KR920000591B1

KR920000591B1 - 마이크로파 강화 cvd시스템

Info

Publication number: KR920000591B1
Application number: KR1019860008597A
Authority: KR
Inventors: 슌페이 야마자끼
Original assignee: 가부시끼가이샤 한도다이 에네르기 겐뀨소; 원본미기재
Priority date: 1985-10-14
Filing date: 1986-10-14
Publication date: 1992-01-16
Also published as: CN1098243A; CN1053229C; CN1027549C; CN1102034A; CN86106620A; KR870004497A; CN1053230C

Abstract

내용 없음.

Description

마이크로파 강화 CVD시스템

제1도는 본 발명의 제1실시예를 도시한 부분적으로 절단된 측면도.

제2도는 본 발명의 제2실시예를 도시한 부분적으로 절단된 측면도.

제3도는 본 발명의 제3실시예를 도시한 부분적으로 절단된 측면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1′: 소실 1″: 클로우저

7′: 램프히터 10′: 홀더

13 : 도핑 시스템 18 : 도관

20 : 그리드

본 발명은 자계하에서의 마이크로파 강화 CVD시스템에 관한 것이며, 특히 ECR(전자 사이클로트론 공명) CVD(화학-진공침착) 시스템에 관한 것이다.

박막 형성 기술의 분야에서, 열 CVD 및 플라즈마 강화 CVD와 같은 종래의 CVD에 비해서 비교적 낮은 온도에서 층이 형성되야 하는 표면을 손상시키지 않고 침착이 실행될 수 있는 장점을 가진 광 강화 화학진공 침착이 공지되었다. 상기 광 강화 CVD는“표면상에서의 배회”라는 또다른 장점을 가진다. 즉, 원자 또는 침착층의 분자가 기판의 표면상에 침착된 후 이들의 활성화 에너지를 보존하고, 활성화 에너지에 의해 이동하여 어떠한 침착도 실행되지 않은 표면상에도 층을 형성하므로, 평평하지 않은 표면에도 CVD에 의해 개선된 보호 조치를 갖춘 층형내로 설치된다.

그러나, 광 CVD가 상업상 요구되는 고속으로 층의 침착을 실행하는 것은 매우 어렵다. 따라서, 10배로 침착속도를 증가시키는 것이 요구되어 왔다.

또한, 고주파 또는 DC전원장치에 의해 글로우 방전을 사용하여 가스를 플라즈마로 제조하는 공정인 플라즈마 CVD가 공지되어 왔다. 상기 기술은 비교적 낮은 온도로 침착시킬 수 있는 장점을 가진다. 특히, 다공성 실리콘 층이 침착될때, 상기 층의 재결합 중심을 중화시키기 위해 수소 또는 할로겐의 도우징(dosing)이 동시에 실행될 수 있으므로 개선된 특성을 가진 PIN 또는 PN정합이 쉽게 얻어진다. 이러한 플라즈마 CVD는 요구되는 빠른 침착에 충분히 부응한다.

또한, 전자 사이클로트론 공명(ECR)을 가진 CVD는 5000Å 내지 10미크론 미터의 두께를 가진 두꺼운층이 초당 10Å 내지 100Å으로 침착될 수 있는 것으로 공지되어 왔다. 그러나, 반응 기체가 기판의 표면과 평행하게 이동하기에 트렌치(trench)와 같은 함몰부상에 층을 형성하기가 불가능하다. 또한, 아르곤 원자는 857가우스의 강한 자계를 필요로 하는 2.47GHz에서 공명되기에 코어가 없는 매우 큰 코일이 필요하다. 결과로서, 여기 가스에 대해 이용할 수 있는 제한된 공간때문에, 3인치의 디스크 웨이퍼상에서 조차도 두께에서 표준 변동률 10%가 초과될 수도 있다.

그러므로, 본 발명의 목적은 침착된 층의 특성의 실행에 어려움이 없는 고침착 속도를 가진 개선된 화학진공 침착 시스템을 제공하는 것이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본원 명세서를 더욱 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따라, 반응 가스가 사이클로트론 공명에 의해 주로 활성화된다. 활성화된 가스는 반응 공간내에서 퍼지며, 상기 공간에서 가스를 처리하여 층의 침착을 실행하기 위한 화학반응이 시작된다. 본 발명은 ECR CVD 및 광 강화 또는 글로우 방전 CVD의 양쪽 장점을 갖는다. 상기 ECR CVD가 고침착 속도에서 뛰어난 반면에 글로우 방전 및 광 강화 CVD는 침착되는 층의 균일성에 있어서 뛰어나다. 예를들어, 다공성 실리콘 층이 글로우 방전 및 광 강화 CVD에 의해 침착될때, 상기 침착속도는 각기 1Å/min 및 0.1Å/min이 된다.

글로우 방전 CVD 및 광 강화 CVD가 ECR CVD에 함께 사용된다. 상기 조합이 층의 균일성에 손상을 주지않고 매우 빠른 침착 속도로 층을 침착시킨다. 다공성 실리콘 층의 침착의 경우에, 침착속도는 광 강화 CVD와 협동해서는 5 내지 20Å/min이며, 글루우 방전 CVD와 협동해서는 20 내지 100Å/min이다.

사이클로트론 공명은 양호한 실시예에서 반응 또는 분해후에도 어떠한 고형 물질도 생성할 수 없는 불활성 가스 또는 비생성물 가스로 이행된다. 불활성 가스로는 아르곤 가스가 주로 사용된다. 그러나, 헬륨, 네온 또는 크립톤이 사용될 수도 있다. 비생성물 가스는 산소, 산화질소(N₂O,NO,NO₂), 산화카본(CO,CO₂), 물(H₂O)과 같은 산화가스 또는 질소, 암모니아, 하이드라진(N₂H₄) 또는 불화질소(NF₃,N₂F₆)와 같은 질화물 또는 운반가스 또는 수소가스로 희석된 이들의 혼합물일 수도 있다.

고형물질을 생성하는 생성물 가스가 화학반응 또는 분해에 의해 침착되어질시에, SinH_2n+1(n≥1), SiFn(n≥2), SiHnF_4-n(4≥n≥1)과 같은 실리사이드 가스, GeH₄, GeF₄, GeHnF_4-n(n=1,2,3)과 같은 게르마늄 화합물, Al(CH₃)₃, Al(C₂H₅)₃, AlCl₃과 같은 알루미늄 화합물 또는, Ga(CH₃)₃및 Ga(C₂H₅)₃과 같은 갈륨 화합물이 상기 반응 공간내로 유입된다. 여기에 덧붙여, B₂H, BF₃, PH₂또는 AsH₃와 같은 도핑가스의 첨가제가 비생성물 가스와 혼합될 수도 있다.

