとの直接化学反応によつて光
CVDの反応のための第１ガスの分解および反応
効率を格段と速めることを特徴とする光CVDに
よる固体薄膜の製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6969587A JPS6366924A (ja) | 1987-03-23 | 1987-03-23 | 光ｃｖｄによる固体薄膜の製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6969587A JPS6366924A (ja) | 1987-03-23 | 1987-03-23 | 光ｃｖｄによる固体薄膜の製造装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15755483A Division JPS6050168A (ja) | 1983-08-29 | 1983-08-29 | 光ｃｖｄによる固体薄膜の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6366924A JPS6366924A (ja) | 1988-03-25 |
| JPH0351294B2 true JPH0351294B2 (ja) | 1991-08-06 |
Family
ID=13410259
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6969587A Granted JPS6366924A (ja) | 1987-03-23 | 1987-03-23 | 光ｃｖｄによる固体薄膜の製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6366924A (ja) |
-
1987
- 1987-03-23 JP JP6969587A patent/JPS6366924A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6366924A (ja) | 1988-03-25 |
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