JPS63239930A - Deposited film forming apparatus by microwave plasma cvd method - Google Patents

Deposited film forming apparatus by microwave plasma cvd method

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JPS63239930A
JPS63239930A JP62073563A JP7356387A JPS63239930A JP S63239930 A JPS63239930 A JP S63239930A JP 62073563 A JP62073563 A JP 62073563A JP 7356387 A JP7356387 A JP 7356387A JP S63239930 A JPS63239930 A JP S63239930A
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JP
Japan
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deposited film
microwave
space
exciting
precursor
Prior art date
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JP62073563A
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Japanese (ja)
Inventor
Eiji Takeuchi
栄治 竹内
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To improve a depositing speed, to simplify the control of film forming conditions, to achieve the mass production of the films and, at the same, time, to make it possible to form a deposited film having excellent characteristics with good reproducibility, by forming at least a part of a closed microwave path with an exciting space and introducing means. CONSTITUTION:The following parts are provided in this apparatus: a depositing space 101 for forming a deposited film; exciting spaces 105, 106 for exciting a precursor or/and an active seeds, which are to become a materials for forming the deposited film with microwave energy; and introducing means 103, 104 for introducing the precursor and the active species into the depositing space 101. In this deposited film forming apparatus, the exciting space 101 and the introducing means 103, 104 form at least a part of a closed microwave path. For example, a microwave is propagated from a rectangular waveguide 110 and distributed through a directional distributer 111. The microwaves are introduced into the exciting spaces 105, 106. The precursor and the active layer, which are excited in the exciting spaces 105, 106 through the introducing pipes 103, 104, are introduced into the depositing space 101.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は堆積膜形成装置に係り、特に薄膜トランジスタ
、光起電力素子又は電子写真用の光導電部材等の半導体
素子を構成する堆積膜のマイクロ波プラズマCVD法(
以下、“MW−P CV D法”という。)による形成
装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application] The present invention relates to a deposited film forming apparatus, and particularly to a deposited film forming apparatus for forming a deposited film forming a semiconductor device such as a thin film transistor, a photovoltaic device, or a photoconductive member for electrophotography. Wave plasma CVD method (
Hereinafter, this will be referred to as the "MW-P CVD method." ) relates to a forming device.

〔従来技術の説明〕[Description of prior art]

例えば、光起電力素子の光電変換層を構成するアモルフ
ァスシリコン膜(以下、A−3i膜とする。)の形成に
は、真空蒸着法、プラズマCVD法、CVD法、反応性
スパッタリング法、イオンブレーティング法、光CVD
法等が試みられており、一般的には、プラズマCVD法
が広く用いられ、企業化されている。
For example, the amorphous silicon film (hereinafter referred to as A-3i film) that constitutes the photoelectric conversion layer of a photovoltaic element can be formed using vacuum evaporation, plasma CVD, CVD, reactive sputtering, ion beam Rating method, optical CVD
Generally, plasma CVD methods are widely used and commercialized.

プラズマCVD法によるA−3t系の堆積膜の形成にお
いての反応プロセスは、従来のCVD法に比較してかな
り複雑であり、その反応機構も不明な点が少なくなかっ
た。また、その堆積膜の形成パラメータも多く(例えば
、基板温度、導入ガスの流量と比、形成時の圧力、高周
波電極、電極構造、反応容器の構造、排気速度、プラズ
マ発生方式など)、このために、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影響を与え
ることが少なくなかった。その上、装置特有のパラメー
タを装置ごとに選定する必要があり、製造条件を一般化
することが困難であるというのが実状であった。
The reaction process in forming an A-3t-based deposited film by the plasma CVD method is considerably more complicated than that of the conventional CVD method, and the reaction mechanism is also unclear in many aspects. In addition, there are many formation parameters for the deposited film (e.g., substrate temperature, flow rate and ratio of introduced gas, pressure during formation, high frequency electrode, electrode structure, reaction vessel structure, pumping speed, plasma generation method, etc.). However, sometimes the plasma becomes unstable, which often has a significant effect on the deposited film. Furthermore, it is necessary to select parameters unique to each device, making it difficult to generalize manufacturing conditions.

