JPH09162131A - プラズマｃｖｄ装置 - Google Patents
プラズマｃｖｄ装置Info
- Publication number
- JPH09162131A JPH09162131A JP7324351A JP32435195A JPH09162131A JP H09162131 A JPH09162131 A JP H09162131A JP 7324351 A JP7324351 A JP 7324351A JP 32435195 A JP32435195 A JP 32435195A JP H09162131 A JPH09162131 A JP H09162131A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- heater
- discharge electrode
- reaction vessel
- gas
- 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.)
- Withdrawn
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 より高品質の成膜ができるようにする。
【解決手段】 反応容器と、同反応容器内に設けられ平
行に配置され表面に基板を持つ基板加熱用ヒータおよび
放電用電極と、同放電用電極につながれた電源とを有す
るプラズマＣＶＤ装置において、上記基板加熱用ヒータ
に対向して配置された赤外線ヒータを設ける。
行に配置され表面に基板を持つ基板加熱用ヒータおよび
放電用電極と、同放電用電極につながれた電源とを有す
るプラズマＣＶＤ装置において、上記基板加熱用ヒータ
に対向して配置された赤外線ヒータを設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はアモルファスシリコ
ン太陽電池，薄膜半導体，光センサ，半導体保護膜など
の各種電子デバイスに使用される薄膜の製造に適したプ
ラズマＣＶＤ装置に関する。
ン太陽電池，薄膜半導体，光センサ，半導体保護膜など
の各種電子デバイスに使用される薄膜の製造に適したプ
ラズマＣＶＤ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】アモルファスシリコン（以下ａ−Ｓｉと
記す）薄膜や窒化シリコン（以下ＳｉＮｘと記す）薄膜
を製造するために、従来より用いられているプラズマＣ
ＶＤ装置の構成を図２により説明する。
記す）薄膜や窒化シリコン（以下ＳｉＮｘと記す）薄膜
を製造するために、従来より用いられているプラズマＣ
ＶＤ装置の構成を図２により説明する。
【０００３】反応容器１内には放電用電極２と基板９を
のせた基板加熱用ヒータ３とが平行に配置されている。
放電用電極２には高周波電源４からインピーダンス整合
器５を介して、例えば13.56 ＭＨZ の高周波電力が供給
される。基板加熱用ヒータ３は反応容器１とともに接地
され、接地電極となっている。したがって放電用電極２
と基板加熱用ヒータ３との間でグロー放電プラズマが発
生する。反応容器１内には図示しないボンベからガス導
入管６を介して、例えばモノシランと水素との混合ガス
が供給される。供給された反応ガスは、放電用電極２に
より発生したグロー放電プラズマにより分解され、基板
加熱用ヒータ３上に保持され、所定の温度に加熱された
基板９上に堆積する。また、反応容器１内のガスは排気
管７を介して真空ポンプ８により排出される。
のせた基板加熱用ヒータ３とが平行に配置されている。
放電用電極２には高周波電源４からインピーダンス整合
器５を介して、例えば13.56 ＭＨZ の高周波電力が供給
される。基板加熱用ヒータ３は反応容器１とともに接地
され、接地電極となっている。したがって放電用電極２
と基板加熱用ヒータ３との間でグロー放電プラズマが発
生する。反応容器１内には図示しないボンベからガス導
入管６を介して、例えばモノシランと水素との混合ガス
が供給される。供給された反応ガスは、放電用電極２に
より発生したグロー放電プラズマにより分解され、基板
加熱用ヒータ３上に保持され、所定の温度に加熱された
基板９上に堆積する。また、反応容器１内のガスは排気
管７を介して真空ポンプ８により排出される。
【０００４】上記装置を用い、以下のようにして、薄膜
を製造する。まず、真空ポンプ８を駆動して反応容器１
内を排気する。次に、ガス導入管６を介して、例えばモ
ノシランと水素との混合ガスを供給して、反応容器１内
の圧力を0.05〜0.5 Torrに保ち、高周波電源４から放電
用電極２に電力を印加すると、グロー放電プラズマが発
生する。反応ガスは放電用電極２と基板加熱用ヒータ３
との間に生じるグロー放電プラズマによって分解され
る。この結果、ＳｉＨ3 ，ＳｉＨ2 などのＳｉを含むラ
ジカルが発生し、基板９表面に付着して、ａ−Ｓｉ薄膜
が形成される。
を製造する。まず、真空ポンプ８を駆動して反応容器１
内を排気する。次に、ガス導入管６を介して、例えばモ
ノシランと水素との混合ガスを供給して、反応容器１内
の圧力を0.05〜0.5 Torrに保ち、高周波電源４から放電
