JPH08293474A - Apparatus and method for forming film - Google Patents

Apparatus and method for forming film

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JPH08293474A
JPH08293474A JP8097479A JP9747996A JPH08293474A JP H08293474 A JPH08293474 A JP H08293474A JP 8097479 A JP8097479 A JP 8097479A JP 9747996 A JP9747996 A JP 9747996A JP H08293474 A JPH08293474 A JP H08293474A
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film forming
film
resonance
reaction
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Shunpei Yamazaki
舜平 山崎
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Abstract

PURPOSE: To obtain a laminated film of an insulating film and a semiconductor film excellent in a joining characteristic. CONSTITUTION: By supplying a microwave to a resonance space 2 by a microwave oscillator 3 simultaneously with the application of a magnetic field by air-core coils 5, 5', a non-product gas 18 is cyclotron-resonated and activated into an electron-excited gas 21. In a reaction space 1 outside the resonance space 2, a product gas 22 is activated by the electron-excited gas 21. The product gas 22 is sufficiently spread in a reactive space 1. To cause cyclotron resonance to occur, the pressure of a reaction space 1 and the resonance space 2 is controlled by adjusting the displacement of a turbo-molecular pump 14 and a vacuum pump 9 with a control valve 15.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、1×10-2torr以
下に保持された複数の反応容器が互いに連結して設けら
れたマルチチャンバ方式の電子サイクロトロン共鳴を利
用して、被膜を形成する方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention utilizes an electron cyclotron resonance of a multi-chamber system in which a plurality of reaction vessels held under 1 × 10 -2 torr are connected to each other to form a film. Regarding the method.

【0002】本発明は複数の反応容器間にゲート弁を設
けることなく筒状空間を有せしめ、実質的に複数の被膜
間の不純物等が被膜形成の際、互いに混入することを少
なくまたは除去した被膜作製方法に関する。
According to the present invention, a cylindrical space is provided between a plurality of reaction vessels without providing a gate valve, and impurities or the like between a plurality of coatings are substantially reduced or eliminated from being mixed with each other when the coatings are formed. The present invention relates to a film forming method.

【0003】[0003]

【従来の技術】気相反応による薄膜形成技術として、高
周波または直流電界により反応性気体を活性にさせるグ
ロ−放電のみを利用したプラズマCVD法が知られてい
る。この方法は、従来の熱CVD法に比べ、低温での被
膜形成が可能である点で優れている。
2. Description of the Related Art As a thin film forming technique by a gas phase reaction, there is known a plasma CVD method utilizing only glow discharge for activating a reactive gas by a high frequency or direct current electric field. This method is superior to the conventional thermal CVD method in that a film can be formed at a low temperature.

【0004】さらに形成されている被膜がアモルファス
シリコン半導体等においては同時に再結合中心中和用の
水素またはハロゲン元素を含有させることができるた
め、良好なPI、NIまたはPN接合を作り得る。
Further, in the amorphous silicon semiconductor or the like, the formed film can contain hydrogen or halogen element for neutralizing recombination centers at the same time, so that a good PI, NI or PN junction can be formed.

【0005】しかし、かかるグロ−放電CVD法におい
ては、被膜の形成速度がきわめて遅く、実用上その成長
速度を10〜500倍にすることが求められていた。
However, in such a glow discharge CVD method, the film formation rate is extremely slow, and it has been practically required to increase the growth rate by 10 to 500 times.

【0006】他方、10-2〜10-5torrのいわゆる
1×10-2torr以下の高真空に保持する圧力で被膜
形成がなされる電子サイクロトロン共鳴を用いたCVD
法が知られている。この方法は5000Å(オングスト
ローム)〜10μもの厚い膜厚の被膜形成を10〜10
0Å(オングストローム)/秒と高速度で行い得る。し
かし複数の被膜を異なった反応空間で形成するに際し、
第1の反応空間で第1の被膜を形成後、この被膜表面を
大気に触れさせることなく第2の反応空間に移設し、第
1の被膜上に第2の被膜を積層するいわゆるマルチチャ
ンバ方式は知られていないばかりか、かかる方式におい
て、被膜形成中第1の反応空間と第2の反応空間の間を
ゲ−ト弁でしきることなく実施する試みもない。また、
この電子サイクロトロン共鳴を用いた被膜形成方法にお
いて、水素またはハロゲン元素が添加されたSix
1-x (0<X<1) の形成例も、微結晶またはセミアモ
ルファス構造のPまたはN型のシリコン半導体を形成し
た例も知られていない。
On the other hand, a CVD method using electron cyclotron resonance in which a film is formed under a pressure of 10 −2 to 10 −5 torr and a high vacuum of 1 × 10 −2 torr or less.
The law is known. This method forms a film with a thickness of 5000 Å (angstrom) to 10 μm in a thickness of 10 to 10 μm.
It can be performed at a high speed of 0 Å (angstrom) / second. However, when forming multiple coatings in different reaction spaces,
After forming the first film in the first reaction space, the surface of the film is transferred to the second reaction space without being exposed to the atmosphere, and the second film is laminated on the first film. Is not known, and there is no attempt to carry out such a method without forming a gate valve between the first reaction space and the second reaction space during film formation. Also,
In the film forming method using this electron cyclotron resonance, Si x C to which hydrogen or a halogen element is added
Neither an example of forming 1-x (0 <X <1) nor an example of forming a P or N type silicon semiconductor having a microcrystalline or semiamorphous structure is known.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明はこれらの問題
を解決するため、アルゴン等の非生成物気体の活性化を
サイクロトロン共鳴を用いて行う。そしてその結果発生
した電子または活性化気体により生成物気体を構成する
反応性気体の活性化、分解または反応を行なわしめて、
その前工程で基板上に形成されている第1の被膜上に第
2の被膜をこの表面にグロー放電CVDで生じ得るスパ
ッタ(損傷)効果を軽減または除去して積層する。さら
に必要に応じこの第2の被膜上に第3の被膜を同様にし
て積層する方法に関する。
In order to solve these problems, the present invention uses cyclotron resonance to activate a non-product gas such as argon. Then, by activating, decomposing or reacting the reactive gas that constitutes the product gas with the resulting electrons or activated gas,
The second coating is laminated on the first coating formed on the substrate in the preceding step while reducing or removing the sputter (damage) effect that may occur in glow discharge CVD on this surface. Further, it relates to a method of laminating a third coating on the second coating in the same manner, if necessary.

【0008】本発明は半導体層をサイクロトロン共鳴を
用いて形成する際、その前工程で形成された被膜の被形
成面を大気に触れさせることなくこの表面を1×10-2
以下好ましくは1×10-3torr以下の真空度で保持
しつつ移設し、この被形成面上に第2の被膜を形成す
る。その結果、複数の半導体層の境界でお互いの材料が
混合することなく、またその境界領域に低級酸化物また
は低級窒化物のバリア層が形成されることを防いでい
る。
According to the present invention, when the semiconductor layer is formed by using cyclotron resonance, the surface of the film formed in the previous step is exposed to 1 × 10 -2 without exposing it to the atmosphere.
Then, the second coating film is formed on the surface on which the film is to be formed while transferring the film while maintaining it at a vacuum degree of preferably 1 × 10 −3 torr or less. As a result, the materials of the semiconductor layers are prevented from being mixed with each other at the boundary between the semiconductor layers, and a barrier layer of a lower oxide or a lower nitride is prevented from being formed in the boundary region.

