JPS63222424A - Method and apparatus for forming deposited film - Google Patents

Method and apparatus for forming deposited film

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JPS63222424A
JPS63222424A JP62055191A JP5519187A JPS63222424A JP S63222424 A JPS63222424 A JP S63222424A JP 62055191 A JP62055191 A JP 62055191A JP 5519187 A JP5519187 A JP 5519187A JP S63222424 A JPS63222424 A JP S63222424A
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JP
Japan
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deposited film
forming
active species
precursor
activating
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JP62055191A
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Japanese (ja)
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Mitsuyuki Niwa
光行 丹羽
Masao Ueki
上木 将雄
Toshimitsu Kariya
俊光 狩谷
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Canon Inc
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Canon Inc
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To stabilize microwaves and to decrease plasma, which intrudes into a depositing space, by providing a structure wherein activating chambers are formed so that resonant frequencies are provided for the microwaves for activating a precoursor and active species and the outer parts are formed of conductive networks. CONSTITUTION:Raw material gases A and B are introduced through pipes 1 and 2 and made to be a precoursor and active species in activating spaces 3 and 4. The precoursor and the active seeds are introduced into a depositing chamber 7, in which a substrate 8 is provided, through conductive networks 5 and 6. The spaces 3 and 4 are surrounded with waveguides 12 and 13 having termination parts 10 and 11 for adjusting resonant frequencies and cylindrical water-cooling applicators 14 and 15. Microwaves are introduced from microwave oscillators 16 and 17 through pipes 12 and 13. When plasma is yielded in the spaces 3 and 4, the resonant frequencies are fluctuated. Then the termination parts 10 and 11 are moved so as to correct the fluctuations, and the microwave discharge is stabilized. The networks 5 and 6 prevent the intrusion of the plasma into the chamber 7 and damage on the deposited film.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、機能性膜、殊に半導体デバイス、電子写真用
の感光デバイス、画像入力用のラインセンナ、撮像デバ
イスなどに用いるアモルファス状(微結晶相を呈する場
合を含む)あるいは多結晶状等非単結晶状の堆積膜を形
成するのに好適な方法、及び堆積膜形成装置に関する。
Detailed Description of the Invention [Field of Application of the Invention] The present invention relates to amorphous (microcrystalline) functional films, particularly those used in semiconductor devices, photosensitive devices for electrophotography, line sensors for image input, imaging devices, etc. The present invention relates to a method suitable for forming a deposited film in a non-monocrystalline state such as a polycrystalline state (including cases where the deposited film exhibits a phase), and a deposited film forming apparatus.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

例えば、アモルファスシリコン膜(以下、a−8i膜と
する。)の形成には、真空蒸着法2プラズマCVD法、
 CVD法2反応性ス・ぐツタリング法9イオンデレー
テイング法、光CVD法等が試みられておp、一般的に
はプラズマCVD法が広く用いられ。
For example, to form an amorphous silicon film (hereinafter referred to as a-8i film), vacuum evaporation method 2 plasma CVD method,
CVD method 2 Reactive sintering method 9 Ion derating method, photo-CVD method, etc. have been tried, but plasma CVD method is generally widely used.

企業化されている。It has been corporatized.

しかしながら、a−8tで構成される光電変換層は電気
的、光学的特性および繰返し使用での疲労特性或は使用
環境特性、更には均一性、再現性を含めて生産性、量産
性の点くおいて更に総合的な特性の向上を図る余地があ
る。
However, the photoelectric conversion layer composed of A-8T has poor electrical and optical properties, fatigue properties during repeated use, use environment properties, and productivity and mass production, including uniformity and reproducibility. There is room for further improvement of the overall characteristics.

一方、a −Stから成る光電変換層として電気的、光
学的特性が各用途を十分に満足させ得るものを発現させ
るには、現状ではプラズマCVD法【よって形成するこ
とが最良とされている。
On the other hand, in order to develop a photoelectric conversion layer made of a-St that has electrical and optical properties that fully satisfy various uses, it is currently considered best to form it by plasma CVD.

しかしながら、光起電力素子の場合には、昨今において
は大面積化、膜厚の均一性、膜品質の均一性を十分に満
足させて、再現性のある量産化を図る必要がある。この
点で、これまでのプラズマCVD法によるa−8t系先
光電変換の形成においては、量産装置に多大の設備投資
が必要となシ、またその量産のための管理項目も複雑に
なシ、管理許容幅も狭くなシ、装置の調整も微妙である
ことなどが、今後改善すべき問題点として指摘されてい
る。
However, in the case of photovoltaic elements, it is now necessary to achieve mass production with high reproducibility by satisfying the requirements of large area, uniformity of film thickness, and uniformity of film quality. In this respect, in the formation of A-8T photoelectric conversion using the conventional plasma CVD method, a large amount of capital investment is required for mass production equipment, and the management items for mass production are also complicated. Problems that need to be improved in the future include narrow management tolerances and delicate equipment adjustments.

