JPH0610673Y2 - 光ｃｖｄ装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は反応室に導入された反応ガスを光エネルギによ
って分解し、アモルファス半導体膜や微結晶膜等の薄膜
を形成する光ＣＶＤ装置に関する。

従来の技術 光ＣＶＤ装置はアモルファス半導体等の薄膜形成手段の
代表的なものとして知られている。この光ＣＶＤ装置に
おいて、一般にその光エネルギは光源を反応室の外壁に
設けた石英板等の照射窓を透過させることによって上記
反応室内に導入される。従って該光ＣＶＤ装置を長時間
稼働させると該反応室内における分解反応によって形成
される薄膜が上記照射窓に附着し、光源から得られる光
エネルギの光量が低下して薄膜形成に支障を来すという
欠点があった。

そこで、このような欠点を解消するため、従来は照射窓
に不活性ガスを吹きつけれたり、照射窓に低蒸気圧油脂
を塗布することによって該照射窓への薄膜附着の防止を
行なっていた（例えば、電気学会研究会資料ＳＰＣ−８
４−４８，特開昭５７−１５４８３９号公報参照）。

考案が解決しようとする問題点 しかし、上述のように照射窓を不活性ガスを吹きつけて
も、照射窓全域に亙つて不活性ガスを均一に吹きつける
ことは困難なため、エネルギ光量の低下を完全に防ぐこ
とはできなかった。

また、該照射窓に低蒸気圧油脂を塗布しても、或る一定
時間以上稼働させた場合はその効果が損なわれるため、
該低蒸気圧油脂の塗布作業を頻繁に行わねばならず、作
業性が悪いという問題点があった。

本考案は従来のこのような問題点を解決して、照射窓の
透孔性低下を防止し、長時間に亙つて安定した薄膜を形
成することのできる光ＣＶＤ装置を提供することを目的
とする。

問題点を解決するための手段 上記目的を達成するために本考案の光ＣＶＤ装置は、光
エネルギを反応室に導入するための照射窓が該反応室の
外壁に設けられると共に、該照射窓の上面に凹所が形成
され、さらに該凹所に低蒸気圧油脂が満たされ、かつ、
上記低蒸気圧油脂の周辺部を冷却する冷却手段が設けら
れたことを要旨としている。

作用 上記構成によれば、低蒸気圧油脂の周辺部は低蒸気圧油
脂の中央部に比し、低温状態となるため、周辺部と中央
部とで温度差が生じ、対流現象が生じる。従ってこの対
流現象によって照射窓の表面に附着する薄膜等の汚れは
周辺部に移動し、照射窓の中心部は汚れることなく常に
清浄に保つことができる。

実施例 以下、図示の実施例に基づき本考案を詳説する。

第１図は本考案に係る光ＣＶＤ装置の概略を示した図で
あって、１は反応ガスが導入されるステンレス製の反応
室、２は適数個の光源３…が内有されるランプハウスで
ある。４は石英板で形成された照射窓であって、上記反
応室１の外壁（図では底部）２２に取り付けられ、Ｏリ
ング５を介して該反応室１との間隙がシールされてい
る。

上記照射窓４は、反応室１に対向する上面に凹所６が形
成されてなり、該凹所６には照射窓４に薄膜が附着する
のを防止するためのパーフロポリエール等の低蒸気圧油
脂７が満たされている。この深さＬは、後述の対流現象
により充分なクリーニング効果が得られるように深さＬ
0.5〜100mmの範囲に設定される。つまりこの深さＬが余
りに浅いと低蒸気圧油脂７を照射窓４に塗布する方式で
ある従来例と略同様の構成となり、クリーニング効果が
得られなくなる虞があるからである。

さらに、上記反応室１は、導電性ガラスや導電性セラミ
ック等の膜厚サブミクロン〜数ミクロン程度の薄膜を支
持する基板８と、該基板８を固定するヒータ９が内蔵さ
れた載置台１０とを内有している。また、上記基板８は
上記照射窓４と対向状に配設されている。１１は反応ガ
スを反応室１に導入するためのＬ字状に形成された輸送
管であって、外周には適数個の吹出口１２…が列状に形
成され、その先端部は上記基板８の稍下方、好ましくは
１〜２cm下方であってランプハウス２からの光を遮るこ
とのない位置に配設される。１３は上記低蒸気圧油脂７
を照射窓４の上記凹所６に注入するための注入管であっ
て、上記低蒸気圧油脂７によるクリーニング効果が減少
した場合には随時注入口１４から照射窓４の上記凹所６
に低蒸気圧油脂７を供給するためのものである。１５は
反応室１内のガスを排気するための真空ポンプである。

また、ランプハウス２内の上記光源３…は波長１８４９
Åと２５３７Åの紫外光を輻射する低圧水銀ランプが使
用される。１６は窒素導入管であって、ランプハウス２
の内部を窒素置換するためのものである。そして、上記
光源３…として使用される低圧水銀ランプから発生する
紫外線によって、大気中の酸素からオゾンが発生するの
を防止する。