このため、プラズマCVD法によって形成されるA−5
t系の堆積膜は、電気的、光学的特性および繰返し使用
での疲労特性或いは使用環境特性、更には均一性、再現
性を含めて生産性、量産性の点において満足な特性を具
現することが困難であった。
For this reason, A-5 formed by plasma CVD method
The t-based deposited film must exhibit satisfactory characteristics in terms of electrical and optical properties, fatigue characteristics during repeated use, use environment characteristics, and productivity and mass production, including uniformity and reproducibility. was difficult.

しかしながら、例えば光起電力素子等の半導体装置の性
能を向上させる為には、半導体装置を構成するA−3i
堆積膜の総合的な特性を向上させることが必須である。
However, in order to improve the performance of semiconductor devices such as photovoltaic elements, A-3i constituting the semiconductor device must be
It is essential to improve the overall properties of deposited films.

上述の如く、A−3L堆積膜の形成において、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
量産化できる形成装置を開発することが切望されている
As mentioned above, in forming the A-3L deposited film, it is strongly desired to develop a forming apparatus that can be mass-produced with a low-cost apparatus while maintaining its practically usable characteristics and uniformity.

これらのことは、他の堆積膜、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
ことがいえる。
These things are similar to other deposited films, such as silicon nitride films,
The same can be said of silicon carbide films and silicon oxide films.

〔発明の目的〕 本発明は上述の従来装置における問題点を解決して上述
の要求に応えることの出来るMW−PCVD法による機
能性装置を提供することを目的とする。
[Object of the Invention] It is an object of the present invention to provide a functional device using the MW-PCVD method that can solve the problems of the conventional device described above and meet the above-mentioned demands.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

本発明は上記本発明の目的を達成するものであって、本
発明による、MW−PCVD法による装置は、塩m膜を
形成するための堆積空間と、堆積膜形成用の原料となる
前駆体または/および活性種をマイクロ波エネルギーに
よって励起するための励起空間と、前記堆積空間に前記
前駆体および活性種を導入するための導入手段とを有し
てなり、前記励起空間と導入手段とが閉じたマイクロ波
路の少なくとも一部を形成してなることを特徴とするも
のである。
The present invention achieves the above-mentioned objects of the present invention, and an apparatus using the MW-PCVD method according to the present invention includes a deposition space for forming a salt m film and a precursor serving as a raw material for forming the deposited film. or/and an excitation space for exciting active species with microwave energy, and an introduction means for introducing the precursor and the active species into the deposition space, wherein the excitation space and the introduction means are It is characterized in that it forms at least a part of a closed microwave path.

本発明の装置によれば、励起空間と導入手段とが閉じた
マイクロ波路の少なくとも一部を形成しているために、
前駆体または/および活性種を励起するためのマイクロ
波は前記閉じたマイクロ波路を巡回して伝搬するので、
前記前駆体または/および活性種を励起するための励起
空間の他にマイクロ波エネルギーを消費する暗所が少な
く、あるいは無くすることが可能となる。したがって、
前駆体または/および活性種を効率良く励起することが
可能となるので、堆積速度を向上させることができ、量
産性の良い堆積膜の形成が可能となった。
According to the device of the present invention, since the excitation space and the introducing means form at least a part of a closed microwave path,
Since the microwave for exciting the precursor and/or the active species propagates around the closed microwave path,
In addition to the excitation space for exciting the precursors and/or active species, it is possible to reduce or eliminate dark places where microwave energy is consumed. therefore,
Since it becomes possible to efficiently excite the precursor and/or the active species, the deposition rate can be increased and a deposited film can be formed with good mass productivity.

また、前駆体または/および活性種を励起するためのマ
イクロ波は前記閉じたマイクロ波路を巡回して伝搬する
ので、該マイクロ波を反射する箇所が少なくあるいは全
く無くすることが可能となる。したがって、前記マイク
ロ波の伝搬特性は良好かつ安定化するので、前記前駆体
または/および活性種を安定的に励起することができ、
その結果特性の良好なる堆積膜を再現性良く形成するこ
とが可能となった。
Further, since the microwave for exciting the precursor and/or the active species propagates around the closed microwave path, it is possible to reduce or eliminate the number of locations where the microwave is reflected. Therefore, the propagation characteristics of the microwave are good and stable, so the precursor and/or active species can be excited stably,
As a result, it has become possible to form a deposited film with good characteristics with good reproducibility.