상기 비생성물 가스는 사이클로트론 공명에 의해 활성화되어 반응 공간내로 유입되며, 상기 공간에서 혼합되고 에너지를 생성물 가스에 제공한다. 상기 공정에 있어서, 생성물 가스는 필요한 에너지의 거의 100% 정도로 충분히 여기된다. 상기 생성물 가스의 에너지는“잠재적”이며 글로우 방전 또는 자외선 광이 존재하는 반응 공간을 통해 퍼진다. 상기 상황하에서 침착이 실온 또는 500℃ 이하에서 실행된다.

광 강화 CVD가 제공된 본 발명에 따른 시스템의 경우에는, 깊은 트렌치의 내부상에서 조차도 침착이 될 수 있다. 층의 침착을 입증한 실험에 의해 평평한 표면상에는 두께 0.5미크론 미터이며, 직경 1미크론이며 깊이 4미크론 미터인 개구를 가진 트렌치의 내부에는 0.3 내지 0.45미크론 미터인 층이 침착된다.

게다가, 반도체 층이 솔라셀을 형성하기 위한 텍스터(texture) 구조를 가진 도전성의 투명막상에 침착될때, 상기 반도체층은 본 발명에 따른 양편이 평평하지 않은 대향 표면으로 형성될 수 있다. 솔라셀의 변환효율을 증가시키기에 유리한 상기 층형성 형태가 ECR의 특성에 기여한다.

제1도를 참조하면, 본 발명에 따른 사이클로트론 공명장치가 갖춰진 플라즈마 CVD시스템이 제1실시예로서 개략적으로 도시된다.

상기 시스템은 반응 공간(1)이 규정되는 클로우저(1″)를 갖는 스텐레스 스틸로 만들어진 반응실(1′)을 포함한다. 반응실(1′)의 상부에는 기판(1)을 소실(1′) 내부에 고정시키는 홀더(10′)가 형성된다. 다수의 할로겐 램프(7)을 가진 할로겐 램프 히터(7′)가 클로우저(1″)에 제공된다. 클로우저(1″)가 상기 반응실(1′)로부터 제거될때 기판(10)에 접근할 수 있다. 할로겐 램프 히터(7′)는 인조 석영으로 만들어진 창(19)을 통해 상부로부터 기판(10)에 조사된다. 또, 하나는 히터(7′)와 기판(10) 사이에 있고, 다른 하나는 상기 반응실(1′)의 하부에 가까이 있는 한쌍의 메쉬그리드가 제공된다. 그리드(20 및 20′)에, 13.56MHz의 고주파 전압 또는 DC전압이 전원(6)으로부터 인가된다. 그리드간의 글로우 방전에 의해, 반응 공간내에 플라즈마 가스가 유지되게 한다. 기판(10)은 그리드(20 및 20′)간에 형성되는 전계에 의해 글로우 방전을 받기 쉽다.

반면에, 비생성물 가스가 도핑 시스템(13)으로부터 도관(18)을 통해 인조 석영 실린더(29)에 의해 한정되는 공명공간에 제공된다. 자계가 상기 실린더(29)의 외부에 제공되는 코어가 없는 코일에 의해 상기 공명공간(2)에 인가된다. 동시에, 2.45GHz의 마이크로파가 분리기(4)를 통해 마이크로파 발진기(3)로부터 공명공간 내로 방사된다. 제공되어질 자계의 밀도는 상기 비생성물 가스의 분자량에 관련되어 결정된다. 상기 마이크로파의 주파수가 상기 자계에 의해 자동으로 결정된다. 비생성물 가스가 아르곤 가스인 경우에, 자계는 875가우스로 조정된다.

상기 자계 및 마이크로파에 의해, 상기 비생성물 가스는 자계의 존재하에서 마이크로파와 공명하므로서 핀치되고 활성화된다. 충분히 활성화된 후, 상기 비생성물 가스가 예를들어, 활성화된 전자 및 여기된 아르곤 원자로서, 반응 공간(1)에 제공된다. 그리드(20)상에는 다수의 링형 노즐(17)이 설치되며, 상기 노즐로부터 생성물 가스가 비생성물 가스 흐름내에 유입된다. 상기 생성물 가스가 상기 비생성물 가스와의 상호 작용하에서 여기되고 활성화된다. 한쌍의 그리드(20 및 20′)간에 전계가 인가되어 반응실내에서 글로우 방전을 야기시킨다.

실험에 따라, 비생성물 가스는 반응 공간내로 유입된 후에 활성화 상태를 유지하며, 반응 공간이 공명공간으로부터 더 멀리 떨어져 위치하였다할지라도, 상기 거리는 예를들면 5 내지 20cm이다. 상기 형태와는 다르게, 공명공간 및 처리되어질 기판은 평평하지 않은 표면을 생성하기 쉬운 사이클론 공명을 가진 CVD장치에 따라 일반적으로 서로 1 내지 4cm 정도 떨어져 있다.

덧붙여, 반응실과 공명공간의 압력이 1 내지 10^-4torr, 보다 적절하게는 0.03 내지 0.001torr로 유지되며, 따라서, 생성물 가스가 상기 반응 공간을 통해 퍼진다. 상기 압력 유지제어는 종속 펌프로서 터보분자 펌프와 병용하여 진공 펌프(9)의 배기량을 조정하는 배기시스템(11)의 제어밸브(14)에 의해 설정된다.

또한, 반응 공간(1)을 통해 일정하게 퍼지도록 비생성물 가스가 균일제(20′)를 통해 반응 공간에 제공된다. 또한 상기 균일제(20′)는 활성가스가 상기 공명공간으로의 역흐름을 방지한다. 생성물 가스용 노즐(17)이 상기 균일제(20)의 하부 흐름쪽에 놓여진다.

상기 구성에 있어서, 생성물 가스 및 아르곤 가스가 기판(10)과 실제로 나란한 넓은 영역을 통해 서로 충분히 혼합된다. 생성물 가스 및 비생성물 가스로 구성된 반응가스의 일정한 흐름이 일정한 두께를 가진 층의 침착을 형성한다.

공명 및 반응 공간의 압력은 1 내지 10^-4torr, 보다 적절하게는 0.03 내지 0.001torr로 선택되어서, 공명을 이행하며 활성화 가스가 반응실내에 쉽게 퍼지도록 한다.

비생성물 가스는 공명공간으로부터 반응 공간(1)까지의 통상 20 내지 80cm의 통로를 이동한 후에도 활성화 에너지를 유지할 것이다.

ECR CVD의 경우에, 상기 통로는 단지 1 내지 4cm이며, 이것의 층의 두께의 불균일성의 원인이 될 수도 있다. 균일제(20′)와 비생성물 가스의 흐름간의 충돌은 피할 수 없기에, 비생성물 가스의 에너지가 소비된다. 따라서, 성장속도가 가소되기 쉽다. 이 때문에, 균일제(20)가 전극으로부터 분리되게 준비될 수도 있다. 즉, 균일제(20)가 구멍뚫인 석영판으로 만들어질 수 있고 5cm×5cm 메쉬를 가진 거친 그리드가 상기 판 바로 아래에 배치된다. 그러나, 일정한 증착보다는 높은 생성율이 요구되는 경우에는, 균일제가 제거될 수도 있다. 불필요하거나 또는 잉여가스는 배출시스템(11)을 통해 버려진다. 배출시스템 쪽에는, 버퍼 공간이 제공되어 가스 흐름을 일정하게 한다.

