JPS62224018A

JPS62224018A - 光化学気相成長法による堆積膜形成装置

Info

Publication number: JPS62224018A
Application number: JP6579486A
Authority: JP
Inventors: Meiji Takabayashi; 明治高林
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1986-03-26
Filing date: 1986-03-26
Publication date: 1987-10-02

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、光化学気相成長法により基体上に堆積膜、と
シわけ半導体ディバイス、電子写真用感光ディバイス、
＃ｉ像入力用ラインセンサー、撮像ディバイス、光起電
力素子等の機能住換を形成する装置に関する。

〔従来技術の説明〕

従来、半導体デ・イパイス、電子写真用感光ディバイス
、画像入力用ラインセンサー、患像ディバイス、光起電
力素子、その他の各種エレクトロニクス素子、光学素子
等に用いる素子部材とじての礪能性膜を基体上に形成す
る方法としテ、真京蒸７ｆ法、イオンブレーティング法
、化学気相成長ｐ　（ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｖａｐｏｒ　
ｄｅｐｏａｉＮｏｎ　）（以下、「ＣＶＤ法」と称す。

）等が知られておシ、中でも光ＣＶＤ法は光化学反応の
利用によりて低温で堆積度を形成することが可能なもの
として注目されている。

光ＣＶＤ法による堆積膜の形成に用いられる装置は、一
般に、反応容器と、該反応容器内に堆積膜形成用原料ガ
スを導入する手段と、核原料ガスに元を照射する手段と
を備え、光化学反応を利用して該反応容器内に設置され
九基体上に所望の堆積膜を形成する、というものでるっ
てその原理構成は、代表的には、第４図に示されるとこ
ろのものである。〔第４図において、ｌは光束、２は光
透過窓、３は反応容器、５はパルプ４を備えた原料ガス
導入管、６は基体、７は排気口、８は透光板を示す。〕
そして、従来のこの種装置にあっては、元エネルギーを
利用して反応ガスを分解または重合し基体上に成膜が行
われる。例えばシランガスを反応容器３に導入し、エキ
シマレーザ、−（ｅｘｃｉｍｅｒ　１ａｓｅｒ　）や低
圧水銀灯の高エネルギー光を照射し、基体６上にアモル
ファスシリコン（以下、ｒａ−８ＩＪと略記する。）等
の堆積膜が形成される。

しかしなから、そうした光ＣＶＤ法用装置にあっては、
基体上のみならず、透光板の内面にもａ−８１等の堆積
膜が形成され、それが反応容器内への入射光の光強度を
大きく下げ、基体上への堆＆膜の形成速度を低下させる
といった問題点がある。そして、こうした問題点を解決
するについて、透光板の内面にＸ至ポンプ用の油を塗布
する方法及び透光板の内面を定期的にエツチング（食刻
）しそれに堆積した膜を除去する方法が提案されている
。しかしこれ等のいずれの方法も、前述の問題点を解決
するに十分なものではない。即ち、前者の方法について
は、反応容器の内部に油を主とする有機物が持ち込まれ
てしまうことになシ、それが原因で形成される堆Ｍ膜内
部に前記有機物の分子が混入してしまうところとなシ、
得られる堆積膜は結局は所望の特性、高品質性を有さな
いものになってしまうという問題がある。また後者の方
法については、膜形成７？ｊ原゛料ガスとは別にエツチ
ング用ガスが必要であり、更にエツチング反応を起こさ
せるためのガス励起装ｅ（例えばＲＦ放電装ｆ）も同時
に必要とな〕、シたがって装置全体は、光ＣＶＤ法用装
置とエツチング装置とを合体した複雑な装置構成のもの
になるという問題がある。

〔発明の目的〕

本発明は、光ＣＶＤ法による堆積膜形成についての従来
の装置における上述の問題点を解決することを目的とす
るものである。

すなわち、本発明の主たる目的は、均一にして均質、そ
して高品質のものであって、優れた所望の特性を常時安
定して具有する堆積膜を効率的に形成する元ＣＶＤ法に
よる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、簡単な装置構成であって、透光板
内面にくもシ乃至膜堆積発生のおそれのない構造の、光
ＣＶＤ法により前記堆積膜を効率的に形成するための装
置を提供することＫある。

