JPH0819528B2 - プラズマ閉込め領域を有するグロー放電堆積装置および薄膜形成方法 - Google Patents
プラズマ閉込め領域を有するグロー放電堆積装置および薄膜形成方法Info
- Publication number
- JPH0819528B2 JPH0819528B2 JP61059074A JP5907486A JPH0819528B2 JP H0819528 B2 JPH0819528 B2 JP H0819528B2 JP 61059074 A JP61059074 A JP 61059074A JP 5907486 A JP5907486 A JP 5907486A JP H0819528 B2 JPH0819528 B2 JP H0819528B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- shield
- glow discharge
- gas
- region
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/32623—Mechanical discharge control means
-
- 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
- C23C16/50—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 using electric discharges
- C23C16/517—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 using electric discharges using a combination of discharges covered by two or more of groups C23C16/503 - C23C16/515
-
- 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
- C23C16/54—Apparatus specially adapted for continuous coating
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/32697—Electrostatic control
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/32733—Means for moving the material to be treated
- H01J37/32752—Means for moving the material to be treated for moving the material across the discharge
- H01J37/32761—Continuous moving
- H01J37/3277—Continuous moving of continuous material
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 本発明は相互に連結された複数のグロー放電堆積（以
下、デポジションという）チャンバ内で複数の半導体合
金材料層を順次堆積（以下、デポジットともいう）する
ことにより基板上に半導体デバイスを連続形成するため
の装置および薄膜形成方法に係る。この種の装置でグロ
ー放電により半導体合金材料を基板にデポジットする場
合は、（半導体合金材料形成用の）前駆物質ガス混合物
を各デポジションチャンバに導入し、大面積カソードプ
レートと、このカソードから距離をおいて配置された導
電性大面積基板との間に前記混合ガスを流す。カソード
と基板とで限定されるこの領域を以後プラズマ領域と称
するが、このプラズマ領域ではカソードに結合するa.c.
又はd.c.エネルギが電磁界を発生させ、この電磁界によ
って前記前駆物質ガス混合物が複数の活性化した種に分
離し、これらの活性種が基板上にデポジットされること
になる。前記電磁界がカソードの長さ及び幅の全長に亘
って均等でないと、半導体合金材料デポジット層は不均
質になる。大型デポジション装置で電磁界を均等に発生
させ且つ維持することは困難であるが、これは使用する
電磁界の強さが増大すれば更に難しくなる。しかるに本
出願人は、より良いアモルファス材料をデポジットする
ためには強い電磁界の使用が望ましいことを確認した。
下、デポジションという）チャンバ内で複数の半導体合
金材料層を順次堆積（以下、デポジットともいう）する
ことにより基板上に半導体デバイスを連続形成するため
の装置および薄膜形成方法に係る。この種の装置でグロ
ー放電により半導体合金材料を基板にデポジットする場
合は、（半導体合金材料形成用の）前駆物質ガス混合物
を各デポジションチャンバに導入し、大面積カソードプ
レートと、このカソードから距離をおいて配置された導
電性大面積基板との間に前記混合ガスを流す。カソード
と基板とで限定されるこの領域を以後プラズマ領域と称
するが、このプラズマ領域ではカソードに結合するa.c.
又はd.c.エネルギが電磁界を発生させ、この電磁界によ
って前記前駆物質ガス混合物が複数の活性化した種に分
離し、これらの活性種が基板上にデポジットされること
になる。前記電磁界がカソードの長さ及び幅の全長に亘
って均等でないと、半導体合金材料デポジット層は不均
質になる。大型デポジション装置で電磁界を均等に発生
させ且つ維持することは困難であるが、これは使用する
