JPH07230960A - プラズマｃｖｄ装置 - Google Patents
プラズマｃｖｄ装置Info
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- JPH07230960A JPH07230960A JP6183265A JP18326594A JPH07230960A JP H07230960 A JPH07230960 A JP H07230960A JP 6183265 A JP6183265 A JP 6183265A JP 18326594 A JP18326594 A JP 18326594A JP H07230960 A JPH07230960 A JP H07230960A
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- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/4401—Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/50—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
- C23C16/505—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using radio frequency discharges
- C23C16/509—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using radio frequency discharges using internal electrodes
- C23C16/5096—Flat-bed apparatus
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/32715—Workpiece holder
- H01J37/32724—Temperature
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- Analytical Chemistry (AREA)
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- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 高品質なａ−Ｓｉ：Ｈ膜等の薄膜を高速度で
堆積でき、生産効率を著しく向上できるプラズマＣＶＤ
装置を提供する。 【目的】 基板保持電極１１と、この基板保持電極１１
に保持された基板２０に対向して平行に配置される高周
波印加電極１３を備える。基板保持電極１１と高周波印
加電極１３との間に導入される原料ガスをグロー放電に
よって分解して、加熱された基板２０上に薄膜を堆積す
る。帯状に形成され、高周波印加電極１３の周縁部に沿
って取り付けられて、この高周波印加電極１１の周縁部
を加熱する第１の電極加熱器１７を備える。底部１８ｂ
と、この底部１８ｂの周縁に沿って立設された側部１８
ａとで断面凹状に形成され、高周波印加電極１３を離間
して取り囲み、高周波印加電極１３の基板２０と反対側
の面および周縁部を加熱する第２の電極加熱器１８を備
える。
堆積でき、生産効率を著しく向上できるプラズマＣＶＤ
装置を提供する。 【目的】 基板保持電極１１と、この基板保持電極１１
に保持された基板２０に対向して平行に配置される高周
波印加電極１３を備える。基板保持電極１１と高周波印
加電極１３との間に導入される原料ガスをグロー放電に
よって分解して、加熱された基板２０上に薄膜を堆積す
る。帯状に形成され、高周波印加電極１３の周縁部に沿
って取り付けられて、この高周波印加電極１１の周縁部
を加熱する第１の電極加熱器１７を備える。底部１８ｂ
と、この底部１８ｂの周縁に沿って立設された側部１８
ａとで断面凹状に形成され、高周波印加電極１３を離間
して取り囲み、高周波印加電極１３の基板２０と反対側
の面および周縁部を加熱する第２の電極加熱器１８を備
える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、水素化非晶質シリコン
等の薄膜を基板上に堆積させるために使用されるプラズ
マＣＶＤ装置に関する。
等の薄膜を基板上に堆積させるために使用されるプラズ
マＣＶＤ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】シリコン原子と水素が結合した水素化非
晶質シリコン（以下、ａ−Ｓｉ：Ｈと記す）は、通常、
金属などの導電物、あるいは透明導電膜が積層されたガ
ラス板等の基板上に堆積されることによって、太陽電
池、感光ドラム、各種センサー、薄膜トランジスタ等に
使用されている。ａ−Ｓｉ：Ｈを基板上に堆積させる方
法としては、グロー放電を用いたプラズマＣＶＤ法、反
応性スパッタリング法等が採用されているが、特に、プ
ラズマＣＶＤによって堆積されたａ−Ｓｉ：Ｈの薄膜は
優れた膜特性を有していることから、ａ−Ｓｉ：Ｈ膜の
製造方法としてプラズマＣＶＤ法が幅広く採用されてい
る。
晶質シリコン（以下、ａ−Ｓｉ：Ｈと記す）は、通常、
金属などの導電物、あるいは透明導電膜が積層されたガ
ラス板等の基板上に堆積されることによって、太陽電
池、感光ドラム、各種センサー、薄膜トランジスタ等に
使用されている。ａ−Ｓｉ：Ｈを基板上に堆積させる方
法としては、グロー放電を用いたプラズマＣＶＤ法、反
応性スパッタリング法等が採用されているが、特に、プ
ラズマＣＶＤによって堆積されたａ−Ｓｉ：Ｈの薄膜は
優れた膜特性を有していることから、ａ−Ｓｉ：Ｈ膜の
製造方法としてプラズマＣＶＤ法が幅広く採用されてい
る。
【０００３】プラズマＣＶＤ法の実施に使用されるプラ
ズマＣＶＤ装置は、基板を保持する電極と、その電極に
平行に対向配置された高周波印加電極とを有しており、
両電極間に高周波電力が印加されてグロー放電が発生す
るようになっている。両電極間には原料ガスが導入され
ており、導入される原料ガスがグロー放電によって分解
されて、電極に保持された基板上にａ−Ｓｉ：Ｈ膜が堆
積される。
ズマＣＶＤ装置は、基板を保持する電極と、その電極に
平行に対向配置された高周波印加電極とを有しており、
両電極間に高周波電力が印加されてグロー放電が発生す
るようになっている。両電極間には原料ガスが導入され
ており、導入される原料ガスがグロー放電によって分解
されて、電極に保持された基板上にａ−Ｓｉ：Ｈ膜が堆
積される。
【０００４】このようなプラズマＣＶＤ装置では、通
常、製膜圧力が０．１〜０．３Ｔｏｒｒ、基板温度が２
００℃前後とした条件下において、製膜速度が０．５〜
２Å／秒程度になるように、ＲＦ（高周波）パワーを
０．０５Ｗ／ｃｍ２と低くしてａ−Ｓｉ：Ｈ膜が堆積さ
れている。このようにして製造されたａ−Ｓｉ：Ｈ膜
は、ドーピングされていない状態では、光学バンドギャ
ップが１．７ｅＶ程度、光導電率が１×１０-４Ｓ／ｃ
ｍ程度、暗導電率が１×１０-1０Ｓ／ｃｍ程度の良好な
特性値を示す。
常、製膜圧力が０．１〜０．３Ｔｏｒｒ、基板温度が２
００℃前後とした条件下において、製膜速度が０．５〜
２Å／秒程度になるように、ＲＦ（高周波）パワーを
０．０５Ｗ／ｃｍ２と低くしてａ−Ｓｉ：Ｈ膜が堆積さ
れている。このようにして製造されたａ−Ｓｉ：Ｈ膜
は、ドーピングされていない状態では、光学バンドギャ
ップが１．７ｅＶ程度、光導電率が１×１０-４Ｓ／ｃ
ｍ程度、暗導電率が１×１０-1０Ｓ／ｃｍ程度の良好な
特性値を示す。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】プラズマＣＶＤ装置に
よってａ−Ｓｉ：Ｈ膜を基板上に堆積する場合には、製
造されたａ−Ｓｉ：Ｈ膜の特性劣化が少ない１×１０
-５Ｓ／ｃｍ以上の光導電率が得られる条件下におい
て、可能な限り速い製膜速度にて製造することが実用上
好ましい。即ち、製膜速度が速いほど、ａ−Ｓｉ：Ｈ膜
の製造時間が短縮することができるために生産効率が向
上し、その結果、ａ−Ｓｉ：Ｈ膜の製造コストを低減す
ることが可能になる。このためには、製膜速度を２Å／
