JPS62196374A - 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】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は、機能性膜、殊に半導体ディ／２イス、電子写
真用の感光ディバイス、光学的画像入力装置用の光入力
センサーディバイス等の電子ディバイスの用途に有用な
機能性堆積膜の形成装置に関する。

〔従来の技術の説明〕

従来、半導体膜、絶縁膜、光導電膜、磁性膜或いは金属
膜等の非晶質乃至多結晶質の機能性膜は、所望される物
理的特性や用途等の観点から個々に適した成膜方法が採
用されている。

例えば、必要に応じて、水素原子（Ｈ）やノ・ロゲン原
子（Ｘ）等の補償剤で不対電子が補償された非晶質や多
結晶質の非単結晶シリコンは後、ｒ　Ｎ０Ｎ−８１（Ｈ
，Ｘ）　、Ｊと略記し、その中でも殊に非晶質シリコン
を示す場合にはｒ　ａ−８ｉ（Ｈ，Ｘ）Ｊ、多結晶質シ
リコンを示す場合にはｒｐｏｌｙ−８ｉ（Ｈ，Ｘ）ｊと
記す。〕膜等のシリコン堆積膜〔尚、俗に言う微結晶シ
リコンは、ａ−８ｉ（Ｈ，Ｘ）の範吻にはいることは断
るまでもない。〕の形成には、真空蒸着法、プラズマＣ
ＶＤ法、熱ＣＶＤ法、反応スパッタリング法、イオンブ
レーティング法、光ｃｖＤ法などが試みられておシ、一
般的には、プラズマＣＶＤ法が至適なものとして用いら
れ、企業化されてもいるところである。

面乍ら、従来から一般化されているプラズマＣＶＤ法に
よるシリコン堆積膜の形成における反応プロセスは、従
来のＣＶＤ法に比較してかなり複雑でめり、その反応機
構も不明な点が多々ある。又、その堆積膜の形成パラメ
ータも多く、例えば、基体温度、導入ガスの流量と比、
形成時の圧力、高周波電力、電極構造、反応容器の構造
、排気の速度、プラズマ発生方式など多くあり、これら
の多くのパラメータの組み合せによるため、時にはプラ
ズマが不安定な状態になり、形成された堆積膜に著しい
悪影響を与えることが少なくなかった。そのうえ、装を
特有のパラメータを装置ごとに選定しなければならず、
従って製造条件を一般化することがむずかしいというの
が実状であった。

また、シリコン堆積膜として、電気的、光学的特性を各
用途毎に十分に満足烙せ得るものを発現させるためＶＣ
Ｉ−ｉ、現状ではプラズマＣＶＤ法によって形成するこ
とが最良とされている。

しかしながら、シリコン堆積膜の応用用途によっては、
大面積化、膜厚均一性、膜品質の均一性を十分満足させ
て再現性のある量産化が望まれているところ、従来のプ
ラズマＣＶＤ法によるシリコン堆積膜の形成においては
、址産装置に多大な設備投資が必要となり、またその量
産の為の管理項目も複雑になυ、管理許容幅も狭く、装
置の調整も微妙であることから、これらのことが、今後
改善すべき問題点として指摘されている。

又、プラズマＣＶＤ法の場合には、成膜される基体の配
されている成膜空間に於いて高周波或いはマイクロ波等
によって直接プラズマを生成している為に、発生する電
子や多数のイオン種が成膜過程に於いて膜にダメージを
与え膜品質の低下、膜品質の不均一化の要因となってい
る。

この点の改良として提案されている方法には、間接プラ
ズマＣＶＤ法がある。

該間接プラズマＣＶＤ法は、成膜空間から離れた上流位
置にてマイクロ波等によってプラズマを生成し、該プラ
ズマを成膜空間まで輸送することで、成膜に有効な化学
種を選択的に使用出来る様に計ったものである。

しかしながら、斯かるプラズマＣＶＤ法でも、プラズマ
の輸送が必須であることから、成膜に有効な化学種の寿
命が長くなければならず、したがって、使用できるガス
種には制限があり、このため種々の堆積膜が得られない
こと、またプラズマを発生する為に多大なエネルギーを
要すること、更には成膜に有効な化学種の生成及び量が
簡便な管理下に本質的に置かれないこと郷の問題点が残
存している。

