JPH0535224B2 - - Google Patents
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- JPH0535224B2 JPH0535224B2 JP62229328A JP22932887A JPH0535224B2 JP H0535224 B2 JPH0535224 B2 JP H0535224B2 JP 62229328 A JP62229328 A JP 62229328A JP 22932887 A JP22932887 A JP 22932887A JP H0535224 B2 JPH0535224 B2 JP H0535224B2
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Landscapes
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Description
本発明は、気相法により被膜を基板上に積層す
る方法に関する。
る方法に関する。
従来、珪素を主成分とする被膜特に珪素の被膜
を作製しようとした場合、気相法特に減圧気相法
が知られている。この減圧気相法は本発明人の発
明になるもので、特公昭51−1389号にすべて記さ
れている。しかしこの減圧気相法は多数の基板上
に大面積に均一な膜厚の被膜を作製しようとする
ものであつて、珪化物気体特にシランを0.1〜
10Torrの減圧状態で熱分解により基板上に形成
させようとするもので、被膜の形成に必要な温度
は600〜800℃の高温であつた。しかしこの高温処
理は基板が半導体シリコンまたは珪素の化合物で
ある酸化珪素、窒化珪素等の耐熱セラミツク材料
にあつては許容されるが、基板がエポキシ、ガラ
ス等の有機物または熱膨脹係数をある程度有して
いて大型のわれやすい基板（例えばガラス）また
はこの基板上に導電性被膜をコーテイングした基
板を用いる場合には、きわめて大きな欠点となつ
た。 グロー放電法は〜２cm角または〜３cm直径の基
板を0.01〜10Torr特に0.1〜10Torrに減圧した雰
囲気に浸し、珪化物気体特にシランをこの反応炉
に導入し且つその際基板の近傍が誘導炉によりグ
ロー放電させることにより珪化物気体を活性化さ
せ基板上に被膜化させるものである。 しかしこの場合被膜中に水素を多量に混入させ
る必要があるため、キヤリアガスは100％の水素
であり、またシランも100％または水素、窒素、
アルゴンガスにて希釈したボンベを用いる方法が
知られている。 また、グロー放電法による被膜の作製温度は室
温〜300℃の低温であるが、一枚のみの基板で且
つその上に形成された被膜もきわめて不均質な膜
厚を有する。 更に、基板上に被膜を積層する場合、１つの被
膜層の構成原子がとなりの被膜層の中に入り込ん
で、好ましくない不純物となることが多い。すな
わち、例えば、光電変換装置の作製の場合、Ｐ型
の層を作製するときにこの層にＮ型の不純物が入
り込んで、光電変換装置の性能を劣化させてしま
う。
を作製しようとした場合、気相法特に減圧気相法
が知られている。この減圧気相法は本発明人の発
明になるもので、特公昭51−1389号にすべて記さ
れている。しかしこの減圧気相法は多数の基板上
に大面積に均一な膜厚の被膜を作製しようとする
ものであつて、珪化物気体特にシランを0.1〜
10Torrの減圧状態で熱分解により基板上に形成
させようとするもので、被膜の形成に必要な温度
は600〜800℃の高温であつた。しかしこの高温処
理は基板が半導体シリコンまたは珪素の化合物で
ある酸化珪素、窒化珪素等の耐熱セラミツク材料
にあつては許容されるが、基板がエポキシ、ガラ
ス等の有機物または熱膨脹係数をある程度有して
いて大型のわれやすい基板（例えばガラス）また
はこの基板上に導電性被膜をコーテイングした基
板を用いる場合には、きわめて大きな欠点となつ
た。 グロー放電法は〜２cm角または〜３cm直径の基
板を0.01〜10Torr特に0.1〜10Torrに減圧した雰
囲気に浸し、珪化物気体特にシランをこの反応炉
