JPS58110030A - 蒸着装置 - Google Patents

蒸着装置

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Publication number
JPS58110030A
JPS58110030A JP56208836A JP20883681A JPS58110030A JP S58110030 A JPS58110030 A JP S58110030A JP 56208836 A JP56208836 A JP 56208836A JP 20883681 A JP20883681 A JP 20883681A JP S58110030 A JPS58110030 A JP S58110030A
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JP
Japan
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evaporation source
substrate
heating means
heater
evaporation
Prior art date
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Pending
Application number
JP56208836A
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English (en)
Inventor
Masanari Shindo
新藤 昌成
Tatsuo Oota
達男 太田
Shigeru Sato
滋 佐藤
Isao Myokan
明官 功
Tetsuo Shima
徹男 嶋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
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Publication date
Application filed by Konica Minolta Inc filed Critical Konica Minolta Inc
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Publication of JPS58110030A publication Critical patent/JPS58110030A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/24Vacuum evaporation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/0021Reactive sputtering or evaporation

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は蒸着装置、例えばアモルファスシリコン(以下
、a−3iと略す。)を堆積させるのに好適な蒸着装置
に関するものである。
近年、太陽電池、電子写真感光体としてa−8iを用い
ることが試みられている。このa−8iは例えば真空蒸
着法で基板上に堆積せしめるが、この際、a−8l中の
ダングリングボンドを水素原子で埋めてその感光特性を
良くするために活性水素ガスを供給し、かつa−8iの
電気伝導度を制御するために燐、アルミニウム等のドー
パントを蒸発せしめてa−8i中にドープすることがあ
る。
この場合、シリコンを蒸発させるために抵抗加熱、電子
銃加熱、誘導加熱等が考えられるが、各加熱法について
汚染防止等の目的から、ヒーター、容器等の材質や構造
を工夫することが必要である。
また、ドーパントの蒸発に際しても同様の点で対策を講
じる必要があるが、未だ充分な工夫がなされていないの
が実情である。ドーパントについては、その材質と容器
との反応といった本来存在する問題点に加えて、同時に
蒸発させるシリコンによる悪影響が生じる。即ち、シリ
コン蒸気が飛翔する空間中でドーパントを加熱、蒸発さ
せるために、ドーパントのヒータ一部にシリコンが付着
してしまう。シリコンは特に、高温で活性であって金属
材料と反応し易いから、上記の如くに付着したシリコン
はヒーター材料と反応し、これに続いてヒーター材料自
体が蒸発する。この結果、吐−ター材料の蒸気が上記空
間中を飛翔して被蒸着基板上に到達し、そこに堆積され
るg−8ia中に混入し、その膜質を著しく劣化せしめ
るという望ましくない事態が生じる。
本発明は、こうした状況を打破すべくなされたものであ
って、第1及び第2の蒸発源の少なくとも一方の加熱手
段を他方の蒸発源に対し遮蔽するための遮蔽部材が真空
槽内に設けられていることを特徴とする蒸着装置に係る
ものである。このように構成すれば、他方の蒸発源から
の蒸気が加熱手段に到達するのを上記遮蔽部材によって
効果的に防止できるから、堆積膜中への加熱材料の混入
を阻止してその膜質を向上させることが可能となる。
