JPH0645894B2 - 堆積膜形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、機能性膜、殊に半導体デバイス、電子写真用
の感光デバイス、光学的画像入力装置用の光入力センサ
ーデバイス等の電子デバイスの用途に有用な機能性堆積
膜の形成に使用する堆積膜形成装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、半導体膜、絶縁膜、光導電膜、磁性膜或いは金属
膜等の非晶質乃至多結晶質の機能性膜は、所望される物
理的特性や用途等の観点から個々に適した成膜方法が採
用されている。

例えば、必要に応じて、水素原子（Ｈ）やハロゲン原子
（Ｘ）等の補償剤で不対電子が補償された非晶質や多結
晶質の非単結晶シリコン（以後「ＮＯＮ−Ｓｉ（Ｈ，
Ｘ）」と略記し、その中でも殊に非晶質シリコンを示す
場合には「Ａ−Ｓｉ（Ｈ，Ｘ）」、多結晶質シリコンを
示す場合には「ｐｏｌｙ−Ｓｉ（Ｈ，Ｘ）」と記す）膜
等のシリコン堆積膜（尚、俗に言う微結晶シリコンは、
Ａ−Ｓｉ（Ｈ，Ｘ）の範囲にはいることは断るまでもな
い）の形成には、真空蒸着法、プラズマＣＶＤ法、熱Ｃ
ＶＤ法、反応スパツタリング法、イオンプレーテイング
法、光ＣＶＤ法などが試みられており、一般的には、プ
ラズマＣＶＤ法が広く用いられ、企業化されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

而乍ら、従来から一般化されているプラズマＣＶＤ法に
よるシリコン堆積膜の形成に於ての反応プロセスは、従
来のＣＶＤ法に比較してかなり複雑であり、その反応機
構も不明な点が少なくない。又、その堆積膜の形成パラ
メータも多く（例えば、基体温度、導入ガスの流量と
比、形成時の圧力、高周波電力、電極構造、反応容器の
構造、排気の速度、プラズマ発生方式など）これらの多
くのパラメータの組み合せによるため、時にはプラズマ
が不安定な状態になり、形成された堆積膜に著しい悪影
響を与えることが少なくなかった。そのうえ、装置特有
のパラメータを装置ごとに選定しなければならず、した
がって製造条件を一般化することがむずかしいというの
が実状であった。

他方、シリコン堆積膜として電気的，光学的特性を各用
途毎に十分に満足させ得るものを発現させるためには、
現状ではプラズマＣＶＤ法によって形成することが最良
とされている。

而乍ら、シリコン堆積膜の応用用途によっては、大面積
化，膜厚均一性，膜品質の均一性を十分満足させて再現
性のある量産化を図らねばならないため、プラズマＣＶ
Ｄ法によるシリコン堆積膜の形成においては、量産装置
に多大な設備投資が必要となり、またその量産の為の管
理項目も複雑になり、管理許容幅も狭く、装置の調整も
微妙であることから、これらのことが、今後改善すべき
問題点として指摘されている。

又、プラズマＣＶＤ法の場合には、成膜される基体の配
されている成膜空間に於いて高周波或いはマイクロ波等
によって直接プラズマを生成している為に、発生する電
子や多数のイオン種が成膜過程に於いて膜にダメージを
与え膜品質の低下、膜品質の不均一化の要因となってい
る。

この点の改良として提案されている方法には、間接プラ
ズマＣＶＤ法がある。

該間接プラズマＣＶＤ法は、成膜空間から離れた上流位
置にてマイクロ波等によってプラズマを生成し、該プラ
ズマを成膜空間まで輸送することで、成膜に有効な化学
種を選択的に使用出来る様に計ったものである。

而乍ら、斯かるプラズマＣＶＤ法でも、プラズマの輸送
が必須であることから、成膜に有効な化学種の寿命が長
くければならず、自ずと、使用するガス種が制限され、
種々の堆積膜が得られないこと、及びプラズマを発生す
る為に多大なエネルギーを要すること、成膜に有効な化
学種の生成及び量が簡便な管理下に本質的に置かれない
こと等の問題点は残積している。

