JPS60245217A - 薄膜形成装置 - Google Patents

薄膜形成装置

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JPS60245217A
JPS60245217A JP10290084A JP10290084A JPS60245217A JP S60245217 A JPS60245217 A JP S60245217A JP 10290084 A JP10290084 A JP 10290084A JP 10290084 A JP10290084 A JP 10290084A JP S60245217 A JPS60245217 A JP S60245217A
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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】 「発明の利用分野」 本発明は光励起化学気相反応により薄膜形成を行う装置
であって、大面積の被形成面に均一に量産性の優れた被
膜を光照射室にオイル等をコートすることな(形成する
CVD (気相反応)装置に関する。
r従来技術」 気相反応による薄膜形成技術として光エネルギにより反
応性気体を活性にさせる光CVD法が知られている。こ
の方法は従来の熱CVD法またはプラズマCVD法に比
べ低温での被膜形成が可能であるに加えて、被形成面に
損傷を与えないという点で優れたものである。
しかしかかる光CVD法を実施するに際し、その−例を
第1図に示すが、反応室(2)内に保持された基板(1
)、その基板の加熱手段(3)、さらに基板に照射する
低圧水銀灯(9)とを有している。ドーピング系(7)
には反応性気体の励起用の水銀バブラ(21)および排
気系(8)にはロータリーポンプを具備している。ドー
ピング系よりの反応性気体例えばジシランが反応室(2
)に導入され、アモルファス珪素を基板(基板温度25
0℃)上に形成するに際し、反応室の紫外光通光用の石
英窓にも同時に多量に珪素膜が形成されてしまう。この
ためこの窓への被膜形成を防ぐため、この窓にフォンブ
リンオイル(20)を薄くコートしている。
しかしこのオイルは窓への被膜形成を防く作用を有しつ
つも、同時にオイルの被膜内への混入の可能性を有する
。オイルのコートの程度がきわめて定性的である。
低圧水銀灯が大気圧に保持されているため、この水銀灯
と石英室との間の大気により紫外光特に185nmの短
紫外光が吸収されてしまう。
大面積の基板の形成に対し大きな窓とするとその室が真
空に対し破損しやすい等の欠点を有している。
このためその対策として特開昭59−68923r薄膜
形成技術」にみられるごとく、拡散炉方式がある。この
形成装置においてはフォンブリンオイルの代わりに内側
より不活性気体を窓内壁に噴射したものである。すると
この気体により石英の内壁への反応生成物の付着を防ぐ
ことができるとしている。しかしこの場合、ガスの供給
等反応炉内の圧力の変化によりきわめて微妙であり、か
つこの不活性気体を反応炉中に多量に流さなければなら
ないため、反応性気体が不活性気体により希釈されてし
まうという欠点を有する。
r問題を解決するための手段」 本発明はこれらの問題を解決するため、窓に相当する部
分をスリット(巾lll1m以下一般には0.3±0.
05mm長さ5〜500I11)として、このスリット
を群として多数平行に設けることによって、窓を穴(棒
状穴即ちスリット)にしたものである。その結果、窓へ
の生成物の付着は「窓ガラスがない」ため本質的に起こ
り得ないという特長を有する。
さらに低圧水銀灯のある光源室を真空(0,1〜10t
orr)とし、ここでの185nmの紫外光の吸収損失
を少なくした。この結果として反応室への供給を紫外光
をレンズで集光し、この集光部にスリットを配設せしめ
ることにより十分行わしめたものである。
さらにかかる第2図に示す構造の装置においては反応後
において固体生成物を構成しない気体例えばNzO,N
H3,NzF14等を光源室内に供給し、ここで十分励
起し分解した気体をスリットより反応室内へ噴射供給す
ることを可能とした。そして被形成面近くで2種類の気
体の混合反応を行うことができるという他の特長を有す
る。
「作用」 これらの特性のため、窓への反応性気体の付着およびそ
れに伴う反応室への透過紫外光量の減少を完全に防ぐこ
とができた。
また紫外光源、レンズ、スリットの対を複数個をスダレ
状に配設することにより、大面積例えば30cm X 
30cn+の基板上に被膜を何等の支障もなく形成させ
ることができるようになった。
r実施例j 以下本発明を第2図に示した実施例により、その詳細を
記す。
第2図において、被形成面を有する基板(1)は反応室
(2)内のヒータ(3)に近接して設けられている。反
応室(2)と光源室(5)は概略同一真空度で排気系(
8)の真空引きにより保持されている。予備室(4)に
は基板(1゛)を有し、反応室とゲート弁(6)により
仕切られている。
ドーピング系は、 (31)〜(33)の反応後固体生
成分になる反応性気体が反応室(2)へ供給され、 (
34) 。
(35)の反応後置体にならない反応性気体または不活
性気体が光源室(5)へ供給される。この気体は反応中
スリットをへて反応室に至り反応し不純物が排気(8)
される。
光源等は低圧水銀灯(9)と裏面の放物面の反射鏡集光
用石英レンズ(10)、 このレンズにより集光した焦
点の位置に久リットを有するステンレス板(14)を配
設させている。
さらに紫外光は広がり被形成面に隣のスリットからの光
を互いに重ねあいながら均一の光源が照射されるように
している。
ヒータは反応室の上側に位置して「デイポジソション・