〔発明の構成〕

本発明者らは、第４図に示す原理構成の、従来の光ＣＶ
Ｄ法による堆積膜形成装置の前述の問題点を解決すべく
、鋭意研究を重ね、ｔところ、反応容器内に密封形成さ
れてなる反応室＋ｉｆｌを透光板近傍と基体近傍との２
つに分画し、前者には光の照射のみによっては堆ａｍを
形成することがないガス（以下、「非堆積性のガス」と
称す。）を導入し、後者には光の照射によ）励起・分解
または重合して基体上に堆積膜を形成しうる原料ガス（
以下、「堆積性のガス」と称す。）を導入することによ
り、透光板の内面への堆積膜の付着による光透過率の減
少を防止しうるという知見を得た。

該知見に基づき構成される装置は、具体的には、第１乃
至３図の原理構成図により示すごときものである。

第１乃至３図において、１は光束、２は光透過窓、３は
反応容器、４はパルプ、５は堆積性のガスを導入するガ
ス導入管、６は膜を堆積させるための基体、７は排気口
、８はパルプ、９は非堆積性のガスを導入するガス導入
管、１０は支切板、１１はガス連通口、旦は第１の空間
、Ａは第２の空間を各々示している。

即ち、第１図に示す装置は、前述の第４図に示す従来装
置に、非堆積性のガスを光透過窓２近傍に導入するガス
導入管をｌｔしたちのである。ｆ４２図に示す装置は、
光透過窓２近傍の非堆積性のガスが導入される第１の空
間旦と、基体６近傍の堆積性のガスが導入される第２の
空間Ａとが、中央部を切欠してガス連通口１１を設けて
なる仕切板１０によって仕切られたものである。第３図
に示す装置は、第１の空間旦の横断面の面積と、第２の
空間Δの１ｆｊ４鵬面の面積とが異なるように構成され
ている。

これら第１乃至３図に示す装置音用いて堆積膜を形成す
るには、具体的には、例えばボ累原子を含有するａ−別
（以下、「８−別：１■」と略記する。）膜を形成する
場合であれば、堆積性のガスとして、ジンランガス（”
！　Ｈ６）　、非堆積性のガスとして水素ガス（Ｈりを
用い、両ガスをガス導入管５及び９から夫々各別に導入
すると同時に光透過ｆ１２を介して照射された光を利用
して夫々のガスを分解せしめ、基体上にａ−８ｉ：ｌ（
からなる堆積膜を形成せしめる。

本発明者らは、上記装置を用いた元ＣＶＤ法による堆＆
誤形成について更に検討を重ねた結果、こうした装置に
おいて、プし透過窓への堆積膜の付着を防止するための
非堆積性のガスを導入しているにもかかわらず、時とし
て成膜プロセス中に堆積膜が付着してしまい、光透過窓
の光透過率の減少を完全に防止することができないこと
が判明した。

本発明はこうした問題点を解決すべく、更に鋭意研究を
重ねたところ、該問題は第２の蔓間に導入された堆積性
のガスが、第１の空間に導入された非堆積性のガスの流
れに逆らって光透過窓に到達してしまうために生じるも
のであシ、前記第１乃至３図に示す装置において堆積性
ガスと非堆積性ガスの相互波紋を考慮し、その装置の形
状あるいはガス流量を定める必要があるという知見を得
た。

本発明は前述の知見に基づいて完成せしめたものであシ
、その骨子とするところは、内部に密封形成されてなる
反応空間を有する反応容器と、該反応容器の上壁の一部
を切欠して設けられた光透過窓と、該光透過窓の近傍に
光の照射のみによっては堆積膜を形成し得ない非堆積性
のガスＢを導入する手段と、前記反応容器内に設置され
た基体の近傍に光の照射によって堆積膜を形成し得る堆
積性のガスＡを導入する手段と、前記反応容器内を排気
する手段とからをシ、前記光透過窓から導入される光の
照射により該゛反応容器内の原料ガスに化学反応を生起
せしめ、前記基体上に前記ガスＡあるいは前記ガスＡと
前記ガスＢを原料とする堆積膜を形成せしめる装置であ
って、前記光透過窓と前記原料ガスＡの導入部との距離
をｌｃｃｍ〕、該光透過窓から該原料ガスＡの導入部の
間における原料ガスＢの流れる方向に垂直な反応空間の
断面積をＷＣｃｄ〕、ガスＢの流量をＱ　［８ＣＣＭ　
）、ガスＢの温度Ｔ　［Ｋ、ｌ、光透過窓の位置におけ
る光の照度と基体の位置における光の照度の比をｒ６と
した場合、次式（１）の関係が成シたつようにした光化
学気相成長法による堆積膜形成装置にある。