【0009】さらに本発明はこの電子サイクロトロン共
鳴を用いた気相被膜形成方法(以下ECR CVD法と
いう)に加えて、反応空間を筒状空間とし、この活性反
応性気体がこの筒状空間よりもれて隣の反応室空間に混
入することを防いでいる。このため本発明は高周波また
は直流電界を併用し、共鳴エネルギーの共鳴がなくなっ
た後も反応性気体の活性状態を筒状空間内で十分持続す
るようにプラズマ放電エネルギを反応性気体に与える。
さらに被膜形成中または被膜形成前後の基板の移設を広
域ターボ分子ポンプによる排気と同時に実施する。
Further, in addition to the method for forming a gas phase film using electron cyclotron resonance (hereinafter referred to as ECR CVD method), the present invention has a cylindrical reaction space, and the active reactive gas is more effective than the cylindrical space. It is prevented from being mixed into the space of the adjacent reaction chamber. Therefore, in the present invention, a high frequency or direct current electric field is used together, and plasma discharge energy is applied to the reactive gas so that the active state of the reactive gas is sufficiently maintained in the cylindrical space even after the resonance of resonance energy disappears.
Further, the transfer of the substrate during or before the film formation is performed simultaneously with the evacuation by the wide area turbo molecular pump.

【00010】[00010]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体チャネル
及び該半導体チャネルに隣接した絶縁層を有する薄膜型
絶縁ゲイトFETを作製する方法においては、互いに遮
断された第1の反応室と第2の反応室を有する多室形C
VD堆積装置を設け、該多室形CVD堆積装置の第1の
反応室において、第1の反応性ガスを供給することによ
り、酸素または窒素を含む絶縁層を形成し、該多室形C
VD堆積装置の第2の反応室において、第2の反応性ガ
スを供給することにより、前記絶縁層に隣接してチャネ
ル形成用の非単結晶半導体層を形成し、第1の反応室で
は前記絶縁層のみが形成され、且つ第2の反応室では前
記非単結晶半導体層のみが形成されるようにする。ま
た、他の面からみれば、互いに遮断された第1の反応室
と第2の反応室を有する多室形CVD堆積装置を設け、
該多室形CVD堆積装置の第1の反応室において、第1
の反応性ガスを供給することにより、チャネル形成用の
非単結晶半導体層を形成し、該多室形CVD堆積装置の
第2の反応室において、第2の反応性ガスを供給するこ
とにより、前記非単結晶半導体層に隣接して、酸素また
は窒素を含む絶縁層を形成し、第1の反応室では前記非
単結晶半導体層のみが形成され、且つ第2の反応室では
前記絶縁層のみが形成されるようにする。
In a method of manufacturing a thin film type insulating gate FET having a semiconductor channel and an insulating layer adjacent to the semiconductor channel of the present invention, a first reaction chamber and a second reaction chamber which are isolated from each other are provided. Multi-chamber type C with reaction chamber
A VD deposition apparatus is provided, and an insulating layer containing oxygen or nitrogen is formed in the first reaction chamber of the multi-chamber CVD deposition apparatus by supplying a first reactive gas.
By supplying the second reactive gas in the second reaction chamber of the VD deposition apparatus, a non-single-crystal semiconductor layer for forming a channel is formed adjacent to the insulating layer, and in the first reaction chamber, the non-single-crystal semiconductor layer is formed. Only the insulating layer is formed, and only the non-single crystal semiconductor layer is formed in the second reaction chamber. From another aspect, a multi-chamber CVD deposition apparatus having a first reaction chamber and a second reaction chamber that are mutually isolated is provided,
In the first reaction chamber of the multi-chamber CVD deposition apparatus,
To form a non-single-crystal semiconductor layer for forming a channel by supplying the reactive gas of, and by supplying the second reactive gas in the second reaction chamber of the multi-chamber CVD deposition apparatus, An insulating layer containing oxygen or nitrogen is formed adjacent to the non-single crystal semiconductor layer, only the non-single crystal semiconductor layer is formed in the first reaction chamber, and only the insulating layer is formed in the second reaction chamber. To be formed.

【00011】[00011]

【作用】するとこのECR技術により形成される反応空
間の圧力は1×10-2〜5×10-5、特に好ましくは1
×10-3〜1×10-4torrとこれまで作られてきた
プラズマグロー放電法による圧力(0.1〜0.5to
rr)よりも1桁以上も低い反応をするため、1つの反
応工程より次の反応工程に移す際、反応容器内における
残留不純物ガスが少ない。このため従来グロ−放電プラ
ズマCVD法で知られる如く、PまたはN型の半導体層
を形成した後、次の半導体層を形成する前工程として、
それぞれの被膜が互いに混入してしまうことを防ぐため
に被膜形成後それぞれの反応空間を十分真空引きをし、
その後それぞれの反応空間を仕切っているゲ−ト弁を開
くという工程を必要としない。そのため第1の被膜が例
えばPまたはN型の第1の非単結晶半導体被膜であった
場合、この被膜の形成後、単に反応性気体導入を中止す
るのみで、その隣に位置する第2の反応空間へ被形成面
を有する基板を移設させることができ、工業的なスル−
プットを著しく向上させることができる。
The pressure of the reaction space formed by this ECR technique is then 1 × 10 -2 to 5 × 10 -5 , particularly preferably 1
× 10 −3 to 1 × 10 −4 torr and the pressure (0.1 to 0.5 to
Since the reaction is lower than that of rr) by one digit or more, the amount of residual impurity gas in the reaction vessel is small when transferring from one reaction step to the next reaction step. Therefore, as is known in the conventional glow discharge plasma CVD method, after forming a P or N type semiconductor layer, as a pre-process for forming the next semiconductor layer,
In order to prevent the respective coatings from mixing with each other, sufficiently evacuate each reaction space after forming the coating,
After that, the step of opening the gate valve partitioning each reaction space is not required. Therefore, when the first film is, for example, a P-type or N-type first non-single-crystal semiconductor film, after the formation of this film, the introduction of the reactive gas is simply stopped, and the second film located next to the second film is formed. A substrate having a surface to be formed can be transferred to the reaction space, and an industrial through
The put can be significantly improved.

【00012】例えばアモルファスシリコン半導体を直
接励起型のグロー放電プラズマCVD法のみで形成せん
とする場合は、その成長速度は1Å(オングストロー
ム)/ 秒であり、かつマルチチャンバ方式における1つ
の反応室より隣の反応室に移すに際し、それぞれの反応
空間を10-5〜10-6torrの高真空引きをする。し
かし、本発明のECRを用いたマルチチャンバ方式にお
いては、1つの反応空間より他の反応空間に基板を連続
的にまたは実質的に連続的に移設することが可能とな
る。
For example, when an amorphous silicon semiconductor is formed only by a direct excitation type glow discharge plasma CVD method, its growth rate is 1 Å (angstrom) / second, and it is adjacent to one reaction chamber in the multi-chamber system. At the time of transferring to the reaction chamber of No. 3, each reaction space is evacuated to a high vacuum of 10 -5 to 10 -6 torr. However, in the multi-chamber method using the ECR of the present invention, it becomes possible to transfer the substrate from one reaction space to another reaction space continuously or substantially continuously.

