JPH0760798B2 - 非晶質薄膜形成方法および装置 - Google Patents
非晶質薄膜形成方法および装置Info
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- JPH0760798B2 JPH0760798B2 JP61106314A JP10631486A JPH0760798B2 JP H0760798 B2 JPH0760798 B2 JP H0760798B2 JP 61106314 A JP61106314 A JP 61106314A JP 10631486 A JP10631486 A JP 10631486A JP H0760798 B2 JPH0760798 B2 JP H0760798B2
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- 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
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- 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
- C23C16/517—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 a combination of discharges covered by two or more of groups C23C16/503 - C23C16/515
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は，太陽電池，燃料電池，薄膜半導体，電子写真
感光体や光センサなどの，各種電子デバイスに使用され
る非晶質薄膜の製造方法，および製造装置に関するもの
である。
感光体や光センサなどの，各種電子デバイスに使用され
る非晶質薄膜の製造方法，および製造装置に関するもの
である。
第３図には，従来より用いられている半導体薄膜の製造
装置を示しており，たとえば，特開昭57−04771号公報
などに記載されている公知の技術である。
装置を示しており，たとえば，特開昭57−04771号公報
などに記載されている公知の技術である。
図において，気密の反応容器01内に放電空間を形成する
ための電極02,03が上下方向に設けてあり，この電極02,
03は高周波電源04に電気的に接続されている。上記反応
容器01の外周には，上記放電空間内の電界方向と平行な
磁界を発生させるためのコイル05が水平に配置されてお
り，交流電源06と電気的に接続されている。排気孔07は
図示しない真空ポンプに連通しており，反応ガス導入管
08は，モノシラン（SiH4）と水素ガス（H2）のボンベに
それぞれ連通している。なお,09はヒータで，基板010を
加熱するものである。
ための電極02,03が上下方向に設けてあり，この電極02,
03は高周波電源04に電気的に接続されている。上記反応
容器01の外周には，上記放電空間内の電界方向と平行な
磁界を発生させるためのコイル05が水平に配置されてお
り，交流電源06と電気的に接続されている。排気孔07は
図示しない真空ポンプに連通しており，反応ガス導入管
08は，モノシラン（SiH4）と水素ガス（H2）のボンベに
それぞれ連通している。なお,09はヒータで，基板010を
加熱するものである。
さて，電極03上に基板010を載せ，反応容器01内を1mmHg
程度に減圧した後，モノシランと水素ガスとの混合ガス
を反応ガス導入管08より反応容器01内に供給しつつ，電
極02,03間に13.5MHzの高周波電圧を印加する。
程度に減圧した後，モノシランと水素ガスとの混合ガス
を反応ガス導入管08より反応容器01内に供給しつつ，電
極02,03間に13.5MHzの高周波電圧を印加する。
一方，コイル05には、50あるいは60Hzの商業用交流電圧
を印加し，電極02,03間に約100ガウスの磁界を発生させ
る。なお，基板010は，ヒータ09により300℃程度に加熱
しておく。
を印加し，電極02,03間に約100ガウスの磁界を発生させ
る。なお，基板010は，ヒータ09により300℃程度に加熱
しておく。
反応ガス導入管08より反応容器01内に導入されたモノシ
ラン等のガスは，基板02,03間の放電空間で分解され，
コイル05により発生された変動する磁界により撹拌され
つつ基板010の表面に付着し，非晶質薄膜を形成する。
