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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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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