JPS58119336A - 光反応蒸着装置 - Google Patents

光反応蒸着装置

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JPS58119336A
JPS58119336A JP99882A JP99882A JPS58119336A JP S58119336 A JPS58119336 A JP S58119336A JP 99882 A JP99882 A JP 99882A JP 99882 A JP99882 A JP 99882A JP S58119336 A JPS58119336 A JP S58119336A
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JP
Japan
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gas
vapor deposition
gas supply
reaction
reaction gas
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JP99882A
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English (en)
Inventor
Satoru Takemura
哲 竹村
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Ushio Denki KK
Ushio Inc
Original Assignee
Ushio Denki KK
Ushio Inc
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Publication date
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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
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical 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
    • C23C16/48Chemical 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 by irradiation, e.g. photolysis, radiolysis, particle radiation
    • C23C16/482Chemical 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 by irradiation, e.g. photolysis, radiolysis, particle radiation using incoherent light, UV to IR, e.g. lamps
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • 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
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical 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
    • C23C16/48Chemical 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 by irradiation, e.g. photolysis, radiolysis, particle radiation
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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S#を形成するための光反応蒸着装置1Kl
lilするものである。
最近、電子写真感光体の感光層或いは太陽電池の光電変
換P#等の半導体層として、結晶成長工程が不要である
ことその他の利点から、結晶シリコンに代えてアモルフ
ァスシリコンを用いることが検討されている。
このようなアモルファスシリコン半導体かを製造する方
法としては、化学蒸着法、グロー紗W法・スパッタ法等
が知られておル、このうち紫外!IKよる光化学反応を
利用したf[学蒸着法は、装−の構成が旦較的簡単であ
る等の意力・ら実用上有利であるとされている。
従来、光化学反応による化学W&着法を利用して薄膜を
形lするための装置においては、例えば第1図に示すよ
うに、光反応蒸着槽1内KflljLは回転円筒型の蒸
着基体2を配置し、この蒸着基体2の被蒸着面にその反
応ガス供給口31が対向するよう反応ガス供給管3t−
前記光反応蒸着槽1に接続して設け、前記蒸着基体2を
介して1記反応ガス供給口31と対向するようそのガス
吸引口61を前記光反応蒸着槽1に接続してガス吸引管
6を散り、このガス吸引t6に真空ポンプ7を接ML。
前1蒸着基体2の被蒸着面に対向する前記光反応蒸着槽
1の上壁114C紫外線透過窓4を設け、この紫外線透
瀞窓4t−介して前記蒸着基体2の被蒸着面r(紫外線
を照射するようこれと対向して紫外l1wI射ランプう
を前記光反応蒸着槽1外に設けて−1されている。
このような装置にお−ては、真空ポンプ7により光反応
蒸着槽1内を高真空伏動とし、蒸着基体21回転せしめ
ながら反応ガス供給管3よや紫外線により活性化される
例えば水銀蒸気を含むシランガス等より成る反応ガスを
光反応蒸着槽1内に導入すると共に紫外S放射ラン15
によシ紫外線透f!窓41介して紫外線を前記蒸着基体
2の被蒸着−に照射すると、これによシ蒸着基体2上を
流過する前記反応ガスに含有される水銀蒸気が紫外線を
吸収して励起し、これが触媒となってシランガス等を活
性シリコン原子、活性水素原子等に分解し1これらの活
性原子が前記蒸着基体2の被蒸着面に付着堆積し、以っ
て蒸着゛基体2上に薄膜が形成される。
しカニしながら、斯かる装置においては、反応ガス供給
管3よシ供給された反応ガスは、光反応蒸着槽1内にお
いて真空ポンプ7によル吸引されてガス吸引口61に向
うよりKはなるものの蒸着基層が流れて行くに従って急
激に拡散する結果、蒸着基体2上に堆積すべきものが紫
外III透過窓4に接触して付着するようになるため、
紮jA!!放射ランプ5よりの紫外線の透過率が低下す
るようになる0従って紫外線の有効照射量が減少してg
成長速度が大幅に小さくなシ反応ガスの利用率が低下す
ると共に薄Mtt実用的な効率で形成することがで!!