【00013】さらに、本発明において、PまたはN型
の半導体層が形成された面上にECR法にてI型半導体
層(真性または実質的に真性またはPまたはN型の半導
体層よりも十分不純物濃度の低い半導体層)を形成する
と、このI型半導体層の形成に際しスパッタ作用がない
ため、きわめて急峻なPIまたはNI接合界面を形成す
ることができる。その結果、本発明方法で作られたPI
N接合を用いて光電変換装置を作製すると、きわめて高
変換効率を期待できる。実験的にも1.05cm2 にて
12.9%の変換効率を得ることができた。
Further, according to the present invention, an I-type semiconductor layer (having a sufficient amount of impurities as compared with an intrinsic or substantially intrinsic or P or N-type semiconductor layer by the ECR method is formed on the surface on which the P or N-type semiconductor layer is formed. When a semiconductor layer (having a low concentration) is formed, since there is no sputtering action when forming this I-type semiconductor layer, an extremely sharp PI or NI junction interface can be formed. As a result, the PI made by the method of the present invention
When a photoelectric conversion device is manufactured using an N-junction, extremely high conversion efficiency can be expected. Experimentally, it was possible to obtain a conversion efficiency of 12.9% at 1.05 cm 2 .

【0010】さらにサイクロトロン共鳴は不活性気体ま
たは非生成物気体( 分解または反応をしてもそれ自体は
気体しか生じない気体) を用いる。不活性気体としては
アルゴンが代表的なものである。しかしヘリュ−ム、ネ
オン、クリプトンを用い、さらにまた、添加物としてS
x 2-x (0≦x<2)、Si3 4-x (0<x<を
形するために不活性気体に加えて微量のO、Nを添加し
て用いてもよい。
Further, the cyclotron resonance uses an inert gas or a non-product gas (a gas which itself produces only a gas when decomposed or reacted). Argon is a typical inert gas. However, using helium, neon, and krypton, and as an additive, S
In order to form i x O 2-x (0 ≦ x <2) and Si 3 N 4-x (0 <x <, a small amount of O and N may be added in addition to the inert gas.

【0011】また反応性気体としては生成物気体( 分解
または反応をして固体を生成する気体) を用いる。この
生成物気体としては、珪化物気体はSin 2n+2(n≧
1)、SiFn (n≧2)、SiHn 4-n (1<n<
4)、, ゲルマニュ−ム化物はGeH4 、GeF4 、G
eHn 4-n (n=1、2、3)、Si(CH3 n
4-n (n=1、2、3、4)、SnCl4 、SnF2
SnF2 、SnF4 がその代表的なものである。さら
に、添加物として生成物気体に他の生成物気体であるB
2 6 、BF3 またはPH3 、AsH3 等のドーピング
用気体を加えることによりP型の半導体およびN型の半
導体を形成した。
As the reactive gas, a product gas (a gas that decomposes or reacts to produce a solid) is used. As the product gas, the silicide gas is Si n H 2n + 2 (n ≧
1), SiF n (n ≧ 2), SiH n F 4-n (1 <n <
4) ,, germanium compound is GeH 4 , GeF 4 , G
eH n F 4-n (n = 1, 2, 3), Si (CH 3 ) n H
4-n (n = 1, 2, 3, 4), SnCl 4 , SnF 2 ,
SnF 2 and SnF 4 are typical ones. In addition, the product gas as an additive is another product gas B.
A P-type semiconductor and an N-type semiconductor were formed by adding a doping gas such as 2 H 6 , BF 3 or PH 3 , AsH 3 .

【0012】これらの非生成物気体をサイクロトロン共
鳴をさせて活性化せしめ、この共鳴領域より外部の反応
空間で生成物気体と混合し、励起エネルギを生成物気体
に移す。すると生成物気体はきわめて大きい電磁エネル
ギを受けるため、生成物気体をほぼ100%活性化させ
ることができ、かつ自らがそのエネルギを運動エネルギ
ではなく内在する活性化エネルギとして保持できる。さ
らに室温〜700℃の温度で基板を加熱することによ
り、この基板上の被形成面上に被膜を形成させることが
できる。
These non-product gases are activated by cyclotron resonance, are mixed with the product gas in the reaction space outside this resonance region, and the excitation energy is transferred to the product gas. Then, the product gas receives an extremely large electromagnetic energy, so that the product gas can be activated almost 100%, and the energy itself can be retained as the intrinsic activation energy instead of the kinetic energy. Further, by heating the substrate at a temperature of room temperature to 700 ° C., a film can be formed on the surface on which the substrate is formed.

【0013】以下に実施例に従い本発明を示す。The present invention will be described below with reference to examples.

【0014】[0014]

【実施例1】図1は本発明のサイクロトロン共鳴型プラ
ズマCVD 装置の概要を示す。
Embodiment 1 FIG. 1 shows the outline of a cyclotron resonance type plasma CVD apparatus of the present invention.

【0015】図面において、ステンレス反応容器
(1’)は前方または後方にゲイト弁( 図示せず) を介
してロ−ド室、アンロ−ド室を設けている。そしてこの
ロ−ド室より図1の反応容器内に筒状空間を構成する枠
構造( 四方をステンレス金属または絶縁体で取り囲み活
性状態の反応性気体がこの外側の容器内壁にまで広がっ
てフレ−クの発生原因とならないようにする構造)(3
1)、(31’)を有する。さらに、この枠構造内に配
設されている基板ホルダ(10’)及びその両面に主面
に被膜形成されるようにして基板(10)を対をなして
設けている。図面では10枚の基板を5つのホルダ(1
0’)に配設している。そして容器(1’)の筒状空間
を反応空間(1)として設けている。この容器(1’)
側部には、ハロゲンランプヒ−タ(7)を有する加熱室
(7’)を設けている。石英窓(19)を通して赤外線
を枠構造及び基板(10)に照射し加熱する。さらに、
必要に応じグロー放電をも併設し得るため、この容器
(1’)の内側の上部及び下部に一対の網状電極(2
3)(23’)を有せしめ、ここに高周波または直流電
源(6)より13.56MHzまたは直流の電界を加え
る。
In the drawing, the stainless steel reaction vessel (1 ') is provided with a load chamber and an unload chamber at the front or rear through a gate valve (not shown). Then, from this load chamber, a frame structure that forms a cylindrical space in the reaction vessel of FIG. 1 (surrounding four sides with stainless metal or an insulator, the reactive gas in the active state spreads to the inner wall of this outer vessel, (Structure that prevents the occurrence of burrs) (3
1) and (31 ′). Further, the substrate holders (10 ') arranged in the frame structure and the substrates (10) are provided as a pair so that a film is formed on both surfaces of the substrate holders (10'). In the drawing, 10 substrates are arranged in 5 holders (1
0 '). The cylindrical space of the container (1 ') is provided as the reaction space (1). This container (1 ')
A heating chamber (7 ') having a halogen lamp heater (7) is provided on the side. The frame structure and the substrate (10) are irradiated with infrared rays through the quartz window (19) and heated. further,
If necessary, a glow discharge can be installed together, so that a pair of mesh electrodes (2
3) (23 ') is provided, and a 13.56 MHz or DC electric field is applied thereto from a high frequency or DC power supply (6).

【0016】また非生成物気体を(18)より共鳴空間
(2)に供給する。この共鳴空間(2)はその外側に空
心コイル(ここではヘルムホルツコイルとして用いた)
(5)、(5’)を配し磁場を加える。この内側に冷却
管(12)を配している。同時にマイクロ波発振器
(3)によりアナライザ−(4)を経て、例えば2.4
5GHzのマイクロ波が石英窓(29)より共鳴空間
(2)に供給される。この空間では共鳴を起こすべく非
生成物気体としてアルゴンを(18)より加える。そし
て、その質量、周波数により決められた磁場( 例えば8
75ガウス) が空心コイル(5)、(5’)により加え
られる。
Further, a non-product gas is supplied from (18) to the resonance space (2). This resonance space (2) has an air-core coil (here used as a Helmholtz coil) on the outside thereof.
(5) and (5 ') are arranged and a magnetic field is applied. A cooling pipe (12) is arranged inside this. At the same time, through the analyzer (4) by the microwave oscillator (3), for example, 2.4
A microwave of 5 GHz is supplied to the resonance space (2) through the quartz window (29). In this space, argon is added from (18) as a non-product gas to cause resonance. And the magnetic field determined by its mass and frequency (eg 8
75 Gauss) is added by the air core coils (5), (5 ').