他方、通常のCVD法による従来の技術では、高温を必
要とし、実用可能な特性を有する堆積膜が得られていな
かった。
On the other hand, the conventional technique using the normal CVD method requires high temperatures and has not been able to provide a deposited film with practically usable characteristics.

上述の如く、a−81系光電変換層の形成において、そ
の実用可能な特性、均−性金維持させながら低コストな
装置で量産化できる形成方法および装置を開発すること
が切望されている。
As mentioned above, in the formation of an A-81 photoelectric conversion layer, there is a strong desire to develop a formation method and apparatus that can be mass-produced using low-cost equipment while maintaining its practical characteristics and uniformity.

これらのことは、前述のa−8t膜の場合に限らず、多
結晶状等信の非単結晶状、単結晶状等のシリコン膜や他
の光電変換層を構成する非単結晶状、単結晶状の膜、例
えば窒化シリコン膜、炭化シリコン膜、酸化シリコン膜
においても各々同様のことがbえる。
These things are not limited to the case of the above-mentioned a-8t film, but also apply to non-monocrystalline, single-crystalline, etc. silicon films such as polycrystalline, and non-single-crystalline and monocrystalline silicon films constituting other photoelectric conversion layers. The same applies to crystalline films such as silicon nitride films, silicon carbide films, and silicon oxide films.

上記の理由から、複数のガスを成膜空間に導入するとと
もに、そのうちのいくつかを予め光、熱。
For the above reasons, multiple gases are introduced into the deposition space, and some of them are injected with light and heat in advance.

プラズマ等のエネルギーによって活性化しておき、成膜
空間に配された基体釦堆積膜を形成するというHR−C
VD法が提案されている。(特開昭60−41047号
) このHR−CVD法によれば、例えばa−8i膜を成膜
する場合を含む気体から生成する堆積膜形成用の前駆体
とH(水素ラジカル)等活性種を接触せしめて、基体上
に8−81膜を形成するという方法がとられる。と夛わ
け、この方法の有利な点はH*の濃度によってアモルフ
ァスの一形態でおる微結晶相の度合を変化せしめたシ、
更には多結晶シリ;ンの低温成膜が可能となることであ
る。
HR-C is activated by energy such as plasma and forms a deposited film on the base button placed in the film forming space.
The VD method has been proposed. (Unexamined Japanese Patent Publication No. 60-41047) According to this HR-CVD method, a precursor for forming a deposited film generated from a gas and active species such as H (hydrogen radicals) are used, including when forming an a-8i film. A method is used in which an 8-81 film is formed on a substrate by bringing the substrate into contact with the substrate. Among other things, the advantage of this method is that the degree of microcrystalline phase, which is a form of amorphous, can be changed depending on the concentration of H*.
Furthermore, low-temperature film formation of polycrystalline silicon becomes possible.

前記の前駆体および活性種を形成する方法として光、熱
、プラズマ等のエネルギーを用いて活性化する方法が挙
げられるが、導入されるエネルギーに対する前駆体およ
び活性種の活性化効率、あるいは、生成した前駆体およ
び活性種の利用効率、更にフンタミネーシ曹ンの入シ難
さ等の点においてマイクロ波放電による励起が優れてい
る。
Methods for forming the precursors and active species include activation using energy such as light, heat, and plasma, but the activation efficiency of the precursors and active species with respect to the introduced energy, or the generation Excitation by microwave discharge is superior in terms of the utilization efficiency of precursors and active species, and the difficulty of injecting funtaminic acid.

しかし、マイクロ波放電を用いるHR−CVD法を本発
明者らが検討したところ1次のような欠点が明らかにな
った。即ち、堆積空間の形状および壁面の材質等によっ
てマイクロ波の放電が安定せず。
However, when the present inventors investigated the HR-CVD method using microwave discharge, the following drawbacks became clear. That is, the microwave discharge is not stable depending on the shape of the deposition space and the material of the wall surface.

膜の堆積速度、電気的・光学的特性における再現性に問
題が残っている。
Problems remain with film deposition rates and reproducibility in electrical and optical properties.

更に、活性化空間において発生したプラズマが。Furthermore, the plasma generated in the activation space.