プラズマＣＶＤ法に対して、光ＣＶＤ法は、成膜時と膜
品質にダメージを与えるイオン種や電子が発生しないと
いう点で有利ではあるが、光源にそれ程多くの種類がな
いこと、光源の波長も紫外に片寄っていること、工業化
する場合には大型の光源とその電源を要すること、光源
からの光を成膜空間に導入する窓が成膜時に被膜されて
仕舞う為に成膜中に光量の低下、強いては、光源からの
光が成膜空間に入射されなくなるという問題点がある。

上述の如く、シリコン堆積膜の形成に於ては、解決され
るべき点は、まだまだ残っており、その実用可能な特
性，均一性を維持させながら低コストな装置で省エネル
ギー化を計って量産化できる形成方法を開発することが
切望されている。これ等のことは、他の機能性膜、例え
ば窒化シリコン膜、炭化シリコン膜、酸化シリコン膜に
於ても各々同様の解決されるべき問題とし挙げることが
出来る。

〔目的〕

本発明の目的は、上述した堆積膜形成用法の欠点を除去
すると同時に、従来の形成方法によらない新規な堆積膜
形成装置を提供するものである。

本発明の他の目的は、省エネルギー化を計ると同時に膜
品質の管理が容易で大面積に亘って均一特性の堆積膜が
得られる堆積膜形成装置を提供するものである。

本発明の更に別の目的は、生産性、量産性に優れ、高品
質で電気的，光学的，半導体的等の物理特性に優れた膜
が簡便に得られる堆積膜形成装置を提供することでもめ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成する本発明の堆積膜形成装置は、堆積膜
形成用の気体状原料物質と、該原料物質に酸化作用をす
る性質を有する気体状ハロゲン系酸化剤と、を反応空間
内に導入して化学的に接触させることで励起状態の前駆
体を生成し、該前駆体を堆積膜構成要素の供給源として
成膜空間内にある基体上に堆積膜を形成する装置におい
て前記堆積膜形成用の気体状原料物質放出管と前記原料
物質に酸化作用をする性質を有する気体状ハロゲン系酸
化剤放出管とが同軸円筒状構造をなし、内管の壁面に孔
が設けられているガス放出手段を有することを特徴とす
る。

〔作用〕

上記の本発明の堆積膜形成装置によれば、省エネルギー
化と同時に大面積化、膜厚均一性、膜品質の均一性を十
分満足させて管理の簡素化と量産化を図り、量産装置に
多大な設備投資も必要とせず、またその量産の為の管理
項目も明確になり、管理許容幅も広く、装置の調整も簡
単になる。

本発明の堆積膜形成装置に於いて、使用される堆積膜形
成用の気体状原料物質は、気体状ハロゲン系酸化剤との
化学的接触により酸化作用をうけるものであり、目的と
する堆積膜の種類、特性、用途等によって所望に従って
適宜選択される。本発明に於いては、上記の気体状原料
物質及び気体状ハロゲン系酸化剤は、化学的接触をする
際に気体状とされるものであれば良く、通常の場合は、
気体でも液体でも固体であっても差支えない。

堆積膜形成用の原料物質あるいはハロゲン系酸化剤が液
体又は固体である場合には、Ａｒ，Ｈｅ，Ｎ２，Ｈ２等
のキヤリアーガスを使用し、必要に応じては熱も加えな
がらバブリングを行なって反応空間に堆積膜形成用の原
料物質及びハロゲン系酸化剤を気体状として導入する。

この際、上記気体状原料物質及び気体状ハロゲン系酸化
剤の分圧及び混合比は、キヤリアーガスの流量あるいは
堆積膜形成用の原料物質及び気体状ハロゲン系酸化剤の
蒸気圧を調節することにより設定される。

本発明に於いて使用される堆積膜形成用の原料物質とし
ては、例えば、半導体性或いは電気的絶縁性のシリコン
堆積膜やゲルマニウム堆積膜等のテトラヘドラル系の堆
積膜を得るのであれば、直鎖状、及び分岐状の鎖状シラ
ン化合物、環状シラン化合物、鎖状ゲルマニウム化合物
等が有効なものとして挙げることが出来る。