プラズマＣＶＤ法に対して、光ＣＶＤ法は、成膜時と膜
品質にダメージを与えるイオン種や電子が発生しないと
いう点で有利ではあるが、光源にそれ程多くの種類がな
いこと、光源の波長も紫外に片寄っていること、工業化
する場合には大型の光源とその電源を要すること、光源
からの光を成膜空間に導入する窓が成膜時に被膜されて
しまう為に成膜中に光貸の低下、ひいては、光源からの
光が成膜空間に入射されなくなるという問題点がある。

上述め如く、シリコン堆積膜の形成に於ては、幾多の解
決されるべき問題点が未解決のまま存残しているところ
、一方では、その実用可能な特性、均一性を維持させな
がら低コストな装置で省エネルギー化を計って量産化で
きる形成方法を開発することが切望されている。これ等
のことは、他の機能性膜、例えば窒化シリコン膜、炭化
シリコン膜、酸化シリコン膜に於ても各々同様の解決さ
れるべき問題として挙げることができる。

〔発明の目的〕

本発明の主たる目的は、上述した従来の堆積膜形成法に
おける問題点を排除すると同時に、従来の形成方法によ
らない新規な堆積膜形成装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、省エネルギー化を計ると同時に膜
品質の管理が容易で大面積に亘って均一特性の堆積膜が
得られる堆積膜形成装置を提供することにある。

本発明の更に別の目的は、生産性、蓋産性に優れ、高品
質で電気的、光学的、半導体的等の物理特性に優れた膜
が簡便にして効率的に得られる堆積膜形成装置を提供す
ることにある。

〔発明の構成〕

本発明は、本発明者らが上述の諸問題を解決して、前記
本発明の目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果完成を
みたものであり、堆積膜形成用の気体状原料物質と、該
原料物質に酸化作用をする性質を有する気体状ハロゲン
系酸化剤とを、反応空間内に導入して化学的に接触させ
、活性状態の前駆体を含む複数極の前駆体を生成し、該
前駆体のうちの少なくとも一種の前駆体を堆積膜構成要
素の供給源として前記基体上に堆積膜を形成する装置に
おいて、前記反応空間壁を冷却する手段を設けたことを
特徴とする堆積膜形成装置である。

前記構成の本発明の堆積膜形成装置は、堆積膜形成用の
原料ガスに放電エネルギー等を作用させてプラズマ放電
を形成する従来のプラズマＣＶＤ法に代えて、気体状ハ
ロゲン系酸化剤を用いることによりプラズマ反応を介す
ることなく堆積膜を形成するものであるため、本発明の
堆積膜形成装置を用いて形成される堆積膜は、成膜中の
エツチングあるいは異常放電等による悪影響を受けるこ
とがないという利点を有している。

また、本発明の堆積膜形成装置のもう１つの特徴とする
点は、反応空間壁を冷却する手段を設けた点にある。即
ち、本発明の堆積膜形成装置を用いて堆積膜を形成する
場合、前述のごとく、気体状原料物質と気体状ハロケ゛
ン系酸化剤とを混合させることにより、プラズマ反応を
介することなく堆積膜形成用の前駆体を形成せしめるも
のであるが、該前駆体を形成する際には　　　。

強い発熱を伴う。

そして該発熱は、堆積膜の形成に大きく寄与するという
利点を有する反面、反応空間の壁の温度を上昇させてし
まう。反応空間の壁の温度が上昇すると、該壁近辺での
気体状ハロゲン系酸化剤の分解が促進され、こうした気
体状ハロゲン系酸化剤の分解は、エツチング作用をもた
らす気体状ハロゲン原子を発生させる。そして、該気体
状ハロゲン原子の量が増加すると堆積膜表面においては
、堆積膜の形成とエツチングとが共存する結果となるた
め、堆積膜の形成速度が減少してしまうという現象をひ
きおこしてしまう。