（式中、ｔはガス＾及びガスＢにより定まる定数であっ
て、ガスＡ及びガスＢの平均分子直径をσムｎ　（（１
’１７Ｌ）　、ガス人の分子及びガスＢの分子の買置を
夫々ｍＡ　ｍＢとした場合に、ノ＝σムＢ２７ｒであられされる。）以下、本発明の光ＣＶＤ法による堆積膜形成装置におけ
る装置構成、ガス流量の関係について詳しく説明する。

一般にガスＡ及びガスＢの間の相互拡散係数ＤＡＭは、
次式（］）によｐ表わされる。

（但し、ζ　ｉはガス分子Ａ、Ｂの平均熱運動速度、ｎ
はガス分子密度、σＡｎはガス分子Ａ及びガス分子Ｂの
平均分子直径陣〕を表わす。）ここでガス分子の平均速
度Ｖは、式（２）により表わされ、（但し、ｋはボルツマン定数〔Ｋ〕、Ｔは絶対温度、ｍ
はガス分子の質斂〔）〕を表わす。）また、ガス分子密
度ｎは、式（３）で表わされるから、（但し、Ｐは圧力（Ｔｏｒｒ）、ｋはボルツマン定数〔
Ｋ〕、Ｔは絶対温度（Ｔ）を表わす。）上記（１）　、
　（２１、（３１式より次式（４）　、　（５１が得ら
れる。

式（４）から、ガスＡ、Ｂの間の相互拡散係数は、圧力
Ｐに反比例し、絶対温度′ｒの８ｉ２乗に比例し、さら
にガスの種類にも依存することがわかる。

前述したごとく、光透過窓２上の堆積膜形成は、非堆積
性のガスの流れに逆らって、堆積性のガスが光透過窓２
上へ到達するために生ずるものであるから、装置の形状
は、非堆積性ガスの流れる空間について考慮する必要が
あることが判る。

そこで、非堆積性のガス（以下、「ガスＢ」とする。）
が流れる空間として、第５図に示すごとき、直径ｄ（α
〕、断面積Ｗ　〔ｃｕｌ〕の晋１２を想定する。図中、
１は入射光であ夛、６は基体を示している。管１２の一
端からガスＢが出て、管１２の他端よシ光が入射するも
のとし、出口をｘ−０、光源を７ｉ　ｓｓｗ　００とし
てＸ軸を定義すると、ガスＢは流ｆｉＱでＸ−（４）の
方向からＸ　＝ｌｌＩ　Ｏに向かって流れ、管の出ロｘ
−Ｏ付近において、堆積性のガス（以下、「ガスＡ」と
する。）が導入される。Ｘ≦０においてはガスＡとガス
Ｂが均一に混合され、Ｘ≦ＯにおけるガスＡの分子密度
ｎ　Ａｄ　［ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ　７ｃｍ”　：ｌは均
一であるとする。

該管１２’内におけるガスＢの分子流密度Ｆ　（ｍｏｌ
ｅｃｕｌｅｓ　／ｃａｔ　−Ｓ　：ｌは式（６）で表わ
される。

（但し、Ｎムはアボガドロ定数［：ｍｏｌ″″Ｉ〕、ｖ
ｏは０℃、ｌ　ａｔｏｍの完全気体の体ｆｆ　［：ｃｍ
ｓｍｏｌ−’　］、ｗＢ管の断面積ＣＣｒｒｌ〕、Ｑハ
カスＢノ装置（ＳＣＣＭ）を表わす。）一方、拡散流を表わす一般式であるクイックの法則、即
ちＪ　−ａ−ｍ　−Ｄ　ｇｒａｄ　（ｎ）を用いると、
管１２内のガスＢの流れがないと仮定した場合のガスＡ
の拡散分子密度ＦＡ　（ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ　／ｃａｒ
　−８〕は次式（７）で表わされる。

