JPS5980926A - 外熱形プラズマ化学気相生成装置の反応炉 - Google Patents
外熱形プラズマ化学気相生成装置の反応炉Info
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- JPS5980926A JPS5980926A JP57191481A JP19148182A JPS5980926A JP S5980926 A JPS5980926 A JP S5980926A JP 57191481 A JP57191481 A JP 57191481A JP 19148182 A JP19148182 A JP 19148182A JP S5980926 A JPS5980926 A JP S5980926A
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- 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
- H10P14/3438—Doping during depositing
- H10P14/3441—Conductivity type
- H10P14/3442—N-type
-
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- 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
- C23C16/505—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 radio frequency discharges
- C23C16/509—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 radio frequency discharges using internal electrodes
-
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-
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は外熱形プラズマ化学気相生成装置の反応炉に関
するものである。太陽電池の製造にはアモルファスシリ
コンが有力な手段として使用されているが、このアモル
ファスシリコンの生成には一般にプラズマ化学気相生成
装置が使用されている。このプラズマ化学気相生成装置
は各種の形式の装置があるが、本発明が対象としている
ものは量産性の大きい外熱形のもので、プラズマ用の電
極を含む反応炉の改良に関するものである。
するものである。太陽電池の製造にはアモルファスシリ
コンが有力な手段として使用されているが、このアモル
ファスシリコンの生成には一般にプラズマ化学気相生成
装置が使用されている。このプラズマ化学気相生成装置
は各種の形式の装置があるが、本発明が対象としている
ものは量産性の大きい外熱形のもので、プラズマ用の電
極を含む反応炉の改良に関するものである。
従来外熱形のプラズマ化学気相生成装置は一般には半導
体の製造過程に使用する横形の拡散炉の反応管の内部に
挿入するケートに一定間隔に互に対向する電極を配設し
、この電極の互に対向する面に被処理基板を取り付け、
反応管内部に反応ガスを流入して一定の減圧下で前記電
極間に高周波電力によるプラズマを発生させ、化学気相
成長を行なうものである。
体の製造過程に使用する横形の拡散炉の反応管の内部に
挿入するケートに一定間隔に互に対向する電極を配設し
、この電極の互に対向する面に被処理基板を取り付け、
反応管内部に反応ガスを流入して一定の減圧下で前記電
極間に高周波電力によるプラズマを発生させ、化学気相
成長を行なうものである。
しかしこのような従来の装置では各電極は反応ガスが流
通している所にあるために、被処理基板表面ばかりでな
く電極表面および電極の保持部分にもアモルファスシリ
コンなどの成長膜が出来て導通状態となり、電極に高周
波電力がかかシにくくなる。このために電極の保持部分
を長くした９、さらに短絡防止管を設けるなどしていた
が、構造が複雑になるなどの欠点がある。
通している所にあるために、被処理基板表面ばかりでな
く電極表面および電極の保持部分にもアモルファスシリ
コンなどの成長膜が出来て導通状態となり、電極に高周
波電力がかかシにくくなる。このために電極の保持部分
を長くした９、さらに短絡防止管を設けるなどしていた
が、構造が複雑になるなどの欠点がある。
またボートの出し入れのときにボートに配設されている
電極と高周波電源とを接続しているリード線を脱着しな
ければならないし、リード線付近での異常放電や電極間
隔が狭いために不均一放電が起り易いという問題がある
。
電極と高周波電源とを接続しているリード線を脱着しな
ければならないし、リード線付近での異常放電や電極間
隔が狭いために不均一放電が起り易いという問題がある
。
さらに電極自身が反応ガスのプラズマ領域内にあるため
に電極材料による生成膜の汚染も見のがすことは出来な