[실시예 1]

본 실시예는 본 발명의 제1실시예에 따라 기판상에 다공성 실리콘 층을 침착시키기 위한 것이다.

비생성물 가스로서, 아르곤 가스가 50cc/min의 속도로 도관(18)을 통해 공명공간(2)에 제공된다. 마이크로파 발진기(3)가 200W의 전원장치로 2.45GHz의 마이크로파를 생성하도록 조정되며, 상기 전원장치는 통상 가능한 30 내지 500W간에 선택하는 것이 적절하다. 자계밀도는 875가우스이다. 반면에, 모노실란 가스는 20cc/min 속도로 전체 압력이 0.003torr으로 유지되는 반응 공간(1)으로 유입된다.

도전성 투명막으로 피복된 유리판의 기판상에는, 다공성 실리콘 반도체층이 단결정 반도체로서 침착된다. 불필요한 가스는 배출 시스템(11)을 통해 배출된다. 생성물로서, 250℃의 온도가 유지되는 기판(10)상에 침착 속도 45Å/sec로 층이 형성된다. 상기 속도는 공지된 플라즈마 CVD만으로 얻어지는 속도 1.5Å/sec의 30배이다. 균일성에 관해서, 30cm×30cm의 영역을 가진 1미크론 두께의 층(1)상에서 조차도 층의 두께에 비해 단지 10% 변동율만이 관찰된다.

그래서, 상기 다공성 실리콘 층의 전기 특성이 얻어진다. 다크 도전율은 2×10^-10scm^-1이다. 전원장치 100mW/cm²(AM1)로 광을 조사하는 상태하에서, 광 도전율은 7×10^-5이다. 상기 형태는 공지된 플라즈마 CVD에 의해 얻어지는 것보다 나쁘지 않다. 다공성 실리콘 층이 pin 접합을 갖는 솔라셀일때, 높은 변화 효율이 얻어진다.

또다른 반도체층이 1미크론 미터 두께로 침착된다. 상기 반도체 층상에는 직경이 0.1 내지 0.001미크론 미터인 다수의 핀홀이 관찰된다. 상기 핀홀의 수는 종래기술에 비해 실제로 1/10로 감소된다. 본 발명에 따라, 단지 1 내지 3개의 핀홀이 배율 100으로 조정된 전자 현미경에 의해 다크필드의 형태로 발견된다.

다이실란 가스 또는 모노실란 가스와 불화실란의 혼합물이 모노실란만 있을때에 대신하여 반응 공간실내로 주입될때, 침착 속도는 더욱 증가된다.

[실시예 2]

본 실시예는 제1실시예의 시스템으로 산화실리콘 층의 침착을 설명하기 위한 것이다.

비생성물 가스로서, 아르곤 가스 및 산소 가스가 각각의 가스에 대해 50cc/min으로 도관(18)을 통해 공명공간(2)에 제공된다. 마이크로파 발진기(3)가 200W의 전원장치로 2.45GHz의 마이크로파를 제공하도록 조정되며, 상기 전원은 마이크로파를 발생시키기 위해 통상 30W 내지 500W 사이가 적절하다. 자계밀도는 875가우스이다. 반면에 모노실란 가스는 20cc/min으로 반응 공간(1) 내로 유입되며, 상기 공간에서의 압력은 0.003torr로 유지된다.

실리콘 기판상에는 산화 실리콘 또는 브론으로 도핑된 산화 실리콘인 브론 또는 인 유리가 침착된다. 여기서 불필요한 가스는 배출 시스템(11)을 통해 배출된다.

생성물로서, 온도 250℃로 유지되는 기판((10)상에 45Å/sec의 침착속도로 층이 형성된다. 상기 속도는 공지된 플라즈마 CVD만으로 얻어지는 속도 1.5Å/sec의 30배이다. ECR CVD 단독으로만 사용될때에도 상기 높은 속도는 얻어질 수 없다.

종래의 발명에 있어서, 폭이 0.01 내지 0.001미크론 미터로 결정을 형성하지 못한 실리콘 원자의 그룹인 다수의 실리콘 더미가 관찰되었다. 그러나, 본 발명에 따르면, 전송전자 현미경으로 조차도 어떠한 더미도 발견되지 않는다. 1000Å 두께층의 절연의 경우에 견딜 수 있는 전계는 6×10⁶V/cm이며, 이것은 종래의 기술에 비해 30% 상승된 것이다.

다이실란 가스 또는 모노실란가스와 불화실란의 혼합물이 모노실란 단독으로 있을때에 대신하여 반응 공간내로 유입될때, 침착 속도는 더욱 증가된다.

[실시예 3]

본 실시예는 암모니아 가스가 아르곤 가스를 제외한 비생성물 가스로 공명공간내로 제공되는 질화실리콘 층을 형성하기 위한 것이며, 상기 실시예의 다른 공정은 실시예 1과 같다. 암모니아 가스는 도관(16 또는 18)을 통해 실란의 5배로 유입된다.

암모니아 가스가 도관(18)을 통해 유입되는 경우에는 상기 암모니아 가스가 아르곤 가스 대신에 공명가스일 수도 있다. 대안으로, 암모니아 가스가 홀로 공명가스인 아르곤 가스와 간단하게 혼합된다. 그러나, 아르곤 가스가 암모니아 가스보다 공명 가스용으로 보다 적합하다. 비록 아르곤 가스만이 공명 가스일지라도 암모니아 분자가 여기된 아르곤 가스원자와 충돌하므로 공명공간(2)에서 충분히 활성화된다.

따라서, 다이실란 가스 및 암모니아 가스로 합성된 혼합물은 완전히 활성화되어 반응 공간(1) 내로 유입된다. 불화 실리콘, 질소 및 수소의 혼합물이 상기 혼합물 대신에 사용될 수도 있다. 반응 공간내에 생성가스로서 유입되는 모노실란, 불화 실리콘 또는 다이실란 가스를 각기 사용하여 또다른 침착을 행해진다. 각 가스의 양 및 반응 공간(1)에서의 압력은 실시예 1과 같다. 결과로서, 상기 3가지 공정 가스에 대해 두께가 각기 12Å/sec, 18Å/sec 및 18Å/sec인 질화 실리콘 층이 얻어진다. 이들의 침착속도는 공지된 플라즈마 CVD에 의해 얻어지는 속도의 약 10배 이상인데, 상기 플라즈마 CVD에서는 실리콘 질화층이 1.5Å/sec의 비율로 침착된다. 불순물 밀도 4×10¹⁵원자/cm³를 가진 n형 기판상에 폭 30cm과 길이 30cm인 질화 실리콘 층은 종래기술의 공칭값 1.5×10¹²의 1/3 이하이고, ECR 침착 방법만으로 얻어진 8×10¹¹과 실제로 같은 8×10¹¹cm^-2, 9×10¹¹cm^-2및 8×10¹¹cm^-2인 표면 레벨 밀도를 각기 갖는다. 두께의 변동율이 10% 이하이고 층의 물리적 특성의 차가 적용될 수 없는 층의 개선된 균일성이 얻어진다.