秒以上、好ましくは１０Å／秒以上とすることが望まし
い。
よってａ−Ｓｉ：Ｈ膜を基板上に堆積する場合には、製
造されたａ−Ｓｉ：Ｈ膜の特性劣化が少ない１×１０
-５Ｓ／ｃｍ以上の光導電率が得られる条件下におい
て、可能な限り速い製膜速度にて製造することが実用上
好ましい。即ち、製膜速度が速いほど、ａ−Ｓｉ：Ｈ膜
の製造時間が短縮することができるために生産効率が向
上し、その結果、ａ−Ｓｉ：Ｈ膜の製造コストを低減す
ることが可能になる。このためには、製膜速度を２Å／
秒以上、好ましくは１０Å／秒以上とすることが望まし
い。
【０００６】例えば、基板にａ−Ｓｉ：Ｈ膜を堆積して
製造されるｐ−ｉ−ｎ構造の太陽電池は、厚さが１００
〜３００Åのｐ層およびｎ層に対してｉ層が５０００Å
と厚いために、ｉ層の製膜速度をｐ層およびｎ層の製膜
速度を１０倍以上とすることが望ましい。
製造されるｐ−ｉ−ｎ構造の太陽電池は、厚さが１００
〜３００Åのｐ層およびｎ層に対してｉ層が５０００Å
と厚いために、ｉ層の製膜速度をｐ層およびｎ層の製膜
速度を１０倍以上とすることが望ましい。
【０００７】プラズマＣＶＤ装置によって製膜速度を速
くするためには、堆積室内の原料ガスの流量を高めると
ともに、高周波電源を高出力にする必要がある。しか
し、このように原料ガスを高流量にするとともに高周波
電源を高出力にすると、堆積室内の低温部分にてプラズ
マ中にポリシランのパウダーが発生し、高周波印加電極
の周縁部や、高周波印加電極の周囲の堆積室の側面およ
び底面に、発生したポリシランのパウダーが堆積すると
いう問題がある。堆積室内における低温部分およびその
近傍では、反応ガスの密度が相対的に高くなるため、原
料ガスが高流量になって高出力の高周波が印加される
と、反応ガス内に発生しているＳｉＨ２ラジカルがＳｉ
Ｈ４分子に重合される反応を起こし、この重合反応が連
鎖反応的に進む結果、パウダーが発生するためである。
発生したパウダーは低温部分およびその近傍である高周
波印加電極の周縁部や、高周波印加電極の周囲である堆
積室側面および底面に堆積する。
くするためには、堆積室内の原料ガスの流量を高めると
ともに、高周波電源を高出力にする必要がある。しか
し、このように原料ガスを高流量にするとともに高周波
電源を高出力にすると、堆積室内の低温部分にてプラズ
マ中にポリシランのパウダーが発生し、高周波印加電極
の周縁部や、高周波印加電極の周囲の堆積室の側面およ
び底面に、発生したポリシランのパウダーが堆積すると
いう問題がある。堆積室内における低温部分およびその
近傍では、反応ガスの密度が相対的に高くなるため、原
料ガスが高流量になって高出力の高周波が印加される
と、反応ガス内に発生しているＳｉＨ２ラジカルがＳｉ
Ｈ４分子に重合される反応を起こし、この重合反応が連
鎖反応的に進む結果、パウダーが発生するためである。
発生したパウダーは低温部分およびその近傍である高周
波印加電極の周縁部や、高周波印加電極の周囲である堆
積室側面および底面に堆積する。
【０００８】ポリシランパウダーが多量に堆積すれば、
ａ−Ｓｉ：Ｈ膜が均一に堆積されなくなるとともに、高
次のシランラジカルが膜成長に関与するために、得られ
るａ−Ｓｉ：Ｈ膜中のＳｉ−Ｈ２結合の割合が増加し、
光導電率の低下、欠陥密度の増加等を招来するため、目
的とする高品質な膜を得ることが困難となる。
ａ−Ｓｉ：Ｈ膜が均一に堆積されなくなるとともに、高
次のシランラジカルが膜成長に関与するために、得られ
るａ−Ｓｉ：Ｈ膜中のＳｉ−Ｈ２結合の割合が増加し、
光導電率の低下、欠陥密度の増加等を招来するため、目
的とする高品質な膜を得ることが困難となる。
【０００９】また、ポリシランのパウダーが排気系に吸
い込まれると、ポンプの排気能力の低下や故障の原因に
もなるため、堆積室内にパウダーが付着すると、そのパ
ウダーを清掃して除去しなければならない。パウダーを
除去するためには、製膜作業を中断して堆積室を常温に
まで戻し、さらに堆積室の内部を大気に開放しなければ
ならない。製膜作業を中断すると、製膜作業を再開する
際に、堆積室の加熱、堆積室内の真空化等を実施しなけ
ればならず、プラズマＣＶＤ装置の稼動率が著しく低下
して、製膜速度を高速化する効果が得られない。
い込まれると、ポンプの排気能力の低下や故障の原因に
もなるため、堆積室内にパウダーが付着すると、そのパ
ウダーを清掃して除去しなければならない。パウダーを
除去するためには、製膜作業を中断して堆積室を常温に
まで戻し、さらに堆積室の内部を大気に開放しなければ
ならない。製膜作業を中断すると、製膜作業を再開する
際に、堆積室の加熱、堆積室内の真空化等を実施しなけ
ればならず、プラズマＣＶＤ装置の稼動率が著しく低下
して、製膜速度を高速化する効果が得られない。
【００１０】このような理由によって、現状では、原料
ガスを低流量で、しかも、高周波電力を低出力として、
０．５〜２Å／秒の遅い製膜速度にてａ−Ｓｉ：Ｈ膜を
堆積している。
ガスを低流量で、しかも、高周波電力を低出力として、
０．５〜２Å／秒の遅い製膜速度にてａ−Ｓｉ：Ｈ膜を
堆積している。
【００１１】本発明はこのような問題を解決するもので
あり、その目的は、良好な特性を有するａ−Ｓｉ：Ｈ膜
等の薄膜を、高速度で堆積することができ、しかも、生
産効率が著しく向上するプラズマＣＶＤ装置を提供する
ことにある。
あり、その目的は、良好な特性を有するａ−Ｓｉ：Ｈ膜
等の薄膜を、高速度で堆積することができ、しかも、生
産効率が著しく向上するプラズマＣＶＤ装置を提供する
ことにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載のプラズマＣＶＤ装置は、基板を保
持する基板保持電極と、この基板保持電極に保持された
基板に対向して平行に配置される高周波印加電極と、こ
の高周波印加電極に高周波電力を印加する高周波電源
と、上記基板保持電極によって保持された基板を加熱す
る基板加熱器とを有し、上記基板保持電極と高周波印加
電極との間に導入される原料ガスを、両電極間に印加さ
れる高周波によって発生するグロー放電によって分解し
て、加熱された基板上に薄膜を堆積するプラズマＣＶＤ
装置であって、帯状に形成され、上記高周波印加電極の
周縁部に沿って取り付けられて、この高周波印加電極の
周縁部を加熱する第１の電極加熱器と、底部と、この底
部の周縁に沿って立設された側部とで断面凹状に形成さ
れ、上記高周波印加電極を離間して取り囲み、上記高周
波印加電極の上記基板と反対側の面および周縁部を加熱
する第２の金属製電極加熱器を備えたことを特徴として
いる。
め、請求項１に記載のプラズマＣＶＤ装置は、基板を保
持する基板保持電極と、この基板保持電極に保持された
基板に対向して平行に配置される高周波印加電極と、こ
の高周波印加電極に高周波電力を印加する高周波電源
と、上記基板保持電極によって保持された基板を加熱す
る基板加熱器とを有し、上記基板保持電極と高周波印加
電極との間に導入される原料ガスを、両電極間に印加さ
れる高周波によって発生するグロー放電によって分解し
て、加熱された基板上に薄膜を堆積するプラズマＣＶＤ
装置であって、帯状に形成され、上記高周波印加電極の
周縁部に沿って取り付けられて、この高周波印加電極の
周縁部を加熱する第１の電極加熱器と、底部と、この底
部の周縁に沿って立設された側部とで断面凹状に形成さ
れ、上記高周波印加電極を離間して取り囲み、上記高周
波印加電極の上記基板と反対側の面および周縁部を加熱
する第２の金属製電極加熱器を備えたことを特徴として
いる。
【００１３】また、請求項２に記載のプラズマＣＶＤ装
置は、請求項１に記載のプラズマＣＶＤ装置において、
上記高周波印加電極は、四隅に丸みを持つ略矩形の板状
に形成され、上記第２の金属製電極加熱器の底部は、上
記高周波印加電極の寸法よりも大きい寸法を持ち、四隅
に丸みを持つ略矩形の板状に形成されていることを特徴
としている。
置は、請求項１に記載のプラズマＣＶＤ装置において、
上記高周波印加電極は、四隅に丸みを持つ略矩形の板状
に形成され、上記第２の金属製電極加熱器の底部は、上
記高周波印加電極の寸法よりも大きい寸法を持ち、四隅
に丸みを持つ略矩形の板状に形成されていることを特徴
としている。
【００１４】また、請求項３に記載のプラズマＣＶＤ装
置は、請求項１に記載のプラズマＣＶＤ装置において、
