JPS62179719A - 堆積膜形成装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は堆積膜形成装置に関する。この様な装置はたと
えば基体上にアモルファスシリコン（ＩＬ−ｓｉ）　　
等の薄膜を堆積形成するのに好適に利用される。

〔従来の技術〕

原料ガスに励起エネルギーを与えることにより、該原料
を反応せしめ、かくして形成される反応生成物の少なく
とも一部を基体上に堆積させ薄膜を形成することができ
る。励起エネルギーとしては高エネルギー光が例示でき
、この場合には原料ガスは光化学反応することになる。

この様な堆積膜形成に利用するための装置として、従来
、反応容器と該反応容器内に原料ガスを導入するための
手段と該原料ガスに高エネルギー光を照射するだめの手
段とを備えた光化学気相成長装置（以下、「光ＣＶＤ装
置」と略称する）が利用されている。

第３図は、従来使用されている代表的カ光ＣＶＤ装置の
原理的構成図でおる。

第３図において、２は反応容器であり、該反応容器の上
面には光透過窓４が設けられている。該反応容器２には
原料ガス導入管６が接続されている。該導入管には反応
容器２内への原料ガス導入量をコントロールするための
バルブ８が付設されている。また、反応容器２には排気
管１０が接続されている。更に、反応容器２内の底部に
は表面に堆積膜を形成すべき基体１２が配置されている
。

更に、図示はし万いが、原料ガス導入管６の反応容器２
との接続側と反対の側には原料ガス源が接続されており
、また排気管１０には真空デンゾ等の減圧源が接続され
ている。そして、図示はしないが、光透過窓４の上方に
は該窓を通じて反応容器２内へと高エネルギー光を照射
するための光源が配置されている。

この装置において、たとえばガラスまたはセラミック等
からなる基体１２０表面に堆積膜を形成せしめるに際し
ては、減圧源により反応容器２内を排気して適宜の減圧
状態に保ちながら、コントロールバルブ８の開度を調節
して原料ガス源から原料ガス導入管６を通じて適宜の流
量にて反応容器２内に原料ガスを供給する。原料ガスと
しては、たとえばシラン（ＳｔＨ４）ガスやジシラン（
Ｓｉ２Ｈ４）ガス等が用いられる。かくして、反応容器
２内に原料ガスを存在せしめつつ光源から高エネルギー
光１４を照射することにより、原料ガスが光化学反応し
、その反応生成物の少なくとも一部が基体１２０表面上
に堆積せしめられ、かくしてたとえばａ−８１等の堆積
膜１６が形成される。上記光源としては、たとえば水銀
ランプやキセノンランプ等の紫外領域の光源おるいはエ
キシマレーザ−（Ｅｘｅｉｍｅｒ　Ｌａ５ｅｒ）光源等
が使用される。また、光透過窓４としては、たとえば石
英ガラス板等が使用される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、以上の様々従来の光ＣＶＤ装置においては、
光化学反応は反応容器２内の高エネルギー光】４が照射
する全域にわたって行カわれるため、光透過窓４の内面
にも堆積膜が形成される。このため、長期間の使用の後
には該窓４の光透過率が低下してしまい、照射エネルギ
ー不足のため光化学反応の速度即ち基体上における堆積
膜の形成速度が低下したり、更には反応不土分のために
該堆積膜の品質が低下したしするという問題点がありた
。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によれば、以上の如き従来技術の問題点を解決す
るものとして、反応容器と該反応容器内に原料ガスを導
入するための手段と該反応容器内に導入された原料ガス
に対し該反応容器に設けられたエネルギー透過窓を通じ
て励起エネルギーを与えるための手段とを備え、該エネ
ルギーにより原料ガスを反応せしめて該反応容器内に支
持されている基体上に該原料ガスの反応生成物の少々く
とも一部を堆積させるための装置において、原料ガス導
入手段の反応容器内における導入開口がエネルギー透過
窓の近傍に位置し、且つ該原料ガス導入手段には原料ガ
ス冷却手段が付設されていることを特徴とする、堆積膜
形成装置が提供される。