具体的には、堆積膜形成の初期において、１５Ａ／ｓｅ
ｃの堆積速度が得られている場合であっても、堆積膜形
成過程において反応空間の壁の温度が８０℃程度にまで
上昇すると、堆ＭＲ膜速度が１／３程度にまで減少して
しまう。また、反応空間の壁を布等でおおって熱の放出
を小さくし、該壁の温度を極端に高くした場合には、エ
ツチング速度の方が、堆積膜形成速度よシも大きくなっ
てしまい、初期において基板上に一端堆積された膜が、
エツチングされてしまうということもある。

ところで、反応空間壁の温度の上昇速度や最高上昇温度
および堆積膜形成速度の減少は、その他の成膜条件、例
えば気体状原料物質及び気体状ハロゲン系酸化剤の反応
空間内への導入流量及び流量比、反応空間内の圧力、基
板温度、反応空間の形状、排気の方法等、多くのパラメ
ーターにも依存するものであるため、前述の問題点はこ
うしたパラメーターを厳密に選択することによシある程
度は解決し得るが、こうしたパラメーターの選択は複雑
であって、困難である。本発明の装置においては、反応
空間の壁の温度上昇を防ぐため、反応空間壁を冷却する
手段を設けることによって、エツチング作用の惹起を防
止して堆積膜形成速度の減少を有効に防止することがで
きる。

本発明の装置における冷却手段は、空冷によるものであ
っても、あるいは水冷によるものであってもよく、また
、冷却温度は、種々成膜条件に存在するため限定するこ
とはできないが、通常は５０℃以下となるようにすると
、堆積速度は初期の値がｅよとんど変化することなく成
膜することができる。そして、特にハロヶ゛ン系醸止剤
の導入流量が多量である場合には、反応空間の壁の温度
は、前記温度より一段と低く保つ必要がめる。

本発明の堆８を膜形成装置に於いて、使用される堆積膜
形成用の気体状原料物質は、気体状ノ・ロゲン系酸化剤
との化学的接触により酸化作用をうけるものであり、目
的とする堆積膜の種類、特性、用途等によって所望に従
って適宜選択される。本発明の装置に於いては、上記の
気体状原料物質及び気体状ハロゲン系酸化剤は、化学的
接触をする際に気体状とされるものであれば良く、通常
状態において、気体であっても、液体であっても、ある
いは固体であってもよい。

堆積膜形成用の原料物質あるいはハロゲン系酸化剤が液
体又は固体である場合には、Ａｒ。

Ｈｅ　ＳＮ２　、Ｈ２等のキャリアーガスを使用し、必
要に応じて加熱しながらバブリングを行なって反応空間
に堆積膜形成用の原料物質及びハロゲン系酸化剤を気体
状として導入することができる。

この際、上記気体状原料物質及び気体状ハロゲン系酸化
剤の分圧及び混合比は、キャリアーガスの流量めるいは
堆積膜形成用の原料物質及び気体状ハロゲン系酸化剤の
蒸気圧を調節することにより設定される。

本発明の装置に於いて使用される堆積膜形成用の原料物
質としては、例えは、半導体性或いは電気的絶縁性のシ
リコン堆積膜やゲルマニウム堆積膜等のテトラヘドラル
系の堆積膜を得るのであれば、直鎖状、及び分岐状の鎖
状シラン化合物、環状シラン化合物、鎖状ゲルマニウム
化合物等を有効なものとして挙げることができる。

具体的には、直鎖状シラン化合物としては５１ｎＨ２ｎ
＋２（ｎ＝１．２．３．４．５．６．７．８）、分岐状
鎖状シラン化合物としては、５ｉＨ３ＳｉＨ（ＳｉＨ５
）ＳｉＨ２Ｓｉ屯、鎖状ゲルマン化合物としては、Ｇｅ
ｍＨ２ｍ＋２　（ｍ　＝　１．２．６．４．５）等が挙
げられる。この他、例えばスズの堆積膜を作成するので
あればＳｎＨ４等の水素化スズを有効な原料物質として
挙げることができる。

勿論、これ等の原料物質は１種のみを用いてもよく、す
るいは２種以上を混合して使用してもよい。

本発明の装置に於いて使用されるノ・ロゲン系酸化剤は
、反応空間内に導入される際気体状とされ、同時に反応
空間内に導入される堆積膜形成用の気体状原料物質に化
学的接触だけで効果的に酸化作用をする性質を有するも
ので、Ｆ２、ＣＩ２、Ｂｒ２、工２、ＦＣＩ！　、　Ｆ
Ｂｒ等のハロゲンガスを有効なものとして挙げることが
できる。