いし、被処理基板以外の部分に成長した生成膜のエツチ
ングによる除去も問題である０ 本発明はこれらの欠点を解決するためになされたもので
、電極と被処理基板とを分離し、電極は反応ガスのプラ
ズマ領域外に設けた二重構造の反応炉を提供するもので
ある。以下図面により詳細に説明する。
に電極材料による生成膜の汚染も見のがすことは出来な
いし、被処理基板以外の部分に成長した生成膜のエツチ
ングによる除去も問題である０ 本発明はこれらの欠点を解決するためになされたもので
、電極と被処理基板とを分離し、電極は反応ガスのプラ
ズマ領域外に設けた二重構造の反応炉を提供するもので
ある。以下図面により詳細に説明する。
第１図は本発明の反応炉を設けた外熱形プラズマ化学気
相生成装置の概略の構成図である。図において１は反応
管、２は内管、３はボート、４は電極、５は基板、６は
ヒータ、７は蓋、８は反応ガス導入管、９はパージガス
導入管、１０はガスシステム、１１は高周波電源、１２
は変成器、１３はリード線、１４は排気管、１５は排気
ポンプである。この図は構成の要点のみを示すものであ
るので、反応管１の内部は上側から見た状態で示しであ
る。
相生成装置の概略の構成図である。図において１は反応
管、２は内管、３はボート、４は電極、５は基板、６は
ヒータ、７は蓋、８は反応ガス導入管、９はパージガス
導入管、１０はガスシステム、１１は高周波電源、１２
は変成器、１３はリード線、１４は排気管、１５は排気
ポンプである。この図は構成の要点のみを示すものであ
るので、反応管１の内部は上側から見た状態で示しであ
る。
全体の構成は反応管１の外周に環状のヒータ６が同軸状
に設けられている。反応管１の内部には内管２が反応管
１と同軸に設けられており、内管２の左右の側面は互に
平行する平面をなし、上下の面は反応管１に接するよう
な曲面をなしている。
に設けられている。反応管１の内部には内管２が反応管
１と同軸に設けられており、内管２の左右の側面は互に
平行する平面をなし、上下の面は反応管１に接するよう
な曲面をなしている。
この内管の側面の平行面にはそれぞれ電極４が側面の外
側に固設してあり、リード線１３で変成器１２を通して
高周波電源１１に接続しである。反応管１の挿入口の蓋
７は内管２の挿入口側を反応管１の挿入口と同様に閉鎖
するとともに反応ガス導入管８が設けてあり、反応管１
の挿入口の近傍にはパージガス導入管９が設けである。
側に固設してあり、リード線１３で変成器１２を通して
高周波電源１１に接続しである。反応管１の挿入口の蓋
７は内管２の挿入口側を反応管１の挿入口と同様に閉鎖
するとともに反応ガス導入管８が設けてあり、反応管１
の挿入口の近傍にはパージガス導入管９が設けである。
これらの導入管にはガスシステム１０からそれぞれガス
が供給され、たとえばＳ ｉＨ４のような反応ガスある
いはＰＨ３、Ｂ２Ｈ６のようなドーピングガスが反応ガ
ス導入管８に、たとえばＨ２のようなｉ４−ジガスがパ
ーツガス導入管９にそれぞれ供給される。反応管１の挿
入口と反対側の端部には排気管１４が設けられており、
排気ボンｆ１５で排気し、反応ガスおよびパージガスの
供給量とのバランスを調節して反応管１の内部圧力を所
定の減圧状態に維持する。
が供給され、たとえばＳ ｉＨ４のような反応ガスある
いはＰＨ３、Ｂ２Ｈ６のようなドーピングガスが反応ガ
ス導入管８に、たとえばＨ２のようなｉ４−ジガスがパ
ーツガス導入管９にそれぞれ供給される。反応管１の挿
入口と反対側の端部には排気管１４が設けられており、
排気ボンｆ１５で排気し、反応ガスおよびパージガスの
供給量とのバランスを調節して反応管１の内部圧力を所
定の減圧状態に維持する。
第２図は反応炉の水平断面図である。第６図は反応炉の
管軸に平行な一部垂直断面図である。第４図は反応炉の
管軸に垂直な断面図である。反応管１の内面と内管２の
外面は、上下の面においてほぼ遊合する程度の一致した
形状をなしておシ、内管２の側面は平面であるために反
応管１との間に空間１−１が設けてあシ、内管２のこの
空間１−１に接する部分の側面にそれぞれ電極４が固設
しである。さらに反応管１の内面にＦｉ４本の突堤１−
２が管軸に平行に設けてあシ、内管２の位置を規制して
いる。また反応管１の挿入口近傍に前記空間１−１に通
じるパージガス導入管９が設けてあシ、空間１−１には
・や−ジガスを流通している。内管２の内部に通じる反
応ガス導入管８からは反応ガスを導入する。これらの反
応ガスおよびパーツガスはガスシステム１０によって導
入量を調節される。
管軸に平行な一部垂直断面図である。第４図は反応炉の
管軸に垂直な断面図である。反応管１の内面と内管２の
外面は、上下の面においてほぼ遊合する程度の一致した
形状をなしておシ、内管２の側面は平面であるために反
応管１との間に空間１−１が設けてあシ、内管２のこの
空間１−１に接する部分の側面にそれぞれ電極４が固設
しである。さらに反応管１の内面にＦｉ４本の突堤１−
２が管軸に平行に設けてあシ、内管２の位置を規制して
いる。また反応管１の挿入口近傍に前記空間１−１に通
じるパージガス導入管９が設けてあシ、空間１−１には
