DE3525211A1 - Vorrichtung zur bildung eines aufgedampften bzw. abgeschiedenen films - Google Patents

Vorrichtung zur bildung eines aufgedampften bzw. abgeschiedenen films

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DE3525211A1 DE19853525211 DE3525211A DE3525211A1 DE 3525211 A1 DE3525211 A1 DE 3525211A1 DE 19853525211 DE19853525211 DE 19853525211 DE 3525211 A DE3525211 A DE 3525211A DE 3525211 A1 DE3525211 A1 DE 3525211A1
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Description

Vorrichtung zur Bildung eines aufgedampften bzw. abgeschiedenen Films
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bildung eines gewünschten aufgedampften bzw. abgeschiedenen Films (nachstehend als Abscheidungsfilm bezeichnet) auf einem Träger, vorzugsweise eine Vorrichtung zur Bildung eines Abscheidungsfilms aus amorphem Silicium (nachstehend als a-Si bezeichnet) auf einem Träger, und insbesondere eine Vorrichtung zur Bildung eines a-Si-Films auf einem Träger unter Ausnutzung einer chemischen Reaktion von Radikalen.
a-Si, das z.B. hervorragende elektrische Eigenschaften und photoelektrische Eigenschaften hat, wird in ausgedehntem Maße z.B. für Solarzellen, elektrophotographische lichtempfindliche Aufzeichnungsmaterialien, Photoelemente und Dünnfilmtransistcren angewandt und ist folglich ein erfolgversprechendes Material.
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Abscheidungsfilme aus a-Si werden im allgemeinen z.B. gemäß einem Plasmazersetzungsverfahren, bei dem von der Glimmentladung Gebrauch gemacht wird, oder gemäß einem sogenannten CUD-Uerfahren (= durch chemisches Aufdampfen) wie z.B.
einem thermischen CUD-Uerfahren oder einem Homo-CUD-Uerfahren hergestellt.
Bei dem Plasmazersetzungsverfahren uiird im allgemeinen ein gasförmiges Ausgangsmaterial, bei dem es sich beispielsweise um Monosilan (SiH,) oder um z.B. mit H„, Ar oder He verdünntes Monosilan handelt, unter Ausnutzung der Glimmentladung zersetzt, und mit dem zersetzten Gas wird auf einem gewünschten Träger ein a-Si-Film gebildet. Dieser a-Si-FiIm zeigt eine hervorragende Photoleitfähigkeit, weil die Zahl der freien Bindungen von Si in dem Film klein ist
15 -3
und etwa 10 cm beträgt. Der Film hat eine Dunkelleitfä-
-9 -1
higkeit von etwa 10 S cm und bei Bestrahlung mit Licht, das eine Wellenlänge von 600 nm und eine Intensität
1
-1
2 -5
von 1 mU/cm hat, eine Heil-Leitfähigkeit von etwa 10
S cm
Das Plasmazersetzungsverfahren, bei dem von der Glimmentladung Gebrauch gemacht wird, weist jedoch die folgenden Nachteile auf:
1. In einem unter Entladung gebildeten Plasma ist die Erzeugung verschiedener Ionen und Radikale unvermeidlich, und es ist schwierig, nur ein gewünschtes Radikal zu erhalten. Einige der erzeugten Ionen und Radikale, insbesondere gO einige Ionen, zeigen ungünstige Wirkungen auf die Eigenschaften des auf diese Weise gebildeteen Films. Die Zahl der erzeugten Ionen- und Radikalarten ist um so höher, je
größer die angewandte elektrische Leistung ist.
gg 2. Für eine höhere Filmabscheidungsgeschuindigkeit ist eine größere elektrische Leistung erforderlich. Eine größere
elektrische Leistung verursacht jedoch stärkere Ätzung des Films, und infolgedessen ist eine Filmbildung mit einer hohen Abacheidungsgeschwindiykeit nicht möglich.
3. Als gasförmiges Ausgangsmaterial wird ein entzündliches Gas wie z.B. SiH, verwendet, und folglich besteht die Möglichkeit einer Explosion.