堆積空間に侵入し、堆積膜の表面に損傷を与え、堆積膜
の特性を悪化せしめている。
It invades the deposition space, damages the surface of the deposited film, and deteriorates the properties of the deposited film.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

本発明は、従来の問題点を解決し、マイクロ波放電を安
定ならしめることにより、堆積膜の電気的、光学的特性
の再現性を向上させ、堆積膜表面に損傷を与えるプラズ
マの侵入を減少せしめることによシ、堆積膜の電気的、
光学的特性を向上させることを可能とし、更に熱励起作
用の助けによりて堆積膜の堆積速度を向上させることの
できる堆積膜形成法及び堆積膜形成装置を提供すべくな
されたものである。
The present invention solves the conventional problems and stabilizes the microwave discharge, thereby improving the reproducibility of the electrical and optical properties of the deposited film and reducing the invasion of plasma that damages the surface of the deposited film. By making the deposited film electrically
The object of the present invention is to provide a deposited film forming method and a deposited film forming apparatus that can improve the optical characteristics and further improve the deposition rate of the deposited film with the aid of thermal excitation.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明によりて提供される堆積膜形成法は、原料ガスを
活性化させて、堆積膜形成に利用される前駆体と該前駆
体と化学反応する活性11ヲ接触させることによって基
体上に堆積膜を形成する堆積膜形成方法において、前記
前駆体又は/及び活性種の一部乃至全部を活性化するた
めに用いるマイクロ波に対して共振周波数を有し、外囲
の少なくとも一部分が導電性の網によって形成される活
性化空間を、基体を収容し堆積膜を形成するための堆積
空間と前記導電性網の少なくとも一部分を介して連通さ
せて堆積膜を形成することを特徴とする。
The method for forming a deposited film provided by the present invention is to form a deposited film on a substrate by activating a raw material gas and bringing it into contact with a precursor used for forming a deposited film and an active 11 that chemically reacts with the precursor. A deposited film forming method for forming a deposited film having a resonant frequency with respect to the microwave used for activating part or all of the precursor and/or the active species, and at least a portion of the outer circumference of which is a conductive network. A deposited film is formed by communicating the activation space formed by the method with a deposition space for accommodating a substrate and forming a deposited film via at least a portion of the conductive network.

また、本発明とよって提供される堆積膜形成装置は、原
料ガスを活性化させて堆積膜形成に利用される前駆体及
び該前駆体と化学反応する活性種を生成させる活性化室
と、該前駆体及び活性種を接触させることによって基体
上に堆積膜を形成する堆積室とを有する堆積膜形成装置
だおいて、前記前駆体及び活性種の一部乃至全部を活性
化するなめに用いるマイクロ波に対して共振周波数を有
し、外囲の少なくとも一部分が導電性の網によって形成
される活性化室が、堆積室と該導電性網の少なくとも一
部分を介して連通していることを特徴とする。
Further, the deposited film forming apparatus provided by the present invention includes an activation chamber that activates a source gas to generate a precursor used for forming a deposited film and an active species that chemically reacts with the precursor; A deposited film forming apparatus having a deposition chamber for forming a deposited film on a substrate by bringing a precursor and an active species into contact with each other, a microorganism used for activating some or all of the precursor and the active species. An activation chamber having a resonant frequency with respect to waves and having at least a portion of its outer envelope formed by an electrically conductive mesh is in communication with the deposition chamber via at least a portion of the electrically conductive mesh. do.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be explained in detail based on the drawings.

第1図は1本発明の堆積膜形成装置の1つの構成例の概
略を示した模式図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing the outline of one structural example of a deposited film forming apparatus according to the present invention.

第1図において、管1及び管2に各々原料ガス人及びB
が導入され、活性化空間3及び4において堆積膜形成用
の前駆体及び活性種に各々活性化される。
In Figure 1, pipe 1 and pipe 2 are filled with raw material gas and B, respectively.
is introduced and activated into precursors and active species for forming a deposited film in the activation spaces 3 and 4, respectively.

管1及び2の放出口から、導電性の網(以下、単に網と
する。)5及び6f:介して前記前駆体及び活性種が堆
積室7に導入される。堆積室γ内に堆積面を放出口に向
けた基体8が基体ホルダ9に支持されている。
From the outlets of the tubes 1 and 2, the precursor and active species are introduced into the deposition chamber 7 through conductive nets (hereinafter simply referred to as nets) 5 and 6f. A substrate 8 with its deposition surface facing the discharge port is supported by a substrate holder 9 in the deposition chamber γ.