표면레벨 밀도를 감소시키기 위해, 2단계의 침착방법이 사용될 수도 있다. 즉, 첫째로, 질화 실리콘 층이 두께 50 내지 200Å으로 광 CVD에 의해 침착된 후 연속하여 다른 질환 실리콘 층이 침착되며, 마이크로파가 제공되는 공명공간을 가진 ECR CVD에 의해 먼저 형성된 침착층상에 겹쳐진다.

[실시예 4]

본 실시예는 산화 실리콘 층의 또다른 침착을 나타낸 것이다. 그 공정은 후술하는 내용을 제외하고는 앞서의 실시예와 실제로 동일하다. 비생성물 가스는 암모니아 가스 대신에 질소로 희석된 이질소 일산화가스이다. 반응 공간에서의 압력은 1×10^-3torr이며, 상기 압력하에서는 과산화물이 방지된다. 생성물 가스는 모노실란(SiH₄)가스 또는 클로로실란(SiH₂Cl₂)이다.

그 침착속도는 40Å/sec이다. 상기 층은 앞서의 실시예에서와 같이 편평한 부분상에서 관찰된다.

[실시예 5]

본 실시예는 질화 티탄층을 침착하기 위한 것이다. 상기 실시예에 있어서, 공정은 실시예 3의 공정과 유사하므로 따라서 단지 변형부 및 다른 부분만 기술할 것이며 동일부는 반복되지 않을 것이다.

실란 가스 대신에, 티탄 테트라클로라이드 가스가 반응실내에 유입된다. 반응실내의 압력은 1×10^-3torr이다. 생성물로서, 질화 티탄층이 40Å/sec으로 침착되며, 상기 층은 실시예 3에서와 같이, 편평한 부분상에 침착된다. 질화 티탄은, 금속 기구의 기계적 강도를 강화시키기 위해 패시베이션막에 인가될때, 유용하다.

[실시예 6]

본 실시예는 질화 알루미늄층을 침착하기 위한 것이다. 상기 실시예에서, 공정은 실시예 3의 공정과 유사하므로 따라서 변형부 및 다른 부분만이 기술될 것이며, 동일 부분은 반복되지 않을 것이다.

메틸 알루미늄(Al(CH₃)₃이 도관(16) 및 노즐(17)을 통해 생성물 가스로 유입된다. 비생성물 가스로서, 아르곤 가스가 도관(18)을 통해 제공된다. 결과로서, 두께 4000Å의 알루미늄층은 침착이 30분동안 행해진 후 얻어진다.

질화 알루미늄은 높은 열전도성에 의해 패시베이션막으로서 사용될때 유효하다. 따라서 형성된 AIN의 일반적인 특성이 질화 실리콘 층의 특성과 유사하다.

제2도를 참조하면, 본 발명의 제2실시예가 도시되어 있다. 상기 도면에서, 스텐레스 스틸로 만들어진 반응실(1′)은 상기 도면에 도시되지 않는 전방 및 후방양쪽의 부하실 및 무부하실과 함께 형성되어 있다. 부하 및 무부하실에 인접한 반응실(1′)은 어떠한 생성물 가스도 스텐레스 스틸 또는 절연물질의 벽에 의해 한정된 공기 밀집 구조에 의해 누출되지 않는 반응 공간이 형성된다. 더욱 정확히, 상기 반응 공간은 한쌍의 균일제(20 및 20′)간에 한정되며, 상기 공간을 통해, 생성물 가스가 균일하게 된다. 다수의 기판(10)이 반응 공간(1) 내에 수직으로 배열된 홀더(10′)의 대향 표면에 고착된다.

상기 실시예에서, 10개의 기판(10) 샘플이 5개의 홀더(10′)에 부착된다. 반응실(1′)의 양편에는 다수의 할로겐 램프로 각각 구성된 히터가 제공되며, 상기 램프로부터 자외선이 방출되어 인조 석영창(19)을 통해 기판(10) 및 반응실(1′)의 내부에 조사된다. 또, 균일제(20 및 20′)가 전원(6)으로부터 13.56MHz 또는 DC전압이 제공되는 한쌍의 전극으로서의 기능을 하고 상기 균일제간의 반응 공간에 전계를 설정한다. 도면에 도시된 바와 같이, 기판(10)은 인가된 전계와 나란히 배치된다. 대안으로서, 도면에 수직방향으로 서로 대향되게 전극이 배치될 수도 있다.

비생성물 가스가 도핑 시스템(13)으로부터 공명공간을 한정하는 인조 석영으로 만들어진 실린더(21)에 제공된다. 실린더(29) 주위에 제공되는 코어가 없는 코일에 의해 자계가 공명공간(2)에 인가된다. 동시에 2.45GHz의 마이크로파가 분리기(4) 를 통해 마이크로파 발진기(3)로부터 공명공간(2) 내로 조사된다. 제1실시예와 동일한 방법으로, 아르곤 가스가 방출되며, 균일제(20)를 통해 반응 공간(1)으로 유입되게 한다.

상기 침착공정은 제1실시예의 공정과 거의 유사하므로 따라서 상기 공정에 관한 설명이 생략된다.

[실시예 7]

본 실시예는 본 발명의 제2실시예에 따라 기판상에 다공성 실리콘 층을 침착하기 위한 것이다.

반응실(1′)는 높이 25cm, 폭 40cm, 길이 40cm의 반응 공간을 가진다. 한 배치(batch)는 20cm의 폭과 30cm의 길이를 각각 갖는 10개의 기판으로 구성되어 있다. 반응 공간의 압력은 0.003torr이다. 공명공간(2)에 제공되는 것이 속도의 비생성물 가스로서의 아르곤 가스와 및 80cc/min의 모노실란이다. 예로서, 마이크로파 발진기는 200 내지 800W, 주로, 400W로 2.45GHz의 마이크로파를 방출한다. 상기 전원장치가 40W의 고주파 전력을 출력한다. 자계의 밀도는 875±100Gauss로 조정된다.

도전성 투명막으로 피복되는 글래스 창의 기판상에는, 다공성 실리콘 반도체층이 비단결정 반도체로서 침착된다. 불필요한 가스는 배출 시스템(11)을 통해 배출된다. 생성물로서, 250℃의 온도로 유지되는 기판(10)상에 45Å/sec의 침착속도로 층이 형성된다.

