JPH11312647A - プラズマ化学蒸着装置 - Google Patents
プラズマ化学蒸着装置Info
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- JPH11312647A JPH11312647A JP10119142A JP11914298A JPH11312647A JP H11312647 A JPH11312647 A JP H11312647A JP 10119142 A JP10119142 A JP 10119142A JP 11914298 A JP11914298 A JP 11914298A JP H11312647 A JPH11312647 A JP H11312647A
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- discharge
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- 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
- H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
- H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
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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
- H01J37/32532—Electrodes
- H01J37/32541—Shape
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- Analytical Chemistry (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】従来と比べ良好な膜厚分布が得られることを課
題とする。 【解決手段】反応容器31と、反応容器に反応ガスを供給
する手段と、前記反応ガスを前記反応容器内から排出す
る手段と、前記反応容器内に配置された放電用はしご型
電極と、この放電用はしご型電極に周波数３０ＭＨｚ乃
至２００ＭＨｚのグロー放電発生用電力を供給する高周
波数電源36と、反応容器内に前記放電用はしご型電極と
離間して平行に配置され、被処理物を支持する加熱用ヒ
ータとを有し、前記電源から供給された電力によりグロ
ー放電を発生し、前記被処理物表面上に非晶質薄膜ある
いは微結晶薄膜あるいは多結晶薄膜を形成するプラズマ
化学蒸着装置において、前記放電用はしご型電極32へ高
周波数電力を供給する真空用給電線を介して、前記給電
電力を均等に分配する電力分配器60を用いることを特徴
とするプラズマ化学蒸着装置。
題とする。 【解決手段】反応容器31と、反応容器に反応ガスを供給
する手段と、前記反応ガスを前記反応容器内から排出す
る手段と、前記反応容器内に配置された放電用はしご型
電極と、この放電用はしご型電極に周波数３０ＭＨｚ乃
至２００ＭＨｚのグロー放電発生用電力を供給する高周
波数電源36と、反応容器内に前記放電用はしご型電極と
離間して平行に配置され、被処理物を支持する加熱用ヒ
ータとを有し、前記電源から供給された電力によりグロ
ー放電を発生し、前記被処理物表面上に非晶質薄膜ある
いは微結晶薄膜あるいは多結晶薄膜を形成するプラズマ
化学蒸着装置において、前記放電用はしご型電極32へ高
周波数電力を供給する真空用給電線を介して、前記給電
電力を均等に分配する電力分配器60を用いることを特徴
とするプラズマ化学蒸着装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はプラズマ化学蒸着装
置に関し、アモルファスシリコン太陽電池、薄膜半導
体、光センサ、半導体保護膜等の各種電子デバイスに使
用される薄膜の製造に適用されるプラズマ化学蒸着装置
（以下、プラズマＣＶＤ装置と呼ぶ）に関する。
置に関し、アモルファスシリコン太陽電池、薄膜半導
体、光センサ、半導体保護膜等の各種電子デバイスに使
用される薄膜の製造に適用されるプラズマ化学蒸着装置
（以下、プラズマＣＶＤ装置と呼ぶ）に関する。
【０００２】
【従来の技術】アモルファスシリコン（以下、ａ−Ｓｉ
と記す）薄膜や窒化シリコン（以下、ＳｉＮｘと記す）
薄膜を製造するために、従来より用いられているプラズ
マＣＶＤ装置の構成について、２つの代表的例について
説明する。即ち、放電発生に用いる電極として、放電用
はしご型電極即ちラダーインダクタンス電極あるいはラ
ダーアンテナ型電極とも呼ばれる電極を用いる方法、及
び平行平板電極を用いる方法について説明する。
と記す）薄膜や窒化シリコン（以下、ＳｉＮｘと記す）
薄膜を製造するために、従来より用いられているプラズ
マＣＶＤ装置の構成について、２つの代表的例について
説明する。即ち、放電発生に用いる電極として、放電用
はしご型電極即ちラダーインダクタンス電極あるいはラ
ダーアンテナ型電極とも呼ばれる電極を用いる方法、及
び平行平板電極を用いる方法について説明する。
【０００３】まず、はしご型電極を用いる方法について
は、特開平４−２３６７８１号にはしご状平面形コイル
電極として各種形状の電極を用いたプラズマＣＶＤ装置
が開示されている。本方法の代表例について図10を用い
て説明する。図中の付番１は反応容器であり、この反応
容器１内に放電用はしご型電極２と基板加熱用ヒータ３
とが平行に配置されている。前記放電用はしご型電極２
には、高周波電源４からインピーダンス整合器５を介し
て例えば１３．５６ＭＨｚの高周波電力が供給される。
前記放電用はしご型電極２は、図11に示すように一端が
インピーダンス整合器５を介して高周波電源４に接続さ
れており、他端はアース線７に接続され、反応容器１と
ともに接地されている。
は、特開平４−２３６７８１号にはしご状平面形コイル
電極として各種形状の電極を用いたプラズマＣＶＤ装置
が開示されている。本方法の代表例について図10を用い
て説明する。図中の付番１は反応容器であり、この反応
容器１内に放電用はしご型電極２と基板加熱用ヒータ３
とが平行に配置されている。前記放電用はしご型電極２
には、高周波電源４からインピーダンス整合器５を介し
て例えば１３．５６ＭＨｚの高周波電力が供給される。
前記放電用はしご型電極２は、図11に示すように一端が
インピーダンス整合器５を介して高周波電源４に接続さ
れており、他端はアース線７に接続され、反応容器１と
ともに接地されている。
【０００４】放電用はしご型電極２に供給された高周波
電力は、反応容器１とともに接地された基板加熱用ヒー
タ３と前記電極２との間にグロー放電プラズマを発生さ
せ、放電空間経由で反応容器１の壁へ、また放電用はし
ご型電極２のアース線７を介してアースへ流れる。な
お、このアース線７には同軸ケーブルが用いられてい
る。
電力は、反応容器１とともに接地された基板加熱用ヒー
タ３と前記電極２との間にグロー放電プラズマを発生さ
せ、放電空間経由で反応容器１の壁へ、また放電用はし
ご型電極２のアース線７を介してアースへ流れる。な
お、このアース線７には同軸ケーブルが用いられてい
る。
【０００５】前記反応容器１内には、図示しないボンベ
から反応ガス導入管８を通して、例えばモノシランと水
素との混合ガスが供給される。供給された反応ガスは、
放電用ラダーアンテナ型電極２により発生したグロー放
電プラズマにより分解され、基板加熱用ヒータ３上に保
持され、所定の温度に加熱された基板９上に堆積する。
また、反応容器１内のガスは、排気管10を通して真空ポ
ンプ11により排気される。
から反応ガス導入管８を通して、例えばモノシランと水
素との混合ガスが供給される。供給された反応ガスは、
放電用ラダーアンテナ型電極２により発生したグロー放
電プラズマにより分解され、基板加熱用ヒータ３上に保
持され、所定の温度に加熱された基板９上に堆積する。