用電極２に電力を印加すると、グロー放電プラズマが発
生する。反応ガスは放電用電極２と基板加熱用ヒータ３
との間に生じるグロー放電プラズマによって分解され
る。この結果、ＳｉＨ3 ，ＳｉＨ2 などのＳｉを含むラ
ジカルが発生し、基板９表面に付着して、ａ−Ｓｉ薄膜
が形成される。
【０００５】なおこのプラズマＣＶＤ装置は成膜速度１
〜３Å／ｓ程度の比較的高速成膜かつ大面積（数十cm
角）の成膜装置として活用されつつある。
〜３Å／ｓ程度の比較的高速成膜かつ大面積（数十cm
角）の成膜装置として活用されつつある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前述した従来の装置で
は次のような問題があった。
は次のような問題があった。
【０００７】 基板の成膜面の裏面を基板加熱用ヒー
タで加熱しているため、通常用いられる基板の材質（例
えばガラス）は熱伝導が悪く、基板の表と裏とで温度差
が生じやすい。したがって、成膜面の温度が上昇し難
く、成膜前のガス抜き（ベーキング）が不十分となりや
すく、不純物残留による膜質の低下が起こる。
タで加熱しているため、通常用いられる基板の材質（例
えばガラス）は熱伝導が悪く、基板の表と裏とで温度差
が生じやすい。したがって、成膜面の温度が上昇し難
く、成膜前のガス抜き（ベーキング）が不十分となりや
すく、不純物残留による膜質の低下が起こる。
【０００８】 例えば、反応ガスは室温にて基板表面
へ到達するため、上記で述べた基板表裏での温度差が
大きくなり、基板内部での熱応力が増し、基板への膜付
着が不安定になりやすい。
へ到達するため、上記で述べた基板表裏での温度差が
大きくなり、基板内部での熱応力が増し、基板への膜付
着が不安定になりやすい。
【０００９】 したがって上記，の理由により、
例えば欠陥密度１×１０14個／ccクラスの高品質成膜が
困難であり、実用上の制約があった。（なお、従来装置
は、例えば欠陥密度５×１０15個／ccの成膜は可能であ
る。）
例えば欠陥密度１×１０14個／ccクラスの高品質成膜が
困難であり、実用上の制約があった。（なお、従来装置
は、例えば欠陥密度５×１０15個／ccの成膜は可能であ
る。）
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため次の手段を講ずる。
するため次の手段を講ずる。
【００１１】すなわち、反応容器と、同反応容器内に設
けられ平行に配置され表面に基板を持つ基板加熱用ヒー
タおよび放電用電極と、同放電用電極につながれた電源
とを有するプラズマＣＶＤ装置において、上記基板加熱
用ヒータに対向して配置された赤外線ヒータを設ける。
けられ平行に配置され表面に基板を持つ基板加熱用ヒー
タおよび放電用電極と、同放電用電極につながれた電源
とを有するプラズマＣＶＤ装置において、上記基板加熱
用ヒータに対向して配置された赤外線ヒータを設ける。
【００１２】以上において、反応容器は、例えばＣＶＤ
用ガスが導入されるとともに所定の低圧に維持される。
そして基板は基板加熱用ヒータと赤外線ヒータで裏面と
表面側から均一に加熱される。またＣＶＤ用ガスも加熱
される。
用ガスが導入されるとともに所定の低圧に維持される。
そして基板は基板加熱用ヒータと赤外線ヒータで裏面と
表面側から均一に加熱される。またＣＶＤ用ガスも加熱
される。
【００１３】一方、放電用電極からのグロー放電プラズ
マにより、ＣＶＤ用ガスは分解されるとともに基板上に
付着して行く。
マにより、ＣＶＤ用ガスは分解されるとともに基板上に
付着して行く。
【００１４】なお成膜前のガス抜の場合は、予め赤外線
ヒータにより表面側を加熱して行う。
ヒータにより表面側を加熱して行う。
【００１５】このようにして、基板は表面側からも急速
に加熱されるので、成膜前のガス抜きが良好に行われ
る。また表裏の温度差がないよう加熱されるので、基板
内での熱応力が発生しない。
に加熱されるので、成膜前のガス抜きが良好に行われ
る。また表裏の温度差がないよう加熱されるので、基板
内での熱応力が発生しない。
【００１６】従って、高品質成膜が可能となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態を図１によ
り説明する。
り説明する。
【００１８】なお、従来例で説明した部分は、同一の番
号をつけ説明を省略し、この発明に関する部分を主体に
説明する。
号をつけ説明を省略し、この発明に関する部分を主体に
説明する。
【００１９】反応容器１の内には、赤外線ヒータ１０，
１１が基板加熱ヒータ３に対向して、放電用電極２の外
側に配置される。そして赤外線ヒータ１０と１１の間に
ガス導入管６が挿入されている。
１１が基板加熱ヒータ３に対向して、放電用電極２の外
側に配置される。そして赤外線ヒータ１０と１１の間に
ガス導入管６が挿入されている。
【００２０】以上において、放電用電極２には高周波電
源４から、例えば周波数13.56 ＭＨ Z の高周波電力がイ
ンピーダンス整合器５を介して供給される。図示しない
ボンベから、ガス導入管６を介して、例えばモノシラン