（但し、ＤＡＢはガスＡ及びＢの間の相互拡散係数［ｃ
＆／８］、ｎ□は位置ＸにおけるガスＡの分子密度〔唐
−１〕を表わす。）また、分子流密度がＦＡ及びＦＢのときの分子団の並進
速度ｖＡ及びｖＢＣｃｉ／Ｓ）は夫々式（８）。

（９）で表わされる。

（但し、ｎＡ、ｎｌｌは夫々ガスＡ、Ｂの分子密度［：
（１７！−”）を表わす。）管内のガスの流れが定常状態にある場合には管内に拡散
しているガスＡの分子の分布に時間的な変動はなく、Ｖ
人−ＶＢの状態が定常状態となっていることを考慮する
と、前記（６）〜（９）式よシ次式Ｑｌが導かれる。

式α〔において、ガスＢの分子密度ｎ１は、一定圧力下
においてはｎム＋ｆｉｇが一定となるために定数にはな
らないが、通常、ガスＢの流除は、ガスＡの流量に比較
してかなり大であるため、実質的には、式αυとしても
よい。

ｎ　Ｂ　＝＝　ｎ　Ａ　十ｎ　Ｂミｎ　ｏ”＋ＨＨ０’
―”””””伊−””””　（ＬＤ式αυを用いて式翰
を解くと、式αのが得られる。

さらに、境界条件ｎ＾ｌ　ＸｍＯ＝　”　ＡＯを用いる
と、次式〇となる。

ここで、Ｘ≦ＯにおけるガスＡの分子密度”ＡＯと、任
意のＸにおけるガス人の分子密度ｎＡとの比をＲ？＝ｎ
ム／’ＡＯと定義する。即ちＲｒは、管内におけるガス
への分子密度分布の形状を示すものである。

そこで、曲成ａ３よ１礼を求めると式α荀が得られる。

さらに、式α荀に、前述の式（３）　、　（５）　ｖ　
ｔ６１を代入すると、次式α９が得られる。

（但し、σムＢはガスＡ及びＢの平均分子直径（儂〕、
ＱはガスＢの流量、Ｔは管内のガス温度（Ｋ）、Ｗは管
の断面積〔Ｃゴ〕、ｒｎ　Ａ　、　ｍ　Ｂは夫々ガスＡ
、Ｈの分子の質質量　［ｔ）　ｔ−表わしている。）第
６（ａ）〜（ｄ）図は、夫々、ガスＡとしてジンランガ
ス（８ｉｆｆｉＨ６）、ガスＢとして水素ガス（Ｈ２〕
を用いた場合のＲω値のＨ，ガス流量依存性、管直径依
存性及び温度依存性、およびガスＢとしてアルゴンガス
（Ａｒ）、窒素ガス（Ｎ、）、水素ガス（Ｈ３）を用い
た場合のＲωの値を示すものである。

第６図及び式ａ四に示すように、第１乃至３図の元ＣＶ
Ｄ法による堆８を膜形成装置において光透過窓への堆積
膜の形成を防止するためには、ガスＢの流れる管の直径
及び管の長さ、光透過窓の位置ｘ１ガスＢの流量Ｑ１ガ
スＢの種類、ガスＢの温度Ｔの夫々を総合的に考慮して
設計する必要のあることが判明した。

ところで、基体上に腹厚りの堆積膜を形成するとした場
合、膜厚りの堆樟膜が基体上に形成される間に光透過窓
上に形成される堆積膜の膜厚が無視できる程度に薄けれ
ば、光透過窓への堆積膜の付着による光透過率の減少が
無視できることとなる。一般に原子直径は数λ程度であ
ることから、光透過窓上に堆積する膜の膜厚がｌＯ＾以
下であれば、光透過率の減少は無視しうる程度のものと
なる。さらに、膜堆積速度は、ガス人の分子密度及び光
の照射度に比例する。