なお、本発明での「前駆体」とは、形成される堆積膜の
原料には成り得るが、そのままのエネルギ状態では堆積
膜を形成することが全く又は殆ど出来ないものを言う。
Note that the "precursor" in the present invention refers to a substance that can serve as a raw material for a deposited film to be formed, but is completely or almost incapable of forming a deposited film in its current energy state.

また、「活性種」とは、前記前駆体と化学的相互作用を
起こして例えば前駆体にエネルギを与えたり、前駆体と
化学的に反応したりして、前駆体を堆積膜を形成するこ
とができる状態にする役目を担うものを言う。したがっ
て、活性種としては、形成される堆積膜を構成する構成
要素を含んでいても良く、或いはその様な構成要素を含
んでいなくとも良い。
In addition, "active species" means to cause a chemical interaction with the precursor to give energy to the precursor, for example, or to chemically react with the precursor to form a deposited film of the precursor. refers to something that plays a role in making things possible. Therefore, the active species may contain constituent elements constituting the deposited film to be formed, or may not contain such constituent elements.

本発明において、前駆体を生成する原料ガスとしては、
珪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。そのようなも
のとしては、例えば、5i6Xz+tB (n−1,2
,3・=、X−F、C1゜Br、 I)、(SiXx)
n (n≧3.X−F、C1゜Br、r)、5iaHX
t++−+ (n” 1+  2+  3”’+X=F
、  C12,Br、I)+5InHzXza(n−1
,2,3−、X−F、C1,Br、r)などが挙げられ
る。
In the present invention, the raw material gas for producing the precursor is as follows:
A silicon atom having a highly electron-withdrawing atom or atomic group, or a polar group bonded to the silicon atom is used. As such, for example, 5i6Xz+tB (n-1,2
,3・=,X-F,C1゜Br, I), (SiXx)
n (n≧3.X-F, C1°Br, r), 5iaHX
t++-+ (n" 1+ 2+ 3"'+X=F
, C12,Br,I)+5InHzXza(n-1
, 2,3-, X-F, C1, Br, r), and the like.

具体的には例えばSiF4.(SiFg)s、(SiF
z)6゜(SiFg)n 、5izF6.5iHFz 
、SiH*Fz。
Specifically, for example, SiF4. (SiFg)s, (SiF
z)6゜(SiFg)n, 5izF6.5iHFz
, SiH*Fz.

5iC1a 、(SiC1g)@ 、5IBrt 、(
SiBrz)s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、5iHz(ChHs)t
、5IHz(CN)t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。
5iC1a, (SiC1g)@, 5IBrt, (
Examples include those in a gaseous state or those that can be easily gasified, such as SiBrz)s. Also, 5iHz(ChHs)t
, 5IHz(CN)t, etc. may also be used depending on the purpose of use of the deposited film to be formed.

ただし、上述したものを前駆体としてそのまま用いても
よいし、熱、光、放電、マイクロ波などの分解エネルギ
を加えることにより、前駆体としてもよい。
However, the above-mentioned materials may be used as they are as precursors, or may be made into precursors by applying decomposition energy such as heat, light, discharge, or microwaves.

本発明において、活性種を生成させる原料としては、H
,、StH,,5tHzF、5iHs、CI、5iHs
Br。
In the present invention, the raw material for generating active species is H
,,StH,,5tHzF,5iHs,CI,5iHs
Br.

5iHzlなどの他に、He+Ne、Ar等の稀ガスが
挙げられる。
In addition to 5iHzl, rare gases such as He+Ne and Ar may be used.

本発明において、活性種は放電、光、熱、マイクロ波等
のエネルギで、あるいはそれ等の併用によって活性化さ
れるばかりでなく、触媒などとの接触あるいは添加によ
り生成されてもよい。
In the present invention, the active species are not only activated by energy such as electric discharge, light, heat, microwaves, etc., or a combination thereof, but also may be generated by contact with or addition of a catalyst.