上記高周波印加電極は円板状に形成され、上記第２の金
属製電極加熱器の底部は、上記高周波印加電極の寸法よ
りも大きい寸法を持つ円板状に形成されていることを特
徴としている。
置は、請求項１に記載のプラズマＣＶＤ装置において、
上記高周波印加電極は円板状に形成され、上記第２の金
属製電極加熱器の底部は、上記高周波印加電極の寸法よ
りも大きい寸法を持つ円板状に形成されていることを特
徴としている。
【００１５】また、請求項４に記載のプラズマＣＶＤ装
置は、請求項１乃至３のいずれか一つに記載のプラズマ
ＣＶＤ装置において、上記基板上には水素化非晶質シリ
コンの薄膜が堆積されることを特徴としている。
置は、請求項１乃至３のいずれか一つに記載のプラズマ
ＣＶＤ装置において、上記基板上には水素化非晶質シリ
コンの薄膜が堆積されることを特徴としている。
【００１６】また、請求項５に記載のプラズマＣＶＤ装
置は、請求項４に記載のプラズマＣＶＤ装置において、
上記第１の電極加熱器、第２の金属製電極加熱器による
加熱温度がそれぞれ１００℃以上であることを特徴とし
ている。
置は、請求項４に記載のプラズマＣＶＤ装置において、
上記第１の電極加熱器、第２の金属製電極加熱器による
加熱温度がそれぞれ１００℃以上であることを特徴とし
ている。
【００１７】
【作用】請求項１のプラズマＣＶＤ装置では、第１の電
極加熱器および第２の金属製電極加熱器の側部によっ
て、堆積室内における低温部分である高周波印加電極の
周縁部が、例えば１００℃以上に加熱され、その低温部
分およびその近傍におけるガス密度が低下される。これ
により、例えば、ａ−Ｓｉ：Ｈ膜を堆積する際に、堆積
室における低温部分で発生していたＳｉＨ２ラジカルと
ＳｉＨ４分子の重合反応が抑止されて、プラズマ内での
ポリシランパウダーの発生が抑制され。その結果、膜中
のＳｉ−Ｈ２結合の割合が低下して、光導電率が向上す
る。欠陥密度も減少し、高品質な膜が得られる。したが
って、原料ガスを高流量で供給するとともに高周波電力
を高出力に設定して、高速度で膜を堆積することが可能
となる。
極加熱器および第２の金属製電極加熱器の側部によっ
て、堆積室内における低温部分である高周波印加電極の
周縁部が、例えば１００℃以上に加熱され、その低温部
分およびその近傍におけるガス密度が低下される。これ
により、例えば、ａ−Ｓｉ：Ｈ膜を堆積する際に、堆積
室における低温部分で発生していたＳｉＨ２ラジカルと
ＳｉＨ４分子の重合反応が抑止されて、プラズマ内での
ポリシランパウダーの発生が抑制され。その結果、膜中
のＳｉ−Ｈ２結合の割合が低下して、光導電率が向上す
る。欠陥密度も減少し、高品質な膜が得られる。したが
って、原料ガスを高流量で供給するとともに高周波電力
を高出力に設定して、高速度で膜を堆積することが可能
となる。
【００１８】また、高周波印加電極の形状が、例えば四
角形である場合、四隅の部分に強い放電が生じやすく、
そのため、そこにポリシランパウダーが発生しやすい。
そこで、請求項２のプラズマＣＶＤ装置では、上記高周
波印加電極は、四隅に丸みを持つ略矩形の板状に形成さ
れている。これに応じて、第１の電極加熱器は、高周波
印加電極の形状に沿って四隅で湾曲する。また、第２の
金属製電極加熱器の底部は、上記高周波印加電極の寸法
よりも大きい寸法を持ち、四隅に丸みを持つ略矩形の板
状に形成されている。これに応じて、第２の金属製電極
加熱器の側部は、角に丸みを持つ角筒の形状となる。こ
のように、高周波印加電極等の形状を鋭角な角を持たな
いものとすることにより、高周波印加電極の四隅での放
電が抑えられ、四隅でパウダーが堆積しにくくなる。
角形である場合、四隅の部分に強い放電が生じやすく、
そのため、そこにポリシランパウダーが発生しやすい。
そこで、請求項２のプラズマＣＶＤ装置では、上記高周
波印加電極は、四隅に丸みを持つ略矩形の板状に形成さ
れている。これに応じて、第１の電極加熱器は、高周波
印加電極の形状に沿って四隅で湾曲する。また、第２の
金属製電極加熱器の底部は、上記高周波印加電極の寸法
よりも大きい寸法を持ち、四隅に丸みを持つ略矩形の板
状に形成されている。これに応じて、第２の金属製電極
加熱器の側部は、角に丸みを持つ角筒の形状となる。こ
のように、高周波印加電極等の形状を鋭角な角を持たな
いものとすることにより、高周波印加電極の四隅での放
電が抑えられ、四隅でパウダーが堆積しにくくなる。
【００１９】また、請求項３のプラズマＣＶＤ装置で
は、上記高周波印加電極は円板状に形成されている。こ
れに応じて、第１の電極加熱器は、高周波印加電極の形
状に沿って円形となる。また、第２の金属製電極加熱器
の底部は、上記高周波印加電極の寸法よりも大きい寸法
を持つ円板状に形成されている。これに応じて、第２の
金属製電極加熱器の側部は円筒形になる。このように、
高周波印加電極等の形状を円形とすることにより、さら
に高周波印加電極の四隅での放電が抑えられ、四隅でパ
ウダーが堆積しにくくなる。
は、上記高周波印加電極は円板状に形成されている。こ
れに応じて、第１の電極加熱器は、高周波印加電極の形
状に沿って円形となる。また、第２の金属製電極加熱器
の底部は、上記高周波印加電極の寸法よりも大きい寸法
を持つ円板状に形成されている。これに応じて、第２の
金属製電極加熱器の側部は円筒形になる。このように、
高周波印加電極等の形状を円形とすることにより、さら
に高周波印加電極の四隅での放電が抑えられ、四隅でパ
ウダーが堆積しにくくなる。
【００２０】また、請求項４に記載のプラズマＣＶＤ装
置では、上記基板上にはａ−Ｓｉ：Ｈの薄膜が堆積され
るので、良好な特性値を示すａ−Ｓｉ：Ｈ膜が得られ
る。
置では、上記基板上にはａ−Ｓｉ：Ｈの薄膜が堆積され
るので、良好な特性値を示すａ−Ｓｉ：Ｈ膜が得られ
る。
【００２１】また、請求項５に記載のプラズマＣＶＤ装
置は、請求項４に記載のプラズマＣＶＤ装置において、
上記第１の電極加熱器、第２の金属製電極加熱器による
加熱温度がそれぞれ１００℃以上であるので、高周波印
加電極の四隅でのポリシランパウダーの発生がより効果
的に抑制される。
置は、請求項４に記載のプラズマＣＶＤ装置において、
上記第１の電極加熱器、第２の金属製電極加熱器による
加熱温度がそれぞれ１００℃以上であるので、高周波印
加電極の四隅でのポリシランパウダーの発生がより効果
的に抑制される。
【００２２】
【実施例】以下、この発明のプラズマＣＶＤ装置を実施
例により詳細に説明する。
例により詳細に説明する。
【００２３】図１は本発明のプラズマＣＶＤ装置の一例
を示す側面概略図である。堆積室１０内には、例えばａ
−Ｓｉ：Ｈ膜が堆積される基板２０を保持する基板保持
電極１１が水平状態で配置されており、この基板保持電
極１１の下面に基板２０が保持されている。基板保持電
極１１の上方には、基板保持電極１１に保持された基板
２０を加熱する基板加熱器１２が水平状態で配置されて
いる。
を示す側面概略図である。堆積室１０内には、例えばａ
−Ｓｉ：Ｈ膜が堆積される基板２０を保持する基板保持
電極１１が水平状態で配置されており、この基板保持電
極１１の下面に基板２０が保持されている。基板保持電
極１１の上方には、基板保持電極１１に保持された基板
２０を加熱する基板加熱器１２が水平状態で配置されて
いる。
【００２４】基板保持電極１１の下方には、基板保持電
極１１に保持された基板２０に対向して、高周波電源１
４からの高周波電力が印加される高周波印加電極１３
が、基板保持電極１１とは平行になった水平状態で配置
されている。この高周波印加電極１３の下側には、原料
ガスを導入する原料ガス導入管１５が鉛直状態で配置さ
れており、この原料ガス導入管１５内に、例えば、Ｓｉ
Ｈ４および希釈ガスであるＨ２が導入される。高周波印
加電極１３には、原料ガス導入管１５から導入される原
料ガスを通過させる多数の小孔が設けられている。
極１１に保持された基板２０に対向して、高周波電源１
４からの高周波電力が印加される高周波印加電極１３
が、基板保持電極１１とは平行になった水平状態で配置
されている。この高周波印加電極１３の下側には、原料
ガスを導入する原料ガス導入管１５が鉛直状態で配置さ
れており、この原料ガス導入管１５内に、例えば、Ｓｉ
Ｈ４および希釈ガスであるＨ２が導入される。高周波印
