JPH02243765A - 薄膜形成方法及びその装置 - Google Patents
薄膜形成方法及びその装置Info
- Publication number
- JPH02243765A JPH02243765A JP6424889A JP6424889A JPH02243765A JP H02243765 A JPH02243765 A JP H02243765A JP 6424889 A JP6424889 A JP 6424889A JP 6424889 A JP6424889 A JP 6424889A JP H02243765 A JPH02243765 A JP H02243765A
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- JP
- Japan
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- gas
- thin film
- glow discharge
- film
- reactive gas
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- Pending
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
良質な感光層を、微粉末を発生せずに高速で形成する方
法と装置に関し、 微粉末を発生させずに高速で良質の感光層を形成するこ
とのできるグロー放電ＣＶＤ装置を提供することを目的
とし、 放電電極に対向してセットされた基体の表面に、グロー
放電により生じるプラズマにより反応ガスから薄膜を形
成する化学気相成長法において、材料となる反応ガスが
プラズマ領域に導入される前に、紫外光で分解されない
程度に励起するように構成する。
法と装置に関し、 微粉末を発生させずに高速で良質の感光層を形成するこ
とのできるグロー放電ＣＶＤ装置を提供することを目的
とし、 放電電極に対向してセットされた基体の表面に、グロー
放電により生じるプラズマにより反応ガスから薄膜を形
成する化学気相成長法において、材料となる反応ガスが
プラズマ領域に導入される前に、紫外光で分解されない
程度に励起するように構成する。
本発明は、良質な感光層を、微粉末を発生せずに高速で
形成する方法と装置に関する 現在の複写機あるいは高速、高印字品質のプリンタは、
電子写真方式を用いたものが一般的である。この方式は
、−様帯電・画像露光・現像・転写・定着・除電・クリ
ーニングの工程で記録が行われる。いわゆるカールソン
プロセスであり、このカールソンプロセスによる電子写
真は周知である。この感光体について、近年セレン系よ
りも無公害な水素化アモルファスシリコン（ａ−３ｉ：
Ｈ）を主成分とするものの開発が進められている。
形成する方法と装置に関する 現在の複写機あるいは高速、高印字品質のプリンタは、
電子写真方式を用いたものが一般的である。この方式は
、−様帯電・画像露光・現像・転写・定着・除電・クリ
ーニングの工程で記録が行われる。いわゆるカールソン
プロセスであり、このカールソンプロセスによる電子写
真は周知である。この感光体について、近年セレン系よ
りも無公害な水素化アモルファスシリコン（ａ−３ｉ：
Ｈ）を主成分とするものの開発が進められている。
この種の感光体製造に使用される従来のグロー放電ＣＶ
Ｄ装置の構造説明図を第３図に示す。
Ｄ装置の構造説明図を第３図に示す。
第３図において、図中、１００は感光体の円筒状基体で
ある。この基体１００の表面へのａ−３ｉ：Ｈ膜の形成
は、次のように行われる。
ある。この基体１００の表面へのａ−３ｉ：Ｈ膜の形成
は、次のように行われる。
まず、図示のように真空容器１内に基体１００をセット
し、真空容器１内をロータリーポンプ２と油拡散ポンプ
３とで１０−６〜１Ｏ−７ｔｏｒｒの真空度に排気した
後、メカニカルブースタポンプ４とロータリーポンプ５
に切り替える。排気開始と同時に、回転機構６により駆
動されて基体１００は回転する。
し、真空容器１内をロータリーポンプ２と油拡散ポンプ
３とで１０−６〜１Ｏ−７ｔｏｒｒの真空度に排気した
後、メカニカルブースタポンプ４とロータリーポンプ５
に切り替える。排気開始と同時に、回転機構６により駆
動されて基体１００は回転する。
真空度が所定値に達すると、基体１００はその内側に位
置する円筒７の外周に巻装されたヒータ７ａにより１５
０〜３５０°Ｃに加熱される。８は各ポンプ系に設けら