【0017】このため、アルゴンガスが励起して磁場に
よりピンチングすると同時に共鳴し、十分励起した後に
反応空間(1)へ電子および励起したアルゴンガスとし
て放出(21)される。この共鳴空間(2)の出口には
生成物気体がド−ピング系(13)より(16)を経て
複数のノズル(17)より反応空間内に放出(22)さ
れる。その結果、生成物気体(22)は電子および励起
気体(21)により励起され、活性化する。そしてこの
活性化した気体が共鳴空間(2)に逆流しないように絶
縁物のホモジナイザ(20)を設けて注意をした。加えて一
対の電極(23)(23’)により生じた高周波電界が
同時にこれら反応性気体に加えられる。
For this reason, the argon gas is excited and pinched by the magnetic field, and at the same time resonates, and after being sufficiently excited, electrons (21) are released into the reaction space (1) as excited argon gas. At the outlet of this resonance space (2), the product gas is discharged (22) from the doping system (13) through the nozzle (17) into the reaction space through a plurality of nozzles (17). As a result, the product gas (22) is excited and activated by the electrons and the excited gas (21). Then, care was taken by providing an insulator homogenizer (20) so that the activated gas does not flow back into the resonance space (2). In addition, the high frequency electric field generated by the pair of electrodes (23) and (23 ') is simultaneously applied to these reactive gases.

【0018】その結果、共鳴空間(2)と反応空間との
間には実質的にバッファ空間(30)を有し、反応空間
全体に電子および励起気体(21)が降り注ぐようにし
て放出させている。
As a result, there is substantially a buffer space (30) between the resonance space (2) and the reaction space, and electrons and excited gas (21) are emitted as they are poured into the entire reaction space. There is.

【0019】すなわち共鳴空間と被形成面とが十分離れ
ていても( 一般的には20〜80cm)反応性気体の励
起状態を持続させることができるように努めた。( サイ
クロトロン共鳴のみを用いる場合は基板と共鳴空間端部
との距離が5〜15cmと短く、被膜の厚さの不均一性
を誘発する。)
That is, an effort was made to maintain the excited state of the reactive gas even when the resonance space and the surface to be formed are sufficiently separated (generally 20 to 80 cm). (When only cyclotron resonance is used, the distance between the substrate and the end of the resonance space is as short as 5 to 15 cm, which causes nonuniformity of the film thickness.)

【0020】また反応性気体を十分反応空間(1)で広
げ、かつサイクトロン共鳴をさせるため、反応空間
(1)、共鳴空間(2)の圧力を1×10-3〜1×10
-4torr例えば3×10-4torrとした。この圧力
はタ−ボ分子ポンプ(14)を併用して排気系(11)
のコントロ−ルバルブ(15)により真空ポンプ(9)
の排気量を調整して行った。
In order to sufficiently spread the reactive gas in the reaction space (1) and to cause cyclotron resonance, the pressure in the reaction space (1) and the resonance space (2) is 1 × 10 −3 to 1 × 10.
-4 torr, for example, 3 × 10 -4 torr. This pressure is used together with the turbo molecular pump (14) for the exhaust system (11).
Vacuum pump (9) with control valve (15)
The exhaust amount was adjusted.

【0021】[0021]

【実験例1】この実験例は実施例1を用い、アモルファ
スシリコン膜を形成させたものである。
[Experimental example 1] In this experimental example, an amorphous silicon film is formed by using the first embodiment.

【0022】すなわち反応空間、高さ30cm、幅・奥
行き各35cmを有し、反応容器の内寸法は高さ40c
m、幅・奥行き各50cm、基板(20cm×30c
m、10枚)を1バッチとする。さらに、この反応空間
の圧力を3×10-4torrとし、非生成物気体として
(18)よりアルゴンを200cc/分で供給した。加
えてモノシランを(16)より80cc/分で供給し
た。真性の半導体とするため、B2 6 /SiH 4
0.1〜10PPM同時に添加してもよい。
That is, it has a reaction space, a height of 30 cm, a width and a depth of 35 cm, and the reaction vessel has an inner size of 40 c in height.
m, width and depth 50 cm, substrate (20 cm x 30 c
m, 10 sheets) as one batch. Furthermore, the pressure of this reaction space was set to 3 × 10 −4 torr, and argon was supplied as a non-product gas from (18) at 200 cc / min. In addition, monosilane was supplied from (16) at 80 cc / min. In order to obtain an intrinsic semiconductor, B 2 H 6 / SiH 4 may be added simultaneously at 0.1 to 10 PPM.

【0023】移動の高周波エネルギは(6)より40W
の出力を用いて供給した。マイクロ波は2.45GHz
の周波数を有し、200〜800Wの出力例えば300
Wで供給した。磁場(五)、(五’)の共鳴強度は87
5±100ガウスの範囲で共鳴するように調整した。
High frequency energy of movement is 40 W from (6)
It was supplied using the output of. Microwave is 2.45 GHz
Output of 200 to 800 W, for example 300
Supplied with W. Magnetic field (five), (five ') resonance intensity is 87
It was adjusted to resonate in the range of 5 ± 100 gauss.

【0024】基板(10)はガラス基板またはこの基板
上に透明導電膜が形成されたものを用いた。この被形成
面上に非単結晶半導体例えばアモルファスシリコン半導
体を形成し、不要気体を排気系(11)より放出した。
すると基板温度が250℃において被膜形成速度45Å
/秒を得ることができた。この速度はプラズマCVDの
みで得られる1.5Å(オングストローム)/秒に比べ
30倍の速さである。
The substrate (10) used was a glass substrate or a substrate on which a transparent conductive film was formed. A non-single crystal semiconductor, for example, an amorphous silicon semiconductor was formed on the formation surface, and unnecessary gas was discharged from the exhaust system (11).
Then, when the substrate temperature is 250 ° C, the film formation rate is 45Å
/ Sec could be obtained. This speed is 30 times faster than 1.5 Å (angstrom) / second obtained only by plasma CVD.

【0025】この不純物をまったく添加していない場合
のアモルファスシリコン膜の電気特性として暗伝導度4
×10-10 (Scm-1)、光伝導度(AM1(100m
W/cm2 )の条件下)6×10-5(Scm-1)を得る
ことができた。この値は、これまで知られているプラズ
マCVD法におけるアモルファスシリコン膜と同様の特
性であり、PIN接合を有する光電変換装置のI型半導
体層としても用い得、光電変換装置とした場合も同様の
高い変換効率を期待することができ得る。
The electrical conductivity of the amorphous silicon film in the case where no impurities are added is dark conductivity 4
× 10 -10 (Scm -1 ), photoconductivity (AM1 (100 m
It was possible to obtain 6 × 10 −5 (Scm −1 ) under the condition of W / cm 2 ). This value has the same characteristics as the amorphous silicon film in the plasma CVD method known so far, and can be used also as an I-type semiconductor layer of a photoelectric conversion device having a PIN junction. High conversion efficiency can be expected.