活性化空間3及び4は共振周波数調整用の終端部10及
び11を有する導波管12及び13と、円筒状の水冷ア
プリケータ14及び15によシ囲まれておシ、マイクロ
波発振器16及び17から導波管12及び13を通して
マイクロ波が各々導入される。マイクロ波(2450±
50 MHz )が、ある空間内だおいて共振するため
には、その空間内に定在波が生起されねばならない。一
般に管内波長は空間の形状、マイクロ波の伝播モードに
よりて異なるので、活性化空間の設計にあたっては、こ
れらの効果を考慮しなければならない。
The activation spaces 3 and 4 are surrounded by waveguides 12 and 13 with terminations 10 and 11 for resonant frequency adjustment, cylindrical water-cooled applicators 14 and 15, and a microwave oscillator 16 and Microwaves are introduced from 17 through waveguides 12 and 13, respectively. Microwave (2450±
50 MHz) to resonate within a certain space, a standing wave must be generated within that space. In general, the tube wavelength varies depending on the shape of the space and the propagation mode of the microwave, so these effects must be taken into consideration when designing the activation space.

また、活性化空間内にプラズマが生起されると。Also, when plasma is generated within the activation space.

その共振周波数が変動する。終端部10及び11を移動
させることによシこの変動を補正することができる。
Its resonant frequency fluctuates. This variation can be corrected by moving the terminations 10 and 11.

また、網5及び6には、ヒータ18及び19が設けられ
ておシ、各々、網を加熱することにより網及びその周囲
への堆積を防ぐとともに、活性化されずに網に達した各
々のがスを熱分解せしめ、が入流量に対する前駆体及び
活性種の活性化効率を向上させる。
The nets 5 and 6 are also provided with heaters 18 and 19, respectively, which heat the nets to prevent deposition on the nets and their surroundings, as well as to prevent the accumulation of particles on the nets that reach the nets without being activated. The gas thermally decomposes the gas and improves the activation efficiency of precursors and active species relative to the input flow rate.

網の温度は、堆積膜の網への堆積を防ぐためには200
℃以上、残留ガスの熱分解のためにより好ましくは80
0℃〜1600℃に設定される。
The temperature of the screen should be 200℃ to prevent the deposited film from being deposited on the screen.
℃ or above, more preferably 80℃ for thermal decomposition of residual gas
The temperature is set between 0°C and 1600°C.

網がマイクロ波を透過させないためには、網を構成する
導電体の最大開口部がマイクロ波に対して遮断周波数を
有すればよい。
In order for the net not to transmit microwaves, the largest opening of the conductor constituting the net should have a cutoff frequency for microwaves.

本発明において用いられる網は、導電性を有し、マイク
ロ波に対して遮へい効果を持ち発生するプラズマによっ
て侵されず、かつ、原料ガス、前駆体、活性種に対して
反応しないものを用いる。
The net used in the present invention is one that is conductive, has a shielding effect against microwaves, is not attacked by generated plasma, and does not react with source gases, precursors, and active species.

網の構造としては、線状の材料を組合わせたものに限ら
ず十分にマイクロ波を遮断する一つあるいは複数の孔(
オリフィス)を、一部分乃至全体に分布させて有する板
体(例えば・9ンチンダメタル)、あるいは一本あるい
は複数の管であっていてもよい。
The structure of the net is not limited to a combination of linear materials, but it can also be made of one or more holes (
It may be a plate (for example, nine-inch metal) having orifices distributed over a portion or the whole, or one or more tubes.

網の材質としては、上記の特性を有する金属。The material for the net is a metal with the above characteristics.

例、t ハステンレス鋼、ニッケル、アルミニウム等、
あるいは表面に金属をコーティングしたセラミクス、ガ
ラス等の非金属が用いられ得る。
For example, stainless steel, nickel, aluminum, etc.
Alternatively, nonmetallic materials such as ceramics coated with metal or glass may be used.

また、網は一段に限らず、複数段設けられていてもよく
その場合、各段の構造及び材質が異なっていてもよい。
Moreover, the net is not limited to one stage, but may be provided in multiple stages, in which case the structure and material of each stage may be different.

網を加熱するためのヒーターは網と別体に設けるに限ら
ず、タングステン等の材料を用いることによって網その
ものを発熱体としてもよい。
The heater for heating the net is not limited to being provided separately from the net; the net itself may be used as a heating element by using a material such as tungsten.

また、網の温度を制御するために熱電対等の温度ゾロー
パを設“け゛、更に、網の周囲に水冷等の冷却製蓋を設
けてもよい。
In addition, a thermometer such as a thermocouple may be provided to control the temperature of the screen, and a cooling lid such as water-cooled lid may be provided around the screen.

なお、管1及び2の材質として石英が好適である。石英
は、誘電損失の小さい材料であるために、発熱は問題に
ならない。このような材料としては石英の他にポリテト
ラフルオルエチレンなどを用いることもできる。
Note that quartz is suitable as the material for the tubes 1 and 2. Since quartz is a material with low dielectric loss, heat generation is not a problem. As such a material, other than quartz, polytetrafluoroethylene or the like can also be used.