상기 속도는 공지된 플라즈마 CVD만으로 얻어진 1.5Å/sec의 30배이다.

그래서, 상기 다공성 실리콘 층의 전기 특성이 측정된다. 다크 도전성은 4×10^-0scm^-1이다. 100mW/cm²(AM1)의 조상 상태하에 광 도전성은 6×10^-5이다. 상기 형태는 공지된 플라즈마 CVD에 의해 얻어진 것보다 나쁘지 않다. 다공성 실리콘 층이 Pin접합을 가진 솔라셀과 함께 사용될때, 높은 변환 효율이 관찰된다.

다음에는, 다공성 실리콘이 어떻게 솔라셀에 인가되는가에 대해 설명한다. 첫째, P형 반도체 층이 공지된 글로우 방전방법에 의해 기판상에 형성된다. 그래서, 진성 반도체가 본 발명의 ECR CVD에 의해 P-형 층상에 중첩된다. 마지막으로 n-형 반도체가 본 발명에 따라 침착된다.

대안으로, 다수의 반응실 시스템이 솔라셀을 제작하기 위해 사용될 수도 있다. 이 경우, 하나이상의 반응실이 ECR 플라즈마 CVD로 구성된다. 부하 소실내에 다수의 기판이 침착되는 지지 프레임을 배치시킨 후에, 상기 기판은 두께가 100 내지 200Å인 P-형 반도체(SixC_1-x)층의 침착이 행해지는 제1반응실로 프레임과 함께 이동된다. 그후, 기판을 가진 프레임은 제2도에 도시된 바와 같은 제2반응 소실내로 이동되며, 여기서, 본 발명에 따르는 ECR CVD에 의해 진성층이 침착된다. 또한, 프레임이 제3소실내로 이동되며, 여기서, n형 결정 반도체가 본 발명에 따라 침착된다. 즉, 본 발명은 진성 및 결정 반도체의 침착에 적용된다.

글로우 방전 침착에 의해 형성되는 층상에는 0.1 내지 0.001미크론 미터인 다수의 핀홀이 관찰된다. 핀홀의 수는 종래기술에 비해 실제로 1/10로 감소된다. 본 발명에 따라, 100배의 배율로 조정된 전자 현미경으로서도 다크 필드에 단지 1 내지 3개의 핀홀만을 볼 수 있다.

다이 실란가스 또는 모노실란 가스 및 불화실란의 혼합물이 모노실란 단독으로 사용될때에 대신하여 반응 공간에 유입될때, 침착 속도는 더욱 빨라진다.

[실시예 8]

본 실시예는 암모니아 가스가 실시예 7의 공정형태에 부가되어 비생성물 가스로 제공되는 질화 실리콘 층을 형성하기 위한 것이다. 암모니아 가스는 도관(16 또는 18)을 통해 실란의 5배만큼 유입된다.

암모니아 가스가 도관(18)을 통해 유입되는 경우에는 상기 암모니아 가스는 아르곤 가스 대신에 공명가스로서 사용될 수도 있다. 대안으로, 암모니아 가스는 홀로 공명 가스인 아르곤 가스와 간단하게 혼합된다. 그러나, 아르곤 가스가 암모니아 가스보다 더욱 적절하게 공명 가스용으로는 보다 적합하다. 비록, 아르곤 가스가 공명 가스이며 암모니아 가스는 공명 가스가 아닐지라도, 암모니아 분자가 여기된 아르곤 가스 원자와 충돌하여 상기 공명공간(2) 내에서 활성화된다.

따라서, 디실란 가스 및 암모니아 가스로 구성된 혼합물은 완전히 활성화되어 반응 공간(1) 내로 유입된다. 불화 실리콘, 질소 및 수소의 혼합물이 상기 혼합물 대신에 사용될 수도 있다. 또다른 침착이 반응 공간내로 생성물 가스로서 유입되는 모노실란, 불화 또는 다이실란 가스 실리콘을 사용하여 이행된다. 반응 공간(1)에서의 각각의 가스량 및 압력은 실시예(1)와 동일하다. 결과로서, 상기 3가지 공정 가스에 대해 두께가 각기 12Å/sec, 18Å/sec 및 18Å/sec인 질화 실리콘 층이 얻어진다. 이들의 침착 속도는 공지된 플라즈마 CVD에 의해 얻어지는 속도의 약 10배이며, 여기서 질화 실리콘 층은 1.5Å/sec의 속도로 통상 침착된다.

또한 표면 레벨 밀도를 감소시키기 위해, 2단계의 침착방법이 적용된다. 즉, 첫째로 질환 실리콘 층이 두께 50 내지 200Å의 광 CVD에 의해 침착된 후 연속하여 또다른 질화 실리콘 층이 침착되며, 마이크로파가 제공되는 공명공간을 가진 ECR CVD에 의해 앞서 침착된 층상에 겹쳐진다.

[실시예 9]

본 실시예는 산화 실리콘 층의 또다른 침착에 대한 것이다. 그 공정은 특히 이하에 기술된 것을 제외하고는 앞서의 실시예와 실제로 동일하다. 비생성물 가스는 암모니아 가스 대신에 질소로 희석된 이질산 일산화가스이다. 반응 공간에서의 압력은 1×10^-3torr이며, 상기 압력하에서 과산화물이 방지된다. 생성물 가스는 모노실란(SiH₄) 가스 또는 클로로실란(SiH₂Cl₂)이다.

침착속도는 40Å/sec이다. 상기 층은 앞서의 실시예에서와 같이 편평한 부분상에서 역시 관찰된다.

[실시예 10]

본 실시예는 질화티탄의 침착에 관한 것이다. 그 공정은 실시예 8에서의 공정과 동일한 방법으로 이행되며, 따라서 실시예 8에서의 공정과 다른 공정만이 기술될 것이며 중복 설명은 반복되지 않을 것이다.

상기 실시예에 있어서, 질소가스로 희석되는 티탄 클로라이드가 도관(16)을 통해 노즐(17)로부터 반응 공간(1) 내로 유입된다. 또, 질소 및 수소 가스의 혼합물이 아르곤 가스와 함께 공명공간(2) 내로 유입된다. 결과로서, 두께가 4000Å인 질환 티탄층은 10분 동안의 침착 공정에 의해 침착된다. 질화 티탄층은 침식 저항에 있어서 매우 양호하다. 본 발명에 따라 얻어진 층의 러스트(lustre)는 종래기술에서 얻어지는 러스트와 동등하다.

제3도를 참고하면, 사이클로트론 공명 형태의 광 강화 CVD 시스템은 제3실시예를 나타내기 위해 도시되어 있다.