具体的には、直鎖状シラン化合物としてはＳｉ_ｎＨ
_２ｎ＋２（ｎ＝１，２，３，４，５，６，７，８）、分
岐状鎖状シラン化合物としては、ＳｉＨ_３ＳｉＨ（Ｓｉ
Ｈ_３）ＳｉＨ_２ＳｉＨ_３、鎖状ゲルマン化合物として
は、ＧｅｍＨ_２ｍ＋２（ｍ＝１，２，３，４，５）等が
挙げられる。この他、例えばスズの堆積膜を作成するの
であればＳｎＨ_４等の水素化スズを有効な原料物質とし
て挙げることが出来る。

勿論、これ他の原料物質は１種のみならず２種以上混合
して使用することも出来る。

本発明に於いて使用されるハロゲン系酸化剤は、反応空
間内に導入される際気体状とされ、同時に反応空間内に
導入される堆積膜形成用の気体状原料物質に化学的接触
だけで効果的に酸化作用をする性質を有するもので、Ｆ
_２，Ｃｌ_２，Ｂｒ_２，Ｉ_２等のハロゲンガス、発生期状
態の弗素、塩素、臭素等が有効なものとして挙げること
が出来る。

これ等のハロゲン系酸化剤は気体状で、前記の堆積膜形
成用の原料物質の気体と共に所望の流量と供給圧を与え
られて反応空間内に導入されて前記原料物質と混合衝突
することで化学的接触をし、前記原料物質に酸化作用を
して励起状態の前駆体を含む複数種の前駆体を効率的に
生成する。生成される励起状態の前駆体及び他の前駆体
は、少なくともそのいずれか１つが形成される堆積膜の
構成要素の供給源として働く。

生成される前駆体は分解して又は反応して別の励起状態
の前駆体又は別の励起状態にある前駆体になって、或い
は必要に応じてエネルギーを放出はするがそのまま形態
で成膜空間に配設された気体表面に触れることで三次元
ネツトワーク構造の堆積膜が作成される。

励起されるエネルギーレベルとしては、前記励起状態の
前駆体がより低いエネルギーレベルにエネルギー遷移す
る。又は別の化学種に変化する過程に於いて発光を伴う
エネルギーレベルであることが好ましい。斯かるエネル
ギーの遷移に発光を伴なう励起状態の前駆体を含め活性
化された前駆体が形成されることで本発明の堆積膜形成
プロセスは、より効率良く、より省エネルギーで進行
し、膜全面に亘って均一でより良好な物理特性を有する
堆積膜が形成される。

本発明に於いては、堆積膜形成プロセスが円滑に進行
し、高品質で所望の物理特性を有する膜が形成される可
く、成膜因子としての、原料物質及びハロゲン系酸化剤
の種類と組み合せ、これ等の混合比、混合時の圧力、流
量、成膜空間内圧、ガスの流型、成膜温度（基体温度及
び雰囲気温度）が所望に応じて適宜選択される。これ等
の成膜因子は有機的に関連し、単独で決定されるもので
はなく相互関連の下に夫々に応じて決定される。本発明
に於いて、反応空間に導入される堆積膜形成用の気体状
原料物質と気体状ハロゲン系酸化剤との量の割合は、上
記成膜因子の中関連する成膜因子との関係に於いて適宜
所望に従って決められるが、導入流量比で、好ましく
は、１／１００〜１００／１が適当であり、より好まし
くは１／５０〜５０／１とされるのが望ましい。

反応空間に導入される際の混合時の圧力としては前記気
体状原料物質と前記気体状ハロゲン系酸化剤との化学的
接触を確率的により高める為には、より高い方が良い
が、反応性を考慮して適宜所望に応じて最適値を決定す
るのが良い。前記混合時の圧力としては、上記の様にし
て決められるが、夫々の導入時の圧力として、好ましく
は１×１０^-7気圧〜１０気圧、より好ましくは１×１０
^-6気圧〜３気圧とされるのが望ましい。

成膜空間内の圧力、即ち、その表面に成膜される気体が
配設されている空間内の圧力は、反応空間に於いて生成
される励起状態の前駆体（Ｅ）及び場合によって該前駆
体（Ｅ）より派生的に生ずる前駆体（Ｄ）が成膜に効果
的に寄与する様に適宜所望に応じて設定される。