また、反応容器１内のガスは、排気管10を通して真空ポ
ンプ11により排気される。
【０００６】以下、上記装置を用いて薄膜を製造する場
合について説明する。まず、真空ポンプ11を駆動して反
応容器１内を排気した後、反応ガス導入管８を通して、
例えば、モノシランと水素との混合ガスを供給し、反応
容器１内の圧力を０．０５〜０．５Ｔｏｒｒに保つ。
合について説明する。まず、真空ポンプ11を駆動して反
応容器１内を排気した後、反応ガス導入管８を通して、
例えば、モノシランと水素との混合ガスを供給し、反応
容器１内の圧力を０．０５〜０．５Ｔｏｒｒに保つ。
【０００７】この状態で、高周波電源４から放電用はし
ご型電極２に高周波電力を印加すると、グロー放電プラ
ズマが発生する。反応ガスは、放電用はしご電極２と基
板加熱用ヒータ３間に生じるグロー放電プラズマによっ
て分解され、この結果ＳｉＨ3 ，ＳｉＨ2 などのＳｉを
含むラジカルが発生し、基板９表面に付着してａ−Ｓｉ
薄膜が形成される。
ご型電極２に高周波電力を印加すると、グロー放電プラ
ズマが発生する。反応ガスは、放電用はしご電極２と基
板加熱用ヒータ３間に生じるグロー放電プラズマによっ
て分解され、この結果ＳｉＨ3 ，ＳｉＨ2 などのＳｉを
含むラジカルが発生し、基板９表面に付着してａ−Ｓｉ
薄膜が形成される。
【０００８】次に、平行平板電極を用いる方法について
図12を参照して説明する。図中の付番21は反応容器であ
り、この反応容器21内に高周波電極22と基板加熱用ヒー
タ23とが平行に配置されている。前記高周波電極22に
は、高周波電源24からインピーダンス整合器25を介して
例えば１３．５６ＭＨｚの高周波電力が供給される。基
板加熱用ヒータ23は、反応容器21とともに接地され、接
地電極となっている。従って、高周波電極22と基板加熱
用ヒータ23との間でグロー放電プラズマが発生する。
図12を参照して説明する。図中の付番21は反応容器であ
り、この反応容器21内に高周波電極22と基板加熱用ヒー
タ23とが平行に配置されている。前記高周波電極22に
は、高周波電源24からインピーダンス整合器25を介して
例えば１３．５６ＭＨｚの高周波電力が供給される。基
板加熱用ヒータ23は、反応容器21とともに接地され、接
地電極となっている。従って、高周波電極22と基板加熱
用ヒータ23との間でグロー放電プラズマが発生する。
【０００９】前記反応容器21内には図示しないボンベか
ら反応ガス導入管26を通して例えばモノシランと水素と
の混合ガスが供給される。反応容器21内のガスは、排気
管２７を通して真空ポンプ２８により排気される。基板
29は、基板加熱用ヒータ23上に保持され、所定の温度に
加熱される。
ら反応ガス導入管26を通して例えばモノシランと水素と
の混合ガスが供給される。反応容器21内のガスは、排気
管２７を通して真空ポンプ２８により排気される。基板
29は、基板加熱用ヒータ23上に保持され、所定の温度に
加熱される。
【００１０】こうした装置を用いて、以下のようにして
薄膜を製造する。まず、真空ポンプ28を駆動して反応容
器21内を排気する。次に、反応ガス導入管26を通して例
えばモノシランと水素との混合ガスを供給して反応容器
21内の圧力を０．０５〜０．５Ｔｏｒｒに保ち、高周波
電源24から高周波電極22に電圧を印加すると、グロー放
電プラズマが発生する。
薄膜を製造する。まず、真空ポンプ28を駆動して反応容
器21内を排気する。次に、反応ガス導入管26を通して例
えばモノシランと水素との混合ガスを供給して反応容器
21内の圧力を０．０５〜０．５Ｔｏｒｒに保ち、高周波
電源24から高周波電極22に電圧を印加すると、グロー放
電プラズマが発生する。
【００１１】反応ガス導入管26から供給されたガスのう
ち、モノシランガスは高周波電極22〜基板加熱用ヒータ
23間に生じるグロー放電プラズマによって分解される。
この結果、ＳｉＨ3 、ＳｉＨ2 等のＳｉを含むラジカル
が発生し、基板29表面に付着して、ａ−Ｓｉ薄膜が形成
される。
ち、モノシランガスは高周波電極22〜基板加熱用ヒータ
23間に生じるグロー放電プラズマによって分解される。
この結果、ＳｉＨ3 、ＳｉＨ2 等のＳｉを含むラジカル
が発生し、基板29表面に付着して、ａ−Ｓｉ薄膜が形成
される。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術、即ち放電用ラダーアンテナ型電極を用いる方法及び
平行平板電極を用いる方法は、いずれも次のような問題
を有している。 (1) 図11において、放電用はしご型電極２近傍に発生し
た電界により反応ガス、例えばＳｉＨ4 はＳｉ、Ｓｉ
Ｈ、ＳｉＨ2 、ＳｉＨ3 、Ｈ、Ｈ2 等に分解され、基板
９の表面にａ−Ｓｉ膜を形成する。しかしながら、ａ−
Ｓｉ膜形成の高速化を図るため、高周波電源の周波数を
現状の１３．５６ＭＨｚより、３０ＭＨｚないし１５０
ＭＨｚへ高くすると、放電用はしご型電極２近傍の電界
分布が一様性がくずれ、その結果として、ａ−Ｓｉ膜の
膜厚分布が極端に悪くなる。図13は、基板面積３０ｃｍ
×３０ｃｍでのプラズマ電源周波数と膜厚分布の関係を
示す。膜厚分布の一様性（±１０％以内）を確保できる
基板の大きさ即ち面積は５ｃｍ×５ｃｍないし２０ｃｍ
×２０ｃｍ程度である。
術、即ち放電用ラダーアンテナ型電極を用いる方法及び
平行平板電極を用いる方法は、いずれも次のような問題
を有している。 (1) 図11において、放電用はしご型電極２近傍に発生し
た電界により反応ガス、例えばＳｉＨ4 はＳｉ、Ｓｉ
Ｈ、ＳｉＨ2 、ＳｉＨ3 、Ｈ、Ｈ2 等に分解され、基板
９の表面にａ−Ｓｉ膜を形成する。しかしながら、ａ−
Ｓｉ膜形成の高速化を図るため、高周波電源の周波数を
現状の１３．５６ＭＨｚより、３０ＭＨｚないし１５０
ＭＨｚへ高くすると、放電用はしご型電極２近傍の電界
分布が一様性がくずれ、その結果として、ａ−Ｓｉ膜の
膜厚分布が極端に悪くなる。図13は、基板面積３０ｃｍ
×３０ｃｍでのプラズマ電源周波数と膜厚分布の関係を
示す。膜厚分布の一様性（±１０％以内）を確保できる
基板の大きさ即ち面積は５ｃｍ×５ｃｍないし２０ｃｍ
×２０ｃｍ程度である。
【００１３】放電用はしご型電極を用いる方法による高
周波電源４の高周波数化が困難な理由は次の通りであ
る。図14に示すように、放電用はしご型電極の構造に起
因したインピーダンスの不均一性が存在するために、プ
ラズマ発光の強い部分が局部的になる。例えば、上記電
極の周辺部に強いプラズマが発生し、中央部には発生し
ない。特に６０ＭＨｚ以上の高周波数化に伴なってその
減少は顕著になる。
周波電源４の高周波数化が困難な理由は次の通りであ
る。図14に示すように、放電用はしご型電極の構造に起
因したインピーダンスの不均一性が存在するために、プ
ラズマ発光の強い部分が局部的になる。例えば、上記電
極の周辺部に強いプラズマが発生し、中央部には発生し
ない。特に６０ＭＨｚ以上の高周波数化に伴なってその
減少は顕著になる。
【００１４】従って、量産性向上や低コスト化に必要な
大面積基板に関するプラズマ電源の高周波数化による成
膜速度の向上は非常に困難で、不可能視されている。な
お、ａ−Ｓｉの成膜速度はプラズマ電源周波数の２乗に
比例するので、関連技術分野の学会においても研究が活
発化しているが、大面積化への成功例はまだない。
大面積基板に関するプラズマ電源の高周波数化による成
膜速度の向上は非常に困難で、不可能視されている。な
お、ａ−Ｓｉの成膜速度はプラズマ電源周波数の２乗に
比例するので、関連技術分野の学会においても研究が活
発化しているが、大面積化への成功例はまだない。
【００１５】(2) 図12において、高周波電極22と基板加
熱用ヒータ23との間に発生する電界により、反応ガス、
例えばＳｉＨ4 はＳｉ、ＳｉＨ、ＳｉＨ2 、ＳｉＨ3 、
Ｈ、Ｈ2 等に分解され、基板29の表面にａ−Ｓｉ膜を形
成する。しかしながら、ａ−Ｓｉ膜形成の高速化を図る
ため、高周波電源24の周波数を現状の１３．５６ＭＨｚ
