JPS59209643A - 光化学気相成長装置 - Google Patents

光化学気相成長装置

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JPS59209643A
JPS59209643A JP8162283A JP8162283A JPS59209643A JP S59209643 A JPS59209643 A JP S59209643A JP 8162283 A JP8162283 A JP 8162283A JP 8162283 A JP8162283 A JP 8162283A JP S59209643 A JPS59209643 A JP S59209643A
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JP
Japan
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chamber
substrate
reaction
gas
ultraviolet rays
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JP8162283A
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Yukio Ide
由紀雄 井手
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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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
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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】 技術分野 本発明は、光CVD (化学気相成長)装置に関し、よ
り詳細には、半導体や太陽電池等の薄膜形成に好適な光
CVD装置に関するものである。
従来技術 従来の光CVD装置は、通常第1図に示される如(、光
を透過可能な石英製チャンバ2内の支持具1に基板1′
を設置し、外部のUVランプ3から例えば水銀共鳴線波
長が2531人の紫外光を基体1に向けて照射する様に
構成されている。この場合、紫外光により活性化された
反応ガスQの成分は基板1上だけでなく石英チャンバ2
内壁面にも付着する。ところが、付着物が上述の紫外光
を実質的に遮断することなく透過可能な物質であれば支
障はないが、例えばアモルファスシリコン(a−8i 
 :H)等の不透明な物質である場合は、これが器壁の
紫外光Rの光路を横切る領域2の内面に付着すると紫外
光Rの透過が妨害される。これにより、紫外光Rが基板
2表面に到達する割合が低下し、光化学反応の進行が妨
げられ目的とするアモルファスシリコンの付着速度、即
ち膜形成速度が低下する。
一例として、光源に主波長が2537Aである紫外光を
照射可能な低圧水銀ランプを用いた第1図に示される如
く構成された光CVD装置により、反応ガスΩとしての
シランガス(Si H4)及び媒介ガスとしての水銀(
Hg)蒸気をチャンバ2内に導入し、基板1′としての
シリコン(Si )ウェハ上にアモルファスシリコン薄
膜を堆積させたところ、その堆積膜厚tと紫外光Rの照
射強度Iの時間的推移は第2図に示される如くなった。
これによると、膜生成速度の変化と紫外光照射強度Iの
変化は互いに対応していることがわかる。尚、この様な
特性を式で表現すると、次式の如くなる。
V  =  AI−K”(SiHa’)  −・”−但
し−1I   =   To  −e−a″K  = 
 f(k、、k 2 、、k 3 ・・・・・・)ここ
で、■0は初期照射強度、1(は光CVD反応を構成す
る各分解及び堆積反応素過程の速度定数、A及びaは夫
々定数を示す。
目  的 本発明は以上の点に鑑みてなされたものであって、少く
とも反応器壁の照射光を透過させる部分への反応生成物
の付着が防止され、光CVD反応による所定の膜形成速
度を安定的に維持可能な光CvO装置を提供することを
目的とする。
構成 以下、本発明の構成について具体的な実施例に基づき説
明する。第3図は本発明の1実施例としての光CVD装
置を示した模式的平面図である。
第3図に於いて、4は光CVD反応の反応容器としての
チャンバで、円筒状に形成されている。こ   ゛のチ
ャンバ4は、光を透過可能に全壁面を石英で形成しであ
るが、後述する光源7から照射される光Rの光路を横切
る部分の壁面のみを光を透過可能な石英製とし他の部分
は別の耐熱性材料で形成しても良い。チャンバ4内部の
所定位置には、光CVD反応によって生成する物質が付
着する基板5′が、支持具5上に設置されている。この
基板5′から所定路1lIlt離隔させて、光CVD反
応によって得られる目的生成物の成分を含有する反応ガ
スσを外部のボンベ(不図示)からチャンバ4内に導入
し基板5′に向けて吐出する反応ガス導入バイブロが配
設されている。尚、反応ガス導入バイブロからは、光C
VD反応の触媒として作用する水銀蒸気も導入される。
チャンバ4の外部には、光源として例えば波長が253
7Aの紫外光Rを照射可能な低圧水銀ランプ7が配設さ
れている。この配設位置は、本例の如く基板5′に対し
て垂直方向から反応ガスσが供給される領域を通して光
を照射可能な位置に設定することが望ましく、これによ
り、基板5′の反応ガス導入バイブロ側表面51 aに
対して効率良く紫外光Rを照射し光CVD反応を円滑に