電磁界の強さが増大すれば更に難しくなる。しかるに本
出願人は、より良いアモルファス材料をデポジットする
ためには強い電磁界の使用が望ましいことを確認した。
本発明では均等且つ高強度の電磁界を形成し且つ維持
するという問題を、プラズマ領域の予決定部分にプラズ
マを閉込めるための閉込め手段をデポジション装置に付
加することによって解決する。このようにすれば半導体
合金材料がプラズマ領域の所定部分のみから基板上にデ
ポジットされる。好ましい具体例の１つでは前記閉込め
手段がデポジションプロセスの間電気的バイアスをかけ
られる一対の互に距離をおいた細長い部材で構成され
る。これらの細長い部材はプラズマをプラズマ領域の中
央部に閉込めるべく、プラズマ領域の各対向遠位端の近
傍に１つずつ配置される。別の好ましい具体例では閉込
め部材を、細長く延びるプラズマ領域を規定するシール
ドの一部分で構成する。これら閉込め部材にはプラズマ
領域の中央部方向に向かう斥力を電子に及ぼすことによ
ってプラズマをクエンチすべく直流電圧でバイアスを加
える。バイアスを加えた閉込め部材はデポジション装置
の他の部分から電気的に絶縁されるように、但し電気的
バイアスは可能であるように絶縁性コーティング及び導
電性コーティングで被覆し得る。半導体合金材料を細長
いウェブ状基板材料上に連続的にデポジットする装置で
はこれらの閉込め部材をカソードの前端及び後端の近傍
に配置するのが好ましい。
するという問題を、プラズマ領域の予決定部分にプラズ
マを閉込めるための閉込め手段をデポジション装置に付
加することによって解決する。このようにすれば半導体
合金材料がプラズマ領域の所定部分のみから基板上にデ
ポジットされる。好ましい具体例の１つでは前記閉込め
手段がデポジションプロセスの間電気的バイアスをかけ
られる一対の互に距離をおいた細長い部材で構成され
る。これらの細長い部材はプラズマをプラズマ領域の中
央部に閉込めるべく、プラズマ領域の各対向遠位端の近
傍に１つずつ配置される。別の好ましい具体例では閉込
め部材を、細長く延びるプラズマ領域を規定するシール
ドの一部分で構成する。これら閉込め部材にはプラズマ
領域の中央部方向に向かう斥力を電子に及ぼすことによ
ってプラズマをクエンチすべく直流電圧でバイアスを加
える。バイアスを加えた閉込め部材はデポジション装置
の他の部分から電気的に絶縁されるように、但し電気的
バイアスは可能であるように絶縁性コーティング及び導
電性コーティングで被覆し得る。半導体合金材料を細長
いウェブ状基板材料上に連続的にデポジットする装置で
はこれらの閉込め部材をカソードの前端及び後端の近傍
に配置するのが好ましい。
第１図は複数の別個のｎ−ｉ−ｐ形セル、例えばセル
12a,12b及び12cを積重して構成した太陽電池の如きｎ−
ｉ−ｐ形光起電力デバイスを示している。最下位のセル
12aの下は基板11であり、この基板はガラスもしくはプ
ラスチックの如き透明材料、又はステンレス鋼、アルミ
ニウム、タンタル、モリブデンもしくはクロムの如き金
属材料で構成し得る。場合によっては実質的アモルファ
ス半導体合金材料をデポジットする前に酸化物薄層及び
／又は一連の基部コンタクトをデポジットしなければな
らないが、その場合には「基板」は可撓性フィルムだけ
でなく、予処理によってこのフィルムに加えられる他の
任意のエレメントをも含むことになる。
12a,12b及び12cを積重して構成した太陽電池の如きｎ−
ｉ−ｐ形光起電力デバイスを示している。最下位のセル
12aの下は基板11であり、この基板はガラスもしくはプ
ラスチックの如き透明材料、又はステンレス鋼、アルミ
ニウム、タンタル、モリブデンもしくはクロムの如き金
属材料で構成し得る。場合によっては実質的アモルファ
ス半導体合金材料をデポジットする前に酸化物薄層及び
／又は一連の基部コンタクトをデポジットしなければな
らないが、その場合には「基板」は可撓性フィルムだけ
でなく、予処理によってこのフィルムに加えられる他の
任意のエレメントをも含むことになる。
各セル12a,12b及び12cは少なくとも１種類のシリコン
合金を含む実質的アモルファス合金体で構成される。こ
れら合金体はいずれもｐ形導電領域即ち層20a,20b,20c
と、真性領域即ち層18a,18b,18cと、ｎ形導電領域即ち
層16a,16b,16cとを含む。セル12bは中間セルであるが、
第１図から明らかなように図面のセル以外に複数個のセ
ルを中間セルとして付加することもでき、それも本発明
の範囲内に含まれる。また、ここにはｎ−ｉ−ｐ形セル
を示したが、本発明のプラズマ閉込め装置は単一又は複
数のｐ−ｉ−ｎ形セルを製造する場合にも使用し得る。
合金を含む実質的アモルファス合金体で構成される。こ
れら合金体はいずれもｐ形導電領域即ち層20a,20b,20c
と、真性領域即ち層18a,18b,18cと、ｎ形導電領域即ち
層16a,16b,16cとを含む。セル12bは中間セルであるが、
第１図から明らかなように図面のセル以外に複数個のセ
ルを中間セルとして付加することもでき、それも本発明
の範囲内に含まれる。また、ここにはｎ−ｉ−ｐ形セル
を示したが、本発明のプラズマ閉込め装置は単一又は複
数のｐ−ｉ−ｎ形セルを製造する場合にも使用し得る。
最上位セルの半導体合金材料露出層の上にはインジウ
ムスズ酸化物の如きTCO（透明導電性酸化物）層22をデ
ポジットする。デバイス10の集電効果を高めるために格
子状電極24を付加してもよい。
ムスズ酸化物の如きTCO（透明導電性酸化物）層22をデ
ポジットする。デバイス10の集電効果を高めるために格
子状電極24を付加してもよい。
第２図の多重チャンバ形グロー放電デポジション装置