상기 도면에서, 스텐레스 스틸로 만들어진 반응실(1′)이 그 내부에 반응 공간(1)을 구성한다. 반응실(1′)의 상부에 다수의 할로겐 램프(7)가 갖춰진 히터(7′)가 제공된다. 반응실의 대향 측벽은 기판(10)을 상기 시터(7′)바로 아래에 지지하기 위한 홀더(10′)로 형성된다.

상기 기판(10)은 인공 석영으로 만들어진 창(19)을 통해 할로겐 램프(7′)로부터 방출되는 적외선으로 가열된다. 상기 반응실(1)의 하부에는, 다수의 저압력 수은 램프(6)가 제공된다. 다음에 기판(10)의 하부는 짧은 파장의 범위에서 높은 투과성을 가진 인조 석영으로 만들어진 광창을 통해 광원(6′)에서의 수은 램프(6)를 통해 자외선으로 조사된다. 저압력 램프는 5mW/cm²이상으로 적절하게는 파장길이 185nm인 10 내지 100mW/cm²로 기판(10)을 조사하기 위해 준비된다.

반면에, 비생성물 가스는 도핑 시스템으로부터 도관(18)을 통해 인조 석영으로 만들어진 공명공간(2) 내로 유입된다. 공명공간(2)에는 코어가 없는 코일(5 및 5′)이 제공되며, 상기 공동의 내부에는 자계가 형성된다. 또한 공명 캐비터에는 분리기(4)를 통해 발진기(3)로부터 2.45GHz의 마이크로파가 제공된다. 자계 밀도 및 마이크로파의 주파수는 비생성물 가스의 원자의 분자량에 따라 일치하게 정해진다. 만약, 아르곤 가스가 비생성물 가스로서 사용되면, 자계는 약 875가우스일 수도 있다. 아르곤 가스에 대한 마이크로파의 주파수는 자동적으로 계산된다.

상기 자계에 의해, 마이크로파 및 에너지 증가에 따라 비생성물 원자가 공명되며, 캐비티내에서 핀치된다. 그래서 여기된 비생성물 가스는 균일제의 형태로 간막이(20′)를 통해 반응 공간(1) 내로 제공된다. 또, 생성물 가스는 링형 노즐(17)을 통해 도핑 시스템으로부터 반응 공간(1)으로 누출된다. 결과로서, 생성물 가스는 여기된 비생성물 가스에 의해 여기된다. 또한 생성물 가스는 자외선 광의 조사를 통해 에너지가 배분된다.

실시예에 따라, 비생성물 가스는 반응 공간이 공명공간으로부터 더 먼 거리 예를들면, 5 내지 20cm에 놓여질지라도 반응 공간내에서 활성화를 유지한다. 상기 형태와는 달리 공명공간 및 처리되어질 기판은 평평하지 않은 층을 생성하기 쉬운 사이클로트론 공명을 가진 폭넓게 사용되는 여기 CVD장치에 따라 통상 1 내지 4cm이다.

덧붙여, 반응실의 압력 및 공명공간은 1 내지 10^-4torr 더욱 적적하게는 0.03 내지 0.001torr로 제어되며 따라서 생성물 가스가 반응 공간을 통해 쉽게 퍼질 수 있다. 압력 제어는 도면에는 도시되어 있지 않는 종속펌프로서의 터보 분자 펌프와 협동하여 진공펌프(9)의 배출속도를 조절하는 배출시스템(11)의 제어밸브(14)에 의해 설정된다.

또한 비생성물 가스가 반응 공간(1)을 통해 퍼지기 위해 상기 가스가 반응 공간(1)에 제공된다. 생성물 가스용 노즐(17)은 균일제로부터 보여진 바와 같이 제공된 생성물 가스의 하부 흐름에 놓여진다. 형태에 있어서, 생성물 가스 및 아르곤 가스는 기판(10)과 실제로 나란한 평면을 통해 서로 충분히 혼합된다. 생성물 가스 및 비생성물 가스로 구성된 반응가스의 일정한 흐름이 일정한 두께를 가진 층의 침착을 차례로 생성한다..

균일제(20′)와 비생성물 가스의 흐름간의 계면은 불가피한 것이며, 상기 계면에 의해, 비생성물 가스의 에너지가 소비된다. 따라서, 성장 속도가 감소되기 쉽다. 상기 이유 때문에, 균일한 침착보다는 고성장 속도가 요구되는 경우에는, 균일제는 제거될 수도 있다. 불필요한 가스나 또는 잔여 가스는 배출시스템(11)을 통해 버려진다.

[실시예 11]

본 실시예는 본 발명의 제3실시예에 따라 다공성 실리콘 층을 침착시키기 위한 것이다.

상기 실시예에서, 아르곤 가스는 비생성 가스로서 50cc/min의 속도로 제공되는 반면에 모노실란 가스는 20cc/min으로 유입되며, 동시에 혼합된다. 반응실내의 압력은 0.002torr로 유지된다. 자외선 조사는 파장이 185nm인 저압력 수은 램프에 의해 이행된다. 마이크로파의 주파수는 30 내지 500W의 전원장치에 의해 조정되며, 적절하게는 전원 30 내지 200W로 조정되는 2.45GHz이다. 상기 마이크로파에 부합되어, 자계 밀도가 875가우스로 선택된다.

다공성 실리콘 층은 도전성 투명막으로 피복된 유리 기판상에 침착된다. 비단결성 실리콘으로서 다공성 실리콘을 침착하는 동안에, 불필요한 가스는 배출시스템을 토해 배출된다. 결과로서 침착속도는 250℃에서 13Å/sec이다. 상기 속도는 광 CVD에 의해 얻어지는 속도의 약 40배이다. 투명막의 표면은 평평하지 않은 표면인 텍스터 구조를 갖는다. 상기 침착은 평평하지 않은 표면상에서도 이행된다.

따라서, 형성된 다공성 실리콘 층의 다크 도전성이 3×10^-10scm^-1이다. 상기 다공성 실리콘 층의 광 도전성은 AM1(10mW/cm^-1)의 광에 대하여는 6×10^-10scm^-1이 된다.

상기 형태는 여기한 다공성 솔라셀에 의해 얻어지는 형태와 실제로 동일하다. 본 발명에 따라 다공성층이 제공되는 다공성 솔라셀은 종래의 기술에 의해 얻어지는 변환 효율보다 나쁘지 않다.

또한, 1미크론미터의 두께로 침착된 반도체층에는, 직경이 0.1 내지 0.001미크론 미터인 다수의 핀홀이 관찰된다. 상기 핀홀의 수는 종래기술과 비교하여 실제로 1/10로 감소된다. 본 발명에 따라, 배율 100으로 조정된 전자 현미경으로 다크 필드를 관찰하여도 단지 1 내지 3개의 핀홀만이 관찰된다.

다이실란 가스 또는 모노실란 가스와 불활실란의 혼합물이 모노실란 단독으로 사용될때에 대신하여 반응 공간내로 유입될때, 침착속도는 더욱 빨라진다.

