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    太陽電池的抗反射膜，習知係使用利用減壓電漿化學氣相沈積(CVD)形成的氮化膜。但是，在減壓製程時，因為設備成本與製程成本均會提高，因而頗難降低太陽電池的製造成本。利用由電漿頭單元構件(其係經介電構件施加電場或磁場而使產生電漿)呈複數並排的電漿頭，利用介電質阻障放電造成的大氣壓電漿化學氣相沈積(CVD)而形成氮化膜。利用介電放電，即便大氣壓仍可形成安定的輝光放電電漿，從相鄰接電漿吹出口產生不同的電漿，並藉由使產生反應，便可在大氣壓下進行氮化膜形成，俾可實現低成本的太陽電池製造。
    公开号:TW201311927A
    申请号:TW101119691
    申请日:2012-06-01
    公开日:2013-03-16
    发明作者:Masaki Kusuhara
    申请人:Watanabe M & Co Ltd；
    IPC主号:H01J37-00
    专利说明:
    化學氣相沈積裝置、以及化學氣相沈積膜之製造方法
    本發明係關於使用介電質阻障放電電漿的常壓化學氣相沈積裝置、以及化學氣相沈積膜之製造方法，特別係關於利用常壓化學氣相沈積裝置進行的氮化膜之製造方法。
    專利文獻1：日本專利特開昭58-220477號公報
    專利文獻2：日本專利特開2002-110671號公報
    專利文獻3：日本專利特開2002-176119號公報
    專利文獻4：日本專利特開2008-98128號公報
    專利文獻5：日本專利特開2004-39993號公報
    專利文獻6：日本專利特開昭63-50025號公報
    太陽光發電係取代潛在有資源枯竭、溫室效應氣體排放等問題的石油能源，近年廣被使用為潔淨能源。專利文獻1有揭示：藉由矽太陽電池的抗反射膜係使用氮化矽膜，而提高能量轉換效率的方法。氮化膜形成時所使用的電漿化學氣相沈積法，自習知起為使能安定地產升電漿，便在10-2~數Torr減壓下進行成膜。所以，需要減壓系統等高價設備、及成膜室的減壓步驟，導致頗難降低製造成本。為使太陽光發電能更加普及，期待能依更低成本製造太陽電池的裝置及製造方法之開發。
    專利文獻2有揭示：利用大氣壓化學氣相沈積(CVD)製造薄膜的技術。第12圖所示係專利文獻2所記載習知大氣壓化學氣相沈積裝置的剖視圖。一般已知在大氣壓下，除氦等特定氣體之外並無法安定地保持電漿狀態，會瞬間移往電弧放電狀態。第12圖所示化學氣相沈積裝置係在容器111的內部配置呈相對向的一對電極114、115，從氣體導入口111導入原料氣體，藉由對電極114、115施加脈衝電場，而使經由固態介電質116、117產生電漿，再從電漿吹出口119將所產生的電漿118吹抵於基板121上，而形成薄膜120。利用經由固態介電質對電極施加電場，不管氣體的種類，均可使產生安定的輝光放電電漿。相關氮化膜的形成方法，在專利文獻2的實施例3中有記載，將矽烷氣體與氨氣經氬氣進行稀釋過的混合氣體，導入於容器111中，而使產生電漿。但是，若利用該方法實際進行成膜，因為矽電漿與氮電漿不會在基板上產生反應，而是主要在容器內部產生反應，因而會有在基板上幾乎沒有形成氮化膜的問題。
    專利文獻3所揭示仍是利用大氣壓化學氣相沈積(CVD)製造薄膜的技術。專利文獻2所開示方法係電漿吹抵成膜，相對於此，專利文獻3所揭示方法係放電空間內成膜。所以，可在基板上形成氮化膜，但在氣體導入口與氣體排放口的各自附近會出現成膜速度差，特別係當氮化膜形成等係導入複數種氣體時，會有成膜均勻性降低趨於明顯的問題。又，因為屬於在放電空間內配置基板的方式，因而會有基板容易遭受電漿損傷的問題。
    本發明目的在於提供：可獲得較高之成膜速度、成膜均勻性的大氣壓化學氣相沈積裝置，目的在於提供：主要為能依低成本製造太陽電池，而可在大氣壓下進行氮化膜成膜的化學氣相沈積裝置。
    本發明(1)的電漿化學氣相沈積裝置，其特徵在於：由流路板既定片數重疊構成，在上述流路板的氣體出口側端面設置放電電極；該放電電極係在具有中空部的陶瓷構件之該中空部內，呈非接觸狀態配置電極線構成。
    本發明(2)係如上述發明(1)的電漿化學氣相沈積裝置，其中，在上述流路板的側面形成氣體通路。
    本發明(3)係如上述發明(1)或上述發明(2)的電漿化學氣相沈積裝置，其中，上述中空部內係真空。
    本發明(4)係如上述發明(1)或上述發明(2)的電漿化學氣相沈積裝置，其中，在上述中空部內封入氣體，上述氣體係稀有氣體。
    本發明(5)係如上述發明(4)的電漿化學氣相沈積裝置，其中，上述中空部內係被減壓至250Torr以下。
    本發明(6)係如上述發明(4)或上述發明(5)的電漿化學氣相沈積裝置，其中，上述稀有氣體係Ar氣體或Ne氣體。
    本發明(7)係如上述發明(1)至上述發明(6)的電漿化學氣相沈積裝置，其中，上述電極線一端係連接於金屬箔，該金屬箔之端成為外部拉出部，在其途中塞入陶瓷構件的一端而使該金屬箔呈接觸密封。
    本發明(8)係如上述發明(1)至上述發明(7)的電漿化學氣相沈積裝置，其中，上述電極線係由Ni或Ni合金構成。
    本發明(9)係如上述發明(1)至上述發明(7)的電漿化學氣相沈積裝置，其中，上述電極線係由含有Th或ThO的W構成。
    本發明(10)係如上述發明(9)的電漿化學氣相沈積裝置，其中，Th含量係4重量%以下。
    本發明(11)係如上述發明(1)至上述發明(10)的電漿化學氣相沈積裝置，其中，上述電極線係線圈狀電極線。
    本發明(12)係如上述發明(1)至上述發明(11)的電漿化學氣相沈積裝置，其中，在上述電極線的表面上形成由射極材料構成的層；上述射極材料係功函數較小於上述電極線材料的材料。
    本發明(13)係如上述發明(12)的電漿化學氣相沈積裝置，其中，上述射極材料係具有鈣鈦礦型結晶結構的材料。
    本發明(14)係如上述發明(12)或上述發明(13)的電漿化學氣相沈積裝置，其中，上述射極材料係從TiSrO、MgO、TiO所構成化合物群組中選擇任1種以上的化合物。
    本發明(15)係如上述發明(12)至上述發明(14)的電漿化學氣相沈積裝置，其中，由上述射極材料構成的層係將上述射極材料的原料利用研缽施行粉碎後，溶解於水中，使用骨膠塗佈於上述電極線的表面之後，經煅燒而形成的層。
    本發明(16)係如上述發明(12)至上述發明(14)的電漿化學氣相沈積裝置，其中，由上述射極材料構成的層係利用MOCVD形成的層。
    本發明(17)係如上述發明(7)至上述發明(16)的電漿化學氣相沈積裝置，其中，上述金屬箔係Mo或Mo合金。
    本發明(18)的電漿化學氣相沈積裝置，其特徵在於：由流路板既定片數重疊構成，在上述流路板的氣體出口側端面設置放電電極；該放電電極係在陶瓷構件內部封入電極線或金屬箔構成。
    本發明(19)係如上述發明(18)的電漿化學氣相沈積裝置，其中，在上述流路板的側面形成氣體通路。
    本發明(20)係如上述發明(18)或上述發明(19)的電漿化學氣相沈積裝置，其中，上述金屬箔係Mo或Mo合金。
    本發明(21)係如上述發明(1)至上述發明(20)的電漿化學氣相沈積裝置，其中，上述陶瓷係石英。
    本發明(22)係如上述發明(1)至上述發明(20)的電漿化學氣相沈積裝置，其中，上述陶瓷係透光性氧化鋁。