ラン等のガスは，基板02,03間の放電空間で分解され，
コイル05により発生された変動する磁界により撹拌され
つつ基板010の表面に付着し，非晶質薄膜を形成する。
上記した従来の装置では,2枚の電極02,03間に発生する
電界の方向と平行にコイル05で発生させた変動磁界を印
加するので，電極02,03間の放電空間に存在するシリコ
ン等のイオンが撹拌され，基板010上に比較的均一な非
晶質薄膜が形成される。
電界の方向と平行にコイル05で発生させた変動磁界を印
加するので，電極02,03間の放電空間に存在するシリコ
ン等のイオンが撹拌され，基板010上に比較的均一な非
晶質薄膜が形成される。
しかし， 基板010が置かれる場所は，電極03の上であり，電
極02,03間の放電空間内に位置することになる。このた
め，基本的に高エネルギーをもつイオンの直撃を受ける
ことになる。
極02,03間の放電空間内に位置することになる。このた
め，基本的に高エネルギーをもつイオンの直撃を受ける
ことになる。
すなわち，電極02,03間の電界Ｅにより電荷ｑのイオン
にはクーロン力F1＝qEが働き，イオン粒子が基板010を
直撃して形成されつつある非晶質薄膜に損傷を与えるこ
とになる。
にはクーロン力F1＝qEが働き，イオン粒子が基板010を
直撃して形成されつつある非晶質薄膜に損傷を与えるこ
とになる。
コイル05により発生される変動磁界Ｂの方向が，放
電空間に発生した電界Ｅに平行なため，放電空間内にあ
るイオン，および電子はLarmor運動により旋回運動を引
き起こされるが，その旋回運動による撹拌作用は余り大
きくなく極めて大きた電力を必要とする。
電空間に発生した電界Ｅに平行なため，放電空間内にあ
るイオン，および電子はLarmor運動により旋回運動を引
き起こされるが，その旋回運動による撹拌作用は余り大
きくなく極めて大きた電力を必要とする。
基板010が一方の電極の上に載せられるので，一度
に処理される基板010の大きさも限定されることにな
り，電極より面積の大きな基板に非晶質薄膜を形成する
ことができない。
に処理される基板010の大きさも限定されることにな
り，電極より面積の大きな基板に非晶質薄膜を形成する
ことができない。
基板010が一方の電極の上に載せられるので，放電
自続に必要な二次電子の供給が本質的となる直流放電や
低周波放電では大面積基板上に均一な成膜を行うことが
困難である。従って，高価な高周波電源がどうしても必
要となる。
自続に必要な二次電子の供給が本質的となる直流放電や
低周波放電では大面積基板上に均一な成膜を行うことが
困難である。従って，高価な高周波電源がどうしても必
要となる。
本発明では，グロー放電プラズマを用いて非晶質薄膜を
形成するに際し，放電用電界と直交する磁界を印加する
と共に，同磁界を変動させ，上記放電用電界空間外へ該
電界と平行に支持した基板へ非晶質薄膜を形成するもの
である。
形成するに際し，放電用電界と直交する磁界を印加する
と共に，同磁界を変動させ，上記放電用電界空間外へ該
電界と平行に支持した基板へ非晶質薄膜を形成するもの
である。
また，その方法を具現化するものとして，この発明の装
置では，反応容器と，同反応容器内を減圧し反応ガスを
導入する手段と，上記反応容器内へ相対して収納された
放電用電極と，同放電用電極にグロー放電用電圧を供給
する電源と，上記放電用電極を囲繞し該放電用電極間に
発生された電界と直交する向きの磁界を発生させるコイ
ルと，同コイルに変動する磁界発生用の電流を供給する
交流電源とを有し，上記放電電界空間外へ該電界方向と
平行に支持した基板へ非晶質薄膜を形成するようにし
た。
置では，反応容器と，同反応容器内を減圧し反応ガスを
導入する手段と，上記反応容器内へ相対して収納された
放電用電極と，同放電用電極にグロー放電用電圧を供給
する電源と，上記放電用電極を囲繞し該放電用電極間に
発生された電界と直交する向きの磁界を発生させるコイ
ルと，同コイルに変動する磁界発生用の電流を供給する
交流電源とを有し，上記放電電界空間外へ該電界方向と
平行に支持した基板へ非晶質薄膜を形成するようにし
た。
本発明では，グロー放電プラズマを発生させる電極間の
放電用電界と直交する方向に磁界を発生させた。
放電用電界と直交する方向に磁界を発生させた。
荷電粒子は放電電界より与えられたクーロン力と，磁界
により与えられたローレンツ力に初速を与えられた形で
電界と直交する方向にドリフトするが，電界空間を出た
ところでクーロン力が弱まりローレンツ力によるサイク
ロトロン運動によりLarmor軌道を描いて飛んでいく。
