JPH0456448B2 - - Google Patents
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- JPH0456448B2 JPH0456448B2 JP58081462A JP8146283A JPH0456448B2 JP H0456448 B2 JPH0456448 B2 JP H0456448B2 JP 58081462 A JP58081462 A JP 58081462A JP 8146283 A JP8146283 A JP 8146283A JP H0456448 B2 JPH0456448 B2 JP H0456448B2
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- reaction vessel
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- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/32623—Mechanical discharge control means
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- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/50—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
- C23C16/505—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using radio frequency discharges
- C23C16/509—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using radio frequency discharges using internal electrodes
- C23C16/5096—Flat-bed apparatus
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/32532—Electrodes
- H01J37/32541—Shape
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- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
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- H10F71/10—Manufacture or treatment of devices covered by this subclass the devices comprising amorphous semiconductor material
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- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
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- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
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- H10P14/34—Deposited materials, e.g. layers
- H10P14/3438—Doping during depositing
- H10P14/3441—Conductivity type
- H10P14/3442—N-type
-
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- H10P14/3444—P-type
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、反応室内にSiを含むガスを導入する
とともにグロー放電を生起することにより被成膜
体（基板）上にアモルフアスシリコン膜を成膜す
るアモルフアスシリコン成膜装置の改良に関す
る。
とともにグロー放電を生起することにより被成膜