    本發明(23)係如上述發明(1)至上述發明(22)的電漿化學氣相沈積裝置，其中，上述流路板係由具耐熱性的金屬構成。
    本發明(24)係如上述發明(1)至上述發明(22)的電漿化學氣相沈積裝置，其中，上述流路板係由陶瓷構成。
    本發明(25)係如上述發明(1)至上述發明(24)的電漿化學氣相沈積裝置，其中，在上述流路板的上述氣體出口側端面設有榫孔，在上述放電電極的一面上設有榫，藉由該榫孔嵌合於該榫，便將上述放電電極設置於上述流路板上。
    本發明(26)係如上述發明(1)至上述發明(24)的電漿化學氣相沈積裝置，其中，使用保持具，將上述放電電極設置於上述流路板的下面。
    本發明(27)係如上述發明(1)至上述發明(24)的電漿化學氣相沈積裝置，其中，上述流路板與上述放電電極係一體成形。
    本發明(28)係如上述發明(27)的電漿化學氣相沈積裝置，其中，上述氣體通路係在上述流路板與上述放電電極的一體成形後，經加工而形成。
    本發明(29)係如上述發明(27)的電漿化學氣相沈積裝置，其中，上述氣體通路係在上述流路板與上述放電電極一體成形時便形成。
    本發明(30)係如上述發明(1)至上述發明(29)的電漿化學氣相沈積裝置，其中，在上述放電電極的相對向位置處配置基板。
    本發明(31)係如上述發明(30)的電漿化學氣相沈積裝置，其中，上述基板係可移動。
    本發明(32)係如上述發明(31)的電漿化學氣相沈積裝置，其中，上述基板係由輥輪對輥輪輸送的帶狀基板。
    本發明(33)係如上述發明(1)至上述發明(32)的電漿化學氣相沈積裝置，係氮化矽膜的成膜裝置。
    本發明(34)係如上述發明(1)至上述發明(32)的電漿化學氣相沈積裝置，係矽膜的成膜裝置。
    本發明(35)係如上述發明(1)至上述發明(34)的電漿化學氣相沈積裝置，其中，上述複數流路板中，至少供應氮源氣體與矽源氣體，且上述氮源氣體與上述矽源氣體係由不同的流路板供應。
    本發明(36)係如上述發明(1)至上述發明(34)的電漿化學氣相沈積裝置，其中，上述複數流路板中，至少供應氮源氣體與矽源氣體的混合氣體。
    本發明(37)係如上述發明(33)至上述發明(36)的電漿化學氣相沈積裝置，係為連續形成上述氮化矽膜或上述矽膜的裝置。
    本發明(38)係如上述發明(1)至上述發明(37)的電漿化學氣相沈積裝置，其中，上述氣體出口係朝下方向呈開口。
    本發明(39)係如上述發明(1)至上述發明(37)的電漿化學氣相沈積裝置，其中，上述氣體出口係朝水平方向呈開口。
    本發明(40)係如上述發明(31)至上述發明(39)的電漿化學氣相沈積裝置，其中，對複數上述放電電極及上述基板的偏壓電壓，係對相鄰上述放電電極交錯施加正偏壓電壓與負偏壓電壓，對上述基板施加負偏壓電壓而施行成膜。
    本發明(41)係如上述發明(31)至上述發明(39)的電漿化學氣相沈積裝置，其中，對複數上述放電電極及上述基板的偏壓電壓，係對相鄰上述放電電極交錯施加正偏壓電壓與負偏壓電壓，並以上述基板為浮動電位(floating potential)施行成膜。
    本發明(42)係如上述發明(31)至上述發明(39)的電漿化學氣相沈積裝置，其中，對複數上述放電電極及上述基板的偏壓電壓係對上述放電電極施加正偏壓電壓，並對上述基板施加負偏壓電壓而施行成膜。
    本發明(43)係如上述發明(40)至上述發明(41)的電漿化學氣相沈積裝置，其中，在上述基板的下方配置介電基板，對上述介電基板施加正偏壓電壓而施行成膜。
    本發明(44)係如上述發明(1)至上述發明(43)的電漿化學氣相沈積裝置，其中，上述放電電極係一邊利用稀有氣體或惰性氣體施行冷卻、一邊施行成膜。
    本發明(45)係如上述發明(1)至上述發明(44)的電漿化學氣相沈積裝置，其中，為電漿生成而利用上述放電電極所產生的電場係高頻電場或脈衝電場；上述高頻電場或脈衝電場的頻率係較低於13.56MHz的低頻率、或較高於13.56MHz的高頻率。
    本發明(46)係如上述發明(1)至上述發明(45)的電漿化學氣相沈積裝置，其中，在上述氣體通路內嵌入可移動的石英構件。
    本發明(47)的放電電極，係在具有中空部的陶瓷構件之該中空部內，依非接觸狀態配置電極線。
    本發明(48)係如上述發明(47)的放電電極，其中，上述中空部內係真空。
    本發明(49)係如上述發明(47)的放電電極，其中，在上述中空部內封入氣體，上述氣體係稀有氣體。
    本發明(50)係如上述發明(49)的放電電極，其中，上述中空部內係被減壓至250Torr以下。
    本發明(51)係如上述發明(49)或上述發明(50)的放電電極，上述稀有氣體係Ar氣體或Ne氣體。
    本發明(52)係如上述發明(47)至上述發明(51)的放電電極，其中，上述電極線一端係連接於金屬箔，該該金屬箔之端成為外部拉出部，在其途中塞入陶瓷構件的一端而使該金屬箔呈接觸密封。
    本發明(53)係如上述發明(47)至上述發明(52)的放電電極，其中，上述電極線係由Ni或Ni合金構成。
    本發明(54)係如上述發明(47)至上述發明(53)的放電電極，其中，上述電極線係由含有Th或ThO的W構成。
    本發明(55)係如上述發明(54)的放電電極，其中，Th含量係4重量%以下。
    本發明(56)係如上述發明(47)至上述發明(55)的放電電極，其中，上述電極線係線圈狀電極線。
    本發明(57)係如上述發明(47)至上述發明(56)的放電電極，其中，在上述電極線的表面上形成由射極材料構成的層；上述射極材料係功函數較小於上述電極線材料的材料。
    本發明(58)係如上述發明(57)的放電電極，其中，上述射極材料係具有鈣鈦礦型結晶結構的材料。
    本發明(59)係如上述發明(57)或上述發明(58)的放電電極，其中，上述射極材料係從TiSrO、MgO、TiO所構成化合物群組中選擇任1種以上的化合物。
    本發明(60)係如上述發明(57)至上述發明(59)的放電電極，其中，由上述射極材料構成的層係將上述射極材料的原料利用研缽施行粉碎後，溶解於水中，使用骨膠塗佈於上述電極線的表面之後，經煅燒而形成的層。
    本發明(61)係如上述發明(57)至上述發明(59)的放電電極，其中，由上述射極材料構成的層係利用MOCVD形成的層。
    本發明(62)係如上述發明(52)至上述發明(61)的放電電極，其中，上述金屬箔係Mo或Mo合金。
    本發明(63)的化學氣相沈積膜之製造方法，係使用上述發明(1)至上述發明(46)的電漿化學氣相沈積裝置，形成化學氣相沈積膜。
    根據本發明(1)、(6)、(7)、(47)、(51)、(52)、(63)，即便在大氣壓下仍可形成安定的輝光放電，可進行膜厚均勻性優異的氮化膜高速成膜。實現太陽電池的低成本製造、大量供應。
    根據本發明(2)~(5)、(48)~(50)，可更輕易地實現利用輝光放電進行的安定地電漿生成。
    根據本發明(8)~(10)、(53)~(55)，因為電極線的功函數下降，促進熱電子釋出，因而電漿產生較為容易。
    根據本發明(11)、(56)，利用電極線的表面積增加便可增加放電面積。
    根據本發明(12)~(15)、(57)~(60)，因為不僅電極線，亦從射極材料釋放出電子，因而即便更低電力開始放電，經開始後的放電狀態亦呈安定。