れた真空バルブである。
置する円筒７の外周に巻装されたヒータ７ａにより１５
０〜３５０°Ｃに加熱される。８は各ポンプ系に設けら
れた真空バルブである。
一方、真空容器１内には、Ｓ ｉ ｔｌ ４ホンへ９等
によりシリコン原子を含有する反応性ガスがガス流量調
整器１０を経て導入される。そして、所定の流量、圧力
下で放電電極１１と基体１００の間に１３．５６ Ｍ１
１□の高周波電源１２によってグロー放電を生じさせる
。
によりシリコン原子を含有する反応性ガスがガス流量調
整器１０を経て導入される。そして、所定の流量、圧力
下で放電電極１１と基体１００の間に１３．５６ Ｍ１
１□の高周波電源１２によってグロー放電を生じさせる
。
このグロー放電により、反応性ガスは放電電極１１と基
体１００との間を動く電子（電子は高周波の周波数に従
って放電電極１１と基体１００との間を往復する）によ
り分解されて活性種となる。その結果基体１００上には
、この活性種の到来によって、水素化アモルファスシリ
コンを主体とした薄膜（感光層）が堆積、形成される。
体１００との間を動く電子（電子は高周波の周波数に従
って放電電極１１と基体１００との間を往復する）によ
り分解されて活性種となる。その結果基体１００上には
、この活性種の到来によって、水素化アモルファスシリ
コンを主体とした薄膜（感光層）が堆積、形成される。
１３は反応性ガス供給系に設けられたバルブである。
〔発明が解決しようとする課題］
上述のようなグロー放電ＣＶＤ装置により成膜を行う場
合、数トル程度の高いガス圧の下で成膜が行われるため
、成膜中にシリコンを含む微粉末が発生し、成膜後の除
去作業を必要としていた。
合、数トル程度の高いガス圧の下で成膜が行われるため
、成膜中にシリコンを含む微粉末が発生し、成膜後の除
去作業を必要としていた。
また、この場合の成膜速度は３〜５μｍ ／ ｈ ｒ程
度であり、電子写真用感光体としては必要な膜厚１０〜
５０μｍを得るのに、２〜士数時間を必要としていた。
度であり、電子写真用感光体としては必要な膜厚１０〜
５０μｍを得るのに、２〜士数時間を必要としていた。
微粉末の発生を抑えるには、低いガス圧が必要であり、
成膜速度を高めるには、高いガス圧が必要とされており
、現状では両者を満足させることは困難である。なお、
ガス圧を下げると成膜速度が低下するのは、活性種が基
体１００に到来する率が下がるためである。また、ＲＦ
パワー増加による高速成膜は、電子・イオン衝撃による
印字の白点波は明暗抵抗比の減少など膜質の劣化を招い
たいた（プラズマダメージ）。
成膜速度を高めるには、高いガス圧が必要とされており
、現状では両者を満足させることは困難である。なお、
ガス圧を下げると成膜速度が低下するのは、活性種が基
体１００に到来する率が下がるためである。また、ＲＦ
パワー増加による高速成膜は、電子・イオン衝撃による
印字の白点波は明暗抵抗比の減少など膜質の劣化を招い
たいた（プラズマダメージ）。
本発明は、微粉末を発生させずに高速で良質の感光層を
形成することのできるグロー放電ＣＶＤ装置を提供する
ことを目的とする。
形成することのできるグロー放電ＣＶＤ装置を提供する
ことを目的とする。
前記問題点は第１図に示されるように、放電電極１１に
対向してセットされた基体１００の表面に、グロー放電
により生じるプラズマにより反応ガスから薄膜を形成す
る化学気相成長法において、材料となる反応ガスがプラ
ズマ領域１８に導入される前に、紫外光１７で分解され
ない程度に励起する本発明の薄膜形成方法によって解決
される。
対向してセットされた基体１００の表面に、グロー放電
により生じるプラズマにより反応ガスから薄膜を形成す
る化学気相成長法において、材料となる反応ガスがプラ
ズマ領域１８に導入される前に、紫外光１７で分解され
ない程度に励起する本発明の薄膜形成方法によって解決
される。
本発明は、ガス導入口１６において、通常のＲＦプラズ
マＣＶＤでのグロー放電の前に、紫外光１７でシリコン
原子を含有する反応性ガス（Ｓｉ、Ｈ６など）を励起す
る。この励起は、反応ガスの分解を生じない程度の電子
状態を励起するものであり、光源窓１５への膜の付着を
伴わない。励起された反応ガスはＳｉ粉の発生しない低
圧下で、グロー放電領域１８に導入され、ＲＦパワー（
高いパワーのプラズマでなくても）で高分解され、基体
１００への成膜速度が高められる。
マＣＶＤでのグロー放電の前に、紫外光１７でシリコン
原子を含有する反応性ガス（Ｓｉ、Ｈ６など）を励起す
る。この励起は、反応ガスの分解を生じない程度の電子