以下、本発明の内容を図面を用いて以下に詳細に説明す
る。
Hereinafter, the contents of the present invention will be explained in detail using the drawings.

第1図は、本発明による堆積膜形成装置の第1実施態様
の概略的構成図である。
FIG. 1 is a schematic diagram of a first embodiment of a deposited film forming apparatus according to the present invention.

同図において、堆積空間101は、排気管102を介し
て不図示の排気系によって排気され所望の圧力に保持す
ることができる。該堆積空間に接続されてなる導入管1
03および104を介して、励起空間105および10
6において励起された前駆体および活性種が堆積空間1
01内に導入される。この様にして導入された前駆体ま
たは/および活性種を原料として、堆積空間101内に
配されてなる基体保持部107に保持された堆積膜形成
用の基体10B上に堆積膜が形成される。なお、基体保
持部107には基体加熱用ヒーター109が設けてあり
、基体108を任意の温度に保持することが可能である
In the figure, a deposition space 101 is evacuated by an exhaust system (not shown) via an exhaust pipe 102 and can be maintained at a desired pressure. An introduction pipe 1 connected to the deposition space
03 and 104, excitation spaces 105 and 10
6, the excited precursors and active species are deposited in the deposition space 1.
01. Using the precursor and/or active species introduced in this way as raw materials, a deposited film is formed on the substrate 10B for forming a deposited film held in the substrate holder 107 arranged in the deposition space 101. . Note that the substrate holder 107 is provided with a heater 109 for heating the substrate, and it is possible to maintain the substrate 108 at an arbitrary temperature.

次に、前駆体または/および活性種を励起するために用
いるマイクロ波の伝搬について詳しく説明する。
Next, propagation of microwaves used to excite precursors and/or active species will be explained in detail.

不図示のマイクロ波発振器によって発生されたマイクロ
波は、方形導波管110を介して伝搬し、方向性分配器
111に到達する。前記マイクロ波は方向性分配器によ
って分配され、励起空間!05および106に導入され
る。該励起空間105および106において、導入管1
−03および104を介して導入された前駆体および活
性種がマイクロ波によって励起され、前記前駆体または
/および活性種の一部あるいは全部がプラズマ化する。
Microwaves generated by a microwave oscillator (not shown) propagate through a rectangular waveguide 110 and reach a directional distributor 111. The microwave is distributed by a directional distributor and the excitation space! Introduced in 05 and 106. In the excitation spaces 105 and 106, the introduction pipe 1
The precursors and active species introduced through -03 and 104 are excited by microwaves, and part or all of the precursors and/or active species become plasma.

このため、導入管103または/および104はマイク
ロ波の導波路となる。
Therefore, the introduction pipe 103 and/or 104 becomes a microwave waveguide.

このため、先述の励起空間105に到達したマイクロ波
は導入管103または/および104を介して励起空間
106に伝搬した後、一部は堆積空間101に放射され
、また他の一部は方形導波管112に放射される。堆積
空間101内に放射されたマイクロ波は、アンテナ11
3によって受波された後、同軸線路114を介してアン
テナ115に伝搬し、該アンテナ115によって方形導
波管116内に励振され、該導波管116を介して方向
性結合器111に到達する。また方形導波管112に放
射されたマイクロ波は導波管116を介してアンテナ1
16に受波された後、同軸線路114を介してアンテナ
113に伝搬し、該アンテナ113によって堆積空間1
01内に励振され、導入管103または/および104
を介して励起空間106に伝搬する。
Therefore, after the microwaves that have reached the excitation space 105 described above propagate to the excitation space 106 via the introduction tubes 103 and/or 104, some of them are radiated into the deposition space 101, and the other part is emitted into the rectangular guide. It is radiated to the wave tube 112. The microwave radiated into the deposition space 101 is transmitted to the antenna 11.
3, propagates to the antenna 115 via the coaxial line 114, is excited into the rectangular waveguide 116 by the antenna 115, and reaches the directional coupler 111 via the waveguide 116. . Furthermore, the microwave radiated to the rectangular waveguide 112 is transmitted to the antenna 1 via the waveguide 116.
After being received by the antenna 16, the wave propagates to the antenna 113 via the coaxial line 114, and is transmitted to the deposition space 1 by the antenna 113.
01 and the introduction tube 103 or/and 104
and propagates into the excitation space 106 via.