第1図中、20は堆積室7内を排気するための排気口で
あシ、適宜の真空排気手段と接続されている。
In FIG. 1, reference numeral 20 denotes an exhaust port for evacuating the inside of the deposition chamber 7, and is connected to a suitable evacuation means.

原料がスA及びBは、基板8上に堆積させる膜によりて
決定されるが、a−8t光導電層を形成する場合には、
活性化空間3において活性種を生成させる原料ガスとし
て、H2、SiH4,SiH,F、SiH,CI。
The raw materials A and B are determined by the film to be deposited on the substrate 8, but when forming an a-8t photoconductive layer,
The source gases for generating active species in the activation space 3 include H2, SiH4, SiH, F, SiH, and CI.

S i Hs B r 、S i H3Iなどの他に、
 Ha、 Ne、 Ar等の希ガスが挙げられる。
In addition to S i Hs B r , S i H3I, etc.
Examples include rare gases such as Ha, Ne, and Ar.

一方、前駆体を生成する原料ガスとしては、ケイ素原子
に電子吸引性の高い原子又は原子団、あるいは極性基が
結合しているものが利用される。
On the other hand, as the raw material gas for producing the precursor, one in which an atom or atomic group with high electron-withdrawing property, or a polar group is bonded to a silicon atom is used.

そのようなものとしては1例えば、 5lnX2n+2(n=1,2,3・・・、X=F、C
I、Br1I)#(Six2)n  (n≧3.X=F
 、 CI 、 Br 、 I )S’n”zn+1(
n==1e2*3・−mX=F、Ct、Br、I)。
For example, 5lnX2n+2 (n=1,2,3...,X=F,C
I, Br1I) #(Six2)n (n≧3.X=F
, CI, Br, I)S'n"zn+1(
n==1e2*3・-mX=F, Ct, Br, I).

5inH2x2n(n=1 、2p3・・・、X=p、
 CI 、Br 、 I )などが挙げられる。
5inH2x2n (n=1, 2p3..., X=p,
CI, Br, I), etc.

具体的には例えば、 5IH4,(SiF2)51. 
(sir2)6゜(SiF2)4.512F6. Si
HF3.5in2F2.5tC14(SiCl2)5゜
5iBr4− (StBr2)5などのガス状態の、又
は容易にガス化し得るものが挙げられる。また、Si馬
(C10馬)2 。
Specifically, for example, 5IH4, (SiF2)51.
(sir2)6°(SiF2)4.512F6. Si
Examples include those in a gaseous state or those that can be easily gasified, such as HF3.5in2F2.5tC14 (SiCl2)5°5iBr4- (StBr2)5. Also, Si horse (C10 horse)2.

5IH2(CN)2なども形成される堆積膜の使用目的
によっては使用される。
5IH2(CN)2 and the like may also be used depending on the intended use of the deposited film to be formed.

このような本発明による堆積膜形成装置を用いて、以下
1本発明による堆積膜形成方法の一実施例を具体的に説
明する。ここでは、堆積膜としてa−81膜を形成する
場合を述べる。
Using such a deposited film forming apparatus according to the present invention, one embodiment of the deposited film forming method according to the present invention will be specifically described below. Here, a case will be described in which an a-81 film is formed as the deposited film.

実施例1 まず、第1図において、基体8と管1の端部(イ)の距
離L1= 70tm、基体8と管2の端部(ロ)の距離
t2=70m、マイクロ波18及び19の出力を共に1
50Wに各々設定し、網5及び6には共にステンレス鋼
を材料とするメツシュを用い、原料ガス人としてS[4
を508CCM 、原料ガスBとしてH2を40SCC
M及びAr ’x 300 SCCMで各々導入し、内
圧’!: 0.50 Torrに設定した。
Example 1 First, in FIG. 1, the distance L1 between the base 8 and the end (a) of the tube 1 is 70 tm, the distance t2 between the base 8 and the end (b) of the tube 2 is 70 m, and the distance L1 between the base 8 and the end (b) of the tube 2 is 70 m. Both outputs are 1
50W, meshes made of stainless steel are used for both meshes 5 and 6, and S[4
508CCM, H2 as raw material gas B 40SCC
M and Ar 'x 300 SCCM were introduced respectively, and the internal pressure'! : It was set at 0.50 Torr.

網5及び6は、タングステンヒーター20及び21によ
って1200℃に昇温され、励起空間3及び4において
原料ガスA及びBが、マイクロ波及び網の熱による直接
励起によりて活性化される。
The nets 5 and 6 are heated to 1200° C. by tungsten heaters 20 and 21, and the source gases A and B are activated in the excitation spaces 3 and 4 by direct excitation by microwaves and the heat of the nets.