    根據本發明(16)、(61)，可利用射極材料充分埋藏線圈的間隙。又，射極材料可形成更緻密，且組成比亦呈良好。
    根據本發明(17)、(62)，在與陶瓷構件間之密接性呈良好。
    根據本發明(18)，即便在大氣壓下仍可形成安定的輝光放電，可進行膜厚均勻性優異的氮化膜高速成膜。實現太陽電池的低成本製造、大量供應。因為沒有設置中空部，因而裝置的製作較為容易。
    根據本發明(19)~(22)，可更輕易地實現利用輝光放電進行安定地電漿生成。
    根據本發明(23)，可防止因發熱的電極而造成流路板出現熱變形。
    根據本發明(24)，陶瓷係耐熱性優異、且與電極間之熱膨脹率差較小。
    根據本發明(25)，可利用現有的流路板。
    根據本發明(26)，不需要榫溝加工便可輕易地裝卸。
    根據本發明(27)~(29)，裝置之製造較為容易。
    根據本發明(30)，可更輕易地實現利用輝光放電進行的安定電漿生成。
    根據本發明(31)、(32)，可進行膜厚均勻性高的大面積成膜。
    根據本發明(33)、(34)，可進行太陽電池等有用電子裝置的低成本製造。
    根據本發明(35)，氮化矽膜與矽膜可利用單一個兼用裝置高純度成膜。
    根據本發明(36)，可使裝置構造趨於簡便。
    根據本發明(37)，可進行膜厚均勻性高的大面積成膜。
    根據本發明(38)，可提升成膜均勻性。
    根據本發明(39)，可縮小裝置的設置面積。
    根據本發明(40)，可更輕易地實現利用輝光放電進行的安定電漿生成。因為由更廣區域生成電漿，因而可增加成膜速度。又，可緩和諸如氬等正離子撞擊基板，俾可減輕對已成膜基板上之薄膜造成損傷，俾可形成更緻密的薄膜。
    根據本發明(41)、(42)，可更輕地實現利用輝光放電進行的安定電漿生成。
    根據本發明(43)，可緩和諸如氬等正離子撞擊基板，俾可減輕對已成膜基板上之薄膜造成損傷，俾可形成更緻密的薄膜。
    根據本發明(44)，可防止放電電極出現過熱。
    根據本發明(45)，可將通常電漿裝置所使用13.56MHz以外的電力使用於成膜製程。藉由控制使用頻率，亦可減輕對基板上的薄膜造成損傷。
    根據本發明(46)，可調整氣體的流路面積，俾可將電漿狀態與成膜狀態呈最佳化。
    以下，針對本發明最佳形態進行說明。 (利用介電質阻障放電進行的輝光放電)
    本案發明者等係以實現氮化矽膜的大氣壓化學氣相沈積(CVD)為主要目的進行深入鑽研。首先，為防止基板的電漿損傷，採用電漿吹抵成膜，且為能安定地輝光放電，便採用利用介電質阻障放電進行的電漿形成。為防止習知法缺點之在電漿發生容器內發生電漿反應，屬於電漿生成部的電漿頭便由具備有各自獨立電漿吹出口的複數單元構件構成，例如在氮化矽膜的化學氣相沈積(CVD)中，矽電漿與氮電漿係由各自單元構件個別生成。又，得知若矽電漿產生用單元構件、與氮電漿產生用單元構件依相鄰接狀態並排配置，對沉積膜的均勻性提升係屬有效。從吹出口所供應的電漿不會在電漿頭中產生反應，而是在吹出口與基板之間的空間產生反應而形成氮化膜，因而可效率極佳地在基板上形成氮化膜。又，獨立於各自電漿頭的單元構件供應原料氣體，且依能獨力控制為電漿生成而所施加電能的方式配置電極。藉此，可將各電漿的生成條件分別設定於最佳條件進行成膜。
    再者，習知依大氣壓生成電漿時，會有較難安定地持續生成電漿之問題。本案發明者等亦著眼於電極構造、及配置基板的部分之構造，將電極密封於石英構件中，且在電極與石英構件之間設計空間，又將基板設置於由石英構成的支撐構件上，從電漿頭對基板供應電漿，發現電漿呈安定，氮化膜的沉積速度提升、膜厚與膜質的重現性提升。
    另外，本說明書中所謂「大氣壓」係指依存於使用裝置地方的氣壓與高度而有所變化，具體係8×104~12×104Pa的壓力。根據該範圍壓力，不需要使用減壓與加壓用的龐大裝置，可降低設備成本。 (電極構造具體例)
    第1圖所示係本發明實施例的化學氣相沈積裝置之電極構造圖。在流通著製程氣體的流路板201、202之氣體噴出部安裝著石英構件203、204，在石英構件203、204的中空部配置著電極線205、206。構成從流路板201、202的氣體噴出部所噴出製程氣體的氣體分子，會因電極線205、206與基板209間的放電而被賦予電能，成為電漿並朝基板209噴射，利用電漿中的離子反應，在基板209上沉積氮化膜。電極線205、206、與石英構件203、204較佳係未直接接觸，而是在中空部之中呈漂浮狀態設置。中空部內的環境較佳係設為真空或減壓狀態。設為減壓狀態時，封入中空部中的氣體較佳係使用諸如Ar、Ne等稀有氣體。減壓的程度較佳係設為250Torr以下。藉由將中空部形成真空、或利用稀有氣體封入而減壓為250Torr以下，便可依更低的電力供應使電漿自燃，便可利用均勻放電進行安定的電漿生成。流路板201、202係將由例如A1構成的板施行加工而製作。基板209較佳係設置於由石英構成的支撐構件210上。可提升電漿的安定性。石英構件203、204的形狀係在依內部配置線狀電極的方式設置長中空部之前提下，其餘並無特別的限定。中空部的截面形狀亦無特別的限定，較佳係圓形。又，石英構件較佳係具備有對流路板能利用嵌入進行安裝的凸部。在流路板上設有該凸部所對應的凹部。亦可相反的，在石英構件上設置凹部，並在流路板上設置凸部。
    再者，較佳係在支撐構件210下設置電極，控制對電漿所施加的偏壓電壓。此情況，將電極線205、206等配置於基板209上部的電極稱為「上電極」，將配置於基板209下部(支撐構件210的下部)之電極稱為「下電極」。
    如第1圖所示，流路板本體與電極係依個別構件進行製作，亦可使用榫孔進行嵌合，亦可使用保持具將電極設置於流路板下面。不需要榫溝加工，俾使裝卸較為容易。又，流路板本體與電極亦可一體成形。裝置之製造趨於容易。氣體通路係可在流路板與放電電極呈一體成形後，經加工而形成，亦可在流路板與放電電極一體成形時之同時便形成。
    得知屬於氮化膜製程氣體的氮與氨，即便從最初起便流通仍不會生成電漿，但若流通Ar便會生成電漿。所以，得知最初流通Ar而生成電漿，電漿中的電子會增加，藉由逐次少許增加氮與氨的流量，便可安定地生成氮化膜生成所必要的電漿。
    第1圖所示實施例中，電極線並未直接接觸到石英構件，而是在中空部之中呈漂浮狀態設置，但亦可未設計中空部，而使電極線直接接觸到石英構件設置。電漿頭的製作較為容易。電極線或金屬箔較佳係使用Mo或Mo合金。Mo或Mo合金係與陶瓷間之密接性呈良好。
    不管在電極線周係有設置中空部的情況、或沒有設置的情況，構成電極的絕緣構件(相當於上述構件203、204)較佳係使用陶瓷構件，該陶瓷構件較佳係使用石英或透光性氧化鋁。又，流路板的材質亦可為具耐熱性的金屬、或陶瓷。
    習知化學氣相沈積裝置所使用的電極係例如露出碳的構造，因而會有碳中所含的雜質滲出於外的問題，但本發明的電極構造係利用石英管覆蓋著電極線外側，因而不會有雜質滲出於外部的可能性。
    電極線的材質較佳係使用W。又，更佳係使用含有Th或ThO的W，而Th含量較佳係設為4重量%以下。因為電極線的功函數會降低、促進熱電子釋出，因而使電漿的產生趨於容易。
