JPS5964770A - フオト−アシステツド化学蒸着法 - Google Patents

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】 本発明は一般的には、フィルムの沈：；ｒ’：ｊ　Ｊ’
に術に関するものであり、より具体的には、フ第１・−
アシステツド’　（ｐｈ、ｏｔ−ａ、５ｓｉｓｔｅｄ）
化学蒸着の改良方法および装置に関するものである。

薄いシリコンおよびゲルマニウムのフィルムは化学蒸着
（ＣＶＤ）法によって形成されてきたか、それはＳ７Ｈ
およびＣｒｔ！Ｈ４をそれぞれ熱基板と接触させろこと
を含んでいろ。ガス分子のＸ）乙ものは加熱分解して、
表面の上に残るＳＬおよびＧｅ原子、並びにガス流によ
って運び去られるＨ２分子を放出する。この加熱分解反
応はＣＶＤにおいて月」いられる他の反応と同様に、活
性化過程である。すなわち、それは温度か下がるにつれ
てよりゆっくりと進行する。実質的な沈着速度はそれゆ
え４００°Ｃ程度またはそれ以上の詔、度に４−３いて
のみＣＶＤの場合達成できろ。

多くの場合において、沈着温度をできるだけ低くするこ
とは望ましい。例えば、ある沈着フィルム、特に測定形
のフィルム、ば慣用的ＧＶＤに必要とされイ）温度によ
って−ＨＨ！Ａい影響を受ける。基板あるいはフィルム
が上に沈着されろ装置もま１ここれもの＋？：ｉ’を度
によって損なわれイ、ｌる。

プラズマあるいはグロー放′ｊｉｉは比較的低ｒ’：＋
ｉ１でと上着を助けろのに使用されてきて、ある程度成
功して℃・る。しかし、プラズマの存在は、実ｌｐｉ的
な席１度を含めて、全くちがった糾合艮の制約を沈着環
境へ課すことになる。ある」ん１合には、プラズマ沈着
において：ｔｄころイオン衝撃はフィルムの骨質に対し
て有害であり得ろ。

多少異なる関係ではあるが、紫外線（ＵＶ）輻射線は光
分解によってガスを分解させるのに使用してガスから元
素の沈着をおこさせてきた。この研究の例はＡ、パーキ
ンスらの［モノシリンの１４７ｎｍ光分解１１．　（Ｊ
ｏａｒｎａｌ　ｏｆ　ｔｈｅ　ＡｍｅｒｉｃａｎＣｈｅ
ｍｉｃａｌ　Ｓｏｔ、１Ｃｔｙ、　１Ｑ　１：　５．１
９４７　）および、Ｗ、Ｃ，シランのｒ１８４９オング
ストロームにおけろジポランの光分解Ｊ　（Ｊｏｕｒｎ
ａｌ　ｏｆ　Ｇｈａｍｉｃａｌｐｈ、ｙｓｉｃｓ、６７
巻、届２，１９６２）において見出されろが、これらに
おいては、２．ＯＯ［ｌオングストロームより小さい波
長をもつＵＶ輻射線がＳｉＨおよびＢＨをそれぞれ分解
するのに使用４　　　　　　　　　２Ｇ されている。しかし、２，０００オングストロームより
小さいＵＶ輻射線は多くのフィルムの構成元素に対しか
つ沈着フィルム自体に対しても破壊的であるととができ
ろ。

それゆえ、多くの応用においては、低温で、プラズマ持
続状態なしで、かつ沈’ｚ？’ｔガスまたは沈着フィル
ムを強いエネルギーの短波長輻射線へ曝露ずろことなし
に、フィルムを沈着させろことが望ましい。

本発明はある物質をその物質の少くとも一つの元素を含
むガスから基板上へ沈着させろ方法と装置から成り；ガ
スを基体を含む沈着環境へ導入し、基板を加熱し、この
ガスを閾値エネルギー水準をこえるエネルギース啄りト
ルをもつ輻射線で以て照射して、その物質を含むフィル
ムが基板」二に沈着されろようにすることから成り立っ
て（・ろ。一つの好ましい具体化においては、輻射線の
エネルギー水準 に要するもの以下、すなわち、そのガスの「光ＩＱ’Ｆ
Ｐ１［１限界」以下であり、輻射線は紫外線である。別
の具体化においては、輻射線をその第一表面を沈着環境
へ露出した透明部材中に通過させ、そして実質的に不活
性なガス物質の流れをその第一表面に沿って確立させて
その上への沈着を最小化させろ。沈着ガスは、多数の金
属カルボニル、シランおよびゲルマンを含めて、広い範
囲の金属または半導体を含むガスであってよい。シラン
、ゲルマニウム、またはそれらの絹合せを用℃・るとき
には、沈メ゛′」・シたフィルムは代表的にはそれぞれ
、無定形のシリコン、ゲルマニウム、または０．ｅ−３
ｉ　である。