・や−ジガスを流通している。内管２の内部に通じる反
応ガス導入管８からは反応ガスを導入する。これらの反
応ガスおよびパーツガスはガスシステム１０によって導
入量を調節される。
また反応管１の断面を円形にしであるのは内部を減圧し
た場合に破損しにくいためで、内管２の平面部（電極部
分）は両面とも減圧下であり、大気圧との差は印加され
ない。
た場合に破損しにくいためで、内管２の平面部（電極部
分）は両面とも減圧下であり、大気圧との差は印加され
ない。
なお図示はしてないが、蓋７の内管２の内面に接する位
置に複数個の内管壁パージガス導入管を設け、内管２の
内面に沿って内管壁パージガスの層流の層を設けること
により、内管２の内壁面に生成膜の付着を防止すること
も出来る。
置に複数個の内管壁パージガス導入管を設け、内管２の
内面に沿って内管壁パージガスの層流の層を設けること
により、内管２の内壁面に生成膜の付着を防止すること
も出来る。
つぎに、本発明の反応炉の作用について説明する。ヒー
タ６によシすでに所定温度に保たれている反応管１の内
部には突堤１−２により規制された位置に内管２が挿入
されている。内管２の内部には管軸を含む垂直面に基板
５を装着する面を有するボート３に基板５を装着して挿
入−し、蓋７で反応管１の挿入口を閉鎖する。排気ボン
ｆ１５によって排気管１４を通して反応管１の内部を減
圧するとともに、ガスシステム１０から反応ガス導入管
８を通して反応ガスを内管２の内部に、パージガス導入
管９を通してパージガスを反応管１と内管２との間の空
間１−１に導入し、前記排気ポンプ１５の排気能力との
調節をして反応管１の内部圧力を所定の圧力に保持する
０さらに挿入したポート３と基板５とが所定温度に保持
された状態で高周波電源１１から変成器１２、リード線
１３を通して高周波電力を電極４に印加する。
タ６によシすでに所定温度に保たれている反応管１の内
部には突堤１−２により規制された位置に内管２が挿入
されている。内管２の内部には管軸を含む垂直面に基板
５を装着する面を有するボート３に基板５を装着して挿
入−し、蓋７で反応管１の挿入口を閉鎖する。排気ボン
ｆ１５によって排気管１４を通して反応管１の内部を減
圧するとともに、ガスシステム１０から反応ガス導入管
８を通して反応ガスを内管２の内部に、パージガス導入
管９を通してパージガスを反応管１と内管２との間の空
間１−１に導入し、前記排気ポンプ１５の排気能力との
調節をして反応管１の内部圧力を所定の圧力に保持する
０さらに挿入したポート３と基板５とが所定温度に保持
された状態で高周波電源１１から変成器１２、リード線
１３を通して高周波電力を電極４に印加する。
このようにすると、２枚の平行電極間で発生するプラズ
マの領域はすべて内管２の内部であシ、しかも内管２の
内部全域にわたって一様な強度のプラズマが発生する。
マの領域はすべて内管２の内部であシ、しかも内管２の
内部全域にわたって一様な強度のプラズマが発生する。
このために内管２の管軸にそって列をなして並べられた
基板５には一様な気相生成膜が成長する。また電極４お
よびリード線１３は何れも内管２の外部であり、しかも
この部分には・ぐ−ジガスが流入されているので、反応
ガスが流入せず、電極４およびリード線１３には気相生
成膜が成長しない。
基板５には一様な気相生成膜が成長する。また電極４お
よびリード線１３は何れも内管２の外部であり、しかも
この部分には・ぐ−ジガスが流入されているので、反応
ガスが流入せず、電極４およびリード線１３には気相生
成膜が成長しない。
また内管２の内壁に沿って内管壁・ぐ−ジガスを流した
場合には層流の層が出来て、反応ガスが内管壁に接触す
ることがなく、この部分に気相生成膜が成長することが
ない。
場合には層流の層が出来て、反応ガスが内管壁に接触す
ることがなく、この部分に気相生成膜が成長することが
ない。
なお、いずれの実施例の場合でも変成器１２の２次側の
中点を接地しであるので、両電極間の電位分布が一様と
なり、安定した一様なプラズマ領域を作ることが出来る
。
中点を接地しであるので、両電極間の電位分布が一様と
なり、安定した一様なプラズマ領域を作ることが出来る
。
以−ヒのように本発明の反応炉では大形の平行平板電極
のために広範囲に一様強度のプラズマ領域が得られるた
めに基板を回転させて膜厚分布の均一化を図るなどの補
助的手段を必要としないし、反応ガスの濃度のみで膜厚
が決められるものである。また電極４やリード線１３は
ノ４−ジガス中に設置しであるので、気相生成膜の成長
がない。したがってこの部分を取シはずして洗浄する必
要はない。内管壁パージガスを流した場合には内管の洗
浄も必要ないので、この場合にはポート３の洗浄のみで
充分である。
のために広範囲に一様強度のプラズマ領域が得られるた
めに基板を回転させて膜厚分布の均一化を図るなどの補
助的手段を必要としないし、反応ガスの濃度のみで膜厚
が決められるものである。また電極４やリード線１３は
ノ４−ジガス中に設置しであるので、気相生成膜の成長
がない。したがってこの部分を取シはずして洗浄する必