これらのことを考慮すると、′Ｘ、透過窓位置と基体位
置における光の照度比をｒｏとした場合、基体上に膜厚
りの膜が形成される間に光透過窓上に堆積される腹の厚
さは、光透過窓の位ｆＭｘがＸ　−ｍ　ｌの時、Ｒ（功
、Ｄ及びｒ（１の積と推測できる。

更にまた、成膜プロセスにおける膜厚としては、例ｊば
ｐｉｎ型アモルファスシリコン太陽電池のｐ層、ｎ層の
膜厚は１０２人程度であって、核１０２八程度の膜厚を
有する堆積膜の形成は、実用上元ＣＶＤ法による堆積膜
形成における最小の膜厚である。

従って、Ｄ、、、、　１０２Ａとすると、光透過窓上に
堆積される膜の膜厚が無視しうる株度に薄くなるために
は、１０２ｒｏＲ（Ｊ）の値が１０°より小さくなる必
要がある。即ち弐αωを用いれば、次式（１６１’の条
件を満たした場合、光透過窓上べの堆積膜の膜厚を無視しうる程度に小さく
することが可能となることがわかる。

次に、第１乃至３図に示した［ＣＶＤ法による堆積膜形
成装置と、前述の第５図に示したモデルから導びかれた
結果との対応を具体的に記載する。

まず、第１図に示した装置においては、ガスＡの導入部
５よシ排気ロア側（以下「下流側」と称す。）において
は、ガスＡとガスＢとは均一に混合されておシ、ガスＡ
導入部５より光透過窓２側（以下「上流側コと称す。）
に向かつてガスＡの分子が拡散している。従って、光透
過窓２の内面からガス導入部５までの距離を１１〔ホ〕
とすると、１０式におけるｌはｌ””Ｌとなる。

また、ガスＢの流れに対して垂直な方向の反応容Ｏ１内
の断面積をＷｌ　（Ｃｄ）とすると、（１６１式におけ
るＷはＷＷ　Ｗ、となる。従って、第１図に示す装置に
おいては次式αηの関係が成力立つようにした場合、光
透過窓２上への膜の形成が無視できることとなる。

次に第２図に示す装置においては、支切板１０に設けら
れたガス連通口１１によって第１の空間Ｂと第２の空間
Ａが連通されている。第２の空間Ａ内においては、ガス
連通０１１部に比べてガスの流れが緩やかであるため、
ガスＡ及びガスＢは均一に混合されていると考えられる
から、ガスＡの分子がガス連通口１１から上流に向かっ
て拡散していくものと考えてもよく、光透過窓２の内面
からガス連通口までの距離を１２、〔α〕とすると、式
Ｑｆ９のｌは１−１ｔとなる。また、第１の空間Ｂにお
いては、ガス八分子の拡散はガス連通口１１の径によっ
て支配的に抑えられておシ、ガス連通口１１の断面積を
Ｗ、　（ｃ／）とすると、式α０のＡはｗ　ｗ　ｗ、と
なる。従って第２図に示す装置においては、次式（ＩＩ
の関係が成シ立つよりにした場合、光透過窓２上への堆
積膜の形成が無視しうる程度のものとなることがわかる
。

最後に、第３図に示した装置については、前述の第２図
の場合と同様に考えられる。即ち、光透過窓２の内面か
ら、第１の空間Ｂと第２の空間＾との境界までの距離を
！２とすると式（ＩＱにおけるｌはｌ””ｔｈとなり、
ガスＢの流れに垂直な方向の第１の空間Ｂの断面積をＷ
ｔｃｃｍ’：Ｊとすると式（１ｅにおけるＷはＷ、Ｗ、
となシ、次式〇９の関係が成シ立つようにした場合、光
透過窓２への堆積膜の形成が無視しうる程度のものとな
る。

〔実施例〕

以下、本発明の装置の実施例を用いて、よシ詳しく説明
するが、本発明はこれらにより限定されるものではない
。

実施例１第１／に示す本発明の装置として、式（Ｉ）における各
々の値を下記のこと（設定して装置設計した。

ｆｏ　−ｍ　ｌ　（ＦＥＥ光透過窓の位置の照度／基体
の位置の照度）１”　−３，６ｘ　１０−”　［ｃｏ／？”ｌ　（、ｊ
ｘ　Ａ　、！：　Ｌｒ　）ｖラン（８１，Ｈ６）ガス、
ガスＢとして水素（Ｈ２）ガスを用いた場合の値）Ｑ　−４００（ＳＣＣＭ）　（Ｑ＝ガスＢの流りｌ　＋
ｗｍ　４０　［α］ｗｓｍ　１００　［：ｃｉ］Ｔ　−３００（’に：］　（ＴミガスＢの温度）これら
の値を式（１）に導入すると、式（Ｉ）の左辺の値は５
Ｘ１０”−’となり、式（１）を満足するものとなった
。