26は半導体デバイスの連続的製造に使用され、互に隔離
（分離）された３つ１組の専用グロー放電デポジション
チャンバ28,30,32を有する。これらのチャンバはガスゲ
ート42によって互に連結され、スウィープガスと基板材
料ウェブ11とが前記ゲートを介して移送され得る。
26は半導体デバイスの連続的製造に使用され、互に隔離
（分離）された３つ１組の専用グロー放電デポジション
チャンバ28,30,32を有する。これらのチャンバはガスゲ
ート42によって互に連結され、スウィープガスと基板材
料ウェブ11とが前記ゲートを介して移送され得る。
真性半導体合金材料層はチャンバ28内でデポジットさ
れたドープト層の上にチャンバ30内でデポジットされ
る。２つの異なるドープト層は夫々チャンバ28及び32内
でデポジットされる。チャンバ28では当該ドープト層が
基板ウェブ11上に直接デポジットされ、チャンバ32では
当該ドープト層が先にデポジットされた２つの層の上に
デポジットされる。該装置のチャンバ数は種々の構造の
半導体デバイスを製造すべく増減し得る。
れたドープト層の上にチャンバ30内でデポジットされ
る。２つの異なるドープト層は夫々チャンバ28及び32内
でデポジットされる。チャンバ28では当該ドープト層が
基板ウェブ11上に直接デポジットされ、チャンバ32では
当該ドープト層が先にデポジットされた２つの層の上に
デポジットされる。該装置のチャンバ数は種々の構造の
半導体デバイスを製造すべく増減し得る。
各デポジションチャンバ内には第２図に簡略に示され
ているように、カソードプレート34と、カソード34を包
囲するカソード閉込めシールド（カソードシールド）35
と、プロセスガス供給管36と、排出管41と、横方向に配
列される複数の磁気素子50と、複数の輻射加熱素子40と
が配置される。ガースゲート42は隣接デポジションチャ
ンバ同士を連結する。チャンバ28及び32内のドーパント
ガスがチャンバ30内に侵入するのを回避すべく、これら
ガスゲートにはガス流が供給される。各カソードには電
力源38が接続される。この電力はラジオ周波以上の直流
又は交流であってよい。プロセスガス混合物は供給管36
及びカソードプレート34を介して各チャンバのカーソド
34及び基板ウェブ11間のプラズマ領域に送られる。カソ
ードシールド35は基板ウェブ11及び排出管41と協働して
プロセスガス混合物をカソードの近傍に閉込める。
ているように、カソードプレート34と、カソード34を包
囲するカソード閉込めシールド（カソードシールド）35
と、プロセスガス供給管36と、排出管41と、横方向に配
列される複数の磁気素子50と、複数の輻射加熱素子40と
が配置される。ガースゲート42は隣接デポジションチャ
ンバ同士を連結する。チャンバ28及び32内のドーパント
ガスがチャンバ30内に侵入するのを回避すべく、これら
ガスゲートにはガス流が供給される。各カソードには電
力源38が接続される。この電力はラジオ周波以上の直流
又は交流であってよい。プロセスガス混合物は供給管36
及びカソードプレート34を介して各チャンバのカーソド
34及び基板ウェブ11間のプラズマ領域に送られる。カソ
ードシールド35は基板ウェブ11及び排出管41と協働して
プロセスガス混合物をカソードの近傍に閉込める。
デポジション処理の間、高周波発生器38、カソードプ
レート34、輻射加熱素子40及び電気的に接地されたウェ
ブ11は互に協働してプラズマ領域内でガスを分離させる
ことによりプラズマを形成する。磁気ウェブ11は複数の
磁気素子列50によりほぼ平らな状態に維持される。
レート34、輻射加熱素子40及び電気的に接地されたウェ
ブ11は互に協働してプラズマ領域内でガスを分離させる
ことによりプラズマを形成する。磁気ウェブ11は複数の
磁気素子列50によりほぼ平らな状態に維持される。
ウェブ材料11の面積全体に亘って均質且つ均等な半導
体合金材料層をデポジットするためには、前駆物質プロ
セスガスに均一の電磁界をほぼ同等の時間に亘って加え
ておかなければならない。エネルギ密度の比較的大きい
電磁界を用いてデポジション処理を行なうと、発生する
高エネルギプラズマがデポジション装置内の狭小スペー
ス内まで浸透する。弱いプラズマではこれらスペース内
への浸透は生起しない。このような高エネルギプラズマ
は微結晶質フッ素化ｐ形アモルファスシリコン層をデポ
ジットする場合に特に有用であることが判明した。高エ
ネルギプラズマがこのように浸透すれば、次層のデポジ
ションの前に、先にデポジットされた半導体合金材料の
エッチングと、チャンバからの基板送出の際新たにデポ
ジットされた層のエッチングとを迅速に行なうことがで
きる。
体合金材料層をデポジットするためには、前駆物質プロ
セスガスに均一の電磁界をほぼ同等の時間に亘って加え
ておかなければならない。エネルギ密度の比較的大きい
電磁界を用いてデポジション処理を行なうと、発生する
高エネルギプラズマがデポジション装置内の狭小スペー
ス内まで浸透する。弱いプラズマではこれらスペース内
への浸透は生起しない。このような高エネルギプラズマ
は微結晶質フッ素化ｐ形アモルファスシリコン層をデポ
ジットする場合に特に有用であることが判明した。高エ
ネルギプラズマがこのように浸透すれば、次層のデポジ
ションの前に、先にデポジットされた半導体合金材料の
エッチングと、チャンバからの基板送出の際新たにデポ
ジットされた層のエッチングとを迅速に行なうことがで
きる。
第３図では基板ウェブ（ウェブ状基板）11がデポジシ
ョンチャンバ内を矢印９方向に移動する。中央プラズマ
領域Ａの対向遠位端の近傍（即ちカソードプレート34と