より、３０ＭＨｚないし２００ＭＨｚへ高くすると、高
周波電極22と基板加熱用ヒータ23間に発生する電界分布
の一様性がくずれ、その結果として、ａ−Ｓｉ膜の膜厚
分布が極端に悪くなる。図13は、基板面積３０ｃｍ×３
０ｃｍでのプラズマ電源周波数と膜厚分布（平均膜厚か
らのずれ）の関係を示す特性図である。膜厚分布の一様
性（±１０％以内）が確保できる基板の大きさ即ち面積
は、５ｃｍ×５ｃｍないし２０ｃｍ×２０ｃｍ程度であ
る。
熱用ヒータ23との間に発生する電界により、反応ガス、
例えばＳｉＨ4 はＳｉ、ＳｉＨ、ＳｉＨ2 、ＳｉＨ3 、
Ｈ、Ｈ2 等に分解され、基板29の表面にａ−Ｓｉ膜を形
成する。しかしながら、ａ−Ｓｉ膜形成の高速化を図る
ため、高周波電源24の周波数を現状の１３．５６ＭＨｚ
より、３０ＭＨｚないし２００ＭＨｚへ高くすると、高
周波電極22と基板加熱用ヒータ23間に発生する電界分布
の一様性がくずれ、その結果として、ａ−Ｓｉ膜の膜厚
分布が極端に悪くなる。図13は、基板面積３０ｃｍ×３
０ｃｍでのプラズマ電源周波数と膜厚分布（平均膜厚か
らのずれ）の関係を示す特性図である。膜厚分布の一様
性（±１０％以内）が確保できる基板の大きさ即ち面積
は、５ｃｍ×５ｃｍないし２０ｃｍ×２０ｃｍ程度であ
る。
【００１６】平行平板電極を用いる方法による高周波電
源24の高周波数化が困難な理由は、次の通りである。平
行平板型電極は、電極周辺部と中央部の電気特性が異な
るため、図15（Ａ）に示すように電極周辺部に強いプラ
ズマが発生するか、あるいは図15（Ｂ）に示すように中
央部分のみに強いプラズマが発生するという現象があ
る。
源24の高周波数化が困難な理由は、次の通りである。平
行平板型電極は、電極周辺部と中央部の電気特性が異な
るため、図15（Ａ）に示すように電極周辺部に強いプラ
ズマが発生するか、あるいは図15（Ｂ）に示すように中
央部分のみに強いプラズマが発生するという現象があ
る。
【００１７】したがって、量産性向上や低コスト化に必
要な大面積基板に関するプラズマ電源の高周波数化によ
る成膜速度の向上は、非常に困難で、不可能視されてい
る。なお、ａ−Ｓｉの成膜速度はプラズマ電源周波数の
２乗に比例するので、関連技術分野の学会においても研
究が活発化しているが、大面積化への成功例はまだ無
い。
要な大面積基板に関するプラズマ電源の高周波数化によ
る成膜速度の向上は、非常に困難で、不可能視されてい
る。なお、ａ−Ｓｉの成膜速度はプラズマ電源周波数の
２乗に比例するので、関連技術分野の学会においても研
究が活発化しているが、大面積化への成功例はまだ無
い。
【００１８】本発明はこうした事情を考慮してなされた
もので、放電用はしご型電極へ高周波数電力を供給する
真空用給電線を介して給電電力を均等に分配する電力分
配器を用いることにより、従来と比べ格段に良好な膜厚
分布が得られるプラズマ化学蒸着装置を提供すること目
的とする。
もので、放電用はしご型電極へ高周波数電力を供給する
真空用給電線を介して給電電力を均等に分配する電力分
配器を用いることにより、従来と比べ格段に良好な膜厚
分布が得られるプラズマ化学蒸着装置を提供すること目
的とする。
【００１９】また、本発明は、放電用はしご型電極に周
波数３０ＭＨｚ乃至２００ＭＨｚのグロー放電発生用電
力を供給する電源と前記電力分配器間に、これらに夫々
電気的に接続するインピーダンス整合器を配置した構成
とすることにより、さらに優れた膜厚分布が得られるプ
ラズマ化学蒸着装置を提供すること目的とする。
波数３０ＭＨｚ乃至２００ＭＨｚのグロー放電発生用電
力を供給する電源と前記電力分配器間に、これらに夫々
電気的に接続するインピーダンス整合器を配置した構成
とすることにより、さらに優れた膜厚分布が得られるプ
ラズマ化学蒸着装置を提供すること目的とする。
【００２０】更に、本発明は、前記電源と電力分配器間
にこれらに夫々電気的に接続するインピーダンス整合器
を配置するとともに、前記放電用はしご型電極を加熱用
ヒータに平行な平面内に２個以上配置し、電源で発生し
た電力をインピーダンス整合器、電力分配器及び真空用
同軸ケーブルを介して放電用はしご型電極へ供給する構
成とすることにより、１ｍ×２ｍ級の大面積均質，均一
アモルファスＳｉ成膜法及び１ｍ×２ｍ級の大面積均
質，均一微結晶薄膜成膜法、及び１ｍ×２ｍ級の大面積
均質，均一薄膜多結晶Ｓｉ成膜法としての応用が可能な
プラズマ化学蒸着装置を提供すること目的とする。
にこれらに夫々電気的に接続するインピーダンス整合器
を配置するとともに、前記放電用はしご型電極を加熱用
ヒータに平行な平面内に２個以上配置し、電源で発生し
た電力をインピーダンス整合器、電力分配器及び真空用
同軸ケーブルを介して放電用はしご型電極へ供給する構
成とすることにより、１ｍ×２ｍ級の大面積均質，均一
アモルファスＳｉ成膜法及び１ｍ×２ｍ級の大面積均
質，均一微結晶薄膜成膜法、及び１ｍ×２ｍ級の大面積
均質，均一薄膜多結晶Ｓｉ成膜法としての応用が可能な
プラズマ化学蒸着装置を提供すること目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】本発明は、反応容器と、
この反応容器に反応ガスを供給する手段と、前記反応ガ
スを前記反応容器内から排出する手段と、前記反応容器
内に配置された放電用はしご型電極と、この放電用はし
ご型電極に周波数３０ＭＨｚ乃至２００ＭＨｚのグロー
放電発生用電力を供給する電源と、前記反応容器内に前
記放電用はしご型電極と離間して平行に配置され、被処
理物を支持する加熱用ヒータとを有し、前記電源から供
給された電力によりグロー放電を発生し、前記被処理物
表面上に非晶質薄膜あるいは微結晶薄膜あるいは多結晶
薄膜を形成するプラズマ化学蒸着装置において、前記放
電用はしご型電極へ高周波数電力を供給する真空用給電
線を介して、前記給電電力を均等に分配する電力分配器
を用いることを特徴とするプラズマ化学蒸着装置であ
る。
この反応容器に反応ガスを供給する手段と、前記反応ガ
スを前記反応容器内から排出する手段と、前記反応容器
内に配置された放電用はしご型電極と、この放電用はし
ご型電極に周波数３０ＭＨｚ乃至２００ＭＨｚのグロー
放電発生用電力を供給する電源と、前記反応容器内に前
記放電用はしご型電極と離間して平行に配置され、被処
理物を支持する加熱用ヒータとを有し、前記電源から供
給された電力によりグロー放電を発生し、前記被処理物
表面上に非晶質薄膜あるいは微結晶薄膜あるいは多結晶
薄膜を形成するプラズマ化学蒸着装置において、前記放
電用はしご型電極へ高周波数電力を供給する真空用給電
線を介して、前記給電電力を均等に分配する電力分配器
を用いることを特徴とするプラズマ化学蒸着装置であ
る。
【００２２】本発明において、前記電極と電力分配器間
にこれらに夫々電気的に接続するインピーダンス変換器
を配置することが、さらに優れた膜厚分布を得る上で好
ましい。
にこれらに夫々電気的に接続するインピーダンス変換器
を配置することが、さらに優れた膜厚分布を得る上で好
ましい。
【００２３】本発明において、前記電力分配器として
は、３０ＭＨｚ乃至２００ＭＨｚの高周波数用トランス
と抵抗とコンデンサを有するものが挙げられる。前記電
力分配器は、前記放電用はしご型電極へのグロー放電発
生用電力を給電線を用いて供給する供給点を、前記電極
の上辺，下辺，左辺，右辺に２箇所以上、即ち例えば上
辺，下辺それぞれに２箇所づつ合計４箇所、あるいは左
辺，右辺それぞれに４箇所づつ合計８箇所、あるいは左
辺，右辺それぞれに４箇所づつ合計８箇所とすることな
どに加えて、前記給電線に電力を均等に分配する機能を
有する。前記高周波用トランスとしては、磁性体材料か
らなる環状体と、この環状体に巻き付けられ、一端は１
端子で他端は２つに分岐されて２端子となっている２本
の絶縁材被覆導線とからなるものが挙げられる。
は、３０ＭＨｚ乃至２００ＭＨｚの高周波数用トランス
と抵抗とコンデンサを有するものが挙げられる。前記電
力分配器は、前記放電用はしご型電極へのグロー放電発
生用電力を給電線を用いて供給する供給点を、前記電極