Bei dem thermischen CUD-Verfahren wird ein gasförmiges Ausgangsmaterial wie z.B. Monosilan thermisch zersetzt, um ein Radikal zu bilden, und das Radikal wird an einem Träger anhaften gelassen, ujodurch auf dem Träger ein Abscheidungsfilm aus z.B. a-Si hergestellt wird. D.h., ein auf etwa 500 0C erhitzter Träger wird z.B. SiH,-Gas ausgesetzt; an der Oberfläche des Trägers tritt die folgende Reaktion ein, wodurch ein SiH„-Radikal erzeugt wird:
SiH. SiH„ + H„
4 C d.
Es uird angenommen, daß dieses SiH_-Radikal an der Trägeraberfläche anhaftet und auf dem Träger ein a-Si-Film gebildBt wird. Bei diesem Verfahren wird nur ein gewünschtes Radikal erzeugt, mährend Ionen, die, uie angenommen wird, ungünstige Wirkungen auf die Filmeigenschaften zeigen, nicht erzeugt werden. Ferner wird der auf diese Ideise gebildete Film nicht geätzt. Infolgedessen ist eine FiImbildung mit einer hohen Abscheidungsgeschuindigkeit möglich.
Dieses V/erfahren ujeist jedoch den folgenden Nachteil auf: Es ist notwendig, daß der Träger auf eine Temperatur er-
QQ hitzt wird, die höher ist als die Zersetzungstemperatur des gasförmigen Ausgangsmaterials (z.B. höher als 450 0C, uienn das gasförmige Ausgangsmaterial SiH, ist). Als Ergebnis verschwinden Wasserstoffatome, die die freien Bindungen von Si-Atomen abgeschlossen hatten, uas zu einer Erhöhung der Zahl der freien Bindungen von Si-Atomen führt, und ein Film mit guten Photoleitfähigkeitseigenschaften kann nicht erhalten werden.
Bei dem Homo-CVD-Verf ahren, das von Scott u.a. (I.B.'M. Co., USA) vorgeschlagen wurde, wird ein gasförmiges Ausgangsmaterial wie z.B. BiH, in einer Gasphase zersetzt, und dem zersetzten Gas wird ein auf etwa 300 0C gekühlter Träger ausgesetzt, ujodurch ein a-Si-Film gebildet wird. Da bei diesem Verfahren ein zersetztes Gas verwendet wird, ist ein Erhitzen des Trägers auf eine Temperatur, die höher ist als die Zersetzungstemperatur des gasförmigen Ausgangsmaterials, nicht erforderlich, und ein Film mit guten Photoleitfähigkeitseigenschaften kann erhalten werden. Da ein Radikal ωΐε z.B. SiH-, das durch thermische Zersetzung gebildet wird, eine kurze Lebensdauer von mehreren 10 Millisekunden hat, kann das Radikal jedoch nicht wirksam zur Filmbildung ausgenutzt werden, und infolgedessen kann keine hohe FiImabscheidungsgeschwindigkeit erzielt werden. Ferner besteht noch das Problem, das mit der Verwendung eines entzündlichen Gases wie z.B. SiH, verbunden ist.
Im Gegensatz zu üblicherweise verwendeten Gasen wie z.B.
SiH, sind Gase wie z.B. SiF, , die im Molekül Halogenatome enthalten, nicht entzündlich, und eine Explosion dieser Gase ist nicht zu befürchten. Ferner haben Radikale wie z.B. SiF„, die durch Zersetzung der vorstehend erwähnten Gase erzeugt werden, eine relativ lange Lebensdauer. Infolgedessen sind Gase wie z.B. SiF, als bevorzugtes gasförmiges Ausgangsmaterial für die Herstellung von a-Si-Filmen durch CVD-Verfahren betrachtet worden. Liegen der niedrigen Reaktivität von Radikalen, die aus diesen Gasen erzeugt werden, konnten die Gase jedoch in Vorrichtungen zur BiI-dung eines a-Si-Films, die bei üblichen CVD-Verfahren angewandt wird, nicht wirksam verwendet werden, und folglich konnte aus solchen Gasen kein guter a-Si-Film gebildet werden. ,
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Bildung eines aufgedampften bzw. abgeschiedenen Films
bereitzustellen, die nicht zu den vorstehend erwähnten Wachteilen, die bei gebräuchlichen Uerfahren auftreten, führt und mit der auf einem Träger mit einer hohen AbscheidungsgeschüJindigkeit ein aufgedampfter bzw. abgeschiedener Film, der ausgezeichnete Filmeigenschaften hat, gebildet werden kann.