に導入し且つその際基板の近傍が誘導炉によりグ
ロー放電させることにより珪化物気体を活性化さ
せ基板上に被膜化させるものである。 しかしこの場合被膜中に水素を多量に混入させ
る必要があるため、キヤリアガスは100％の水素
であり、またシランも100％または水素、窒素、
アルゴンガスにて希釈したボンベを用いる方法が
知られている。 また、グロー放電法による被膜の作製温度は室
温〜300℃の低温であるが、一枚のみの基板で且
つその上に形成された被膜もきわめて不均質な膜
厚を有する。 更に、基板上に被膜を積層する場合、１つの被
膜層の構成原子がとなりの被膜層の中に入り込ん
で、好ましくない不純物となることが多い。すな
わち、例えば、光電変換装置の作製の場合、Ｐ型
の層を作製するときにこの層にＮ型の不純物が入
り込んで、光電変換装置の性能を劣化させてしま
う。
本発明の被膜形成方法は、複数の反応室と、前
記反応室を接続するために反応室と反応室の間に
配置されたゲート弁と、基板を保持する保持手段
と、前記複数の反応室を通して大気にふれさせる
ことなく基板を移動させるために保持手段を駆動
する搬送手段と、前記反応室毎に反応性気体を導
入する手段と、前記反応室毎に気体を排気する手
段と、前記反応室内の基板を加熱する手段と、前
記反応性気体を分解、活性化する誘導エネルギー
を供給する手段とを有する被膜形成用装置を用
い、前記複数の反応室で、基板に対し、互いに異
なる材料または特性を有する被膜を形成する被膜
形成処理を、１つの反応室内では１種類の反応の
みを行わせるように、それぞれ各別に独立して行
なう工程と、各被膜形成処理の後に、各反応室に
残留する反応性気体及び気体状反応生成物を各別
に排気除去する工程と、該排気除去工程の後、ゲ
ート弁を開いて、一つの反応室にある基板及び保
持手段を他の一つの反応室に移動する工程と、被
膜形成処理時に反応性気体の導入前にゲート弁を
閉じて気体の相互混入が無いように反応室間を遮
断する工程とを有する。 又、本発明の被膜形成方法は、光電変換半導体
装置を作成するために、前記複数の反応室の内の
第１の反応室で、Ｘの値で定められたエネルギバ
ンド幅を有し、水素又は塩素を含有するSiXC1-X
（０＜Ｘ≦１）なる第１の半導体層を前記基板上
に形成する工程と、該第１の半導体層が形成され
た基板を第２の反応室に移動する工程と、第２の
反応室でＸの値で定められた前記第１の半導体層
と異なるエネルギバンド幅を有し、あるいは前記
第１の半導体層と異なる導電型を有し、水素又は
塩素を含有するSiXC1-X（０＜Ｘ≦１）なる第２の
半導体層を前記第１の半導体層上に形成する工程
を有する。 更に、反応性気体のキヤリアガスとしてヘリウ
ムまたはネオンを使用して被膜形成し、被膜形成
後にヘリウムまたはネオンと水素の混合気体で被
膜内の不対結合手を中和すること、また、被膜形
成中に前記基板を回転させることが好ましい。
記反応室を接続するために反応室と反応室の間に
配置されたゲート弁と、基板を保持する保持手段
と、前記複数の反応室を通して大気にふれさせる
ことなく基板を移動させるために保持手段を駆動
する搬送手段と、前記反応室毎に反応性気体を導
入する手段と、前記反応室毎に気体を排気する手
段と、前記反応室内の基板を加熱する手段と、前
記反応性気体を分解、活性化する誘導エネルギー
を供給する手段とを有する被膜形成用装置を用
い、前記複数の反応室で、基板に対し、互いに異
なる材料または特性を有する被膜を形成する被膜
形成処理を、１つの反応室内では１種類の反応の
みを行わせるように、それぞれ各別に独立して行
なう工程と、各被膜形成処理の後に、各反応室に
残留する反応性気体及び気体状反応生成物を各別
に排気除去する工程と、該排気除去工程の後、ゲ
ート弁を開いて、一つの反応室にある基板及び保
持手段を他の一つの反応室に移動する工程と、被
膜形成処理時に反応性気体の導入前にゲート弁を
閉じて気体の相互混入が無いように反応室間を遮
断する工程とを有する。 又、本発明の被膜形成方法は、光電変換半導体
装置を作成するために、前記複数の反応室の内の