の上辺，下辺，左辺，右辺に２箇所以上、即ち例えば上
辺，下辺それぞれに２箇所づつ合計４箇所、あるいは左
辺，右辺それぞれに４箇所づつ合計８箇所、あるいは左
辺，右辺それぞれに４箇所づつ合計８箇所とすることな
どに加えて、前記給電線に電力を均等に分配する機能を
有する。前記高周波用トランスとしては、磁性体材料か
らなる環状体と、この環状体に巻き付けられ、一端は１
端子で他端は２つに分岐されて２端子となっている２本
の絶縁材被覆導線とからなるものが挙げられる。
【００２４】本発明において、前記電源と電力分配器間
にこれらに夫々電気的に接続するインピーダンス整合器
を配置するとともに、前記放電用はしご型電極を加熱用
ヒータに平行な平面内に２個以上配置し、電源で発生し
た電力をインピーダンス整合器、電力分配器及び真空用
同軸ケーブルを介して各放電用はしご型電極へ供給する
ことが好ましい。これは、複数の電力供給線に均等に電
力を分配する前記電力供給器を応用して、１ｍ×２ｍ級
の大面積均質，均一アモルファスＳｉ成膜法及び１ｍ×
２ｍ級の大面積均質，均一微結晶薄膜成膜法、及び１ｍ
×２ｍ級の大面積均質，均一薄膜多結晶Ｓｉ成膜法とし
ての応用を図るためである。
にこれらに夫々電気的に接続するインピーダンス整合器
を配置するとともに、前記放電用はしご型電極を加熱用
ヒータに平行な平面内に２個以上配置し、電源で発生し
た電力をインピーダンス整合器、電力分配器及び真空用
同軸ケーブルを介して各放電用はしご型電極へ供給する
ことが好ましい。これは、複数の電力供給線に均等に電
力を分配する前記電力供給器を応用して、１ｍ×２ｍ級
の大面積均質，均一アモルファスＳｉ成膜法及び１ｍ×
２ｍ級の大面積均質，均一微結晶薄膜成膜法、及び１ｍ
×２ｍ級の大面積均質，均一薄膜多結晶Ｓｉ成膜法とし
ての応用を図るためである。
【００２５】本発明において、３０ＭＨｚ乃至２００Ｍ
Ｈｚの高周波数電源で発生した電力を、インピーダンス
整合器、電力分配器及びインピーダンス変換器を介して
放電用はしご型電極へ供給することが好ましい。
Ｈｚの高周波数電源で発生した電力を、インピーダンス
整合器、電力分配器及びインピーダンス変換器を介して
放電用はしご型電極へ供給することが好ましい。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を参
照して説明する。 （実施例１）図１及び図２を参照する。図中の付番31は
反応容器である。この反応容器31内には、グロー放電プ
ラズマを発生させるためのＳＵＳ304 製の放電用はしご
型電極32と、被処理物としての基板33を支持するととも
に該基板33の温度を制御する基板加熱用ヒータ34が配置
されている。前記反応容器31内には、反応ガスを前記放
電用はしご型電極32周辺に導入する反応ガス吐出孔37ａ
を有した反応ガス導入管37が配置されている。
照して説明する。 （実施例１）図１及び図２を参照する。図中の付番31は
反応容器である。この反応容器31内には、グロー放電プ
ラズマを発生させるためのＳＵＳ304 製の放電用はしご
型電極32と、被処理物としての基板33を支持するととも
に該基板33の温度を制御する基板加熱用ヒータ34が配置
されている。前記反応容器31内には、反応ガスを前記放
電用はしご型電極32周辺に導入する反応ガス吐出孔37ａ
を有した反応ガス導入管37が配置されている。
【００２７】前記反応容器31には、反応容器31内の反応
ガス等のガスを排気する排気管38を介して真空ポンプ39
が接続されている。前記反応容器31内にはアースシール
ド40が配置されている。このアースシールド40は、不必
要な部分での放電を抑制し、かつ、前記排気管38及び真
空ポンプ39と組合せて使用されることにより、上記反応
ガス導入管37より導入されたＳｉＨ4 等反応ガスを放電
用はしご型電極32でプラズマ化した後、反応ガス及びそ
の他生成物等を排気管38を介して排出する機能を有して
いる。なお、反応容器31内の圧力は、図示しない圧力計
によりモニタされ、前記真空ポンプ39の排気量を調整す
ることにより制御される。
ガス等のガスを排気する排気管38を介して真空ポンプ39
が接続されている。前記反応容器31内にはアースシール
ド40が配置されている。このアースシールド40は、不必
要な部分での放電を抑制し、かつ、前記排気管38及び真
空ポンプ39と組合せて使用されることにより、上記反応
ガス導入管37より導入されたＳｉＨ4 等反応ガスを放電
用はしご型電極32でプラズマ化した後、反応ガス及びそ
の他生成物等を排気管38を介して排出する機能を有して
いる。なお、反応容器31内の圧力は、図示しない圧力計
によりモニタされ、前記真空ポンプ39の排気量を調整す
ることにより制御される。
【００２８】前記放電用はしご型電極32でＳｉＨ4 プラ
ズマを発生させると、そのプラズマ中に存在するＳｉＨ
3 ，ＳｉＨ2 ，ＳｉＨなどのラジカルが拡散現象により
拡散し、基板33表面に吸着されることにより、ａ−Ｓｉ
膜あるいは微結晶Ｓｉあるいは薄膜多結晶Ｓｉが堆積す
る。なお、ａ−Ｓｉ膜、微結晶Ｓｉ及び薄膜多結晶Ｓｉ
は、成膜条件の中の、ＳｉＨ4 ，Ｈ2 の流量比、圧力及
びプラズマ発生用電力を適正化することで成膜できる公
知の技術であるので、ここではＳｉＨ4 ガスを用いたａ
−Ｓｉ成膜を例にとり説明する。当然ながら、微結晶Ｓ
ｉ及び薄膜多結晶Ｓｉを成膜することも可能である。
ズマを発生させると、そのプラズマ中に存在するＳｉＨ
3 ，ＳｉＨ2 ，ＳｉＨなどのラジカルが拡散現象により
拡散し、基板33表面に吸着されることにより、ａ−Ｓｉ
膜あるいは微結晶Ｓｉあるいは薄膜多結晶Ｓｉが堆積す
る。なお、ａ−Ｓｉ膜、微結晶Ｓｉ及び薄膜多結晶Ｓｉ
は、成膜条件の中の、ＳｉＨ4 ，Ｈ2 の流量比、圧力及
びプラズマ発生用電力を適正化することで成膜できる公
知の技術であるので、ここではＳｉＨ4 ガスを用いたａ
−Ｓｉ成膜を例にとり説明する。当然ながら、微結晶Ｓ
ｉ及び薄膜多結晶Ｓｉを成膜することも可能である。
【００２９】前記放電用はしご型電極32には、後述の給
電線，インピーダンス変換器61ａ，61ｂ，61ｃ，61ｄ，
61ｅ，61ｆ，61ｇ，61ｈ、電力分配器60、インピーダン
ス整合器35を介して、高周波数電源36が接続されてい
る。
電線，インピーダンス変換器61ａ，61ｂ，61ｃ，61ｄ，
61ｅ，61ｆ，61ｇ，61ｈ、電力分配器60、インピーダン
ス整合器35を介して、高周波数電源36が接続されてい
る。
【００３０】図２は、上記放電用はしご型電極32に高周
波数電力を供給するための電気配線を示す説明図であ
る。図２において、例えば周波数６０ＭＨｚの電力を高
周波数電源36よりインピーダンス整合器35、電力分配器
60、同軸ケーブル41ａ，41ｂ，41ｃ，41ｄ，41ｅ，41
ｆ，41ｇ，41ｈ、電流導入端子42ａ，42ｂ，42ｃ，42ｄ
及び真空用同軸ケーブル43ａ，43ｂ，43ｃ，43ｄ，43
ｅ，43ｆ，43ｇ，43ｈを介して、上記放電用はしご型電
極32に溶着された８個の電力供給端子44〜51へ供給す
る。なお、上記放電用はしご型電極32は、外寸法５７２
ｍｍ×５７２ｍｍ、直径６ｍｍのＳＵＳ棒で製作され、
その中心間隔２６ｍｍである。
波数電力を供給するための電気配線を示す説明図であ
る。図２において、例えば周波数６０ＭＨｚの電力を高
周波数電源36よりインピーダンス整合器35、電力分配器
60、同軸ケーブル41ａ，41ｂ，41ｃ，41ｄ，41ｅ，41
ｆ，41ｇ，41ｈ、電流導入端子42ａ，42ｂ，42ｃ，42ｄ
及び真空用同軸ケーブル43ａ，43ｂ，43ｃ，43ｄ，43
ｅ，43ｆ，43ｇ，43ｈを介して、上記放電用はしご型電
極32に溶着された８個の電力供給端子44〜51へ供給す
る。なお、上記放電用はしご型電極32は、外寸法５７２
ｍｍ×５７２ｍｍ、直径６ｍｍのＳＵＳ棒で製作され、
その中心間隔２６ｍｍである。
【００３１】前記電力分配器60は、図３に示すように、
電力２分配器62及び２個の電力４分配器62，63により構