成膜空間の内圧力は、成膜空間が反応空間と開放的に連
続している場合には、堆積膜形成用の基体状原料物質と
気体状ハロゲン系酸化剤との反応空間での導入圧及び流
量との関連に於いて、例えば差動排気或いは、大型の排
気装置の使用等の工夫を加えて調整することが出来る。

或いは、反応空間と成膜空間の連結部のコンダクタンス
が小さい場合には、成膜空間に適当な排気装置を設け、
該装置の排気量を制御することで成膜空間の圧力を調整
することが出来る。

又、反応空間と成膜空間が一体的になっていて、反応位
置と成膜位置が空間的に異なるだけの場合には、前述の
様に差動排気するか或いは、排気能力の充分ある大型の
排気装置を設けてやれば良い。

上記のようにして成膜空間内の圧力は、反応空間に導入
される気体状原料物質と気体状ハロゲン酸化剤の導入圧
力との関係に於いて決められるが、好ましくは0.001Ｔ
ｏｒｒ〜１００Ｔｏｒｒ、より好ましくは0.01Ｔｏｒｒ
〜３０Ｔｏｒｒ，最適には0.05〜１０Ｔｏｒｒとされる
のが望ましい。

ガスの流型に就いては、反応空間への前記堆積膜形成用
の原料物質及びハロゲン系酸化剤の導入の際にこれ等が
均一に効率良く混合され、前記前駆体（Ｅ）が効率的に
生成され且つ成膜が支障なく適切になされる様に、ガス
導入口と基体とガス排気口との幾何学的配置を考慮して
設計される必要がある。この幾何学的な配置の好適な例
が第２図から第４図に示される。

成膜時の基体温度（Ｔｓ）としては、使用されるガス種
及び形成される堆積膜の種数と要求される特性に応じ
て、個々に適宜所望に従って設定されるが、非晶質の膜
を得る場合には好ましくは室温から４５０℃、より好ま
しくは５０〜４００℃とされるのが望ましい。殊に半導
体性や光導電性等の特性がより良好なシリコン堆積膜を
形成する場合には、基体温度（Ｔｓ）は７０〜３５０℃
とされるのが望ましい。また、多結晶の膜を得る場合に
は、好ましくは２００〜６５０℃、より好ましくは３０
０〜６００℃とされるのが望ましい。

成膜空間の雰囲気温度（Ｔａｔ）としては、生成される
前記前駆体（Ｅ）及び前記前駆体（Ｄ）が成膜に不適当
な化学種に変化せず、且つ効率良く前記前駆体（Ｅ）が
生成される様に基体温度（Ｔｓ）との関連で適宜所望に
応じて決められる。

本発明に於いて使用される基体としては、形成される堆
積膜の用途に応じて適宜所望に応じて選択されるのであ
れば導電性でも電気絶縁性であっても良い。導電性基体
としては、例えば、ＮｉＣｒ，ステンレス，Ａｌ，Ｃ
ｒ，Ｍｏ，Ａｕ，Ｉｒ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｖ，Ｔｉ，Ｐｔ，
Ｐｄ等の金属又はこれ等の合金が挙げられる。

電気絶縁性基体としては、ポリエステル，ポリエチレ
ン，ポリカーボネート，セルローズアセテート，ポリプ
ロピレン，ポリ塩化ビニル，ポリ塩化ビニリデン，ポリ
スチレン，ポリアミド等の合成樹脂のフイルム又はシー
ト，ガラス，セラミツク，紙等が通常使用される。これ
らの電気絶縁性基体は、好適には少なくともその一方の
表面が導電処理され、該導電処理された表面側に他の層
が設けられるのが望ましい。