体（基板）上にアモルフアスシリコン膜を成膜す
るアモルフアスシリコン成膜装置の改良に関す
る。
アモルフアスシリコン（以後ａ−Siと記す。）
は、優れた光導電性材料として光電変換部材、太
陽電池、電子写真用感光体、薄膜トランジスター
などへの応用が試みられており、すでに実用化さ
れているものも数多く存在している。
は、優れた光導電性材料として光電変換部材、太
陽電池、電子写真用感光体、薄膜トランジスター
などへの応用が試みられており、すでに実用化さ
れているものも数多く存在している。
ａ−Siは、単結晶に比べて大面積化が可能であ
り、しかも種々の形状の被成膜体（基板）に成膜
する事ができるため今後増々応用され、発展して
いく事が期待される。
り、しかも種々の形状の被成膜体（基板）に成膜
する事ができるため今後増々応用され、発展して
いく事が期待される。
ａ−siの成膜方法は、高周波グロー放電法、反
応性スパツタリング法、CVD法などが用いられ
ているが、中でもSi原子を母体として含むガス、
例えばSiH4、Si2H6ガスなどを高周波グロー放電
により分解して成膜する法が近年用いられてい
る。
応性スパツタリング法、CVD法などが用いられ
ているが、中でもSi原子を母体として含むガス、
例えばSiH4、Si2H6ガスなどを高周波グロー放電
により分解して成膜する法が近年用いられてい
る。
この種、アモルフアスシリコン成膜装置として
第１図に示すようなものが知られている。すなわ
ち、図中１は真空反応容器であり、この真空反応
容器１の反応室２内底部には基台３が配置されて
いるとともに反応室２内上方には絶縁体４を介し
て対向電極５が配置されている。
第１図に示すようなものが知られている。すなわ
ち、図中１は真空反応容器であり、この真空反応
容器１の反応室２内底部には基台３が配置されて
いるとともに反応室２内上方には絶縁体４を介し
て対向電極５が配置されている。
また、基台３上に置かれた導電性基板６は基板
加熱用ヒータ７によつて加熱されるようになつて
いる。
加熱用ヒータ７によつて加熱されるようになつて
いる。
また、上記対向電極５には高周波電源などの放
電生起用電源８が接続されている。
電生起用電源８が接続されている。
さらに、真空反応容器２にはバルブ９を介して
高真空排気系１０が、また、ガス圧調整バルブ１
１を介して大流量排気系１２が接続されていると
ともにガスバルブ１３を介して原料ガス供給系１
４が接続された構成となつている。
高真空排気系１０が、また、ガス圧調整バルブ１
１を介して大流量排気系１２が接続されていると
ともにガスバルブ１３を介して原料ガス供給系１
４が接続された構成となつている。
しかして、予めガスバルブ１３とガス圧調整バ
ルブ１１を閉じた状態とするとともにバルブ９を
開いた状態で真空反応容器１内を図示しない拡散
ポンプ、回転ポンプ系の高真空排気系１０を用い
て10-6torr程度の真空に引く。この時導電性基板
６を支持体加熱用ヒータ７により150〜300℃の間
の所定の温度に昇温しておく。
ルブ１１を閉じた状態とするとともにバルブ９を
開いた状態で真空反応容器１内を図示しない拡散
ポンプ、回転ポンプ系の高真空排気系１０を用い
て10-6torr程度の真空に引く。この時導電性基板
６を支持体加熱用ヒータ７により150〜300℃の間
の所定の温度に昇温しておく。
ついで、ガスバルブ１３を開いて原料ガス１５
としてSiH4又はSi2H6等のSiを含むガスあるいは
siを含むガスと必要に応じてB2H6又はPH3等の
ガス混合ガス、あるいは、Siを含むガスとＣを含
むガス、Ｎを含むガス、Ｏを含むガスの混合ガス
を真空反応容器４入へ導入すると同時にバルブ９
とガス圧調節バルブ１１を切換えて排気系を図示
しない拡散ポンプ、回転ポンプ等を備えた高真空
排気系１０からメカニカルブースターポンプ、回
転ポンプ等を備えた大流量排気系１２に切換え
る。
としてSiH4又はSi2H6等のSiを含むガスあるいは
siを含むガスと必要に応じてB2H6又はPH3等の
ガス混合ガス、あるいは、Siを含むガスとＣを含
むガス、Ｎを含むガス、Ｏを含むガスの混合ガス
を真空反応容器４入へ導入すると同時にバルブ９
とガス圧調節バルブ１１を切換えて排気系を図示
しない拡散ポンプ、回転ポンプ等を備えた高真空
排気系１０からメカニカルブースターポンプ、回
転ポンプ等を備えた大流量排気系１２に切換え
る。
つぎに、図示しない流量コントローラによつて
Siを含むガス又はその他のドーピングガスは所定
の流量になる様調整するとともに図示しないメカ
ニカルブースターポンプに接続されているバルブ