Ferner soll durch die Erfindung eine Warrichtung zur Bildung eines aufgedampften bzw. abgeschiedenen Films bereitgestellt werden, mit der unter Verwendung eine nicht explosiven gasförmigen Ausgangsmaterials wie z.B. SiF, ein aufgedampfter bzw. abgeschiedener Film gebildet werden kann.
Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch eine Vorrichtung zur Bildung eines aufgedampften bzw. abgeschiedenen Films, die durch eine Aufdampfungs- bzw. Abscheidungskammer, in der ein Träger gehalten wird, ein Halogenradikal-Einführungsrohr für die Einführung eines mindestens HaIogenatome enthaltenden Radikals in die Kammer und ein Idasserstoffradikal-Einführungsrohr für die Einführung eines Wasserstoffatome enthaltenden Radikals in die Kammer gekennzeichnet ist, wobei das Halogenradikal-Einführungsrohr und das Wasserstoffradikal-Einführungsrohr mit der Oberfläche des Trägers jeweils einen üJinkel von U0° bis 50° bilden und wobei auf dem Träger aus den Radikalen ein aufgedampfter Film bzw. Abscheidungsfilm gebildet wird.
Nachstehend wird das mindestens Halogenatome enthaltende Radikal als Halogenradikal bezeichnet, während das QJassergO stoffatame enthaltende Radikal als Idasserstoff radikal bezeichnet wird.
Die bevorzugten Ausführungsfarmen der Erfindung werden nachstehend näher erläutert.
Fig. 1 ist eine schematische Ansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Bildung eines Abscheidungsfilms.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird ein Halogenradikal mit niedriger Reaktivität in einer Aufdampfungsbztii. Abscheidungskammer (nachstehend als Abscheidungskammer bezeichnet) mit einem Wasserstoffradikal, das gesondert in die Abscheidungskammer eingeführt wird, umgesetzt, um diese Radikale in ein neues Radikal mit hoher Reaktivität, das z.B. Halogen-, Silicium- und Wasserstoffatome enthält, umzuwandeln und auf einem Träger, der in der Abscheidungskammer gehalten uird, einen a-Si-Film zu bilden. Das Halogenradikal und das Wasserstoffradikal werden dadurch hergestellt, daß die jeweiligen gasförmigen Ausgangsmaterialien unter Anwendung eines Mittels zur Zersetzung, beispielsweise der Energie einer Entladung (z.B. der Glimmentladung oder der Bogenentladung oder von Mikrowellen) oder von Wärmeenergie, zersetzt werden. In Abhängigkeit von der Art des verwendeten gasförmigen Ausgangsmaterials kann irgendein geeignetes Mittel zur Zersetzung gewählt werden, jedoch wird eine Einrichtung für thermische Zersetzung, in der nur bestimmte Radikale gebildet werden, bevorzugt. Natürlich kann eine Zersetzungseinrichtung, in der von der Entladung Gebrauch gemacht wird, angewandt werden, wenn ein gasförmiges Ausgangsmaterial mit hoher Zersetzungstemperatur wie z.B. H„ verwendet wird.
Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 1 im einzelnen erläutert. Zur Vereinfachung der Erläuterung wird ein Fall beschrieben, in dem das Halogenradikal das 5iF„-Radikal und das Wasserstoffradikal das Η-Radikal ist, wobei diese Radikale zur Bildung eines a-Si-Films dienen.
Dieselbe Erläuterung gilt auch für die Fälle, in denen andere Radikale verwendet werden.