要はない。内管壁パージガスを流した場合には内管の洗
浄も必要ないので、この場合にはポート３の洗浄のみで
充分である。
さらに加熱手段は従来の拡散炉と同一であるので、所定
温度における温度変化が小さく、安定しているうえ、従
来の拡散炉の反応管を本発明の反応炉と交換するだけで
安定なプラズマ化学気相生成装置にすることが出来るな
ど、実用効果は極めて大きい。
温度における温度変化が小さく、安定しているうえ、従
来の拡散炉の反応管を本発明の反応炉と交換するだけで
安定なプラズマ化学気相生成装置にすることが出来るな
ど、実用効果は極めて大きい。
第１図は本発明の反応炉を設けた外熱形プラズマ化学気
相生成装置の概略の構成図である。第２図は本発明の反
応炉の水平断面図である。第６図は本発明の反応炉の管
軸に平行な一部垂直断面図である。第４図は本発明の反
応炉の管軸に垂直な断面図である。 図において、１は反応管、２は内管、３はボート、４は
電極、５は基板、６はヒータ、７は蓋、８は反応ガス導
入管、９はパージガス導入管、１３はリード線、１４は
排気管である。 特許出願人 国際電気株式会社 代理人 弁理士山元俊仁 第２図 ｑ 第３図 １５０− 第４図
相生成装置の概略の構成図である。第２図は本発明の反
応炉の水平断面図である。第６図は本発明の反応炉の管
軸に平行な一部垂直断面図である。第４図は本発明の反
応炉の管軸に垂直な断面図である。 図において、１は反応管、２は内管、３はボート、４は
電極、５は基板、６はヒータ、７は蓋、８は反応ガス導
入管、９はパージガス導入管、１３はリード線、１４は
排気管である。 特許出願人 国際電気株式会社 代理人 弁理士山元俊仁 第２図 ｑ 第３図 １５０− 第４図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、外熱形プラズマ化学気相生成装置において、反応管
と、この反応管と同軸に設けた内管と、この内管の外面
に設けた対向する電極とからなることを特徴とする外熱
形プラズマ化学気相生成装置の反応炉。 ２、外熱形プラズマ化学気相生成装置において、反応管
と、この反応管と同軸に設けた内管と、この内管の外面
に設けた対向する電極と、反応管と内管の間の空間にパ
ージガスを流す・ぐ−ジガス導入管とよりなることを特
徴とする外熱形プラズマ化学気相生成装置の反応炉。 ３、外熱形プラズマ化学気相生成装置において、反応管
と、この反応管と同軸に設けた内管と、この内管の外面
に設けた対向する電極と、内管の内壁面にそって管軸方
向にかつ層流状態にパージガスを流す内管壁パージガス
導入管とよりなることを特徴とする外熱形プラズマ化学
気相生成装置の反応炉。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57191481A JPS5980926A (ja) | 1982-10-29 | 1982-10-29 | 外熱形プラズマ化学気相生成装置の反応炉 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57191481A JPS5980926A (ja) | 1982-10-29 | 1982-10-29 | 外熱形プラズマ化学気相生成装置の反応炉 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5980926A true JPS5980926A (ja) | 1984-05-10 |
Family
ID=16275357
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57191481A Pending JPS5980926A (ja) | 1982-10-29 | 1982-10-29 | 外熱形プラズマ化学気相生成装置の反応炉 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5980926A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5018470A (ja) * | 1973-05-31 | 1975-02-26 | ||
| JPS5456366A (en) * | 1977-10-14 | 1979-05-07 | Hitachi Ltd | Plasma film forming apparatus |
-
1982
- 1982-10-29 JP JP57191481A patent/JPS5980926A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5018470A (ja) * | 1973-05-31 | 1975-02-26 | ||
| JPS5456366A (en) * | 1977-10-14 | 1979-05-07 | Hitachi Ltd | Plasma film forming apparatus |
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