により与えられたローレンツ力に初速を与えられた形で
電界と直交する方向にドリフトするが，電界空間を出た
ところでクーロン力が弱まりローレンツ力によるサイク
ロトロン運動によりLarmor軌道を描いて飛んでいく。
一方，電気的に中性であるラジカル粒子は荷電粒子群の
軌道からそれて直進しようとするが，荷電粒子（特にイ
オン）と衝突しその進路を修正させられる。しかも，こ
の磁界は変動しており，ラジカル粒子は均一に飛散す
る。
軌道からそれて直進しようとするが，荷電粒子（特にイ
オン）と衝突しその進路を修正させられる。しかも，こ
の磁界は変動しており，ラジカル粒子は均一に飛散す
る。
従って，放電電界空間外へ該電界と平行的に支持された
基板の表面には，均一な非晶質薄膜が形成されることに
なる。
基板の表面には，均一な非晶質薄膜が形成されることに
なる。
以下，本発明を第１図に示す一実施例の装置に基づき説
明する。
明する。
１は反応容器で，その中にグロー放電プラズマを発生さ
せるための電極２・３が平行に配置されている。４は低
周波電源で直流や高周波の電源でも良く，例えば,60Hz
の商用周波数を用い上記電極２・３に接続されている。
コイル５は，上記反応容器１を囲繞するもので，交流電
源６に接続されている。７は反応ガス導入管で，図示し
ないボンベに連通し，モノシランとアルゴンの混合ガス
を上記反応容器１に供給するものである。排気孔８は、
真空ポンプ９に連通しており，反応容器１内のガスを排
気するものである。
せるための電極２・３が平行に配置されている。４は低
周波電源で直流や高周波の電源でも良く，例えば,60Hz
の商用周波数を用い上記電極２・３に接続されている。
コイル５は，上記反応容器１を囲繞するもので，交流電
源６に接続されている。７は反応ガス導入管で，図示し
ないボンベに連通し，モノシランとアルゴンの混合ガス
を上記反応容器１に供給するものである。排気孔８は、
真空ポンプ９に連通しており，反応容器１内のガスを排
気するものである。
さて，基板10を図示のように電極２・３の面と直交する
方向で，かつ，電極２・３が形成する放電空間の外側に
適宜手段で支持する。真空ポンプ９を駆動して反応容器
１内を排気した後，反応ガス導入管７からモノシランと
アルゴンの混合ガスを供給する。上記混合ガスを反応容
器１内に充満させて圧力を0.05ないし0.5Torrに保ち，
低周波電源４から電極２・３に電圧を印加するとグロー
放電プラズマが電極２・３間に発生する。
方向で，かつ，電極２・３が形成する放電空間の外側に
適宜手段で支持する。真空ポンプ９を駆動して反応容器
１内を排気した後，反応ガス導入管７からモノシランと
アルゴンの混合ガスを供給する。上記混合ガスを反応容
器１内に充満させて圧力を0.05ないし0.5Torrに保ち，
低周波電源４から電極２・３に電圧を印加するとグロー
放電プラズマが電極２・３間に発生する。
一方，コイル５には、例えば100Hzの交流電圧を印加
し，電極２・３間に発生する電界Ｅと直交する方向の磁
界Ｂを発生させる。なお，その磁束密度は10ガウス程度
で良い。
し，電極２・３間に発生する電界Ｅと直交する方向の磁
界Ｂを発生させる。なお，その磁束密度は10ガウス程度
で良い。
反応ガス導入管７から供給されたガスのうちモノシラン
ガスは，電極２・３の間に生じるグロー放電プラズマで
ラジカルSiに分解され，基板10の表面に付着し薄膜を形
成する。
ガスは，電極２・３の間に生じるグロー放電プラズマで
ラジカルSiに分解され，基板10の表面に付着し薄膜を形
成する。
このとき，アルゴンイオン等の荷電粒子は，電極２・３
間で電界Ｅによるクーロン力F1＝qEと，ローレンツ力F2
＝ｑ（Ｖ×Ｂ）とによっていわゆるＥ×Ｂドリフト運動
を起こす。
間で電界Ｅによるクーロン力F1＝qEと，ローレンツ力F2
＝ｑ（Ｖ×Ｂ）とによっていわゆるＥ×Ｂドリフト運動
を起こす。
なお,Vは荷電粒子の速度である。
すなわち,E×Ｂドリフトにより初速を与えられた形で，
電極２・３と直交する方向に飛び出し，基板10に向けて
飛んでいく。しかし，電極２・３間に生じる電界の影響
が小さい放電空間の外側では，コイル６により生じた磁
界Ｂによるサイクロトロン運動によりLarmor軌道を描い
て飛んでいく。
電極２・３と直交する方向に飛び出し，基板10に向けて
飛んでいく。しかし，電極２・３間に生じる電界の影響
が小さい放電空間の外側では，コイル６により生じた磁
界Ｂによるサイクロトロン運動によりLarmor軌道を描い
て飛んでいく。
従って，アルゴンイオン等の荷電粒子が基板10を直撃す
ることはなくなる。
ることはなくなる。