本発明はこのように、熱と紫外％ｌＡ射線との分１リイ
効果を組合わせて比較的低源１で半導体フィルムまたは
金属フィルムを沈着させろ。昇温Ｙ５Ａ度の有害効果は
従って回避されろ。このことは、沈着環境をプラズマを
支持できるものへ束縛することなく達成され、あるいは
輻射線がガスを光化学的に分解するエネルギーに欠けて
いる好ましい具体化においては、沈着フィルムまたは基
板をより強力なエネルギーの短波長輻射線へ曝露させる
ことなしに達成されろ。

照射は沈着室の透明部分を通して行なわれるので、本発
明の方法はこの透明部分上へのフィルム物質の沈着によ
ってきびしく制限され得ろ。もし物質かこの窓の上に沈
着ぜしめらり、ろ場合には、それは事実上不透明となり
、１１（（射を完全にさまたげる。しかし、このような
物ａの蓄積は本発明においてはこの透明部分の内側表面
に沿って実物不活性なガス物質の流れを確立することに
よって制限されろ。この透明部分の領域におけろ化学的
蒸気はそれが沈着する前に不活性ガス物質によって運び
さられろ。実質上厚みのあるフィルムはこのようにして
得られない。

沈着ガスの光解離限界以下のエネルギースＲクトルをも
つ輻射線が、比較的薄いフィルムか９！まれろときに１
ｍもしばしば、本発明の実際にお（・て用いらｈろこと
か考えらｈて℃・ろ。これは、これらのエネルギー水準
におけろ沈着速度はある他の形式の沈着において得られ
るよりも多少小さいからである。しかし、多くの場合に
おいて、比較的薄い険を低温でかつ試料を高エネルギー
ｉ１ｉ、′、ｉ射線にあてないで提供することか望まし
℃・。このような場合には、本発明は数百オングストロ
ームあるいはそれ以下の高品１ｉフィルムを提供するこ
とができる。

従って本発明の第一の目的は、フ１ルムの少くとも一つ
の構成元素を含むガスから基板−、フィルムを沈着させ
る方法を提供することであるが、その方θ、は、ガスを
す１シ板を含む沈着環境へ導入し、基板を閾値Ｗｒ＋ｉ
度水′１（八へ加熱し、ガスを閾飴エネルギー水準をこ
えるエネルギースはクトルをもつ輻射線で以て照射して
その元素を含むフィルムを基板上へ沈着させるようにす
る、ことを特徴とするものである。

本発明の第二の目的は、ガスを基板を含む沈着環境へ導
入し、基板を加熱し、閾値エネルギー水準以上でかつガ
スを光化学的に分解するに必要な水準以下のエネルギー
スＲクトルをもつ輻射、線で以てガスを照射して、基板
上に構成元素を含むフィルムを沈着させるようにする、
ことを特徴とする、フィルムの少くとも一つの、構成元
素を含むガスから基板上にフィルムを沈着させる方法を
提供することである。

環境へ専大し２、基板を加熱し、沈着環境へ第−而にお
いて露出している一つの透明部伺を通してガスを照射し
て、構成元素を含むフィルムが）、（−板上に沈着す”
るようにし、そして、その第−而に沿って実１ｔ、’１
（＋’白に不ｌ占性の力゛スｑ勿＋１勺の、つｉＣ，λ
１をイ吊′Ｘ７シてその上への沈着をｌゆ小化する、こ
とを特徴とする、フィルムの少くとも一つの、［〃構成
元素を含むガスから基板１ニへフィルムを沈着さぜろ方
法を１）？供するととて゛ある。

本発明の第四の目的は、フィルム沈着装置を提供するこ
とであり、沈着環境を規定ずろ室装置１〆１°、この室
装置内部に基体をとりつける手段、フィルムの少くとも
一つの構成元素を含むガスを室装置へ導入する手段、基
板を加熱する手段、および、ガスを照射する手段、を特
徴とするものである。

本発明の第五の目的は、沈着Ｊ”ｊｑＥ境を規定する室
装置、この室装置内に基板をとりつける手段、フィルム
の少くとも一つのす１り成元素を含むガスを室装置へ導
入する手段、基板を加熱ずイ）手段、および、閾値エネ
ルギー水準以上でかつガスを光化学的に分解させるのに
必要な水準以下のエネルギースはクトルをもつ輻射線で
以てガスを照射する手段、を重機とする、フィルム沈着
装置を提供することである。