加電極１３には、原料ガス導入管１５から導入される原
料ガスを通過させる多数の小孔が設けられている。
【００２５】堆積室１０底面には、複数の排気管１６が
連結されている。各排気管１５には図示しないロータリ
ーポンプ、メカニカルプースターポンプ、ターボ分子ポ
ンプ、調圧弁等によって構成された排気系が接続されて
おり、この排気系によって堆積室１０内が所望の圧力に
調整される。
連結されている。各排気管１５には図示しないロータリ
ーポンプ、メカニカルプースターポンプ、ターボ分子ポ
ンプ、調圧弁等によって構成された排気系が接続されて
おり、この排気系によって堆積室１０内が所望の圧力に
調整される。
【００２６】原料ガスは、図示しないマスフローコント
ローラーによって、所望の流量に調整されて、原料ガス
導入管１５から、高周波印加電極１３に設けらけた小孔
を通って堆積室１０内に導入される。堆積室１０内に導
入された原料ガスは、基板保持電極１１と高周波印加電
極１３との間に流入する。このような状態で、高周波電
源１４から印加される高周波によって両電極１１および
１３間でグロー放電され、そのグロー放電によって原料
ガスが分解されて基板２０上に堆積される。
ローラーによって、所望の流量に調整されて、原料ガス
導入管１５から、高周波印加電極１３に設けらけた小孔
を通って堆積室１０内に導入される。堆積室１０内に導
入された原料ガスは、基板保持電極１１と高周波印加電
極１３との間に流入する。このような状態で、高周波電
源１４から印加される高周波によって両電極１１および
１３間でグロー放電され、そのグロー放電によって原料
ガスが分解されて基板２０上に堆積される。
【００２７】図２は、堆積室１０の概略平断面図であ
る。高周波印加電極１３は、２０ｃｍ角のカソード板１
３ａを有しており、全体として矩形の板状に形成されて
いる。カソード板１３ａの周縁部上には、アースシール
ドにシースヒーターを取り付けた第１の電極加熱器１７
が設けられている。この電極加熱器１７は、帯状に形成
され、カソード板１３ａを周縁部に沿って全周にわたっ
て配置されている。
る。高周波印加電極１３は、２０ｃｍ角のカソード板１
３ａを有しており、全体として矩形の板状に形成されて
いる。カソード板１３ａの周縁部上には、アースシール
ドにシースヒーターを取り付けた第１の電極加熱器１７
が設けられている。この電極加熱器１７は、帯状に形成
され、カソード板１３ａを周縁部に沿って全周にわたっ
て配置されている。
【００２８】高周波印加電極１３の周囲には、金属板の
外部にシースヒーターを巻き付けて構成された第２の金
属製電極加熱器１８が配置されている。この電極加熱器
１８は、図１に示すように、底部をなす１枚の板体１８
ｂと、この板体１８ｂの周縁に沿って立設された側部を
なす４枚の板体１８ａとによって、上面が開放された中
空の直方体状に構成されている。この電極加熱器１８の
鉛直状態になった側部を構成する板体１８ａは、高周波
印加電極１３におけるカソード板１３ａの周縁から１〜
３ｃｍ程度離れて配置されている。これらの４枚の板体
１８ａの上端は、基板保持電極１１に対して５ｍｍ程度
の距離まで近接した状態になっている。
外部にシースヒーターを巻き付けて構成された第２の金
属製電極加熱器１８が配置されている。この電極加熱器
１８は、図１に示すように、底部をなす１枚の板体１８
ｂと、この板体１８ｂの周縁に沿って立設された側部を
なす４枚の板体１８ａとによって、上面が開放された中
空の直方体状に構成されている。この電極加熱器１８の
鉛直状態になった側部を構成する板体１８ａは、高周波
印加電極１３におけるカソード板１３ａの周縁から１〜
３ｃｍ程度離れて配置されている。これらの４枚の板体
１８ａの上端は、基板保持電極１１に対して５ｍｍ程度
の距離まで近接した状態になっている。
【００２９】電極加熱器１８の底部を構成する１枚の板
体１８ｂは、カソード板１３ａの下面から下方に１〜３
ｃｍ程度離れて水平状態で配置されている。この板体１
８ｂの中心部には、原料ガス導入管１５が若干の間隙
（１ｃｍ程度）をあけた状態で挿通しており、原料ガス
導入管１５の周囲の間隙が原料ガスの吸引口となってい
る。電極加熱器１８を構成する各板体１８ａ，１８ｂ
は、堆積室１１から取り外すことができるようになって
いる。
体１８ｂは、カソード板１３ａの下面から下方に１〜３
ｃｍ程度離れて水平状態で配置されている。この板体１
８ｂの中心部には、原料ガス導入管１５が若干の間隙
（１ｃｍ程度）をあけた状態で挿通しており、原料ガス
導入管１５の周囲の間隙が原料ガスの吸引口となってい
る。電極加熱器１８を構成する各板体１８ａ，１８ｂ
は、堆積室１１から取り外すことができるようになって
いる。
【００３０】電極加熱器１７および電極加熱器１８のそ
れぞれのシースヒーターは、オンオフ制御による温度調
整器によって、任意の温度に調整できるようになってお
り、ａ−Ｓｉ：Ｈ膜を製膜する場合には、１００℃以
上、好ましくは１５０℃以上、さらに好ましくは２００
℃以上の温度に設定される。
れぞれのシースヒーターは、オンオフ制御による温度調
整器によって、任意の温度に調整できるようになってお
り、ａ−Ｓｉ：Ｈ膜を製膜する場合には、１００℃以
上、好ましくは１５０℃以上、さらに好ましくは２００
℃以上の温度に設定される。
【００３１】このような構成のプラズマＣＶＤ装置によ
るａ−Ｓｉ：Ｈ膜の製造方法を説明する。
るａ−Ｓｉ：Ｈ膜の製造方法を説明する。
【００３２】堆積室１０内に、基板保持電極１１上に取
り付けられた基板２０を配置して、排気系の図示しない
ロータリーポンプ、メカニカルプースターポンプ、およ
び、ターボ分子ポンプにより、５×１０-６Ｔｏｒｒ程
度にまで高真空引きを行う。その後、原料ガスであるＳ
ｉＨ４と希釈ガスであるＨ２を、それぞれ１５０ｓｃｃ
ｍ、５０ｓｃｃｍの流量で、原料ガス導入管１５から堆
積室１０内に導入し、排気系の調圧弁によって堆積室１
０内の圧力を約０．３Ｔｏｒｒに調節する。次いで、
０．１５Ｗ／ｃｍ２の密度の高周波電力を高周波印加電
極１３に印加して、高周波印加電極１３と基板保持電極
１１との間にグロー放電を発生させる。
り付けられた基板２０を配置して、排気系の図示しない
ロータリーポンプ、メカニカルプースターポンプ、およ
び、ターボ分子ポンプにより、５×１０-６Ｔｏｒｒ程
度にまで高真空引きを行う。その後、原料ガスであるＳ
ｉＨ４と希釈ガスであるＨ２を、それぞれ１５０ｓｃｃ
ｍ、５０ｓｃｃｍの流量で、原料ガス導入管１５から堆
積室１０内に導入し、排気系の調圧弁によって堆積室１
０内の圧力を約０．３Ｔｏｒｒに調節する。次いで、
０．１５Ｗ／ｃｍ２の密度の高周波電力を高周波印加電
極１３に印加して、高周波印加電極１３と基板保持電極
１１との間にグロー放電を発生させる。
【００３３】このとき、基板保持電極１１に保持された
基板２０は、基板加熱器１２によって、２００℃に加熱
されている。また、高周波印加電極１３のカソード板１
３ａの周縁部は、電極加熱器１７によって、１００℃以
上（この例では１００℃）に加熱されている。さらに、
高周波印加電極１３の下面および周縁部が、電極加熱器
１８によって、１００℃以上（この例では１００℃）に
加熱されている。
基板２０は、基板加熱器１２によって、２００℃に加熱
されている。また、高周波印加電極１３のカソード板１
３ａの周縁部は、電極加熱器１７によって、１００℃以
上（この例では１００℃）に加熱されている。さらに、
高周波印加電極１３の下面および周縁部が、電極加熱器
１８によって、１００℃以上（この例では１００℃）に
加熱されている。
【００３４】原料ガス導入管１５から堆積室１１内に導
入されたＳｉＨ４およびＨ２の原料ガスは、基板保持電
極１１および高周波印加電極１３間に発生したグロー放
電によって分解され、基板２０上には、ａ−Ｓｉ：Ｈ膜
が製膜される。
入されたＳｉＨ４およびＨ２の原料ガスは、基板保持電
極１１および高周波印加電極１３間に発生したグロー放
電によって分解され、基板２０上には、ａ−Ｓｉ：Ｈ膜
が製膜される。
【００３５】図３は、このプラズマＣＶＤ装置にてａ−
Ｓｉ：Ｈ膜を製膜する際に、電極加熱器１７および電極
加熱器１８の温度を、オンオフ制御の温度調整器によっ
て変化させた場合に、堆積室１１内におけるポリシラン
パウダーの発生量の変化を示すグラフである。詳しく