    較佳係從外部對電極線供應適切電流而加熱電極全體。若電極表面的溫度偏低，便會有在電極表面上沉積氮化膜與矽膜的可能性，會有流路變狹窄、阻塞等問題，因而最好避免。藉由加熱電極，可防止電極表面的沉積物成長。又，藉由控制電極的溫度，便可控制在由W所構成電極材料中附加的Th、PTO等金屬之功函數。藉此，可控制從金屬所釋放出的電子密度，俾使化學氣相沈積(CVD)製程能更精密控制。
    再者，較佳係在電極材的表面上塗佈放射性物質。例如較佳塗佈鍶。藉由塗佈放射性物質便使電漿容易激發。
    再者，較佳係將功函數較小於電極線材料的材料使用為射極材料，在電極線的表面上形成由射極材料構成的層。射極材料較佳係使用具有鈣鈦礦型結晶結構的材料。
    再者，較佳係使用從TiSrO、MgO、TiO所構成化合物群組中選擇任1種以上的化合物。不管何種情況，因為電極線的功函數會降低、促進熱電子釋出，因而使電漿的產生趨於容易。
    由射極材料構成的層係將射極材料的原料利用研缽施行粉碎後，溶於水中，使用骨膠塗佈於電極線的表面上之後，再利用煅燒而形成。或亦可利用MOCVD形成。利用射極材料可充分埋藏線圈的間隙。又，射極材料可形成更緻密，組成比亦良好。
    再者，在石英構件中所配置由電極線構成的石英電極，較佳係不僅如上述使用為高頻電極，亦具有作為加熱器的機能。藉由將石英電極使用為加熱器，便可提升被膜體的溫度等，俾可控制被膜體的溫度。 (電極之製造方法)
    第2(a)、(b)圖所示係本發明實施例的化學氣相沈積裝置之電極的製造方法圖。首先，如第2(a)圖所示，準備一端設有開口部214，另一端呈封閉的中空石英構件214。電極212係使用例如由Ni或Ni合金構成的電極線。第2圖中，電極線係直線狀電極線，較佳係線圈狀電極線。藉由設為線圈狀，便可增加電極面積，俾可增加放電面積。在電極212的端部安裝著拉出線213。引出線係使用例如由Mo或Mo合金構成且厚度20μm左右的金屬箔。接著，對石英構件211的內部施行減壓，形成真空或250Torr以下的壓力，再如第2(b)圖所示，將開口部214予以密封。藉此，完成電極216不會接觸到石英構件215，而依漂浮狀態由拉出線217所支撐的電極構件。
    對中空部施行減壓時的封入氣體係如上述，較佳係使用Ar、Ne等稀有氣體。又，在中空部中導入封入氣體之前，最好使用雜質濃度10ppb以下的潔淨氣體(例如Ar氣體)，對中空部內施行迫淨之後才導入封入氣體。 (電漿頭的單元構件第一具體例)
    第5(a)及(b)圖分別係本發明電漿頭的單元構件第一具體例之正視圖及側視圖。單元構件的第一具體例係生成電容耦合電漿時的電漿頭之單元構件。單元構件係由介電構件42、及夾置著介電構件42的一對電極45、46構成。介電構件42係具備有貫通上下的孔部，該孔部係具有作為電漿生成通路43的機能。介電構件42係可由一體構件構成，亦可由複數構件貼合、或組合形成。由複數構件形成時，較佳係施行使接合部處不致有氣體洩漏的加工。孔部的一端成為氣體導入口41，對電極45、46施加電場，而對所導入氣體分子賦予電能，俾使生成由自由基、離子、電子構成的電漿。電場較佳係使用恆定電場、高頻電場、脈衝電場等，更佳係使用脈衝電場。因為經由介電質施加電場，因而即便施加恆定電場的情況，仍會在介電質表面上重複電荷的囤積與消耗。所以，電漿放電的狀態不會成為電弧放電，而是成為安定的輝光放電。所生成的電漿係從孔部另一端部的電漿供應口50吹出。雖依照電漿生成條件而有所差異，一般係對距電漿供應口50為數mm至數cm範圍內供應電漿。單元構件係如第3(b)圖的側視圖所示，亦可具備有一個電漿供應口，亦可如第5(c)圖所示設置複數電漿供應口。對較小基板施行成膜時，亦可從單一個電漿供應口供應電漿。對大面積基板施行成膜時，就從成膜均勻性提升的觀點，最好從複數電漿供應口供應電漿。
    再者，如第5圖所示，即便介電構件未設有氣體通路用的孔部，而是將介電構件隔開間隔呈平行配置，亦可將間隙部利用為氣體通路。
    介電構件的材料較佳係使用例如：塑膠、玻璃、二氧化矽、氧化鋁等金屬氧化物。更佳係使用石英玻璃。較佳係使用相對介電常數達2以上的介電構件。更佳係使用相對介電常數達10以上的介電構件。介電構件的厚度較佳係設為0.01~4mm。若厚度過厚，在為產生放電電漿時便需要高電壓，反之，若過薄則容易產生電弧放電。
    電極的材料較佳係使用銅、鋁、不銹鋼等金屬或合金。電極間的距離係依照介電構件的厚度、施加電壓大小而有所差異，較佳係設為0.1~50mm。 (電漿頭之構造)
    (電漿頭之第一具體例)
    第3(a)圖所示係本發明電漿頭的第一具體例之正視圖，第3(b)及(c)圖所示係第一具體例的側視圖。電漿頭係包括有電漿頭單元構件1、2、3，使複數電漿頭單元構件依序鄰接形成。第3(a)圖中，在電漿頭單元構件之間插入緩衝構件10，並將電漿頭單元構件呈並排配置。緩衝構件未必屬於電漿頭構造的必要構件，但藉由插入，例如可將玻璃等容易遭破損的構件使用為介電構件5，俾在複數電漿頭單元構件鎖緊固定時，能防止介電構件5遭受破損。電漿頭亦可配合所使用單元構件的構造，如第3(b)圖的側視圖所示，設置有單一個電漿供應口，亦可如第3(c)圖所示設置複數電漿供應口。
    (電漿頭之第二具體例)
    第4(a)與(b)圖所示分別係本發明電漿頭的第二具體例之正視圖及側視圖。電漿頭係包括有電漿頭單元構件21、22、23，並使複數電漿頭單元構件依序鄰接形成。電漿頭係如第2(b)圖的側視圖所示，具備有複數電漿供應口。介電構件35係加工呈內部具有中空部狀態。該中空部係具有作為氣體分配通路與電漿生成通路的機能。亦可在一體的介電構件內部形成中空部，亦可在一片介電板中形成凹部，再與另一介電板相貼合而形成中空部。成為電漿生成原料的氣體係由氣體供應口34供應。在介電構件35的上部形成將由氣體供應口34所供應的氣體，分配給複數電漿生成通路36的氣體分配通路區域。藉由設為此種構造，因為能依簡單構造將原料氣體均等地供應給多數電漿生成部，因而對化學氣相沈積裝置的小型化具有貢獻。 (化學氣相沈積裝置之構造)
    第8圖所示係本發明實施例的化學氣相沈積裝置之剖視圖。化學氣相沈積裝置係由：供應第一氣體的原料氣體供應單元101、供應第二氣體的原料氣體單元102、由電漿頭單元構件與緩衝構件依序鄰接配置的電漿頭104、對電漿頭單元構件供應電力的電源103、以及搬送基板的基板搬送單元110構成。電漿頭單元構件係由具備有電漿生成通路的介電構件、及電極構成。從上部的氣體導入口導入原料氣體，並在電漿生成通路中，經由介電構件從電極對原料氣體分子施加電場而激發，便生成由自由基、離子、電子構成的電漿。所生成的電漿從下部的電漿供應口供應給在基板搬送單元110上配置的基板109。利用搬送單元一邊移動基板一邊施行成膜。藉此便可連續成膜。基板較佳係利用輥輪對輥輪進行輸送的帶狀基板。或者，亦可採取在成膜中，基板處於靜止位置，經成膜後再利用搬送單元移動至下一個成膜面的方式。
    另外，在基板109的下方設有未圖示的下電極，可從基板的下側施加偏壓電壓。
    氣體出口係如第8圖所示亦可形成朝下方向呈開口，亦可朝水平方向呈開口。氣體出口係朝下方向呈開口時，可提升成膜均勻性。氣體出口朝水平方向呈開口時，可縮小裝置的設置面積。
    電漿放電係屬於介電質阻障放電，因而電漿會成為安定的輝光放電。又，電漿係成為電子的溫度較高、而自由基、離子的溫度較低之非平衡電漿。藉此，可避免基板過度溫度上升。