推進させることか可能となる。尚、光源としては、低圧
水銀ランプに限らず、これと同等以上の光エネルギを供
与可能な他の光源も使用可能である。チャンバ4の外部
で水銀ランプ7とは略反対側に、基板5′を所定温度に
加熱する外部加熱ヒータ8が配設されており、効率良く
基板5全体を加熱可能な構成となっている。
而して、チャンバ4の光源側器壁4aの内面近傍には、
反応ガスgとチャンバ4内壁面の接触を防止する為の不
活性ガスを導入する不活性ガス導入パイプ9,9が配設
されている。この場合の不活性ガスQ′は、紫外光Rに
より実質的に分解されない光化学反応的に安定な気体で
ある必要があり、例えば、He、Ar、Xe、やN2等
が好適である。そして、この導入パイプ9,9の配設位
置は、少なくとも器壁4aの紫外光Rが透過する領域Z
に於いて反応ガス導と器壁4a内面との接触を実質的に
防止すべく反応ガスQを吐出できる様に設定されている
。本例に於いては、光源側器壁4aの内面近傍で照射光
Rの光路に関して対象な位置に1対の不活性カス導入パ
イプ9.9が配設されており、双方のパイプ9.9から
夫々ガスg′を器壁4aの内面に沿って上述した紫外光
Rが透過する領域Zの方向へ吐出する構成となっている
。これにより、少なくとも器壁4aの領域Zに於いては
、反応ガスgとその内壁面の接触が防止され光CVD反
応生成物の付着を回避できる。
従って、常に紫外光Rが途中で妨害されることなく効率
良く基板5′表面に到達し、光CVD反応による所定の
薄膜形成速度を安定的に維持可能となる。
叙上の如く構成された上記実施例の動作について、以下
に説明する。
まず、チャンバ4内の支持具5に設置された基板5′を
外部加熱ヒータ8で所定温度に加熱すると共に、連結さ
れた排気ポンプ(不図示)を駆動しチャンバ4内を光C
VD反応に好適な真空状態とする。この様な状態下に於
いて、所望の薄膜の成分を含んだ反応ガスQと触媒とし
ての水銀蒸気が、反応ガス導入バイブロから基板5表面
に向けて吐出される。又、これと共に1対の不活性ガス
導入パイプ9.9からは、不活性ガスg′が器壁4aに
沿って紫外光Rの光路領域Zに向は吐出される。
而して、低圧水銀ランプ7をオンさせ紫外光Rを基板5
に向けて照射すると、光CVD反応が起こる。即ち、水
銀ランプ7から発せられた紫外光Rがチャンバ4の器壁
4aを透過しガスg′が吐出されている領域を通過する
が、ガスg′としては光化学反応に対し安定な不活性ガ
ス等が用いられている為分解者しくは活性化されること
はない。
ガスg′中を通過した紫外光Rが反応ガスgと水銀蒸気
が供給されている基板5′表面近傍に到達すると、この
エネルギにより水銀蒸気が光励起され、これをきっかけ
に所定の光化学反応が引き起こされる。この光化学反応
により十分に活性化された所望する薄膜を構成すべき原
子又は分子が、所定温度に加熱されている基板5′表面
に接触し付着して所望の薄膜を形成する。この場合、活
性化された原子等は、基板5′上だけでなく、接触可能
なチャンバ4の器壁4aにも付着し堆積していく。然る
に、本例に於いては、少くとも紫外光Rが透過する領域
Zに於ける器壁4aの内面に沿ってガスq′が供給され
ているため、その領域Zに於いては活性化された反応ガ
スQの成分と器壁4aとの接触が防止され、それら成分
が付着する事はない。又、光化学的に安定なガスg′自
体が活性化され付着することもない。従って、膜形成物
質がアモルファスシリコンの如く不透明な物質であって
も、紫外光Rが常にその進行を実質的に妨害されること
なく効率良く基板5′表面近傍に到達し、所定の薄膜形
成速度を安定的に維持することができる。更に又、副次
的な効果として、チャンバ内壁面への付着物量が低減さ
れる為光CVD反応処理後の装置のクリーニングが手軽
になるという利点がある。
次に、本発明の他の実施例について第4図の斜視図に基
づき説明する。尚、前述した実施例と同一の構成要素に
ついては同一符号を付し、その説明を省略する。前述の
実施例では光源としての水銀ランプ7から基板5′に至
る間の各構成要素をチャンバ4の径方向に沿って配設し
たのに対し、本例の光CVD装置ではそれらの各種構成
要素をチャンバ4の長手軸方向に沿って配設しである。
即ち、チャンバ4の1端部4bの中央部上方に低圧水銀
ランプ7が配設され、この水銀ランプ7に対向させてチ
ャンバ4内の反対側端部4Cに近い位置に、基板5′を
支持する支持具5が配設されている。この支持具5′か
ら光源側へ適長離隔させた位置に、例えば2本の反応ガ
ス導入バイブロがチャンバ4の中心部に吐出口を向けた
態様で配設されている。そして、チャンバ4内の光源側
端部4bの近傍には、端部4bの少なくとも水銀ランプ
7の照射光Rが透過する領域Z(1点鎖線で示す)の内
面に沿って不活性ガスg′を供電可能な様に、適数個の
不活性ガス導入パイプ9′が配設されている。本例に於
いては、4本の不活性ガス導入パイプ9′を夫々の吐出
口を端部4bの中心部に向け、端部4b近傍の側部4a
に略均等に植設しである。尚、10はチャンバ4内の気
体を排出する排気管で、排気ポンプ(不図示)が介設さ
れている。
以上の如く構成された光CVD装置に於いても、前述の
実施例と同様な作用効果により、少なくとも端部4bの
内面で紫外光Rが透過する領域Zには膜形成物質が付着
せず、常に効率良く紫外光Rが基板5′上に照射され、
所定の薄膜形成速度が安定的に維持される。
ここで、本発明の効果を確認する為に本願発明者が実施
した実験について説明する。本実験に於いては、第3図
に示した光CVD装置により、不活性ガスQ′としてH
e1反応ガスガスして5tH4を供給し、主波長が25
37Aの紫外光Rを照射して、アモルファスシリコン(