一方，電気的に中性であるラジカルSiは磁界Ｂの影響を
受けず，上記荷電粒子群の軌道よりそれて基板10に至
り，その表面に非晶質薄膜を形成する。この時，ラジカ
ルSiはLarmor軌道を飛んでゆく荷電粒子と衝突するた
め，電極２・３の前方だけでなく左あるいは右に広がっ
た形で非晶質薄膜が形成される。しかも，磁界Ｂを変動
させているので，基板10の表面に均一に非晶質薄膜を形
成させることが可能となる。
受けず，上記荷電粒子群の軌道よりそれて基板10に至
り，その表面に非晶質薄膜を形成する。この時，ラジカ
ルSiはLarmor軌道を飛んでゆく荷電粒子と衝突するた
め，電極２・３の前方だけでなく左あるいは右に広がっ
た形で非晶質薄膜が形成される。しかも，磁界Ｂを変動
させているので，基板10の表面に均一に非晶質薄膜を形
成させることが可能となる。
なお，電極２・３の長さは，反応容器１の長さの許す限
り長くしても何等問題がないので，長尺な基板10であっ
てもその表面に均一な非晶質薄膜を形成することが可能
となる。
り長くしても何等問題がないので，長尺な基板10であっ
てもその表面に均一な非晶質薄膜を形成することが可能
となる。
第２図には，本発明に係る他実施例を示してある。
第１図のものと異なる点は，電極を反応容器１の中に４
枚並べたことである。図のように，電極2A,3A,2B,3Bと
交互に並べ，低周波電源４に接続してある。この場合，
電極2A,3A間，あるいは電極3A,2B間と言うように電界が
印加され，グロー放電プラズマが発生する。なお，この
実施例における非晶質薄膜の形成原理は，先の実施例と
同じであり，説明は省略する。
枚並べたことである。図のように，電極2A,3A,2B,3Bと
交互に並べ，低周波電源４に接続してある。この場合，
電極2A,3A間，あるいは電極3A,2B間と言うように電界が
印加され，グロー放電プラズマが発生する。なお，この
実施例における非晶質薄膜の形成原理は，先の実施例と
同じであり，説明は省略する。
本実施例では，電極2Aから3Bまでの幅程度の基板10に均
一に非晶質薄膜を形成させることができる。従って，電
極を反応容器１の許す限り多く並べてやれば，幅広な基
板に非晶質薄膜を形成することが可能となる。
一に非晶質薄膜を形成させることができる。従って，電
極を反応容器１の許す限り多く並べてやれば，幅広な基
板に非晶質薄膜を形成することが可能となる。
また，第１図，および，第２図に示した実施例では，コ
イル５を反応容器１の外に配置したが，これを反応容器
１の中に配置するようにしてもよい。
イル５を反応容器１の外に配置したが，これを反応容器
１の中に配置するようにしてもよい。
更に，図示は省略したが，基板10を電極２・３等の両側
に配置するようにしてもよい。このようにすると，一度
の処理で大面積の非晶質薄膜を同時に２枚作成すること
もでき，効率化が図れる。
に配置するようにしてもよい。このようにすると，一度
の処理で大面積の非晶質薄膜を同時に２枚作成すること
もでき，効率化が図れる。
本発明によれば，太陽電池・燃料電池・電子写真感光体
などの各種ディバイスの製造において，均一な非晶質薄
膜が，しかも，大面積のものが形成されることになるの
で，産業上きわめて価値がある。
などの各種ディバイスの製造において，均一な非晶質薄
膜が，しかも，大面積のものが形成されることになるの
で，産業上きわめて価値がある。
第１図は本発明に係る一実施例を示す装置の横断面図，
第２図は他実施例を示す横断面図，第３図は従来装置を
示す側断面図である。 １……反応容器,2,3……電極,4……低周波電源,5……コ
イル,6……交流電源,7……反応ガス導入管,8……排気
孔,9……真空ポンプ,10……基板。
第２図は他実施例を示す横断面図，第３図は従来装置を
示す側断面図である。 １……反応容器,2,3……電極,4……低周波電源,5……コ
イル,6……交流電源,7……反応ガス導入管,8……排気
孔,9……真空ポンプ,10……基板。
Claims (2)
- 【請求項１】グロー放電プラズマを用いて非晶質薄膜を
形成する方法において，放電用電界と直交する磁界を印
加すると共に，同磁界を変動させ，上記放電用電界空間
外へ該電界と平行に支持した基板へ非晶質薄膜を形成す
ることを特徴とする非晶質薄膜の形成方法。 - 【請求項２】反応容器と，同反応容器内を減圧し反応ガ
スを導入する手段と，上記反応容器内へ相対して収納さ
れた放電用電極と，同放電用電極にグロー放電用電圧を
供給する電源と，上記放電用電極を囲繞し該放電用電極
間に発生された電界と直交する向きの磁界を発生させる