基板11との間で夫々カソードプレート34の前端及び後端
に近い位置）には導電部材としての管7aの如き細長い部
材が１つずつ配置されている。各部材7aには電源7bによ
り約200ボルトの負のd.c.バイアスがかけられる。各部
材7aの長さはカソードプレート34の幅にほぼ等しい。負
バイアスをかけられた部材7aはプラズマをクエンチして
（即ち電子に斥力を及ぼして）領域Ａに閉込めるのみな
らず、電子をプロセスガス混合物中に注入してプラズマ
の励起（ignite）及び維持を助ける。
ョンチャンバ内を矢印９方向に移動する。中央プラズマ
領域Ａの対向遠位端の近傍（即ちカソードプレート34と
基板11との間で夫々カソードプレート34の前端及び後端
に近い位置）には導電部材としての管7aの如き細長い部
材が１つずつ配置されている。各部材7aには電源7bによ
り約200ボルトの負のd.c.バイアスがかけられる。各部
材7aの長さはカソードプレート34の幅にほぼ等しい。負
バイアスをかけられた部材7aはプラズマをクエンチして
（即ち電子に斥力を及ぼして）領域Ａに閉込めるのみな
らず、電子をプロセスガス混合物中に注入してプラズマ
の励起（ignite）及び維持を助ける。
本発明の一具体例を含むグロー放電カソードアセンブ
リ70を第７図により詳細に示した。このカソードアセン
ブリ70は追加の（別の）気体状前駆物質を補助マニホル
ドアセンブリ78からプラズマ領域の任意の特定局所部分
内に導入するための手段を有する。この種のカソードア
センブリは1985年９月20日出願のカナダ国特許出願第49
1,232号、1985年９月23日出願の欧州特許出願第8530673
4号、及び1985年10月24日出願の日本国特許出願第23853
785号に開示されている。矢印Ｃはプロセスガスの流動
方向を示し、矢印９は基板ウェブ11の移動方向を示す。
リ70を第７図により詳細に示した。このカソードアセン
ブリ70は追加の（別の）気体状前駆物質を補助マニホル
ドアセンブリ78からプラズマ領域の任意の特定局所部分
内に導入するための手段を有する。この種のカソードア
センブリは1985年９月20日出願のカナダ国特許出願第49
1,232号、1985年９月23日出願の欧州特許出願第8530673
4号、及び1985年10月24日出願の日本国特許出願第23853
785号に開示されている。矢印Ｃはプロセスガスの流動
方向を示し、矢印９は基板ウェブ11の移動方向を示す。
第４図ではデポジションチャンバ32は全体的に矩形の
箱様部材であって、底部壁面32aと、上部壁面32bと、側
壁32c及び32dと、背面（図示せず）とを有する。カソー
ドアセンブリ70はデポジションチャンバ32内で上部壁面
32bと下部壁面32aとの間のほぼ中間に配置される。カソ
ードアセンブリ70は電力源38から高周波（rf）出力を受
けてカソード34と基板11との間で前駆物質ガス中にプラ
ズマを発生させるカソードプレート34を備える。ウェブ
11は下流側の基板導入口からチャンバ32内に入り、上流
側の基板送出口から出る。ウェブ11はシールド35の全体
的に垂直方向に配置されたレッグ35bの上端で全体的に
水平方向に配置されたショルダ35aの近くを移動する。
垂直レッグ35bは側壁32c及び32dに堅固に固定される。
箱様部材であって、底部壁面32aと、上部壁面32bと、側
壁32c及び32dと、背面（図示せず）とを有する。カソー
ドアセンブリ70はデポジションチャンバ32内で上部壁面
32bと下部壁面32aとの間のほぼ中間に配置される。カソ
ードアセンブリ70は電力源38から高周波（rf）出力を受
けてカソード34と基板11との間で前駆物質ガス中にプラ
ズマを発生させるカソードプレート34を備える。ウェブ
11は下流側の基板導入口からチャンバ32内に入り、上流
側の基板送出口から出る。ウェブ11はシールド35の全体
的に垂直方向に配置されたレッグ35bの上端で全体的に
水平方向に配置されたショルダ35aの近くを移動する。
垂直レッグ35bは側壁32c及び32dに堅固に固定される。
供給マニホルド36aは第１半導体前駆物質をチャンバ3
2に導入せしめ、第２供給マニホルド36bは第２気体前駆
物質を導入せしめる。供給マニホルド36a及び36bはいず
れも横断方向に延在する細長い管状部材であり、その長
さに沿って相互に間隔をおいて配置された複数の開口を
有し、これらの開口を介して夫々第１及び第２前駆物質
ガスがウェブ11の幅に亘り均等になるようにデポジショ
ンチャンバ内に導入される。
2に導入せしめ、第２供給マニホルド36bは第２気体前駆
物質を導入せしめる。供給マニホルド36a及び36bはいず
れも横断方向に延在する細長い管状部材であり、その長
さに沿って相互に間隔をおいて配置された複数の開口を
有し、これらの開口を介して夫々第１及び第２前駆物質
ガスがウェブ11の幅に亘り均等になるようにデポジショ
ンチャンバ内に導入される。
チャンバ32の幅に亘って延びるガス方向付シールド51
は、全体的に水平に配置された底部支持部材51aと、長
手方向に間隔をおいて全体的に垂直に配置され且つ上方
に延びるカソード支持レッグ51bとを有する。シールド5
1の直立レッグ51bとカソードプレート34の底面34cとの
間に形成される接合部は気密性を有する。この気密接合
部の存在によって、カソードプレート34とシールド51の
底部支持部材51aとの間に形成されたコンパートメント7
6内に導入される総ての気体前駆物質は、カソードプレ
ート34に設けられた開口90のみを介してプラズマ領域に
導入されることになる。シールド51はまた、全体的に垂
直方向のレッグ51cをも有する。これらのレッグは水平