Fig. 1 zeigt eine Abscheidungskammer 30, in der ein a-Si-FiIm gebildet wird. Der Innenraum der Abscheidungskammer 30 kann durch ein Gasabsaugsystem 35, das z.B. durch eine Rotationspumpe oder eine Diffusionspumpe, die in Fig. 1 nicht gezeigt ist, gebildet uird, bei einem gewünschten Druck gehalten werden. Der Druck im Inneren der Abscheidungskammer 30 beträgt geeigneterweise 0,67 Pa oder weniger. Die Abscheidungskammer 30 ist mit einem Halogenradikal-Einführungsrohr 19 und einem Wasserstoffradikal-Einführungsrohr 31 ausgestattet. Durch diese Rohre werden in die Abscheidungskammer 30 ein Halogenradikal und ein Wasserstoff radikal , wie sie vorstehend definiert wurden eingeführt, und aus diesen Radikalen wird auf einem Träger 36, der durch einen Trägerhalter 32 in der Abscheidungskammer gehalten wird, ein a-Si-Film gebildet.
Eine Heizeinrichtung 33 erhitzt den Träger 36 von seiner Rückseite her über den Trägerhalter 32. An der Oberfläche des Trägerhalters ist ein Thermopaar 34 befestigt, das mit einem (nicht gezeigten) Temperatursteuerungsmechanismus für die Ermittlung und Steuerung der Temperatur des Trägerhalters 32 verbunden ist. Da im Rahmen der Erfindung ein a-Si-FiIm mit eingeführten Radikalen gebildet wird, ist ein Erhitzen des Trägers nicht unbedingt notwendig, jedoch kann eine Heizeinrichtung, wie sie vorstehend erwähnt wurde, bereitgestellt werden, um die Trägertemperatur gleichmäßig zu machen und die Filmbildungsbedingungen zu optimieren.
Eine Gasbombe 11 enthält ein gasförmiges Ausgangsmaterial 3Q (im vorliegenden Fall SiF^-Gas) für die Bildung eines SiF-Radikals. Das Gas wird unter Anwendung einer Gasreguliereinrichtung 12 auf einen gewünschten Druck eingestellt. Ein geeigneter Druck sind etwa 2 kg/cm . Fig. 1 zeigt, ein Ventil 13. Eine Durchflußmengen-Meßeinrichtung 1*+ und ein gg Nadelventil 15 dienen zur Steuerung der Strömungsgeschwindigkeit des Gases. Das SiF^-Gas, das durch die Durchfluß-
mengen-Meßeinrichtung Ik und das Nadelventil 15 auf eine gewünschte Strömungsgeschwindigkeit eingestellt wird, wird in einen Reaktionsofen 16 für die Bildung eines SiF„-Radikals eingeleitet. In Abhängigkeit von der Art des verwendeten gasförmigen Ausgangsmaterials usw. kann jeweils mehr als eine dieser Zuführungseinrichtungen für gasförmiges AusgangsmateriaL (Bombe 11, Durchflußmengen-Meßeinrichtung Ik1 Nadelventil 15 usw.) bereitgestellt werden.
Der Reaktionsofen 15 kann unter der Bedingung, daß er ein gewünschtes Radikal wie z.B. SiF„ bilden kann, irgendeinem Typ angehören. Der Ofen 16 kann irgendeinem Typ angehören, bei dem eines von verschiedenen Mitteln zur Gaszersetzung, z.B. die Entladungsenergie oder die Wärmeenergie, angewandt wird, jedoch wird ein Ofen für thermische Zersetzung, in dem nur ein gewünschtes Radikal verwendet wird, bevorzugt. Lüenn, wie z.B. im vorliegenden Fall, SiF„ gebildet wird, wird eine der thermischen Zersetzungsreaktionen wie z.B. der folgenden angewandt:
-Πρ,π, °c
+ Si *· 2 'SiF2 (A)
C
#» -SiF2 + SiF4 (B)
Der Reaktionsofen 16 des vorliegenden Falles eignet sich für die Durchführung der durch Formel (A) wiedergegebenen thermischen Zersetzungsreaktion. Der Reaktionsofen ist ein Quarzglasrohr mit einem Innendurchmesser von 50 mm und einer Länge von 30 cm. Der Innenraum des Rohres ist (im vorliegenden Fall über eine Länge von 15 cm im Mittelteil des Rohres) mit einem hochreinen Si-Kristall 17 in Form von Brocken gefüllt. Der Si-Kristall 17 wird durch eine Infrarotheizeinrichtung 18 auf eine für die Bildung des SiF„-Radikals srfarderliche Temperatur, nämlich auf etwa 1100 0C, erhitzt. Etwa 60 oder mehr % des SiF,-Gases, das durch den Reaktionsofen 16 hindurchgeströmt ist, werden in
das SiFp-Radikal umgewandelt. Die Gestalt des Ofens 16 unterliegt keiner besonderen Einschränkung, und dieser Ofen kann nicht nur eine zylindrische Form, wie sie vorstehend beschrieben wurde, sondern auch andere Formen, z.B. eine Form mit quadratischem Querschnitt, annehmen. Auch das Material des Ofens 16 unterliegt keiner besonderen Einschränkung. Wenn ein gasförmiges Ausgangsmaterial leicht in der Gasphase zersetzt werden kann wie in Formel (B), kann die Zersetzung in ausreichendem Maße durchgeführt werden, indem das gasförmige Ausgangsmaterial nur durch einen Ofen, der nicht mit einem Feststoff uie z.B. dem Si-Kristall 17 gefüllt ist, hindurchströmen gelassen wird.