本発明の８ｉ′！、六の目的は、沈着環境を規定しかつ
その環境へ光を透過させるための透明部分をもち、その
透明部分がその環境へ露出した一つの内側表面をもつ室
装置；この室装置内に基板をとりつける手段；フィルム
の少くとも一つの構成元素な゛含むノ１゛スをこの室装
置へ導入する手段；基板を加熱する手段；予め選んだエ
ネルギースＲりトルをもつ輻射線で以てガスを１４６射
する手段；および、室装置の内側表面に沿って実質的に
不活性のガス物質の流れを確立してその上への沈着を最
小化する手段；を特徴とするフィルム沈着装置を提供す
ることである。

本発明の々ｆましい具体化は本明細書付属の図面を参照
して例としてここに記述する。

本発明の」二記の目的およびその他の目的ばこの付属図
面と一緒に以下の詳細説明からより十分に理解されるが
、図においては同じ参照数字は同じ要素を全体を通じて
示して（・る。

第１図は本発明に従ってフィルムが沈着した基板の都市
垂直断面図であり、 第２図は本発明の好まし℃・具体化に従って構成された
沈着装置の透視図であり、 第６図は第２図の線６−６に沿ってとった垂直断面図で
ある。

ここで図面を参照すると、第２図および第６図において
は本発明を具体化する沈着装置か描かれており、一般的
に１０の記号がついている。装置１０は基板１４を含む
透明管状室１２から成る。

基板は室が光源１７によって照射されろときに放射加熱
器１６によって加熱される。室１２の両端にある導入管
１８から導出管２０へ辿る沈盾ガスの分子は基板の領域
において光源１７から光イエネルギーを受ける。ガス分
子の多くは庄たＪｉｌ、ｌ板１４と衝突してそれから熱
エネルギーを受けとる。

基板領域において分子に分解をおこさせフイルム２２形
成のために半導体原子または金属原子を放出１さぜるの
はこれらの源のエネルギーの組合せである。一つの好ま
しい具体化においては、この光源の光子エネルギーは沈
着ガスの光解離限界以下であり（熱が存在しない場合）
、基板の温度はガスの熱分解に必夢とする最低以下であ
る。各エネルギー源は、単独に作用すれば、そのときは
ガスを解離させて基板上へ沈着させることはできない。

しかし、光源１７と放射加熱器１６との組合せ効果は分
ｉθイ過程を）（（行させる。この、ｉ＋、°ａ程中、
基板１４とフィルム２２は高エネルギー輻射線および甚
温沈着闇度の損傷的作用から解放される。

本発明に従って沈着されたフィルム２２は一般的には第
１図において基板１４と一緒に描かれている。フィルム
２２はある場合には結晶性であるが、最も普通には無定
形（これはまた”ａ′′と記号する）の半導体フィルム
または金属フィルムである。例えば、フィルム２２はａ
−３ｉ　、　ａ−（：：ｒｅ、α−Ｇ　ｅ　Ｓ　ｉ、あ
るいは適当な無定形金属フィルムであってよい。これら
の中でａ−ａｅと多（の無定形金属のフィルムは、従来
技術の温度が高すぎたためにＣＶＤ法によってとＡ′Ｉ
までは製造されなかったものであると信じられる。

ある場合には数十オングストロームの厚さをもつフィル
ム２２を生成させることが望ましいけれども、本発明に
従って生成されるフィルムは最も普通には数百オングス
トロームの厚さをもつものと予測される。基板１４はガ
ラスまたは他の好適な材料でつくられてよく、あるいは
未完成状態でのエレクトロニクスデバイスの部品であっ
てもよい。徒者の場合にはデバイスのある部分をマスク
してその上に不連続フィルムを生成させることが望まし
いかもしれない。

ここで第２図と第６図をより詳しく参１１．＜（すると
、管状室１２は両端で直径かやや大きくなっている比較
的短かい石英部分２６をもつ中央石英部２４かも成る。

石英管２６の両端２８は端末取付は具３０と３２の一対
によって閉ぢられて♀を完成する。端末取付は具の各々
は閉鎖＃Ａｉ　３６がら開１外’Ｉ：：４６８へ※１１
びているスリーブ部分６４を含んでいる。

開放端部には石英部２６の一つにはまるようにやや太欠
くなった直径の領域がとりつけられていて、一端におい
て内側に延びた環状フランジ４２をもつ環管４０を受け
るようねぢが切られている。Ｏ−リング４４はフランジ
４２と端末部３８との間の空間に石英部２６へ向って圧
しつけるよう閉ぢ込められている。気密シールがこのよ
うにして端末取付は具ろＯおよび６２と管状室１２との
間に提供されている。

