JPS63153277A - レ−ザｃｖｄ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、レーザ光を光源として光分解により原料ガス
を分解し、分解により生成された活性種を大面積基板に
堆積させて薄膜を形成するレーザＣＶＤ装置に関する。

〔従来の技術〕

この種の装置としてラジカルジェットをレーザにより形
成して成膜する方法が特願昭６０−６５９４５号により
特許出願されている。第２図はその方法の原理図を示す
もので、反応槽１内には基板支持台２が設けられ、それ
に基板３が取付けられ、基板温度はヒータ４により任意
の値に設定できるようになっている。基板３に対向する
ように原料ガスを噴出させるための、原料ガス導管５に
連通するノズル６が取付けられており、レーザ光７がし
ンズ８により窓９を通じてそのノズル６の先端部に集光
されている０反応槽１の内部は、ノズル６から噴出した
ガス流を自由膨張流１０とするため真空排気口１１を介
して真空ポンプで排気されている。

レーザ光源としてＡｒＦエキシマレーザのような紫外レ
ーザを用いる場合、代表的なレーザパルスは数＋ハルス
／秒であり、ノズル６のニードルバルブもこれに同期し
て開かれ、パルプが開いている時間はできるだけ短くす
る　（１ｍ５ｅｃ程度）、こうして得られたラジカル流
１０は基板３に吸付けられ基板上に堆積して薄膜を形成
する。

この方法はレーザによる薄膜形成のを効な手段であり、
さらにアモルファス太陽電池のように大面積基板に成膜
を行うためには、第３図に示すように反応槽外に配置さ
れたレーザ光源から反応槽１の壁に備えられた窓を通し
て導入されたレーザ光を平面鏡２１で曲げ、凸レンズ２
２で集光してノズル６近傍にその噴出方向とは垂直に入
射させ、そこを通過した光を凹面鏡２３により再びノズ
ル近傍に集光させ、そして凹面鏡、平面鏡、レンズから
なる光学系２０は原料ガス導管５との間をフレキシブル
の管１２で連結されたノズル６と一体となって、矢印１
３のように掃引可能な基板支持台２上に取付けられた基
板３の掃引方向と直角な方向すなわち紙面に垂直方向に
掃引可能とし、大面積基板への成膜を行えるようにする
装置が特願昭６０−６５９４５号により特許出願されて
いる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

第３図に示した装置においては、ノズルおよび光学系を
一体にして真空反応槽ｌ内で掃引させるため、駆動機構
が複雑になり、反応槽も大型化して真空排気系の高能力
化を要し、設備のコストに占める割合が高くなり、大面
積基板上に成膜することによる太陽電池の低コスト化の
メリットが小さくなる虞があった。

本発明の目的は、上述の問題を解決し、反応槽内でノズ
ルと基板のみを掃引することにより、あるいはさらにノ
ズルのみを掃引することにより大面積基板への成膜を行
うことのできるレーザＣＶＤ装置を提供することを目的
とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために、本発明は、真空排気可能
な反応槽と、反応槽内部に配置された基板支持体と、反
応槽の壁を貫通し先端に噴出方向が基板支持体に向かう
ノズルを有する原料ガス導管と、反応槽外に配置された
レーザ光源と、該光源からのレーザ光を集光してノズル
近傍にその噴出方向に垂直に入射させる光学系および反
応槽の壁の窓とを備えたレーザＣＶＤ装置において、反
応槽内にあるノズルおよび反応槽外にある集光レンズが
移動可能であって、ノズルおよびそのノズル近傍のレー
ザ光集光部が基板面に平行でレーザ光入射方向に垂直に
掃引可能であるものとする。

〔作用〕

集光レンズを反応槽外で移動させて、反応槽内で基板面
に平行に掃引されるノズル近傍につねに集光させること
により、基板への均一な成膜を行うことができ、ノズル
およびそのノズル近傍のレーザ光集光部が基板面に平行
でレーザ光入射方向に垂直にも掃引可能とするか、ある
いは一方向に掃引可能なノズルおよびそれに付属したレ
ーザ光源および光学系の複数組を基板面に平行面内でレ
ーザ光入射方向に配列すれば、基板を全く動かすことな
く基板全面に成膜できる。