この様に、励起空間105と106と、導入手段IQ3
または/および104とは閉じたマイクロ波路の一部を
形成しており、前記マイクロ波発振器(図示せず)によ
って発せられたマイクロ波は、前記閉じたマイクロ波路
を巡回して伝搬することになる。
In this way, the excitation spaces 105 and 106 and the introduction means IQ3
or/and 104 forms a part of a closed microwave path, and the microwave emitted by the microwave oscillator (not shown) propagates around the closed microwave path. .

このような堆積膜形成装置を用いて、次のようにして堆
積膜を形成した。ここでは、基体108として平板状ガ
ラス基板を用、い、堆積膜としてA−3i膜を形成する
場合を述べる。
Using such a deposited film forming apparatus, a deposited film was formed in the following manner. Here, a case will be described in which a flat glass substrate is used as the base 108 and an A-3i film is formed as the deposited film.

前駆体の原料ガスとして5IFaを導入管103へ流量
5Qscesで供給するとともに、活性種の原料ガスと
してHlを導入管104へ流量50secmで供給し、
周波数2.45GHzのマイクロ波によりて各々励起し
て前駆体および活性種を生成し、堆積空間101内に導
入した。この時、基体加熱用ヒーター109によって、
基体108の温度を250℃に保持した。こうして30
分間堆積を行い、厚さ1.5μmのA−3i膜を基体1
08上に形成した。
5IFa is supplied as a precursor raw material gas to the introduction pipe 103 at a flow rate of 5 Qsces, and Hl is supplied as an active species raw material gas to the introduction pipe 104 at a flow rate of 50 seconds,
A precursor and an active species were generated by excitation with microwaves having a frequency of 2.45 GHz, and introduced into the deposition space 101. At this time, the substrate heating heater 109
The temperature of the substrate 108 was maintained at 250°C. Thus 30
The A-3i film with a thickness of 1.5 μm was deposited on the substrate 1.
08.

形成されたA−3ipJ上に、0.2鶴間隔のくし型/
l電橿を形成し、2.2 X 101photon/c
iのHe−Neレーザを照射し、暗導電率および明導電
率を測定したところ、それぞれσd −8,2Xl0−
’。
On the formed A-3ipJ, a comb shape/
Forms an electric beam, 2.2 x 101 photon/c
When the dark conductivity and bright conductivity were measured by irradiation with a He-Ne laser of
'.

(0cm)−’、fp=7.3X10−”<0cm)−
’という良好な光導電性を有していることが分かった。
(0cm)-', fp=7.3X10-"<0cm)-
It was found that it had good photoconductivity.

第2図は、本発明による堆積膜形成装置の別の実施態様
の概略的構成図である。ただし第一実施態様の場合と機
能的に同一である部材には、下2桁を同一にしてあり、
説明は簡略化する。
FIG. 2 is a schematic diagram of another embodiment of the deposited film forming apparatus according to the present invention. However, for members that are functionally the same as in the first embodiment, the last two digits are the same.
The explanation will be simplified.

同図は、第一実施態様におけるアンテナ113および1
15と同軸線路114の替りに、アルミナ製の窓217
を設け、該窓に方形導波管216を直接接続した点を除
けば、第1図に示されると同様の堆積膜形成装置の概略
的構成図である0本装置においては、不図示のマイクロ
波発振器によって発生されたマイクロ波は方形導波管2
10を介して伝搬し、方向性分配器211によって分配
され、励起空間205および206に導入される。
The figure shows antennas 113 and 1 in the first embodiment.
15 and coaxial line 114, an alumina window 217
This is a schematic diagram of a deposited film forming apparatus similar to that shown in FIG. 1, except that a rectangular waveguide 216 is directly connected to the window. The microwave generated by the wave oscillator passes through the rectangular waveguide 2
10 , distributed by directional distributor 211 and introduced into excitation spaces 205 and 206 .