これ等のハロゲン系酸化剤は気体状で、前記の堆積膜形
成用の原料物質の気体と共に所望の流量と供給圧を与え
られて反応空間内に導入されて前記原料物質と混合衝突
することで化学的接触をし、前記原料物質に酸化作用を
して励起状態の前駆体を含む複数極の前駆体を効率的に
生成する。生成される励起状態の前駆体及び他の前駆体
は、少なくともそのいずれか１つが形成される堆積膜の
構成要素の供給源として働く０生成される前駆体は分解
して又は反応して別の励起状態の前駆体又は別の励起状
態にある前駆体になって、或いは必要に応じてエネルギ
ーを放出はするがそのままの形態で成膜空間に配設され
た基体表面に触れることで三次元ネットワーク構造の堆
積膜が作成される。

励起されるエネルギーレベルには、前記励起状態の前駆
体がよシ低いエネルギーレベルにエネルギー遷移する、
又は別の化学種に変化する過程に於いて発光を伴うエネ
ルギーレベルが含まれている。斯かるエネルギーの遷移
に発光を伴なう励起状態の前駆体を含め活性化された前
駆体が形成されることで本発明の堆積膜形成プロセスは
、より効率良く、より省エネルギーで進行し、膜全面に
亘って均一でよシ良好な物理特性を有する堆積膜が形成
される。

本発明の装置においては、堆積膜形成プロセスが円滑に
進行し、高品質で所望の物理特性を有する膜が形成され
る可く、成膜因子としての、原料物質及びハロゲン系酸
化剤の種類と組み合せ、これ等の混合比、混合時の圧力
、流量、成膜空間内圧、ガスの流量、成膜温度（基体温
度及び雰囲気温度）が所望に応じて適宜選択される。こ
れ等の成膜因子は有機的に関連し、単独で決定されるも
のではなく相互関連の下に夫々に応じて決定される。本
発明の装置に於いて、反応空間に導入される堆積膜形成
用の気体状原料物質と気体状ハロゲン系酸化剤との蓋の
割合は、上記成膜因子の中で関連する成膜因子との関係
に於いて適宜所望に従って決められるが、導入流量比で
、好ましくは、１／２０〜２０／１が適当であり、より
好ましくは１１５〜５／１とされるのが望ましい。

反応空間に導入される際の混合時の圧力は、前記気体状
原料物質と前記気体状ハロゲン系酸化剤との化学的接触
を確率的によシ高める為には、より高い方が良いが、反
応性を考慮して適宜所望に応じて最適値を決定するのが
良い。前記混合時の圧力は、上記の様にして決められる
が、夫々の導入時の圧力として、好ましくは１Ｘ　１０
−’気圧〜１０気圧、より好ましくはＩ　Ｘ　１０−６
気圧〜３気圧とされるのが望ましい。

成膜空間内の圧力、即ち、その表面に成膜される基体が
配設されている空間内の圧力は、反応空間に於いて生成
される励起状態の前駆体及び場合によって該前駆体より
派生的に生ずる前駆体が成膜に効果的に寄与する様に適
宜所望に応じて設定される。

成膜空間内の圧力は、成膜空間が反応空間と開放的に連
続している場合には、堆積膜形成用の気体状原料物質と
気体状ハロゲン系酸化剤との反応空間での導入圧及び流
量との関連に於いて、例えば差動排気或いは、大型の排
気装置の使用等の工夫を加えて調整することができる。

或いは、反応空間と成膜空間の連結部のコンダクタンス
が小さい場合には、成膜空間に適当な排気装置を設け、
該装置の排気量を制御することで成膜空間の圧力を調整
することができる。

又、反応空間と成膜空間が一体的になっていて、反応位
置と成膜位置が空間的に異なるたけの場合には、前述の
様に差動排気するか或いは、排気能力の充分ある大型の
排気装置を設けてやればよい。

上記のようにして成膜空間内の圧力は、反応空間に導入
される気体状原料物質と気体状ハロゲン酸化剤の導入圧
力との関係に於いて決められるが、好ましくは０．００
１　Ｔｏｒｒ　〜１００　Ｔｏｒｒ。