は、図４(a)に示す高周波印加電極１３の四隅１３ｃで
のポリシランパウダーＷの発生量を示している。図３か
ら分かるように、室温〜１００℃付近までは、基板温度
の上昇に対してパウダーの発生量はほとんど変化しない
が、１００℃以上になると、基板温度が上昇するにつれ
て、パウダーの発生量が減少している。これは、堆積室
の低温部分におけるＳｉＨ２ラジカルとＳｉＨ４分子の
重合反応が、高温になるにつれて抑止されて、プラズマ
内でのポリシランのパウダー発生が抑制されていること
になる。従って、電極加熱器１７および電極加熱器１８
によって、高周波印加電極１３およびその周囲を、１０
０℃以上、好ましくは１５０℃以上、さらに好ましくは
２００℃以上に加熱することにより、ポリシランのパウ
ダーの発生を効果的に抑制することができる。
Ｓｉ：Ｈ膜を製膜する際に、電極加熱器１７および電極
加熱器１８の温度を、オンオフ制御の温度調整器によっ
て変化させた場合に、堆積室１１内におけるポリシラン
パウダーの発生量の変化を示すグラフである。詳しく
は、図４(a)に示す高周波印加電極１３の四隅１３ｃで
のポリシランパウダーＷの発生量を示している。図３か
ら分かるように、室温〜１００℃付近までは、基板温度
の上昇に対してパウダーの発生量はほとんど変化しない
が、１００℃以上になると、基板温度が上昇するにつれ
て、パウダーの発生量が減少している。これは、堆積室
の低温部分におけるＳｉＨ２ラジカルとＳｉＨ４分子の
重合反応が、高温になるにつれて抑止されて、プラズマ
内でのポリシランのパウダー発生が抑制されていること
になる。従って、電極加熱器１７および電極加熱器１８
によって、高周波印加電極１３およびその周囲を、１０
０℃以上、好ましくは１５０℃以上、さらに好ましくは
２００℃以上に加熱することにより、ポリシランのパウ
ダーの発生を効果的に抑制することができる。
【００３６】このプラズマＣＶＤ装置では、ａ−Ｓｉ：
Ｈ膜を、通常の製膜速度の１０〜２０倍である１０．３
Å／秒で堆積させることができた。また、本発明のプラ
ズマＣＶＤ装置によって得られたａ−Ｓｉ：Ｈ膜は、例
えば、光学バンドギャップが１．７５ｅＶ、光導電率が
４．６×１０-５Ｓ／ｃｍ、暗導電率が８．２×１０
-1１Ｓ／ｃｍ、膜中のＳｉ−Ｈ２結合の割合が４．１％
と良好な膜特性であった。
Ｈ膜を、通常の製膜速度の１０〜２０倍である１０．３
Å／秒で堆積させることができた。また、本発明のプラ
ズマＣＶＤ装置によって得られたａ−Ｓｉ：Ｈ膜は、例
えば、光学バンドギャップが１．７５ｅＶ、光導電率が
４．６×１０-５Ｓ／ｃｍ、暗導電率が８．２×１０
-1１Ｓ／ｃｍ、膜中のＳｉ−Ｈ２結合の割合が４．１％
と良好な膜特性であった。
【００３７】このプラズマＣＶＤ装置では、電極加熱器
１８が、取り外し可能な５枚の板体１８ａ，１８ｂによ
って構成されているために、各板体１８ａ，１８ｂ上に
ポリシランのパウダーが膜状に付着した場合にも、各板
体１８ａ，１８ｂを堆積室１０から取り出して清掃する
ことによって、パウダーを板体１８ａ，１８ｂから容易
に取り除くことができる。しかしながら、ポリシランの
パウダーの発生が、電極加熱器１７および電極加熱器１
８による加熱によって抑制された状態になっているの
で、パウダーを取り除く作業回数は著しく低減される。
従って、堆積室１１を開放する回数を従来のプラズマＣ
ＶＤ装置よりも著しく低減されて、稼動率が向上し、生
産性が著しく向上する。
１８が、取り外し可能な５枚の板体１８ａ，１８ｂによ
って構成されているために、各板体１８ａ，１８ｂ上に
ポリシランのパウダーが膜状に付着した場合にも、各板
体１８ａ，１８ｂを堆積室１０から取り出して清掃する
ことによって、パウダーを板体１８ａ，１８ｂから容易
に取り除くことができる。しかしながら、ポリシランの
パウダーの発生が、電極加熱器１７および電極加熱器１
８による加熱によって抑制された状態になっているの
で、パウダーを取り除く作業回数は著しく低減される。
従って、堆積室１１を開放する回数を従来のプラズマＣ
ＶＤ装置よりも著しく低減されて、稼動率が向上し、生
産性が著しく向上する。
【００３８】また、各板体１８ａにて覆われた電極加熱
器１８の内部の高周波印加電極１３の周囲は、底部に配
置された板体１８ｂの中心部を挿通する原料ガス導入管
１５の周囲の間隙によって所定の真空状態に均等に減圧
される。したがって、基板２０上に堆積されるａ−Ｓ
ｉ：Ｈ膜の膜厚の分布のばらつきを小さくすることがで
きる。
器１８の内部の高周波印加電極１３の周囲は、底部に配
置された板体１８ｂの中心部を挿通する原料ガス導入管
１５の周囲の間隙によって所定の真空状態に均等に減圧
される。したがって、基板２０上に堆積されるａ−Ｓ
ｉ：Ｈ膜の膜厚の分布のばらつきを小さくすることがで
きる。
【００３９】なお、上記プラズマＣＶＤ装置の電極加熱
器１７および電極加熱器１８の構成は一例にすぎず、１
００℃以上に加熱できる構造であれば、特に限定される
ものではない。電極加熱器１７は、高周波印加電極１３
から発生するプラズマに支障がない構造であればよい。
また、電極加熱器１８も、金属板にシースヒーターを配
置した板体１８ａ，１８ｂによって構成する必要はな
く、他の発熱方式のものでも良い。
器１７および電極加熱器１８の構成は一例にすぎず、１
００℃以上に加熱できる構造であれば、特に限定される
ものではない。電極加熱器１７は、高周波印加電極１３
から発生するプラズマに支障がない構造であればよい。
また、電極加熱器１８も、金属板にシースヒーターを配
置した板体１８ａ，１８ｂによって構成する必要はな
く、他の発熱方式のものでも良い。
【００４０】次に、上記プラズマＣＶＤ装置の変形例を
説明する。
説明する。
【００４１】図４(a)に示したように、ポリシランパウ
ダーは、高周波印加電極１３の中央部に比して、強い放
電が生じやすい四隅１３ｃの部分に発生しやすい。そこ
で、四隅での放電を抑えるために、図５に示すように、
このプラズマＣＶＤ装置は、堆積室１０内に、四隅２３
ｃに丸みを持つ略矩形の板状に形成された高周波印加電
極２３を備えている。これに応じて、第１の電極加熱器
２７は、高周波印加電極２３の形状に沿って四隅２７ｃ
で湾曲している。また、第２の電極加熱器２８の底部２
８ｂは、高周波印加電極２３の寸法よりも大きい寸法を
持ち、四隅２８ｃに丸みを持つ略矩形の板状に形成され
ている。これに応じて、第２の電極加熱器２８の側部２
８ａは、角に丸みを持つ角筒の形状となっている。他の
構成部分は図１および図２に示したものと同一である。
ダーは、高周波印加電極１３の中央部に比して、強い放
電が生じやすい四隅１３ｃの部分に発生しやすい。そこ
で、四隅での放電を抑えるために、図５に示すように、
このプラズマＣＶＤ装置は、堆積室１０内に、四隅２３
ｃに丸みを持つ略矩形の板状に形成された高周波印加電
極２３を備えている。これに応じて、第１の電極加熱器
２７は、高周波印加電極２３の形状に沿って四隅２７ｃ
で湾曲している。また、第２の電極加熱器２８の底部２
８ｂは、高周波印加電極２３の寸法よりも大きい寸法を
持ち、四隅２８ｃに丸みを持つ略矩形の板状に形成され
ている。これに応じて、第２の電極加熱器２８の側部２
８ａは、角に丸みを持つ角筒の形状となっている。他の
構成部分は図１および図２に示したものと同一である。
【００４２】図１と同一の符号を用いて動作を説明す
る。堆積室１０内に、基板保持電極１１上に取り付けら
れた基板２０を配置して、排気系の図示しないロータリ
ーポンプ、メカニカルプースターポンプ、および、ター
ボ分子ポンプにより、５×１０-６Ｔｏｒｒ程度にまで
高真空引きを行う。その後、原料ガスであるＳｉＨ４と
希釈ガスであるＨ２を、それぞれ１５０ｓｃｃｍ、５０
ｓｃｃｍの流量で、原料ガス導入管１５から堆積室１０
内に導入し、排気系の調圧弁によって堆積室１０内の圧
力を約０．３Ｔｏｒｒに調節する。次いで、０．１５Ｗ
／ｃｍ２の密度の高周波電力を高周波印加電極２３に印
加して、高周波印加電極２３と基板保持電極１１との間
にグロー放電を発生させる。
る。堆積室１０内に、基板保持電極１１上に取り付けら
れた基板２０を配置して、排気系の図示しないロータリ
ーポンプ、メカニカルプースターポンプ、および、ター
ボ分子ポンプにより、５×１０-６Ｔｏｒｒ程度にまで