該励起空間205および206において、導入管203
および204を介して導入された前駆体または/および
活性種がマイクロ波によって励起され、前記前駆体また
は/および活性種の一部あるいは全部がプラズマ化する
。このため導入管203または/および204はマイク
ロ波の導波路となる。
In the excitation spaces 205 and 206, the introduction pipe 203
The precursors and/or active species introduced through 204 are excited by microwaves, and part or all of the precursors and/or active species become plasma. Therefore, the introduction tube 203 and/or 204 becomes a microwave waveguide.

従って、先述の励起空間205に到達したマイクロ波は
導入管203または/および204を介して励起空間2
06に伝搬した後、一部は堆積空間201に放射され、
また他の一部は方形導波管212に放射される。堆積空
間201内に放射されたマイクロ波はアルミナ製の窓2
17を介して方形導波管216内に放射され、該導波管
セ16を介して方向性結合器211に到達する。また方
形導波管212に放射されたマイクロ波は導波管216
を伝搬した後、アルミナ製の窓217を介して堆積空間
101内に放射され、導入管203または/および20
4を介して励起空間206に伝搬する。
Therefore, the microwaves that have reached the excitation space 205 are transferred to the excitation space 205 through the introduction tube 203 and/or 204.
After propagating to 06, a part is radiated to the deposition space 201,
The other part is radiated to the rectangular waveguide 212. The microwave radiated into the deposition space 201 is transmitted through the alumina window 2.
17 into a rectangular waveguide 216 and reaches the directional coupler 211 via the waveguide 16. Furthermore, the microwave radiated to the rectangular waveguide 212 is transmitted to the waveguide 216.
After propagating, it is radiated into the deposition space 101 through the alumina window 217, and is emitted into the inlet pipe 203 or/and 20.
4 into the excitation space 206.

この様に、励起空間205と206と、導入手段203
または/および204とは閉じたマイクロ波路の一部を
形成しており、前記マイクロ波発振器(不図示)によっ
て発せられたマイクロ波は前記閉じたマイクロ波路を巡
回して伝搬することになる。
In this way, the excitation spaces 205 and 206 and the introducing means 203
and/or 204 form a part of a closed microwave path, and the microwave emitted by the microwave oscillator (not shown) propagates around the closed microwave path.

このような構造の本実施例を用いて、第一実施態様と同
様の条件で厚さ1.5μmのA−5i膜をガラス基板2
08上に形成した。
Using this example with such a structure, an A-5i film with a thickness of 1.5 μm was deposited on the glass substrate 2 under the same conditions as in the first embodiment.
08.

形成されたA−3j膜上に、0.2f1間隔のくし型A
n!ii極を形成し、2.2 X 1014photo
n/−のHe−Neレーザを照射し、暗導電率および明
導電率を測定したところ、それぞれσa −7,4xl
O−”(Ωam)−’、σp−5.2X10−’(0c
m)−’という良好な光導電性を有していることが分か
った。
On the formed A-3j film, comb shapes A are formed at intervals of 0.2f1.
n! Form ii pole, 2.2 x 1014 photo
When the dark conductivity and bright conductivity were measured by irradiation with n/- He-Ne laser, they were σa -7,4xl, respectively.
O-"(Ωam)-', σp-5.2X10-'(0c
It was found that it had a good photoconductivity of m)-'.

第3図は、本発明による堆積膜形成装置のさらに別の実
施態様の概略的構成図である。ただし、第1および第2
実施態様と機能的に同一である部材は、下2桁に同一の
番号を付し、説明は簡略化する。
FIG. 3 is a schematic diagram of still another embodiment of the deposited film forming apparatus according to the present invention. However, the first and second
Components that are functionally the same as those in the embodiment are given the same numbers in the last two digits, and the description will be simplified.

本装置においては、不図示のマイクロ波発振器によって
発せられたマイクロ波は可動型スタブチューナー318
によって整合されて、励起空間305に導入される。
In this device, microwaves emitted by a microwave oscillator (not shown) are transmitted to a movable stub tuner 318.
and is introduced into the excitation space 305.

該励起空間305において、導入管303および304
を介して導入された前駆体および活性種がマイクロ波に
よって励起され、前記前駆体またば/および活性種の一
部あるいは全部がプラズマ化する。このため、導入管3
03または/および304はマイクロ波の導波路となる
In the excitation space 305, the introduction pipes 303 and 304
The precursor and active species introduced through the microwave are excited by microwaves, and part or all of the precursor and/or active species become plasma. For this reason, the introduction pipe 3
03 and/or 304 are microwave waveguides.