成され、入力された高周波数電力を均等に８分割する機
能をもっている。ここで、用いた電力分配器60は、原理
的に図４及び図５に示される電気回路からなる電力２分
配器及び電力４分配器から構成されている。なお、参考
のため、ここで用いた電力２分配器に用いられる高周波
数用トランスの概念を図６に示す。
電力２分配器62及び２個の電力４分配器62，63により構
成され、入力された高周波数電力を均等に８分割する機
能をもっている。ここで、用いた電力分配器60は、原理
的に図４及び図５に示される電気回路からなる電力２分
配器及び電力４分配器から構成されている。なお、参考
のため、ここで用いた電力２分配器に用いられる高周波
数用トランスの概念を図６に示す。
【００３２】前記インピーダンス変換器は、電力分配器
60と真空用同軸ケーブル43ａ〜43ｈと放電用はしご型電
極32のインピーダンスの整合をとるために、図７に示す
ようなフェライト製環状体64に絶縁被覆導線を２本、ト
ランス巻線比が２対３となるように巻きつけて製作され
たインピーダンス変換器61ａ〜61ｈを用いた。
60と真空用同軸ケーブル43ａ〜43ｈと放電用はしご型電
極32のインピーダンスの整合をとるために、図７に示す
ようなフェライト製環状体64に絶縁被覆導線を２本、ト
ランス巻線比が２対３となるように巻きつけて製作され
たインピーダンス変換器61ａ〜61ｈを用いた。
【００３３】次に、上記構成のプラズマＣＶＤ装置を用
いてａ−Ｓｉ膜を製作する方法について説明する。ま
ず、真空ポンプ39を稼働させて、反応容器31内を排気
し、到達真空度を２〜３×１０-7Ｔｏｒｒとする。つづ
いて、反応ガス導入管37より反応ガス、例えばＳｉＨ4
ガスを５００〜８００ＳＣＣＭ程度の流量で供給する。
この後、反応容器31内の圧力を０．０５〜０．５Ｔｏｒ
ｒに保ちながら、高周波電源36からインピーダンス整合
器35、電力分配器60、インピーダンス変換器61ａ〜61ｈ
及び真空用同軸ケーブル43ａ〜43ｈを介して、放電用は
しご型電極32に高周波数例えば６０ＭＨｚ電力を供給す
る。その結果、放電用はしご型電極32の近傍にＳｉＨ4
のグロー放電プラズマが発生する。このプラズマは、Ｓ
ｉＨ4 ガスを分解し、基板33の表面にａ−Ｓｉ膜を形成
する。但し、成膜速度は高周波電源36の周波数及び出力
にも依存するが、０．５〜３ｎｍ／ｓ程度である。実施
例１の成膜試験結果の一例を、下記表１に示す。
いてａ−Ｓｉ膜を製作する方法について説明する。ま
ず、真空ポンプ39を稼働させて、反応容器31内を排気
し、到達真空度を２〜３×１０-7Ｔｏｒｒとする。つづ
いて、反応ガス導入管37より反応ガス、例えばＳｉＨ4
ガスを５００〜８００ＳＣＣＭ程度の流量で供給する。
この後、反応容器31内の圧力を０．０５〜０．５Ｔｏｒ
ｒに保ちながら、高周波電源36からインピーダンス整合
器35、電力分配器60、インピーダンス変換器61ａ〜61ｈ
及び真空用同軸ケーブル43ａ〜43ｈを介して、放電用は
しご型電極32に高周波数例えば６０ＭＨｚ電力を供給す
る。その結果、放電用はしご型電極32の近傍にＳｉＨ4
のグロー放電プラズマが発生する。このプラズマは、Ｓ
ｉＨ4 ガスを分解し、基板33の表面にａ−Ｓｉ膜を形成
する。但し、成膜速度は高周波電源36の周波数及び出力
にも依存するが、０．５〜３ｎｍ／ｓ程度である。実施
例１の成膜試験結果の一例を、下記表１に示す。
【００３４】
【表１】
【００３５】このデータは、高周波数電源36の周波数６
０ＭＨｚ、電力５００Ｗ、ＳｉＨ4ガス流量８００ＳＣ
ＣＭ、圧力０．１３Ｔｏｒｒで、面積４０ｃｍ×５０ｃ
ｍのガラス基板（商品名：コーニング＃7059、コーニン
グ社製）に基板温度１７０℃でａ−Ｓｉ膜を成膜したも
ので、インピーダンス変換器61ａ〜61ｈを用いない場
合、成膜速度１．２ｎｍ／ｓで、膜厚分布±８％、イン
ピーダンス変換器61ａ〜61ｈを用いた場合、成膜速度
１．２ｎｍ／ｓ、膜厚分布±５％を示しており、膜厚分
布は著しく良好である。
０ＭＨｚ、電力５００Ｗ、ＳｉＨ4ガス流量８００ＳＣ
ＣＭ、圧力０．１３Ｔｏｒｒで、面積４０ｃｍ×５０ｃ
ｍのガラス基板（商品名：コーニング＃7059、コーニン
グ社製）に基板温度１７０℃でａ−Ｓｉ膜を成膜したも
ので、インピーダンス変換器61ａ〜61ｈを用いない場
合、成膜速度１．２ｎｍ／ｓで、膜厚分布±８％、イン
ピーダンス変換器61ａ〜61ｈを用いた場合、成膜速度
１．２ｎｍ／ｓ、膜厚分布±５％を示しており、膜厚分
布は著しく良好である。
【００３６】なお、ａ−Ｓｉ太陽電池、薄膜トランジス
タ及び感光ドラムなどの製造では、膜厚分布としては±
１０％以内であれば性能上問題はない。上記実施例１に
よれば、電源周波数６０ＭＨｚで、従来の装置及び方法
に比べて著しく良好な膜厚分布を得ることが可能になっ
た。本実施例１では電源周波数は６０ＭＨｚのみである
が、電力分配器60及びインピーダンス変換器61ａ〜61ｈ
は８０ＭＨｚ乃至２００ＭＨｚにも十分適用可能である
から、ａ−Ｓｉ成膜も８０ＭＨｚ乃至２００ＭＨｚの周
波数範囲で十分に応用可能と言える。
タ及び感光ドラムなどの製造では、膜厚分布としては±
１０％以内であれば性能上問題はない。上記実施例１に
よれば、電源周波数６０ＭＨｚで、従来の装置及び方法
に比べて著しく良好な膜厚分布を得ることが可能になっ
た。本実施例１では電源周波数は６０ＭＨｚのみである
が、電力分配器60及びインピーダンス変換器61ａ〜61ｈ
は８０ＭＨｚ乃至２００ＭＨｚにも十分適用可能である
から、ａ−Ｓｉ成膜も８０ＭＨｚ乃至２００ＭＨｚの周
波数範囲で十分に応用可能と言える。
【００３７】一方、従来のプラズマ蒸着装置では、３０
ＭＨｚ以上での高周波電源を用いると、膜厚分布が著し
く悪く、３０ｃｍ×３０ｃｍ乃至５０ｃｍ×５０ｃｍ程
度以上の大面積基板では実用化されていなかった。
ＭＨｚ以上での高周波電源を用いると、膜厚分布が著し
く悪く、３０ｃｍ×３０ｃｍ乃至５０ｃｍ×５０ｃｍ程
度以上の大面積基板では実用化されていなかった。
【００３８】なお、前記真空用同軸ケーブルは、芯線が
単線の同軸ケーブルでなく、多芯でかつより線化された
ケーブルを使用している。その理由は、高周波数領域で
電力損失となる表皮効果を極力小さくするために表面積
を増加させるからである。
単線の同軸ケーブルでなく、多芯でかつより線化された
ケーブルを使用している。その理由は、高周波数領域で
電力損失となる表皮効果を極力小さくするために表面積
を増加させるからである。
【００３９】（実施例２）図８及び図９を参照する。但
し、図８及び図９に示す装置構成及び電気配線は、下記
第１及び第２の放電用はしご型電極との給電配線を除
き、実施例１と同じであり、構成部材も同じである。図
中の付番32ａ，32ｂは、夫々第１及び第２の放電用はし
ご型電極であり、外寸法５７２ｍｍ×５７２ｍｍ、直径
６ｍｍ、中心間隔２６ｍｍで、材料はＳＵＳ３０４であ
る。８本の真空用同軸ケーブル43ａ〜43ｈは、夫々第１
の放電用はしご型電極32ａの給電点44〜47及び第２の放
電用はしご型電極32ｂで接続されている。
し、図８及び図９に示す装置構成及び電気配線は、下記
第１及び第２の放電用はしご型電極との給電配線を除
き、実施例１と同じであり、構成部材も同じである。図
中の付番32ａ，32ｂは、夫々第１及び第２の放電用はし
ご型電極であり、外寸法５７２ｍｍ×５７２ｍｍ、直径
６ｍｍ、中心間隔２６ｍｍで、材料はＳＵＳ３０４であ
る。８本の真空用同軸ケーブル43ａ〜43ｈは、夫々第１
の放電用はしご型電極32ａの給電点44〜47及び第２の放
電用はしご型電極32ｂで接続されている。
【００４０】次に、上記構成のプラズマＣＶＤ装置を用
いてａ−Ｓｉ膜を製作する方法について説明する。ま
ず、真空ポンプ39を稼働させて、反応容器31内を排気し
到達真空度を２〜３×１０-7Ｔｏｒｒとする。つづい
て、反応ガス導入管37より反応ガス、例えばＳｉＨ4 ガ
スを１０００〜１６００ＳＣＣＭ程度の流量で供給す
る。その後、反応容器31内の圧力を０．０５〜０．５Ｔ
ｏｒｒに保ちながら、高周波数電源36より、インピーダ