９の開閉によつて、真空反応容器１内の圧力が
0.1〜1torrの間の所定の値になる様設定する。
Siを含むガス又はその他のドーピングガスは所定
の流量になる様調整するとともに図示しないメカ
ニカルブースターポンプに接続されているバルブ
９の開閉によつて、真空反応容器１内の圧力が
0.1〜1torrの間の所定の値になる様設定する。
そして、こののち高周波電源などの放電生起用
電源８から周波数13.56MHzの高周波電力を10W
〜1kWの間の所定の値で基板６と対向した対向
電極５に印加することにより基台３と対向電極９
との間にグロー放電を生起させる。
電源８から周波数13.56MHzの高周波電力を10W
〜1kWの間の所定の値で基板６と対向した対向
電極５に印加することにより基台３と対向電極９
との間にグロー放電を生起させる。
しかして、Siを含むガス又はSiを含むガスとの
混合ガスのプラズマを生起し、基板６上へのａ−
Si膜の成膜が開始されることになる。
混合ガスのプラズマを生起し、基板６上へのａ−
Si膜の成膜が開始されることになる。
なお、この時成膜に寄与しなかつたSiを含むガ
ス又はその他のガスのラジカルは図示しないメカ
ニカルブースターポンプ、回転ポンプ、を備えた
大流量排気系１２を介して排出されたのち燃焼
塔、水スクラバーを通過の後、大気中へ廃気され
る。
ス又はその他のガスのラジカルは図示しないメカ
ニカルブースターポンプ、回転ポンプ、を備えた
大流量排気系１２を介して排出されたのち燃焼
塔、水スクラバーを通過の後、大気中へ廃気され
る。
ところでこの様なグロー放電による成膜プロセ
スでは成膜条件によつては、Siを含むガスのラジ
カルによるポリマリゼーシヨンが生じ、そのため
粉状のSiの副生成物を生じた。
スでは成膜条件によつては、Siを含むガスのラジ
カルによるポリマリゼーシヨンが生じ、そのため
粉状のSiの副生成物を生じた。
特に、電子写真感光体用のａ−Si膜を成膜する
場合膜圧を最低でも15μｍ必要とするため、量産
性を考慮すると成膜速度を上げる必要に迫られ
る。
場合膜圧を最低でも15μｍ必要とするため、量産
性を考慮すると成膜速度を上げる必要に迫られ
る。
成膜速度を上げるためには、通常真空反応容器
１内の圧力を上げ、かつ高周波出力をより大きく
対向電極５へ印加しなければならないが、高圧、
ハイパワーの条件下では、前述の粉状Siの副生成
物が大量に発生し、例えば第１図の２点鎖線ハツ
チングで示す凹部Ａ…に集中的に付着した。この
様な粉状Siの副生成物は、大量に発生すると排気
系の目づまりを生ずる他、基板６上へのａ−Si膜
成膜中に、膜中に取り込まれて、膜質を著しく低
下させたり、又、毎回の成膜ごとに真空反応容器
１内を長時間かけて清浄しなければならない等ａ
−Si膜の量産時には多くの問題点を生じさせた。
１内の圧力を上げ、かつ高周波出力をより大きく
対向電極５へ印加しなければならないが、高圧、
ハイパワーの条件下では、前述の粉状Siの副生成
物が大量に発生し、例えば第１図の２点鎖線ハツ
チングで示す凹部Ａ…に集中的に付着した。この
様な粉状Siの副生成物は、大量に発生すると排気
系の目づまりを生ずる他、基板６上へのａ−Si膜
成膜中に、膜中に取り込まれて、膜質を著しく低
下させたり、又、毎回の成膜ごとに真空反応容器
１内を長時間かけて清浄しなければならない等ａ
−Si膜の量産時には多くの問題点を生じさせた。
一方では、前述のごとく、真空反応容器１内が
高圧で、印加する高周波出力を高くしても成膜速
度が６〜8μｍ／１時間程度で収束してしまい、
電子写真感光体用のａ−Si膜を成膜するためには
成膜時間だけで最低３時間が必要となり、真空引
き、基板の昇温、さらには成膜後の冷去時間を考
慮するとそれだけで６時間という長時間を要し、
量産性に多きな障害を残すといつた問題がある。
高圧で、印加する高周波出力を高くしても成膜速
度が６〜8μｍ／１時間程度で収束してしまい、
電子写真感光体用のａ−Si膜を成膜するためには
成膜時間だけで最低３時間が必要となり、真空引
き、基板の昇温、さらには成膜後の冷去時間を考
慮するとそれだけで６時間という長時間を要し、
量産性に多きな障害を残すといつた問題がある。
本発明は、上記事情にもとづきなされたもの
で、その目的とするところは、簡単な構成であり
ながら成膜速度が速く、しかも反応室内における
粉末状生成物の発生を防止でき、極めて良好なア
モルフアスシリコン膜の成膜ができるとともに装
置の保守等が容易なアモルフアスシリコン成膜装
置を提供しようとするものである。