このため、先述の励起空間305に到達したマイクロ波
は導入管303または/および304を介して励起空間
306に伝搬した後、一部は堆積空間301に放射され
、また他の一部は方形導波管312に放射される。堆積
空間301に放射されたマイクロ波は、アルミナ製の窓
317を介して方形導波管316内に放射され、方形導
波管312を介して励起空間306に到達する。また方
形導波管312に放射されたマイクロ波は導波管316
を伝搬した後、アルミナ製の窓317を介して堆積空間
301内に放射され、導入管303または/および30
4を介して励起空間306に伝搬する。
Therefore, after the microwaves that have reached the excitation space 305 described above propagate to the excitation space 306 via the introduction tubes 303 and/or 304, some of them are radiated into the deposition space 301, and the other part is emitted into the rectangular guide. It is radiated to the wave tube 312. The microwave radiated into the deposition space 301 is radiated into the rectangular waveguide 316 through the alumina window 317 and reaches the excitation space 306 through the rectangular waveguide 312 . Furthermore, the microwave radiated to the rectangular waveguide 312 is transmitted to the waveguide 316.
After propagating, it is radiated into the deposition space 301 through the alumina window 317, and is emitted into the inlet pipe 303 or/and 30.
4 into the excitation space 306.

この様に、励起空間306と、導入手段303または/
および304とは閉じたマイクロ波路の一部を形成して
おり、前記マイクロ波発振器(不図示)によって発せら
れたマイクロ波は前記閉じたマイクロ波路を巡回して伝
搬することになる。
In this way, the excitation space 306 and the introducing means 303 or/and
and 304 form a part of a closed microwave path, and the microwave emitted by the microwave oscillator (not shown) propagates around the closed microwave path.

このような堆積膜形成装置を用いて、次のよう一3i膜
を形成する場合を述べる。
A case will be described in which a 13i film is formed using such a deposited film forming apparatus as follows.

前駆体の原料ガスとしてSiF4を導入管303へ流f
t1ooscc−で供給するとともに、活性種の原料ガ
スとしてH!とArとを導入管304へそれぞれ流i1
50 sccmおよび200sccsで供給し、周波数
2.45GHzのマイクロ波によって各々活性化させて
前駆体および活性種を生成し、堆積空間301内に導入
した。この時、基体加熱用ヒーター309によって、基
体308の温度を250℃に保持した。こうして45分
間堆積を行い、厚さ2. O77mのA−3t膜を基体
308上に形成した。
SiF4 is flowed into the introduction pipe 303 as a precursor source gas f
In addition to supplying t1ooscc-, H! and Ar are respectively flowed into the introduction pipe 304.
The precursors and active species were supplied at 50 sccm and 200 sccs and activated by microwaves at a frequency of 2.45 GHz, respectively, and introduced into the deposition space 301. At this time, the temperature of the substrate 308 was maintained at 250° C. by the substrate heating heater 309. Deposition was carried out in this manner for 45 minutes to a thickness of 2. An A-3t film of O77m was formed on the substrate 308.

形成されたA−3t膜上に、0.2 f1間隔のくし型
AI電極を形成し、2.2 X 101photon/
 cdのHe−Neレーザを照射し、暗導電率および明
導電率を測定したところ、それぞれcd = 3. I
 XIO”(Ωam)−’、σp=4.2xlo−’(
9口)−1という良好な光導電性を有していることが分
かった。
On the formed A-3t film, comb-shaped AI electrodes with a spacing of 0.2 f1 were formed, and 2.2 x 101 photon/
When irradiated with cd He-Ne laser and measured the dark conductivity and bright conductivity, each cd = 3. I
XIO"(Ωam)-', σp=4.2xlo-'(
It was found that it had a good photoconductivity of 9)-1.