例えば、ガラスであれば、その表面がＮｉＣｒ，Ａｌ，
Ｃｒ，Ｍｏ，Ａｕ，Ｉｒ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｖ，Ｔｉ，Ｐ
ｔ，Ｐｄ，Ｉｎ_２Ｏ_３，ＳｎＯ_２，ＩＴＯ（Ｉｎ_２Ｏ_３
＋ＳｎＯ_２）等の薄膜を設けることによって導電処理さ
れ、或いはポリエステルフイルム等の合成樹脂フイルム
であれば、ＮｉＣｒ，Ａｌ，Ａｇ，Ｐｂ，Ｚｎ，Ｎｉ，
Ａｕ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｉｒ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｖ，Ｔｉ，Ｐｔ
等の金属で真空蒸着、電子ビーム蒸着、スパツタリング
等で処理し、又は前記金属でラミネート処理して、その
表面が導電処理される。支持体の形状としては、円筒
状、ベルト状，板状等、任意の形状として得、所望によ
って、その形状が決定される。

基体は、基体と膜との密着性及び反応性を考慮して上記
の中より選ぶのが好ましい。更に両者の熱膨張の差が大
きいと膜中に多量の歪が生じ、良品質の膜が得られない
場合があるので、両者の熱膨張の差が近接している基体
を選択して使用するのが好ましい。

又、基体の表面状態は、膜の構造（配向）や錐状組織の
発生に直接関係するので、所望の特性が得られる様な膜
構造と膜組織となる様に基体の表面を処理するのが望ま
しい。

第１図は本発明の堆積膜形成装置の１例を示すものであ
る。

第１図に示す堆積膜形成装置は、装置本体、排気系及び
ガス供給系の３つに大別される。

装置本体には、反応空間及び成膜空間が設けられてい
る。

１０１〜１０５は夫々、成膜する際に使用されるガスが
充填されるボンベ、１０１ａ〜１０５ａは夫々ガス供給
パイプ、１０１ｂ〜１０５ｂは夫々各ボンベからのガス
の流量調整用のマスフローコントローラー、１０１ｃ〜
１０５ｃはそれぞれガス圧力計、１０１ｄ〜１０５ｄ及
び１０１ｅ〜１０５ｅは夫々バルブ、１０１ｆ〜１０５
ｆは夫々対応するガスボンベ内の圧力を示す圧力計であ
る。

１２０は真空チヤンバーであって、上部にガス導入用の
配管が設けられ、配管の下流に反応空間が形成される構
造を有し、且つ該配管のガス排出口に対向して、基体１
１８が設置される様に基体ホルダー１１２が設けられた
成膜空間が形成される構造を有する。ガス導入用の配管
は、二重同心円配置構造となっており、中よりガスボン
ベ１０１，１０２よりのガスが導入される第１のガス導
入管１０９、ガスボンベ１０３〜１０５よりのガスが導
入される第２のガス導入管１１０を有する。

各導入管へのガスボンベからのガスの供給は、ガス供給
パイプライン１２３〜１２５によって夫々なされる。１
１１はガス導入管１０９及び１１０に接続するガス放出
部である。各ガス導入管、各ガス供給パイプライン及び
成膜空間１２０は、メイン真空バルブ１１９を介して不
図示の真空排気装置により真空排気される。

基体１１８は基体ホルダー１１２を上下に移動させるこ
とによって各ガス導入管の位置より適宜所望の距離に設
置される。

１１３は、基体１１８を成膜時に適当な温度に加熱した
り、或いは、成膜前に基体１１８を予備加熱したり、更
には、成膜後、膜をアニールする為に加熱する基体加熱
ヒータである。

基体加熱ヒータ１１３は導線１１４により電源１１５に
より電力が供給される。

１１６は、基体温度（Ｔｓ）の温度を測定する為の熱電
対で温度表示装置１１７に電気的に接続されている。

第２図は第１図におけるガス放出部１１１を更に詳しく
説明するものである。該ガス放出部１１１は、前記ガス
導入部１０９に接続せる、孔１１１ａを有する内管１１
１ｂと、外管１１１ｃとからなっている。

即ち、ガス導入管１１０を介してガス放出部１１１の内
管１１１ｂと外管１１１ｃとに挟まれた空間に導入され
たガスは前記内管１１１ｂに設けられた孔１１１ａを通
して前記内管１１１ｂの中心に向ってその流れ方向を変
化されられ、ガス導入管１１０を介してガス放出部１１
１の内管１１１ｂの内部に導入されたガスと主として前
記ガス放出部１１１の内部において均一に効率良く混合
される。

