JPH0419702B2 - - Google Patents
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- JPH0419702B2 JPH0419702B2 JP58003264A JP326483A JPH0419702B2 JP H0419702 B2 JPH0419702 B2 JP H0419702B2 JP 58003264 A JP58003264 A JP 58003264A JP 326483 A JP326483 A JP 326483A JP H0419702 B2 JPH0419702 B2 JP H0419702B2
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- vapor
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
- H10P14/20—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials
- H10P14/34—Deposited materials, e.g. layers
- H10P14/3402—Deposited materials, e.g. layers characterised by the chemical composition
- H10P14/3404—Deposited materials, e.g. layers characterised by the chemical composition being Group IVA materials
- H10P14/3411—Silicon, silicon germanium or germanium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/48—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating by irradiation, e.g. photolysis, radiolysis, particle radiation
- C23C16/482—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating by irradiation, e.g. photolysis, radiolysis, particle radiation using incoherent light, UV to IR, e.g. lamps
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
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- H10P14/24—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials using chemical vapour deposition [CVD]
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- Mechanical Engineering (AREA)
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- Organic Chemistry (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、水銀励起部分を反応槽内に備えた
励起気相析出法による薄膜の製造装置に関するも
のである。
励起気相析出法による薄膜の製造装置に関するも
のである。
従来の光気相析出法による薄膜の製造装置とし
て第１図に示すようなものがある。同図に示すよ
うに、反応槽１の外に設けられた光源２からの光
は、反応槽１の側壁に設けられた窓３により反応
槽１内に導かれる。そして反応ガス導入管７から
反応槽１内に導かれた反応ガスは、この光源２の
光のうち反応ガスを励起させるに必要なエネルギ
ー（Ea）以上のエネルギーをもつた光によつて
活性化され、必要に応じて加熱されたヒータ５上
の基板６の表面に薄膜が形成され、反応が終了し
た反応ガスは排気管４により反応槽１外に排気さ
れる。
て第１図に示すようなものがある。同図に示すよ
うに、反応槽１の外に設けられた光源２からの光
は、反応槽１の側壁に設けられた窓３により反応
槽１内に導かれる。そして反応ガス導入管７から
反応槽１内に導かれた反応ガスは、この光源２の
光のうち反応ガスを励起させるに必要なエネルギ
ー（Ea）以上のエネルギーをもつた光によつて
活性化され、必要に応じて加熱されたヒータ５上
の基板６の表面に薄膜が形成され、反応が終了し
た反応ガスは排気管４により反応槽１外に排気さ