Das in dem Reaktionsofen 16 gebildete SiF„-Radikal uird durch ein Halogenradikal-Einführungsrohr 19 in eine Abscheidungskammer 30 eingeführt. Das Rohr 19 ist im vorliegenden Fall ein Quarzglasrohr mit einem Innendurchmesser van 10 mm.
Ein gasförmiges Ausgangsmaterial für die Bildung eines Wasserstoffradikals (im vorliegenden Fall hU-Gas) wird wie im Fall des gasförmigen Ausgangsmaterials für die Bildung eines SiF„-Radikals durch eine Zuführungsquelle für gasförmiges Ausgangsmaterial, die durch eine das gasförmige Ausgangsmaterial enthaltende Gasbombe 21, eine Gasreguliereinrichtung 22, ein Balgenventil 23, eine Durchflußmengen-Meßeinrichtung Zk, ein Nadelventil 25 usw. gebildet wird, auf einen gewünschten Druck und eine gewünschte Strömungsgeschwindigkeit eingestellt und einem Reaktionsofen 25 zugeführt. Der Druck des gasförmigen Ausgangsmaterials
2 beträgt geeigneterweise etwa 2 kg/cm .
Der ReaktiDnsofen 26 kann wie im Fall des Reaktionsofens 16 für das SiF„-Radikal irgendeinem Typ angehören, bei dem
3g eines von verschiedenen Mitteln zur Zersetzung, z.B. die Entladungsenergie oder die Wärmeenergie, angewandt wird.
Der ReaktionsaTen 26 gehört im vorliegenden Fall einem Typ an, bei dem von der Entladung Gebrauch gemacht wird, uieil Wasserstoff als gasförmiges Ausgangsmaterial eine hohe Zersetzungstemperatur hat. Der Ofenkörper ist ein Quarzglasrohr mit einem Innendurchmesser von 50 mm und einer Länge von 30 cm. An einem Ende des Ofens 26 ist an seiner Außenfläche eine Spule 27 vorgesehen. Am anderen Ende des Ofens 26 ist an seiner Außenfläche ein Kupferblech 20 vorgesehen. Die Spule 27 und das Kupferblech 20 dienen zur Erzeugung einer Entladung (vorzugsweise einer Glimmentladung oder einer Bogenentladung uslj.). Die Spule 27 ist derart ausgebildet, daß sie ein Ende des Ofens 26 umgibt (im vorliegenden Fall mit drei Windungen) und daß ein Ende der Spule 27 über ein Anpassungs- bzw. AnschluBgehäuse 28 mit einer Hochfrequenz-Stromquelle 29 verbunden ist. An derjenigen Außenfläche des Ofens 26, die von dem anderen Ende der Spule 27 entfernt ist, (im vorliegenden Fall in einem Abstand von 5 cm vom anderen Ende der Spule 27) ist das Kupferblech 20 derart ausgebildet, daß es den Ofen 26 umgibt. Das Kupferblech 20 ist geerdet. Uenn an die Spule 27 eine Hochfrequenz angelegt wird, wird zwischen der Spule 27 und dem Kupferblech 20 eine Entladung erzeugt, wodurch das gasförmige Ausgangsmaterial im Inneren des Ofens 26 zersetzt wird. Im vorliegenden Fall wird ein Außen-Entladungssystem angewandt, jedoch kann ein Innen-Entladungssystem angewandt werden, indem innerhalb des Ofens 26 Elektroden bereitgestellt werden.