軸芯を有するコイルと，同コイルに変動する磁界発生用
の電流を供給する交流電源とを有し，上記放電電界空間
外へ該電界と平行に支持した基板へ非晶質薄膜を形成す
ることを特徴とする非晶質薄膜形成装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61106314A JPH0760798B2 (ja) | 1986-05-09 | 1986-05-09 | 非晶質薄膜形成方法および装置 |
| EP87106535A EP0244842B1 (en) | 1986-05-09 | 1987-05-06 | Apparatus for forming thin film |
| DE3750349T DE3750349T2 (de) | 1986-05-09 | 1987-05-06 | Anordnung zur Herstellung von Dünnschichten. |
| CA000536654A CA1279411C (en) | 1986-05-09 | 1987-05-08 | Method and apparatus for forming thin film |
| KR1019870004508A KR910002819B1 (ko) | 1986-05-09 | 1987-05-08 | 비정질박막의 형성방법 및 장치 |
| US07/047,328 US4901669A (en) | 1986-05-09 | 1987-05-08 | Method and apparatus for forming thin film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61106314A JPH0760798B2 (ja) | 1986-05-09 | 1986-05-09 | 非晶質薄膜形成方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62263236A JPS62263236A (ja) | 1987-11-16 |
| JPH0760798B2 true JPH0760798B2 (ja) | 1995-06-28 |
Family
ID=14430517
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61106314A Expired - Fee Related JPH0760798B2 (ja) | 1986-05-09 | 1986-05-09 | 非晶質薄膜形成方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0760798B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0394064A (ja) * | 1989-09-07 | 1991-04-18 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | シリコンナイトライド膜の製造方法および製造装置 |
| JP2785442B2 (ja) * | 1990-05-15 | 1998-08-13 | 三菱重工業株式会社 | プラズマｃｖｄ装置 |
| EP0574100B1 (en) * | 1992-04-16 | 1999-05-12 | Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha | Plasma CVD method and apparatus therefor |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59187136U (ja) * | 1983-05-30 | 1984-12-12 | 三洋電機株式会社 | 半導体薄膜形成装置 |
| JPS61105109A (ja) * | 1984-10-29 | 1986-05-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ダイヤル駆動装置 |
-
1986
- 1986-05-09 JP JP61106314A patent/JPH0760798B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62263236A (ja) | 1987-11-16 |
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