JPS6167920A - 光化学反応装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光化学反応装置に関するものである。

〕１近、隠子複写機の感光ドラムや太陽電池などに使用
されるアモルファスシリコン（以下、ａ−８ｉと言う）
の蒸着膜の形成方法が研究されている。

また、他方では各種の絶縁膜や保＾膜の形成にも蒸着方
法が利用さｈ、用途によりでは種々の′１ｓ４１１方法
が提案されているが、このなかでも光化学反応を利用し
た光化学蒸着方法や光化学堆積方法は被護形成速度が￥
ｔしく早く、大面積部にも均一な補備を形成できるなど
の利点を有し、最近特に注目を集めている。

従来の光化学反応を利用した化学蒸着もしくはｊ［ｌ［
方法は、紫外線をよく透過する窓を有する容器内に基板
をｆ？！ｒｆｔ、Ｌ、、光反応用ガスを流すとともに％
容器性から、紫外線光源で当該ガスを光化学反応せしめ
、その反応生成物を基板ＫＭ着や堆積せしめるものであ
り、紫外線光源とｆ−て水銀ランプが使用されることが
多いが、プラズマ放電により紫外線を発生させることも
行われる。

ところで、例えば生成されるａ−８ｉ　ＫＰ　４？Ａｓ
、Ｂなどの元素をドープしなり、特定の元素をドープし
ないノンドープとしたりして特性の異るａ−８１が製造
される。このため、同一の光化学反応装置愛を使って？
ｌ＠の外る薄膜を１次製造するときは、時の操業時に容
器内面に付着【−たｎ物の影響を排除するために１操業
に先πって容器内面をクリーニングする必要がある。

従来のクリー二／グは、アルコールなどの薬品で容器内
面を手作業で拭き取ろことにより行われていた。このた
め、新たに薬品が残留［１、クリー二／グｌ［優く生成
された薄膜中にこの薬品が取込まれて特性が著しく悪化
する不具合がある。例えばａ−８１＋８１Ｎ膜を■ル分
析すると、薬品から取込まれた酸素による８ｉ０等が確
認され、これらの不純物のために特性が悪化する。また
、手作発で拭き取るために％隅部などを確実にクリーニ
ングすることができず、残留した前の薄膜用の成分罠よ
り新たな薄膜が汚染され、特性を悪化させていた。

そこで本発明は、これらの事情にかんがみてなされたも
のであり、容器内面を短時間で隅なく確９！！！にクリ
ーニングでき、ｓ学の異る薄膜をその前に生成されたＷ
Ｘ膜用の成分の悪影響を受けることなく生成できる光化
学反応装置を提供することを目的とする。そしてその構
成は、被処理物である基板が配置される反応空間内に％
光化学反応を生起せ「−める紫外線が放射され、光反応
性ガス更にはドーピング用ガスを供給する第１ガス給排
機構を備えた光化学反応装置であって、該反応空間内に
エツチング用ガスの第２ガス給排機構とプラズマ放電４
９橋とを投け、反応容器内面にプラズマを投射してエツ
チング町−とした器を特徴とする。

以下に図面に示す実施例に基いて本発明を具体的に説明
する。

第１ｍにおいて、反応！ｉ器Ｉ　Ｋハ８ｉＨ４，ｓＩ、
Ｈ。

、　Ｎｌ（、、などの光反応性ガス、更にはＰＨｓ　、
Ｂｔ　Ｈａ　。

Ａｓ）ｌ、廊のドーピングガスＧ、の導入孔１１と、減
圧装置に梓続される排気孔１２が役けられ、これらが１
４１ガス給排ｍ病を構成している。そして、上面は石英
ガラスからなる紫外線の透過室１４が設けられているが
、その上部に灯体２が一体に連吟され、その天井部には
反射部材２１を介して紫外線光源である紫外線ランプ３
がｎｅ個並設されている。ここで紫外線ランプ３は′Ｒ
径が１８ｒｔｘ、、ａ灯悶始電圧が３５０Ｖ、点灯電圧
が９０ｖで電流が５Ａの交流点灯の低圧水銀灯である。

そして灯体２にガス導入孔２２と排出孔２３が設けられ
、灯体２円の空間を空気と１１換してＮ、ガスがフロー
し、波Ｊ％１８５ｎｍの紫外線が空気中の酸素ガスに吸
収されないようになっている。