より好ましくは０．０１　Ｔｏｒｒ　〜３０　Ｔｏｒｒ
　、最適には０．０５　Ｔｏｒｒ　〜１０　Ｔｏｒｒと
されるのが望ましい。

ガスの流量については、反応空間への前記堆積膜形成用
の原料物質及びハロゲン系酸化剤の導入の際にこれ等が
均一に効率良く混合され、前記前駆体が効率的に生成さ
れ且つ成膜が支障なく適切になされる様に、ガス導入口
と基体とガス排出口との幾何学的配置を考慮して設計さ
れる必要がある。この幾何学的な配置の好適な例の１つ
が第１図（後に詳述する。）に示される。

成膜時の基体温度（Ｔｓ）は、使用されるガス種及び形
成される堆積膜の種類と要求される特性に応じて、個々
に適宜所望に従って設定されるが、非晶質の膜を得る場
合には好ましくは室温から４５００、より好ましくは５
０〜４００℃とされるのが望ましい。殊に半導体性や光
導電性等の特性がよシ良好なシリコン堆積膜を形成する
場合には、基体温度（Ｔｓ）は７０〜３５０℃とされる
のが望ましい。また、多結晶の膜を得る場合には、好ま
しくは２００〜（５５０’Ｃ１より好ましくは３００〜
６００℃とされるのが望ましい。

成膜空間の雰囲気温度（Ｔａｔ）としては、生成される
前記前駆体及び前記前駆体が成膜に不適当な化学種に変
化せず、且つ効率良く前記前駆体が生成される様に基体
温度との関連で適宜所望に応じて決められる。

本発明の装置に於いて使用される基体としては、形成さ
れる堆積膜の用途に応じて適宜所望に応じて選択される
のであれば導電性でも電気絶縁性であってもよい。具体
的には、導電性基体としては、例えば、ＮｉＣｒ、ステ
ンレス、Ａｌ１１Ｃｒ、Ｍｏ、Ａｕ、Ｉｒ５Ｎｂ、Ｔａ
、Ｖ、Ｔｉ、ｐｔ。

Ｐｄ等の金属又はこれ等の合金が挙げられ、電気絶縁性
基体としては、ポリエステル、ポリエチレン、ポリカー
ボネート、セルローズアセテート、ポリプロピレン、ホ
リ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポ
リアミド等の合成樹脂のフィルム又はシート、ガラス、
セラミック等が挙げられる。これらの電気絶縁性基体は
、好適には少なくともその一方の表面が導電処理され、
該導電処理された表面側に他の層が設けられるのが望ま
しい。

例えばガラスであれば、その表面がＮｉＣｒ　。

ｋｌ、Ｃｒ、Ｍｏ、ＡｕＳ　Ｉｒ５ＮｂＳＴａ、、Ｖ、
Ｔｉ、Ｐｔ　、　　Ｐｄ　、　　Ｉｎ２Ｏ５、ＳｎＯ２
、ＩＴＯ（Ｉｎ２０＋５＋Ｓｎ○２）等の薄膜を設ける
ことによって導電処理され、或いはポリエステルフィル
ム等の合成樹脂フィルムでおれば、ＮｉＣｒ、　ｋｌ、
　Ａｇ５Ｐｂ、　Ｚｎ。

Ｎ１、Ａｕ、　Ｃｒ、　Ｍｏ、　　Ｉｒ、　Ｎｂ、　Ｔ
ａ、　Ｖ、Ｔｉ、ｐｔ等の金属で真空蒸着、電子ビーム
蒸着、スパッタリング等で処理し、又は前記金属でラミ
ネート処理して、その表面が４を処理される。支持体の
形状としては、円筒状、ベルト状、板状等、任意の形状
とすることができ、所望によって、その形状が決定され
る。

基体は、基体と膜との密着性及び反応性を考慮して上記
の中より選ぶのが好ましい。更に両者の熱膨張の差が大
きいと膜中に多量の歪が生じ、良品質の膜が得られない
場合がおるので、両者の熱膨張の差が近接している基体
を選択して使用するのが好ましい。

