JPH0637705B2 - 直接励起気相析出法による薄膜の製造装置 - Google Patents
直接励起気相析出法による薄膜の製造装置Info
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- JPH0637705B2 JPH0637705B2 JP15487989A JP15487989A JPH0637705B2 JP H0637705 B2 JPH0637705 B2 JP H0637705B2 JP 15487989 A JP15487989 A JP 15487989A JP 15487989 A JP15487989 A JP 15487989A JP H0637705 B2 JPH0637705 B2 JP H0637705B2
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- reaction tank
- gas
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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。
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内に導かれる。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
ネルギー(Ea)以上のエネルギーをもった光によって
活性化され、必要に応じて加熱されたヒータ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。
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内に導かれる。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
ネルギー(Ea)以上のエネルギーをもった光によって
活性化され、必要に応じて加熱されたヒータ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。
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3の部材においても
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、エッチング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、この問題は光
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。
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3の部材においても
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、エッチング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、この問題は光
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、上述の点にかん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、反応槽内に励起光が
窓を構成する部材を通ることなく、直接反応ガスに照射
されるよ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。
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、反応槽内に励起光が
窓を構成する部材を通ることなく、直接反応ガスに照射
されるよ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。
こ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。
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。
この発明においては、励起光が直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。
れ、気相析出法により薄膜が形成される。
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。
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
とで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。
とで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(Ea)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。そして必要に応じて基板
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る。発光ガスは電極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外に排気される。電極13お
よび電極14の近くの排気管12aと基板支持手段兼加
熱部15の近くの排気管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。
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(Ea)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。そして必要に応じて基板
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る。発光ガスは電極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外に排気される。電極13お
よび電極14の近くの排気管12aと基板支持手段兼加
熱部15の近くの排気管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
る損傷を防ぐためのシールド電極で、バイアス電極1
9′に接続されている。
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
る損傷を防ぐためのシールド電極で、バイアス電極1
9′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すると、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上へ
照射される光が一様となり、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は基板
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になっている。
電極14との間に高周波高電圧を印加すると、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上へ
照射される光が一様となり、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は基板
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になっている。
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も同じく反応槽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の上に設けられた基板、38は前記陰極電極33
の表面に設けられた多結晶シリコン板、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は同じ
く反応槽31内に反応ガスを導く反応ガス導入管であ
る。
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も同じく反応槽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の上に設けられた基板、38は前記陰極電極33
の表面に設けられた多結晶シリコン板、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は同じ
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
の直流高電圧が印加されると、両電極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ルギ
ー(Ea)以上の光エネルギーを持った光によって活性
化され、必要に応じ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外に排気される。陰極電
極33および陽極電極34の近くの排気管32a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。
の直流高電圧が印加されると、両電極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ルギ
ー(Ea)以上の光エネルギーを持った光によって活性
化され、必要に応じ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外に排気される。陰極電
極33および陽極電極34の近くの排気管32a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
成される薄膜中に陰極電極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の表面にライデングすることが望ましい
が、ここでは多結晶シリコン板38陰極電極33の表面
に貼り合わせたものを示す。
成される薄膜中に陰極電極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の表面にライデングすることが望ましい
が、ここでは多結晶シリコン板38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することにより、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。
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。
以上がこ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。
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、SiH4ガスから非晶質シリコン膜の生成につい
て説明する。コーニング社製No.7059ガラス(20m
m×1.0mm、厚み1mm)を洗浄後、基板支持手段
兼加熱部15上に基板ホルダにセットした後、反応槽1
1内を油回転ポンプとメカニカルブースタにより絶対圧
真空計(MKSバラトロン社製)で20mTorrまで
排気した後、基板支持手段兼加熱部15によって基板1
7を200℃に加熱した。発光ガス導入管20よりHe
ガス(4N)を毎分20CCの速度で反応槽11内に供
給し、20cmφの電極13,14付近の絶対圧力を2
50mTorrとし、電極13,14間に13.56M
Hz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
反応ガス導入管21よりSiH4ガスを毎分20CCの
速度で反応槽11内に供給し、基板17付近の絶対圧力
を0.2Torrとして、光気相析出を80分間行い、
前記7059ガラス上に膜厚2000Åの膜圧を形成し
た。
いて、SiH4ガスから非晶質シリコン膜の生成につい
て説明する。コーニング社製No.7059ガラス(20m
m×1.0mm、厚み1mm)を洗浄後、基板支持手段
兼加熱部15上に基板ホルダにセットした後、反応槽1
1内を油回転ポンプとメカニカルブースタにより絶対圧
真空計(MKSバラトロン社製)で20mTorrまで
排気した後、基板支持手段兼加熱部15によって基板1
7を200℃に加熱した。発光ガス導入管20よりHe
ガス(4N)を毎分20CCの速度で反応槽11内に供
給し、20cmφの電極13,14付近の絶対圧力を2
50mTorrとし、電極13,14間に13.56M
Hz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
反応ガス導入管21よりSiH4ガスを毎分20CCの
速度で反応槽11内に供給し、基板17付近の絶対圧力
を0.2Torrとして、光気相析出を80分間行い、
前記7059ガラス上に膜厚2000Åの膜圧を形成し
た。
なお、発光ガスにはSiH4ガスを励起させるのに必要
な1850Å以下の短波長成分の多いものならば用いる
ことができ、He,Ar,Kr,Veなどの希ガスや、
H2通膜質に与える影響の少ないガス望ましい(O2,
N2等は副次的に酸化,窒化反応を起こしてしまう)。
な1850Å以下の短波長成分の多いものならば用いる
ことができ、He,Ar,Kr,Veなどの希ガスや、
H2通膜質に与える影響の少ないガス望ましい(O2,
N2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、シリコン窒化膜,酸化膜,金属
膜等各種薄膜に適用可能である。
例として開示されたが、シリコン窒化膜,酸化膜,金属
膜等各種薄膜に適用可能である。
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
励起光の光路は遮られることはなく、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。
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
励起光の光路は遮られることはなく、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。
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,
14は電極、15は加熱部、16はシールド電極、17
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、33
は陰極電極、34は陽極電極、35は加熱部、36は電
源、37は基板、38は多結晶シリコン板、39は発光
ガス導入管、40は反応ガス導入管である。
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,
14は電極、15は加熱部、16はシールド電極、17
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、33
は陰極電極、34は陽極電極、35は加熱部、36は電
源、37は基板、38は多結晶シリコン板、39は発光
ガス導入管、40は反応ガス導入管である。
Claims (1)
- 【請求項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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15487989A JPH0637705B2 (ja) | 1989-06-16 | 1989-06-16 | 直接励起気相析出法による薄膜の製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15487989A JPH0637705B2 (ja) | 1989-06-16 | 1989-06-16 | 直接励起気相析出法による薄膜の製造装置 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP326483A Division JPS59127833A (ja) | 1983-01-12 | 1983-01-12 | 励起気相析出法による薄膜の製造装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0238573A JPH0238573A (ja) | 1990-02-07 |
JPH0637705B2 true JPH0637705B2 (ja) | 1994-05-18 |
Family
ID=15593944
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15487989A Expired - Lifetime JPH0637705B2 (ja) | 1989-06-16 | 1989-06-16 | 直接励起気相析出法による薄膜の製造装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0637705B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5330606A (en) * | 1990-12-14 | 1994-07-19 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Plasma source for etching |
-
1989
- 1989-06-16 JP JP15487989A patent/JPH0637705B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0238573A (ja) | 1990-02-07 |
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