〔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装
置は、堆積膜形成用の原料となる前駆体または/および
活性種をマイクロ波エネルギーによって励起するための
励起空間と、前記前駆体または/および活性種を堆積空
間に導入するための導入手段とを、閉じたマイクロ波路
の少なくとも一部とすることによって、前記前駆体また
は/および活性種を励起するためのマイクロ波の伝搬特
性が安定し、したがって前記前駆体または/および活性
種を安定に励起することが可能となった。
As described above in detail, the deposited film forming apparatus according to the present invention includes an excitation space for exciting a precursor and/or an active species, which is a raw material for deposited film formation, by microwave energy, and By making the introduction means for introducing the active species into the deposition space at least part of a closed microwave path, the propagation characteristics of the microwave for exciting the precursor and/or the active species are stabilized. , Therefore, it became possible to stably excite the precursor and/or the active species.

また、先に述べたように、マイクロ波は、励起空間と導
入手段とをその一部とする閉じたマイクロ波路を巡環し
て伝搬するために、マイクロ波エネルギーの損失が少な
くあるいは無くなり、堆積膜形成用の前駆体または/お
よび活性種を効率良く励起することが可能となった。
In addition, as mentioned earlier, microwaves propagate in a circular manner through a closed microwave path that includes the excitation space and the introducing means, so that the loss of microwave energy is reduced or eliminated, resulting in It has become possible to efficiently excite precursors and/or active species for film formation.

以上のようにして、本発明による堆積膜形成装置によれ
ば、堆積速度の向上、膜形成条件の管理の面素化および
膜の量産化を達成しながら、良好な特性を有する堆積膜
を再現性良く形成することが可能となった。
As described above, according to the deposited film forming apparatus according to the present invention, a deposited film with good properties can be reproduced while improving the deposition rate, simplifying the management of film forming conditions, and mass producing films. It has become possible to form the structure with good properties.

【図面の簡単な説明】 第1図〜第3図は本発明による堆積膜形成装置の実施態
様の概略的構成図である。 101.201,301.・・・堆積空間、102゜2
02.302・・・排気管、103,203,303・
・・導入管、104,204,304・・・導入管、1
05゜205.305・・・励起空間、106,206
,306・・・励起空間、107,207,307・・
・基体保持部、108.208,308・・・基体、1
09,209゜309・・・基体加熱用ヒーター、11
0,210゜310・・・方形導波管、111,211
・・・方向性結合器、112,212.312・・・方
形導波管、113・・・アンテナ、114・・・同軸線
路、115・・・アンテナ、116,216,316・
・・方形導波管、217゜317・・・アルミナ製窓、
318・・・可動型スクブチューナー。 第1図 第2図
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIGS. 1 to 3 are schematic diagrams of embodiments of a deposited film forming apparatus according to the present invention. 101.201,301. ...Deposition space, 102゜2
02.302...Exhaust pipe, 103,203,303・
...Introduction pipe, 104,204,304...Introduction pipe, 1
05°205.305...excitation space, 106,206
, 306... excitation space, 107, 207, 307...
・Substrate holding part, 108.208,308...Base, 1
09,209゜309...Heater for heating the substrate, 11
0,210°310... rectangular waveguide, 111,211
...Directional coupler, 112,212.312...Rectangular waveguide, 113...Antenna, 114...Coaxial line, 115...Antenna, 116,216,316...
...Rectangular waveguide, 217°317...Alumina window,
318...Movable squib tuner. Figure 1 Figure 2

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims]  堆積膜を形成するための堆積空間と、堆積膜形成用の
原料となる前駆体または/および活性種をマイクロ波エ
ネルギーによって励起するための励起空間と、前記堆積
空間に前記前駆体および活性種を導入するための導入手
段とを有する堆積膜形成装置において、励起空間と導入
手段とが閉じたマイクロ波路の少なくとも一部を形成し
てなることを特徴とするマイクロ波プラズマCVD法に
よる堆積膜形成装置。
a deposition space for forming a deposited film; an excitation space for exciting a precursor and/or an active species as a raw material for forming the deposited film with microwave energy; A deposited film forming apparatus using a microwave plasma CVD method, wherein the excitation space and the introducing means form at least a part of a closed microwave path. .
JP62073563A 1987-03-27 1987-03-27 Deposited film forming apparatus by microwave plasma cvd method Pending JPS63239930A (en)

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