で、その目的とするところは、簡単な構成であり
ながら成膜速度が速く、しかも反応室内における
粉末状生成物の発生を防止でき、極めて良好なア
モルフアスシリコン膜の成膜ができるとともに装
置の保守等が容易なアモルフアスシリコン成膜装
置を提供しようとするものである。
本発明は、かかる目的を達成するために、反応
室内にSiを含むガスを導入するとともにグロー放
電を生起することにより基板上にアモルフアスシ
リコン膜を成膜するアモルフアスシリコン成膜装
置において、前記Siを含むガスのプラズマ領域を
導電性のメツシユで囲むことにより、前記メツシ
ユの内側でSiが前記基板上へ成膜される事によつ
て減少する前記Siを含むガスの圧力と前記メツシ
ユの外側のSiを含むガスの圧力の差圧によつて、
前記外側のSiを含むガスが前記メツシユを通つ
て、内側へ供給される構成、または、メツシユで
囲まれたプラズマ領域中で生成されたラジカル
が、前記メツシユの外側領域へ拡散・消滅する事
を前記メツシユによつて防止する事によつて、前
記基板上でのラジカルの濃度を増大させ得る構成
としたものである。
室内にSiを含むガスを導入するとともにグロー放
電を生起することにより基板上にアモルフアスシ
リコン膜を成膜するアモルフアスシリコン成膜装
置において、前記Siを含むガスのプラズマ領域を
導電性のメツシユで囲むことにより、前記メツシ
ユの内側でSiが前記基板上へ成膜される事によつ
て減少する前記Siを含むガスの圧力と前記メツシ
ユの外側のSiを含むガスの圧力の差圧によつて、
前記外側のSiを含むガスが前記メツシユを通つ
て、内側へ供給される構成、または、メツシユで
囲まれたプラズマ領域中で生成されたラジカル
が、前記メツシユの外側領域へ拡散・消滅する事
を前記メツシユによつて防止する事によつて、前
記基板上でのラジカルの濃度を増大させ得る構成
としたものである。
以下、本発明を第２図および第３図に示す一実
施例を参照して説明する。第２図および第３図は
被成膜体が平板であるところのａ−Si膜の成膜装
置を示し、図中２０は反応式２０ａを形成する真
空反応容器であり、この真空反応容器２０内底部
中央には基台２１が配置されているとともにこの
基台２１の上方には対向電極２２が配置されてい
る。
施例を参照して説明する。第２図および第３図は
被成膜体が平板であるところのａ−Si膜の成膜装
置を示し、図中２０は反応式２０ａを形成する真
空反応容器であり、この真空反応容器２０内底部
中央には基台２１が配置されているとともにこの
基台２１の上方には対向電極２２が配置されてい
る。
また、基台２１上に置かれた被成膜体である導
電性基板２３は加熱ヒータ２４によつて加熱され
るようになつている。
電性基板２３は加熱ヒータ２４によつて加熱され
るようになつている。
また、対向電極２２には高周波電源などの放電
生起要電源２５が接続されている。さらに、真空
反応容器２０にはバルブ２６を備えた排気系２７
およびバルブ２８を備えたガス導入管２９が接続
された構成となつている。
生起要電源２５が接続されている。さらに、真空
反応容器２０にはバルブ２６を備えた排気系２７
およびバルブ２８を備えたガス導入管２９が接続
された構成となつている。
また真空反応容器２０内には接地された状態に
円筒形メツシユ３０が設けられ、上記基台２１お
よび対向電極２２はこの内部に収容された状態と
なつており、主にプラズマが生成される対向電極
２２と基台２１との相互対向面間のプラズマ領域
３１を上記メツシユ３０で囲繞した構成となつて
いる。
円筒形メツシユ３０が設けられ、上記基台２１お
よび対向電極２２はこの内部に収容された状態と
なつており、主にプラズマが生成される対向電極
２２と基台２１との相互対向面間のプラズマ領域
３１を上記メツシユ３０で囲繞した構成となつて
いる。
すなわち、本発明ではプラズマ領域３１をメツ
シユ３０で囲繞することによりSH3、SiH2、SiH
等のラジカルがメツシユ３０外に拡散、消滅する
のを防止した事を特徴とする。
シユ３０で囲繞することによりSH3、SiH2、SiH
等のラジカルがメツシユ３０外に拡散、消滅する
のを防止した事を特徴とする。
しかして、このような構成によればSiを含むガ
ス又は必要に応じてSiを含むガスとドーピングガ
スの混合ガスは、ガス導入管２９より真空反応容
器２０内へ導入されるがその大部分は第３図実線
矢印Ｂに示すごとく、円筒形メツシユ３０の外側
を通つて排気される。対向電極２２と基台２１の
間では、Siを含むガス又は必要に応じてSiを含む