と水素の混合ガスが放電用電極２の裏側から導入され
る。導入された反応ガスは放電用電極２を通過して放電
用電極２と基板加熱用ヒータ３との間へ供給される。反
応容器１内のガスは排気管７を介して真空ポンプ８によ
り排出される。基板９は基板加熱用ヒータ３に保持さ
れ、所定の温度に保たれる。
源４から、例えば周波数13.56 ＭＨ Z の高周波電力がイ
ンピーダンス整合器５を介して供給される。図示しない
ボンベから、ガス導入管６を介して、例えばモノシラン
と水素の混合ガスが放電用電極２の裏側から導入され
る。導入された反応ガスは放電用電極２を通過して放電
用電極２と基板加熱用ヒータ３との間へ供給される。反
応容器１内のガスは排気管７を介して真空ポンプ８によ
り排出される。基板９は基板加熱用ヒータ３に保持さ
れ、所定の温度に保たれる。
【００２１】赤外線ヒータ１０と１１は、反応ガスを流
す前、及び反応ガスを流しているときに、作動する。赤
外線ヒータ１０，１１からは熱線（赤外線）が放射さ
れ、反応ガス，放電用電極２及び基板９の表面を加熱す
る。そうすると基板９の表側と裏側はそれぞれ赤外線ヒ
ータ１０，１１及び基板加熱用ヒータ３で加熱されるの
で、基板全体が均一な温度分布となる。また、反応ガス
を流す前に赤外線ヒータ１０，１１により基板９の表面
を十分に加熱し、その後、所要の温度まで下げて静定し
ておくと、基板９表面の水分等の不純物を除去すること
ができる。
す前、及び反応ガスを流しているときに、作動する。赤
外線ヒータ１０，１１からは熱線（赤外線）が放射さ
れ、反応ガス，放電用電極２及び基板９の表面を加熱す
る。そうすると基板９の表側と裏側はそれぞれ赤外線ヒ
ータ１０，１１及び基板加熱用ヒータ３で加熱されるの
で、基板全体が均一な温度分布となる。また、反応ガス
を流す前に赤外線ヒータ１０，１１により基板９の表面
を十分に加熱し、その後、所要の温度まで下げて静定し
ておくと、基板９表面の水分等の不純物を除去すること
ができる。
【００２２】この装置を用いて、以下のようにして薄膜
を製造する。真空ポンプ８を駆動して反応容器１内を排
気する。次に、赤外線ヒータ１０及び１１を作動させ
て、基板表面を加熱すると同時に、基板加熱用ヒータ３
を作動させて基板温度を一定の温度に保つ。そして、反
応ガス、例えばモノシランと水素の混合ガスを、例えば
５０〜100 cc／min 程度の流量で、ガス導入管６を介し
て供給し、反応容器内の圧力を0.05〜0.5 Torr程度に保
ち、高周波電源４からインピーダンス整合器５を介して
放電用電極２に電圧を印加すると、放電用電極２と基板
加熱用ヒータ３との間にグロー放電プラズマが発生す
る。この結果、反応ガスが分解して、基板９上にａ−Ｓ
ｉ薄膜が堆積する。
を製造する。真空ポンプ８を駆動して反応容器１内を排
気する。次に、赤外線ヒータ１０及び１１を作動させ
て、基板表面を加熱すると同時に、基板加熱用ヒータ３
を作動させて基板温度を一定の温度に保つ。そして、反
応ガス、例えばモノシランと水素の混合ガスを、例えば
５０〜100 cc／min 程度の流量で、ガス導入管６を介し
て供給し、反応容器内の圧力を0.05〜0.5 Torr程度に保
ち、高周波電源４からインピーダンス整合器５を介して
放電用電極２に電圧を印加すると、放電用電極２と基板
加熱用ヒータ３との間にグロー放電プラズマが発生す
る。この結果、反応ガスが分解して、基板９上にａ−Ｓ
ｉ薄膜が堆積する。
【００２３】例えば３０cm角のガラス基板を用いて、ガ
ス流量100 cc／min ，反応容器内圧力0.05 Torr ，高周
波電力100 Ｗ，基板温度200 ℃の条件では、成膜速度３
Å／ｓ，欠陥密度１×１０14個／ccの実験結果が得られ
ており、従来装置（３Å／ｓ，５×１０15個／cc）比べ
て、格段に高品質な成膜が可能となる。
ス流量100 cc／min ，反応容器内圧力0.05 Torr ，高周
波電力100 Ｗ，基板温度200 ℃の条件では、成膜速度３
Å／ｓ，欠陥密度１×１０14個／ccの実験結果が得られ
ており、従来装置（３Å／ｓ，５×１０15個／cc）比べ
て、格段に高品質な成膜が可能となる。
【００２４】
【発明の効果】以上で述べたように、本発明は基板表面
及びガスを加熱する赤外線加熱ヒータを採用することに
より、基板表裏の温度差を抑制し、かつ基板表面の不純
物除去を行うことで、高品質成膜が可能となる。
及びガスを加熱する赤外線加熱ヒータを採用することに
より、基板表裏の温度差を抑制し、かつ基板表面の不純
物除去を行うことで、高品質成膜が可能となる。
【００２５】また、非接触方式の加熱であるため、反応
ガスの流れ及びプラズマ場を乱すこともないため、成膜
速度及び均一成膜に影響を与えない。
ガスの流れ及びプラズマ場を乱すこともないため、成膜
速度及び均一成膜に影響を与えない。
【００２６】したがって、大面積、かつ高品質の成膜装
置として、ａ−Ｓｉ太陽電池，ＴＦＴ液晶ディスプレ
イ，ａ−Ｓｉ感光体等の製造分野での工業的価値が大き
い。
置として、ａ−Ｓｉ太陽電池，ＴＦＴ液晶ディスプレ
イ，ａ−Ｓｉ感光体等の製造分野での工業的価値が大き
い。