又、基体の表面状態は、膜の構造（配向）や錐状組織の
発生に直接関係するので、所望の特性が得られる様な膜
構造と膜組織となる様に基体の表面を処理するのが望ま
しい。

上記の本発明の堆８ｔＨ形成装置を用いることにより、
省エネルギー化と同時に大面積化、膜厚均一性、膜品質
の均一性を十分満足させ、又、管理の簡素化と量産化を
図ることができる。更には量産装置に多大な設備投資も
必要とせず、その量産の為の管理項目も明確となジ、管
理許容幅も広く、装置の調整も簡単にすることができる
。

〔実施例〕 以下、本発明を実施例により更に詳しく説明するが、本
発明はこれら実施例によって限定されるものではない。

第１図は本発明の堆積膜形成装置の１実施例を示す模式
図である。

第１図に示す堆積膜形成装置は、装置本体、排気系及び
ガス供給系の６つに大別される。

装置本体には、反応空間及び成膜空間が設けられている
。

１０１〜１０８は夫々、成膜する際に使用されるガスが
充填されているボンベ、１０１ａ〜１０８ａｆｄ夫々ガ
ス供給パイプ、１０１ｂ〜１０８ｂは夫々各ボンベから
のカスの流１ｔＦＪ［用のマスフローコントローラー、
１０１Ｃ〜１０８ｃは夫々カス圧力計、１０１ｄ　〜１
０８ｄ及び１０１ｅ　〜１０８ｅは夫々バルブ、１０１
ｆ〜１０８では夫々対応するガスボンベ内の圧力を示す
圧力計である。

１２０は反応空間であって、上部にガス導入用の配管が
設け′られ、配管の下流に反応空間が形成される構造を
有し、且つ該配管のガス排出口に対向して、基体１１８
が設置される様に基体ホールダー１１２が設置された成
膜空間が形成される構造を有する。ガス導入用の配管は
、三重同心円配置構造となっており、中よりガスボンベ
１０１　、１０２よりのガスが導入される第１のガス導
入管１０９、ガスボンベ１０６〜１０５よりのガスが導
入される第２のガス導入管１１０、及びガスボンベ１０
６〜１０８よりのガスが導入される第６のガス導入管１
１１を有する。

本実施例では、２元素以上の堆積膜も形成できるように
三重同心円配置構造になっているが、これに限定的意義
はなく、ａ−３ｉ堆積膜を形成するについては二重同心
円配置構造でろっても勿論よい。

各ガス導入管の反応空間へのカス排出には、その位置が
内側の管になる根基体の表面位置より遠い位置に配され
る設計とされている。即ち、外側の管になる程その内側
にある管を包囲する様に夫々のガス導入管が配設されて
いる。

各導入管へのガスボンベからのガスの供給は、ガス供給
パイプライン１２３〜１２５によって夫々なされる。

各ガス導入管、各ガス供給パイプライン及び反応空間１
２０内はメイン真空パルプ１１９を介して不図示の真空
排気装置により真空排気される。

基体１１８は基体ホルダー１１２を上下に移動させるこ
とによって各ガス導入管の位置から適宜所望の距離に設
置することができる。

本発明においては、この基体１１８とガス導入管のカス
排出口との距離は、形成される堆積膜の種類及びその所
望される特性、ガス流量、反応空間１２０の内圧、ガス
流方法、反応空間１２０内へのガス排出圧、装置自体の
コンパクト化、経済性、膜形成面積、反応空間１２０の
内形状、ガス導入管の形状等を考慮して前述の様に決め
られるが、好ましくは数ｇ〜６０偏、より好ましくは５
１１ｍ〜２５潟程度とされるのが望ましい。

１１３は、基体１１８を成膜時に適当な温度に加熱した
９、あるいは成膜前に基体１１８を予備加熱したり、更
には成膜後に膜をアニールするために加熱するのに用い
られる基体加熱ヒータである。該基体加熱ヒータ１１３
には、導線１１４を介して電源１１５により電力が供給
される。