[실시예 12]

본 실시예는 암모니아 가스가 아르곤 가스를 제외하곤 비생성물 가스로서 반응 공간내로 제공되는 질화 실리콘 층을 형성하기 위한 것이며, 상기 실시예의 다른 공정은 상기 실시예 11과 실제로 동일하다. 암모니아 가스는 도관(16 또는 18)을 통해 실란의 5배 만큼 유입된다.

암모니아 가스가 도관(18)을 통해 유입되는 경우에는 상기 암모니아 가스는 아르곤 가스 대신에 공명 가스가 될 수도 있다. 대안으로, 암모니아 가스는 홀로 공명 가스인 아르곤 가스와 간단히 혼합된다. 그러나, 아르곤 가스가 암모니아 가스보다 공명 가스용으로는 더욱 적합하다. 비록 아르곤 가스만이 공명 가스일지라도, 암모니아 분자는 여기된 아르곤 원자와 충돌하여 공명공간(2) 내에서 충분히 활성화된다.

따라서, 다이실란 가스 및 암모니아 가스로 구성된 혼합물이 완전히 활성화되어 반응 공간(1) 내로 유입된다. 불화 실리콘, 질소 및 수소의 혼합물이 상기 혼합물 대신에 사용될 수도 있다. 또한 반응 공간내에 생성물 가스로서 유입되는 모노실란 염불 실리콘 또는 다이실란 가스를 각각 사용하여 또다른 침착이 행해진다. 반응 공간(1)에서의 각각의 가스의 양과 압력은 실시예 1과 동일하다. 결과로서, 질화 실리콘 층은 상기 3가지의 공정 가스에 대해 두께가 각기 12Å/sec, 18Å/sec 및 18Å/sec로 된다. 이들의 침착속도는 공지된 플라즈마 CVD에 의해 얻어지는 속도의 거의 약 10배 이상인데 질화 실리콘 층은 1.5Å/sec의 속도로 침착된다.

불순물 밀도 4×10¹⁵원/cm³를 가진 n형 기판상에 폭 30cm 길이 30cm인 질화 실리콘 층은 종래기술의 공칭값 1.5×10¹²의 1/3 이하이고, ECR 침착방법만으로 얻어진 8×10¹¹과 실제로 같은 8×10¹¹cm^-2, 9×10¹¹cm^-2및 8×10¹¹cm^-2인 표면 레벨 밀도를 각기 갖는다. 두께의 변동율이 10% 이하이고 층의 물리적 특성의 차가 적용될 수 없는 층의 개선된 균일성이 얻어진다.

표면 레벨 밀도를 더욱 감소시키기 위해, 2단계의 침착방법이 사용될 수도 있다. 즉, 첫째로, 질화 실리콘 층이 광 CVD에 의해 두께 50 내지 200Å로 침착된 후 연속하여 다른 질화 실리콘 층이 침착되며, 먼저 마이크로파가 제공되는 공명공간을 가진 ECR CVD에 의해, 이미 형성된 침착층상에 겹쳐진다.

상기 실시예는 질산 실리콘 층을 형성하기 위한 것이며, 여기서 암모니아 가스가 실시예(10)의 형태에 부가되어 비생성물 가스로 공급된다. 상기 암모니아 가스는 도관(16 또는 18)을 통해 실란의 5배만큼 유입된다.

암모니아 가스는 도관(18)을 통해 유입되는 경우에, 상기 암모니아 가스는 아르곤 가스 대신에 공명 가스일 수도 있다. 대안으로, 암모니아 가스는 홀로 공명 가스인 아르곤 가스와 간단히 혼합된다. 그러나, 아르곤 가스가 공명 가스용으로 더욱 적합하다. 비록 아르곤 가스가 공명 가스일지라도, 암모니아 분자는 여기된 아르곤 원자와 충돌하여 공명공간(2)에서 충분히 활성화된다.

따라서, 다이실란 가스 및 암모니아 가스로 구성된 혼합물이 완전히 활성화되어 반응 공간(1) 내로 유입된다. 불화 실리콘, 질소 및 수소의 혼합물이 상기 혼합물 대신에 사용될 수도 있다. 또한, 모노실란, 불화 실리콘 또는 다이실란 가스는 생성물 가스로서 반응 공간내로 유입된다. 반응 공간(1)에서의 각 가스의 양 및 압력은 실시예 10과 동일하다. 결과로서, 3가지 공정 가스에 대해 두께가 각기 12Å/sec, 18Å/sec 및 18Å/sec인 질화 실리콘 층이 얻어진다. 이들의 침착속도는 광 강화 CVD에 의해 얻어지는 속도의 20배 이상이며, 여기서 질화 실리콘 층은 통상 0.3Å/sec로 침착된다.

불순물 밀도 4×10¹⁵atom/cm³을 가진 n형 기판상의 질화 실리콘 층은 표면 레벨 밀도가 2×10¹¹cm^-2, 2.5×10^-2cm^-2및 2.5×10¹¹cm^-2을 가지며, 상기 형태는 종래의 광 강화 CVD에 의해 얻어지는 밀도보다 크며, 상기 밀도는 종래의 플라즈마 CVD에 의해 얻어지는 밀도의 1/7 이하이며 사이클로트론 공명을 가진 CVD에 의해 얻어지는 밀도의 1/4 이하이다.

표면 레벨 밀도를 감소시키기 위해, 2단계의 침착방법이 적용된다. 즉, 첫째로 질화 실리콘 층이 50Å 내지 200Å의 두께로 침착된 후 연속하여, 다른 질산 실리콘 층이 침착되며, 마이크로파가 제공되는 공명공간을 가진 ECR CVD에 의해 먼저 형성된 침착층상에 겹쳐진다.

또한, 질화 실리콘 층의 침착은 폭이 1.5미크론 미터 및 깊이 5미크론 미터인 트랜치를 가진 기판상에 이행된다. 상기 침착은 두께가 0.3미크론 미터의 층을 형성하도록 설계되었다. 질화 실리콘 층은 두께 0.3미크론 미터인 트랜치상에 얻어진다.

[실시예 13]

상기 실시예는 산화 실리콘 층의 또다른 침착에 관한 것이다. 그 공정은 다음의 내용을 제외하고는 앞서의 실시예와 실제로 동일하다. 비생성물 가스는 암모니아 가스 대신에 질소로 희석되는 이질산 일산화 가스이다. 반응 공간(1) 내의 압력은 1×10^-3torr이며, 상기 압력하에서는 과산화물이 방지된다. 생성물 가스는 모노실란(SiH₄)가스 또는 클로로 실란(SiH₂Cl₂)이다. 그 침착속도는 20Å/sec이다. 상기 층이 앞서의 실시예에서와 같이 평평하지 않은 부분에서 관찰된다.

[실시예 15]

본 실시예는 질화 알루미늄을 침착시키기 위한 것이다. 본 실시예에서, 그 공정은 실시예 14의 공정과 유사하므로 따라서 변형부 및 차이점만이 기술될 것이고 중복 부분은 반복되지 않을 것이다.