【図１】本発明の実施の一形態の構成断面図である。
【図２】従来例の構成断面図である。
１ 反応容器 ２ 放電用電極 ３ 基板加熱用ヒータ ４ 高周波電源 ５ インピーダンス整合器 ６ ガス導入管 ７ 排気管 ８ 真空ポンプ ９ 基板 １０及び１１ 赤外線ヒータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 31/04 Ｈ０１Ｌ 31/04 Ｖ
Claims (1)
- 【請求項１】 反応容器と、同反応容器内に設けられ平
行に配置され表面に基板を持つ基板加熱用ヒータおよび
放電用電極と、同放電用電極につながれた電源とを有す
るプラズマＣＶＤ装置において、上記基板加熱用ヒータ
に対向して配置された赤外線ヒータを備えてなることを
特徴とするプラズマＣＶＤ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7324351A JPH09162131A (ja) | 1995-12-13 | 1995-12-13 | プラズマｃｖｄ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7324351A JPH09162131A (ja) | 1995-12-13 | 1995-12-13 | プラズマｃｖｄ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09162131A true JPH09162131A (ja) | 1997-06-20 |
Family
ID=18164815
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7324351A Withdrawn JPH09162131A (ja) | 1995-12-13 | 1995-12-13 | プラズマｃｖｄ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09162131A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6189485B1 (en) | 1998-06-25 | 2001-02-20 | Anelva Corporation | Plasma CVD apparatus suitable for manufacturing solar cell and the like |
| JP2007103635A (ja) * | 2005-10-04 | 2007-04-19 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 製膜装置、製膜方法 |
| JP2008202066A (ja) * | 2007-02-16 | 2008-09-04 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 真空処理装置 |
| CN109154085A (zh) * | 2016-03-22 | 2019-01-04 | 东京毅力科创株式会社 | 用于等离子体处理系统中的温度控制的系统和方法 |
-
1995
- 1995-12-13 JP JP7324351A patent/JPH09162131A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6189485B1 (en) | 1998-06-25 | 2001-02-20 | Anelva Corporation | Plasma CVD apparatus suitable for manufacturing solar cell and the like |
| JP2007103635A (ja) * | 2005-10-04 | 2007-04-19 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 製膜装置、製膜方法 |
| JP2008202066A (ja) * | 2007-02-16 | 2008-09-04 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 真空処理装置 |
| CN109154085A (zh) * | 2016-03-22 | 2019-01-04 | 东京毅力科创株式会社 | 用于等离子体处理系统中的温度控制的系统和方法 |
| US10998244B2 (en) | 2016-03-22 | 2021-05-04 | Tokyo Electron Limited | System and method for temperature control in plasma processing system |
| CN109154085B (zh) * | 2016-03-22 | 2021-05-18 | 东京毅力科创株式会社 | 用于等离子体处理系统中的温度控制的系统和方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030304 |