そして管1からa −Si堆積膜形成用の前駆体が。Then, from the tube 1, a precursor for forming an a-Si deposited film is supplied.

管2から活性種が各々成膜空間7に導入され1両者の化
学反応によって基板8上に良好な光導電特性を有するa
 −Sl膜が形成された。この時の堆積速度は6X/s
ea・であった・ 本実施例において、活性化空間3及び4は前述の共振条
件を満たすために内径80鰭、長さ138nの円筒状の
形態を有するステンレス製の外壁に囲まれている。
Activated species are introduced into the film forming space 7 from the tubes 2, and a chemical reaction between the two causes a substrate 8 to have good photoconductive properties.
-A Sl film was formed. The deposition rate at this time is 6X/s
In this embodiment, the activation spaces 3 and 4 are surrounded by a stainless steel outer wall having a cylindrical shape with an inner diameter of 80 fins and a length of 138 n in order to satisfy the above-mentioned resonance conditions.

プラズマは容易に生起され終端10及び11を約10m
移動しても放電に、大きな変化は見られなかった。この
ことから、プラズマ存在下での共振のピークはかなシブ
ロードなものであると思われる。
Plasma is easily generated and the distance between the terminals 10 and 11 is about 10 m.
No significant change was observed in the discharge even after moving. From this, it seems that the resonance peak in the presence of plasma is a rather broad one.

比較のために、網5及び6を用いないでa−8t膜の堆
積を行った。この場合、堆積空間7の形状。
For comparison, a-8t film deposition was performed without nets 5 and 6. In this case, the shape of the deposition space 7.

基板8の位置、形状によって励起空間3及び4における
放電が安定せず再現性に乏しかった。また、プラズマが
堆積空間7に侵入し基板8に到達して堆積膜表面にダメ
ージを与えることによりて、堆積膜の光導電特性の悪化
をまねい之、また、この時の堆積速度は0.51/as
e、から3X/see、まで様々でありた。
Due to the position and shape of the substrate 8, the discharge in the excitation spaces 3 and 4 was unstable and had poor reproducibility. Furthermore, the plasma enters the deposition space 7 and reaches the substrate 8, damaging the surface of the deposited film, leading to deterioration of the photoconductive properties of the deposited film. /as
They varied from e, to 3X/see.

この比較例から明らかなように、網5及び6を用いるこ
とによって、放電が安定になシ、かつ、プラズマが堆積
空間に侵入しなくなシ、更に原料ガスの流量に対する前
駆体及び活性種の励起効率が向上し、その結果として、
従来に比べて光導電特性の良好な堆積膜が、堆積空間の
形状や基板の位置。
As is clear from this comparative example, by using the nets 5 and 6, the discharge is stabilized, the plasma is prevented from entering the deposition space, and the precursor and active species are The excitation efficiency is improved, and as a result,
The deposited film has better photoconductive properties than conventional ones, depending on the shape of the deposition space and the position of the substrate.

形状によらず再現性よく、より大きな堆積速度で形成す
ることができた。
Regardless of the shape, it could be formed with good reproducibility and at a higher deposition rate.

また、前駆体及び活性種の活性化に発熱体による熱励起
のみを用いた場合、本実施例と同等の励起効率を得るた
めには発熱体の温度’11600℃まで上げねばならな
かった。これと比較して本実施例では、網の温度は12
00℃とかなシ低く、コンタミネーシテンの発生量が低
く抑えられ、この結果、堆積膜の光導電特性が更に向上
している。
Furthermore, when only thermal excitation by a heating element was used to activate the precursor and active species, the temperature of the heating element had to be raised to 11,600° C. in order to obtain excitation efficiency equivalent to that of this example. In comparison, in this example, the temperature of the net is 12
The temperature is low, such as 00° C., and the amount of contamination generated is suppressed to a low level, and as a result, the photoconductive properties of the deposited film are further improved.

実施例2 第2図は1本発明による堆積膜形成装置の他の構成例の
概略を示した模式図である。
Embodiment 2 FIG. 2 is a schematic diagram showing the outline of another example of the structure of the deposited film forming apparatus according to the present invention.

第1図と同一の要素を同一符号で表わすと、本実施例で
は原料ガスA及びBは石英を材料とする同軸二重筒の内
筒1及び外筒2に各々導入され、同一の活性化空間3に
おいて、マイクロ波12及び石英外筒の端部に設けられ
た網5の熱によって励起され、堆積室7におかれた基体
8に堆積膜を形成する。
The same elements as in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. In this example, source gases A and B are introduced into the inner cylinder 1 and outer cylinder 2 of a coaxial double cylinder made of quartz, respectively, and are activated in the same way. In the space 3, a deposited film is formed on the substrate 8 placed in the deposition chamber 7 by being excited by the microwave 12 and the heat of the net 5 provided at the end of the quartz outer cylinder.