高真空引きを行う。その後、原料ガスであるＳｉＨ４と
希釈ガスであるＨ２を、それぞれ１５０ｓｃｃｍ、５０
ｓｃｃｍの流量で、原料ガス導入管１５から堆積室１０
内に導入し、排気系の調圧弁によって堆積室１０内の圧
力を約０．３Ｔｏｒｒに調節する。次いで、０．１５Ｗ
／ｃｍ２の密度の高周波電力を高周波印加電極２３に印
加して、高周波印加電極２３と基板保持電極１１との間
にグロー放電を発生させる。
【００４３】このとき、基板保持電極１１に保持された
基板２０は、基板加熱器１２によって、２００℃に加熱
されている。また、高周波印加電極２３のカソード板２
３ａの周縁部は、電極加熱器２７によって、１００℃以
上（この例では１００℃）に加熱されている。さらに、
高周波印加電極２３の下面および周縁部が、電極加熱器
２８によって、１００℃以上（この例では１００℃）に
加熱されている。
基板２０は、基板加熱器１２によって、２００℃に加熱
されている。また、高周波印加電極２３のカソード板２
３ａの周縁部は、電極加熱器２７によって、１００℃以
上（この例では１００℃）に加熱されている。さらに、
高周波印加電極２３の下面および周縁部が、電極加熱器
２８によって、１００℃以上（この例では１００℃）に
加熱されている。
【００４４】原料ガス導入管１５から堆積室１０内に導
入されたＳｉＨ４およびＨ２の原料ガスは、基板保持電
極１１および高周波印加電極２３間に発生したグロー放
電によって分解され、基板２０上には、ａ−Ｓｉ：Ｈ膜
が製膜される。
入されたＳｉＨ４およびＨ２の原料ガスは、基板保持電
極１１および高周波印加電極２３間に発生したグロー放
電によって分解され、基板２０上には、ａ−Ｓｉ：Ｈ膜
が製膜される。
【００４５】このプラズマＣＶＤ装置では、高周波印加
電極２３等の形状を鋭角な角を持たないものとしている
ので、高周波印加電極２３の四隅２３ｃでの放電が抑え
られる。したがって、図４(b)に示すように、高周波印
加電極２３の四隅２３ｃでポリシランパウダーＷの発生
量を低減することができる。
電極２３等の形状を鋭角な角を持たないものとしている
ので、高周波印加電極２３の四隅２３ｃでの放電が抑え
られる。したがって、図４(b)に示すように、高周波印
加電極２３の四隅２３ｃでポリシランパウダーＷの発生
量を低減することができる。
【００４６】また、このプラズマＣＶＤ装置では、ａ−
Ｓｉ：Ｈ膜を、通常の製膜速度の１０〜２０倍である１
１．５Å／秒で堆積させることができた。また、本発明
のプラズマＣＶＤ装置によって得られたａ−Ｓｉ：Ｈ膜
は、例えば、光学バンドキャップが１．７３ｅＶ、光導
電率が４．９×１０-５Ｓ／ｃｍ、暗導電率８．１×１
０-1１Ｓ／ｃｍ、膜中のＳｉ−Ｈ２結合の割合が２．４
％と良好な膜特性であった。
Ｓｉ：Ｈ膜を、通常の製膜速度の１０〜２０倍である１
１．５Å／秒で堆積させることができた。また、本発明
のプラズマＣＶＤ装置によって得られたａ−Ｓｉ：Ｈ膜
は、例えば、光学バンドキャップが１．７３ｅＶ、光導
電率が４．９×１０-５Ｓ／ｃｍ、暗導電率８．１×１
０-1１Ｓ／ｃｍ、膜中のＳｉ−Ｈ２結合の割合が２．４
％と良好な膜特性であった。
【００４７】次に、上記プラズマＣＶＤ装置のさらなる
変形例を説明する。
変形例を説明する。
【００４８】図６に示すように、このプラズマＣＶＤ装
置は、円板状に形成された高周波印加電極３３を備えて
いる。これに応じて、第１の電極加熱器３７は、高周波
印加電極３３の形状に沿って円形となっている。また、
第２の電極加熱器３８の底部３８ｂは、上記高周波印加
電極３３の寸法よりも大きい寸法を持つ円板状に形成さ
れている。これに応じて、第２の電極加熱器３８の側部
３８ａは円筒形になっている。他の構成部分は図１およ
び図２に示したものと同一である。
置は、円板状に形成された高周波印加電極３３を備えて
いる。これに応じて、第１の電極加熱器３７は、高周波
印加電極３３の形状に沿って円形となっている。また、
第２の電極加熱器３８の底部３８ｂは、上記高周波印加
電極３３の寸法よりも大きい寸法を持つ円板状に形成さ
れている。これに応じて、第２の電極加熱器３８の側部
３８ａは円筒形になっている。他の構成部分は図１およ
び図２に示したものと同一である。
【００４９】図１と同一の符号を用いて動作を説明す
る。堆積室１０内に、基板保持電極１１上に取り付けら
れた基板２０を配置して、排気系の図示しないロータリ
ーポンプ、メカニカルプースターポンプ、および、ター
ボ分子ポンプにより、５×１０-６Ｔｏｒｒ程度にまで
高真空引きを行う。その後、原料ガスであるＳｉＨ４と
希釈ガスであるＨ２を、それぞれ１５０ｓｃｃｍ、５０
ｓｃｃｍの流量で、原料ガス導入管１５から堆積室１０
内に導入し、排気系の調圧弁によって堆積室１０内の圧
力を約０．３Ｔｏｒｒに調節する。次いで、０．１５Ｗ
／ｃｍ２の密度の高周波電力を高周波印加電極３３に印
加して、高周波印加電極３３と基板保持電極１１との間
にグロー放電を発生させる。
る。堆積室１０内に、基板保持電極１１上に取り付けら
れた基板２０を配置して、排気系の図示しないロータリ
ーポンプ、メカニカルプースターポンプ、および、ター
ボ分子ポンプにより、５×１０-６Ｔｏｒｒ程度にまで
高真空引きを行う。その後、原料ガスであるＳｉＨ４と
希釈ガスであるＨ２を、それぞれ１５０ｓｃｃｍ、５０
ｓｃｃｍの流量で、原料ガス導入管１５から堆積室１０
内に導入し、排気系の調圧弁によって堆積室１０内の圧
力を約０．３Ｔｏｒｒに調節する。次いで、０．１５Ｗ
／ｃｍ２の密度の高周波電力を高周波印加電極３３に印
加して、高周波印加電極３３と基板保持電極１１との間
にグロー放電を発生させる。
【００５０】このとき、基板保持電極１１に保持された
基板２０は、基板加熱器１２によって、２００℃に加熱
されいる。また、高周波印加電極３３のカソード板３３
ａの周縁部は、電極加熱器３７によって、１００℃以上
（この例では１００℃）に加熱されている。さらに、高
周波印加電極３３の下面および周縁部が、電極加熱器３
８によって、１００℃以上（この例では１００℃）に加
熱されている。
基板２０は、基板加熱器１２によって、２００℃に加熱
されいる。また、高周波印加電極３３のカソード板３３
ａの周縁部は、電極加熱器３７によって、１００℃以上
（この例では１００℃）に加熱されている。さらに、高
周波印加電極３３の下面および周縁部が、電極加熱器３
８によって、１００℃以上（この例では１００℃）に加
熱されている。
【００５１】原料ガス導入管１５から堆積室１０内に導
入されたＳｉＨ４およびＨ２の原料ガスは、基板保持電
極１１および高周波印加電極３３間に発生したグロー放
電によって分解され、基板２０上には、ａ−Ｓｉ：Ｈ膜
が製膜される。
入されたＳｉＨ４およびＨ２の原料ガスは、基板保持電
極１１および高周波印加電極３３間に発生したグロー放
電によって分解され、基板２０上には、ａ−Ｓｉ：Ｈ膜
が製膜される。
【００５２】このプラズマＣＶＤ装置では、高周波印加
電極３３等の形状を円形としているので、高周波印加電
極３３上でプラズマが均一に発生し、四隅３３ｃでの放
電が抑えられる。したがって、図４(c)に示すように、
高周波印加電極３３の四隅３３ｃでポリシランパウダー
の発生を略完全に抑えることができる。このプラズマＣ
ＶＤ装置においてパルス放電を組み合わせて行えば、パ
ウダー発生をさらに効果的に抑えることができる。
電極３３等の形状を円形としているので、高周波印加電
極３３上でプラズマが均一に発生し、四隅３３ｃでの放
電が抑えられる。したがって、図４(c)に示すように、
高周波印加電極３３の四隅３３ｃでポリシランパウダー
の発生を略完全に抑えることができる。このプラズマＣ
ＶＤ装置においてパルス放電を組み合わせて行えば、パ
ウダー発生をさらに効果的に抑えることができる。
【００５３】また、このプラズマＣＶＤ装置では、ａ−
Ｓｉ：Ｈ膜を、通常の製膜速度の１０〜２０倍である１
２．４Å／秒で堆積させることができた。また、本発明
のプラズマＣＶＤ装置によって得られたａ−Ｓｉ：Ｈ膜
は、例えば、光学バンドキャップが１．７２ｅＶ、光導
電率が５．１×１０-５Ｓ／ｃｍ、暗導電率が７．６×
１０-1１Ｓ／ｃｍ、膜中のＳｉ−Ｈ２結合の割合が１．
１％と良好な膜特性であった。
Ｓｉ：Ｈ膜を、通常の製膜速度の１０〜２０倍である１
