[发明专利]催化剂辅助化学气相生长装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种催化剂辅助化学气相生长装置，所述催化剂辅助化学气相生长装置是通过向设置在反应室内并被加热的丝状催化剂提供原料气体，并使产生的分解物沉积在上述反应室内的被成膜加工的基材上实现成膜的装置。

背景技术

催化剂辅助化学气相生长法(CAT-CVD：catalytic-Chemical Vapor Deposition)是如下一种成膜加工方法：向例如被加热到1500～2000℃的丝状催化剂提供反应气体，利用反应气体的催化反应或者热分解反应使产生的分解物(沉积物)沉积在被成膜加工的基材上。

催化剂辅助化学气相生长法，是将反应气体的分解物沉积在基材上而进行成膜加工，这一点类似于等离子CVD法。但由于催化剂辅助化学气相生长法是，利用在高温丝状催化剂上的反应气体的催化反应或热分解反应而产生分解物，所以与产生等离子由其使反应气体产生分解物的等离子CVD法相比，前者具有以下优点：不存在因等离子产生的表面损伤，而且原料气体的利用率也较高。

在形成硅(Si)系薄膜时使用催化剂辅助化学气相生长法。现有技术的催化剂辅助化学气相生长法中广泛使用钨(W)丝作为丝状催化剂(例如参照专利文献1)。但是钨和硅易于产生合金化反应(硅化现象)。当钨产生硅化现象时，会在表面产生裂纹而降低其机械强度，因此会缩短丝状催化剂的使用寿命。

作为比钨的硅化速度慢的材料具有钽(Ta)。在现有技术中有使用由钽丝制成丝状催化剂的硅薄膜形成方法(例如参照专利文献2)。

【专利文献1】日本发明专利公开公报特开2003-303780号

【专利文献2】日本发明专利公开公报特开2003-247062号

但钽比钨的机械强度低，尤其在高温环境中使用时其蠕变强度低。因此，将金属钽用作丝状催化剂时存在以下问题：被加热时会受热而伸长，从而线径会变小，其阻抗增大而出现温度上升，因此易于熔断。这无助于提高生产效率。

另外，在专利文献2中公开有在钽丝表面涂覆有氮化硼(BN)的丝状催化剂，但是利用氮化硼涂层也不能较好地延长丝状催化剂的使用寿命，所以人们期待着对其进一步进行改进。

发明内容

鉴于上述技术问题，本发明的目的是提供一种有助于延长丝状催化剂使用寿命的催化剂辅助化学气相生长装置。

为了实现上述目的，本发明一个实施方式所述的催化剂辅助化学气相生长装置具有反应室、气体导入源、丝状催化剂、加热源。

从上述气体导入源向上述反应室导入原料气体。

在钽丝表面形成其硼化物层而制成上述丝状催化剂，该丝状催化剂与设置在上述反应室内的被处理基板面对设置。

由上述加热源加热上述丝状催化剂。

具体实施方式

本发明一个实施方式所述的催化剂辅助化学气相生长装置具有反应室、气体导入源、丝状催化剂、加热源。

从上述气体导入源向上述反应室导入原料气体。

在钽丝表面形成其硼化物层而制成上述丝状催化剂，该丝状催化剂与设置在上述反应室内的被处理基板面对设置。

由上述加热源加热上述丝状催化剂。

采用上述结构时，由于金属钽的硼化物(硼化钽)的硬度比金属钽的高，所以利用表面形成有其硼化物层的钽丝作为丝状催化剂时，可以降低丝状催化剂的受热伸长量，提高其机械强度，从而有助于延长其使用寿命。另外，采用上述结构时，与在钽丝表面涂覆氮化硼或碳的结构相比，前者有助于延长丝状催化剂的使用寿命。

作为在钽丝表面形成其硼化物层的方法，其为：在反应室内设置钽丝，一边向反应室内导入乙硼烷(B₂H₆)气体一边对钽丝通电加热。对硼化物层的膜厚没有特殊限定，可根据钽丝加热温度、乙硼烷气体浓度、反应时间等适当调整。

上述催化剂辅助化学气相生长装置还可具有控制机构，由该控制机构通过连续通电而使上述加热源对上述丝状催化剂进行通电加热。

采用上述结构时，将表面形成有其硼化物层的钽丝用作丝状催化剂，对其进行通电加热而进行成膜加工。此时，由于设置有控制机构，以通过连续通电而对丝状催化剂进行通电加热，从而可在成膜加工过程中对丝状催化剂连续进行通电加热，所以，本发明能缓和对丝状催化剂的热冲击，从而能遏制硼化物层产生裂纹，进而有助于延长丝状催化剂的使用寿命。

下面参照附图说明本发明的实施方式。