第2図において、基体8と内筒1の端部(イ)の距離t
、=60txx、基体8と外筒2の端部の距離t、、=
300襲、マイクロ波18の出力を150Wに各々設定
し網5としてタングステンを材料とするメツシュを用い
、原料ガスAとしてSiF4’i 30SCCM 。
In FIG. 2, the distance t between the base 8 and the end (a) of the inner cylinder 1
,=60txx, distance t between the base 8 and the end of the outer cylinder 2, ,=
300 cycles, the output of the microwave 18 was set to 150 W, a mesh made of tungsten was used as the mesh 5, and SiF4'i 30 SCCM was used as the raw material gas A.

原料がスBとしてH2を20 SCCM及びArを25
0SCCMで各々導入し、内圧k 0.30 Torr
に設定した。また、網5t”800℃に昇温した。
The raw material is 20 H2 as B, 25 SCCM and Ar.
Each was introduced at 0 SCCM, and the internal pressure k was 0.30 Torr.
It was set to Further, the temperature of the screen was raised to 800°C.

本実施例の場合、タングステンから成る網5が触媒とし
て働き原料がスBから活性株としてH*ラジカルを作シ
出す効率が高まシ―その結果として網の温度を低く抑え
られコンタミネーシ曹ンが低減され、光導電特性の良好
なa−8l堆積膜が形成できた。
In the case of this embodiment, the net 5 made of tungsten acts as a catalyst and increases the efficiency of producing H* radicals as active strains from the raw material B. As a result, the temperature of the net can be kept low and contamination can be reduced. was reduced, and an a-8l deposited film with good photoconductive properties could be formed.

比較のために網5を用いずに堆積を行なったところ、外
筒2の放出口近くにa−81が堆積し、それが成膜中に
剥離して基体8上のa−81堆積膜のピンホールの原因
となった。また、堆積速度も、本実施例に比べて小さか
った。
For comparison, when deposition was carried out without using the net 5, A-81 was deposited near the outlet of the outer cylinder 2, and it peeled off during film formation and the A-81 deposited film on the substrate 8 was removed. This caused a pinhole. Furthermore, the deposition rate was also lower than that of this example.

本実施例では、触媒作用をもつ網5の材料としてタング
ステンを用いたが同様の効果を有する材料、例えば、バ
ナジウム、fラチナ等を用いてもよい。
In this embodiment, tungsten is used as the material for the net 5 having a catalytic effect, but materials having similar effects, such as vanadium, f-latina, etc. may also be used.

実施例3 第3図は本発明による堆積膜形成装置の他の構成例の概
略を示した模式図である。
Embodiment 3 FIG. 3 is a schematic diagram showing the outline of another example of the structure of the deposited film forming apparatus according to the present invention.

第1図と同一の要素を同一の符号で表わすと、第3図に
おいて、ステンレス鋼によって囲まれた活性化空間3及
び4は、共振周波数調整用の終端部10及び11を有し
、原料ガスA及びBが、マイクロ波に対して遮断周波数
を持つオリフィス22及び231に介して、マイクロ波
12及び13が石英窓24及び25を介して各々導入さ
れ、ここで励起された前駆体及び活性種が網5及び6を
介して堆積空間に導入され、化学反応によって基体8上
に堆積膜を形成する。
In FIG. 3, the activation spaces 3 and 4 surrounded by stainless steel have terminations 10 and 11 for adjusting the resonant frequency and have the same elements as in FIG. A and B are introduced through orifices 22 and 231 having a cutoff frequency for microwaves, and microwaves 12 and 13 are introduced through quartz windows 24 and 25, respectively, and the excited precursors and active species are introduced here. is introduced into the deposition space through the nets 5 and 6, and forms a deposited film on the substrate 8 by a chemical reaction.