ない欠点がある。
本発明は以上の如き欠点を除き、紫外線透過窓に反応ガ
スが付着することを確実に防止することができ、従って
紫外線放射ランプよシの光の利用率を低減せしめること
がなくて大きな#成長速度を得ることかでき反応ガスの
利用率を大きくすすることができると共に薄膜を実用的
な効率で彫威することができる光反応蒸着装置を提供す
ることを目的とし、その特徴とするところは、光反応蒸
着槽と、この光反応蒸着槽内に配置され蒸着基体の被蒸
着面に沿って互に対向するよう設けた、反応ガス供給口
及びガス@り10と、前記光反応蒸着槽壁に設置だ豫外
線透過窓を介して前記蒸着基体の被蒸着@JK紮外紫外
照射するよう設置た紫外線放射ランプと、前1蒸着基体
に対して反応ガス供給口の外側にこれと並んでll[た
保護ガス供給口とを具えて成る点にある。
以下図面によって本発明の実施例を説明する。
本発明の一実施例にお−では、第2図に示すように、光
反応蒸着槽1内K例えば回転円筒型の蒸着基体2を配置
しこの蒸着基体2の例えば回転方向上流11にその反応
ガス供給口31が当該回転方向に向いて近接するよう、
資外IJtl’より活性化する蒸着可#なガス管供給す
る反応ガス供給管3を前記光反応蒸11外よシ貫通して
設け、この反応ガス供給口31と前記蒸着基体2を介し
て対向するようそのガス吸引[161を前配光反応蒸着
檜1外よシ貫通してガス吸引管6を設置、そしてこのガ
ス吸引管6の出口に#−1例えば真空ポンプ等より成る
ガス吸引機構を設置、前記蒸着基体2の被蒸着面に対向
する前配光反応蒸着檜1の例えば上gillK紮外線透
過率の優れた例えば石英ガラス等より区る豫外!11逃
過窓4t−艮け、この紫外線透過窓4を介して1IfJ
 t!蒸着基体2の被蒸着面に対向するよう前記光反応
蒸着槽1外に例えば低圧水銀灯′等のシタ(線放射ラン
プ5を設け、そしてその保護ガス供給口91を!rII
k光反応蒸着槽l外より貫通せしめて当該保護ガス供給
口91が前記蒸着基体2に対して前記反応ガス供給口3
1の外側にこれと並び同方向を指向するよう、紫IAI
LK対して不活性なガス例えばアルゴンガス等より敗る
保−ガスを供給する保護ガス供給管9を設けて構1する
以上のような構成によれば、真空ポンプ7により吸引す
ることKより光反応蒸着槽1内に反応ガス供給管3よ勺
紫外線により活性化する例えば水銀蒸気を微量含み蒸着
可能なガス例えばシランガス等よ形成る反応ガスを供給
すると共に保護ガス供給管9より例えばアルゴンガス等
よ形成る保護ガスを供給すると、真空ホン17による吸
引力を受けて、反応ガスは蒸着基体2C表面に沿って層
状に流れ、この反応ガス層の外麹を保護ガスか流れるよ
うになり、そして反応ガスが蒸着X体2上を潴遇する際
に紫外線放射ランプ5よ!J lLJ茶−AIIの照射
を受け、これによフ反応ガス中の水銀蒸気が励起さね、
これが触媒となって例えば活性シリコン原子、活性水素
原子等の活性原子が生成し。
これらの活性原子が生鮫し、これらの活性原子が蒸着基
体2上に付着堆積して蒸、着膜が形成される。
そして保護ガス供給管9を、その保護ガス供給口91が
一11蒸着基体2に対して前記反応ガス供給口31の外
fUKこれと並び同方向を指向するよう設けたたt、保
護ガスは光反応蒸着槽1内に拡散する仁とはあっても一
応そのWIが形成場れるため、内侮の反応ガスは保護ガ
スに拡散が抑制されて最II管で蒸着基体2に沿った層
流の状態が保持される。従って反応ガスが紫外線の照射
を受けて活性化した活性ヰ成物が紫外線透過窓4に接触
することがない斤め、紫外S放射ランプ5よシの光の透
過が阻害されることがなく、この結果紫外線放射ランプ
5よりの光を大きな効率で利用することができて大きな
膜成長速度を得ることができると共に、反応ガス全停が
蒸着基体2に接近した状態で流過するようになるため、
反応ガスの利用率を高くすることかでき、薄膜を実用的
な効率で形6することができる。
以上において、反応ガスとしてFi通常の蒸着可能なカ
スと水銀蒸気等の弊外i!によ!1lIl−起されるガ
スとの混合ガスを用いればよく、例えけシラン。
フッ化ケイ素等のクイ素化合物ガスと水銀蒸気との混合
ガスを用いる場合には半導体層として有用なアモルファ
スシリコンの1h膜を有利に形抜スることができる。
nlj記保護ガスと[ては、アルゴン、クリプトン、ネ
オン等の紫外線の照射を受けても活性化しないガスであ
ればよく、そうすることによってこれが拡散しても紫外
線透過窓4に付着することがない〇この保護ガスの供給
量は反応ガスの麺類及び供給量に応じて設定すればよく