アンプ」方式とし、フレークが被形成面に付着してピン
ホールの原因を作ることを避けた。
加えてヒータの熱が水銀灯を加熱し、水銀灯の昇温によ
る発光波長の長波長化を避けた。排気系は圧力制御バル
ブ(17) 、ターボ分子ポンプ(18)。
ロータリーポンプ(19)よりなり、オイルの逆流をタ
ーボ分子ポンプ(18)により防いでいる。予備室も同
様の機構としている。
図面において、さらにスリットを有するステンレス板と
基板(1)との間に高周波電源(13)より同時に高周
波エネルギを保持できるようにしている。
すると光励起のみならずプラズマCvDまたは光励起と
プラズマ反応とを同時に行うCVD装置として具備させ
ることができた。
反応室はステンレスであり、光源室を真空引きをした。
その結果、従来例に示される如く、大面積の照射用に石
英室を大きくすると圧力的に耐えられないという欠点を
本発明は有していない。即ち紫外光源も真空下に保持さ
れた光源室と反応室とを囲んだステンレス容器内に真空
に保持されている。このため30cm X 30cmの
大きさではなく 40cmX 120cmの大きさの基
板をも何等の工業的な問題な(作ることができる。 ゛ 図面の場合の被形成基板は30cm X 30cmであ
り、紫外光源は、低圧水銀灯(185nm、 2547
nmの波長を発光する発光長40cm、圧力80mW/
am2. ランプ電力400W) ランプ数10本であ
る。スリット中0.3+wm、長さ350mm、スリッ
ト間隔301.計4001巾のステンレス基板(14)
を用いた。基板の温度は室?A〜500℃にまでの所定
の温度とした。
実験例1・・・・・シリコン窒化膜の形成側反応性気体
としてアンモニアを(35)より30cc/分、ジシラ
ンを(33)より8cc/分で供給し、基板温度250
℃とした。基板は30cm X 30cmのガラス板で
ある。反応炉内圧力は1.5torrとした。30分の
反応で1200人の膜厚が形成された。その被膜形成速
度は40人/分であって水銀の蒸着等を用いた励起を行
わず直接光励起である。被膜の5点のばらつきは±5%
以内に入っていた。
実験例2・・アモルファスシリコン膜の形成例ジシラン
(SiJ6)を(33)より供給した。(34)よりク
リプトンを供給した。また(35)よりヘリュームを供
給した。クリプトンは圧力励起等により被形成面に20
00人の膜厚を60分間のディポジッシコンで形成させ
ることができた。
基板温度は250℃、圧力1.5torrとした。
実験例3・・・酸化珪素膜の形成例 ジシラン(SiJ6)を(33)より8cc/分で供給
した。
(35)よりNZOを30cc/分で供給した。すると
、N、Oは光源室を十分N2と活性酸素とに分解し、反
応室に供給され酸化膜を4000人の厚さに作ることが
できた。被膜形成速度は250人/分を得ることができ
た。
実験例4・・・アモルファスシリコンを光プラズマ気相
法で形成する方法 実験例3と同一とし、かつ13.56MHzの高周波エ
ネルギを(13)よりIOW/ (30cm x 30
cm)に加えた。
すると同じジシランの供給であるにもかかわらず被膜は
2500人と20分で得ることができた。被膜成長速度
として170人/分を得ることができた。
「効果」 本発明は以上の説明より明らかなごとく、大面積の基板
上に被膜を形成するにあたり、スリットを用いた窓なし
装置で形成したものである。このため同一反応炉内にフ
ォンプリンオイルを窓にコートする必要もなくなり、ま
たこの結果プラズマ気相反応を同時に行うことができる
ようになった。
なお本発明は珪素および酸化珪素においてその実験例を
示したが、それ以外にM(C)13)I、即ちMとして
^1+Ga+In+Bを用いてもよい。また鉄、ニッケ
ル、コバルトのカルボニル化物を反応性気体として用い
、鉄、ニッケル、コバルトまたはその化合物の被膜を形
成することは有効である。
前記した実験例においてドーパントを同時に添加できる
。また光源として低圧水銀灯ではなくエキシマレーザ(
波長100〜400nm) 、アルゴンレーザ、窒素レ
ーザ等をもちいてもよいことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の光CVD装°置装概略を示す。 第2図は本発明による薄膜形成装置の概略を示す92・
・・反応室 3・・・基板加熱部 7・・・ドーピング系 8・・・排気系 9・・・光源 特許出願人 漬1図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、光励起熱化学反応を用いた薄膜形成装置において、
    光源室に配設された棒状発光源と、シリンドリカルレン
    ズと、該レンズによって集光された位置に設けられたス
    リットと、前記集光後反応室内に分散した光が照射され
    る被形成面を有する加熱された基板とを有し、前記光源
    室より前記反応室に反応後置体が生成されない気体を供
    給する手段と、前記反応室に反応後置体が生成される反
    応性気体とを供給する手段と、前記反応室より不要気体
    の排気手段とを具備することを特徴とする薄膜形成装置
    。 2、特許請求の範囲第1項において、棒状光源とシリン
    ドリカルレンズと、該レンズによって集光された位置に
    設けられたスリットとが複数個配設され被形成面に光励
    起用光が照射されたことを特徴とする薄膜形成装置。 3、特許請求の範囲第1項において、′被形成面は照射
    光に対向して配設されたことを特徴とする薄膜形成装置
JP10290084A 1984-05-21 1984-05-21 薄膜形成装置 Granted JPS60245217A (ja)

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