本実施例の場合、マイクロ波12及び13の定在波に対
して広い範囲において励起を行なうため、従来例のよう
に石英筒の位置によって励起効率が変動してしまうこと
がなくなシ、その結果として堆積膜の堆積速度及び膜質
の再現性が向上した。
In the case of this embodiment, since the standing waves of the microwaves 12 and 13 are excited over a wide range, the excitation efficiency does not vary depending on the position of the quartz cylinder as in the conventional example. As a result, the deposition rate of the deposited film and the reproducibility of the film quality were improved.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上詳細に説明したように、本発明による堆積膜形成方
法及び堆積膜形成装置は、堆積空間の形状及び基体の位
置、形状に依らずマイクロ波を安定ならしめ、かつ、堆
積空間に侵入するプラズマを減少せしめ、かつ、前駆体
及び活性種の励起効率を高めることによシ、形成される
堆積膜の特性及び堆積速度の向上を図シながら、膜形成
条件の管理の簡素化、堆積膜の量産化を容易に達成する
ことを可能とする。
As explained in detail above, the deposited film forming method and deposited film forming apparatus according to the present invention can stabilize microwaves regardless of the shape of the deposition space and the position and shape of the substrate, and can prevent plasma entering the deposition space. By reducing the It makes it possible to easily achieve mass production.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図、第2図、及び第3図は、夫々本発明による堆積
膜形成装置の構成例の概略的な構成を示す模式図である
。 1.2・・・管、3,4・・・励起空間、5,6・・・
導電性の網、7・・・成膜空間、8・・・基体、9・・
・基体ホルダ、10.11・・・共振周波数調整用終端
部、12゜13・・・導波管、14.15・・・水冷ア
プリケータ。 16.17・・・マイクロ波発振器、18.19・・・
ヒータ、20・・・排気口、22.23・・・オリスイ
ス、24.25・・・石英窓。 代理人 弁理士  山 下 穣 平 第3図
FIG. 1, FIG. 2, and FIG. 3 are schematic diagrams each showing a schematic configuration of a configuration example of a deposited film forming apparatus according to the present invention. 1.2...tube, 3,4...excitation space, 5,6...
Conductive net, 7... Film forming space, 8... Substrate, 9...
・Substrate holder, 10.11... Termination part for adjusting resonance frequency, 12°13... Waveguide, 14.15... Water-cooled applicator. 16.17...Microwave oscillator, 18.19...
Heater, 20... Exhaust port, 22.23... Oriswiss, 24.25... Quartz window. Agent Patent Attorney Jo Taira Yamashita Figure 3

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)原料ガスを活性化させて、堆積膜形成に利用され
る前駆体と該前駆体と化学反応する活性種を接触させる
ことによって基体上に堆積膜を形成する堆積膜形成方法
において、前記前駆体又は/及び活性種の一部乃至全部
を活性化するために用いるマイクロ波に対して共振周波
数を有し、外囲の少なくとも一部分が導電性の網によっ
て形成される活性化空間を、基体を収容し堆積膜を形成
するための堆積空間と前記導電性網の少なくとも一部分
を介して連通させて堆積膜を形成することを特徴とする
堆積膜形成法。
(1) A deposited film forming method in which a deposited film is formed on a substrate by activating a raw material gas and bringing into contact a precursor used for forming a deposited film and an active species that chemically reacts with the precursor. An activation space having a resonant frequency with respect to the microwave used for activating part or all of the precursor and/or active species and having at least a portion of the outer circumference formed by a conductive mesh is provided on the substrate. A method for forming a deposited film, the method comprising forming a deposited film by communicating with a deposition space for accommodating the conductive network through at least a portion of the conductive network.
(2)導電性網の少なくとも一部分を加熱乃至冷却可能
として堆積膜形成を行なう特許請求の範囲第(1)項記
載の堆積膜形成法。
(2) The method for forming a deposited film according to claim (1), wherein at least a portion of the conductive network is heated or cooled to form the deposited film.
(3)原料ガスを活性化させて堆積膜形成に利用される
前駆体及び該前駆体と化学反応する活性種を生成させる
活性化室と、該前駆体及び活性種を接触させることによ
って基体上に堆積膜を形成する堆積室とを有する堆積膜
形成装置において、前記前駆体及び活性種の一部乃至全
部を活性化するために用いるマイクロ波に対して共振周
波数を有し、外囲の少なくとも一部分が導電性の網によ
って形成される活性化室が、堆積室と該導電性網の少な
くとも一部分を介して連通していることを特徴とする堆
積膜形成装置。
(3) An activation chamber that activates a source gas to generate a precursor used for forming a deposited film and an active species that chemically reacts with the precursor; A deposited film forming apparatus having a deposition chamber for forming a deposited film at least one part of the outer enclosure has a resonant frequency with respect to the microwave used for activating some or all of the precursors and active species. A deposited film forming apparatus characterized in that an activation chamber, a portion of which is formed by a conductive net, communicates with a deposition chamber through at least a portion of the conductive net.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0564359A1 (en) * 1992-04-03 1993-10-06 Commissariat A L'energie Atomique Microwave applicator and plasma reactor using the same
JP2020178067A (en) * 2019-04-19 2020-10-29 日新電機株式会社 Deposition method of silicon film

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