端末取付具ろ０と６２はステンレスク（ｈ１１マたは他
の好適な非ｒｔ＋！：触性金属でつくるのが好ましく、
閉鎖端６６はスリーブ部６４へ爆接するかまたは永久的
な接合がなさＪ■る。端末取付は具６２の閉鎖端ろ６に
は上述の沈着ガス導入管１Ｂのほかに不活性ガス導入管
４６と熱↑言対挿入管４８がとりつけられている。導入
管１８と４８は閉鎖端６６の内壁で終っていてよく、一
方、導入管４６は室１２の中へ基板１４０手前の位置へ
延びているのが好ましい。ガス導入管４６は円形断面の
第一部分５０、平坦部分５２およびノズル５４を含んで
いる。ノズル５４は室の内面５８に隣接して位置する少
くとも一つのオリフィス５６を規定して（・る。導入管
４６を通して導入される不活性ガスは面５８に沿ってノ
ｔズル５４によって基板１４と光源１７との間の位置に
おいて放出される。このガス流は第２図および第６図に
示すように不活性ガスのカーテン６０を確立し、これが
沈着ガスと室表面５８の部分との間の、光が４Ｊずろ一
つの障壁として作用する。この不活性ガスは沈着ガス分
子を運び去って室表面のその部分上での沈着を酷小化す
る。

ガス導入管１８と４６は沈着ガスと不活性ガスの制卸さ
れた流れをそれぞれ中で確立するために慣用のガスラッ
ク（γαｃｋ）　　（図示せず）へ連ぐのが好ましい。

熱電対６２は室内のガス温度を追跡するために導入管４
８中を延びている。導出管２０は、室の最初の脱気と操
作中の不活性ガスおよび沈着ガスのとり出しのために、
ＤＡＭ末取伺は具６０の閉鎖端６６に備えられている。

管状室１２の中央部２４は外径が約１．５インチ（３８
，１ｍｍ　）の、！３）る長さの合成石英管（詞から成
る。

！／ｒ適な合成石英管材はシュプラ／ルの名前でアメリ
カンクォーツＩＣよって製造されている。比較的５′（
ｊかい部分２６は隣い部分２４の両端へ溶接した安価な
著通の石英管イＪから成っていてよい。部分２６はθｒ
ましくは外径か２インチ（５０，８＋＋＋ｍ）で端末１
４Ｍ　（＝Ｉけ只３０と６２へ連結している。合１ｊ′
Ｖ石英はアルミナ含有量がきわめて少なく６ｏｏｏオン
グストロームより小さい波長の光に対して−ｊＷ通の石
英よりもずっと透明性であるので゛、中火の長さ部分２
４にイ・Ｐ用する。

光源１７は室１２上へＵＶ光を集中させるために反射室
６６内に位置したＨ、９蒸気ランプ６４がら成るのがり
ｒましい。光源は第２図と第６図においては室から多少
ｊｊｌｌれているように描かれているけれども、実際に
は、光源は沈着ガスに対してその出力の透過を最大にす
るように室へできろかぎり近く位置させろ。実際的見地
からは、ランプ６４と室との１１１の最小距離は２．５
インチと６インチ（６６，５＋＋＋ｍと７６．２ｍｍ、
）の間にあるようハウジンで゛１吏用するときは、ラン
プ６４がら沈着ガスに滓する最も強いエネルギーのスは
クトル線はＨｇの２５６７オングストロームの脚である
。このランプの１８４９オングストロームの線がよりエ
ネルギー的に強く合成石英によく浸誘するが空気によっ
て強く吸収される。沈着ガスを１８４９オングストロー
ムの線で以て［悴射したい場合には、光′６１′１Ｘ１
７と室１２とは任意的な乾燥窒素環境６Ｂの中で置くこ
とができ、第２図の破１１Ｋによって模Ｉ（す的に示さ
れている。これは管の中へのよりエネルギ゛−の強い光
子の透過を増す。

放射加熱器１６は慣用の抵抗性ランプまたはタングステ
ン／ハロゲンランプから成る。熱（・ま沈着ガスの著し
い直接加熱なしで輻射によって基板１４と宰１２へ伝わ
る。また、抵抗性加熱装置（図示せず）を基板１４を加
熱するために室１２の中に設備してもよい。その場合に
し１−５加熱部４」用電力配線は端末取付具の−っの閉
鎖端を貫通する。

沈着装置ｉ！：１０は、沈着中は室１２が閉ぢられてい
Ｚ＞　［ＹＩ′Ｉ’　、Ｊ内方式かあるいは反応剤の沈
着ガスの連続流か導入管１８から導出管２０へ室１２中
全体に確立される［動−１的方式のいずれかにおいて操
作してよい。ガスカーテン６０は動的方式にお℃・て、
石英室中を通る光路がその上への沈着によって妨害され
ないように確立することが好ましい。

静的方式にオ６（・ては、管状室１２は導出管２０を通
してはじめに脱気し沈着ガスで以て代表的にば１００１
・−ルと１４０トールの間の所望圧力へ充填する。室を
次に閉ぢ所望沈着温度に達するまで放射加熱器１６で以
て加熱する。光源１Ｂを点灯して沈着反応を開始させる
。静的方式における装′１ｒＬ１０の基本的操作因子は
多数の異なるフィルム沈着物について第１表に列記する
。第１表の条件下で生成ずろフィルムの特性は第２表に
示す。