【実施例〕

第１図は本発明の一実施例を示すもので、第２゜第３図
と共通の部分には同一の符号が付されている０反応槽−
ｆ内に基板支持台２が固定され、それに基板３が取付け
られ、ヒータ４により所定の温度に加熱される。基板３
に対向してノズル６が配置され、原料ガス導入管５とフ
レキシブルな管１２によって接続されている０図示しな
いレーザ光源からのレーザ光７は集光レンズ８により窓
９を通じてノズル６の先端部に集光されるが、ノズル６
は矢印３１に示すように、レーザ光７の入射方向に平行
に掃引するのに同期させてレンズ８を矢印３２のように
移動させ、つねにノズル６の先端部に集光できるように
する。レンズ８の移動距離はノズル６の移動距離に比し
て小さくてすむ、ノズル６が一方向のみに掃引可能なと
きには基板支持台２をそれに直角に移動させなければな
らないが、ノズル６を矢印３１と直角方向、すなわち紙
面に垂直方向にも掃引できるようにし、窓９を長方形に
してレーザ光源およびレンズ８をそれに平行に移動させ
れば、固定した基板支持台２上の基板３に全面成膜でき
、反応槽１の容積を小さくできる。

第４図は別の実施例を平面図で示し、レーザ光源。

レンズ８．窓９を複数個設け、ノズル６の掃引方向３１
に対して直角方向に並べることにより、基板３の面を複
数領域に分けて成膜することによって成膜に要する時間
を短縮することができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、真空反応槽内において原料ガスをノズ
ルから基板に向けて噴射させる際に、ノズルで絞られた
ガス流にレーザ光を集光して入射させることにより、原
料ガスの一部をラジカルに分解してラジカル噴流を形成
して基板に薄膜を堆積させるレーザＣＶＤ装置において
、槽内においてはノズルのみを掃引可能にし、集光レン
ズを反応槽外で移動させてつねにノズル近傍部にレーザ
光を集光させることにより少なくとも基板を一方向だけ
移動させることによって、基板全面に成膜することが可
能になった。さらにノズルの掃引をＸＹ方向にできるよ
うにし、入射レーザ光の集光部もそれに伴って移動でき
るようにすれば基板は固定したままでよく反応槽容積を
さらに小さくでき、あるいはノズルならびに光源および
光学系を複数段ければ、基板面を複数領域に分けて同時
に成膜可能となって掃引時間を短縮できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の垂直断面図、第２図は従来
装置の垂直断面図、第３図は別の従来装置の垂直断面図
、第４図は本発明の別の実施例の水平断面図である。 １：反応槽、２：基板支持台、３：基板、５：原料ガス
導入管、６：ノズル、７：レーザ光。 第１図 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）真空排気可能な反応槽と、反応槽内部に配置された
   基板支持体と、反応槽の壁を貫通し先端に噴出方向が基
   板支持体に向かうノズルを有する原料ガス導管と、反応
   槽外に配置されたレーザ光源と、該光源からのレーザ光
   を集光してノズル近傍にその噴出方向に垂直に入射させ
   る光学系および反応槽の壁の窓とを備えたものにおいて
   、反応槽内にあるノズルおよび反応槽外にある集光レン
   ズが移動可能であって、ノズルおよび該ノズル近傍のレ
   ーザ光集光部が同時に少なくとも基板面およびレーザ光
   入射方向に平行に掃引可能であることを特徴とするレー
   ザＣＶＤ装置。 ２）特許請求の範囲第１項記載の装置において、ノズル
   および該ノズル近傍のレーザ光集光部が基板面に平行で
   レーザ光入射方向に垂直にも掃引可能であることを特徴
   とするレーザＣＶＤ装置。 ３）特許請求の範囲第１項記載の装置において、複数の
   ノズルならびに該ノズル近傍に集光されるレーザ光の光
   源および光学系が基板面に平行面内でレーザ入射方向に
   垂直に配列されたことを特徴とするレーザＣＶＤ装置。