１１６は、基体温度（Ｔｓ　）を測定する為の熱電対で
温度表示装置１１７に電気的に接続されている。

１２６は、反応空間１２０の壁を冷却するためのエアー
ファンである。

次に、本実施例装置を用いて堆積膜を形成した具体的な
例を記載する。

基体として、ガラス製（コーニング７０５９）　基体（
１０ｃｖｘｘ　１０ｃｔｓ）を使用し、該基体温度（Ｔ
ｓ）を２００℃に設定するとともに、反応空間１２０の
壁の温度を、冷却ファンの回転速度及び断熱方法を変化
させることにより、３０℃、４０℃、５０′ＣＡ６０℃
、８０℃、１２０℃及び１４０Ｃに設定した（試料Ａ１
−１〜１−７）以外は、すべて同じ条件にて下記のごと
く堆積膜を形成した。即ち、ボンベ１０１に充填されて
いるＳｉＨ４ガス１０　ＳＣＣＭをガス導入管１０９よ
り、ボ／ぺ１０６に充填されているＨｅガスで希釈され
たＦ２ガス（Ｆ２／Ｈｅ＝１０％）１０００８ＣＣＭを
ガス導入管１１１より、夫々反応空間１２０に導入した
。こうしたところで、真空バルブ１１９の開閉度を調整
して反応空間内の圧力を４００　ｍＴｏｒｒとした。こ
の際、ＳｉＨ４ガスとＦ２ガスとの混合域にて青い発光
が見られた。この状態のまま１時間堆ａ膜の形成を行な
ったところ、下記の表１に示すような膜厚を有するａ−
８ｉ：Ｈ：Ｆ膜が前記基体上に形成された。

こうして成膜したａ−８ｉ：Ｈ：Ｆ膜はいずれの試料も
′電子線回折によって非晶質であることが確認された。

各試料の非晶質Ｓｉ：Ｈ：Ｆ膜上にＡＪのくし形電極（
キャップ長２００μｍ）を蒸着し、導電率測定用の試料
を作成した。各試料を真空クライオスタット中にいれ電
圧１００Ｖを印加し、微少電流計（ＹＨＰ　４１４０　
Ｂ　）で電流を測定し、暗導電率（σｄ）’に求めた。

又６００　ｎｍ　、　［Ｊ、　３　ｍｗ／？ｉ２の光を
照射し、光導電率（σｐ）を求めた。これらの結果を表
１に示す。

表　　　１ 黄　反応空間の壁の温度は、成膜開始後６０分における
温度である。

次に、成膜時間を１０分とした以外はすべて前記と同じ
条件により堆積膜を形成した。その結果を以下の表２に
示す。

表　　　　２ 矢　反応空間の壁の温度は、成膜開始１０分後、即ち、
成膜終了時における温度である。

〔発明の効果の概要〕

本発明の冷却手段を備えた堆積膜形成装置を用いて堆積
膜を形成すると、堆積膜形成速度が大きく、シかも、堆
積膜形成中に堆積膜形成速度が減少することなしに堆積
膜形成を行なうことができる。また、省エネルギー化を
図ると同時に膜品質の管理が容易になり、更に、大面積
にわたって均一な膜質、膜厚及び特性を有する機能性堆
積膜を形成することができる。また更に、特に生産性；
量産性に優れ、高品質で、電気的、光学的及び半導体的
等の緒特性に優れた膜を簡単に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の堆積膜形成装置の１実施例を模式的
に示す模式図である。 図において、 １０１〜１０８・・・ガスボンベ、１０９〜１１１　、
１２３〜１２５・・・ガス導入管、１１２・・・基体ホ
ルダー、１１３・・・基体加熱用ヒーター、１１４・・
・導線、１１５・・・電源、１１６・・・基体温度モニ
ター用熱電対、１１７・・・温度表示装置、１１８・・
・基体、１１９・・・真空排気パルプ、１２０・・・反
応空間、１２１・・・基体ホルダー支持部材、１２６・
・・冷却用エアーファン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）堆積膜形成用の気体状原料物質と、該原料物質に
   酸化作用をする性質を有する気体状ハロゲン系酸化剤と
   を反応空間内に導入して化学的に接触させ、活性状態の
   前駆体を含む複数極の前駆体を生成し、該前駆体のうち
   の少なくとも一種の前駆体を堆積膜構成要素の供給源と
   して前記基体上に堆積膜を形成する装置において、前記
   反応空間壁を冷却する手段を設けたことを特徴とする堆
   積膜形成装置。