Das in dem Reaktionsofen 26 gebildete Wasserstoffradikal wird durch ein Wasserstoffradikal-Einführungsrohr 31 in die Abscheidungskammer 30 eingeführt. Dieses Rohr ist im vorliegenden Fall ein Quarzglasrohr mit einem Innendurchmesser von 10 mm. ,
Das SiF„-Radikal und das Wasserstoffradikal, die gesondert in die Abscheidungskammer 30 eingeführt wurden, werden in
der Abscheidungskammer 3D vermischt und in ein Radikal mit hoher Reaktivität wie z.B. SiHF umgewandelt. Dieses Radikal mit hoher Reaktivität haftet an einem Träger 36, der im Inneren der Abscheidungskammer 30 bereitgestellt ist, an und bildet auf dem Träger 36 einen a-Si-Film.
Da die Filmbildung in der erfindungsgemäßen Vorrichtung unter wirksamer Ausnutzung der zwei verschiedenen Radikale durchgeführt wird, ist die Lagebeziehung zwischen den zwei Radikal-Einführungsrohren und dem Träger wichtig. Für ein ausreichendes l/ermischen der zwei Radikale und für ihre wirksame Ausnutzung ist es erwünscht, daß die Trägeroberfläche, auf der ein Film gebildet werden soll, mit jedem Radikal-Einführungsrahr einen Winkel von vorzugsweise ^0° bis 50° und insbesondere von k5° bildet. Ferner ist es erwünscht, daß die zwei Radikal-Einführungsrohre in bezug auf die Normale der Trägeroberflache, auf der ein Film gebildet werden soll, symmetrisch zueinander angeordnet sind.
Im vorliegenden Fall bilden die zwei Radikal-Einführungsrohre miteinander einen rechten Winkel und bildet der Träger mit jedem dieser Rohre einen Dinkel von ^5°, während der Abstand zwischen dem Träger und den Radikal-Einführungsrohren so klein wie möglich gewählt wird (und im vorliegenden Fall etwa 1 cm beträgt).
UJie vorstehend erwähnt wurde, hat das durch thermische Zersetzung gebildete SiF„-Radikal eine lange Lebensdauer
gO VDn beispielsweise etwa mehreren 1DD Sekunden unter einem Druck von etwa 0,13 Pa, jedoch eine niedrige Reaktivität, und infolgedessen war es bisher nicht möglich, einen a-Si-FiIm nur mit dem SiF„-Radikal zu bilden. Im Rahmen . der Erfindung wird das SiF„-Radikal mit einem Wasserstoffradi-
gg kai umgesetzt, um diese Radikale in ein Radikal mit hoher Reaktivität umzuwandeln, wodurch die Bildung eines a-Si-
Films möglich ist. Da das 5iF„-Radikal eine lange"LebensdauEr hat, wird es außerdem durch thermische Zersetzung außerhalb der Abscheidungskammer gebildet und dann durch das SiF?-Radikal-Einführungsrohr in die Nähe des Trägers,
öder in der Abscheidungskammer gehalten wird, eingeführt; infolgedessen uiird die Innenseite der Abscheidungskammer nicht verunreinigt. Ferner hat ein Radikal wie z.B. SiHF, das durch die Reaktion zwischen dem SiF„- und dem Wasserstoff radikal gebildet wird, im V/ergleich zu einem Radikal, das kein Fluoratom enthält, ωίε z.B. SiH„, eine lange Lebensdauer, wie es im Hinblick auf die lange Lebensdauer des SiFp-Radikals vorhergesagt werden kann, und kann wirksam mit einer höheren Abscheidungsgeschmindigkeit als früher einen Abscheidungsfilm bilden.