ンス整合器35、電力分配器60、インピーダンス変換器61
ａ〜61ｈ及び真空用同軸ケーブル43ａ〜43ｈを介して、
第１及び第２の放電用はしご型電極32ａ，32ｂに高周波
数例えば６０ＭＨｚの電力を供給する。その結果、第１
及び第２の放電用はしご型電極32ａ，32ｂの近傍にＳｉ
Ｈ4 のグロー放電プラズマが発生する。このプラズマは
ＳｉＨ4 ガスを分解し、基板33の表面にａ−Ｓｉ膜を形
成する。実施例２の成膜試験結果の一例を、下記表２に
示す。
いてａ−Ｓｉ膜を製作する方法について説明する。ま
ず、真空ポンプ39を稼働させて、反応容器31内を排気し
到達真空度を２〜３×１０-7Ｔｏｒｒとする。つづい
て、反応ガス導入管37より反応ガス、例えばＳｉＨ4 ガ
スを１０００〜１６００ＳＣＣＭ程度の流量で供給す
る。その後、反応容器31内の圧力を０．０５〜０．５Ｔ
ｏｒｒに保ちながら、高周波数電源36より、インピーダ
ンス整合器35、電力分配器60、インピーダンス変換器61
ａ〜61ｈ及び真空用同軸ケーブル43ａ〜43ｈを介して、
第１及び第２の放電用はしご型電極32ａ，32ｂに高周波
数例えば６０ＭＨｚの電力を供給する。その結果、第１
及び第２の放電用はしご型電極32ａ，32ｂの近傍にＳｉ
Ｈ4 のグロー放電プラズマが発生する。このプラズマは
ＳｉＨ4 ガスを分解し、基板33の表面にａ−Ｓｉ膜を形
成する。実施例２の成膜試験結果の一例を、下記表２に
示す。
【００４１】
【表２】
【００４２】このデータは、高周波数電源36の周波数６
０ＭＨｚ、電力８００Ｗ、ＳｉＨ4ガス流量１０００Ｓ
ＣＣＭ、圧力０．１３Ｔｏｒｒで、面積４０ｃｍ×１０
０ｃｍのガラス基板に基板温度１７０℃でａ−Ｓｉ膜を
成膜したもので、インピーダンス変換器61ａ〜61ｈを用
いない場合、成膜速度１ｎｍ／ｓで、膜厚分布±１４
％、インピーダンス変換器61ａ〜61ｈを用いた場合、成
膜速度１ｎｍ／ｓ、膜厚分布±１０％を示している。実
施例１のデータと比較すると、膜厚分布は良くないが、
放電用はしご型電極としてはしご状電極を２個用いるこ
とにより、基板面積が２倍も拡大されていることは、産
業上、量産性向上が図れるとのメリットが価値あるとい
うデータである。
０ＭＨｚ、電力８００Ｗ、ＳｉＨ4ガス流量１０００Ｓ
ＣＣＭ、圧力０．１３Ｔｏｒｒで、面積４０ｃｍ×１０
０ｃｍのガラス基板に基板温度１７０℃でａ−Ｓｉ膜を
成膜したもので、インピーダンス変換器61ａ〜61ｈを用
いない場合、成膜速度１ｎｍ／ｓで、膜厚分布±１４
％、インピーダンス変換器61ａ〜61ｈを用いた場合、成
膜速度１ｎｍ／ｓ、膜厚分布±１０％を示している。実
施例１のデータと比較すると、膜厚分布は良くないが、
放電用はしご型電極としてはしご状電極を２個用いるこ
とにより、基板面積が２倍も拡大されていることは、産
業上、量産性向上が図れるとのメリットが価値あるとい
うデータである。
【００４３】なお、ａ−Ｓｉ太陽電池、薄膜トランジス
タ及び感光ドラムなどの製造では、膜厚分布としては±
１０％以内であれば性能上問題はない。一方、従来のプ
ラズマ蒸着装置では、３０ＭＨｚ以上での高周波電源を
用いると、膜厚分布がは±３０％〜±５０％と著しく悪
く、３０ｃｍ×３０ｃｍ乃至５０ｃｍ×５０ｃｍ程度以
上の大面積基板では実用化されていなかった。
タ及び感光ドラムなどの製造では、膜厚分布としては±
１０％以内であれば性能上問題はない。一方、従来のプ
ラズマ蒸着装置では、３０ＭＨｚ以上での高周波電源を
用いると、膜厚分布がは±３０％〜±５０％と著しく悪
く、３０ｃｍ×３０ｃｍ乃至５０ｃｍ×５０ｃｍ程度以
上の大面積基板では実用化されていなかった。
【００４４】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、放
電用はしご型電極を１個あるいは２個以上用い、３０Ｍ
Ｈｚ乃至２００ＭＨｚ級の高周波数電源から前記電極へ
の給電方法として、インピーダン整合器、電力分配器、
インピーダンス変換器、電流導入端子及び真空用同軸ケ
ーブルを用いることにより、従来技術に比べ、著しく良
好な膜厚分布が得られるとともに、基板面積が従来の数
倍に増大することが可能なプラズマ化学蒸着装置を提供
できる。
電用はしご型電極を１個あるいは２個以上用い、３０Ｍ
Ｈｚ乃至２００ＭＨｚ級の高周波数電源から前記電極へ
の給電方法として、インピーダン整合器、電力分配器、
インピーダンス変換器、電流導入端子及び真空用同軸ケ
ーブルを用いることにより、従来技術に比べ、著しく良
好な膜厚分布が得られるとともに、基板面積が従来の数
倍に増大することが可能なプラズマ化学蒸着装置を提供
できる。
【００４５】上記の効果は、ａ−Ｓｉ薄膜応用に限ら
ず、３０ＭＨｚ乃至２００ＭＨｚ級の高周波数電源を用
いるプラズマＣＶＤ技術が、微結晶Ｓｉ及び薄膜多結晶
Ｓｉの製造方法としての用途があることから、太陽電
池、薄膜トランジスタ及び感光ドラム等の産業上の価値
は著しく大きい。
ず、３０ＭＨｚ乃至２００ＭＨｚ級の高周波数電源を用
いるプラズマＣＶＤ技術が、微結晶Ｓｉ及び薄膜多結晶
Ｓｉの製造方法としての用途があることから、太陽電
池、薄膜トランジスタ及び感光ドラム等の産業上の価値
は著しく大きい。
【図１】本発明の実施例１に係るプラズマＣＶＤ装置の
全体図。
全体図。
【図２】図１の装置の一構成要素である放電用はしご型
電極に高周波数の電力を供給する電気配線系統図。
電極に高周波数の電力を供給する電気配線系統図。
【図３】図１の装置の一構成要素である電力分配器の説
明図。
明図。
【図４】図３の電力分配器の具体例の原理的説明図。
【図５】図３の電力分配器の他の具体例の原理的説明
図。
図。
【図６】図３の電力分配器の構成要素である高周波数用
トランスの具体例の説明図。
トランスの具体例の説明図。
【図７】図１の装置の一構成要素であるインピーダンス
整合器の説明図。
整合器の説明図。
【図８】本発明の実施例２に係るプラズマＣＶＤ装置の
全体図。
全体図。
【図９】図８の補足説明図で、２個のはしご形状電極に
高周波数の電力を供給する電気配線系統図。
高周波数の電力を供給する電気配線系統図。
【図１０】ラダーインダクタンス電極を用いた従来のプ
ラズマＣＶＤ装置の全体図。
ラズマＣＶＤ装置の全体図。
【図１１】図１０の装置の一構成要素である放電用はし
ご型電極に高周波電力を供給する電気配線の説明図。
ご型電極に高周波電力を供給する電気配線の説明図。
【図１２】平行平板電極を用いた従来のプラズマＣＶＤ
装置の全体図。
装置の全体図。
【図１３】従来装置におけるプラズマ電源周波数と膜厚
分布との関係を示す特性図。
分布との関係を示す特性図。
【図１４】図１０の従来装置におけるインピーダンスの
不均一性を説明するための図。
不均一性を説明するための図。
【図１５】図１２の従来装置における電極周辺部と中央
部分の電気特性の相違を説明するための図。
部分の電気特性の相違を説明するための図。
31…反応容器、 32、51…放電用電極、 33…基板（被処理物）、 34…基板加熱用ヒータ、 35…インピーダンス整合器、 36…高周波電源、 37…反応ガス導入管、 38…排気管、 39…真空ポンプ、 40…アースシールド、 41ａ〜41ｈ…同軸ケーブル、 42ａ〜42ｄ…電流導入端子、 43ａ〜43ｈ…真空用同軸ケーブル、 60…電力分配器、 61ａ〜61ｈ…インピーダンス変換器、 62…電力２分配器、 63，64…電力４分配器、 65…フェライト製環状体。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１０年６月３日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項５
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３１】前記電力分配器60は、図３に示すように、
電力２分配器62及び２個の電力４分配器63，64により構
成され、入力された高周波数電力を均等に８分割する機