混合ガスのラジカルが生成され基板２３上へａ−
Si膜が生成されているが、不用なガスはこの領域
へは侵入して来ないため、余分なラジカル同士の
重合による粉状Siの副生成膜は原理的に生じな
い。
ス又は必要に応じてSiを含むガスとドーピングガ
スの混合ガスは、ガス導入管２９より真空反応容
器２０内へ導入されるがその大部分は第３図実線
矢印Ｂに示すごとく、円筒形メツシユ３０の外側
を通つて排気される。対向電極２２と基台２１の
間では、Siを含むガス又は必要に応じてSiを含む
混合ガスのラジカルが生成され基板２３上へａ−
Si膜が生成されているが、不用なガスはこの領域
へは侵入して来ないため、余分なラジカル同士の
重合による粉状Siの副生成膜は原理的に生じな
い。
また、プラズマの生起している領域３１をメツ
シユ３０で囲みラジカルのメツシユ３０外への拡
散・消滅を防止する事によつて対向電極２２と基
台２１の間に存在する陽光柱３２が上下に広が
り、基板２３のごく近傍にきわめて発光強度の強
い陽光柱３２が生じ、結果的に成膜速度は飛躍的
に大きくなる事が本発明者らによつて確認され
た。
シユ３０で囲みラジカルのメツシユ３０外への拡
散・消滅を防止する事によつて対向電極２２と基
台２１の間に存在する陽光柱３２が上下に広が
り、基板２３のごく近傍にきわめて発光強度の強
い陽光柱３２が生じ、結果的に成膜速度は飛躍的
に大きくなる事が本発明者らによつて確認され
た。
さらには、ａ−Si膜（図示しない）が基板２３
上へ成膜されるにつれて、メツシユ３０の内側に
は、Siを含むガスが減少して来るがその都度、メ
ツシユ３０の網目を通じて必要な量のガスのみが
第３図の破線矢印Ｃ…で示すようにメツシユ３０
の内側に供給されるシステムとなつているため効
率良くａ−Si膜の成膜が可能となる。
上へ成膜されるにつれて、メツシユ３０の内側に
は、Siを含むガスが減少して来るがその都度、メ
ツシユ３０の網目を通じて必要な量のガスのみが
第３図の破線矢印Ｃ…で示すようにメツシユ３０
の内側に供給されるシステムとなつているため効
率良くａ−Si膜の成膜が可能となる。
また本発明では、対向電極２２と基台２１を単
純にメツシユで囲つているだけでなく、細かな配
慮がなされている。
純にメツシユで囲つているだけでなく、細かな配
慮がなされている。
すなわち、対向電極２２に印加される高周波出
力は最も近い接地された部分に集中して投入され
てしまう。本発明の場合これがメツシユ３０に相
当する。
力は最も近い接地された部分に集中して投入され
てしまう。本発明の場合これがメツシユ３０に相
当する。
従つて単に対向電極２２と基台２１をメツシユ
３０で囲んだのでは、高周波出力を大きくすれば
するほど対向電極２２とメツシユ３０の間のプラ
ズマ発光が強くなるのみで、高周波出力は対向電
極２２と基台２１の間のプラズマ領域３１には投
入されない。
３０で囲んだのでは、高周波出力を大きくすれば
するほど対向電極２２とメツシユ３０の間のプラ
ズマ発光が強くなるのみで、高周波出力は対向電
極２２と基台２１の間のプラズマ領域３１には投
入されない。
そこで本発明では対向電極２２とメツシユ３０
の間の距離d1は発生しているプラズマ領域３１の
電子の平均自由行程以下になる様注意深く設定さ
れている。
の間の距離d1は発生しているプラズマ領域３１の
電子の平均自由行程以下になる様注意深く設定さ
れている。
通常、真空反応容器２０内の圧力が0.1〜
1.0torrであればこの距離d1は、５mm以下で良い。
本発明の実施例ではd1は３mmとした。この事によ
つて、対向電極２２とメツシユ３０の間の空間は
いわゆるダーク・スペース・シールド領域となり
プラズマ発光は起らない。
1.0torrであればこの距離d1は、５mm以下で良い。
本発明の実施例ではd1は３mmとした。この事によ
つて、対向電極２２とメツシユ３０の間の空間は
いわゆるダーク・スペース・シールド領域となり
プラズマ発光は起らない。
従つて印加する高周波出力を大きくすれば大き
くするほど対向電極２２と基台３０の間に高周波
出力が投入され、基板２３近傍の陽光柱３２の発
光強度が強くなり成膜速度が増大することにな
る。
くするほど対向電極２２と基台３０の間に高周波
出力が投入され、基板２３近傍の陽光柱３２の発
光強度が強くなり成膜速度が増大することにな
る。
つぎに、さらに詳細な具体例について説明す
る。
る。
まず、真空反応容器２０内を10-6torrの真空に
引き、基板２３を230℃に昇温した後バルブ２８
を開にして、純SiH4ガス50SCCMを、真空反応