【0026】[0026]

【実験例2】図1のECR装置において、P型Six
1-x (0<X<1)を非単結晶半導体を形成することを
試みた。
In ECR apparatus Experiment 2] FIG 1, P-type Si x C
Attempts were made to form 1-x (0 <X <1) non-single crystal semiconductors.

【0027】すなわち、アルゴンを共鳴空間に励起し生
成物全体である反応性気体としてH2 Si(CH3 2
/SiH4 =1/7とし、B2 6 /SiH4 =5/1
000とした。するとECRのマイクロ波出力が300
W、圧力3×10-4torr、基板温度180℃にし、
光学的Eg=2.4eV電気伝導度3×10-6(Scm
-1)を得ることができた。
That is, H 2 Si (CH 3 ) 2 is excited as a reactive gas which is the whole product by exciting argon into the resonance space.
/ SiH 4 = 1/7, B 2 H 6 / SiH 4 = 5/1
It was set to 000. Then the microwave output of ECR is 300
W, pressure 3 × 10 −4 torr, substrate temperature 180 ° C.,
Optical Eg = 2.4 eV Electric conductivity 3 × 10 −6 (Scm
-1 ) was able to be obtained.

【0028】その他は実験例1と同様である。Others are the same as in Experimental Example 1.

【0029】[0029]

【実験例3】図1のECR装置を用いてSix
2-x (0≦x<2)またはSi3 4-x (0≦x<4)
を形成した。
[Experimental Example 3] using the ECR apparatus of FIG. 1 Si x O
2-x (0 ≦ x <2) or Si 3 N 4-x (0 ≦ x <4)
Was formed.

【0030】共鳴空間に酸素または窒素をアルゴンガス
とともに導入した。更に(10)よりSiH4 を導入し
た。すると、シランと酸素または窒素との比に従って、
Six 2-x (0≦x<2)またはSi3 4-x (0≦
x<4)のxの値を決定することができる。x=0と
し、SiO2 、Si3 4 を形成する場合は、酸素また
は窒素はアルゴンと等量導入すればよかった。その他は
実験例1と同じである。
Oxygen or nitrogen was introduced into the resonance space together with argon gas. Further, SiH 4 was introduced from (10). Then, according to the ratio of silane and oxygen or nitrogen,
Si x O 2-x (0 ≦ x <2) or Si 3 N 4-x (0 ≦
The value of x for x <4) can be determined. When forming SiO 2 and Si 3 N 4 with x = 0, it was sufficient to introduce oxygen or nitrogen in the same amount as argon. Others are the same as those in Experimental Example 1.

【0031】[0031]

【実験例4】図1のECR装置を用いてN型微結晶化非
単結晶半導体を形成することを試みた。すなわち、Si
4 /H2 =1/5〜1/40、例えば1/30、PH
3 /SiH4 =1/100とした。ECR出力400
W、圧力3×10-4torr、基板温度250℃とし
た。すると光学的なEg=1.65eV、電気電導度5
0(Scm-1)を得ることができた。特にECR方式に
おいては、マイクロ波出力を大きくしても基板に対する
スパッタ効果がないため、平均粒径が大きく100〜3
00Å(オングストローム)を有するより多結晶化しや
すく、結果として結晶化度もグロ−放電プラズマCVD
法において約50%であるものを70%にまで高めるこ
とが可能となった。さらに希釈する水素の量を比較する
と、グロ−放電法とプラズマCVD法においてはSiH
4 /H2 =1/80〜1/300と大きく水素で希釈し
たが、ECR法においてはSiH4 /H2 =1/5〜1
/40においても十分な微結晶構造を有する半導体を作
ることができた。その他は実験例1と同様である。
Experimental Example 4 An attempt was made to form an N-type microcrystallized non-single-crystal semiconductor by using the ECR apparatus shown in FIG. That is, Si
H 4 / H 2 = 1/5 to 1/40, for example 1/30, PH
3 / SiH 4 = 1/100. ECR output 400
W, pressure 3 × 10 −4 torr, and substrate temperature 250 ° C. Then, optical Eg = 1.65 eV and electric conductivity 5
It was possible to obtain 0 (Scm −1 ). Particularly, in the ECR method, even if the microwave output is increased, there is no sputtering effect on the substrate, so that the average particle size is large and 100 to 3
A polycrystal having a crystallinity of 00 Å (angstrom) is more easily formed, and as a result, the crystallinity is also glow discharge plasma CVD.
It has become possible to increase what is about 50% in the law to 70%. Comparing the amounts of hydrogen to be further diluted, SiH was obtained in the glow discharge method and the plasma CVD method.
4 / H 2 = 1/80 to 1/300, which was greatly diluted with hydrogen, but in the ECR method, SiH 4 / H 2 = 1/5 to 1
Even at / 40, a semiconductor having a sufficient microcrystalline structure could be manufactured. Others are the same as in Experimental Example 1.

【0032】[0032]

【実施例2】この実施例は、図1を用いて試みられた実
施例1(実験例1〜4)を一体化し、マルチチャンバ方
式としたものである。
[Embodiment 2] This embodiment is a multi-chamber system in which Embodiment 1 (Experimental Examples 1 to 4) tried using FIG. 1 is integrated.

【0033】このマルチチャンバ方式に関しては、本発
明人の出願による特許( USP4,505,950〔1
985.3.19〕、USP4,492,716〔19
85.1.8〕) にすでに明らかである。しかし、この
実施例では、特にこのマルチチャンバ方式とECR法と
を一体化せしめ、そこに従来以上に優れたマルチチャン
バ方式を得ることができた。図2に従い本発明を記す。
Regarding this multi-chamber system, a patent (USP 4,505,950 [1
985.3.19], USP 4,492,716 [19.
85.1.8]). However, in this embodiment, in particular, the multi-chamber system and the ECR method were integrated, and a multi-chamber system superior to the conventional one could be obtained there. The present invention will be described with reference to FIG.

【0034】図2は系I、II、III、IV、Vを示
す。ここではロ−ド室(系I, I')、第1の被膜、例
えばP型半導体形成用反応系(系II)、第2の被膜例
えばI型半導体形成用反応室(系III)、第3の被膜
例えばN型半導体形成用反応系(系IV)、アンロ−ド
系(系V, V' )を有し、複数の被膜の積層構造を有せ
しめるための被膜の作製例である。そして例えばPIN
接合を積層体として得ることがてきる。
FIG. 2 shows the systems I, II, III, IV, V. Here, a load chamber (system I, I ′), a first coating film, for example, a P-type semiconductor forming reaction system (system II), a second coating film, for example, an I-type semiconductor forming reaction chamber (system III), 3 is a production example of a coating film having a laminated structure of a plurality of coating films, for example, having a reaction system (system IV) for forming N-type semiconductor (system IV) and an unload system (systems V and V '). And for example PIN
The joint can be obtained as a laminate.

【0035】各系の室は(1'-1'),(1'-1),(1'-2),・・・
(1'-5),(1'-5')をそれぞれ有し、特に(1-2),(1-3),(1-
4) は反応空間を構成している。またロ−ド側の空間と
して(1-1'),(1-1)を有し、またアンロ−ド側の空間とし
て(1-5),(1-5')を有する。ド−ピング系(13-2),(13-3),
(13-4)を有する。さらに排気系(11)としてタ−ボ分子ポ
ンプ(14-1),(14-2),・・・(14-5)、真空ポンプ(9-1),(9
-2),・・・(9-5) を有する。系(I’)、(V’)はロ
ード、アンロード室であり、これらの図示は省略してい
る。
The chambers of each system are (1'-1 '), (1'-1), (1'-2), ...
(1'-5), (1'-5 ') respectively, especially (1-2), (1-3), (1-
4) constitutes the reaction space. The space on the load side has (1-1 ') and (1-1), and the space on the unload side has (1-5) and (1-5'). Doping system (13-2), (13-3),
It has (13-4). Further, as the exhaust system (11), turbo molecular pumps (14-1), (14-2), ... (14-5), vacuum pumps (9-1), (9
-2), ... (9-5). The systems (I ′) and (V ′) are load and unload chambers, and these are not shown.