以下、実施例に従って、本発明を具体的に説明する。

〔実施例１〕 第１図に示す成膜装置を用いて、次の様にし本発明の方
法による堆積膜を作成した。

ボンベ１０１に充填されているＳｉＨ_４ガスを流量２０
ｓｃｃｍでガス導入管１０９より、ボンベ１０３に充填
されているＨｅガスで５％に稀釈したＦ_２ガスを流量４
００ｓｃｃｍでガス導入管１１０よりガス吹き出し口１
１１内に導入した。

このとき、真空チヤンバー１２０内の圧力を真空バルブ
１１９の開閉度を調整して８００ｍＴｏｒｒにした。基
体に石英ガラス（１５ｃｍ×１５ｃｍ）を用いガス放出
部１１１と基体との距離は３０ｃｍに設定した。そうし
たところ、該放出部１１１の内部で青白い発光が強くみ
られた。基体温度（Ｔｓ）は各試料に対して表１に示す
様に室温から４００℃までの間に設定した。

この状態で３０分間ガスを流すと、表１に示す様な膜厚
のＳｉ：Ｈ：Ｆ膜が基体上に堆積した。

又膜厚の分布むらは±５％以内におさまった。成膜した
Ｓｉ：Ｈ：Ｆ膜はいずれの試料も電子線回折によって非
晶質であることが確認された。

各試料の非晶質Ｓｉ：Ｈ：Ｆ膜上にＡｌのくし形電極
（ギヤツプ長２００μｍ）を蒸着し、導電率測定用の試
料を作成した。各試料を真空クライオタツト中にいれ電
圧１００Ｖを印加し、微小電流計（ＹＨＰ４１４０Ｂ）
で電流を測定し、暗導電率（σｄ）を求めた。又６００
ｎｍ、0.3ｍｗ／cm²の光を照射し、光導電率（σｐ）を
求めた。更に光の吸収より光学的バンドギヤツプ（Ｅｇ
^opt）を求めた。これらの結果を表１に示した。

〔実施例２〕 本発明の堆積膜形成装置の他の例を示す。第２図に示し
たガス放出部の代わりに、第３図に示すガス放出部３１
１を用いる。前記ガス放出部３１１は、前記ガス導入管
１０９に接続せる内管３１１ａと、前記ガス導入管１１
０に接続せる外管３１１ｂと、前記外管３１１ｂの内壁
と前記内管３１１ａの端部とに接するところのガス放出
方向制御部３１１ｃとからなる。即ち、前記ガス導入管
１１０を介してガス放出部311の外管３１１ｂと内管３
１１ａに挟まれた空間に導入されたガスは前記ガス放出
方向制御部３１１ｃにより、流れ方向を前記内管３１１
ａの周に沿うように変化させられ、ガス導入管１０９を
介してガス放出部３１１の内管311aの内部に導入された
ガスと均一に効率良く混合される。

第３図に示すガス放出部３１１を用いて、実施例１に示
したと同じ条件で成膜を行なったところ、成膜したＳ
ｉ：Ｈ：Ｆ膜はいずれの試料も電子線回折によって非晶
質であることが確認された。

各試料の非晶質Ｓｉ：Ｈ：Ｆ膜上にＡｌのくし形電極
（ギヤツプ長２００μｍ）を蒸着し、導電率測定用の試
料を作成した。各試料を真空クライオスタツト中にいれ
電圧１００Ｖを印加し、微小電流計（ＹＨＰ４１４０
Ｂ）で電流を測定し、暗導電率（σｄ）を求めた。又６
００ｎｍ、0.3ｍｗ／cm²の光を照射し、光導電率（σ
ｐ）を求めた。更に光の吸収より光学的バンドギヤツプ
(Eg^opt)を求めた。これらの結果を第２表に示した。