第１の反応室で、Ｘの値で定められたエネルギバ
ンド幅を有し、水素又は塩素を含有するSiXC1-X
（０＜Ｘ≦１）なる第１の半導体層を前記基板上
に形成する工程と、該第１の半導体層が形成され
た基板を第２の反応室に移動する工程と、第２の
反応室でＸの値で定められた前記第１の半導体層
と異なるエネルギバンド幅を有し、あるいは前記
第１の半導体層と異なる導電型を有し、水素又は
塩素を含有するSiXC1-X（０＜Ｘ≦１）なる第２の
半導体層を前記第１の半導体層上に形成する工程
を有する。 更に、反応性気体のキヤリアガスとしてヘリウ
ムまたはネオンを使用して被膜形成し、被膜形成
後にヘリウムまたはネオンと水素の混合気体で被
膜内の不対結合手を中和すること、また、被膜形
成中に前記基板を回転させることが好ましい。
本発明は、被膜の積層形成に際し、各層に対す
る好ましくない不純物の混入を最少限に押さえつ
つ、多量生産が可能であり、且つ基板は10〜20cm
角の大面積に均質に被膜を形成されることを特徴
としている。 本発明では、反応性気体の化学的活性化または
反応を基板より離れた位置で行ない、且つその活
性状態の持続をこの反応性気体をヘリユームまた
はネオンでつつむことにより保持し且つこのヘリ
ユームまたはネオンが反応性気体の被形成面上で
均質に被膜化させる。
る好ましくない不純物の混入を最少限に押さえつ
つ、多量生産が可能であり、且つ基板は10〜20cm
角の大面積に均質に被膜を形成されることを特徴
としている。 本発明では、反応性気体の化学的活性化または
反応を基板より離れた位置で行ない、且つその活
性状態の持続をこの反応性気体をヘリユームまた
はネオンでつつむことにより保持し且つこのヘリ
ユームまたはネオンが反応性気体の被形成面上で
均質に被膜化させる。
以下に実施例を図面に従つて説明する。
実施例 １
基板は、絶縁体（アルミナ、ガラス、エポキ
シ、ポリイミド樹脂等の有機物）または複合基板
（絶縁基板上に酸化スズ、ITO等の透明導電膜等
が形成されたもの、絶縁基板上に選択的に導体電
極が形成されたもの、基板上にＰまたはＮ型の半
導体が単層または多層に形成されたもの）を用い
た。この基板は可曲性であつてもよい。本実施例
において基板の寸法は、厚さ200μｍで10cm角で
ある。 第１図はPN接合、PIN接合、PNPN接合、
PNPN……PN接合またはMIS構造のシヨツトキ
接合等の基板上の半導体に異種導電型または同種
導電型の半導体層を多層に、自動かつ連続的に形
成するための装置である。すなわち多数の大型の
基板３１，３１′を表裏に重ね合せ、対になつて
配列した基板に対し均一に被膜を形成するため
に、基板３１，３１′より離れた位置で反応性気
体を反応または活性化させ、かつこの反応または
活性状態の反応生成物または反応性気体をその状
態を持続させつつ基板の被形成面にヘリユームま
たはネオンのごとき電離電圧の高い（24.19eV、
21.59eV）キヤリアガスで搬送する。 この装置では、入口３０の側より基板上に基板
３１，３１′を挿着し、ゲート弁４４の開閉にて
容器４５に移動させる。本発明の実施例において
は、２つの基板３１，３１′の裏面を重ね合せた
構造にして反応生成物にとつて実効的な被形成面
を２倍に拡大して反応性気体の実質的な使用量を
１／２にした。 尚、基板は、保持手段であるボート（例えば石
英製）上に置かれて移動される。 この基板３１，３１′に対し、キヤリアガス４
０および反応性気体４１，４２をバルブ３８を開
閉して励起室３２に導入する。この励起室３２に
おいては１〜10GHz、例えば2.46GHzのマイクロ
波エネルギを出す高周波誘導エネルギ３３によ
り、反応性気体およびキヤリアガスを化学的に励
起、活性化または反応せしめ、その後ホモジナイ
ザ３４を経て容器４５に導入させる。この容器４
５内に装着された基板３１，３１′が、必要に応
じて毎分３〜30回転例えば６回／分で、第１図の
５０，５０′のごとき方向に回転し、反応性気体
の導入部（励起室）３２の側と排気部（真空ポン
プ）３６の側とでの被膜成長速度のバラツキを実
効的に除去して均一化をしている。これは形成さ