容器２０内へ導入すると同時に排気系２７を図示
しない拡散ポンプ、回転ポンプを備えた高真空排
気系からメカニカルブースターポンプ・回転ポン
プを備えた大流量排気系へ切り替えた。
引き、基板２３を230℃に昇温した後バルブ２８
を開にして、純SiH4ガス50SCCMを、真空反応
容器２０内へ導入すると同時に排気系２７を図示
しない拡散ポンプ、回転ポンプを備えた高真空排
気系からメカニカルブースターポンプ・回転ポン
プを備えた大流量排気系へ切り替えた。
真空反応容器２０内の圧力が0.2torrになる様
調節した後対向電極２２に高周波出力50Wを印加
し、１時間のａ−Si；Ｈ膜（図示しない）の成膜
を行なつた。
調節した後対向電極２２に高周波出力50Wを印加
し、１時間のａ−Si；Ｈ膜（図示しない）の成膜
を行なつた。
ついで、SiH4ガスの導入を止めバルブ２６を
全開にして、真空反応容器２０内を10-4torrまで
真空に引き、基板２３の温度が100℃以下になる
のを待つて基板23を大気中へ取り出した。
全開にして、真空反応容器２０内を10-4torrまで
真空に引き、基板２３の温度が100℃以下になる
のを待つて基板23を大気中へ取り出した。
膜厚測定の結果、ａ−Si；Ｈ膜は15μｍであつ
た。
た。
また電気特性を測定したところ、暗抵抗比で
1011Ω・cm、650μｍの波長で1015photons／cm2・
secの光照射に対し光抵抗比は107Ω・cmであり、
従来装置によつて低速成膜のａ−Si；Ｈ膜と比べ
て何ら特性の劣化が見られなかつた。
1011Ω・cm、650μｍの波長で1015photons／cm2・
secの光照射に対し光抵抗比は107Ω・cmであり、
従来装置によつて低速成膜のａ−Si；Ｈ膜と比べ
て何ら特性の劣化が見られなかつた。
また、真空反応容器２０内には粉末Siの副生成
物は、まつたく付着していなかつた。
物は、まつたく付着していなかつた。
つぎに、第４図を参照して、被成膜体を電子写
真用のドラム状感光体としたものについて説明す
る。
真用のドラム状感光体としたものについて説明す
る。
図中４０はベースで、このベース４０の上面に
は反応室４１ａを形成する真空反応容器４１が接
置されている。さらに、上記真空反応容器４１内
には有底円筒状の対向電極兼用ガス噴出管４２が
有底部が上側になる状態に設けられている。
は反応室４１ａを形成する真空反応容器４１が接
置されている。さらに、上記真空反応容器４１内
には有底円筒状の対向電極兼用ガス噴出管４２が
有底部が上側になる状態に設けられている。
また、上記ベース４０上にはモータ４３を駆動
源とする歯車機構４４を介して所定の速度で回転
するターンテーブル４５が設けられ、このターン
テーブル４５上には、受台４６を介してヒータ４
７およびこのヒータ４７に外嵌される状態で被成
膜体としてのAl等の導電性のドラム状基板４８
が載置されるように構成されている。
源とする歯車機構４４を介して所定の速度で回転
するターンテーブル４５が設けられ、このターン
テーブル４５上には、受台４６を介してヒータ４
７およびこのヒータ４７に外嵌される状態で被成
膜体としてのAl等の導電性のドラム状基板４８
が載置されるように構成されている。
また、上記対向電極兼用ガス噴出管４２のガス
通路４２ａの上端側に対向する部分にはバルブ４
９を備えたガス導入管５０が接続されているとと
もに真空反応容器４１内はベース４０に穿たれた
ガス排気口５１…を介して、バルブ５２を備えた
排気系５３と接続している。
通路４２ａの上端側に対向する部分にはバルブ４
９を備えたガス導入管５０が接続されているとと
もに真空反応容器４１内はベース４０に穿たれた
ガス排気口５１…を介して、バルブ５２を備えた
排気系５３と接続している。
さらに、上記対向電極兼用ガス噴出管４２と導
電性のドラム状基板４８との間には有底円筒状の
メツシユ５４が底部となる平板部５４ｂが上側に
なる状態に設けられている。そして、上記ドラム
状基板４８はこのメツシユ５４および、このメツ
シユ５４の下端開口内周縁に沿つて設けられたテ
フロン（商標名）製のリング５５によつて囲繞さ
れた状態となつている。
電性のドラム状基板４８との間には有底円筒状の
メツシユ５４が底部となる平板部５４ｂが上側に
なる状態に設けられている。そして、上記ドラム
状基板４８はこのメツシユ５４および、このメツ
シユ５４の下端開口内周縁に沿つて設けられたテ
フロン（商標名）製のリング５５によつて囲繞さ
れた状態となつている。
また、上記対向電極兼用ガス噴出管４２および