れる。
上記のような従来構造の光気相析出法による薄
膜の製造装置は、反応槽１内の反応ガスの光のエ
ネルギーによつて励起させ、反応槽１内に生成し
た反応ガス活性種により、目的の基板６上に薄膜
と形成するものであるが、基板６以外の反応槽１
の内壁および窓３の部材においても薄膜が生成
し、その薄膜の成長により励起光の窓３からの透
過率が減少し、反応槽１内の反応活性種が十分に
生成されず、目的とする基板６上の薄膜の生成速
度は徐々に下がる。窓３を構成する部材の反応槽
１側表面に薄膜がさらに成長し、光源２からの励
起光が反応槽１内に入射しなくなれば、基板６上
の薄膜の成長は止まる。したがつて、基板６上の
薄膜をさらに成長させるためには、窓３を構成す
る部材の反応槽１側表面に成長した薄膜を、エツ
チング等により取り除く必要があつた。このた
め、薄膜生成は一時中断する必要があり、薄膜生
成の生産性の低下および中断した時に薄膜の表面
への空気からの不純物吸着による膜中への不純物
混入による薄膜の特性の低下を招いていた。この
問題点は水銀蒸気を反応槽内に発生させた水銀増
感法でも全く同様であつた。さらに、この問題は
光源２を反応槽１内に持ち込んでも、光源２の管
球等の外壁へ薄膜の堆積が生じ、本質的な解決に
はならなかつた。
膜の製造装置は、反応槽１内の反応ガスの光のエ
ネルギーによつて励起させ、反応槽１内に生成し
た反応ガス活性種により、目的の基板６上に薄膜
と形成するものであるが、基板６以外の反応槽１
の内壁および窓３の部材においても薄膜が生成
し、その薄膜の成長により励起光の窓３からの透
過率が減少し、反応槽１内の反応活性種が十分に
生成されず、目的とする基板６上の薄膜の生成速
度は徐々に下がる。窓３を構成する部材の反応槽
１側表面に薄膜がさらに成長し、光源２からの励
起光が反応槽１内に入射しなくなれば、基板６上
の薄膜の成長は止まる。したがつて、基板６上の
薄膜をさらに成長させるためには、窓３を構成す
る部材の反応槽１側表面に成長した薄膜を、エツ
チング等により取り除く必要があつた。このた
め、薄膜生成は一時中断する必要があり、薄膜生
成の生産性の低下および中断した時に薄膜の表面
への空気からの不純物吸着による膜中への不純物
混入による薄膜の特性の低下を招いていた。この
問題点は水銀蒸気を反応槽内に発生させた水銀増
感法でも全く同様であつた。さらに、この問題は
光源２を反応槽１内に持ち込んでも、光源２の管
球等の外壁へ薄膜の堆積が生じ、本質的な解決に
はならなかつた。
この発明は、上述の点にかんがみてなされたも
ので、反応槽に通ずるように放電部分を設け、こ
の放電部分に水銀蒸気を放電によつて活性化し、
活性化した水銀蒸気を反応槽内に送り込むように
した励起気相析出法による薄膜の製造装置を提供
することを目的とする。
ので、反応槽に通ずるように放電部分を設け、こ
の放電部分に水銀蒸気を放電によつて活性化し、
活性化した水銀蒸気を反応槽内に送り込むように
した励起気相析出法による薄膜の製造装置を提供
することを目的とする。
この目的を達成するために、この発明では、以
下の構成をとる。すなわち、反応槽は該反応槽内
に設けられた水銀励起部分と気相析出部分とから
構成され、該水銀励起部分と気相析出部分とは水
銀蒸気が通過するように接続され、該水銀励起部
分は水銀蒸気導入手段を設けた放電領域から少な
くとも構成され、該気相析出部分は反応ガス導入
手段と基板手持手段とから少なくとも構成されて
いる。
下の構成をとる。すなわち、反応槽は該反応槽内
に設けられた水銀励起部分と気相析出部分とから
構成され、該水銀励起部分と気相析出部分とは水
銀蒸気が通過するように接続され、該水銀励起部
分は水銀蒸気導入手段を設けた放電領域から少な
くとも構成され、該気相析出部分は反応ガス導入
手段と基板手持手段とから少なくとも構成されて
いる。
以下、この発明を図面に基づいて説明する。
第２図はこの発明の一実施例をなす放電部分に
グロー放電を用いた、光気相析出法による薄膜の
製造装置の概略を示す図である。図中、１１は反
応槽、１２ａ，１２ｂは前記反応槽１１に設けら
れた排気管、１３，１４は前記反応槽１１内に設
けられた電極、１５は前記反応槽１１内に設けら
れた基板支持手段兼加熱部、１７は前記加熱部１
５上に設けられた基板、１８は高周波電源、１９
は直流電源、２０は水銀蒸気を含むキヤリアガス
を反応槽１１内に導くキヤリアガス導入管、２１
は反応ガスを反応槽１１内に導く反応ガス導入
管、２２はキヤリアガスに水銀蒸気を含ませない
場合に設けられた水銀溜である。
グロー放電を用いた、光気相析出法による薄膜の
製造装置の概略を示す図である。図中、１１は反
応槽、１２ａ，１２ｂは前記反応槽１１に設けら
れた排気管、１３，１４は前記反応槽１１内に設
けられた電極、１５は前記反応槽１１内に設けら
れた基板支持手段兼加熱部、１７は前記加熱部１