【0036】ECR用マイクロ波は系II、III、I
Vの少なくとも1つここではすべてに対し(8-2),(8-3),
(8-4) として設けられ、ヘルムホルツコイル(5-2),(5'-
2),・・として加えられている。そして共鳴空間(2-2),
(2-3),(2-4) を有し、アルゴンガスまたはこれと非生成
物気体との混合ガス(18-2),(18-3),(18-4)として加えら
れている。
Microwaves for ECR are systems II, III, I
At least one of V here for all (8-2), (8-3),
Helmholtz coils (5-2), (5'-
2), ... have been added. And the resonance space (2-2),
It has (2-3), (2-4) and is added as argon gas or mixed gas of this and non-product gas (18-2), (18-3), (18-4) .

【0037】それぞれのチャンバ(1-1) と(1-2) の間に
はバッファ空間(25-2)が設けられ、また(1-2) と(1-3)
との間にはバッファ空間(25-3)が、また(1-3) と(1-4)
との間にはバッファ空間(25-4)、さらに(1-4) と(1-5)
との間にバッファ空間(25-5)を有する。これらのバッフ
ァ空間は基板(10)および基板ホルダ(筒状空間を構成す
る枠構造体)(31)が所定のチャンバ(反応容器)にて被
膜形成後隣のチャンバへの移設を容易にし、また被膜形
成中において1つの空間の不純物、反応生成物が隣の反
応空間に混入しないよう気体の平均自由工程より巾広と
し、実質的にそれぞれの反応空間(1-1),・・・(1-5) を
互いに離間させている。さらにロ−ド室(1-1')とロ−ド
バッファ室(1-1) 間のゲ−ト弁(25-1)、アンロ−ドバッ
ファ室(1-5) とアンロ−ド室(1-5')間のゲ−ト弁(25-6)
は基板、基板ホルダのロ−ド、アンロ−ドの際、大気が
反応空間(1-2) ・・・(1-4) に混入しないようにさせ
た。
A buffer space (25-2) is provided between the chambers (1-1) and (1-2), and (1-2) and (1-3) are provided.
There is a buffer space (25-3) between, and (1-3) and (1-4)
Buffer space between (25-4) and (1-4) and (1-5)
Has a buffer space (25-5) between and. These buffer spaces facilitate the transfer of the substrate (10) and the substrate holder (frame structure forming the cylindrical space) (31) to the next chamber after forming a film in a predetermined chamber (reaction vessel). In order to prevent impurities and reaction products in one space from mixing into the adjacent reaction space during film formation, the reaction space is made wider than the mean free path of gas, and each reaction space (1-1) ,. -5) are separated from each other. Furthermore, the gate valve (25-1) between the load chamber (1-1 ') and the load buffer chamber (1-1), the unload buffer chamber (1-5) and the unload chamber (1- Gate valve (25-6) between 5 ')
At the time of loading and unloading the substrate and the substrate holder, the atmosphere was prevented from entering the reaction spaces (1-2) ... (1-4).

【0038】さらにこの系II、III、IVの被膜形
成はPIN接合を有する光電変換装置を作らんとする場
合は、それぞれ実験例2、実験例1および実験例3に対
応する。
Further, the film formation of the systems II, III and IV corresponds to Experimental Example 2, Experimental Example 1 and Experimental Example 3 respectively when a photoelectric conversion device having a PIN junction is to be produced.

【0039】さらにこの各被膜を各チャンバ(1-2),(1-
3),(1-4) で形成してしまった後、このECR CVD
法においては生成物気体の供給を止める。そしてマイク
ロ波エネルギの供給を停止する。さらに非生成物気体の
アルゴンを供給し続け、または一時的に停止した後それ
までの系を被膜形成時と同様に十分に連続真空引きせし
め続け、基板(10)および膜構造を有する基板ホルダ(31)
とを移動機構( 図面では省略) により隣の反応室に移動
している。
Further, each of these coatings is applied to each chamber (1-2), (1-
After forming 3) and (1-4), this ECR CVD
In the method, the supply of product gas is stopped. Then, the supply of the microwave energy is stopped. Further, the non-product gas argon is continuously supplied, or after the system is temporarily stopped, the system until then is continuously evacuated sufficiently as in the film formation, and the substrate (10) and the substrate holder having the film structure ( 31)
And are moved to the adjacent reaction chamber by a moving mechanism (not shown in the drawing).

【0040】かかる工程のみによっても、PI接合界面ま
たNI接合界面における不純物の混合はこれまでのグロ−
放電プラズマCVD 法に比べきわめて少ないことが判明し
た。
Even by such a step alone, the mixing of impurities at the PI bonding interface or the NI bonding interface can be prevented by the conventional method.
It was found that the number was extremely small compared to the discharge plasma CVD method.

【0041】そのため、光電変換装置としての変換効率
12.9%(1.05cm2)( 開放電圧0.92V,短絡電流密度18.4mA
/cm2 曲線因子0.76) を得ることができた。
Therefore, conversion efficiency as a photoelectric conversion device
12.9% (1.05cm 2 ) (Open voltage 0.92V, short circuit current density 18.4mA
/ Cm 2 fill factor 0.76) could be obtained.

【0042】かかる高効率を得ることができた理由とし
て、ECR CVD法においては被膜形成に関し被形成
面を反応性気体がスパッタしないためであると推定され
る。さらに被膜形成時の圧力がグロ−放電プラズマで知
られる如く、0.1 〜0.5torrの1/100 またはそれ以下の
1×10-3〜1×10-5torr例えば3×10-4torrであること
である。その結果、反応性気体の導入を止めると、これ
までのグロ−放電プラズマCVD 法に比べ1/100 以下の時
間で不純物、活性反応性気体のタ−ボポンプによるチャ
ンバ等よりの脱ガス化が可能となったことである。
It is presumed that the reason why such high efficiency could be obtained is that the reactive gas does not sputter the surface on which the film is formed in the ECR CVD method. Further, the pressure at the time of forming the film is 1 × 100 -3 to 1 × 10 -5 torr, which is 1/100 of 0.1 to 0.5 torr or less, for example, 3 × 10 -4 torr, as is known in glow discharge plasma. Is. As a result, when the introduction of reactive gas is stopped, impurities and active reactive gas can be degassed from the chamber etc. by the turbo pump in less than 1/100 of the time compared with the conventional glow discharge plasma CVD method. It has become.

【0043】[0043]

【実施例3】この実施例は薄膜型絶縁ゲイト型電界効果
半導体装置の作製方法に用いるもので、実施例2におい
て系IIの反応区間で半導体膜を形成し、その上に系I
IIにて窒化珪素膜(Si3N4) を形成する。さらに系IV
にて酸化珪素(SiO2)を形成したものである。それぞれの
被膜の形成は実施例1における実験例1,2 および3に従
った。
EXAMPLE 3 This example is used for a method of manufacturing a thin film type insulating gate type field effect semiconductor device. In Example 2, a semiconductor film is formed in the reaction section of the system II, and the system I is formed thereon.
At II, a silicon nitride film (Si 3 N 4 ) is formed. Further system IV
The silicon oxide (SiO 2 ) is formed by. The formation of each coating was in accordance with Experimental Examples 1, 2 and 3 in Example 1.