２．４Å／秒で堆積させることができた。また、本発明
のプラズマＣＶＤ装置によって得られたａ−Ｓｉ：Ｈ膜
は、例えば、光学バンドキャップが１．７２ｅＶ、光導
電率が５．１×１０-５Ｓ／ｃｍ、暗導電率が７．６×
１０-1１Ｓ／ｃｍ、膜中のＳｉ−Ｈ２結合の割合が１．
１％と良好な膜特性であった。
【００５４】
【発明の効果】以上より明らかなように、請求項１のプ
ラズマＣＶＤ装置では、第１の電極加熱器および第２の
金属製電極加熱器の側部によって、堆積室内における低
温部分である高周波印加電極の周縁部が、例えば１００
℃以上に加熱されるので、高周波印加電極の周縁部での
パウダーの発生が抑制される。したがって、膜中のＳｉ
−Ｈ２結合の割合を低下させて、光導電率を向上させる
ことができる。また、欠陥密度も減少でき、高品質な膜
を得ることができる。したがって、原料ガスを高流量で
供給するとともに高周波電力を高出力に設定して、高速
度で膜を堆積することができ、製品の生産効率を著しく
向上させることができる。
ラズマＣＶＤ装置では、第１の電極加熱器および第２の
金属製電極加熱器の側部によって、堆積室内における低
温部分である高周波印加電極の周縁部が、例えば１００
℃以上に加熱されるので、高周波印加電極の周縁部での
パウダーの発生が抑制される。したがって、膜中のＳｉ
−Ｈ２結合の割合を低下させて、光導電率を向上させる
ことができる。また、欠陥密度も減少でき、高品質な膜
を得ることができる。したがって、原料ガスを高流量で
供給するとともに高周波電力を高出力に設定して、高速
度で膜を堆積することができ、製品の生産効率を著しく
向上させることができる。
【００５５】また、請求項２のプラズマＣＶＤ装置で
は、高周波印加電極等の形状を鋭角な角を持たないもの
としているので、高周波印加電極の四隅での放電を抑え
て、四隅でのパウダー発生を抑制することができる。
は、高周波印加電極等の形状を鋭角な角を持たないもの
としているので、高周波印加電極の四隅での放電を抑え
て、四隅でのパウダー発生を抑制することができる。
【００５６】また、請求項３のプラズマＣＶＤ装置で
は、高周波印加電極等の形状を円形としているので、さ
らに高周波印加電極の四隅での放電を抑えて、四隅での
パウダー発生を抑制することができる。
は、高周波印加電極等の形状を円形としているので、さ
らに高周波印加電極の四隅での放電を抑えて、四隅での
パウダー発生を抑制することができる。
【００５７】また、請求項４に記載のプラズマＣＶＤ装
置では、上記基板上にはａ−Ｓｉ：Ｈの薄膜が堆積され
るので、良好な特性値を示すａ−Ｓｉ：Ｈ膜を得ること
ができる。
置では、上記基板上にはａ−Ｓｉ：Ｈの薄膜が堆積され
るので、良好な特性値を示すａ−Ｓｉ：Ｈ膜を得ること
ができる。
【００５８】また、請求項５に記載のプラズマＣＶＤ装
置は、上記第１の電極加熱器、第２の金属製電極加熱器
による加熱温度がそれぞれ１００℃以上であるので、高
周波印加電極の四隅でのポリシランパウダーの発生がよ
り効果的に抑制される。
置は、上記第１の電極加熱器、第２の金属製電極加熱器
による加熱温度がそれぞれ１００℃以上であるので、高
周波印加電極の四隅でのポリシランパウダーの発生がよ
り効果的に抑制される。
【図１】 この発明の一実施例のプラズマＣＶＤ装置の
構造を示す鉛直断面図である。
構造を示す鉛直断面図である。
【図２】 上記プラズマＣＶＤ装置の堆積室の水平断面
図である。
図である。
【図３】 上記プラズマＣＶＤ装置にてａ−Ｓｉ：Ｈ膜
を製膜する際に、基板温度を変化させたときのポリシラ
ンパウダー発生量の変化を示すグラフである。
を製膜する際に、基板温度を変化させたときのポリシラ
ンパウダー発生量の変化を示すグラフである。
【図４】 この発明のプラズマＣＶＤ装置の高周波印加
電極等の形状と、ポリシランパウダー発生量との関係を
示す図である。
電極等の形状と、ポリシランパウダー発生量との関係を
示す図である。
【図５】 図１および図２に示したプラズマＣＶＤ装置
の変形例を示す図である。
の変形例を示す図である。
【図６】 図１および図２に示したプラズマＣＶＤ装置
のさらなる変形例を示す図である。
のさらなる変形例を示す図である。
１０ 堆積室 １１ 基板保持電極 １２ 基板加熱器 １３，２３，３３ 高周波印加電極 １３ａ，２３ａ，３３ａ カソード板 １４ 高周波電源 １５ 原料ガス導入管 １７，２７，３７ 第１の電極加熱器 １８，２８，３８ 第２の金属製電極加熱器 ２０ 基板
フロントページの続き (72)発明者 野元 克彦 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 山本 義宏 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内
Claims (5)
- 【請求項１】 基板を保持する基板保持電極と、 この基板保持電極に保持された基板に対向して平行に配
置される高周波印加電極と、 この高周波印加電極に高周波電力を印加する高周波電源
と、 上記基板保持電極によって保持された基板を加熱する基
板加熱器とを有し、 上記基板保持電極と高周波印加電極との間に導入される
原料ガスを、両電極間に印加される高周波によって発生
するグロー放電によって分解して、加熱された基板上に
薄膜を堆積するプラズマＣＶＤ装置であって、 帯状に形成され、上記高周波印加電極の周縁部に沿って
取り付けられて、この高周波印加電極の周縁部を加熱す
る第１の電極加熱器と、 底部と、この底部の周縁に沿って立設された側部とで断
面凹状に形成され、上記高周波印加電極を離間して取り
囲み、上記高周波印加電極の上記基板と反対側の面およ
び周縁部を加熱する第２の金属製電極加熱器を備えたこ
とを特徴とするプラズマＣＶＤ装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載のプラズマＣＶＤ装置に
おいて、 上記高周波印加電極は、四隅に丸みを持つ略矩形の板状
に形成され、 上記第２の金属製電極加熱器の底部は、上記高周波印加
電極の寸法よりも大きい寸法を持ち、四隅に丸みを持つ
略矩形の板状に形成されていることを特徴とするプラズ
マＣＶＤ装置。 - 【請求項３】 請求項１に記載のプラズマＣＶＤ装置に
おいて、 上記高周波印加電極は円板状に形成され、 上記第２の金属製電極加熱器の底部は、上記高周波印加
電極の寸法よりも大きい寸法を持つ円板状に形成されて
いることを特徴とするプラズマＣＶＤ装置。 - 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれか一つに記載の
プラズマＣＶＤ装置において、 上記基板上には水素化非晶質シリコンの薄膜が堆積され
ることを特徴とするプラズマＣＶＤ装置。 - 【請求項５】 請求項４に記載のプラズマＣＶＤ装置に
おいて、 上記第１の電極加熱器、第２の金属製電極加熱器による
加熱温度がそれぞれ１００℃以上であることを特徴とす
るプラズマＣＶＤ装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18326594A JP3146112B2 (ja) | 1993-12-24 | 1994-08-04 | プラズマｃｖｄ装置 |
| EP94309666A EP0659905B1 (en) | 1993-12-24 | 1994-12-22 | Plasma chemical vapor deposition device capable of suppressing generation of polysilane powder |
| DE69409480T DE69409480T2 (de) | 1993-12-24 | 1994-12-22 | Einrichtung zur PCVD-Beschichtung geeignet zur Unterdrückung von Polysilanpulver |
| US08/363,226 US5487786A (en) | 1993-12-24 | 1994-12-22 | Plasma chemical vapor deposition device capable of suppressing generation of polysilane powder |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32663993 | 1993-12-24 | ||