５上に設けられた基板、１８は高周波電源、１９
は直流電源、２０は水銀蒸気を含むキヤリアガス
を反応槽１１内に導くキヤリアガス導入管、２１
は反応ガスを反応槽１１内に導く反応ガス導入
管、２２はキヤリアガスに水銀蒸気を含ませない
場合に設けられた水銀溜である。
この実施例では、電極１３，１４、キヤリアガ
ス導入管２０または水銀溜２２からなる水銀蒸気
導入手段とで水銀励起部分が形成され、基板支持
手段兼加熱部１５と反応ガス導入管２１近傍が気
相析出部分となつており、この２領域間は気相
（減圧雰囲気も含めて）連続している。
ス導入管２０または水銀溜２２からなる水銀蒸気
導入手段とで水銀励起部分が形成され、基板支持
手段兼加熱部１５と反応ガス導入管２１近傍が気
相析出部分となつており、この２領域間は気相
（減圧雰囲気も含めて）連続している。
キヤリアガスはキヤリアガス導入管２０により
反応槽１１内に導かれる。電極１３および電極１
４に高周波電源１８から高周波高電圧を印加する
と、電極１３と電極１４間にグロー放電が発生す
る。このグロー放電によりキヤリアガス中の水銀
蒸気または水銀溜２２から蒸発した水銀蒸気が励
起され、反応ガス導入管２１から導かれた反応ガ
スを励起させるのに必要なエネルギー（Ea）以
上の励起エネルギーを持つた水銀蒸気により、反
応ガスは活性化される。そして必要に応じて基板
支持手段兼加熱部１５によつて加熱された基板１
７の表面に薄膜が生成される。発光ガスは電極１
３および電極１４の近くの排気管１２ａによつて
反応槽１１外に排気され、反応ガスは基板支持手
段兼加熱部１５の近くの排気管１２ｂから反応槽
１１外に排気される。電極１３および電極１４の
近くの排気管１２ａと基板手持手段兼加熱部１５
の近くの排気管１２ｂはそれぞれ排気速度の異な
る排気系に接続され差動排気される。
反応槽１１内に導かれる。電極１３および電極１
４に高周波電源１８から高周波高電圧を印加する
と、電極１３と電極１４間にグロー放電が発生す
る。このグロー放電によりキヤリアガス中の水銀
蒸気または水銀溜２２から蒸発した水銀蒸気が励
起され、反応ガス導入管２１から導かれた反応ガ
スを励起させるのに必要なエネルギー（Ea）以
上の励起エネルギーを持つた水銀蒸気により、反
応ガスは活性化される。そして必要に応じて基板
支持手段兼加熱部１５によつて加熱された基板１
７の表面に薄膜が生成される。発光ガスは電極１
３および電極１４の近くの排気管１２ａによつて
反応槽１１外に排気され、反応ガスは基板支持手
段兼加熱部１５の近くの排気管１２ｂから反応槽
１１外に排気される。電極１３および電極１４の
近くの排気管１２ａと基板手持手段兼加熱部１５
の近くの排気管１２ｂはそれぞれ排気速度の異な
る排気系に接続され差動排気される。
第３図は、第２図と同様励起光源にグロー放電
を用いた、この発明の他の実施例をなす薄膜の製
造装置を示す概略図である。図中、第２図と同一
符号を付した部分は同一部分を示す。１６は荷電
粒子が基板１７上の薄膜に与える損傷を防ぐため
のシールド電極で、バイアス電源１９′に接続さ
れている。
を用いた、この発明の他の実施例をなす薄膜の製
造装置を示す概略図である。図中、第２図と同一
符号を付した部分は同一部分を示す。１６は荷電
粒子が基板１７上の薄膜に与える損傷を防ぐため
のシールド電極で、バイアス電源１９′に接続さ
れている。
高周波電源１８から櫛歯状に交互設けられた電
極１３と電極１４との間に高周波高電圧を印加す
ると、電極１３と電極１４との間にグロー放電が
発生し、このグロー放電により水銀蒸気が励起さ
れ、この励起水銀蒸気により反応ガスが活性化さ
れ、基板１７の上に薄膜が形成されるのは第２図
に示す薄膜製造装置と同様である。
極１３と電極１４との間に高周波高電圧を印加す
ると、電極１３と電極１４との間にグロー放電が
発生し、このグロー放電により水銀蒸気が励起さ
れ、この励起水銀蒸気により反応ガスが活性化さ
れ、基板１７の上に薄膜が形成されるのは第２図
に示す薄膜製造装置と同様である。
上記のような構成にすることにより、薄膜の生
成に従い反応槽１１の内壁にも薄膜が生成される
が、水銀励起のための光を必要としないために、
励起が内壁の薄膜に遮られず、また、水銀励起部
分と気相析出部分を差動排気によつて仕切るため
発光部分での膜の生成は抑えられ、薄膜の生成に
ともなう励起光の強度の減少は抑えることが可能
となる。
成に従い反応槽１１の内壁にも薄膜が生成される
が、水銀励起のための光を必要としないために、
励起が内壁の薄膜に遮られず、また、水銀励起部
分と気相析出部分を差動排気によつて仕切るため
発光部分での膜の生成は抑えられ、薄膜の生成に
ともなう励起光の強度の減少は抑えることが可能
となる。
以上がこの発明の実施例であるが、次にその具
体例について説明する。
体例について説明する。
第２図に示す励起光源にグロー放電および水銀