    生成氮化矽膜時，例如原料氣體係使用矽烷氣體與氨氣。對相鄰接電漿頭單元構件交錯供應矽烷氣體與氨氣，便由各自的電漿生成通路生成矽電漿105與氮電漿106。矽電漿與氮電漿係從電漿供應口朝下方擴展於數mm至數cm範圍，而形成電漿反應區域107。藉由依接觸到該區域的方式配置基板109，便在基板109上形成氮化膜108。
    生成氮化矽膜時，亦可使用其他的矽源氣體與氮源氣體。矽源氣體係可使用矽烷、二矽烷、或該等氣體經惰性氣體稀釋過的混合氣體。氮源氣體係可使用氨、氮、或該等氣體經惰性氣體稀釋過的混合氣體。
    複數流路板中，利用鄰接流路板獨立供應矽源氣體與氮源氣體，便可生成氮化矽膜。此時，在該等流路板的二端亦可流通著由諸如氮等惰性氣體構成的簾罩(curtain-shield)用氣體。可獨立控制矽源氣體與氮源氣體的流量，俾可精密控制著製程條件。
    再者，亦可矽源氣體與氮源氣體的混合氣體係從同一流路板供應而生成氮化矽膜。裝置構造呈簡便。
    除氮化矽膜以外，亦可未供應氮源氣體，而僅供應矽源氣體便可生成矽膜。
    在為成膜等而激發電漿的期間，較佳係對流路板內部的電極附近導入稀有氣體、或含稀有氣體的混合氣體(例：氬與氮)，而進行電極的空冷。若在未進行冷卻的情況下，便利用電漿激發使電極自體的熱上升，便會有在電極表面上附著所使用介電質以外的膜與異物，導致損及作為電極用之機能的問題，為防止此現象，最好使20℃左右溫度的冷卻氣體循環。
    再者，最好在流通著製程氣體或載氣的氣體通路中、流路板間的空間中，嵌入可移動的介電構件。介電構件較佳係使用石英。可調整氣體流路面積，俾提升製程的控制性。第11(a)、(b)、(c)圖所示係本發明實施例的化學氣相沈積裝置之流路板剖視圖。由流路板331、及介電構件333、334所包圍的流路332(第11(a)圖)，係藉由使介電構件333、334移動，便如流路336(第11(b)圖)、流路340(第11(c)圖)所示可控制截面積。藉由控制流路面積，便可控制氣體的流速。例如藉由縮小氣體的流路面積，便可加速氣體流速。 (電漿生成條件)
    生成電漿的條件係配合利用電漿之目的而適當決定。生成電容耦合電漿時，對一對電極間施加恆定電場、高頻電場、脈衝電場、由微波產生的電場，而使產生電漿。施加恆定電場以外的電場時，使用頻率係可為一般電漿裝置所使用的13.56MHz，可為其以上、亦可為其以下。專利文獻6所揭示係電漿裝置為使用100MHz高頻電漿，防止對沉積膜造成損傷的技術。藉由控制電場頻率，便可使沉積速度、沉積膜的膜質等呈最佳化。
    電漿生成用的電場特別較佳係使用脈衝電場。脈衝電場的電場強度較佳係設為10~1000kV/cm範圍。脈衝電場的頻率較佳係設為0.5kHz以上。 (電感耦合電漿裝置)
    (電漿頭的單元構件之第二具體例)
    本發明電漿頭的相關技術思想，並非僅侷限於適用電容耦合電漿生成用電漿頭，例如電感耦合電漿生成用電漿頭亦可適用。
    第6(a)圖所示係本發明電漿頭的單元構件第二具體例之正視圖，第6(b)及(c)圖所示係第二具體例的側視圖。第二具體例係電感耦合電漿生成用電漿頭的單元構件。單元構件係由介電構件62、與鄰接介電構件62周圍配置的感應線圈64構成。介電構件62係具備有貫通上下的孔部，該孔部具有作為電漿生成通路63的機能。介電構件62係可由一體的構件構成，亦可由複數構件貼合或組合形成。由複數構件形成時，較佳係施行不致在接合部發生氣體洩漏的加工。孔部的一端成為氣體導入口61，對感應線圈64流入電流，利用所形成的磁場而對所導入氣體分子賦予磁能，便生成由自由基、離子、電子構成的電漿。電漿放電的狀態成為安定的輝光放電。所生成的電漿係從屬於孔部另一端部的電漿供應口65吹出。雖依照電漿生成條件而有所差異，一般係對距電漿供應口65為數mm至數cm範圍內供應電漿。單元構件係如第6(b)圖的側視圖所示，亦可具備有一個電漿供應口，亦可如第6(c)圖所示設置複數電漿供應口。對較小基板施行成膜時，亦可從單一個電漿供應口供應電漿。對大面積基板施行成膜時，最好從複數電漿供應口供應電漿。
    (電漿頭之第三具體例)
    第7(a)圖所示係本發明電漿頭第三具體例的單元構件之正視圖，第7(b)及(c)圖所示係第三具體例的側視圖。第三具體例係電感耦合電漿生成用電漿頭的單元構件。單元構件係由介電構件82、與鄰接介電構件82周圍配置的感應線圈84構成。介電構件82係具備有貫通上下的孔部，該孔部具有作為電漿生成通路83的機能。介電構件82係可由一體的構件構成，亦可由複數構件貼合或組合形成。由複數構件形成時，較佳係施行不致在接合部發生氣體洩漏的加工。依感應線圈84的端子86與端子87不會電氣性接觸的方式，隔著介電構件呈相遠離配置。孔部的一端成為氣體導入口81，對感應線圈84流入電流，利用所形成的磁場而對所導入氣體分子賦予磁能，便生成由自由基、離子、電子構成的電漿。電漿放電的狀態成為安定的輝光放電。所生成的電漿係從屬於孔部另一端部的電漿供應口85吹出。雖依照電漿生成條件而有所差異，一般係對距電漿供應口85為數mm至數cm範圍內供應電漿。單元構件係如第7(b)圖的側視圖所示，亦可具備有一個電漿供應口，亦可如第7(c)圖所示設置複數電漿供應口。對較小基板施行成膜時，亦可從單一個電漿供應口供應電漿。對大面積基板施行成膜時，最好從複數電漿供應口供應電漿。 (電漿頭之製造方法)
    (貼合法)
    在執行構成本發明電漿頭的介電構件之製作時，需要進行如電漿生成通路、氣體分配通路之類的複雜形狀中空部加工。具有該中空部的介電構件係在複數介電構件的表面上形成凹部之後，再使具有凹部的介電構件彼此間相貼合、或使具有凹部的介電構件、與平坦的介電構件相貼合便可形成。
    利用該方法黏貼而形成中空部的介電構件，更進一步與電極或感應線圈相積層便形成電漿頭單元構件。又，將複數電漿頭單元隔著諸如鐵氟龍(註冊商標)等緩衝構件進行積層便形成電漿頭。
    (射出成形法)
    電漿頭單元係即便使用射出成形法亦可進行製作。將電極或感應線圈、與中子配置於模具中，再將介電構件的原料流入於上述模具中。然後，從模具上拆卸，殘留電極或感應線圈，脫除中子。所製作的電漿頭單元構件係更進一步隔著諸如鐵氟龍(註冊商標)等緩衝構件，進行複數積層而形成電漿頭。 (與類似先行技術間之差異處)
    專利文獻4所揭示係從複數介電質細管呈集束的電漿頭，將利用介電放電所生成的電漿照射於物體，而施行物體表面的改質與殺菌之方法。但是，專利文獻4所揭示的技術係具備有複數電漿吹出口，但氣體導入口、生成電漿的電極在各細管中並非獨立。又，亦無相關各細管分別設置獨立氣體導入口與電極技術的蛛絲馬跡可循。所以，由專利文獻4所記載的內容，並無法輕易聯想到本發明由複數配置的電漿生成部產生不同的電漿，並在電漿頭與基板間之空間中進行電漿反應的技術。
    專利文獻5所揭示係使TEOS等含金屬氣體與氧等反應氣體進行反應，而形成氧化矽等含金屬薄膜的技術。但是，專利文獻5所記載的技術係使已電漿化的反應氣體、與未電漿化的含金屬氣體進行合流，並產生反應而形成薄膜的技術，不同於電漿頭係構成由複數單元構件呈並排配置，並依每個該單元構件產生不同電漿後，再利用該不同電漿彼此間的反應形成薄膜之本發明技術。本發明的技術係藉由複數介電構件與電極呈交錯積層，使生成不同電漿的電漿吹出口極靠近，便可形成高密度的技術，從專利文獻5所記載的內容並無法輕易聯想及本發明的技術。 (產業上之可利用性)
    依如上述，藉由使用本發明的化學氣相沈積裝置、及化學氣相沈積膜之製造方法，便可依低成本製造目的在於使用為例如太陽電池之抗反射膜的高品質氮化膜，對電子領域具頗大貢獻。 實施例