能をもっている。ここで、用いた電力分配器60は、原理
的に図４及び図５に示される電気回路からなる電力２分
配器及び電力４分配器から構成されている。なお、参考
のため、ここで用いた電力２分配器に用いられる高周波
数用トランスの概念を図６に示す。
電力２分配器62及び２個の電力４分配器63，64により構
成され、入力された高周波数電力を均等に８分割する機
能をもっている。ここで、用いた電力分配器60は、原理
的に図４及び図５に示される電気回路からなる電力２分
配器及び電力４分配器から構成されている。なお、参考
のため、ここで用いた電力２分配器に用いられる高周波
数用トランスの概念を図６に示す。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３２】前記インピーダンス変換器は、電力分配器
60と真空用同軸ケーブル43ａ〜43ｈと放電用はしご型電
極32のインピーダンスの整合をとるために、図７に示す
ようなフェライト製環状体65に絶縁被覆導線を２本、ト
ランス巻線比が２対３となるように巻きつけて製作され
たインピーダンス変換器61ａ〜61ｈを用いた。
60と真空用同軸ケーブル43ａ〜43ｈと放電用はしご型電
極32のインピーダンスの整合をとるために、図７に示す
ようなフェライト製環状体65に絶縁被覆導線を２本、ト
ランス巻線比が２対３となるように巻きつけて製作され
たインピーダンス変換器61ａ〜61ｈを用いた。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１に係るプラズマＣＶＤ装置の
全体図。
全体図。
【図２】図１の装置の一構成要素である放電用はしご型
電極に高周波数の電力を供給する電気配線系統図。
電極に高周波数の電力を供給する電気配線系統図。
【図３】図１の装置の一構成要素である電力分配器の説
明図。
明図。
【図４】図３の電力分配器の具体例の原理的説明図。
【図５】図３の電力分配器の他の具体例の原理的説明
図。
図。
【図６】図３の電力分配器の構成要素である高周波数用
トランスの具体例の説明図。
トランスの具体例の説明図。
【図７】図１の装置の一構成要素であるインピーダンス
変換器の説明図。
変換器の説明図。
【図８】本発明の実施例２に係るプラズマＣＶＤ装置の
全体図。
全体図。
【図９】図８の補足説明図で、２個のはしご形状電極に
高周波数の電力を供給する電気配線系統図。
高周波数の電力を供給する電気配線系統図。
【図１０】ラダーインダクタンス電極を用いた従来のプ
ラズマＣＶＤ装置の全体図。
ラズマＣＶＤ装置の全体図。
【図１１】図１０の装置の一構成要素である放電用はし
ご型電極に高周波電力を供給する電気配線の説明図。
ご型電極に高周波電力を供給する電気配線の説明図。
【図１２】平行平板電極を用いた従来のプラズマＣＶＤ
装置の全体図。
装置の全体図。
【図１３】従来装置におけるプラズマ電源周波数と膜厚
分布との関係を示す特性図。
分布との関係を示す特性図。
【図１４】図１０の従来装置におけるインピーダンスの
不均一性を説明するための図。
不均一性を説明するための図。
【図１５】図１２の従来装置における電極周辺部と中央
部分の電気特性の相違を説明するための図。
部分の電気特性の相違を説明するための図。
【符号の説明】 31…反応容器、 32、51…放電用電極、 33…基板（被処理物）、 34…基板加熱用ヒータ、 35…インピーダンス整合器、 36…高周波電源、 37…反応ガス導入管、 38…排気管、 39…真空ポンプ、 40…アースシールド、 41ａ〜41ｈ…同軸ケーブル、 42ａ〜42ｄ…電流導入端子、 43ａ〜43ｈ…真空用同軸ケーブル、 60…電力分配器、 61ａ〜61ｈ…インピーダンス変換器、 62…電力２分配器、 63，64…電力４分配器、 65…フェライト製環状体。 ─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１１年４月１２日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２１】
【課題を解決するための手段】本発明は、反応容器と、
この反応容器に反応ガスを供給する手段と、前記反応ガ
スを前記反応容器内から排出する手段と、前記反応容器
内に配置された放電用はしご型電極と、この放電用はし
ご型電極に周波数３０ＭＨｚ乃至２００ＭＨｚのグロー
放電発生用電力を供給する電源と、前記反応容器内に前
記放電用はしご型電極と離間して平行に配置され、平板
型の被処理物を支持する加熱用ヒータとを有し、前記電
源から供給された電力によりグロー放電を発生し、前記
被処理物表面上に非晶質薄膜あるいは微結晶薄膜あるい
は多結晶薄膜を形成するプラズマ化学蒸着において、電
力分配器及び真空用給電線を介して前記放電用はしご型
電極へ高周波電力を供給するとともに、前記電力分配器
は３０ＭＨｚ乃至２００ＭＨｚの高周波用トランスと抵
抗とコンデンサを有し、前記高周波数用トランスは磁性
体材料からなる環状体と、この環状体に巻きつけられ，
一端は１端子で他端は２つに分岐されて２端子となって
いる２本の絶縁材被覆薄膜とを有することを特徴とする
プラズマ化学蒸着装置である。 ─────────────────────────────────────────────────────
この反応容器に反応ガスを供給する手段と、前記反応ガ
スを前記反応容器内から排出する手段と、前記反応容器
内に配置された放電用はしご型電極と、この放電用はし
ご型電極に周波数３０ＭＨｚ乃至２００ＭＨｚのグロー
放電発生用電力を供給する電源と、前記反応容器内に前
記放電用はしご型電極と離間して平行に配置され、平板
型の被処理物を支持する加熱用ヒータとを有し、前記電
源から供給された電力によりグロー放電を発生し、前記
被処理物表面上に非晶質薄膜あるいは微結晶薄膜あるい
は多結晶薄膜を形成するプラズマ化学蒸着において、電
力分配器及び真空用給電線を介して前記放電用はしご型
電極へ高周波電力を供給するとともに、前記電力分配器
は３０ＭＨｚ乃至２００ＭＨｚの高周波用トランスと抵
抗とコンデンサを有し、前記高周波数用トランスは磁性
体材料からなる環状体と、この環状体に巻きつけられ，
一端は１端子で他端は２つに分岐されて２端子となって
いる２本の絶縁材被覆薄膜とを有することを特徴とする
プラズマ化学蒸着装置である。 ─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１１年６月１０日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２１】
【課題を解決するための手段】本発明は、反応容器と、
この反応容器に反応ガスを供給する手段と、前記反応ガ
スを前記反応容器内から排出する手段と、前記反応容器
内に配置された放電用はしご型電極と、この放電用はし
ご型電極に周波数３０ＭＨｚ乃至２００ＭＨｚのグロー
放電発生用電力を供給する電源と、前記反応容器内に前
記放電用はしご型電極と離間して平行に配置され、平板
型の被処理物を支持する加熱用ヒータとを有し、前記電
源から供給された電力によりグロー放電を発生し、前記
被処理物表面上に非晶質薄膜あるいは微結晶薄膜あるい
は多結晶薄膜を形成するプラズマ化学蒸着において、前
記グロー放電発生用電力を、電力分配器及び真空用同軸
ケーブルを介して、前記放電用はしご型電極の上辺、下
辺、左辺、右辺に２箇所以上設けられた供給点に均等に
分配して供給するとともに、前記電力分配器は３０ＭＨ
ｚ乃至２００ＭＨｚの高周波用トランスと抵抗とコンデ
ンサを有し、前記高周波数用トランスは磁性体材料から
なる環状体と、この環状体に巻きつけられ，一端は１端
子で他端は２つに分岐された２端子となっている２本の
絶縁材被覆薄膜とを有することを特徴とするプラズマ化
学蒸着装置である。
この反応容器に反応ガスを供給する手段と、前記反応ガ
スを前記反応容器内から排出する手段と、前記反応容器
内に配置された放電用はしご型電極と、この放電用はし
ご型電極に周波数３０ＭＨｚ乃至２００ＭＨｚのグロー
放電発生用電力を供給する電源と、前記反応容器内に前