れる被膜の均一度を高めるためである。 さらにこの基板は１〜100MHz例えば13.6MHz
の高周波誘導エネルギ３５により反応、励起さ
れ、不要の反応生成物およびキヤリアガスは真空
ポンプ３６より排気される。この排気３７はその
後不純物および反応生成物の残余をフイルタ、ト
ラツプにより排除し、ヘリユーム等のキヤリアガ
スを鈍化装置にて純化し、再度キヤリアガス４０
として導入される閉ループで構成されている。こ
のことは排気３７′，３７″，３７
シ、ポリイミド樹脂等の有機物）または複合基板
（絶縁基板上に酸化スズ、ITO等の透明導電膜等
が形成されたもの、絶縁基板上に選択的に導体電
極が形成されたもの、基板上にＰまたはＮ型の半
導体が単層または多層に形成されたもの）を用い
た。この基板は可曲性であつてもよい。本実施例
において基板の寸法は、厚さ200μｍで10cm角で
ある。 第１図はPN接合、PIN接合、PNPN接合、
PNPN……PN接合またはMIS構造のシヨツトキ
接合等の基板上の半導体に異種導電型または同種
導電型の半導体層を多層に、自動かつ連続的に形
成するための装置である。すなわち多数の大型の
基板３１，３１′を表裏に重ね合せ、対になつて
配列した基板に対し均一に被膜を形成するため
に、基板３１，３１′より離れた位置で反応性気
体を反応または活性化させ、かつこの反応または
活性状態の反応生成物または反応性気体をその状
態を持続させつつ基板の被形成面にヘリユームま
たはネオンのごとき電離電圧の高い（24.19eV、
21.59eV）キヤリアガスで搬送する。 この装置では、入口３０の側より基板上に基板
３１，３１′を挿着し、ゲート弁４４の開閉にて
容器４５に移動させる。本発明の実施例において
は、２つの基板３１，３１′の裏面を重ね合せた
構造にして反応生成物にとつて実効的な被形成面
を２倍に拡大して反応性気体の実質的な使用量を
１／２にした。 尚、基板は、保持手段であるボート（例えば石
英製）上に置かれて移動される。 この基板３１，３１′に対し、キヤリアガス４
０および反応性気体４１，４２をバルブ３８を開
閉して励起室３２に導入する。この励起室３２に
おいては１〜10GHz、例えば2.46GHzのマイクロ
波エネルギを出す高周波誘導エネルギ３３によ
り、反応性気体およびキヤリアガスを化学的に励
起、活性化または反応せしめ、その後ホモジナイ
ザ３４を経て容器４５に導入させる。この容器４
５内に装着された基板３１，３１′が、必要に応
じて毎分３〜30回転例えば６回／分で、第１図の
５０，５０′のごとき方向に回転し、反応性気体
の導入部（励起室）３２の側と排気部（真空ポン
プ）３６の側とでの被膜成長速度のバラツキを実
効的に除去して均一化をしている。これは形成さ
れる被膜の均一度を高めるためである。 さらにこの基板は１〜100MHz例えば13.6MHz
の高周波誘導エネルギ３５により反応、励起さ
れ、不要の反応生成物およびキヤリアガスは真空
ポンプ３６より排気される。この排気３７はその
後不純物および反応生成物の残余をフイルタ、ト
ラツプにより排除し、ヘリユーム等のキヤリアガ
スを鈍化装置にて純化し、再度キヤリアガス４０
として導入される閉ループで構成されている。こ
のことは排気３７′，３７″，３７
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 複数の反応室と、前記反応室を接続するため
に反応室と反応室の間に配置されたゲート弁と、
基板を保持する保持手段と、前記複数の反応室を
通して大気にふれさせることなく基板を移動させ
るために保持手段を駆動する搬送手段と、前記反
応室毎に反応性気体を導入する手段と、前記反応
室毎に気体を排気する手段と、前記反応室内の基
板を加熱する手段と、前記反応性気体を分解、活
性化する誘導エネルギーを供給する手段とを有す
る被膜形成用装置を用い、前記複数の反応室で、
基板に対し、互いに異なる材料または特性を有す
る被膜を形成する被膜形成処理を、１つの反応室
内では１種類の反応のみを行わせるように、それ