【0044】かくして基板上に半導体膜、さらにその上
に2層のゲイト絶縁膜を積層して設ける。
Thus, the semiconductor film is further formed on the substrate, and the two-layer gate insulating film is further laminated thereon.

【0045】さらにかかる構造とするとそれぞれの反応
区間に真空ゲ−ト弁を設けるマルチチャンバ方式に比べ
てゲ−ト弁を2ケも省略することができるため、製造装
置として低価格化を期待できる。1つのチャンバより隣
のチャンバへの移設も3分以内に行うことができ、スル
−プットを向上させることができる等の大きな特徴を有
する。 以上の本発明の実施例において、さらにその変
形として、まずP型の半導体を光CVD 法または公知のグ
ロ−放電プラズマCVD 法により形成する。さらにI型の
半導体膜をECR CVD 法により0.7 μ形成した。最後にN
型の微結晶化した半導体をECR CVD 法により形成するこ
とも有効である。
Further, with such a structure, it is possible to omit two gate valves as compared with the multi-chamber system in which a vacuum gate valve is provided in each reaction section, so that it is expected to reduce the cost as a manufacturing apparatus. . The transfer from one chamber to the next chamber can also be performed within 3 minutes, and it has a great feature that throughput can be improved. As a modification of the above-described embodiment of the present invention, first, a P-type semiconductor is formed by an optical CVD method or a known glow discharge plasma CVD method. Further, an I-type semiconductor film was formed to 0.7 μm by the ECR CVD method. Finally N
It is also effective to form a microcrystalline semiconductor of the mold by the ECR CVD method.

【0046】[0046]

【発明の効果】一般にグロ−放電法では0.1 〜0.01μの
大きさのピンホ−ルが被膜中に観察されやすいが、本発
明のサイクロトロン共鳴型プラズマCVD 装置ではこのピ
ンホ−ル数は約1/10に減少( ×100 の暗視野にて平均1
〜3ケ/視野)させることができた。
In general, in the glow discharge method, pinholes having a size of 0.1 to 0.01 .mu. Are easily observed in the film, but in the cyclotron resonance plasma CVD apparatus of the present invention, the number of pinholes is about 1 /. Decrease to 10 (1 in the darkfield of × 100
~ 3 / field of view).

【0047】本発明はマルチチャンバ方式にてECR CVD
法をそれぞれのチャンバで行った。そのため従来公知の
グロ−放電法やプラズマを用いたマルチチャンバ方式に
比べて多量生産が可能となり、かつ形成された被膜中の
PIまたはNI接合界面も急峻となり、また被膜形成速度が
大きいためI層中に不本意に混入する酸素、窒素の量を
それぞれ5×1018cm-3以下とすることができるようにな
った。
The present invention employs a multi-chamber method for ECR CVD.
The method was performed in each chamber. Therefore, it is possible to mass-produce as compared with the conventionally known glow discharge method and the multi-chamber method using plasma, and
The PI or NI junction interface is also steep, and the film formation rate is high, so that the amounts of oxygen and nitrogen that are inadvertently mixed in the I layer can be made 5 × 10 18 cm -3 or less.

【0048】サイクロトロン共鳴を用いているため、大
きい被膜成長速度を得ることができる。
Since cyclotron resonance is used, a high film growth rate can be obtained.

【0049】半導体装置としてPIN または NIP接合を有
する光電変換装置、発光素子MIS.FET(電界効果半導体装
置),SL発光素子( ス−パ−ラティス素子) とし得る。さ
らに、その応用として、その他半導体レ−ザまたは光集
積回路に対しても本発明は有効である。
The semiconductor device may be a photoelectric conversion device having a PIN or NIP junction, a light emitting element MIS.FET (field effect semiconductor device), or an SL light emitting element (super lattice element). Further, as its application, the present invention is effective for other semiconductor lasers or optical integrated circuits.

【0050】また本発明のサイクロトロン共鳴を用いた
プラズマCVD 法に加えて、光源として低圧水銀灯(185nm
の波長を有する) さらにはエキシマレ−ザ( 波長100 〜
400nm), アルゴンレ−ザ、窒素レ−ザ等の光を用いて光
CVD 作用をも併用してよいことはいうまでもない。
In addition to the plasma CVD method using cyclotron resonance of the present invention, a low pressure mercury lamp (185 nm) is used as a light source.
Furthermore, excimer laser (wavelength 100 ~
400 nm), argon laser, nitrogen laser, etc.
It goes without saying that the CVD action may also be used in combination.

【0051】生成物気体をモノシランでなくジシランま
たはモノシランと弗化シラン(Si2F6) の混合気体とする
と、さらに被膜成長速度の向上を期待できる。
If the product gas is not monosilane but disilane or a mixed gas of monosilane and fluorosilane (Si 2 F 6 ), further improvement in the film growth rate can be expected.

【0052】本発明において、基板としてはシリコン半
導体、ガラス基板、プラスチック基板、ステンレス基板
とし、またはこれらの上に電極が設けられた構造を用い
得る。
In the present invention, the substrate may be a silicon semiconductor, a glass substrate, a plastic substrate, a stainless substrate, or a structure in which electrodes are provided on these.

【0053】また形成されるアモルファス半導体もSiの
みならず、SixGe1-x (0<X<1),SixSn1-x(0<X<1),CxGe1-x
(0<X<1) またはそれらの真性または実質的に真性、Pま
たはN型の半導体であってもよい。
The formed amorphous semiconductor is not only Si but also SixGe 1-x (0 <X <1), SixSn 1-x (0 <X <1), CxGe 1-x
It may be (0 <X <1) or an intrinsic or substantially intrinsic P- or N-type semiconductor thereof.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明のサイクロトロン共鳴型プラズマCV
D装置を示す。
FIG. 1 is a cyclotron resonance type plasma CV of the present invention.
D device.

【図2】 本発明のサイクロトロン共鳴型プラズマCV
D装置を示す。
FIG. 2 is a cyclotron resonance type plasma CV of the present invention.
D device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 反応空間 1’ステンレス反応容器 2 共鳴空間 3 マイクロ波発振器 4 アナライザー 5、5’ 空心コイル 6 高周波または直流電源 7 ハロゲンランプヒータ 7’ 加熱室 9 真空ポンプ 10 基板 10’ 基板ホルダ 11 排気系 12 冷却管 13 ドーピング系 14 ターボポンプ 15 コントロールバルブ 18 非生成物気体 19 石英窓 20 ホモジナイザ 21 励起気体 22 生成物気体 23、23’ 網状電極 29 石英窓 30 バッファ空間 31、31’ 枠構造 1 Reaction Space 1'Stainless Steel Reaction Container 2 Resonance Space 3 Microwave Oscillator 4 Analyzer 5, 5'Air Core Coil 6 High Frequency or DC Power Supply 7 Halogen Lamp Heater 7'Heating Chamber 9 Vacuum Pump 10 Substrate 10 'Substrate Holder 11 Exhaust System 12 Cooling Tube 13 Doping system 14 Turbo pump 15 Control valve 18 Non-product gas 19 Quartz window 20 Homogenizer 21 Excited gas 22 Product gas 23, 23 'Reticulated electrode 29 Quartz window 30 Buffer space 31, 31' Frame structure