〔実施例３〕 本発明の堆積膜形成装置の更に他の例を示す。第１図に
示す堆積膜形成装置において、第４図に模式的に示すガ
ス放出部４１１を用いる。前記ガス放出部４１１は、前
記ガス導入管１０９に接続し、孔４１１ａを有する内管
４１１ｂと、ガス導入管１１０に接続せる外管４１１ｃ
とからなっている。即ち、前記ガス導入管１１０を介し
てガス放出部４１１の外管４１１ｃと内管４１１ｂとに
挟まれた空間に導入されたガスは、前記内管４１１ｂの
端部に設けられた孔４１１ａから放出されて、流れ方向
を前記内管４１１ｂの中心軸に向いガス放出部４１１の
外側に流れる様に変化させられ、ガス導入管１０９を介
してガス放出部４１１の内管４１１ｂの内部に導入され
たガスと主として前記ガス放出部４１１の外側の空間に
おいて均一に効率良く混合される。

第４図に示すガス放出部４１１を用いて、実施例１に示
したと同じ条件で成膜を行なったところ、成膜したＳ
ｉ：Ｈ：Ｆ膜はいずれの試料も電子線回折によって非晶
質であることが確認された。

各試料の非晶質Ｓｉ：Ｈ：Ｆ膜上にＡｌのくし形電極
（ギヤツプ長２００μｍ）を蒸着し、導電率測定用の試
料を作成した。各試料を真空クライオスタツト中にいれ
電圧１００Ｖを印加し、微小電流計（ＹＨＰ４１４０
Ｂ）で電流を測定し、暗導電率（σｄ）を求めた。又６
００ｎｍ、0.3ｍｗ／cm²の光を照射し、光導電率（σ
ｐ）を求めた。更に光の吸収より光学的バンドギヤツプ
(Eg^opt)を求めた。これらの結果は第３表に示した。

比較例 次に第４図に示す装置を用いてＡ−Ｓｉ膜を堆積した。
この装置は第１図に示す装置より、ガス放出部１１１を
とりのぞいたのと同じ構造になっており、同軸円筒状に
配置してある。

以下、第５図の各番号と第１図の各番号とは下２ケタは
同じものに対応している。

基体温度を２００℃、ＳｉＨ_４ガス流量２０ｓｃｃｍ、
Ｈｅガスで５％に稀釈したＦ_２ガス流量４００ｓｃｃｍ
とし、内圧を種々に変化させて作成した各試料の膜厚、
σd,σp,Eg^optの値を表４に示す。なお、成膜時間は３
０分間では評価できる膜厚の試料が得られなかったた
め、各３時間で行なった。

〔効果〕 以上の詳細な説明及び各実施例より、本発明の堆積膜形
成装置を用いれば、高速成膜化を計ると同時に膜品質の
良い堆積膜が得られる。又、生産性，量産性に優れ、高
品質で電気的，光学的，半導体的等の物理特性に優れた
膜を簡便に得ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の成膜装置の模式的概略図であ
る。 第２図，第３図，第４図はガス放出部の模式的概略図で
ある。 第５図は比較例に用いて成膜装置の模式的概略図であ
る。 101〜105，501〜505……ガスボンベ 101a〜105a,501a〜505a……ガス導入管 101b〜105b,501b〜505b……マスフロメーター 101c〜105c,501c〜505c……ガス圧力計 101d〜105d及び101e〜105e,501d〜505d及び501e〜505e
……バルブ 101f〜105f,501f〜505f……圧力計 109,110,509,510……ガス導入管 111,511……ガス放出部 112,512……基体ホルダー 113,513……基体加熱用ヒーター 116,516……基体濃度モニター用熱電対 118,518……基体 119,519……真空排気バルブ 111a,411a……孔 111b,311a,411b……内管 111c,311b,411c……外管 311c……ガス放出方向制御部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】堆積膜形成用の気体状原料物質と、該原料
   物質に酸化作用をする性質を有する気体状ハロゲン系酸
   化剤とを、反応空間内に導入して化学的に、堆積膜を形
   成する装置において、堆積膜形成用の気体状原料物質放
   出管と、前記原料物質に酸化作用をする性質を有する気
   体状ハロゲン系酸化剤放出管とが、同軸円筒状構造で、
   内管の壁面に孔が開いているガス放出手段を有すること
   を特徴とする堆積膜形成装置。
2. 【請求項２】前記同軸円筒状構造のガス放出手段の内管
   の端部の壁面に孔が開いている特許請求の範囲第１項に
   記載の堆積膜形成装置。