記放電用はしご型電極と離間して平行に配置され、平板
型の被処理物を支持する加熱用ヒータとを有し、前記電
源から供給された電力によりグロー放電を発生し、前記
被処理物表面上に非晶質薄膜あるいは微結晶薄膜あるい
は多結晶薄膜を形成するプラズマ化学蒸着において、前
記グロー放電発生用電力を、電力分配器及び真空用同軸
ケーブルを介して、前記放電用はしご型電極の上辺、下
辺、左辺、右辺に２箇所以上設けられた供給点に均等に
分配して供給するとともに、前記電力分配器は３０ＭＨ
ｚ乃至２００ＭＨｚの高周波用トランスと抵抗とコンデ
ンサを有し、前記高周波数用トランスは磁性体材料から
なる環状体と、この環状体に巻きつけられ，一端は１端
子で他端は２つに分岐された２端子となっている２本の
絶縁材被覆薄膜とを有することを特徴とするプラズマ化
学蒸着装置である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高野 暁己 長崎県長崎市深堀町五丁目717番１号 三 菱重工業株式会社長崎研究所内 (72)発明者 吉田 博久 長崎県長崎市深堀町五丁目717番１号 三 菱重工業株式会社長崎研究所内
Claims (5)
- 【請求項１】 反応容器と、この反応容器に反応ガスを
供給する手段と、前記反応ガスを前記反応容器内から排
出する手段と、前記反応容器内に配置された放電用はし
ご型電極と、この放電用はしご型電極に周波数３０ＭＨ
ｚ乃至２００ＭＨｚのグロー放電発生用電力を供給する
電源と、前記反応容器内に前記放電用はしご型電極と離
間して平行に配置され、被処理物を支持する加熱用ヒー
タとを有し、前記電源から供給された電力によりグロー
放電を発生し、前記被処理物表面上に非晶質薄膜あるい
は微結晶薄膜あるいは多結晶薄膜を形成するプラズマ化
学蒸着装置において、 前記放電用はしご型電極へ高周波数電力を供給する真空
用給電線を介して、前記給電電力を均等に分配する電力
分配器を用いることを特徴とするプラズマ化学蒸着装
置。 - 【請求項２】 前記電極と電力分配器間にこれらに夫々
電気的に接続するインピーダンス変換器を配置したこと
を特徴とする請求項１記載のプラズマ化学蒸着装置。 - 【請求項３】 前記電力分配器は、３０ＭＨｚ乃至２０
０ＭＨｚの高周波数用トランスと抵抗とコンデンサを有
することを特徴とする請求項１記載のプラズマ化学蒸着
装置。 - 【請求項４】 前記高周波用トランスは、磁性体材料か
らなる環状体と、この環状体に巻き付けられ、一端は１
端子で他端は２つに分岐されて２端子となっている２本
の絶縁材被覆導線とからなることを特徴とする請求項３
記載のプラズマ化学蒸着装置。 - 【請求項５】 前記放電用はしご型電極を加熱用ヒータ
に平行な平面内に２個以上配置したことを特徴とする請
求項１から請求項４記載いずれかに記載のプラズマ化学
蒸着装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10119142A JP2961103B1 (ja) | 1998-04-28 | 1998-04-28 | プラズマ化学蒸着装置 |
| EP99100754A EP0955665B1 (en) | 1998-04-28 | 1999-01-16 | Plasma chemical vapor deposition apparatus |
| ES99100754T ES2196655T3 (es) | 1998-04-28 | 1999-01-16 | Dispositivo de deposito quimico en fase vapor que utiliza un plasma. |
| DE69906180T DE69906180T2 (de) | 1998-04-28 | 1999-01-16 | Vorrichtung für die plasmagestützte Gasphasenabscheidung |
| AU12141/99A AU715335B2 (en) | 1998-04-28 | 1999-01-18 | Plasma chemical vapor deposition apparatus |
| US09/232,600 US6363881B2 (en) | 1998-04-28 | 1999-01-19 | Plasma chemical vapor deposition apparatus |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10119142A JP2961103B1 (ja) | 1998-04-28 | 1998-04-28 | プラズマ化学蒸着装置 |
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|---|---|---|---|
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| AU (1) | AU715335B2 (ja) |
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| ES (1) | ES2196655T3 (ja) |
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| JP3872620B2 (ja) * | 1999-10-19 | 2007-01-24 | 三菱重工業株式会社 | プラズマ生成装置 |
| AU2001279189A1 (en) * | 2000-08-08 | 2002-02-18 | Tokyo Electron Limited | Plasma processing method and apparatus |
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| CN100562209C (zh) * | 2004-02-09 | 2009-11-18 | 周星工程股份有限公司 | 用于产生等离子的电源供应器及包括其的等离子设备 |
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| CN102318034B (zh) | 2009-02-10 | 2014-07-23 | 赫利森有限责任公司 | 用于大面积等离子体加工的装置 |
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| TWI432100B (zh) * | 2009-11-25 | 2014-03-21 | Ind Tech Res Inst | 電漿產生裝置 |
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-
1998
- 1998-04-28 JP JP10119142A patent/JP2961103B1/ja not_active Expired - Fee Related
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1999
- 1999-01-16 ES ES99100754T patent/ES2196655T3/es not_active Expired - Lifetime
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- 1999-01-16 EP EP99100754A patent/EP0955665B1/en not_active Expired - Lifetime
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- 1999-01-19 US US09/232,600 patent/US6363881B2/en not_active Expired - Lifetime
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