ρ−sr  :H)の薄膜形成速度と紫外光Rの照射強
度の経時変化を調べたところ、第5図に示される如き結
果を得た。
このM5図と前述した従来技術による結果を示した第2
図を対比すれば、本発明の効果が明確に理解される。即
ち、本発明によれば、紫外光Rの照射強度が略一定に維
持されると共に形成する薄膜の厚さが急激に増加してお
り、反応時間が1時間の時点で従来技術の場合に比べて
約2倍の厚さの薄膜が形成された。この後、反応を継続
させると、厚さが1μm以上のアモルファスシリコン膜
も形成することができた。因みに、従来技術による連続
膜生成処理に於いて形成可能な最大膜厚は2000人で
あった。又、他の実施例であるM4図に示された光CV
D装置についても同様な実験を実施したところ、全く同
様な結果が得られた。以上の実験結果により、本発明の
効果が明確に確認された。
効  果 以上詳述した如く、本発明によれば、反応容器の器壁の
少くとも照射光が透過する部分の内面に沿って光化学的
に安定な気体を介在させることにより、その内面への反
応生成物の付着を防止することができる。従って、照射
光が妨害されず常に効率良く利用され、光CVD反応に
よる膜形成速度を低下させることなく安定的に所定基準
に維持することが可能となる。又、従来の光CVD装置
では形成が回顧とされていた不透明な物質の薄膜も効率
良く形成することができる。更に、器壁への付着物量が
抑制される為そのクリーニング作業が手軽になる。尚、
本発明は上記の特定の実施例に限定されるものではなく
、本発明の技術的範囲に於いて種々の変形が可能である
ことは勿論である。例えば、反応容器は円筒形に限らず
種々の形状が適用可能であり、又、装置の長手方向を水
平方向に位置させる構成も可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の光CVD装置を示した模式図、第2図は
従来の光CVD装置による膜形成速度と照射強度の経時
変化を示したグラフ図、第3図は本発明の1実施例を示
した模式図、第4図は本発明の他の実施例を示した模式
的斜視図、第5図は本発明の1実施例による膜形成速度
と照射強度の経時変化を示したグラフ図である。 (符号の説明) 1’、5’:  基板 1.5 : 支持具 2.4 : チャンバ 3.7 : 低圧水銀ランプ 6 : 反応ガス導入パイプ 9.9’:  不活性ガス導入パイプ 特許出願人   株式会社  リ  コ  −″ \ 第1図 第2図 反応時間(hr) 第3図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、所定成分を含有する反応ガスを光エネルギにより活
    性化させ前記所定成分からなる堆積層を形成する光CV
    D装置に於いて、前記堆積層が形成される基体を支持す
    る支持手段と、少くとも器壁の一部を光が透過可能な材
    質で形成した反応容器と、前記反応容器の外部に配設さ
    れ所定の波長からなる光を前記反応容器を透過させて前
    記基体に照射可能な光源と、前記反応容器内に前記反応
    ガスを導入する反応ガス導入手段と、少なくとも前記光
    が透過する器壁の内面と前記反応ガスとの間に前記光に
    より実質的に分解若しくは活性化されない不活性ガスを
    供給する不活性ガス供給手段とを有することを特徴とす
    る光CVD装置。 2、上記第1項に於いて、前記光源は紫外光光源であり
    、前記不活性ガスはHe、Ar、Xe。 N2のいずれか又はそれらの混合ガスであることを特徴
    とする光CVD装置。
JP8162283A 1983-05-12 1983-05-12 光化学気相成長装置 Pending JPS59209643A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002036259A1 (fr) * 2000-11-01 2002-05-10 Shin-Etsu Engineering Co., Ltd. Photoreacteur a rayonnement uv excimere
US7118781B1 (en) * 2003-04-16 2006-10-10 Cree, Inc. Methods for controlling formation of deposits in a deposition system and deposition methods including the same

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002036259A1 (fr) * 2000-11-01 2002-05-10 Shin-Etsu Engineering Co., Ltd. Photoreacteur a rayonnement uv excimere
US7118781B1 (en) * 2003-04-16 2006-10-10 Cree, Inc. Methods for controlling formation of deposits in a deposition system and deposition methods including the same
US8430960B2 (en) 2003-04-16 2013-04-30 Cree, Inc. Deposition systems and susceptor assemblies for depositing a film on a substrate

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