メツシユ５４には高周波電源などの放電生起用電
源５６が接続された状態となつている。
メツシユ５４には高周波電源などの放電生起用電
源５６が接続された状態となつている。
しかして、上記構成によれば、Siを含むガス又
は必要に応じてSiを含む混合ガスは、バルブ４９
を通して対向電極兼用ガス噴出管４２のガス通路
４２ａ内に導入される。
は必要に応じてSiを含む混合ガスは、バルブ４９
を通して対向電極兼用ガス噴出管４２のガス通路
４２ａ内に導入される。
次いで内周面側に形成されたガス噴出口４２ｂ
…よりドラム状基板４８に向つてガスが噴き出さ
れるが、ドラム状基板４８と対向電極兼用ガス噴
出管４２の間には導電性メツシユ５４の円筒状部
５４ａおよび平板部５４ｂがあるため、ほとんど
のガスは下法に移動し、ガス排気口５１から排気
される。
…よりドラム状基板４８に向つてガスが噴き出さ
れるが、ドラム状基板４８と対向電極兼用ガス噴
出管４２の間には導電性メツシユ５４の円筒状部
５４ａおよび平板部５４ｂがあるため、ほとんど
のガスは下法に移動し、ガス排気口５１から排気
される。
ここでガス噴出管４２とメツシユ５４との距離
d3及びメツシユ５４とドラム状基板４８との間の
距離d4の関係はd4≪d3となつていて、ほとんどの
ガスが、下方に排気される様配慮がなされてい
る。
d3及びメツシユ５４とドラム状基板４８との間の
距離d4の関係はd4≪d3となつていて、ほとんどの
ガスが、下方に排気される様配慮がなされてい
る。
また、高周波出力は、対向電極兼用ガス噴出管
４２とメツシユ５４に印加されているため、両者
は同電位であり、プラズマは電位向配のあるメツ
シユ５４とドラム状基板４８の間で生ずる。
４２とメツシユ５４に印加されているため、両者
は同電位であり、プラズマは電位向配のあるメツ
シユ５４とドラム状基板４８の間で生ずる。
この時、メツシユ５４の平板部５４ｂとドラム
状基板４８の間の距離d2が、プラズマ領域５７の
電子の平均自由行程よりも小さくなつている事
は、言うまでもない。
状基板４８の間の距離d2が、プラズマ領域５７の
電子の平均自由行程よりも小さくなつている事
は、言うまでもない。
さらに、本発明では、より注意深い配慮がなさ
れている。すなわち、ガスが上方より供給され、
下方へ排気されるために生ずるプラズマ領域５７
でのSiを含むガスのラジカル状態の不均一性を防
止するために、メツシユ５４の円筒部５４ａは下
方へ行くに従つてその目が荒くなつている。
れている。すなわち、ガスが上方より供給され、
下方へ排気されるために生ずるプラズマ領域５７
でのSiを含むガスのラジカル状態の不均一性を防
止するために、メツシユ５４の円筒部５４ａは下
方へ行くに従つてその目が荒くなつている。
この事によつて、下方に行くに従つて新鮮なSi
を含むガスがメツシユ５４の円筒部５４ａを通し
てプラズマ領域５７内へ供給されプラズマ領域５
７内での上下方向のラジカル状態の不均一性が防
止される。
を含むガスがメツシユ５４の円筒部５４ａを通し
てプラズマ領域５７内へ供給されプラズマ領域５
７内での上下方向のラジカル状態の不均一性が防
止される。
以上の様に、電子写真感光体ドラム用ａ−Si成
膜装置であつても、プラズマの発生している領域
５７をメツシユ５４で囲い、必要な量のガスのみ
をその領域５７へ供給するシステムとなつている
ため、不必要なラジカル同士の重合による粉状Si
の副成物が生ずる事ない点又、プラズマをメツシ
ユ５４ａ内にとじ込める事によつて発光強度の強
い陽光柱（図示せず）がドラム状基板４８の表面
近傍に生ずるため、高速成膜が可能である点は、
平行板型（第２図および第３図）の装置と同様で
ある。
膜装置であつても、プラズマの発生している領域
５７をメツシユ５４で囲い、必要な量のガスのみ
をその領域５７へ供給するシステムとなつている
ため、不必要なラジカル同士の重合による粉状Si
の副成物が生ずる事ない点又、プラズマをメツシ
ユ５４ａ内にとじ込める事によつて発光強度の強
い陽光柱（図示せず）がドラム状基板４８の表面
近傍に生ずるため、高速成膜が可能である点は、
平行板型（第２図および第３図）の装置と同様で
ある。
つぎに、さらに詳細な具体例について説明す
る。
る。
真空反応器４１内を10-6torrの真空に引くと同
時にヒーター４７をONにしてドラム基板４８を
230℃にまで昇温した。この時、モーター４３に
よりドラム基板４８は回転している。バルブ４９
を開にして純SiH4ガス500SCCMを真空反応容器
４１内へ導入すると同時に排気系５３を拡散ポン