支持部材51aを下部壁面32aの表面より上方に保持し且つ
チャンバ32の底部をガス導入セグメントとガス排出セグ
メントとに分割する。垂直レッグ51cは全体的にカソー
ドプレート34の幅と同じ距離に亘って延び、プラズマ領
域内の気体前駆物質をプラズマ領域から排出される使用
済気体前駆物質から隔離する。
は、全体的に水平に配置された底部支持部材51aと、長
手方向に間隔をおいて全体的に垂直に配置され且つ上方
に延びるカソード支持レッグ51bとを有する。シールド5
1の直立レッグ51bとカソードプレート34の底面34cとの
間に形成される接合部は気密性を有する。この気密接合
部の存在によって、カソードプレート34とシールド51の
底部支持部材51aとの間に形成されたコンパートメント7
6内に導入される総ての気体前駆物質は、カソードプレ
ート34に設けられた開口90のみを介してプラズマ領域に
導入されることになる。シールド51はまた、全体的に垂
直方向のレッグ51cをも有する。これらのレッグは水平
支持部材51aを下部壁面32aの表面より上方に保持し且つ
チャンバ32の底部をガス導入セグメントとガス排出セグ
メントとに分割する。垂直レッグ51cは全体的にカソー
ドプレート34の幅と同じ距離に亘って延び、プラズマ領
域内の気体前駆物質をプラズマ領域から排出される使用
済気体前駆物質から隔離する。
マニホルド36a及び36bの下流には、導電ロッド66の如
き、プレカソード（precathode）アセンブリを配置し得
る。プレカソードロッド66はこれを通って流れる気体前
駆物質の初期分離及び再結合を開始せしめる。このロッ
ドはまた、米国特許第4,479,455号に記載の如く、気体
前駆物質から不純物を集め、且つデポジションチャンバ
32の壁から汚染物質を集める。加熱素子68は各バンク68
a〜68c毎に熱反射シールド69a〜69cを備え、これらシー
ルドは夫々熱をカソードアセンブリ70に送って前駆物質
ガスを所定温度に加熱せしめる。第２図に簡単に示した
別の加熱素子列40はウェブ11を所定デポジション温度に
加熱するために使用し得る。
き、プレカソード（precathode）アセンブリを配置し得
る。プレカソードロッド66はこれを通って流れる気体前
駆物質の初期分離及び再結合を開始せしめる。このロッ
ドはまた、米国特許第4,479,455号に記載の如く、気体
前駆物質から不純物を集め、且つデポジションチャンバ
32の壁から汚染物質を集める。加熱素子68は各バンク68
a〜68c毎に熱反射シールド69a〜69cを備え、これらシー
ルドは夫々熱をカソードアセンブリ70に送って前駆物質
ガスを所定温度に加熱せしめる。第２図に簡単に示した
別の加熱素子列40はウェブ11を所定デポジション温度に
加熱するために使用し得る。
コンパートメント76内に配置される複数のマニホルド
アセンブリ78は隣接し合うガス受容マニホルド78aとガ
ス送出マニホルド78bとを含み、これらマニホルド78a及
び78bは比較的小さい直径の毛細管によって互に連結さ
れる。マニホルド78a及び78bは全体的に矩形の部材であ
ってカソードプレート34の幅全体に亘り横断方向に延在
する。各ガス受容マニホルド78aはその全長に亘って延
びる中央ボア80を有する。各ガス送出マニホルド78は補
足気体前駆物質をコンパートメント76に供給するための
開放前方面を備えた全体的に矩形のスロット82を有す
る。前記前方面は放出気体前駆物質をプラズマ領域の局
所部分にのみ導入すべくこの気体を先ず側方に向けるよ
うに配置するのが好ましい。
アセンブリ78は隣接し合うガス受容マニホルド78aとガ
ス送出マニホルド78bとを含み、これらマニホルド78a及
び78bは比較的小さい直径の毛細管によって互に連結さ
れる。マニホルド78a及び78bは全体的に矩形の部材であ
ってカソードプレート34の幅全体に亘り横断方向に延在
する。各ガス受容マニホルド78aはその全長に亘って延
びる中央ボア80を有する。各ガス送出マニホルド78は補
足気体前駆物質をコンパートメント76に供給するための
開放前方面を備えた全体的に矩形のスロット82を有す
る。前記前方面は放出気体前駆物質をプラズマ領域の局
所部分にのみ導入すべくこの気体を先ず側方に向けるよ
うに配置するのが好ましい。
従来構造のチャンバ32内にプラズマ閉込め装置７を具
備するためには、閉込み装置７をカソードプレート34の
対向遠位端（前端及び後端）のシールド35の水平ショル
ダ35aの一部分として形成するのが好ましい。水平方向
に配置される細長いプレート35aは好ましくは上方表面
（即ちウェブ11から離れており且つウェブ11に面する表
面）をカプトン（イー・アイ・デュポン・ド・ヌムス
（E.I.Du Pont DE Nemous）の商標）の如きポリイミド
などの電気的絶縁材料層61でコーティングする。絶縁層
61上には導電性バイアス素子7aを配置する。プレート35
aはいずれも、バイアス素子7a用直流負電圧源に連結さ
れる。
備するためには、閉込み装置７をカソードプレート34の
対向遠位端（前端及び後端）のシールド35の水平ショル
ダ35aの一部分として形成するのが好ましい。水平方向
に配置される細長いプレート35aは好ましくは上方表面
（即ちウェブ11から離れており且つウェブ11に面する表
面）をカプトン（イー・アイ・デュポン・ド・ヌムス
（E.I.Du Pont DE Nemous）の商標）の如きポリイミド
などの電気的絶縁材料層61でコーティングする。絶縁層
61上には導電性バイアス素子7aを配置する。プレート35
aはいずれも、バイアス素子7a用直流負電圧源に連結さ
れる。
第１図はｎ−ｉ−ｐ形セルを複数個積重して構成したタ