    以下，使用實施例，針對本發明進行詳細說明，惟本發明並不僅侷限於該等實施例。 (實施例1) (電極試驗1)
    為調查本發明具備中空部的電極(上電極)之電漿生成最佳條件，變更中空部環境、與在流路板中流通的氣體條件，測定電漿出現自然發火時的最低供應電力。為求比較，亦針對未設有中空部的放電電極進行測定。又，流路板係利用陶瓷構件形成，氣體通路係形成於流路板的側面。
    另外，構成放電電極的構件係使用以下物。
    電極線：直線狀電極線(Ni)、一端連接於金屬箔(Mo)，未使用射極材料。
    陶瓷構件：石英
    得知電漿出現自然發火的電源輸出為700W以下時，並不會產生火花放電(spark discharge)，且電漿狀態亦呈安定，適於成膜。結果，得知為安定地維持電漿，在流路板中流動的載氣最好使用未含N2的Ar。又，得知中空部的環境最好設為真空密封、或250Torr以下的Ar密封。又，藉由封入氣體係使用其他氣體施行的實驗，得知即便將Ar以外的Ne等稀有氣體使用為載氣及中空部封入氣體時，仍可獲得與Ar同樣的優異結果。 (實施例2) (電極試驗2)
    其次，使用本發明的電極，變更構件材料與在流路板中流通的氣體條件，測定電漿出現自然發火的最低供應電力。另外，放電電極係中空部，並設為封入稀有氣體(250Torr)。又，流路板係由耐熱性金屬構件形成，氣體通路係形成於流路板的側面。
    條件1：直線狀電極線(Ni合金)，一端連接於金屬箔(Mo)，未使用射極材料，陶瓷構件係使用石英，Ni合金係使用Ni-W合金。
    條件2：直線狀電極線(Ni)，一端連接於金屬箔(Mo合金)，未使用射極材料，陶瓷構件係使用石英，Mo合金係使用Mo-W合金。
    條件3：直線狀電極線(含1重量%之Th的W)，一端連接於金屬箔(Mo)，未使用射極材料、陶瓷構件係使用石英。
    條件4：直線狀電極線(含4重量%之Th的W)，一端連接於金屬箔(Mo)，未使用射極材料，陶瓷構件係使用石英。
    條件5：直線狀電極線(含10重量%之Th的W)，一端連接於金屬箔(Mo)，未使用射極材料，陶瓷構件係使用石英。
    條件6：直線狀電極線(含4重量%之ThO的W)，一端連接於金屬箔(Mo)，未使用射極材料，陶瓷構件係使用石英。
    條件7：直線狀電極線(Ni)，一端連接於金屬箔(Mo)，未使用射極材料，陶瓷構件係使用透光性氧化鋁。
    條件8：線圈狀電極線(Ni)，一端連接於金屬箔(Mo)，未使用射極材料，陶瓷構件係使用石英。 (實施例3) (電極試驗3)
    其次，使用本發明的電極，變更在電極線表面上所形成由射極材料構成的層、以及在流路板中流通的氣體條件，測定電漿出現自然發火的最低供應電力。另外，放電電極係中空部，設為封入稀有氣體(250Torr)。
    條件9：直線狀電極線(Ni)，一端連接於金屬箔(Mo)，未使用射極材料，陶瓷構件係使用石英。
    條件10：直線狀電極線(Ni)，一端連接於金屬箔(Mo)；射極材料係將鈣鈦礦型結晶結構的TiSrO施行骨膠塗佈，經煅燒而形成；陶瓷構件係使用石英。
    條件11：直線狀電極線(Ni)、一端連接於金屬箔(Mo)；射極材料係將鈣鈦礦型結晶結構的MgO施行骨膠塗佈，經煅燒而形成；陶瓷構件係使用石英。
    條件12：直線狀電極線(Ni)、一端連接於金屬箔(Mo)；射極材料係將鈣鈦礦型結晶結構的TiO施行骨膠塗佈，經煅燒而形成；陶瓷構件係使用石英。
    條件13：直線狀電極線(Ni)、一端連接於金屬箔(Mo)；射極材料係將鈣鈦礦型結晶結構的TiSrO利用MOCVD而形成；陶瓷構件係使用石英。
    條件14：直線狀電極線(Ni)、一端連接於金屬箔(Mo)；射極材料係將鈣鈦礦型結晶結構的MgO利用MOCVD而形成；陶瓷構件係使用石英。
    條件15：直線狀電極線(Ni)、一端連接於金屬箔(Mo)；射極材料係將鈣鈦礦型結晶結構的TiO利用MOCVD而形成；陶瓷構件係使用石英。 (實施例4) (氮化膜之成膜評價1)
    當利用為介電質阻障放電用而準備的電極，使用高頻電源或低頻電源，使產生大氣壓電漿時，除僅對上及下電極間施加適當的執行電壓之外，例如對下電極施加作為偏壓的電壓，而緩和撞擊基板表面上的電子、或已荷電反應分子的撞擊能量，而控制基板的損傷，亦可使目標反應能更良好地進行。依不僅在電極與基板間，就連電極與電極間亦能產生電漿的方式施加偏壓電壓，而沉積氮化矽膜，並評價膜質。
    第9(a)、(b)、(c)圖所示係本發明實施例的化學氣相沈積裝置之電漿頭剖視圖。第9(a)圖所示係將基板設為接地電位，對複數電極依序施加正偏壓電壓、負偏壓電壓時的電漿生成狀態圖。第9(b)圖所示係第9(a)圖的基板電位設為浮動的情況。第9(c)圖所示係將基板設為接地電位，並對所有電極施加正偏壓電壓時的電漿生成狀態圖。
    經評價沉積膜，結果第9(a)圖所示情況係利用輝光放電生成安定的電漿，可獲得緻密的薄膜，相對於此，第9(b)、(c)圖的情況，雖利用輝光放電生成安定的電漿，但相較於第9(a)圖的情況，只能獲得欠缺緻密的薄膜。第9(a)圖的情況，就連相鄰接電極間亦有電漿形成，電漿區域擴大，成膜速度提高。又，正離子對基板的撞擊被緩和，因而判斷可減輕對沉積膜造成的損傷。
    另外，構成放電電極的構件係使用下述物。電漿激發頻率係使用13.56MHz。
    具中空部、真空密封
    電極線：直線狀電極線(Ni)，一端連接於金屬箔(Mo)，未使用射極材料。
    陶瓷構件：石英
    與習知法之利用熱化學氣相沈積(CVD)法進行氮化膜形成的情況相比較。本發明的成膜法，不管第9(a)、(b)、(c)圖任一者有施加偏壓的情況，相較於熱化學氣相沈積(CVD)法之下，均能發現沉積速度提升。其中，第9(a)圖所示施加偏壓的情況，可獲得特別高的成膜速度。另一方面，為評價所沉積的膜之膜質，便就利用緩衝氫氟酸進行的蝕刻速度施行評價。蝕刻速度越小，表示膜質越緻密。熱化學氣相沈積(CVD)法時，沉積速度雖較低，但可形成緻密的膜。相對於此，得知使用第9(a)、(b)、(c)圖所示電漿頭的本發明之化學氣相沈積(CVD)法中，特別係第9(a)圖所示情況，膜質成為最緻密。 (實施例5) (氮化膜之成膜評價2)
    針對與實施例4同樣的成膜評價實驗，改變電漿激發頻率實施。
    (實施例6)
    評價在緩和因諸如氬離子等正離子的撞擊，而造成基板損傷之目的下，對基板側施加正偏壓電壓方式的效果。第10圖所示係本發明實施例的化學氣相沈積裝置之電漿頭剖視圖。在沉積基板324的下方配置介電基板325，並在其下方配置偏壓電壓施加電極326。對偏壓電壓施加電極326，從電源327施加正偏壓電壓。由從電極322朝沉積基板324的氬正離子328所造成之基板損傷，判斷會因由偏壓電壓施加電極326所形成的電場而被緩和。實驗結果，所沉積薄膜的膜質，就有利用電源327施加正偏壓電壓的情況、與沒有施加的情況進行比較，得知前者會成為更緻密。 (實施例7)
    為調查放電電極的冷卻效果，便依13.56MHz、2000W的RF電力使持續產生Ar氣體電漿1小時後，測定電極溫度。結果，沒有施行冷卻時，電極溫度成為150℃，相對的，經利用Ar氣體及氮氣體施行冷卻的情況，各自的電極溫度分別為50℃、60℃，可獲得充分的冷卻效果。
    1、2、3‧‧‧電漿頭單元構件
    4、11、15‧‧‧氣體導入口
    5、12、16‧‧‧介電構件