しかして、１７は，上記低蒸気圧油脂７の周辺部１８を
冷却する冷却手段であって、冷媒１９と矢印Ａ方向に該
冷媒１９を搬送する冷媒輸送管２０とで構成される。こ
の実施例では冷媒１９としては液体窒素をヒータで気化
させた低温窒素が使用されている。

このように構成された光ＣＶＤ装置において、水銀槽
（不図示）を通過したガスボンベ（不図示）からの反応
ガス、増感材として使用する水銀蒸気と共に輸送管１１
内を矢印Ｂ方向から搬送され、反応室１内に導入され
る。一方光源３…から矢印Ｃ方向に輻射される紫外光は
照射窓４及び低蒸気圧油脂７を透過して光エネルギとな
って反応室１内に導入される。そして水銀蒸気は紫外光
を吸収して励起し、高エネルギ状態となって該水銀蒸気
と反応ガスの分子とが衝突し、分解反応を起こして基板
８上に非晶質の薄膜を形成する（水銀増感法）。この時
上記冷却手段１７によって冷媒１９が矢印Ｄ方向に吹き
上げられ、低蒸気圧油脂７の周辺部１８が冷却されるの
で、低蒸気圧油脂７の中央部２０との間に温度差が生
じ、矢印Ｄで示す如く対流現象が生じる。そしてこの対
流現象に伴って低蒸気圧油脂７の表面に附着する薄膜等
の汚れ２１も矢印Ｅで示す如く周辺部に移動するため、
その中央部、すなわち光源３…からの紫外光が透過する
部分は常に清浄に保たれ、安定した紫外光を反応室１内
に導入することができる。

第２図は本考案の光ＣＶＤ装置でもって非晶質Ｓｉを形
成したときの反応時間Ｔと膜厚ｔとの関係を従来例（低
蒸気圧油脂を照射窓の表面に塗布した場合）との比較に
おいて示したものである。図中、実線が本考案、破線が
従来例、反応条件は本考案及び従来例共に基板温度２５
０℃、圧力５Ｔｏｏｒ、反応ガスＳｉ₂H₆、流量２０ｓ
ｃｃｍである。この図から明らかなように従来例におい
ては反応時間が長時間になると薄膜形成が鈍化するのに
対し、本考案は反応時間が経過しても薄膜形成が鈍化せ
ず、時間と共に膜厚が増大する。蓋し、上記照射窓４が
常に清浄に保たれ、安定した光エネルギが上記反応室１
に導入されるからである。

尚、本考案は上記実施例に限定されることはなく要旨を
逸脱しない範囲において設計変更可能なことは勿論であ
る。例えば、別途加熱手段を設け、低蒸気圧油脂７の中
央部２０を光源３…以外の熱源により強制的に加熱する
ことによって、上記低蒸気圧油脂７の中央部２０とその
周辺部１８で温度差が生じるように構成してもよい。

考案の効果 以上詳述したように本考案の光ＣＶＤ装置は、光エネル
ギを反応室に導入するための照射窓を該反応室の外壁に
設けると共に、該照射窓の上面に凹所を形成し、さらに
該凹所に低蒸気圧油脂を満たし、かつ上記低蒸気圧油脂
の周辺部を冷却する冷却手段を設けたので、低蒸気圧油
脂の周辺部が低蒸気圧油脂の中央部に比し、低温状態と
なって、周辺部と中央部とで温度差が生じ、対流現象が
起こる。そして、この対流現象によって照射窓の表面に
附着する薄膜等の汚れは周辺部に移動し、その中心部は
汚れることなく常に清浄に保つことができる。したがっ
て、長時間経過しても薄膜の形成が鈍化することがなく
なり、安定した薄膜を得ることができるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例としての光ＣＶＤ装置の概略
を示す正面図、第２図は本考案の反応時間（Ｔ）−膜厚
（ｔ）の関係を従来例との比較において示した特性図で
ある。 １…反応室、４…照射窓、６…凹所、７…低蒸気圧油
脂、１８…周辺部、１９…冷却手段、２２…外壁。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】反応室に導入された反応ガスを光エネルギ
   によって分解し、薄膜を形成する光ＣＶＤ装置であっ
   て、 上記光エネルギを上記反応室に導入するための照射窓が
   該反応室の外壁に設けられると共に、該照射窓の上面に
   凹所が形成され、さらに該凹所に低蒸気圧油脂が満たさ
   れ、 かつ、上記低蒸気圧油脂の周辺部を冷却する冷却手段が
   設けられたことを特徴とする光ＣＶＤ装置。
2. 【請求項２】深さ0.5〜100mmでもって上記低蒸気圧油脂
   が上記凹所に満たされたことを特徴とする実用新案登録
   請求の範囲第(1)項記載の光ＣＶＤ装置。