ンデム構造の光起電力デバイスの部分断面説明図、第２
図は第１図のセルの如き光起電力デバイスを連続的に製
造するための多重グロー放電チャンバ形デポジションシ
ステムの簡略説明図、第３図は本発明のプラズマ閉込め
装置の一具体例の簡略拡大説明図、第４図は本発明のプ
ラズマ閉込め装置の別の具体例を示す拡大簡略部分断面
部分斜視説明図である。 10……起電力デバイス、11……基板、 12a〜12c……ｎ−ｉ−ｐ形セル、 26……デポジション装置、 28,30,32……デポジションチャンバ、 34……カソードプレート、 35……カソードシールド、 ７……プラズマ閉込め手段、 70……グロー放電カソードアセンブリ、 51……ガス方向付シールド。
ンデム構造の光起電力デバイスの部分断面説明図、第２
図は第１図のセルの如き光起電力デバイスを連続的に製
造するための多重グロー放電チャンバ形デポジションシ
ステムの簡略説明図、第３図は本発明のプラズマ閉込め
装置の一具体例の簡略拡大説明図、第４図は本発明のプ
ラズマ閉込め装置の別の具体例を示す拡大簡略部分断面
部分斜視説明図である。 10……起電力デバイス、11……基板、 12a〜12c……ｎ−ｉ−ｐ形セル、 26……デポジション装置、 28,30,32……デポジションチャンバ、 34……カソードプレート、 35……カソードシールド、 ７……プラズマ閉込め手段、 70……グロー放電カソードアセンブリ、 51……ガス方向付シールド。
フロントページの続き (72)発明者 マサツグ・イズ アメリカ合衆国、ミシガン 48008、カウ ンテイ・オブ・オークランド、バーミンガ ム、マナー・ロード・265 (56)参考文献 欧州特許出願公開109148（ＥＰ，Ａ２)
Claims (6)
- 【請求項１】堆積チャンバと、該堆積チャンバ内にグロ
ー放電プラズマを発生させる為の電気エネルギーを与え
る手段と、該堆積チャンバ内に配された基板の表面側の
領域に該プラズマを閉じ込める為のシールドと、該シー
ルド内にガスを導入する為の手段と、該シールド内から
ガスを排気する為の手段と、を有し、ガスの導入口が該
領域の上流側に、ガスの排気口が該領域の下流側に設け
られたグロー放電堆積装置において、 該シールドの基板側を向いた開口部と該基板との隙間の
近傍には、該電気エネルギーを与える為の電源とは異な
るDC電源に接続された導電部材が配置され、 該導電部材には該DC電源からDC電圧が印加されることを
特徴とするグロー放電堆積装置。 - 【請求項２】前記導電部材は、ロッド状又はプレート状
の部材である特許請求の範囲第１項に記載のグロー放電
堆積装置。 - 【請求項３】複数の堆積チャンバと、基板が該複数の堆
積チャンバ内を連続的に移動するように該基板を搬送す
る為の手段と、を具備し、各堆積チャンバ内にグロー放
電プロズマを発生させる為の電気エネルギーを与える手
段と、各堆積チャンバ内に配された基板の表面側の領域
に該プラズマを閉じ込める為のシールドと、該シールド
内にガスを導入する為の手段と、該シールド内からガス
を排気する為の手段と、を有し、ガスの導入口が該領域
の上流側に設けられ、かつ、ガスの排気口が該領域の下
流側に設けられたグロー放電堆積装置において、 該シールドの基板側を向いた開口部と該基板との隙間の
近傍には、該電気エネルギーを与える為の電源とは異な
るDC電源に接続された導電部材が配置され、 該導電部材には該DC電源からDC電圧が印加されることを
特徴とするグロー放電堆積装置。 - 【請求項４】前記導電部材は、ロッド状又はプレート状
の部材である特許請求の範囲第１項に記載のグロー放電
堆積装置。 - 【請求項５】堆積チャンバと、該堆積チャンバ内にグロ
ー放電プラズマを発生させる為の電気エネルギーを与え
る手段と、該堆積チャンバ内に配された基板の表面側の
領域に該プラズマを閉じ込める為のシールドと、該シー
ルド内にガスを導入する為の手段と、該シールド内から
ガスを排気する為の手段と、を有し、ガスの導入口が該
領域の上流側に設けられ、かつ、ガスの排気口が該領域
の下流側に設けられたグロー放電堆積装置を用いて、該
基板上に薄膜を形成する薄膜形成方法において、 該基板を搬送しながら、該ガスを導入し該電気エネルギ
ーを与える手段により該プラズマを生成するとともに、
該シールドの基板側を向いた開口部と該基板との隙間の
近傍に配置された導電部材にDC電圧を印加することを特
徴とする薄膜形成方法。 - 【請求項６】前記DC電圧は負の電圧である特許請求の範
囲第５項に記載の薄膜形成方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/713,354 US4626447A (en) | 1985-03-18 | 1985-03-18 | Plasma confining apparatus |
| US713354 | 1985-03-18 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61264179A JPS61264179A (ja) | 1986-11-22 |
| JPH0819528B2 true JPH0819528B2 (ja) | 1996-02-28 |
Family
ID=24865805
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61059074A Expired - Lifetime JPH0819528B2 (ja) | 1985-03-18 | 1986-03-17 | プラズマ閉込め領域を有するグロー放電堆積装置および薄膜形成方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4626447A (ja) |