| JP5-326639 | 1993-12-24 | ||
| JP18326594A JP3146112B2 (ja) | 1993-12-24 | 1994-08-04 | プラズマｃｖｄ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07230960A true JPH07230960A (ja) | 1995-08-29 |
| JP3146112B2 JP3146112B2 (ja) | 2001-03-12 |
Family
ID=26501778
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18326594A Expired - Fee Related JP3146112B2 (ja) | 1993-12-24 | 1994-08-04 | プラズマｃｖｄ装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5487786A (ja) |
| EP (1) | EP0659905B1 (ja) |
| JP (1) | JP3146112B2 (ja) |
| DE (1) | DE69409480T2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007040183A1 (ja) * | 2005-10-03 | 2007-04-12 | Sharp Kabushiki Kaisha | シリコン系薄膜光電変換装置、その製造方法およびその製造装置 |
| JP2008108983A (ja) * | 2006-10-26 | 2008-05-08 | Nuflare Technology Inc | 気相成長装置および気相成長方法 |
| WO2008102622A1 (ja) | 2007-02-23 | 2008-08-28 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | 真空処理方法及び真空処理装置 |
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| JP3983831B2 (ja) * | 1995-05-30 | 2007-09-26 | シグマメルテック株式会社 | 基板ベーキング装置及び基板ベーキング方法 |
| WO1999025029A1 (fr) * | 1997-11-10 | 1999-05-20 | Kaneka Corporation | Procede de production d'un transducteur photoelectrique a film mince de silicium et dispositif de dcpv active par plasma |
| AUPP055497A0 (en) * | 1997-11-26 | 1997-12-18 | Pacific Solar Pty Limited | High rate deposition of amorphous silicon films |
| JP3189780B2 (ja) * | 1998-03-24 | 2001-07-16 | 日本電気株式会社 | 半導体装置の製造装置及びその製造方法 |
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| US7712434B2 (en) * | 2004-04-30 | 2010-05-11 | Lam Research Corporation | Apparatus including showerhead electrode and heater for plasma processing |
| KR20070110910A (ko) * | 2005-08-05 | 2007-11-20 | 동경 엘렉트론 주식회사 | 기판 처리 장치 및 기판 탑재대 |
| WO2008030047A1 (en) * | 2006-09-06 | 2008-03-13 | Seoul National University Industry Foundation | Apparatus and method of depositing films using bias and charging behavior of nanoparticles formed during chemical vapor deposition |
| CN107123639B (zh) * | 2017-05-16 | 2019-07-05 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种待成膜基板及等离子体设备 |
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| JPS58209110A (ja) * | 1982-05-31 | 1983-12-06 | Hitachi Ltd | プラズマ気相成長装置 |
| EP0301604B1 (de) * | 1984-01-28 | 1993-05-26 | Philips Patentverwaltung GmbH | Vorrichtung zur Beschichtung eines Substrates mittels Plasma-Chemical Vapour Deposition oder Kathodenzerstäubung und damit ausgeführtes Verfahren |
| JPS6113616A (ja) * | 1984-06-28 | 1986-01-21 | Fujitsu Ltd | アモルフアスシリコン膜の成長装置 |
| FR2589168B1 (fr) * | 1985-10-25 | 1992-07-17 | Solems Sa | Appareil et son procede d'utilisation pour la formation de films minces assistee par plasma |
| FR2621930B1 (fr) * | 1987-10-15 | 1990-02-02 | Solems Sa | Procede et appareil pour la production par plasma de couches minces a usage electronique et/ou optoelectronique |
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-
1994
- 1994-08-04 JP JP18326594A patent/JP3146112B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1994-12-22 US US08/363,226 patent/US5487786A/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-12-22 EP EP94309666A patent/EP0659905B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-12-22 DE DE69409480T patent/DE69409480T2/de not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| EP0659905A1 (en) | 1995-06-28 |
| DE69409480D1 (de) | 1998-05-14 |
| US5487786A (en) | 1996-01-30 |
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| EP0659905B1 (en) | 1998-04-08 |
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