フィルムの各々は測定形であ−ることがｌ’Ｗ、出され
、フィルム番号の前の文字１−ＰＡＣＪはフィルムがフ
ォト−アシステラ＋−゛Ｇ　Ｖ　Ｄによって生成された
ことを意味する。

第１表を参照すると、ＰＡＣフィルムば１１！）用的Ｃ
ＶＤ法カ”Ｊ能−Ｑ　ア７．；）ｆＨｔｚ、ｊ値ｉ！１
１．度以下１００ｏＣと１６２　”Ｇとの間の温度にお
し・て本発明に従って沈着されたことがわかる。このよ
うに、シラン加熱分解を含む畠の慣用的ＣＶＤ沈着は４
００’Ｃ程度の温度を必要とするが、Ｓｉ　のフォト−
アシステラ１．’　Ｇ　Ｖ　Ｄは３００ｏＣオ呈度の７
１％！　Ｉ県二にオ・八・てイ↓１られた。同様に、Ｇ
ｅの慣用的ＣＶＤは約３６２°゛Ｃの基板’７ＦｒＲ度
を必要とするが、Ｇｅのフォト〜アシステツド’ＣＶ　
Ｄは２　口０　’Ｃに＋ハ・て達成された。

無定形Ｇｅ−８ｉ　　フィルムはまた２　５０　’ＣＣ
ｌ２Ｏ低い？晶度でフォト−アシステツドゞＣＶＤによ
って生成されたが、一方、出厚）１人らは無定形Ｇｃ−
８ｉ　　フィルムが慣用的ＣＶＤによって沈着されたこ
とは知らない。

第２表を参照すると、その中に示されるフィルム組成物
は？１ｆ、子顕微鏡（ＥＳＥＡ）によって測定された。

第一の系列のＳｉ　沈着物中に見られろ酸素と炭素の成
分は現実であり、すなわち沈着中に室中の酸素および他
の元素からフィルムの中に７ｔ１１人れられたく）の−
（あり、あるいはそれらはフィルムの上面または下面の
不純物以外の何ものでもない。

フィルムＰＡＣＯ中のＭｇとＣｌは基板、ソーダライム
顕斂金砲スライド、からである。

Ｇｅ−８ｉ　　フィルムはシランとゲルマンの混合物か
ら静的系にお℃・て沈着された。ゲルマニウムは、恐ら
くは２５３７オングストロームのＵ■光がシランによる
よりゲルマンにより一層強く吸収されるので選択的シで
吸収される。

沈着フィルムの暗時（ｄａｒｋ）伝導度および明度（ｌ
ｉｇｈｌ）　伝導度も第２表に示されている。フィルム
の大部分は光熱的作用を示した。しかし、第２表に表示
の伝導値は表面布１流が、もしあるならば、測定市１流
に富有するようなギャップ状態において測宇された。

静的方式においては、代表的沈着工程は低ρ１，１で始
められた。フィルムが数分以内で沈着しない場合には、
温度を２５°Ｃかも５０°Ｃづつ」二げて照射ザイクル
を８返した。フィルム成長のための温度閾値が一旦確立
されると、基板をとり出して特性づけた。同じガス組成
・を用いろ以後の沈着に４６いては、基板温度はその閾
値またはそれ以上に保った。こ、１１．に１ヅ１連して
、’Ｉ’ｌ’ｌ’ｉ射お１遍が沈着に対して肝す１．′
であることが発見さねた。＋、：ｂ＋植水ｌｑ゛に渦１
「を糾持した場合でも、室が照射される土でシ；Ｌフィ
ルムは沈着できなかった。この結果は、閾値偶成が１１
°１川的ＣＶＤに必要とされる温度より実１７ノｉ的に
低いという事実と糺合わせて、第１表と第２表の沈かが
真のフォト−アンステラ）’ＣＶＤを含むことを示して
いる。

しかし、上述の静的方式操作は自己制約的方法であり、
なぜならば沈着が室１２の内壁、１にびに試料−ヒに１
にるからである。光源１７と基板１４の間に石英管２４
によって提供される透明の「窓−１は従ってその上に沈
着するフィルムが慶、りなるにつれて次第に不透明とな
る。シリコンとゲルマニウムの両者の２５６７オングス
トロームにおける吸収係数は１．０Ｘ１０／ｃｎＬ　よ
り太きく、小史上すべての光が１０１Ｌ２π程度の厚さ
のフィルムによって吸収されることを示す。実際に、フ
ィルム沈着は静的方式においては基板上のフィルムが約
１５７−Ｌｌ＋１から２０μｍの厚さになった後に停市
することが都県さねた。その点においては、Ｕ■輻射線
はそれ以上室に入っても沈着ガスを励起できな（・。第
２表において、最も厚いＣ，ｅ　Ｓ　ｉフィルムは多数
回の繰返し沈着の生成物である。

装置１０の動的方式において使用するガスカーテン６０
は励起された沈着原子を室１２・の「窓」領域から迎び
去りその上の沈着を最小とするように設計される。窓は
このようにしてはるかに長い時間妨害されないままで残
ってはるかに１！７．いフィルムの沈着を可能とする。

動的方式における装置１０の操作は導出管２０を通して
の室１２の脱気によって開始される。６入管１８から導
出管２０への沈着ガスの流れを次に好ましくは導入管４
６を通じての不活性ガスの流れとともに開始させる。室
１２と基板１４とを次に放射加熱器１６によって所望温
度へ加熱し、室を光源１７によって照射する。動的方式
におしする装置１０の数多くの操作因子は第６表に示さ
れる。第６表に見られるように、阿定形のゲルマニウム
、硼素、およびモリブデンのフィルムは１６８１・−ル
と６５．２）−ルとの間の全圧で以てこの方式において
沈着された。静的方式に関連して上述したように、動的
なフオトーアシステン）ＣＶＤは慣用ＣＶＤに必要とさ
れるｆｌｒＡ度より実質的に低い温度に′！６シ・て達
成された。このように、６０℃と１０２℃との間の湿Ｉ
Ｗ差が１１）られた。

低圧１００ワツトＨｇ蒸気ランプを光＃１７に使用する
ときには、このランプによって生成される１１χ（もエ
ネルギーの強いスペクトル線はＨ９の１８４９オングス
トロームの線である。しかし、との波長の光は空供によ
って強く吸収されて室１２に到達することが妨げられる
。管内のガスに到達する最もエネルギーの強し・線はそ
れゆえＨｇの２５６７オングストロームの輻射線である
。しかし、第２図の任意的な乾燥窒累暉境を、もし必要
ならば、１８４９オングストロームの輻射線の吸収を妨
げるために使用してよい。その波長の１１．゛＾射線は
第１表から第ろ表を通じての沈着にとって肝要なもので
はないけれども、あ７−）場合には望ましいがもしれな
い。

ここで（１’）ｐ　論＆を主トシ’ＣＳｉ、Ｇｅ、　Ｇ
ｅ−３ｊ、　　ＢｌｄよびＭｏの沈危にかかわるもので
はあるが、本発明の方法と装置はきわめて多数の沈加ガ
スからの広い範囲の（Φ類の半導体化合物および金属化
合物へ適用可能であることは理解される。本発明と関連
して沈着に吊も有用であると考えられるガスは、限定ず
ろ意図のものではないが、５ｉ）１４゜ＧｇＨＢ　Ｈ’
ｂｏｏ　（ＧＯ）６、ｗ（ｃｏ）６．０ｒ（００）６．
４＋　　　　２　６ゝ Ｇ　’　（Ｎ　Ｏ）　（Ｇ　Ｏ）　３、ＰＨ３、ＮＨ，
、Ｎ２Ｈ，、Ｃ２Ｈ２、Ｎ　ｏ、　　Ｎｏ　ＣＩＪ、　
　ＨＳ　　オヨヒＮＣｌ３テアル。

２　　　　　　　　　　　　　　２ 上記列記のガスの各々は・特性的な光解離限界をもち、
これは外的加熱なしで光分解によりガスを解離させるの
に必要とする光の最小エネルギー水準または酸大波長と
して表現される。これらのガスの光解離限界は適業熟練
者に周知のやり方で実験によって決定することができる
。多くの場合には、基板を１司時的に加熱しながら、解
離限界よりやや大きい波長をもつ輻射線を用いて本発明
に従本発明に従うフィルムのフオ）・−アシステツｌ’
沈着のためのガスの選択に４・５ける主要関心用はその
光または他のΦｉ＊！射線が特定の１ｊスと結合あろ℃
・はぞれによって吸収されろことである。もしガスが輻
射線を吸収しない場合には、沈着工程はそれら（（よっ
て助成されることかない。同様に、異ったΦ１′＾射線
源を光源１７のＨｇ蒸気ランプにｉｌｆき換えろことが
できるが、しかし、沈着ガスまたはガス類がその源のス
Ｒクトル範囲内の輻射線を１Ｗ収し解離を助けるのに十
分なエネルギーをそれからとり出す場合にのみ可能であ
る。本発明の実除において使用する沈着ガスとＩＩい射
線源の選択はそ」しゆえ相互依存性であって、中量射線
出力に対する吸収特性の適合性を必４ンとする。

」二記のことから、ガスある（・は基板を加熱外１リイ
に必要な温度または光分ＩＷに必′汐とする・ｌ：ｉ１
ｉ射線エネルギー水準へ曝露することなしに、フィルム
を沈着ガスから沈着させる方法と装置とが４］、“供さ
れていることがわかる。

第　　１　　表 操作因子（静的方式） ％式％ ） 第２表 結果（静的方式） 厚さくｒＬｍ）　　　　無定形組成物 Ｌ ＰＡＣＩＡ　　　２０　４１．９％　３ｚ、　　５１．
３％　０．　６．３％　Ｃ。

ＰＡｏ　　１Ｂ　　　　　　　　　４１．９％　Ｓｉ、
　　５１．３％　ｏ、　６．３％　　ＧＰＡＣ１Ｇ　　
　５　４１．９％　Ｓｊ、　　５１．３％ｏ、６．３％
　ＣＰＡＣＯ５７７３％Ｓｉ、　　１２％ＩＪｇ、　３
．１％Ｃ，１０，３％○。

ｅ ＰＡｏ２　　２１　　１００％Ｇｅ ＰＡＣ２Ａ　　　５　１００％Ｇｅ ＰＡＣ２Ｂ　　　３　　１００％Ｃｒｅｅ−８ｉ ＰＡＣ３Ｇ　　　５　　９３．４％Ｇｅ、　　６．６％
５ｉＰＡＣ３Ｂ　　４５　８７．２％Ｇ１１．　１２．
３％５ＬＰＡＣ３Ａ’１００　　９２．４％Ｃ，ｅ、　
　８．６％Ｓ′Ｌ伝導度 １０ ５×１０　　　　　　ろＸ１０”−７ １，５％　　ｃｚ　　　７Ｘ１０−９　　　３Ｘ１０−
”６．２５ｘ１［］−”　　３．０５ｘ１０−’１．０
ｘ１０−５３．２ｘｊＯ−’ １．１ｘ１０’−５７，７５ｘ１０−’１．２刈０　　
５．５Ｘ１０”−５ ５ １，４刈０”−５ｔｓｘｉｏ−” ＝５ １．８Ｘ１０　　　　　１．８刈ｏ　−５第６表 操作因子（動的方式） ％式％ ） ガスからフィルムを沈着させる方法と装置は、ガスを基
板を含む沈着環境へ導入し、基板を加熱し、ガスを予め
選んだエネルギースはクトルをもつ輻射線で以て照射し
てフィルムがその基板上へ沈着するようにすることを含
む。一つの好ましい具体化においては、輻射線のエネル
ギースはクトルはガスを光化学的に分解するのに必要と
するもの以下またはそれとほぼ等しい。別の具体化にお
沈着環境へ第一の面において露出されている一つの透明
部材を通してガスを照射し、実質上不活性のガス物質の
流れをその第一の面に沿って通過させてその上への沈着
を最小化させる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従ってフィルムが沈着された”基板の
部分的垂直断面図であり、第２図は本発明の一つの好ま
しい具体化に従って構成された沈着装置の透視図で゛あ
り、第６図は第２図の線６−６に沿ってとった垂直断面
図である。 １２：沈着フィルム １４：基板 １６：放射加熱器 ６４：水◇トランプ １８：沈着ガス導入管 ４６：不活性ガス導入管 ６０：不活性ガス層流 ２４：石英管 牛〒ｉｊ’ｌ出１側！人　　　エラー−）−・コンバー
ジョン・デバイセス・インコ−ポレーテノピ 第１頁の続き ０発　明　者　ジャイム・エム・レイニスアメリカ合衆
国ミシガン州４８００ ８バーミンガム・ドーチェスタ ２５８７ ０発　明　者　スタンフォード・アール・オプシンスキ
ー アメリカ合衆国ミシガン州４８０１ ３ブルームフィールド・ヒルズ ・スキレル・ロード２７００ 」−続ネ市ｉに１４−ｉ　　（プ）ｊ（）１１１ノ和５
８年９月グ１１ ｑ！ｒ　＃’ｌ庁長官　若作　和犬　殿；３．ン１１１
止をづる者 事（１どの門１系　　Ｑｈ　ａ’ｌ出願人名　称　　　
　エナージー・：〕ンバーシニ１ン・デバイレス・イン
コーボレーｊツド ４、代　理　人　　　東京都千代Ｌｌ＋区人＝−１’　
ｌ１１１−’］目２番１号新人手町ビル２（１（ｉｒｉ
室 （（３■か４名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基板を含む沈着環境へガスを導入し；基板を加熱し
   ； 閾値エネルギー水準をこえるエネルギースＲクトルを持
   つ輻射線で以てガスを照射して；構成元素を含むフィル
   ムを基板上へ沈着させるようにすることを特徴とする、
   フィルムを基板上へそのフィルムの少くとも一つの構成
   元素を含むガスから沈着させる方法。 ２、　上記のガスを閾値エネルギー水準をこえかつガス
   を光化学的に分解するのに要する水準以下のエネルギー
   スはクトルをもつ輻射、＊ｉｌで以て照射することを特
   徴とする特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ３　輻射線が紫外線であることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項または第２項のいずれかに記載の方法。 ４、基板を閾値水準以上でかつガスを熱化学的に分解す
   るのに必要とする水準以下の温度に加熱することを特徴
   とする特許請求の範囲第１項から第６項のいずれかに記
   載の方法。 ５、ガスがシランとゲルマンとの混合物から成り、沈着
   フィルムが無定形Ｇ　ｅ　−Ｓ　ｉ　　フィルムである
   ことを特徴とする特許請求の範囲第４項に記載の方法。 ６　基板の１１昌度が６［］［ｌ’Ｃより低いことを特
   徴とする特許請求の範囲第５項に記載の方法。 ７　ガスがシランであり基板の：′晶度かろ２５°Ｃよ
   り低いとと゛を特徴とする、時言７１請求の範囲第４項
   に記載の方法。 ８、ガスがゲルマンであり、基板の温度が６２５゛Ｃよ
   り低いことを特徴とする特許請求の範囲第４項に記載の
   方法。 ９、％射線が２０００オングストロームよりも大きい波
   長をもつ紫外線であることを特徴とする特許請求の範囲
   第７項または第８項に記載の方法。 １０　　Φ１・ｉ）射線を、沈着宰へ第一表面において
   露出した透明部相中に通過させろことを特徴とし、その
   方法が第一表面上への沈着を最小にするためにその而に
   沿って実情上不活性の物質の流れを確＼７さぜろことを
   含む、４．、ｊ、；許請求の範囲第６項に罷載の方法。 １１　　そのｉ＞ｆｊれを確＼“ｒする段階かその第一
   表面に沿って一つの層流ガスを生成することを含むこと
   を特徴とする特ｒ＋請求の範囲第１０項に記載の方法。 １２、元素を含むガスを沈着履境中を連続的に通過さぜ
   ろことを特徴とする特許請求の範囲第１０項または第１
   １項のいずれかに記１！Ｉ（の方法。 １３　　輻射を１１（へ射手段によって提供し、この照
   射手段が沈着環境から隔たっており、その方法が輻射線
   を実＋１（上吸収しない補助的環境を間に提供する段階
   を角むことを！１ヶ徴とする、！ｌ：’１ｌｉｉ’を一
   品求のＲ：１Σ囲’；：４’、’　３　、ｊ’ｌ）Ｊか
   も第１２項のいずれかに記載の方法。 １４　　沈着環境を規定する室装置（１２）；この室内
   部に基板（１４）なと９つけろ手段；フィルムの少（と
   も一つの構成元素を含むガスをこの室装置へ導入する手
   段（１８）；基板を加熱する手段（１Ｇ）：および ガスを照射する手段（１γ）； を特徴とする、フィルムを沈着させろ装置。 １５　　照射手段か、閾値エネルギー水準以下でかつガ
   スを光化学的に分解させるのに心間とする水準以下のエ
   ネルギースペクトルをもつ輻射線で以てガスを照射する
   手段（１７）ｋ含むことを特徴とする特許請求の範囲第
   １４項に記載の装置６′。 ］６　加熱装置（１１３）が、閾値水？Ｌ以上でかつガ
   スを熱的に分解１−るのに必要とする水準以下の温度へ
   基板を加熱する手段を含むことを特徴とする特許請求の
   範囲第１４項または第１５項の（・ずれかに記載の装置
   。 １７、照射手段が２０００オングストロームよす大きい
   波長をもつ紫外線ランプ手段（Ｉ７）であることを特徴
   とする特許請求の範囲第１４項から第１６項のいずれか
   に記載の装置。 １８、輻射線を上記環境へ透過さぜ、その環境へ露出さ
   れた一つの内側表面をもつ一つの透明部分（２１１１：
   および、 その内Ｉｔ！ＩＩ表面部分（で沿って実質上不活性のガ
   ス状物質の流れを確立してその上への沈着を最小化さぜ
   ろ手段（４ｆｉ）　：を含む室手段（１２）を特徴とす
   る特許請求の範囲第１４項から第１７項のいずれか（で
   記載の装置。 １９　　流、ｈ確立手段ｆ７１１ｉ）が内側表面（５８
   ＋に沿って層流ガスカーテンを生成する手段（５２）を
   含むことをセ「徴と′１−る、特許請求の範囲第１８項
   に記載の装置。 ２０　照射手段（１７）が窓装置（１２）から隔たって
   おり、それらの間隔が輻射１神を実質上吸収し７ないガ
   スで以て満たされて（・ることを特徴とする、ｑｌ、ｌ
   ｒ許請求の範囲第１９項に記載の装置。