| EP (1) | EP0198604A1 (ja) |
| JP (1) | JPH0819528B2 (ja) |
| CA (1) | CA1243426A (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4981071A (en) * | 1988-11-03 | 1991-01-01 | Leybold Aktiengesellschaft | Machine element with coating |
| EP0432488A3 (en) * | 1989-12-12 | 1991-10-23 | Siemens Aktiengesellschaft | Device for plasma processing semi-conductor wafers and method for utilizing such a device |
| US5298720A (en) * | 1990-04-25 | 1994-03-29 | International Business Machines Corporation | Method and apparatus for contamination control in processing apparatus containing voltage driven electrode |
| JPH0423429A (ja) * | 1990-05-18 | 1992-01-27 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置のプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 |
| US5090356A (en) * | 1991-06-28 | 1992-02-25 | United Solar Systems Corporation | Chemically active isolation passageway for deposition chambers |
| US5224441A (en) * | 1991-09-27 | 1993-07-06 | The Boc Group, Inc. | Apparatus for rapid plasma treatments and method |
| US6125789A (en) * | 1998-01-30 | 2000-10-03 | Applied Materials, Inc. | Increasing the sensitivity of an in-situ particle monitor |
| JP5474291B2 (ja) * | 2007-11-05 | 2014-04-16 | 株式会社アルバック | アッシング装置 |
| JP4669017B2 (ja) * | 2008-02-29 | 2011-04-13 | 富士フイルム株式会社 | 成膜装置、ガスバリアフィルムおよびガスバリアフィルムの製造方法 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4226897A (en) * | 1977-12-05 | 1980-10-07 | Plasma Physics Corporation | Method of forming semiconducting materials and barriers |
| DD153497A3 (de) * | 1980-02-08 | 1982-01-13 | Georg Rudakoff | Verfahren und vorrichtung zum plasmaaetzen oder zur plasma cvd |
| US4444805A (en) * | 1980-07-17 | 1984-04-24 | Barr & Stroud Limited | Optical coating |
| EP0060651B1 (en) * | 1981-03-16 | 1986-07-30 | Energy Conversion Devices, Inc. | Apparatus including improved cathode for continuous deposition of amorphous material |
| US4512283A (en) * | 1982-02-01 | 1985-04-23 | Texas Instruments Incorporated | Plasma reactor sidewall shield |
| US4574733A (en) * | 1982-09-16 | 1986-03-11 | Energy Conversion Devices, Inc. | Substrate shield for preventing the deposition of nonhomogeneous films |
| US4511593A (en) * | 1983-01-17 | 1985-04-16 | Multi-Arc Vacuum Systems Inc. | Vapor deposition apparatus and method |
| US4479455A (en) * | 1983-03-14 | 1984-10-30 | Energy Conversion Devices, Inc. | Process gas introduction and channeling system to produce a profiled semiconductor layer |