またこの蒸着装置に代えて、本発明によれば、上記加熱
手段が蒸発源の側方に延びる遮蔽部材によって被蒸着基
体に対し遮蔽されるようにした蒸着装置を用いることも
有効である。この場合に社、加熱手段上に他方の蒸発源
からの蒸気が付着したとしても、その再蒸発時に加熱材
料が被蒸着基体方向へ飛翔することを上記遮蔽部材によ
って阻止できるから、加熱材料が被蒸着基体に到達する
ことはなく、堆積膜中に混入することがない。
以下、本発明を図面に示す実施例について詳細に説明す
る。
第1図には、本発明による方法を実施するのに使用する
真空蒸着装置の一例が示されている。この装置によれば
、真空槽としてのべ化ジャー1内に例えば平板状の基板
2を配し、その下方にはシリコン蒸発源3、ドーパント
蒸発源5が配されている。これらの各蒸発源は、例えば
抵抗加熱方式のヒーター7.8で夫々所要温度に加熱さ
れる。
これらのヒータ一部を含む両蒸発源3−5間は遮蔽板1
3(高融点金属、例えばステンレス、モリブデン又はタ
ングステン等の金属板)で仕切られている。基板2には
外部の直流電源4によってθ〜−IOKVの負の直流バ
イアス電圧を印加しておく。
−1には、水素ガス等の修飾ガスの導入管12が配設さ
れ、同導入管中には修飾ガスの活性化又はイオン化用の
放電管14が夫々設けられている。活性化された修飾ガ
ス祉、負電圧の印加されている基板2へ吸引され、堆積
材料中に充分に取込まれるようになりている。ペルジャ
ー1の底部中央には排気口16が形成され、この排気口
は排気管15を介して真空ポンプ(図示せず)に接続さ
れ、これによりてペルジャー1内が高真空(例えば10
”’Thrr)に引かれるようになっている。
このように構成した真空蒸着装置によれば、上記した遮
蔽板13の存在によって、蒸着操作中に蒸発源3からの
シリコン蒸気がドーパントのヒーター8へ飛来するのを
効果的に阻止できる。従って、ヒーター8に付着するシ
リコン量を大幅に減らし、ヒーター材料との反応に起因
するヒーター材料の蒸発→基板2上のa−8t膜の汚染
を充分に防止することができる。ヒーター8のヒーター
線が特にタングステン等の遷移金属からなっている場合
には、上記の汚染防止効果が顕著である。これに加えて
、遮蔽板13はシリコン蒸気のドーパント5中への混入
も阻止するから、ドーパント濃度(即ちドーピング量)
を常に一定に保持することもできる。また、シリコン蒸
発源3についても、ドーパント5の蒸気がシリコン蒸発
源3側へ飛来しないように遮蔽板13を配置できるから
、シリコンのヒータ−7自体の汚染防止と共に、ドーパ
ント混入によるシリコン3の汚染防止も図ることができ
る。
特にこれは、ドーピング終了後に蒸発源3にシリコンを
補給し、シリコンのみを再び蒸発させて真性のシリコン
蒸着膜を形成する場合に効果的である。
本実施例においては、堆積する半導体材料として特にシ
リコン(a−8iとして堆積)を用いる。
ドーパントとしてはアルミニウム、インジウム、ガリウ
ム等の周期表第■族元素又は燐、砒素、アンチモン等の
周期表第■族元素を用いてよい。また、特にa−8tの
ダングリングボンド(構造欠陥)に起因する低暗抵抗や
光導電性不良を防ぐために、真空槽には活性水素又は水
素イオンを導入し、この水素を堆積膜中に含有せしめて
上記ダングリングボンドを埋めるようにしている。こう
した活性水素又は水素イオンを含む修飾ガスに代えて、
同様の作用を行なうフッ素等の活性ノ・ロゲン又はノ・
ロゲンイオンを含む修飾ガス、或いはこの修飾ガスと上
記の水素系の修飾ガスとの双方の存在下で、上述した蒸
着操作を行なうことも可能である。
なお、上記装置においては、水素ガス等の放電管14を
ペルジャー1外に配しているので、ペルジャーl内に配
する場合に比べて、汚染が非常に少なくな多、操作時の
ペルジャー内の熱やガスで放電管の電極や構成材料が損
傷を受けることがない。
従って、放電管の材質の選択の自由度が大きくなシ、ま
たその構造や配置も任意に行なうことができる。また、
放電管内の冷却用水冷バイブ(図示せず)の構造も設計
し易く、その冷却効率も良好となると共に、放電管自体
の交換作業もペルジャー外で容易に行なえる。但、活性
ガスを送り込むという点で社、放電管をペルジャー内に
設けてよいことは勿論である。
第2図は、ドーパント蒸発源5を加熱するためのヒータ
ー8の別の構造例を示すものである。
この例によれば、ドーパント蒸発源5のヒーター8がド
ーパント容器加自体に連設された円筒壁21によって囲
まれている。この円筒壁21は高温のヒーター8の周囲
を充分に覆っているため、上述したシリコン蒸発源から
のシリコン蒸気は円筒壁21で遮蔽され、ヒーター8上
へは実質的に到達しない。これによって、第1図で述べ
たと同様に、ヒーター金属とシリコンとの反応を防止す
ることができる。なお、円筒壁21は容器20と共に窒
化ボロン、SiO□、Al2O3等で形成してよい。
第3図は、ヒーター8の更に別の構造例を示すものであ
る。
このヒーター8は、第2図に比べて、円筒壁21は省略
しているが容器20Q横方向に延びる7ランジ壁22(