Der im Rahmen der Erfindung verwendete Träger unterliegt keiner besonderen Einschränkung. Es können verschiedene Materialien verwendet werden, und die Gestalt und die Abmessungen können in Abhängigkeit von der Anwendung des Abscheidungsfilms in zweckdienlicher Weise gewählt werden.
Als gasförmiges Ausgangsmaterial, das im Rahmen der Erfindung zur Bildung des Halogenradikals verwendet wird, kann irgendein Gas, das Si und HalDgenatome enthält, verwendet werden. Verschiedene Siliciumhalogenide wie z.B. SiF, oder SiCl, werden bevorzugt. Als gasförmiges Ausgangsmaterial für die Bildung des Wasserstoffradikals kann irgendein Gas, das Wasserstoffatome enthält, verwendet werden. H„-Gas wird bevorzugt, weil daraus nur ein gewünschtes Radikal erzeugt
3Q werden kann.
Das Halogenradikal-Einführungsrohr und das Wasserstoffradikal-Einführungsrohr, die in der erfindungsgemäßen Vorrichtung beide angewandt werden, müssen in der Abscheidungskammer gesondert bereitgestellt werden. Ihre Materialien, ihre Form und ihre Abmessungen unterliegen keiner besonderen
Einschränkung. Es können verschiedene Materialien,' Formen und Abmessungen angeiuandt werden. Es kann jeweils mehr als eines dieser Rohre bereitgestellt werden, falls dies notwendig ist. Hinsichtlich ihrer Anordnung in der Abscheidungskammer muß dafür gesorgt werden, daß ein ausreichendes Vermischen der zwei Radikale ermöglicht wird. Die zwei Rohre werden z.B. vorzugsweise so angeordnet, daß sie einen rechten Winkel bilden, wie es vorstehend erwähnt wurde.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert.
Beispiel 1
Als Träger wurde ein Glasträger in Form einer ebenen Platte verwendet. Auf dem Träger wurde unter Anwendung der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung ein a-Si-Film gebildet.
SiF,-Gas wurde dem bei 1100 0C gehaltenen Reaktionsofen 16 als gasförmiges Ausgangsmaterial für die Bildung eines Halogenradikals mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 10 (\lorm-cm /min zugeführt und darin zersetzt. Das erhaltene zersetzte Gas wurde aus dem HalDgenradikal-Einführungsrohr 19 in die Abscheidungskammer 30 herausgelassen. Gesondert wurde dem Reaktionsofen 26 H„-Gas mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 30 Norm-cm /min zugeführt und dadurch zersetzt, daß an die Spule 27 eine Hochfrequenz (Frequenz: 13,56 MHz; aufgewandte Leistung: 30 LJ) angelegt und zwischen der Spule 27 und dem Kupferblech 20 eine Glimm-
gQ entladung erzeugt wurde. Das erhaltene zersetzte Gas wurde aus dem üJasserstoffradikal-Einführungsrohr 31 in die Abscheidungskammer 30 herausgelassen. Übrigens war das Material des Glasträgers Corning 7059 (Handelsname , der Corning Co., USA), und der Glasträger wurde bei einer Temperatur von 250 0C gehalten.
Nach 1 h war auf dem Glasträger ein 1,7 μπι dicker a-Si-Film gebildet worden.
Zur Prüfung der Photoleitfähigkeitseigenschaften des a-Si-Films lüurden auf dem Film kammförmige Al-Elektroden mit einem Zwischenraum bzw. Abstand von 2DD pm gebildet. Der a-
-9 -1 Si-FiIm hatte eine· Dunkelleitfähigkeit von 7 χ 10 S cm
und bei Bestrahlung mit Licht, das eine Wellenlänge von 600 nm und eine Intensität von 1,0 mW/cm hatte, eine HeIl-
-5 -1
Leitfähigkeit van 2 χ 10 S cm und zeigte folglich eine gute Photoleitfähigkeit.
Nach der Bildung des Films uiurde der Innenraum der Abscheidungskammer 30 untersucht, wobei mit Ausnahme des Trägerhalters 32 keine Verunreinigung festgestellt wurde.