    6、13、17‧‧‧電漿生成通路
    7、14、18‧‧‧電漿供應口
    8、9‧‧‧電極
    10‧‧‧緩衝構件
    13‧‧‧容器
    21、22、23‧‧‧電漿頭單元構件
    24、35‧‧‧氣體分配通路
    25、33‧‧‧介電構件
    26、36‧‧‧電漿生成通路
    27、37‧‧‧電漿供應口
    28、29‧‧‧電極
    30‧‧‧緩衝構件
    31‧‧‧氣體分配通路區域
    32‧‧‧電漿生成通路區域
    34‧‧‧氣體供應配管
    41、47、51‧‧‧氣體導入口
    42、48、52‧‧‧介電構件
    43、49、53‧‧‧電漿生成通路
    44、50、54‧‧‧電漿供應口
    45、46‧‧‧電極
    61、66、71‧‧‧氣體導入口
    62、67、72‧‧‧介電構件
    63、68、73‧‧‧電漿生成通路
    64、69、74‧‧‧感應線圈
    65、70、75‧‧‧電漿供應口
    81、88、95‧‧‧氣體導入口
    82、89、96‧‧‧介電構件
    83、90、97‧‧‧電漿生成通路
    84、92、99‧‧‧感應線圈
    85、91、98‧‧‧電漿供應口
    86、87、93、94‧‧‧線圈端子
    101、102‧‧‧原料氣體供應單元
    103‧‧‧電源
    104‧‧‧電漿頭
    105、106‧‧‧電漿
    107‧‧‧電漿反應區域
    108‧‧‧薄膜
    109‧‧‧基板
    110‧‧‧基板搬送單元
    111‧‧‧氣體導入口
    112‧‧‧電源
    113‧‧‧容器
    114、115‧‧‧電極
    116、117‧‧‧固態介電質
    118‧‧‧電漿
    119‧‧‧電漿吹出口
    120‧‧‧薄膜
    121‧‧‧基板
    201、202‧‧‧流路板
    203、204‧‧‧石英構件
    205、206‧‧‧電極線
    207、208‧‧‧氣體流動方向
    209‧‧‧基板
    210‧‧‧支撐構件
    211、215‧‧‧石英構件
    212、216‧‧‧電極線
    213、217‧‧‧電極拉出線
    214‧‧‧開口部
    218‧‧‧密封部
    301、306、311、321‧‧‧流路板
    302、307、312、322‧‧‧放電電極
    303、308、313、323‧‧‧電漿
    304、309、314、324‧‧‧基板
    305、310、315、325‧‧‧介電基板
    326‧‧‧偏壓電壓施加電極
    327‧‧‧偏壓電壓施加電源
    328‧‧‧氬正離子
    331、335、339‧‧‧流路板
    332、336、340‧‧‧流路
    333、334、337、338、341、342‧‧‧介電構件
    第1圖係本發明實施例的化學氣相沈積裝置之電極構造圖。
    第2(a)、(b)圖係本發明實施例的化學氣相沈積裝置之電極的製造方法圖。
    第3圖中，(a)係本發明電漿頭的第一具體例正視圖，(b)及(c)係第一具體例的側視圖。
    第4(a)、(b)圖分別係本發明電漿頭的第二具體例之正視圖及側視圖。
    第5圖中，(a)係本發明電漿頭的單元構件第一具體例正視圖，(b)及(c)係第一具體例的側視圖。
    第6圖中，(a)係本發明電漿頭的單元構件第二具體例正視圖，(b)及(c)係第二具體例的側視圖。
    第7圖中，(a)係本發明電漿頭的第三具體例單元構件之正視圖，(b)及(c)係第三具體例的側視圖。
    第8圖係本發明實施例的化學氣相沈積裝置剖視圖。
    第9(a)、(b)、(c)圖係本發明實施例的化學氣相沈積裝置之電漿頭剖視圖。
    第10圖係本發明實施例的化學氣相沈積裝置之電漿頭剖視圖。
    第11(a)~(c)圖係本發明實施例的化學氣相沈積裝置之流路板剖視圖。
    第12圖係習知化學氣相沈積裝置的剖視圖。
    201、202‧‧‧流路板
    203、204‧‧‧石英構件
    205、206‧‧‧電極線
    207、208‧‧‧氣體流動方向
    209‧‧‧基板
    210‧‧‧支撐構件
    权利要求:
    Claims (63)
    [1] 一種電漿化學氣相沈積裝置，其特徵在於：由流路板既定片數重疊構成，在上述流路板的氣體出口側端面設置放電電極；該放電電極係在具有中空部的陶瓷構件之該中空部內，呈非接觸狀態配置電極線構成。
    [2] 如申請專利範圍第1項之電漿化學氣相沈積裝置，其中，在上述流路板的側面形成氣體通路。
    [3] 如申請專利範圍第1或2項之電漿化學氣相沈積裝置，其中，上述中空部內係真空。
    [4] 如申請專利範圍第1或2項之電漿化學氣相沈積裝置，其中，在上述中空部內封入氣體，上述氣體係稀有氣體。
    [5] 如申請專利範圍第4項之電漿化學氣相沈積裝置，其中，上述中空部內係被減壓至250Torr以下。
    [6] 如申請專利範圍第4或5項之電漿化學氣相沈積裝置，其中，上述稀有氣體係Ar氣體或Ne氣體。
    [7] 如申請專利範圍第1至6項中任一項之電漿化學氣相沈積裝置，其中，上述電極線一端係連接於金屬箔，該該金屬箔之端成為外部拉出部，在其途中塞八陶瓷構件的一端而使該金屬箔呈接觸密封。
    [8] 如申請專利範圍第1至7項中任一項之電漿化學氣相沈積裝置，其中，上述電極線係由Ni或Ni合金構成。
    [9] 如申請專利範圍第1至7項中任一項之電漿化學氣相沈積裝置，其中，上述電極線係由含有Th或ThO的W構成。
    [10] 如申請專利範圍第9項之電漿化學氣相沈積裝置，其中，Th含量係4重量%以下。
    [11] 如申請專利範圍第1至10項中任一項之電漿化學氣相沈積裝置，其中，上述電極線係線圈狀電極線。
    [12] 如申請專利範圍第1至11項中任一項之電漿化學氣相沈積裝置，其中，在上述電極線的表面上形成由射極材料構成的層；上述射極材料係功函數較小於上述電極線材料的材料。
    [13] 如申請專利範圍第12項之電漿化學氣相沈積裝置，其中，上述射極材料係具有鈣鈦礦型結晶結構的材料。
    [14] 如申請專利範圍第12或13項之電漿化學氣相沈積裝置，其中，上述射極材料係從TiSrO、MgO、TiO所構成化合物群組中選擇任1種以上的化合物。
    [15] 如申請專利範圍第12至14項中任一項之電漿化學氣相沈積裝置，其中，由上述射極材料構成的層係將上述射極材料的原料利用研缽施行粉碎後，溶解於水中，使用骨膠塗佈於上述電極線的表面之後，經煅燒而形成的層。
    [16] 如申請專利範圍第12至14項中任一項之電漿化學氣相沈積裝置，其中，由上述射極材料構成的層係利用MOCVD形成的層。
    [17] 如申請專利範圍第7至16項中任一項之電漿化學氣相沈積裝置，其中，上述金屬箔係Mo或Mo合金。
    [18] 一種電漿化學氣相沈積裝置，其特徵在於：由流路板既定片數重疊構成，在上述流路板的氣體出口側端面設置放電電極；該放電電極係在陶瓷構件內部封入電極線或金屬箔構成。
    [19] 如申請專利範圍第18項之電漿化學氣相沈積裝置，其中，在上述流路板的側面形成氣體通路。