状態を励起するものであり、光源窓１５への膜の付着を
伴わない。励起された反応ガスはＳｉ粉の発生しない低
圧下で、グロー放電領域１８に導入され、ＲＦパワー（
高いパワーのプラズマでなくても）で高分解され、基体
１００への成膜速度が高められる。
このように反応性ガスを２度にわたって活性化すること
により、低圧での高分解を達成し、成膜速度の向上と膜
質の劣下（プラズマダメージ）防止を同時に達成できる
。
により、低圧での高分解を達成し、成膜速度の向上と膜
質の劣下（プラズマダメージ）防止を同時に達成できる
。
以下、第１図及び第２図に関連して本発明の詳細な説明
する。なお、企図を通じて同一符号は同一対象物を示す
。
する。なお、企図を通じて同一符号は同一対象物を示す
。
第１図は本発明の一実施例の要部構造説明図である。図
は薄膜形成装置の要部（第３図の装置のＡ−Ａ断面部分
）であって、図示しない部分は第３図と全く同様であの
で、説明を省略する。
は薄膜形成装置の要部（第３図の装置のＡ−Ａ断面部分
）であって、図示しない部分は第３図と全く同様であの
で、説明を省略する。
第１図において、１は真空容器、１１は放電電極、１４
は光励起領域、１５は光源窓、１６はガス導入口、１７
は紫外光、１８はグロー放電領域、１００は基体を示す
。
は光励起領域、１５は光源窓、１６はガス導入口、１７
は紫外光、１８はグロー放電領域、１００は基体を示す
。
材料の反応ガスが導入されるガス導入口１６は、光励起
領域につながっている。反応ガス（実施例ではジシラン
Ｓｉ２Ｈ６を使用）は所定流量に調節され、ガス導入口
１６から真空容器１内導入される。
領域につながっている。反応ガス（実施例ではジシラン
Ｓｉ２Ｈ６を使用）は所定流量に調節され、ガス導入口
１６から真空容器１内導入される。
このとき、反応ガスは本発明で設けた光励起領域１４に
おいて、紫外光１７が光源窓１５から照射され、この紫
外光１７によって反応ガスが分解されない程度に励起さ
れる。この励起された材料ガスは、放電電極（放電電極
にガス流入穴がある）１１内を経てグロー放電領域１８
に導かれる。そこで、従来のＲＦグロー放電によるプラ
ズマによりさらに励起され、活性・分解化されたガスは
、加熱された基体１００上に成膜される。
おいて、紫外光１７が光源窓１５から照射され、この紫
外光１７によって反応ガスが分解されない程度に励起さ
れる。この励起された材料ガスは、放電電極（放電電極
にガス流入穴がある）１１内を経てグロー放電領域１８
に導かれる。そこで、従来のＲＦグロー放電によるプラ
ズマによりさらに励起され、活性・分解化されたガスは
、加熱された基体１００上に成膜される。
第２図は本発明と従来法（ＲＦグロー放電のみ）との成
膜速度の比較を示す。なお、成膜速度は従来法Ｉ Ｔｏ
ｒｒでの値で規格化しである。
膜速度の比較を示す。なお、成膜速度は従来法Ｉ Ｔｏ
ｒｒでの値で規格化しである。
その時の条件を下表に示す。
表−一底■条件
上記条件による実験結果は第２図に示すように本発明で
は、ガス圧が０．０２〜０．０５Ｔｏｒｒで、成膜速度
が１６μｍ ／ｈｒであり、これに対して従来法は、ガ
ス圧がｌ Ｔｏｒｒで１０μｍ ／ｈｒであり、大きく
改善できた。この結果、ガス圧の低いことにより微粉末
の発生が抑えられ、さらに、低いガス圧で成膜速度を高
めているので、高速で良質の感光層を形成することがで
きる。
は、ガス圧が０．０２〜０．０５Ｔｏｒｒで、成膜速度
が１６μｍ ／ｈｒであり、これに対して従来法は、ガ
ス圧がｌ Ｔｏｒｒで１０μｍ ／ｈｒであり、大きく
改善できた。この結果、ガス圧の低いことにより微粉末
の発生が抑えられ、さらに、低いガス圧で成膜速度を高
めているので、高速で良質の感光層を形成することがで
きる。
このとき、紫外光は重水素ランプであるが、アルゴンフ
ッソ（ＡｒＦ）エキシマレーザや水銀ランプを用いても
同様な結果が得られた。ブロードな波長域をもつインコ
ヒーレント光の場合、フィルターによる波長域の選択を
行っても良い。
ッソ（ＡｒＦ）エキシマレーザや水銀ランプを用いても
同様な結果が得られた。ブロードな波長域をもつインコ
ヒーレント光の場合、フィルターによる波長域の選択を
行っても良い。
また、実施例では、反応ガスをジシラン５ｉｚＨ６を使
用したが、モノシランＳｉＨ４、或いはトリシランＳｉ
：＋８＋＋を使用しても同様の結果が得られた。
用したが、モノシランＳｉＨ４、或いはトリシランＳｉ
：＋８＋＋を使用しても同様の結果が得られた。