메틸 알루미늄(Al(CH₃)₃)이 도관(16) 및 노즐(17)을 통해 생성물 가스로서 유입된다. 비생성물 가스로서, 아르곤 가스가 도관(18)을 통해 제공된다. 결과로서, 700Å 두께의 알루미늄층이 10분 동안 침착된 후에 얻어진다.

상기 실시예에서, 질화 알루미늄은 상기 알루미늄의 에너지 갭이 6eV이기 때문에 비록 창(20)상에 형성되었을지라도 자외선 광의 방해물은 되지 않는다. 이것은 광 강화 CVD를 가진 광 반사 방지막을 위해 충분한 두께를 가진 층을 형성할 수 있게 한다.

질화 알루미늄은 상기 알루미늄의 높은 열전도성 때문에 패시베이션막으로 사용되기에 적합하다. 따라서 형성된 AIN의 일반적인 특성이 질화 실리콘 층의 특성과 유사하다.

본 발명이 양호한 실시예에 관하여 도시되고 기술되어 있지만, 종래의 기술에 숙련된 사람은 본 발명의 정신 및 범주를 벗어나지 않고 형태 및 세부를 변경시킬 수도 있다. 그 예가 다음과 같다.

층의 실제 침착에 앞서, NF₂가스, H₂가스 또는 N₂가스가 제3도에 도시된 노즐(17)을 통해 유입되어 재생가능한 기판 표면의 광 클리닝을 수행할 수 있다. 광 클리닝은 활성화된 수소 원자로 이행될 수 있으며, 또한 활성화된 불소원자 또는 염소원자에 의해서도 이행될 수 있다. 불소 또는 염소의 광 클리닝에 의해, 산화물 또는 다른 먼지도 기판으로부터 제거될 수 있다. 또한, 광 클리닝은 산소 및 물을 제거하는 기판상에 비산화막을 형성한다. 침착공정은 배출시스템으로부터 유입되는 오일의 오염에 손상을 입기 쉬우므로, 상기 광 클리닝은 양질의 침착층을 형성시킨다. 광원으로서, 검사 레이저(파장이 100 내지 400nm), 아르곤 레이저, 질소 레이저 등이 본 발명에 사용될 수 있다.

기판은 유리창, 스텐레스판 또는 GaAs, GaAlAs, InP, GaN 등의 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체가 침착될 수도 있는 실리콘 반도체 기판일 수도 있다. 생성물 가스로서, Al(CH₃)₃, Si₂H₆, O₂및 PH₃(또는 P₂H₆), Ga(CH₃)₃및 NH₃, Ga(CH₃)₃및 PH₃, 또는 Al(CH₃)₃및 PH₃의 합성이 광 강화 CVD로 Al, PSG, BSG, GaN 및 GaP 또는 AlP의 침착을 위해 사용될 수도 있다.

다공성 실리콘 반도체 대신에, SiGe_1-x(0＜X＜1), SiO_2-x(0＜X＜2), SixC_1-x(0＜X＜1), Si₃N_4-x(0＜X＜4)와 같은 다공성 반도체가 사용될 수도 있다.

본 발명은 MIS형 발광장치, FETs, 초격자장치, HEMT장치, 반도체 레이저, 광 집적 회로등이 인가될때 또한 유효하다. 비록, 상술한 내용이 적절히 조정된 자계와 이와 일치하게 동조된 마이크로파에 대해 완벽한 사이클로트론 공명을 사용하는 침착 시스템에 대한 것일지라도 비생성물 가스도 단지 마이크로파에 의해서 충분히 여기될 수 있으며 따라서, 빠른 침착속도도 얻어진다.

Claims

마이크로파 강화 CVD시스템에 있어서, 반응실과, 공정 가스를 상기 반응실로 유입시키기 위한 수단과, 상기 반응실내에서 침착을 위한 반응을 수행하는데 필요한 에너지를 제공하는 수단 및 상기 반응실을 제거하기 위한 수단으로 구성된 CVD장치 및, 강화실과, 상기 강화실의 내부에 자계를 인가하는 수단과, 마이크로파를 상기 강화실로 방출하는 수단 및 공정 가스를 상기 강화실내로 유입시키기 위한 수단으로 구성된 공정 가스 강화장치를 포함하며, 상기 반응실 및 상기 강화실이 서로 연결되어진 것을 특징으로 하는 마이크로파 강화 CVD시스템.
제1항에 있어서, 상기 반응실 및 상기 강화실이 서로 직접 결합되며 따라서, 공명에 의해 활성화된 합성 생성물 가스가 상기 반응실 내부로 자유롭게 유입되는 하는 것을 특징으로 하는 마이크로파 강화 CVD시스템
제1항에 있어서, 상기 강화실이 상기 반응실로부터 돌출된 것을 특징으로 하는 마이크로파 강화 CVD시스템.
제3항에 있어서, 상기 강화실이 상기 반응실의 돌출된 표면과 거의 수직인 실린더인 것을 특징으로 하는 마이크로파 강화 CVD시스템.
제4항에 있어서, 상기 강화실의 공명영역과 상기 반응실의 반응 대체 영역간에 제공된 균일제로 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로파 강화 CVD시스템.
제5항에 있어서, 상기 공정 가스 유입수단에 상기 균일제로부터 볼 수 있는 바와 같은 하부 흐름에 배치되는 다수의 출구가 제공되는 것을 특징으로 하는 마이크로파 강화 CVD시스템.
제5항에 있어서, 상기 균일제는 다수의 틈을 가진 판인 것을 특징으로 하는 마이크로파 강화 CVD시스템.
제1항에 있어서, 상기 CVD장치가 글로우 방전 CVD시스템인 것을 특징으로 하는 마이크로파 강화 CVD시스템.
제1항에 있어서, 상기 CVD장치가 광 강화 CVD시스템인 것을 특징으로 하는 마이크로파 강화 CVD시스템.
제1항에 있어서, 상기 공명실로 유입되어질 상기 공정 가스는 불활성 가스를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로파 강화 CVD시스템.
제10항에 있어서, 상기 불활성 가스가 아르곤 가스인 것을 특징으로 하는 마이크로파 강화 CVD시스템.
제1항에 있어서, 침착되어질 물질이 다공성 반도체인 것을 특징으로 하는 마이크로파 강화 CVD시스템.
제12항에 있어서, 상기 다공성 반도체가 다공성 실리콘인 것을 특징으로 하는 마이크로파 강화 CVD시스템.
제1항에 있어서, 상기 반응실로 유입되어질 공정 가스가 수소화물인 것을 특징으로 하는 마이크로파 강화 CVD시스템.
제1항에 있어서, 상기 공정 가스가 불화물인 것을 특징으로 하는 마이크로파 강화 CVD시스템.