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 反応容器と、該反応容器に気体を供給す
る気体供給手段と、前記反応容器内にマイロク波を導入
するマイクロ波導入手段と、電子サイクロトロン共鳴を
反応容器内につくり出す磁場を印加する磁場印加手段
と、前記反応容器内に設けられた基板保持手段と、前記
反応容器を排気する排気手段とを有する被膜形成装置に
おいて、 前記排気手段は、真空ポンプと前記反応容器との間にタ
ーボ分子ポンプを有し、前記反応室容器内の圧力を調節
するための調節弁が、前記反応容器と前記ターボ分子ポ
ンプとの間に設けられていることを特徴とする被膜形成
装置。
1. A reaction vessel, a gas supply means for supplying a gas to the reaction vessel, a microwave introduction means for introducing a myloelectric wave into the reaction vessel, and a magnetic field for producing electron cyclotron resonance in the reaction vessel. In a film forming apparatus having a magnetic field applying means, a substrate holding means provided in the reaction vessel, and an exhaust means for exhausting the reaction vessel, the exhaust means is provided between a vacuum pump and the reaction vessel. A film forming apparatus having a turbo molecular pump, wherein a control valve for controlling the pressure in the reaction chamber container is provided between the reaction container and the turbo molecular pump.
【請求項2】 請求項1において、前記マイクロ波の周
波数は2.45GHzであり、前記磁場の強度は875
ガウスであることを特徴とする被膜形成装置。
2. The microwave according to claim 1, wherein the microwave has a frequency of 2.45 GHz and the magnetic field has an intensity of 875.
A film forming apparatus characterized by being Gaussian.
【請求項3】 請求項1において、光を前記反応容器内
に照射するための光源を有することを特徴とする被膜形
成装置。
3. The coating film forming apparatus according to claim 1, further comprising a light source for irradiating light into the reaction container.
【請求項4】 電子サイクロトロン共鳴を発生させる共
鳴室と、該共鳴室に気体を供給する気体供給手段と、前
記共鳴室にマイクロ波を導入するマイクロ波導入手段
と、電子サイクロトロン共鳴をつくり出す磁場を印加す
る磁場印加手段と、前記共鳴室に連結された被膜形成室
と、該被膜形成室に設けられた基板保持手段と、前記被
膜形成室を排気する排気手段とを有する被膜形成装置に
おいて、 前記排気手段は、真空ポンプと前記被膜形成室との間に
ターボ分子ポンプを有しており、前記被膜形成室の圧力
を調節するための調節弁が、前記被膜形成室と前記ター
ボ分子ポンプとの間に設けられていることを特徴とする
被膜形成装置。
4. A resonance chamber for generating electron cyclotron resonance, a gas supply means for supplying gas to the resonance chamber, a microwave introduction means for introducing microwaves into the resonance chamber, and a magnetic field for producing electron cyclotron resonance. In a film forming apparatus having a magnetic field applying unit for applying, a film forming chamber connected to the resonance chamber, a substrate holding unit provided in the film forming chamber, and an exhaust unit for exhausting the film forming chamber, The evacuation means has a turbo molecular pump between the vacuum pump and the film forming chamber, and a control valve for adjusting the pressure in the film forming chamber is provided between the film forming chamber and the turbo molecular pump. A film forming apparatus characterized by being provided between them.
【請求項5】 請求項4において、前記マイクロ波の周
波数は2.45GHzであり、前記磁場の強度は875
ガウスであることを特徴とする被膜形成装置。
5. The microwave according to claim 4, wherein the microwave has a frequency of 2.45 GHz and the magnetic field has an intensity of 875.
A film forming apparatus characterized by being Gaussian.
【請求項6】 請求項4において、光を前記被膜形成室
に照射するための光源を有することを特徴とする被膜形
成装置。
6. The film forming apparatus according to claim 4, further comprising a light source for irradiating the film forming chamber with light.
【請求項7】 反応容器内にマイクロ波を導入し、かつ
前記反応容器内に磁場を印加することにより電子サイク
ロトロン共鳴を形成し、該電子サイクロトロン共鳴を用
いて、前記反応容器内に配置された基板の被処理面に被
膜を堆積する被膜形成方法において、 真空ポンプと、前記反応容器と前記真空ポンプとの間に
配置されたターボ分子ポンプにより前記反応容器内を排
気しつつ、前記反応容器と前記ターボ分子ポンプとの間
に設けられた調節弁により、前記反応容器内の圧力を制
御することを特徴とする被膜形成方法。
7. An electron cyclotron resonance is formed by introducing a microwave into the reaction vessel and applying a magnetic field into the reaction vessel, and the electron cyclotron resonance is used to arrange the electron cyclotron resonance in the reaction vessel. In a film forming method for depositing a film on a surface to be processed of a substrate, a vacuum pump and a reaction chamber while exhausting the inside of the reaction container by a turbo molecular pump arranged between the reaction container and the vacuum pump. A method for forming a film, wherein the pressure inside the reaction vessel is controlled by a control valve provided between the turbo molecular pump and the turbo molecular pump.
【請求項8】 請求項7において、前記マイクロ波の周
波数は2.45GHzであり、前記磁場の強度は875
ガウスであることを特徴とする被膜形成方法。
8. The frequency according to claim 7, wherein the microwave frequency is 2.45 GHz and the magnetic field strength is 875.
A coating forming method characterized by being Gaussian.
【請求項9】 請求項7において、前記反応容器内に光
を照射することを特徴とする被膜形成装置。
9. The film forming apparatus according to claim 7, wherein the reaction container is irradiated with light.
【請求項10】 電子サイクロトロン共鳴を発生させる
共鳴室と、該共鳴室に連結された被膜を形成するための
被膜形成室とを有する被膜形成装置において、 前記共鳴室にマイクロ波を導入し、かつ前記共鳴室内に
磁場を印加することにより電子サイクロトロン共鳴を形
成し、該電子サイクロトロン共鳴を用いて、前記被膜形
成室内に配置された基板の被処理面に被膜を堆積する被
膜形成方法であり、 真空ポンプと、前記反応室と前記真空ポンプとの間に配
置されたターボ分子ポンプとにより前記チャンバ内を排
気しつつ、前記被膜形成室と前記ターボ分子ポンプとの
間に設けられた調節弁により、前記被膜形成室内の圧力
を制御することを特徴とする被膜形成方法。
10. A film forming apparatus having a resonance chamber for generating electron cyclotron resonance, and a film forming chamber for forming a film connected to the resonance chamber, wherein microwaves are introduced into the resonance chamber, and An electron cyclotron resonance is formed by applying a magnetic field in the resonance chamber, and the electron cyclotron resonance is used to deposit a film on a surface to be processed of a substrate arranged in the film formation chamber. A pump and a turbo molecular pump arranged between the reaction chamber and the vacuum pump, while exhausting the inside of the chamber, by a control valve provided between the film forming chamber and the turbo molecular pump, A method for forming a film, comprising controlling the pressure in the film forming chamber.
【請求項11】 請求項10において、前記マイクロ波
の周波数は2.45GHzであり、前記磁場の強度は、
875ガウスであることを特徴とする被膜形成装置。
11. The microwave according to claim 10, wherein the microwave frequency is 2.45 GHz, and the magnetic field strength is
A film forming apparatus characterized by being 875 Gauss.
【請求項12】 請求項10において、光を前記反応室
内に照射することを特徴とする被膜形成装置。
12. The film forming apparatus according to claim 10, wherein the reaction chamber is irradiated with light.
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