ぞれ各別に独立して行なう工程と、各被膜形成処
理の後に、各反応室に残留する反応性気体及び気
体状反応生成物を各別に排気除去する工程と、該
排気除去工程の後、ゲート弁を開いて、一つの反
応室にある基板及び保持手段を他の一つの反応室
に移動する工程と、被膜形成処理時に反応性気体
の導入前にゲート弁を閉じて気体の相互混入が無
いように反応室間を遮断する工程とを有すること
を特徴とする被膜形成方法。 ２ 前記排気除去工程の後、ゲート弁を開くとき
に、隣接する反応室の圧力が同一になつているこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の被
膜形成方法。 ３ 光電変換半導体装置を作成するために、前記
複数の反応室の内の第１の反応室で、Ｘの値で定
められたエネルギバンド幅を有し、水素又は塩素
を含有するSiXC1-X（０＜Ｘ≦１）なる第１の半導
体層を前記基板上に形成する工程と、該第１の半
導体層が形成された基板を第２の反応室に移動す
る工程と、第２の反応室でＸの値で定められた前
記第１の半導体層と異なるエネルギバンド幅を有
し、あるいは前記第１の半導体層と異なる導電型
を有し、水素又は塩素を含有するSiXC1-X（０＜Ｘ
≦１）なる第２の半導体層を前記第１の半導体層
上に形成する工程を有することを特徴とする特許
請求の範囲第１項に記載の被膜形成方法。 ４ 反応用気体のキヤリアガスとしてヘリウムま
たはネオンを使用して被膜形成し、被膜形成後に
ヘリウムまたはネオンと水素の混合気体で被膜内
の不対結合手を中和することを特許請求の範囲第
２項に記載の被膜形成方法。 ５ 被膜形成中に前記基板を回転させることを特
徴とする特許請求の範囲第１項に記載の被膜形成
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22932887A JPS63171881A (ja) | 1987-09-12 | 1987-09-12 | 被膜形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22932887A JPS63171881A (ja) | 1987-09-12 | 1987-09-12 | 被膜形成方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57192055A Division JPS5895550A (ja) | 1982-11-01 | 1982-11-01 | 非単結晶半導体層形成用装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63171881A JPS63171881A (ja) | 1988-07-15 |
| JPH0535224B2 true JPH0535224B2 (ja) | 1993-05-26 |
Family
ID=16890428
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22932887A Granted JPS63171881A (ja) | 1987-09-12 | 1987-09-12 | 被膜形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63171881A (ja) |
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| JPS5713336Y2 (ja) * | 1977-04-26 | 1982-03-17 |
-
1987
- 1987-09-12 JP JP22932887A patent/JPS63171881A/ja active Granted
Patent Citations (13)
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63171881A (ja) | 1988-07-15 |
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