-
1985
- 1985-03-18 US US06/713,354 patent/US4626447A/en not_active Expired - Lifetime
-
1986
- 1986-03-17 JP JP61059074A patent/JPH0819528B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1986-03-17 CA CA000504279A patent/CA1243426A/en not_active Expired
- 1986-03-17 EP EP86301940A patent/EP0198604A1/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0198604A1 (en) | 1986-10-22 |
| CA1243426A (en) | 1988-10-18 |
| JPS61264179A (ja) | 1986-11-22 |
| US4626447A (en) | 1986-12-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4640845A (en) | Method and apparatus for forming non-single-crystal layer | |
| EP1130948B1 (en) | Inner-electrode plasma processing apparatus and method of plasma processing | |
| US20100024729A1 (en) | Methods and apparatuses for uniform plasma generation and uniform thin film deposition | |
| US5039376A (en) | Method and apparatus for the plasma etching, substrate cleaning, or deposition of materials by D.C. glow discharge | |
| US20110220026A1 (en) | Plasma processing device | |
| WO1999039385A1 (en) | Method for hydrogen passivation and multichamber hollow cathode apparatus | |
| US4462333A (en) | Process gas introduction, confinement and evacuation system for glow discharge deposition apparatus | |
| Papageorghiou et al. | Two-dimensional modelling of a nitrogen dielectric barrier discharge (DBD) at atmospheric pressure: filament dynamics with the dielectric barrier on the cathode | |
| JPH0819528B2 (ja) | プラズマ閉込め領域を有するグロー放電堆積装置および薄膜形成方法 | |
| US4479455A (en) | Process gas introduction and channeling system to produce a profiled semiconductor layer | |
| US4520757A (en) | Process gas introduction, confinement and evacuation system for glow discharge deposition apparatus | |
| EP0179569B1 (en) | Improved cathode for glow discharge deposition apparatus | |
| KR950000310B1 (ko) | 플라즈마 cvd장치 | |
| JPH0576172B2 (ja) | ||
| JPH0576173B2 (ja) | ||
| JP4279217B2 (ja) | プラズマ処理装置及びこれを用いた太陽電池の製造方法 | |
| EP0109148B1 (en) | Substrate shield for preventing the deposition of nonhomogeneous films | |
| JP3572204B2 (ja) | プラズマｃｖｄ装置及び薄膜電子デバイス製造方法 | |
| JP4194466B2 (ja) | プラズマプロセス装置及びそれを用いた電子デバイスの製造方法 | |
| JP2689419B2 (ja) | イオンドーピング装置 | |
| JP2005116740A (ja) | プラズマプロセス装置 | |
| JPH0768618B2 (ja) | プラズマ処理装置 | |
| JPH01181513A (ja) | プラズマｃｖｄ装置 | |
| JP3095565B2 (ja) | プラズマ化学蒸着装置 | |
| JPH0816271B2 (ja) | プラズマ処理装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |