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KR20110084520A - 촉매 화학 기상 성장 장치 - Google Patents

촉매 화학 기상 성장 장치 Download PDF

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KR20110084520A
KR20110084520A KR1020117012274A KR20117012274A KR20110084520A KR 20110084520 A KR20110084520 A KR 20110084520A KR 1020117012274 A KR1020117012274 A KR 1020117012274A KR 20117012274 A KR20117012274 A KR 20117012274A KR 20110084520 A KR20110084520 A KR 20110084520A
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KR
South Korea
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catalyst
chemical vapor
catalyst line
film
gas
Prior art date
Application number
KR1020117012274A
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English (en)
Inventor
슈지 오소노
마사노리 하시모토
신 아사리
Original Assignee
가부시키가이샤 아루박
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Publication date
Application filed by 가부시키가이샤 아루박 filed Critical 가부시키가이샤 아루박
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Abstract

촉매선의 장기 수명화를 도모 할 수 있는 촉매 화학 기상 성장 장치를 제공한다.
본 발명과 관련되는 촉매 화학 기상 성장 장치(1)에서는, 촉매선(6)으로서 탄탈선의 표면에 붕소화물층이 형성된 것을 이용한다. 금속 탄탈의 붕소화물(붕소화탄탈)은, 금속 탄탈 보다 경질이기 때문에, 이 붕소화물층이 표면에 형성된 탄탈선을 촉매선으로서 이용하는 것으로, 촉매선의 열신장을 저감하고, 기계적 강도를 향상시켜, 장기 수명화를 도모하는 것이 가능해진다. 또, 촉매선(6)의 통전 가열을 연속 통전에 의해 실시하는 것으로, 촉매선(6)의 보다 더 고수명화를 도모할 수 있다.

Description

촉매 화학 기상 성장 장치{CATALYST CHEMICAL VAPOR DEPOSITION APPARATUS}
본 발명은, 반응실 내에 설치된 가열한 촉매선에 원료 가스를 공급하고, 생성한 분해종(degradation species)을 상기 반응실 내의 피성막 기재 상에 퇴적시켜 성막을 실시하는 촉매 화학 기상 성장 장치에 관한 것이다.
촉매 화학 기상 성장법(CAT-CVD ： catalytic-Chemical Vapor Deposition)은, 예컨대 1500∼2000 ℃로 가열한 촉매선에 반응 가스(원료 가스)를 공급하고, 반응 가스의 촉매 반응 또는 열분해 반응을 이용하여 생성한 분해종(퇴적종)을 피성막 기재 상에 퇴적시키는 성막법이다.
촉매 화학 기상 성장법은, 반응 가스의 분해종을 기재 상에 퇴적시켜 성막을 실시한다고 하는 점에서, 플라스마 CVD법과 유사하다. 하지만, 촉매 화학 기상 성장법은, 고온의 촉매선 상에서의 반응 가스의 촉매 반응, 또는 열분해 반응을 이용하여 분해종을 생성하기 때문에, 플라스마를 형성하여 반응 가스의 분해종을 생성하는 플라스마 CVD법에 비해, 플라스마에 의한 표면 손상이 없고, 원료 가스의 이용 효율도 높다고 하는 이점이 있다.
촉매 화학 기상 성장법은, 예컨대 실리콘(Si) 계의 막을 성막할 때에 사용되고 있다. 종래, 촉매 화학 기상 성장법으로 사용되는 촉매선으로는, 텅스텐(W)선이 넓게 이용되고 있다(예컨대, 특허 문헌 1 참조). 하지만, 텅스텐은 실리콘과의 합금화 반응(실리사이드(silicide)화)이 일어나기 쉽다. 텅스텐이 실리사이드화하면, 표면에 크랙이 발생하여 기계적 강도가 저하하기 때문에, 촉매선의 수명이 짧아진다.
한편, 텅스텐에 비해 실리사이드화 속도가 늦은 재료로서, 탄탈(Ta)이 있다. 이 탄탈선을 촉매선으로 이용하여 실리콘막을 형성하는 방법이 있다(예컨대, 특허 문헌 2 참조).
특허 문헌 1 : 일본특허공개 2003-303780호 공보 특허 문헌 2 : 일본특허공개 2003-247062호 공보
하지만, 탄탈은 텅스텐에 비해 기계적 강도가 낮고, 특히 고온에서 사용했을 경우의 크리프 강도(creep strength)가 낮다. 이 때문에, 금속 탄탈을 촉매선으로 이용한 경우, 가열시에 열신장하고, 따라서 선지름이 작아지고, 선저항이 크게 되어 선온도가 상승하며, 용단(meltdown)이 일어나기 쉬워진다고 하는 문제가 있어, 생산성의 향상을 도모할 수 없다.
또한, 특허 문헌 2에는, 탄탈선의 표면을 질화 보론(BN)으로 코팅한 촉매선이 개시되고 있지만, 질화 보론의 코팅으로 탄탈 촉매선의 장기 수명화를 도모하기에는 불충분하고, 보다 더 개선이 요망되고 있다.
본 발명은 상술의 문제를 고려하여, 촉매선의 장기 수명화를 도모할 수 있는 촉매 화학 기상 성장 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명의 일 형태와 관련되는 촉매 화학 기상 성장 장치는, 반응실과, 가스 도입원과, 촉매선과, 가열원을 구비한다.
상기 가스 도입원은, 상기 반응실로 원료 가스를 도입한다.
상기 촉매선은, 탄탈선의 표면에 붕소화물(boride)층이 형성되어 있고, 상기 반응실에 설치된 피처리 기판에 대향하여 배치된다.
상기 가열원은, 상기 촉매선을 가열한다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 의한 촉매 화학 기상 성장 장치의 개략 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시한 장치의 반응실의 개략 사시도이다.
도 3은 반응실에 설치된 촉매선의 표면 상태를 나타내는 측면도(SEM) 사진이고, A는 표면 크랙이 발생한 상태를 나타내고, B는 표면 크랙이 발생하고 있지 않는 상태를 나타내고 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에서 설명하는 촉매선의 각종 샘플의 내구성을 나타내는 도면이다.
본 발명의 일실시 형태와 관련되는 촉매 화학 기상 성장 장치는, 반응실과, 가스 도입원과, 촉매선과, 가열원을 구비한다.
상기 가스 도입원은, 상기 반응실로 원료 가스를 도입한다.
상기 촉매선은, 탄탈선의 표면에 붕소화물층이 형성되어 있고, 상기 반응실에 설치된 피처리 기판에 대향하여 배치된다.
상기 가열원은, 상기 촉매선을 가열한다.
상기 구성에 의하면, 금속 탄탈의 붕소화물(붕소화탄탈)은, 금속 탄탈 보다 경질이기 때문에, 이 붕소화물층이 표면에 형성된 탄탈선을 촉매선으로서 이용하는 것으로, 촉매선의 열신장을 저감하고, 기계적 강도를 향상시켜, 장기 수명화를 도모하는 것이 가능해진다. 또한, 상기 구성에 의하면, 탄탈선의 표면에 질화 보론이나 카본을 코팅한 것에 비해, 장기 수명화를 도모할 수 있다.
탄탈선의 표면에 붕소화물층을 형성하는 방법으로서는, 탄탈선을 반응실에 설치하고, 반응실 내에 디보란(B2H6)가스를 도입하면서, 탄탈선을 통전 가열한다. 붕소화물층의 막두께는 특별히 한정되지 않고, 탄탈선의 가열 온도, 디보란 가스의 가스 농도, 반응 시간 등에 따라 적당히 조정할 수 있다.
상기 촉매 화학 기상 성장 장치는, 상기 가열원에 의한 상기 촉매선의 통전 가열을 연속 통전에 의해 실시하는 제어 수단을 더 구비하여도 무방하다.
상기 구성에 의하면, 상기 붕소화물층이 표면에 형성된 탄탈선을 촉매선으로 이용하고, 이를 통전 가열하여 성막을 실시한다. 이 때, 촉매선의 통전 가열을 연속 통전에 의해 실시하는 제어 수단을 설치하고, 성막 중에는 촉매선의 통전 가열을 계속하여 실시하는 것으로, 촉매선에 대한 히트 쇼크(heat shock)를 완화시켜 붕소화물층의 크랙 발생을 억제하고, 촉매선의 장기 수명화를 도모할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대해 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 의한 촉매 화학 기상 성장 장치의 개략 구성도이다. 촉매 화학 기상 성장 장치(1)는, 반응실(2)이 내부에 형성된 진공 챔버(3)를 구비하고 있다. 진공 챔버(3)에는 진공 펌프(4)가 접속되고 있어, 반응실(2)을 소정의 진공도로 진공 배기 가능하게 되어 있다. 반응실(2)은, 진공 챔버(3)의 내부에 설치된 방착판(5)의 안쪽으로 형성되고 있다.
방착판(5)으로 구획된 반응실(2)의 내부에는, 복수 개의 촉매선(6)이 설치되어 있다. 촉매선(6)은, 탄탈(Ta)선으로 구성되어 있다. 본 실시 형태에서는, 복수 라인의 촉매선(6)이 반응실(2)의 내부를 상하 방향으로 횡단하도록 평행하게 설치되어 있다. 또한, 촉매선(6)의 설치 형태는 상술의 세로 방향 만으로 한정하지 않고, 반응실(2)을 횡방향으로 횡단하는 형태로 설치되어 있어도 상관없다.
각각의 촉매선(6)은, 방착판(5)의 천면(天面) 및 저면(底面)에 형성된 안내홀(5a, 5b)을 관통하여 설치되고, 양단부가 진공 챔버(3)의 외부에 설치되어 있는 제어부(8)(제어 수단)에 접속되고 있다. 제어부(8)는, 촉매선(6)을 통전 가열하는 가열원을 포함한다. 제어부(8)는, 촉매선(6)의 통전 가열을 연속 통전에 의해 실시하기 때문에, 전류 공급원과 공급 전류를 조정하는 컴퓨터등에 의해 구성되어 있다.
반응실(2)의 내부에는, 피성막 기재로서의 기판 S가 설치되어 있다. 기판 S는, 예컨대 직사각형 형상의 유리 기판이 이용되고 있다. 본 실시 형태에서는, 도 2에 도시한 바와 같이, 2장의 기판 S가 촉매선(6)을 사이에 두도록 서로 대향 배치되고 있다. 여기에서는, 기판 S의 장변 방향이 촉매선(6)의 연재(延在) 방향과 직교 하도록, 기판 S가 반응실(2)의 내부에 설치되어 있다. 또한, 기판 S는, 도시하지 않는 기판 지지 수단에 의해 지지를 받고 있다. 이 기판 지지 수단은, 기판 S를 소정 온도로 가열하는 가열원을 내장한 구성을 가지고 있다.
방착판(5)은 거의 직방 형상을 가지고 있고, 그 4변부에 각각 가스 도입 배관(7)이 설치되어 있다. 가스 도입 배관(7)은, 반응실(2)로 원료 가스 또는 디보란(B2H6) 가스를 도입하기 위한 것으로, 가스 공급 라인을 통해 진공 챔버(3)의 외부에 설치된 원료 가스 공급부(9a) 및 디보란 가스 공급부(9b)에 접속되고 있다. 가스 도입 배관(7)으로부터 분출한 원료 가스 또는 디보란 가스는, 주로, 2장의 기판 S의 사이에 도입된다. 또한, 원료 가스 공급부(9a), 가스 도입 배관(7) 등에 의해 가스 도입원이 구성된다.
촉매 화학 기상 성장 장치(1)는 이상과 같이 구성된다. 다음으로, 이 촉매 화학 기상 성장 장치(1)를 이용한 본 실시 형태의 촉매 화학 기상 성장 방법에 대해 설명한다.
(제1 실시 형태)
우선, 진공 펌프(4)를 작동시켜 진공 챔버(3)의 내부를 진공 배기하고, 반응실(2)을 소정의 진공도(예컨대 1 Pa)로 감압한다. 다음으로, 디보란 가스 공급부(9b)로부터 반응실(2)로 디보란 가스를 도입 함과 동시에, 제어부(8)에 의해 각 촉매선(6)을 통전하고, 소정 온도(예컨대 1700 ℃) 이상으로 가열한다. 이 때, 촉매선(6)의 표면에서 디보란 가스의 접촉에 의해 촉매선(6)의 표면에 반응 생성물인 붕소화탄탈층이 형성된다.
상술한 바와 같이 하여, 표면에 붕소화물층이 형성된 탄탈선은, 금속 탄탈선 보다 경질이기 때문에, 이 붕소화물층이 표면에 형성된 탄탈선을 촉매선으로서 이용하는 것으로, 촉매선(6)의 열신장을 저감하고, 기계적 강도를 향상시켜, 장기 수명화를 도모할 수 있다. 또한 붕소화물층의 막두께는 특별히 한정되지 않고, 탄탈선의 가열 온도, 디보란 가스의 가스 농도, 반응 시간 등에 따라 적당히 조정할 수 있다.
또한, 이 탄탈선 표면으로의 붕소화물층 형성 공정은, 진공 챔버(3)의 내부에 기판 S를 설치한 후에 실시하여도 무방하고, 기판 S를 설치하기 전에 실시하여도 무방하다. 또, 디보란 가스 공급 라인을 설치할 수 없는 챔버에서는, 외부에서 미리 붕소화물층을 형성한 붕소화물 탄탈 촉매선을 이설하여도 무방하다.
다음으로, 디보란 가스의 도입을 정지한 후, 원료 가스 공급부(9a)로부터 반응실(2)로 원료 가스를 도입한다. 본 실시 형태에서는, 원료 가스로서 실릴(SiH4) 가스와 수소(H2)의 혼합 가스를 이용하여, 기판 S의 표면에 실리콘(Si) 막을 성막한다. 또한, 기판 S의 표면에 형성하는 막은, 실릴, 수소, 암모니아(NH3)를 이용하여 성막한 질화 실리콘막(SiN), 트리실릴아민((SiH3)3N), 암모니아, 수소를 이용하여 성막한 질화 실리콘막, 헥사메틸디실라잔(hexamethyldisilazane)((CH3)3SiNHSi(CH3)3, 약칭 HMDS)를 이용하여 성막한 질화 실리콘막, 실릴, 수소와 산소(O2) 또는 일산화이질소(N2O)를 이용하여 성막한 산화 실리콘막(SiO), 실릴과 정규산4에틸(Si(OC2H5)4, 약칭 TEOS)를 이용하여 성막한 산화 실리콘막, 실릴, 수소와 포스핀(PH3) 또는 디보란을 이용하여 성막한 인-도핑(phosphorus-doped) 실리콘막(n＋Si막)이나 붕소-도핑 실리콘(p＋Si막), 실릴, 수소와 아세틸렌 또는 메탄을 이용하여 성막한 탄화 실리콘막, 실릴, 수소, 게르만(germane)을 이용하여 성막한 실리콘 게르만막, 실릴, 헥사 플루오르 프로필렌 옥사이드(약칭 HFPO)를 이용하여 성막한 폴리테트라플루오르에틸렌(등록상표 「테플론」) 막 등이라도 무방하다. 또한, 수소 가스를 사용한 수소 처리를 실시했을 경우에는, 실리콘 막의 막 중 결함의 종단이나 자연 산화막 제거라고 하는 목적을 달성할 수 있다. 또, 암모니아 가스를 사용한 질화 처리를 실시했을 경우에는, 실리콘의 질화를 도모할 수 있다.
구체적으로, 기판 S의 성막 공정에서는, 제어부(8)에 의해 촉매선(6)에 직류 전압을 인가하고, 촉매선(6)을 예컨대 1700 ℃ 이상의 고온으로 가열한다. 또, 이 때 기판 S를 소정 온도(예컨대 300 ℃ 정도)에 가열한다. 원료 가스는, 가스 도입 배관(7)으로부터, 서로 대향 배치된 2장의 기판 S의 사이에 도입된다. 그리고, 고온으로 가열된 촉매선(6)에 접촉하고, 촉매 반응 또는 열분해 반응에 의해 생성된 반응 가스의 분해종이 기판 S 상에 퇴적하여 성막된다.
여기서, 촉매선(6)의 통전 가열을 인가 전류의 온/오프 조작으로 실시하면, 촉매선(6)에 주어지는 히트 쇼크(가열에 의한 신장 또는 가열 해제에 의한 수축)가 커지기 때문에, 촉매선(6)의 표면의 크랙 발생이 일어나기 쉬워지고, 기계적 강도가 저하한다. 때문에, 본 실시 형태에서는, 기판 S의 성막시, 제어부(8)에 의해, 촉매선(6)의 통전 가열을 계속적으로 실시하면서 촉매선(6)의 가열 온도를 제어하는 것으로, 촉매선(6)에 주어지는 히트 쇼크를 저감하도록 하고 있다.
제어부(8)에 의한 촉매선의 통전 제어 방법으로서는, 전류량을 연속적으로 제어하여 촉매선(6)을 소정 온도로 가열 유지하는 방법 이외, 촉매선(6)의 온도 상승/하강을 복수 스텝으로 실시하는(램프 업, 다운) 방법을 예시할 수 있다. 이러한 방법에 의해, 촉매선(6)의 표면에 형성되고 있는 붕소화물층의 크랙 발생을 억제할 수 있고, 기계적 강도의 향상을 도모할 수 있다.
이상과 같이, 본 실시 형태에 의하면, 붕소화물층이 표면에 형성된 탄탈선을 촉매선(6)으로 이용하는 것으로, 촉매선(6)의 열신장을 저감하고, 기계적 강도의 향상 및 장기 수명화를 도모 할 수 있는 것과 동시에, 생산성의 향상을 도모할 수 있다. 또, 촉매선이 탄탈을 주체로 한 재료로 구성되어 있기 때문에, 원료 가스와의 합금화 반응(실리사이드화)을 억제할 수 있어, 안정된 성막을 실현할 수 있다.
또, 본 실시 형태에 의하면, 성막 중은 촉매선(6)의 통전 가열을 계속하여 실시하는 것으로, 촉매선에 대한 히트 쇼크를 완화시켜, 표면 붕소화물층의 크랙 발생을 억제하고, 촉매선의 장기 수명화를 도모할 수 있다. 도 3A, B는, 표면에 붕소화물층이 형성된 촉매선의 측면 SEM 사진이다. 도 3A는, 통전 가열을 간헐적으로(온/오프 조작으로) 실시할 때의 예이고, 표면 크랙의 발생이 명확하게 나타나고 있다. 또, 도 3B는, 통전 가열을 계속적으로 실시할 때의 예이고, 표면 크랙의 발생은 허용하지 않는다.
(제2 실시 형태)
다음으로, 본 발명의 제2 실시 형태에 의한 촉매 화학 기상 성장 방법에 대해 설명한다.
반응실(2)의 내부에, 기판 S와 촉매선(6)으로서 탄탈선을 설치한다. 그리고, 진공 펌프(4)를 작동시켜 진공 챔버(3)의 내부를 진공 배기하고, 반응실(2)을 소정의 진공도(예컨대 1 Pa)에 감압한다. 다음으로, 원료 가스 공급부(9a) 및 디보란 가스 공급부(9b)로부터 가스 도입 배관(7)을 통해 반응실(2)로 원료 가스 및 디보란 가스를 도입함과 동시에, 제어부(8)에 의해 각 촉매선(6)을 통전하여, 소정 온도(예컨대 1700 ℃) 이상으로 가열한다.
반응실(2)로 도입된 디보란 가스는, 촉매선(6)과 접촉, 분해하는 것으로, 촉매선(6)의 표면에 붕소화물(붕소화탄탈)층이 형성된다. 이에 의해, 촉매선(6)의 표면이 경화하는 것으로, 열신장이 저감되어, 기계적 강도가 향상하고, 장기 수명화가 도모될 수 있다.
한편, 반응실(2)로 도입된 원료 가스는, 촉매선(6)과 접촉, 분해하는 것으로, 그 반응 생성물(분해종)이 기판 S의 표면에 퇴적한다. 이에 의해, 기판 S의 표면에 실리콘막이 성막된다. 또한 원료 가스의 분해종인 실리콘은, 붕소(B) 보다 증기압이 낮고, 1 Pa의 감압 분위기 및 1700 ℃ 이상의 고온 상태에서는, 촉매선(6)에 부착하지 않고, 또는 부착하여도 곧바로 증발한다. 따라서, 촉매선(6)의 표면에는 실리콘막은 퇴적하지 않고, 촉매선(6)의 표면에 형성된 붕소화물층에 아무런 영향을 미치지 않는다.
또한, 본 실시 형태에서도, 제어부(8)에 의한 촉매선(6)의 통전 가열이 계속적으로 실시된다. 이에 의해, 촉매선(6)의 붕소화물층 형성 공정 및 성막 공정 시에서 촉매선(6)의 표층 크랙의 발생을 억제할 수 있어, 촉매선(6)의 기계적 강도, 내구성을 향상시켜 생산성의 향상을 도모할 수 있다.
본 실시 형태에 의하면, 상술의 제1 실시 형태와 같은 효과를 얻을 수 있다. 특히, 본 실시 형태에 의하면, 촉매선 표면으로의 붕소화물층 형성 공정과 동시에, 기판 S의 실리콘막의 성막 공정을 실시할 수 있으므로, 생산성의 보다 더 향상을 도모할 수 있다.
실시예
구성이 다른 3 종류의 촉매선을 이용하여 Si의 성막 테스트를 실시하고, 각각의 촉매선의 내구성을 평가하였다. 그 결과를 도 4에 나타낸다. 도면 중, 세로축은 모니터 출력(전압치), 가로축은 적산 막두께이다. 즉, 도 4는, 촉매선의 신장과 시간과의 관계를 나타내고 있다.
실험에 이용한 촉매선은, コ자형으로 형상 가공한 직경 1 mm, 길이 3000 mm의 금속 탄탈선(순도 99. 5%)으로 구성한 Ta 촉매선(샘플 1), 상기 탄탈선 표면을 붕소화 시킨 B-Ta 촉매선(샘플 2), 상기 탄탈선 표면을 질화 보론으로 코팅한 BN-Ta 촉매선(샘플 3)으로 하였다. 촉매선의 통전 방법으로서는, 샘플 1에 관해서는 간헐 통전(ON-OFF 통전), 샘플 2에 관해서는 연속 통전 및 간헐 통전, 샘플 3에 관해서는 연속 통전으로 하였다.
샘플 2의 초기 붕소화 조건은, 이하와 같다.
[초기 붕소화 조건]
디보란(B2H6) 가스 유량 : 160sccm
인가 전력 : 3 kW(모니터 전류치 : 약 30 A)
압력 : 2 Pa
성막 테스트의 조건은, 이하와 같다.
[성막 테스트 조건]
모노실란(SiH4) 가스 유량 : 32sccm
수소(H2) 가스 유량 : 16sccm
인가 전력 : 3 kW(모니터 전류치 : 약 30 A)
압력 : 2 Pa
도 4에 도시한 바와 같이, 샘플 1(Ta 촉매선)은, 성막 개시부터 급격하게 신장이 발생하여 파단에 이르렀다. 성장량은 20%를 넘고 있었다.
이것에 대해서, 샘플 2(B-Ta 촉매선)에 관해서는, 샘플 1에 비해 큰 폭으로 내구성이 향상하였다. 특히, 연속 통전시는 성막 개시부터 변형이 거의 허용되지 않았다. 한편, 간헐 통전시는, 성막 개시부터 서서히 신장이 발생하여 최종적으로 파단에 이르렀다. 이는, 전류 ON-OFF시의 히트 쇼크로 표면에 크랙이 발생했던 것이 원인이라고 생각된다. 파단시의 신장은 10%를 넘고 있었지만, 내구성은 샘플 1에 비해 5배 이상 향상하였다.
다음으로, 샘플 3(BN-Ta 촉매선)에 관해서는, 성막 개시부터 서서히 신장이 발생하여 최종적으로 파단에 이르렀다. 파단시의 성장은 10%를 넘고 있었지만, 내구성은 샘플 1에 비해 3배 가깝게 향상하였다. 하지만, 샘플 2의 간헐 통전시에 비해 내구성이 뒤떨어지고 있었다. 샘플 2의 간헐 통전시에 비해 신장의 변이가 다른 것은, 샘플 2에 비해 표면 경도가 낮기 때문이라고 생각된다.
이상의 결과로부터 명확하게 된 바와 같이, 탄탈선의 표면에 붕소화물층을 형성한 촉매선(샘플 2)은, 무구(無垢)의 탄탈선(샘플 1) 및 질화 보론을 표면에 형성한 탄탈선(샘플 3)에 비해, 내구성을 큰 폭으로 향상시킬 수 있다. 또, 촉매선의 통전 가열을 연속 통전과 함으로써, 표층 크랙의 발생이 억제되어, 촉매선의 장기 수명화를 도모할 수 있는 것이 확인되었다.
이상, 본 발명의 실시 형태에 대해 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상에 근거하여 다양한 변형이 가능하다.
예컨대 이상의 실시 형태에서는, 원료 가스에 실릴과 수소의 혼합 가스를 이용했지만, 원료 가스는 이에 한정되지 않고, 성막 재료의 종류에 따라 적당히 변경하는 것이 가능하다.
또, 이상의 실시 형태에서는, 반응실(2)의 내부에 2장의 기판 S를 대향 배치시켜, 이들 2장의 기판의 사이에 복수 개의 촉매선(6)을 세로 방향으로 설치한 예를 설명하였지만, 반응실(2)의 구성은 상기의 예로 한정되지 않는다.
더욱이, 본 발명의 촉매 화학 기상 성장 장치를 이용하여, 태양전지의 P형층, N형층의 성막을 실시하는 것도 가능하다.
일례로서, 태양전지는, 우선 유리, 알루미늄 등의 기판상에 Mo막 등으로 이루어지는 금속 전극을 스퍼터법이나 열CVD법으로 성막한 후, P형층(예컨대, CuInSe2막), N형층(예컨대, CdS막)을 각각 성막하고, 그 위에 ZnO 등으로 이루어지는 투명 전극을 성막 함으로써 제조된다. 이 예시에서, 본 장치를 이용하여, P형층의 CuInSe2막, N형층의 CdS막을 성막 할 수 있다.
1 : 촉매 화학 기상 성장 장치
2 : 반응실
3 : 진공 챔버
4 : 진공 펌프
5 : 방착판
6 : 촉매선
7 : 가스 도입 배관
8 : 제어부
9a : 원료 가스 공급부
9b : 디보란 가스 공급부

Claims (2)

  1. 반응실과,
    상기 반응실로 원료 가스를 도입하는 가스 도입원과,
    탄탈선의 표면에 붕소화물층이 형성되고, 상기 반응실에 설치된 피처리 기판에 대향하여 배치되는 촉매선과,
    상기 촉매선을 가열하는 가열원
    을 구비하는 촉매 화학 기상 성장 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가열원에 의한 상기 촉매선의 통전 가열을 연속 통전에 의해 실시하는 제어 수단
    을 더 구비하는
    촉매 화학 기상 성장 장치.
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