反応容器ｌの内部下方には差板支持台１３が配置され、
これＫは図示略の温度調節器が取付けられており、これ
に支持される基板４は外径が１６０簡の石英板であって
約２５６’ＣＫ加熱されている。

なお、この基Ｗ支持台１３をターンチーフル状に１Ｅｉ
１転可能としたり、反応容器１内を移動可能とし、；’
１Ｎ機嘴で基ｔｌｆ４を出り入れして多数の基板４を効
率よく処理できるようＫすることがで麹る。尋人孔１１
からは光反応性ガス更にはドーピング用ガスＧ、の他に
キャリアガスのアルゴンや光ｊ！Ｉ感剤の水銀ガスなど
が混合して供給されるが、予め混合すると反応するよう
な光反応性ガスを便用すると舞は慣数本の尋人孔１１を
設けて各ガスを閂別に導入し１反応容器１内が混合する
よう圧するのが良い。そ１−て、この導入孔１１には温
度ｖ４節器を設け、各ガスを最適温度に調整して光化学
反応を増趨させるのが良い。

この光化学反応は基板４の直上空間で行われ、この空間
が反応空間５であるが、この反応空間５には一対の平板
′を極６．６が対向して配役されており、これＫ　１３
．５６１ＪＥＨ寞の高周波電圧が印加される。もつとも
高周波電圧に代えて直流電圧を印加してもよい。そして
、電極６の背後には、ＣＦ、。

ＣＣｔ、　Ｆ、　、　０．などから選はれるエツチング
用カスＧ、が導入される導入孔１５が役けられ、この導
入孔１５と排気孔１２とで第２ガス給排機構を構成して
いる。従りて、エツチング用ガスＧ、が供給されて電極
６．６間に高周波電圧が印加されるとプラズマが生起さ
れ、このプラズマが容器１や透過窓１４などに隅なく投
射されて、これらがクリーニングされる。

もっとも、エツチング用プラズマの生起方法は平行１を
原間に高周波電圧や直流電圧を印加するものく限られず
、例えば纂２図に示すようＫ、反応容５１に導波Ｗ１６
をＪｉ［Ｌ、これよりマイクロ波を導入してプラズマを
生起してもよく、更には、図示はしないが、反応容器１
の外壁にｌｌ１ｔ４コイルを巻回し、銹導電流により反
応空間５にプラズマを生起させることもできる。

また、紫外線生成も紫外線ランプ３に限られる　。

ものではなく、第３図に示すように、一つの反応容器１
内にエツチング用プラズマ放電１を極６の上方に≠外線
生成用プラズマ゛１１．７を対向配置り、　１ｗｉ膜生
成時には１甑７．７間にのみ４圧な印加して紫外線を生
成させるものもよい。このときは、基板４は紫外線生成
用プラズマの荷醋粒子の平均自由性りより十分［＃れた
位ｒ＃にあり、基板４がプラズマにより頃傷を豐けない
ようＫなっている。

次に％第１図忙示す装置ハにてノンドープのａ−８１隣
とＰドープａ−８＋腓を交互に生ｈＫ　した例について
Ａ１２ｄ１１する。まず、反応Ｒ器ｌ内の圧力を１トー
ルとＬ１導入孔１１より光反応性ガスＧ、として５ｎｔ
４ガスを１１０８ＣＣおよび水銀ガスを供給１５、紫外
線ランプ３を点灯するとノンドープＯａ−＋９ｉ膜が基
［４に生成さね、その暗導電富を調定したところ、１０
（Ω、ｃ＊）−”でありた。そして、基板４を取り替え
、光反応性ガスＧ、にアルゴンで希釈された１％ＰＨｓ
をｓ　８ＣＣＭ追加ｔｊ：Ｐドープａ−８ｉ膜を生成し
た。このときは、Ｉｔ＠の操桑がノンドープａ−８ｉで
あり、今回がＰドープａ−８ｉであるため容器１内面の
付着糖が悪杉可を及ぼすことはをい。次に、４びノンド
ープａ−８＋を生成する忙先立って、、基板４を入れる
前にプラズマエツチングによるクリーニングを行りた。