〔実施例〕

以下、図面を参照しながら本発明の具体的実施例を説明
する。

第１図は本発明装置の第１の実施例の原理的構成図であ
る。本実施例は光ＣＶＤ装置に適用されたものである。

第１図において、上記第２図におけると同様の構成要素
には同一の符号が付されており、これらについてはここ
では説明を省略する。

第１図において、１８は冷却器であり、原料ガス導入管
６の一部は該冷却器１８内を通っている。

該冷却器内においてガス導入管６をたとえばラセン状と
して、冷却器内における管長を長くし、これ罠より冷却
効果を高めることができる。冷却器１８としては、たと
えば液体窒素を満たした容器が例示される。

また、原料ガス導入管６の先端開口部（即ち、反応容器
２内の開口部）は反応容器２内の上方即ち光透過窓４の
近傍に位置しており、且つほぼ水平に該光透過窓の下方
へと向いている。

本実施例によれば、反応容器２内の光透過窓４の近傍及
び該光透過窓４の内面が冷却されるので、ここでの光化
学反応は抑制され、従って光透過窓４の内面への堆積膜
の形成が著しく減少する。

第２図は本発明装置の第２の実施例の原理的構成図であ
る。

本実施例においては、原料ガス導入管６が分岐されてお
り、一方の導入管６ａは上記第１の実施例と同様に冷却
器１８及びバルブ８を経て反応容器２内の上方にて先端
が開口しており、他方の導入管６ｂは冷却されることな
しにバルブ９ｔ−経て反応容器２内の下方即ち基体１２
の位置にてほぼ水平に先端が開口している。

本実施例によれば、冷却されていない原料ガスが基体１
２の近傍へと供給されるので、ここでは光化学反応が抑
制されずに行なわれ、従って基体１２の表面への堆積膜
１６の形成は効率よく行なわれる。

本発明は上記実施例に示される様な反応容器の場合のみ
ならず、２つの隔室を有する反応容器の場合にも、光透
過窓を有する方の隔室内に原料ガスを導入する導入管に
冷却器を付設し且つ該導入管の先端開口を光透過窓の近
傍に位置せしめることにより、同様に適用できる。

本発明は、更にマイクロ波プラズマＣＶＤ装置にも適用
することができる。即ち、反応容器に設けられたマイク
ロ波透過窓の内面近傍に冷却原料ガスを導入することに
より、該マイクロ波透過窓の内面における堆積膜の形成
が抑制される。更に、この様な本発明によるマイクロ波
プラズマＣＶＤ装置によりたとえばａ−８４堆積膜を形
成する場合には、マイクロ波透過窓にわずかに形成され
る堆積膜の特性はマイクロ波透過率の比較的高いものと
なる。従って、マイクロ波透過窓のマイクロ波透過率の
減小を最小限に押えることができる。

〔発明の効果〕

以上の如き本発明装置によれば、励起エネルギー透過窓
における堆積膜の形成が抑制され従って長期間の使用の
後においても励起エネルギー透過窓のエネルギー透過性
を良好に維持でき、かくして基体上へ高い速度及び良好
な効率にて良質の堆第１図及び第２図は本発明装置の原
理的構成図である。

第３図は従来の光ＣＶＤ装置の原理的構成図である。

２・・・反応容器、４・・・光透過窓、６・・・原料ガ
ス導入管、１０・・・排気管、１２・・・基体、１４・
・・高エネルギー光、１６・・・堆積膜、１８・・・冷
却器。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）反応容器と該反応容器内に原料ガスを導入するた
   めの手段と該反応容器内に導入された原料ガスに対し該
   反応容器に設けられたエネルギー透過窓を通じて励起エ
   ネルギーを与えるための手段とを備え、該エネルギーに
   より原料ガスを反応せしめて該反応容器内に支持されて
   いる基体上に該原料ガスの反応生成物の少なくとも一部
   を堆積させるための装置において、原料ガス導入手段の
   反応容器内における導入開口がエネルギー透過窓の近傍
   に位置し、且つ該原料ガス導入手段には原料ガス冷却手
   段が付設されていることを特徴とする、堆積膜形成装置
   。
2. （２）励起エネルギーが高エネルギー光であり、エネル
   ギー透過窓が光透過窓である、特許請求の範囲第１項の
   堆積膜形成装置。
3. （３）励起エネルギーがマイクロ波であり、エネルギー
   透過窓が、マイクロ波透過窓である、特許請求の範囲第
   １項の堆積膜形成装置。