    [20] 如申請專利範圍第18或19項之電漿化學氣相沈積裝置，其中，上述金屬箔係Mo或Mo合金。
    [21] 如申請專利範圍第1至20項中任一項之電漿化學氣相沈積裝置，其中，上述陶瓷係石英。
    [22] 如申請專利範圍第1至20項中任一項之電漿化學氣相沈積裝置，其中，上述陶瓷係透光性氧化鋁。
    [23] 如申請專利範圍第1至22項中任一項之電漿化學氣相沈積裝置，其中，上述流路板係由具耐熱性的金屬構成。
    [24] 如申請專利範圍第1至22項中任一項之電漿化學氣相沈積裝置，其中，上述流路板係由陶瓷構成。
    [25] 如申請專利範圍第1至24項中任一項之電漿化學氣相沈積裝置，其中，在上述流路板的上述氣體出口側端面設有榫孔，在上述放電電極的一面上設有榫，藉由該榫孔嵌合於該榫，便將上述放電電極設置於上述流路板上。
    [26] 如申請專利範圍第1至24項中任一項之電漿化學氣相沈積裝置，其中，使用保持具，將上述放電電極設置於上述流路板的下面。
    [27] 如申請專利範圍第1至24項中任一項之電漿化學氣相沈積裝置，其中，上述流路板與上述放電電極係一體成形。
    [28] 如申請專利範圍第27項之電漿化學氣相沈積裝置，其中，上述氣體通路係在上述流路板與上述放電電極的一體成形後，經加工而形成。
    [29] 如申請專利範圍第27項項之電漿化學氣相沈積裝置，其中，上述氣體通路係在上述流路板與上述放電電極一體成形時便形成。
    [30] 如申請專利範圍第1至29項中任一項之電漿化學氣相沈積裝置，其中，在上述放電電極的相對向位置處配置基板。
    [31] 如申請專利範圍第30項之電漿化學氣相沈積裝置，其中，上述基板係可移動。
    [32] 如申請專利範圍第31項之電漿化學氣相沈積裝置，其中，上述基板係由輥輪對輥輪輸送的帶狀基板。
    [33] 如申請專利範圍第1至32項中任一項之電漿化學氣相沈積裝置，係氮化矽膜的成膜裝置。
    [34] 如申請專利範圍第1至32項中任一項之電漿化學氣相沈積裝置，係矽膜的成膜裝置。
    [35] 如申請專利範圍第1至34項中任一項之電漿化學氣相沈積裝置，其中，上述複數流路板中，至少供應氮源氣體與矽源氣體，且上述氮源氣體與上述矽源氣體係由不同的流路板供應。
    [36] 如申請專利範圍第1至34項中任一項之電漿化學氣相沈積裝置，其中，上述複數流路板中，至少供應氮源氣體與矽源氣體的混合氣體。
    [37] 如申請專利範圍第33至36項中任一項之電漿化學氣相沈積裝置，係為連續形成上述氮化矽膜或上述矽膜的裝置。
    [38] 如申請專利範圍第1至37項中任一項之電漿化學氣相沈積裝置，其中，上述氣體出口係朝下方向呈開口。
    [39] 如申請專利範圍第1至37項中任一項之電漿化學氣相沈積裝置，其中，上述氣體出口係朝水平方向呈開口。
    [40] 如申請專利範圍第31至39項中任一項之電漿化學氣相沈積裝置，其中，對複數上述放電電極及上述基板的偏壓電壓，係對相鄰上述放電電極交錯施加正偏壓電壓與負偏壓電壓，對上述基板施加負偏壓電壓而施行成膜。
    [41] 如申請專利範圍第31至39項中任一項之電漿化學氣相沈積裝置，其中，對複數上述放電電極及上述基板的偏壓電壓，係對相鄰上述放電電極交錯施加正偏壓電壓與負偏壓電壓，並以上述基板為浮動電位(floating potential)施行成膜。
    [42] 如申請專利範圍第31至39項中任一項之電漿化學氣相沈積裝置，其中，對複數上述放電電極及上述基板的偏壓電壓係對上述放電電極施加正偏壓電壓，並對上述基板施加負偏壓電壓而施行成膜。
    [43] 如申請專利範圍第40或41項之電漿化學氣相沈積裝置，其中，在上述基板的下方配置介電基板，對上述介電基板施加正偏壓電壓而施行成膜。
    [44] 如申請專利範圍第1至43項中任一項之電漿化學氣相沈積裝置，其中，上述放電電極係一邊利用稀有氣體或惰性氣體施行冷卻、一邊施行成膜。
    [45] 如申請專利範圍第1至44項中任一項之電漿化學氣相沈積裝置，其中，為電漿生成而利用上述放電電極所產生的電場係高頻電場或脈衝電場；上述高頻電場或脈衝電場的頻率係較低於13.56MHz的低頻率、或較高於13.56MHz的高頻率。
    [46] 如申請專利範圍第1至45項中任一項之電漿化學氣相沈積裝置，其中，在上述氣體通路內嵌入可移動的石英構件。
    [47] 一種放電電極，係在具有中空部的陶瓷構件之該中空部內，依非接觸狀態配置電極線。
    [48] 如申請專利範圍第47項之放電電極，其中，上述中空部內係真空。
    [49] 如申請專利範圍第47項之放電電極，其中，在上述中空部內封入氣體，上述氣體係稀有氣體。
    [50] 如申請專利範圍第49項之放電電極，其中，上述中空部內係被減壓至250Torr以下。
    [51] 如申請專利範圍第49或50項之放電電極，其中，上述稀有氣體係Ar氣體或Ne氣體。
    [52] 如申請專利範圍第47至51項中任一項之放電電極，其中，上述電極線一端係連接於金屬箔，該金屬箔之端成為外部拉出部，在其途中塞入陶瓷構件的一端而使該金屬箔呈接觸密封。
    [53] 如申請專利範圍第47至52項中任一項之放電電極，其中，上述電極線係由Ni或Ni合金構成。
    [54] 如申請專利範圍第47至53項中任一項之放電電極，其中，上述電極線係由含有Th或ThO的W構成。
    [55] 如申請專利範圍第54項之放電電極，其中，Th含量係4重量%以下。
    [56] 如申請專利範圍第47至55項中任一項之放電電極，其中，上述電極線係線圈狀電極線。
    [57] 如申請專利範圍第47至56項中任一項之放電電極，其中，在上述電極線的表面上形成由射極材料構成的層；上述射極材料係功函數較小於上述電極線材料的材料。
    [58] 如申請專利範圍第57項之放電電極，其中，上述射極材料係具有鈣鈦礦型結晶結構的材料。
    [59] 如申請專利範圍第57或58項之放電電極，其中，上述射極材料係從TiSrO、MgO、TiO所構成化合物群組中選擇任1種以上的化合物。
    [60] 如申請專利範圍第57至59項中任一項之放電電極，其中，由上述射極材料構成的層係將上述射極材料的原料利用研缽施行粉碎後，溶解於水中，使用骨膠塗佈於上述電極線的表面之後，經煅燒而形成的層。
    [61] 如申請專利範圍第57至59項中任一項之放電電極，其中，由上述射極材料構成的層係利用MOCVD形成的層。
    [62] 如申請專利範圍第52至61項中任一項之放電電極，其中，上述金屬箔係Mo或Mo合金。
    [63] 一種化學氣相沈積膜之製造方法，係使用申請專利範圍第1至46項中任一項之電漿化學氣相沈積裝置，形成化學氣相沈積膜。
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    法律状态:
    2020-09-11| MM4A| Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    JP2011125340||2011-06-03||
    JP2012081778||2012-03-30||
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