以上説明したように本発明によれば、反応ガスを２度に
わたって活性化することにより、低圧での高分解を達成
し、成膜速度の向上と膜質の劣化（プラズマダメージ）
防止を同時に達成した。これにより、ＲＦパワー増加に
よる高速成膜のような、電子・イオン衝撃による印字の
白点波は明暗抵抗比の減少などの膜質の劣化がない。
わたって活性化することにより、低圧での高分解を達成
し、成膜速度の向上と膜質の劣化（プラズマダメージ）
防止を同時に達成した。これにより、ＲＦパワー増加に
よる高速成膜のような、電子・イオン衝撃による印字の
白点波は明暗抵抗比の減少などの膜質の劣化がない。
また、紫外線によるガス励起が、ガスが分解しない程度
の光励起ゆえ、光源窓１５への膜の付着がなく、安定な
成膜が可能となった。
の光励起ゆえ、光源窓１５への膜の付着がなく、安定な
成膜が可能となった。
以上説明したように本発明によれば、放電電極１１外側
に第一励起空間（光励起領域１４）を形成し、そこで紫
外線を照射して分解しない程度にガスを励起し、その励
起したガスを放電電極と基体間のＲＦグロー放電により
分解されるので、シリコン粉発生のない低ガス圧での高
速成膜が可能となった。また、分解しない程度の光励起
ゆえ窓への膜の付着はなく、安定な成膜が可能となった
。
に第一励起空間（光励起領域１４）を形成し、そこで紫
外線を照射して分解しない程度にガスを励起し、その励
起したガスを放電電極と基体間のＲＦグロー放電により
分解されるので、シリコン粉発生のない低ガス圧での高
速成膜が可能となった。また、分解しない程度の光励起
ゆえ窓への膜の付着はなく、安定な成膜が可能となった
。
第１図は本発明の一実施例の要部構造説明図、第２図は
本発明と従来法との成膜速度の比較、第３図は従来のグ
ロー放電ＣＶＤ装置の構造説明図である。 図において、 １は真空容器、 １１は放電電極、 １４は光励起領域、 １５は光源窓、 １６はガス導入口、 １７は紫外光、 １８はグロー放電領域、
本発明と従来法との成膜速度の比較、第３図は従来のグ
ロー放電ＣＶＤ装置の構造説明図である。 図において、 １は真空容器、 １１は放電電極、 １４は光励起領域、 １５は光源窓、 １６はガス導入口、 １７は紫外光、 １８はグロー放電領域、
Claims (2)
- （１）放電電極（１１）に対向してセットされた基体（
１００）の表面に、グロー放電により生じるプラズマに
より反応ガスから薄膜を形成する化学気相成長法におい
て、 材料となる反応ガスがプラズマ領域（１８）に導入され
る前に、紫外光（１７）で分解されない程度に励起する
ことを特徴とする薄膜形成方法。 - （２）放電電極（１１）に対向してセットされた基体（
１００）の表面に、グロー放電により生じるプラズマに
より反応性ガスから薄膜を形成する化学気相成長装置に
おいて、 材料となる反応ガスがプラズマ領域（１８）に導入され
る前に、紫外光（１７）で分解されない程度に励起する
光励起領域（１４）を備えたことを特徴とする薄膜形成
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6424889A JPH02243765A (ja) | 1989-03-16 | 1989-03-16 | 薄膜形成方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6424889A JPH02243765A (ja) | 1989-03-16 | 1989-03-16 | 薄膜形成方法及びその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02243765A true JPH02243765A (ja) | 1990-09-27 |
Family
ID=13252666
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6424889A Pending JPH02243765A (ja) | 1989-03-16 | 1989-03-16 | 薄膜形成方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02243765A (ja) |
-
1989
- 1989-03-16 JP JP6424889A patent/JPH02243765A/ja active Pending
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