実施例２８１！２図に示す本発明の装置として、式（Ｉｆ）にお
ける各々の値を下記のごとく設定して装置設計した。

（但し、ガスＡとしてジシランガス、ガスＢとして窒素
ガスを用いた場合の値）Ｑ　−１００（：８ＣＣＭ）ｌｈ−５Ｃの〕Ｗ冨−２０（ｃＨＩ〕Ｔ−１００［：’Ｋ）これらの値を式（…）に導入すると、式（Ｉ）の左辺の
値は４Ｘ　１０−’となシ、式（ＩＩ）を満足するもの
となった。

実施例３第３図に示す本発明の装置として、式（…）における各
々の値を下記のごとく設定して装置設計した。

／−−１，４Ｘ　１０−”　（ｃｊ、鳩（＃ｘ　Ａ　＆
　Ｌ−’Ｃ’）ｉ／ランガス、ガスＢとして窒素ガスを用いた場合の値）Ｑ　−３００（８（３すｚｚ−１０（工〕Ｗ！−１００［：引冷−〕Ｔ　ｍ　ａｏｏ　［０Ｔ）これらの値を式（■）に導入すると、式（ＩＩ）の左辺
の値は４Ｘ１０””となシ、式（ＩＩ）を満足するもの
であった。

実施例４本例においては、ガスＢの流量を変化させた場合におけ
る光透過窓への膜の堆積を実験的に調べ、その結果と式
（Ｉｌｌから計算されるガスＢの流量とを比較し、式（
Ｉｌｌで表わされる関係式が現実に適合するか否かにつ
いて調べた。

本発明の装置として、第２図に示す装置を使用し、１ｔ
−Ｓ［ぼ）Ｗ＊−１ａ［ｃｄ］とした。

また、ガスＡとしてジンランガス、ガスＢとであり、ガ
スＢは加熱も冷却もしなかったので、ＴΣ３００　　Ｋであシ、更に光の照度は光透過窓の位置と基体の位置と
ではほぼ同じと推定されるので、　ｏ−１である。

まず、これらの値を式（Ｉｆ）の左辺に導入し、計算し
たところ、Ｑ　＞　２５０　［８０ＣＭ　］と計算された。即ち、式（１）の条件を満たすためＫは
、ガスＢの流量を２５０　［８ＣＣ八１］よシ多くする
必要があると計算された。

他方、同じ装置を用いて、ガスＢ（水素ガス）の流量Ｑ
を変えた時の光透過窓への膜の堆積の有無を実験的に調
べ、第６図に示す結果を得た。

なお、＠６図において光透過窓への良の堆積の有無を、
基体位置における成膜前後の照度比の変化で示している
。即ち、成膜前後で照度比（照度比−１）の変化がない
ときは光透過窓への膜の堆積がないか、あるいは無視で
きる程度のものとすることができる。

第６図に永した結果から明らかなごとく、光透過窓への
膜の堆積の影碧を抑えるためには、ガスＢの流量を２６
０　（８ＣＣＭ］以上でなければならないことが実験的
に判明し九。そしてこの値は、前述の式（Ｉｆ）よシ導
びかれた結果、即ち、ガスＢの流量を２５０　Ｅ　ＳＣ
ＣＭ　）以上にする必要があるという結果とが良く一致
していることがわかった。