例えば窒化ボロン、SiO□、A1□03等の壁)を具
備することを特徴としている。このようにすれば、ヒー
タ−8自体は上述のシリコン蒸発源に対しては実質的に
遮蔽はされていないが、たとえヒータ−8自にシリコン
蒸気が付着してヒーター材料が蒸発したとしても、この
ヒーター材料の蒸気は7ランジ壁nによって上述の被蒸
着基板の方向へは飛翔し難くなる。即ち、フランジ壁n
は被蒸着基板に対してヒーター8を遮蔽゛する如くに配
されているので、ヒーター材料の蒸気が基板の方向へ飛
翔しようとし゛てもフランジ壁部によって阻止され、そ
こに付着するにすぎない。こうした効果を奏する構造は
図示した如く非常に簡単であり、その製作コストも低い
ものである。
なお、第3図の構造は、第1図に示した遮蔽板13と共
に併用すれば、第1図で述べたヒーター金属の蒸発防止
(a−8t膜の汚染防止)効果を一段と高めるととがで
きる。しかしながら、第1図の遮蔽板13を設けずに@
3図の構造のみを採用することも可能である。この場合
には、ヒーター8上へのシリコン蒸気の付着量社第1図
に比べて増えるが、上記7ランジ壁22によってヒータ
ー材料の飛翔を充分に防止できるという効果は得られる
なお、上記フランジ壁n自体は、それを設けない構造に
比べてヒーター8上へのシリコン蒸気の飛来を一定量防
ぐ効果は有しているから、ビータ−8に対するシリコン
付着量は減少することになる。
第4図は、ドーパント5を電子銃で加熱する電子錠加熱
方式を示すものである。
この図において、詔は電子銃、冴は熱電子発生用のヒー
ター、郷は熱電子、%は熱電子流をローレンツ勾の作用
でドーパント5側へ偏向させるための各マグネットであ
る。この電子銃加熱装置において、ヒーター冴の上部(
即ち被蒸着基板側)は高融点金属、例えばステンレス、
モリブデン、タングステン等の遮蔽板4でカバーされて
いる。
この遮蔽板nは別途設けてよいし、或いは電子銃囚のヒ
ーター容器自体であってもよい。こうした遮蔽板nの存
在によって、上述したシリコン蒸気のヒータ−8自への
付着を防止できる。また、たとえヒーター斜がシリコン
で汚染されても、そのヒーター金属の蒸気が被蒸着基板
の堆積面へ飛翔することが遮蔽板nによシ有効に阻止さ
れるように、遮蔽板nを設けるのが望ましい。
この電子銃加熱方式は、目的の蒸発源を集中的に加熱す
る上で効率的なものである。但、第1図〜第3図に示し
た加熱方式のように蒸気を蒸発源上で迷路(図示せず)
を通して導びき、壁部の付着蒸気を再蒸発させる如き構
造にはできない。従って、突沸現象が生じて粗大なドー
パント粒塊が飛散し易くなるので、電子ビーム25をで
きるだけ弱いパワーで蒸発源5に対し広めの照射面積で
当てることによシ、蒸発量をかせぐと同時に上記の突沸
を防止する必要がある。
以上、本発明を例示したが、上述の実施例は本発明の技
術的思想に基いて更に変形が可能である。
例えば、上述の各遮蔽板13.21.22.27の配置
や形状線種々変更してよい。第2図〜第3図の構造は第
1図のシリコン蒸発源側にも採用してよ”いし、第4図
の加熱方式を第1図〜第3図のシリコン蒸発源又はドー
パント蒸発源に採用してもよい。
上述した各蒸発源の材料は目的とする堆積膜に応じて種
々選択してよく、またその蒸発源の個数も任意であって
よい。また第2図〜第4図の構造と共に第1図の遮蔽板
13を併設すると効果的である。
なお、本発明は上述した真空蒸着方式以外の種々の蒸着
方式にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明をドープドa−8iに適用した実施例を示
すものであって、第1図は真空蒸着装置の概略断面図、
第2図は蒸発源及びそのヒータ一部の拡大断面図、第3
図は別の蒸発源及びそのヒータ一部の拡大断面図、第4
図は蒸発源の電子銃加熱方式を示す概略断面図である。 なお、図面に用いられている符号において、2・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・被蒸着基板
3・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
シリコン蒸発源5・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・ドーパント蒸発源7.8、冴・・・・・
・・・・ヒーター12・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・活性修飾ガス導入管13、n・・・・・・
・・・・・・・・・遮蔽板14・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・放電管21・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・円筒壁22・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・7ランジ壁お・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・電子銃怒・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・熱電子流26−−−−−