、例えば保護ガスの密度が反応ガスの密度より大きくな
るよう供給すれば反応ガスの拡散を−NI確実KE#止
することができる。
IrIIF蒸着基体20回転方向け、上述の実施例に限
らず反応ガス及び保護ガスの流過方向と逆方向に向うよ
う回転せしめてもよい。
以上の実施例において、反応ガス供給口31及び保護ガ
ス供給口91の端部にガスの流出方向を規制する解制部
311及び911を一体若し2〈は他の部材により形成
しておけば、ガスの流出方向を確実に規制することがで
き、供給されるガス管紫外線放射ランプ5と対向する蒸
着基体2の被蒸着WIK沿って確実に流過せしめること
ができ、前述の効果がさらに一層大きなものとなる。さ
らに、ガス吸引口61の端部Kg!引するガスの流過方
向を規制する親制部611Vt設けておけばガスが迂回
することなく良好に吸引されるので反応ガス及び保護ガ
スの安定した定律流を確実に形成することができる。
そして第3図に示すように、後111(図示の例で11
2個)の紫外線放射ランプ5を蒸着基体2の外a面とそ
れぞれ紫外線透過窓4を介して対向するよう互に離間せ
しめて配置し、前記紫外線放射ランプ5の各々より前記
蒸着基体2が光照射を受ける面上の各々に沿って反応ガ
ス及び保護ガスが流過するよう、反応ガス供給口31.
保護ガス供給口91及びガス吸引口61の#jj4を捨
象設けて成る構成としてもよい。
以上において蒸着基体2ti反応ガスの流過方向と同方
向′または逆方向に回転し得る回転円筒型の構成とした
が、これを平板型で固定した構成としてもよく、この場
合においてもト辻と同様の効果を枠ることができる。
以下具体的実験例を示す。
第2図に示した*1のi*を用い、光反応蒸着槽1内の
圧力を10−s〜10−” Torr稈度となるよう蒸
着基体20表面積1c11当り、シランガス及び微量の
水銀蒸気を含む反応ガスto、xty分、アルゴンより
成る保護ガスを117分の流量で供給し、定格450W
の低圧水銀灯により蒸着基体2上の強度が20 mW/
diとなるよう紫外Mを照射したところ、蒸着基体2上
に10分間で厚さ0.5Iaのアモルファスシリコンよ
構成る薄膜が形成された。この作業を多数の蒸着基体に
ついて長時間繰返し六参に紫外1透過室4の紫外幹の透
過率を調べたところ変化がみられなかった◎ 以上のように本発明は、光反応蒸着槽と、この光反応蒸
着槽内に配置され蒸着M体の被蒸着面に沿って互に対向
するようt&すた、反応ガス供給口及びガス吸引口と、
前記光反応蒸着槽壁に毅けた紫外線透過窓を介して前配
蒸i基体の@蒸着面に紫外線を照射するよう設けfC紫
外線放射ランプと、前1蒸着基体に対して反応ガス供給
口の外側にこれと並んで設けた保護ガス供給口とを具え
て成るこ2t−特鍛とする構成であるから、紫外線透過
窓に反応ガスが付着することを確実に防止することがで
き、従って紫外線放射ランプよシの光の利用重管低減せ
しめることがなくて大きな膜醗長速度を得ることができ
反応ガスの利用率を大きくすることができると共に薄!
I’を実用的な効率で形成することができる◎
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の光反応蒸着装置の一例を示す説明用1I
rkI図、第2図及び第3図はそれぞれ本発明の実施例
を示す説明用脚4面図である。 1・・・光反応蒸着Ia   2・・・蒸着基体31・
・・反応ガス供給口 3・・・反応ガス供給管4・・・
紮!Aa1透過窓 5・・・紫外線放射ランプ 6・・・ガス吸引管7・・
・真空ポンプ 91・・・保護ガス供給口 9・・・保護ガス供給管第
1図 第2図 竿3図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1)光反応蒸着槽と、この光反応蒸着槽内に配Wζね蒸
    着基体の被蒸着面に沿って互に対向するよう13けた、
    反応ガス供給り及びガス吸引口と、tllti!it反
    応蒸着檜撒に設けた紫外線透過室を介して前記蒸着基体
    の被蒸着面に紫外線を照射するよう設けた紮lA11放
    射ランプと、前記蒸着基体に対して反応ガス供給口の外
    側r(これと並んで設りた保護ガス供給口とを具えて成
    ることを特徴とする光反応蒸着装置。
JP99882A 1982-01-08 1982-01-08 光反応蒸着装置 Pending JPS58119336A (ja)

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