以上のことから、式（１）　、　（ＩＩ）の関係式は、
反応容器内の現象をかなり的確に示すものであって、現
実的な関係式であるといえる。

ては、非堆積性のガスＢを堆積性のガスＡと同時に反応
容器内に導入する手段を備え、かつ、式ｔｉｅの関係が
成立するべく反応容器の形状あるいはガスＢの流量を設
定することにより、光透過窓２への堆積膜による光透過
率の減少を防止することが可能となるものである。そし
て、こうした装置は、元ＣＶＤ法による堆積膜形成装置
のみならず、マイクロ波プラズマＣＶＤ法による堆積膜
形成？Ａ置やＪ１３ＣＲプラズマ（’ＶＤ法による堆積
膜形成装置など、エネルギー導入窓を有する装置であっ
て、該導入窓への堆積膜の形成によるエネルギー透過率
の減少が生じるという問題を有しているものであれば、
そうしたＣＶＤ法に第１乃至３図は本発明の装置の典型
例を示す原理構成図であシ、第４図は従来の元ＣＶＤ法
による堆積膜形成装置を示す原理構成図である。

第５図は、本発明の基本的概念を説明するための想定図
であシ、第６図は、原料ガス分子の反応容器内における
分布を示す値Ｒ０６の計算値を示す図である。第７図は
、水素ガス流ｊｎＱを変えた時の基体位置における成膜
前後の照度比の変化を示す図である。

第１乃至５図について１・・・光束、２・・・光透過窓、３・・・反応容器、
４゜８・・・パルプ、５・・・堆積性のガスを導入する
ガス導入管、６・・・基体、７・・・排気口、９・・・
非堆積性のガスを導入するガス導入管、ｌＯ・・・支切
板、１１・・・ガス連通口、１２・・・管、さ・・・第
２の空間、竺・・・第１の空間。

第１図第３図第４図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）内部に密封形成されてなる反応空間を有する反応
容器と、該反応容器の上壁の一部を切欠して設けられた
光透過窓と、該光透過窓の近傍に光の照射のみによつて
は堆積膜を形成し得ない非堆積性のガス（Ｂ）を導入す
る手段と、前記反応容器内に設置された基体の近傍に光
の照射によつて堆積膜を形成し得る堆積性のガス（Ａ）
を導入する手段と、前記反応容器内を排気する手段とか
らなり、前記光透過窓から導入される光の照射により該
反応容器内の原料ガスに化学反応を生起せしめ、前記基
体上に前記ガスＡあるいは前記ガスＡと前記ガスＢを原
料とする堆積膜を形成せしめる装置であつて、前記光透
過窓と前記原料ガスＡの導入部との距離をｌ〔ｃｍ〕、
該光透過窓から該原料ガスＡの導入部の間における原料
ガスＢの流れる方向に垂直な反応空間の断面積をＷ〔ｃ
ｍ＾２〕、ガスＢの流量をＱ〔ＳＣＣＭ〕、ガスＢの温
度をＴ〔Ｋ〕、光透過窓の位置における光の照度と基体
の位置における光の照度の比をｒ＿０とした場合、次式
（ I ）の関係が成りたつようにしたことを特徴とする
光化学気相成長法による堆積膜形成装置。ｒ＿０ｅｘｐ｛−２．２６×１０＾２＾６（ｇＱｌ／Ｗ
√（Ｔ））｝＜１０＾−＾２・・・・・・・・・（ I
）（式中、ｇはガスＡ及びＢにより定まる定数であつて、
ガスＡ及びＢの平均分子直径をδ＿Ａ＿Ｂ〔ｃｍ〕、ガ
スＡの分子及びガスＢの分子の質量を夫々ｍ＿Ａ、ｍ＿
Ｂとした場合にｇ≡δ＿Ａ＿Ｂ＾２／√（（１／ｍ＿Ａ
）＋（１／ｍ＿Ｂ））であらわされる。）
（２）前記反応空間が、ガス連通口を介して連通した、
ガス（Ａ）を導入するための第１の空間と、ガス（Ｂ）
を導入するための第２の空間とからなり）前記ガス連通
口の面積をＷ＿２〔ｃｍ＾２〕、光透過窓と該ガス連通
口との距離をｌ＿２〔ｃｍ〕とした場合、次式（II）の
関係が成りたつ、特許請求の範囲第（１）項に記載され
た光化学気相成長法による堆積膜形成装置。ｒ＿０ｅｘｐ｛−２．２６×１０＾２＾６（ｇＱｌ＿２
／Ｗ＿２√（Ｔ））｝＜１０＾−＾２・・・・・・（I
I）