増感を用いた実施例において、SiH4ガスからの
非晶質シリコン膜の生成について説明する。コー
ニング社製No.7059ガラス（20mm×100mm、厚み１
mm）を洗浄後、基板支持手段兼加熱部１５上の基
板ホルダにセツトし、反応槽１１内を油回転ポン
プとカニカルブースターにより絶対圧真空計
（MKSパラトロン社製）で20ｍTorr.まで排気し
た後、基板手持手段兼加熱部１５によつて基板１
７を180℃に加熱し、さらに70℃に加熱した水銀
溜２２から水銀蒸気を生成する。電極１３，１４
付近の絶対圧力は60ｍTorr.電極１３，１４間に
13.56MHzの高周波高電圧を50W重量してグロー
放電を起こした。そして、基板手持手段兼加熱部
１５の中央の反応ガス導入管２１によりSiH4ガ
スを毎分20c.c.の速度で反応槽１１内に供給し、基
板１７付近の絶対圧力を0.2Torr.で、光気相析出
を100分間行い、前記7059ガラス上に膜厚3000Å
の膜厚を形成した。なお、励起部分の圧力調整の
ためにキヤリアガスを流すこともできる。この場
合、キヤリアガスのグロー放電による発光により
水銀蒸気を活性化させ、水銀増感反応により
SiH4ガスを分解することも可能であり、この場
合、発光ガスには水銀を活性化させるのに必要な
波長2537Å以下の光のエネルギーを多く発光する
ものが必要であり、また、薄膜の特性に悪影響を
与えない発光ガスが必要である。He、Ne、Ar、
Xeなどの希ガスおよびH2等膜質に与える影響の
少ないガスが望ましい。
増感を用いた実施例において、SiH4ガスからの
非晶質シリコン膜の生成について説明する。コー
ニング社製No.7059ガラス（20mm×100mm、厚み１
mm）を洗浄後、基板支持手段兼加熱部１５上の基
板ホルダにセツトし、反応槽１１内を油回転ポン
プとカニカルブースターにより絶対圧真空計
（MKSパラトロン社製）で20ｍTorr.まで排気し
た後、基板手持手段兼加熱部１５によつて基板１
７を180℃に加熱し、さらに70℃に加熱した水銀
溜２２から水銀蒸気を生成する。電極１３，１４
付近の絶対圧力は60ｍTorr.電極１３，１４間に
13.56MHzの高周波高電圧を50W重量してグロー
放電を起こした。そして、基板手持手段兼加熱部
１５の中央の反応ガス導入管２１によりSiH4ガ
スを毎分20c.c.の速度で反応槽１１内に供給し、基
板１７付近の絶対圧力を0.2Torr.で、光気相析出
を100分間行い、前記7059ガラス上に膜厚3000Å
の膜厚を形成した。なお、励起部分の圧力調整の
ためにキヤリアガスを流すこともできる。この場
合、キヤリアガスのグロー放電による発光により
水銀蒸気を活性化させ、水銀増感反応により
SiH4ガスを分解することも可能であり、この場
合、発光ガスには水銀を活性化させるのに必要な
波長2537Å以下の光のエネルギーを多く発光する
ものが必要であり、また、薄膜の特性に悪影響を
与えない発光ガスが必要である。He、Ne、Ar、
Xeなどの希ガスおよびH2等膜質に与える影響の
少ないガスが望ましい。
さらに、水銀蒸気は上記水銀溜２２からではな
く、別途ガス混合装置内に設けられた水銀溜か
ら、キヤリアガス導入管２０を通して電極１３，
１４間に供給してもよい。
く、別途ガス混合装置内に設けられた水銀溜か
ら、キヤリアガス導入管２０を通して電極１３，
１４間に供給してもよい。
また、この発明の水銀蒸気の放電スペースは光
そのものを基板に照射する必要がないので小さく
てよく、第２図の実施例では放電電極の収容され
る部分は、基板が収容される反応槽１１へ通ずる
小さな放電槽でよい。
そのものを基板に照射する必要がないので小さく
てよく、第２図の実施例では放電電極の収容され
る部分は、基板が収容される反応槽１１へ通ずる
小さな放電槽でよい。
以上の実施例では適用される膜は非晶質シリコ
ン膜が実例として開示されたが、シリコン窒化
膜、酸化膜、金属膜等各種薄膜に適用可能であ
る。
ン膜が実例として開示されたが、シリコン窒化
膜、酸化膜、金属膜等各種薄膜に適用可能であ
る。
以上説明したように、この発明に係る励起気相
析出法による薄膜の製造装置は、反応槽内に水銀
励起部分を有し、活性化された水銀蒸気を反応ガ
スに直接照射させるようにしたので、膜の生成に
従い反応槽の内壁においても薄膜が生成される
が、窓を持たない水銀の励起は遮られることはな
く、薄膜の生産性の向上および薄膜の特性の向上
に極めて優れた効果を有する。
析出法による薄膜の製造装置は、反応槽内に水銀
励起部分を有し、活性化された水銀蒸気を反応ガ
スに直接照射させるようにしたので、膜の生成に
従い反応槽の内壁においても薄膜が生成される
が、窓を持たない水銀の励起は遮られることはな
く、薄膜の生産性の向上および薄膜の特性の向上
に極めて優れた効果を有する。
第１図は従来の光気相析出法による薄膜の製造