叩へ、反応容４１内を０．３トールと１１、ＣＦ、と０
．が９＝１のエツチング用ガスＧ、を導入孔１５よりｆ
＃給し％ｔＷ６．６間に周波１文が１３．５６　Ｍ）１
２でＩ　Ｋ−ｖの高周波を印加してエツチング用のプラ
ズマを生成させた。このため、プラズマか容器１内面や
透過窓１４、基板支持台１３などを隅なく投射され、＃
ｒＩ口の操革で付２ηしたＰを含む異物が完全に除去さ
れる。このりｌＪ、ニング終了後に基板４を入ｔｔ１　
前記の瞬ヰ下で再びノンド一プのａ−８ｒｌ＠を生成し
た。これの陣質を＃記のノンドープミー８ｉ幌と比較す
ると特性に腎化はなく、間質の本のが得られ、暗４電率
の値も１０　（Ω、（７））であった。このことから、
プラズマエツチングの効果により萌の薄膜用の成分の悪
＠嗅を完全に防げることが確認できた。因み忙、このク
リーニングを施すことなく、Ｐドープａ−８ｔ庫生成後
にノンドープミー８ｉ膜を生成したところ、その暗導′
１１Ｅ市はｌＯ（Ω、Ｏｌ）であり、Ｐの燭染忙より特
性が著しく悪化していた。更には、プラズマエツチング
に代えてアルコールで拭き取ったところ、Ｉ【Ｌ分析に
より膜中にＳｉＯが検出され純度の良いａ−８１は得ら
れなかった。

以上説明した様Ｋ、本発明は、反応空間内にエツチング
用ガスの第２ガス給排機構とプラズマ放電Ｑｌ構を設け
、反応容器内面にプラズマを投射してエツチング用ガス
としたので、容器内面を炉時間で隅なく確実にクリーニ
ングすることができる。

従って本発明によれは、Ｍ類の異る薄、１偽をその萌に
生成された薄膜用の成分の愚杉響を受けることなく生成
できる光化ｓｔ、反応装貞を擾倶することかで政る。

【図面の簡単な説明】

第１図、＠２図、第３図はいずれも本発明の実施例の断
面図である。 １・・・反応容器　２・・・灯体　３・・・紫外線ラン
プ４・・・基板　　　５・・・反応空間 ６・・・プラズマエツチング用ｍ極 ７・・・紫外繕用屯極　１１．１５・・・導入孔１２・
・・排気孔　１３・・・基板支持台　１６・・・導波管
Ｇ、・・・光反応性ガス及びドーピング用ガスＧ、・・
・エツチング用ガス

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被処理物である基板が配置される反応空間内に、光
   化学反応を生起せしめる紫外線が放射され、光反応性ガ
   ス更にはドーピング用ガスを供給する第１ガス給排機構
   を備えた光化学反応装置でありて、該反応空間内にエッ
   チング用ガスの第２ガス給排機構とプラズマ放電機構と
   を設け、反応容器内面にプラズマを投射してエッチング
   可能とした事を特徴とする光化学反応装置。 ２、該反応空間内に一対の電極が対向して配設され、こ
   れに高周波電圧や直流電圧が印加されてエッチング用プ
   ラズマを生起させてなる特許請求の範囲第１項記載の光
   化学反応装置。 ３、該反応空間側壁にマイクロ波導波管が接続され、こ
   れより導入されたマイクロ波によりエッチング用プラズ
   マを生起させてなる特許請求の範囲第１項記載の光化学
   反応装置。 ４、該反応空間の容器外壁に誘導コイルが巻回され、誘
   導電流によりエッチング用プラズマを生起させてなる特
   許請求の範囲第１項記載の光化学反応装置。 ５、水銀ランプにより紫外線放射が行なわれ、この紫外
   線放射空間と光化学反応性ガスが光分解する反応空間と
   が紫外線透過窓で区画されてなる特許請求の範囲第１項
   記載の光化学反応装置。 ６、プラズマ放電により紫外線放射が行なわれ、この紫
   外線放射空間と光化学反応性ガスが光分解する反応空間
   とが区画されることなく同一容器内に配置され、基板が
   紫外線放射用プラズマの荷電粒子の平均自由行程より離
   れた位置に配置されてなる特許請求の範囲第１項記載の
   光化学反応装置。