. Beispiel 2
Die Filmbildung wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt, außer daß die Strömungsgeschwindigkeiten des SiF,-Gases und des H„-Gases auf das Doppelte oder Dreifache der Strömungsgeschwindigkeiten von Beispiel 1 vergrößert wurden. Nach 1 h war ein 3,5 pm dicker a-Si-Film gehildet worden, wenn die Gasströmungsgeschwindigkeiten doppelt so hoch waren, während nach 1 h ein 5,U pm dicker a-Si-Film gebildet worden war, wenn die Gasströmungsgeschwindigkeiten dreimal so hoch waren.
Jeder dieser Filme wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 bewertet. Der mit den doppelten Strömungsgeschwindigkeiten hergestellte Film hatte eine Dunkelleitfähigkeit
-9 -1
von 5 χ 10 S cm nm und eine Heil-Leitfähigkeit von
-5 -1
1 χ 10 S um , während der mit den dreifachen Strömungsgeschwindigkeiten hergestellte Film eine Dunkelleitfähig-
-9 -1
keit von 2 χ 10 S cm nm und eine Heil-Leitfähigkeit
-5-1
von 6 χ 10 S cm hatte. Folglich zeigten beide Filme
eine gute Photoleitfähigkeit. Wie in Beispiel 1 wurde nach der Bildung des Films keine Uerunreinigung des Innenraums der Abscheidungskammer 3D mit Ausnahme des Trägerhalters 32 festgestellt.
5
Wie vorstehend dargelegt wurde, sind im Rahmen der Erfindung dadurch, daß ein Halogenradika1-Einführungsrohr für die Einführung eines Halogenatome enthaltenden Radikals in eine Abscheidungskammer und ein Idasserstoffradikal-Einführungsrohr für die Einführung eines Wasserstoffatome enthaltenden Radikals in die Abscheidungskammer bereitgestellt werden, die Umwandlung eines Halogenradikals mit niedriger Reaktivität in ein Radikal mit hoher Reaktivität und folglich die Bildung eines AbscheidungsfiIms mit einer hohen Abscheidungsgeschiüindigkeit ermöglicht worden. Da die verwendeten gasförmigen Ausgangsmaterialien nicht explosiv sind und nur an einer' Stelle, ωα ein Film gebildet wird, ein Reaktionsprodukt erzeugt wird, ist die Bildung eines Abscheidungsfilm%:wirksam und sicher bzw. gefahrlos gewDrden. Ferner ist der Ausnutzungsgrad des gasförmigen Ausgangsmaterials beträchtlich verbessert worden, da Radikale wirksam in die IMähe eines Trägers (der Filmbildungsstelle), der in der Abscheidungskammer gehalten wird, freigesetzt • werden können. Des weiteren wird innerhalb der Abscheidungskammer keine Uerunreinigung hervorgerufen, da an Stellen, wo eine Filmbildung unnötig ist, z.B. an der Innenwand der Abscheidungskammer, kein Film gebildet wird.
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Leerseite -

Claims (5)

Patentansprüche
1. Vorrichtung zur Bildung eines aufgedampften bzw. abgeschiedenen Films, gekennzeichnet durch eine Aufdampfungsbzui. Abscheidungskammer (30), in der ein Träger (36) gehalten uird, ein Halogenradikal-Einführungsrohr (19) für die Einführung eines mindestens Halogenatome enthaltenden Radikals in die Hammer und ein Wasserstoffradikal-Einführungsrohr (31) für die Einführung eines Idasserstoff atome enthaltenden Radikals in die Hammer, wobei das Halogenradikal-Einführungsrohr und das Wasserstoffradikal-Einführungsrohr mit der Oberfläche des Trägers jeweils einen Winkel von kO° bis 50° bilden und wobei auf dem Träger aus den Radikalen ein aufgedampfter Film bzuj. Abscheidungsfilm gebildet wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens Halogenatome enthaltende Radikal ferner ein Siliciumatom enthält.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehr als ein Halogenradikal-Einführungsrohr (19) vorgesehen ist.
U. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehr als ein Wasserstoffradikal-Einführungsrohr (31) vorgesehen ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Halogenradikal-Einführungsrohr (19) und das Wasserstoffradikal-Einführungsrohr (31) in bezug auf eine Normale des Trägers symmetrisch zueinander angeordnet sind.
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