装置の概略構成図、第２図および第３図ははこの
発明の光気相析出法による薄膜の製造装置の実施
例をそれぞれ示す概略構成図である。 図中、１１は反応槽、１２は排気管、１３，１
４は電極、１５は基板支持部兼加熱部、１６はシ
ールド電極、１７は基板、１８は高周波電源、１
９は直流電源、１９′はバイアス電源、２０はキ
ヤリアガス導入管、２１は反応ガス導入管、２２
は水銀溜である。
装置の概略構成図、第２図および第３図ははこの
発明の光気相析出法による薄膜の製造装置の実施
例をそれぞれ示す概略構成図である。 図中、１１は反応槽、１２は排気管、１３，１
４は電極、１５は基板支持部兼加熱部、１６はシ
ールド電極、１７は基板、１８は高周波電源、１
９は直流電源、１９′はバイアス電源、２０はキ
ヤリアガス導入管、２１は反応ガス導入管、２２
は水銀溜である。
Claims (1)
- １ 反応槽内に反応ガスを導き、この反応ガスを
活性化した水銀蒸気により活性化させ基板上に薄
膜を形成する励起気相析出法による薄膜の製造装
置において、前記反応槽は該反応槽内に設けられ
た水銀励起部分と気相析出部分とから構成され、
該水銀励起部分と気相析出部分とは水銀蒸気が通
過するように接続され、該水銀励起部分は水銀蒸
気導入手段を設けた放電領域から少なくとも構成
され、該気相析出部分は反応ガス導入手段と基板
支持手段とから少なくとも構成されたことを特徴
とする励起気相析出法による薄膜の製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58003264A JPS59127833A (ja) | 1983-01-12 | 1983-01-12 | 励起気相析出法による薄膜の製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58003264A JPS59127833A (ja) | 1983-01-12 | 1983-01-12 | 励起気相析出法による薄膜の製造装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1154879A Division JPH0637705B2 (ja) | 1989-06-16 | 1989-06-16 | 直接励起気相析出法による薄膜の製造装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59127833A JPS59127833A (ja) | 1984-07-23 |
| JPH0419702B2 true JPH0419702B2 (ja) | 1992-03-31 |
Family
ID=11552601
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58003264A Granted JPS59127833A (ja) | 1983-01-12 | 1983-01-12 | 励起気相析出法による薄膜の製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59127833A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59218721A (ja) * | 1983-05-27 | 1984-12-10 | Ushio Inc | 被膜形成方法 |
| JPH01239919A (ja) * | 1988-03-22 | 1989-09-25 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | プラズマ処理方法およびプラズマ処理装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50130369A (ja) * | 1974-04-01 | 1975-10-15 | ||
| JPS56124229A (en) * | 1980-03-05 | 1981-09-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Manufacture of thin film |
| JPS57202740A (en) * | 1981-06-05 | 1982-12-11 | Mitsubishi Electric Corp | Manufacture of semiconductor device |
-
1983
- 1983-01-12 JP JP58003264A patent/JPS59127833A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59127833A (ja) | 1984-07-23 |
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