・−−−−−・−・・・−−−−−マグネットである。 代理人 弁理士  掻板  宏

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、第1の蒸発源と第2の蒸発源とが真空槽内に配置さ
    れ、これらの蒸発源の少なくとも一方の加熱手段を他方
    の蒸発源に対して遮蔽するための遮蔽部材が前記真空槽
    内に設けられていることを特徴とする蒸着装置。 2、第1の蒸発源と第2の蒸発源との間が遮蔽板で仕切
    られている、特許請求の範Hの第1項に記載した装置。 3、第1の蒸発源と第2の蒸発源との少なくとも一方の
    加熱手段がカバ一部材で囲まれている、特許請求の範囲
    の第1項又は第2項に記載した装置4、第1の蒸発源と
    第2の蒸発源との少なくとも一方の加熱手段が蒸発源の
    側方に延びる遮蔽板によって被蒸着基板に対し遮蔽され
    ている、特許請求の範囲の第1項又は第2項に記載した
    装置。 & 加熱手段が抵抗加熱装置からなっている、特許請求
    の範囲の第1項〜第4項のいずれか1項に記載した装置
    。 6、加熱手段が電子銃加熱装置からなっている、特許請
    求の範囲の第1項〜第4項のいずれか1項に記載した装
    置。 7、第1の蒸発源が半導体材料からなり、第2の蒸発源
    がそのドーパントからなる、特許請求の範囲の第1項〜
    第6項のいずれか1項に記載した装置。 8、半導体材料がシリコンである、特許請求の範囲の第
    7項に記載した装置。 9、 ドーパントが周期表第■族又は第V族元素である
    、特許請求の範囲の第7項又は第8項に記載し九装置。 10、活性水素又は水素イオンと、活性ハロゲン又はハ
    ロゲンイオンとの少なくとも一方を導入するための導入
    管が真空槽に配設されている、特許請求の範囲の第1項
    〜第9項のいずれか1項に記載した装置。 11、活性水素又は水素イオンと、活性ハロゲン又はハ
    ロゲンイオンとの少なくとも一方を発生させるだめの放
    電装置が真空槽外に設けられている、特許請求の範囲の
    第10項に記載した装置。 臆、第1の蒸発源と第2の蒸発源と被蒸着基体とが真空
    槽内に配置され、前記第1の蒸発源と前記第2の蒸発源
    との少なくとも一方の加熱手段が、蒸発源の側方に延び
    る遮蔽部材によって前記被蒸着基体に対し遮蔽されてい
    ることを特徴とする蒸着装置。 13、加熱手段が抵抗加熱装置からなっている、特許請
    求の範囲の第12項に記載した装置。 14、加熱手段が電子銃加熱装置からなっている、特許
    請求の範囲の第12項に記載した装置。 15、第1の蒸発源が半導体材料からな)、第2の蒸発
    源がそのドーパントからなる、特許請求の範囲の第12
    項〜第14項のいずれか1項に記載した装置。 16、半導体材料がシリコンである、特許請求の範囲の
    第15項に記載した装置。 17、ドーパントが周期表第■族又は第■族元索である
    、特許請求の範囲の第15項又は第16項に記載した装
    置。 詔、活性水素又は水素イオンと、活性ノ・ロゲン又はハ
    ロゲンイオンとの少なくとも一方を導入するための導入
    管が真空槽に配設されている、特許請求の範囲の第12
    項〜第17項のいずれか1項に記載した装置。 1G、活性水素又は水素イオンと、活性ノ・ロゲン又紘
    ハロゲンイオンとの少なくとも一方を発生させるための
    放電装置が真空槽外に設けられている、特許請求の範囲
    の第18項に記載した装置。
JP56208836A 1981-12-23 1981-12-23 蒸着装置 Pending JPS58110030A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4951604A (en) * 1989-02-17 1990-08-28 Optical Coating Laboratory, Inc. System and method for vacuum deposition of thin films
JP2008305967A (ja) * 2007-06-07 2008-12-18 Showa Denko Kk Iii族窒化物半導体層の製造装置、iii族窒化物半導体層の製造方法、iii族窒化物半導体発光素子の製造方法、iii族窒化物半導体発光素子及びランプ
JP2008311421A (ja) * 2007-06-14 2008-12-25 Showa Denko Kk Iii族窒化物化合物半導体発光素子の製造方法、及びiii族窒化物化合物半導体発光素子、並びにランプ

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