JPS6320482A - 気相反応装置 - 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、例えば成膜加工、ドープ加工、表面改質、エ
ツチング等に用いられる気相反応装置に関する。

尚、本明細書において気相反応とは、気体を原料とする
反応の他、気体中に浮遊させることによって実質的に気
相流とし得る微細粉体又は液滴等を原料とする反応をも
含むものである。

［従来の技術］ 従来、成膜加工等を行う気相反応装置における反応の促
進は、もっばら交流（高周波、マイクロ波）電場、直流
電場、光、熱等の物理的エネルギーを付午する気相励起
手段によって行われている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記気相励起手段のみでは、原料の分解
や活性化が不七分となりやすい問題がある。このため、
気相励起手段のパワーや温度を上げると、例えば膜を形
成すべき基体表面や形成された膜表面の損傷が大きくな
ってしまう問題を生ずる。従って、従来の気相反応装置
では、効率的な反応を得ることが困難である。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するための手段を、本発明の一実施例
に対応する第１図で説明すると、本発明は、気相励起手
段ｌと、反応促進物質で形成された内壁部である反応促
進壁部２とを有する気相反応装ごとするという手段を講
じているものである。

［作　用］ 本発明においては、気相励起手段ｌによる物理的な反応
促進作用と共に、反応促進壁？Ｂ２を構成する反応促進
物質による化学的反応促進作用を得ることができる。即
ち、気相励起手段ｌのパワーや温度管ある程度低く抑え
ても、反応促進壁部２の化学的反応促進作用によって、
原料の十分な分解や活性化を維持することができる。従
って、基体３や成膜面等に損傷をかえることなく効率的
な反応を行うことができるものである。

［実施例］ 第１図は、本発明に係る成膜加工用の反応装この一実施
例を示すもので１図中１が気相励起装置、２が反応促進
物質で形成された反応促進壁部である。

気相励起手段１は、空胴共振器４と、この空胴共振器４
ヘマイクロ波を送り込む導波管５と、空胴共振器４の周
囲に設けられた磁石６とから構成されている。空胴共振
器４には非成膜ガスを供給できるようになっており、非
成膜ガスを供給しつつマイクロ波を送り込み、電子サイ
クロトロン共鳴によってプラズマを形成するものである
。

上記空胴共振器４には反応室７が連通されており、空１
１→共振器４内で誘起されたプラズマは、この反応室７
内へと送り出される。

反応室７内は、ポンプ（図示されていない）によって排
気可能なもので、空洞共振器４と相対向する位置に基体
３が設けられている。また、空胴共振器４と基体３の間
に、成膜ガスを供給できるようになっている。ここで、
前記非成膜ガスとは、それ自体のみでは成１１！２ｔ＠
を生じないガスで、例えばＨ２，Ｎ２．　Ａｒ等のガス
である。成膜ガスとは、活性化されることによって成膜
能を生じるガスで、例えばＳｉＨ４，ＣＨ４、ＡｓＨ３
，ＰＨ３等のガスで、これらはａ−Ｓｉ、ドープされた
ａ−Ｓｉ、　　ｉ−カーボン、ダイヤモンド、ＳｉＣ等
の薄膜材料となる。

上記成膜ガスは、成膜ガス供給管８によって送り込まれ
るもので、この成膜ガス供給管８の所要区間の内壁は、
反応促進物質で形成された反応促進壁部２となっている
。また、当該区間の外方には、ヒーター９が設けられて
いる。

上記反応促進物質としては、成膜ガスの表面接触によっ
てラジカルを多く発生させるもの等で、９１工ｌｆＭｇ
Ｏ，Ｌｉ／ＭｇＯ，Ｂｉ２Ｏ３，ｙ−Ｂｉ２Ｏ３，Ｍｅ
Ｏ２゜ＰｂＯ，ＡｇｚＯ等の金属酸化物や水素抜き取り
剤等である。これらを成膜ガス供給管８の内壁面にコー
トすることによって、反応促進壁部２を形成することが
できる。また、ヒーター９は、加熱によって上記ラジカ
ルの発生を助長するものである。

第２図は、他の実施例を示すもので、第１図で説明した
ものとほぼ同様の構成となっているが、反応促進壁部２
が、成膜ガス供給管８ではなく、反応室７の内壁面に設
けられている。尚、図中、第１図と同じ符号は同じ部材
を表わすものである。

本実施例における反応促進壁部２を構成する反応促進物
質としては、水素貯蔵合金が好ましい。

この水素貯蔵合金の反応促進壁部２とすると、貯蔵され
た水素が、分子状水素供給の緩衝物となり、一定成分の
プラズマ状態を保持しやすくして、反応を促進すること
になる。このような反応促進壁部２は、気相励起手段ｌ
の内壁面に設けることもできる。

第３図も他の実施例を示すもので、気相励起手段ｌ及び
反応室７は第１図で説明したものとほぼ同様であるが、
反応室７が、ノズル１ｏを介して更に成膜室１１に連通
されている。成膜室１１は、ポンプ（図示されていない
）によって排気可能なもので、ノズル１０と相対向する
位置に基体３が設けられている。また、ノズル１０の内
面に反応促進壁部２が形成されている。尚、図中、第１
図と同じ符号は同じ部材を表わすものである。

反応室７に比して成膜室１１を低圧に調整すると、空胴
共振器４から送り出されたプラズマと接触して活性化さ
れた成膜ガスは、ノズルｌＯを介して成膜室１１へと噴
出し、基体３上に付着して成膜を生ずる。成膜ガスは、
反応室７内でのプラズマとの接触によって活性化された
後、更にノズル１０内で反応促進壁部２によって活性化
されるので、良好な活性状態で基体３へと送られること
になる。また、ノズル１０内での再活性化が図られるの
で、反応室７から成膜室１１の基体３の距離が長くとも
、良質の膜が得やすい。

ノズル１０としては、第３図に示されるような縮小拡大
型のノズル１０が好ましい、この縮小拡大型のノズル１
０とは、流入口１０ａから徐々に径が縮小してのど部１
０ｂとなり、再び拡径して流出口１０ｃとなったものを
いう、このノズルｌＯによれば、成膜ガスをＭｉ盲速で
噴出でき、活性を維持したまま成膜ガスを基体３へ吹き
付けやすくなる。

尚、本発明における気相励起手段１としては、高周波放
電、直流放電等の他、光や熱等の付かによるもの等であ
ってもよい。

［発明の効果］ 本発明によれば、気相励起手段を比較的低パワーとし、
また比較的低温下で良好な反応を行うことができ、反応
の効率化及び反応生成物の高品質化を図ることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る成膜加工用反応装置の一実施例を
示す説明図、第２図及び第３図は各々他の実施例の説明
図である。 ｌ：気相励起手段、２：反応促進壁部、３：基体、４：
空胴共振器、５：導波管、６：磁石、７：反応室、８：
成膜ガス供給管、９：ヒーター、ｌＯ：ノズル、１０ａ
：流入口、１０ｂ　：のど部、１０ｃ　：流出口、ｌｌ
：成膜室。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）気相励起手段と、反応促進物質で形成された内壁部
   である反応促進壁部とを有することを特徴とする気相反
   応装置。