プ、回転ポンプを備えた高真空排気系からメカニ
カルブースターポンプ回転ポンプを備えた大流量
排気系へ切り替えた。
時にヒーター４７をONにしてドラム基板４８を
230℃にまで昇温した。この時、モーター４３に
よりドラム基板４８は回転している。バルブ４９
を開にして純SiH4ガス500SCCMを真空反応容器
４１内へ導入すると同時に排気系５３を拡散ポン
プ、回転ポンプを備えた高真空排気系からメカニ
カルブースターポンプ回転ポンプを備えた大流量
排気系へ切り替えた。
真空反応容器４１内の圧力が0.5torrになる様
調節した後、対向電極兼ガス噴出管４２に、高周
波出力600Wを印加し、１時間ａ−Si；Ｈ膜（図
示しない）の成膜を行なつた。
調節した後、対向電極兼ガス噴出管４２に、高周
波出力600Wを印加し、１時間ａ−Si；Ｈ膜（図
示しない）の成膜を行なつた。
ガスの導入を止め、ヒーター４７をOFFし、
バルブ５２を全開にして真空反応容器４１内を
10-4torrの真空に引きなおし、ドラム状基板４８
が100℃以下になるのを待つて、ドラム状基板４
８を大気中へ取り出した。
バルブ５２を全開にして真空反応容器４１内を
10-4torrの真空に引きなおし、ドラム状基板４８
が100℃以下になるのを待つて、ドラム状基板４
８を大気中へ取り出した。
真空反応容器４２内を観察すると下方に多少の
粉状Siの副生成物が付着していたが、それ以外は
見あたらなかつた。
粉状Siの副生成物が付着していたが、それ以外は
見あたらなかつた。
また膜厚測定の結果20μｍのａ−Si；Ｈ膜が得
られた。
られた。
さらに、このａ−Si；Ｈ感光ドラムに、
6.6kVの直流コロナチヤージを行なつたところ、
−400Vの表面電位が得られ、次いで2luxのタン
グステン光を照射したところ、半減露光感度が
0.6lux・Secと、従来の低速成膜のａ−Si；Ｈ感
光ドラムと特性的に何ら変りはなかつた。
6.6kVの直流コロナチヤージを行なつたところ、
−400Vの表面電位が得られ、次いで2luxのタン
グステン光を照射したところ、半減露光感度が
0.6lux・Secと、従来の低速成膜のａ−Si；Ｈ感
光ドラムと特性的に何ら変りはなかつた。
一方このａ−Si；Ｈ感光ドラムの表面を実体顕
微鏡600倍で観察して見ると、粉状Siの副生成膜
とみられるフレークはまつたく存在していなかつ
た。
微鏡600倍で観察して見ると、粉状Siの副生成膜
とみられるフレークはまつたく存在していなかつ
た。
以上説明した様にSiを含むガス又はSiを含む混
合ガスによるプラズマ状態をメツシユで囲み、導
入されるほとんどのガスはメツシユの外側を流れ
ていて、メツシユ内でSiを含むガス又はSiを含む
混合ガスのラジカルが減少した分のみ、メツシユ
内外の差圧によつて、メツシユを通して、必要量
のガスをプラズマ領域へ供給する構造の本発明の
ａ−Si成膜装置では、プラズマの陽光柱を基板表
面近傍に生じさせる事によつて高速成膜が可能と
なりかつ、粉状Siの副生成物が生ずる事もなく、
従つて、毎回の成膜ごとの真空反応容器内の清浄
に時間を費やす事なく、さらには良好な膜質のａ
−Si膜が得られる。
合ガスによるプラズマ状態をメツシユで囲み、導
入されるほとんどのガスはメツシユの外側を流れ
ていて、メツシユ内でSiを含むガス又はSiを含む
混合ガスのラジカルが減少した分のみ、メツシユ
内外の差圧によつて、メツシユを通して、必要量
のガスをプラズマ領域へ供給する構造の本発明の
ａ−Si成膜装置では、プラズマの陽光柱を基板表
面近傍に生じさせる事によつて高速成膜が可能と
なりかつ、粉状Siの副生成物が生ずる事もなく、
従つて、毎回の成膜ごとの真空反応容器内の清浄
に時間を費やす事なく、さらには良好な膜質のａ
−Si膜が得られる。
以上説明したように、本発明によれば、反応室
内に配設された電極と導電性基体との間の空間周
囲を、筒状の導電性メツシユで囲繞して原料ガス
のプラズマを導電性メツシユ内に封じ込むように
したから、従来の成膜方法と比べて成膜速度を大
幅に上げることができる。
内に配設された電極と導電性基体との間の空間周
囲を、筒状の導電性メツシユで囲繞して原料ガス
のプラズマを導電性メツシユ内に封じ込むように
したから、従来の成膜方法と比べて成膜速度を大
幅に上げることができる。
また、反応室内に導入された原料ガスの内、必
要量の原料ガスだけを網目を介して導電性メツシ
ユの内側に導入し得るようにしたから、プラズマ
領域へのガスの適度な供給により、不要な粉末状
副生成物の発生を防ぎ効率の高い、しかも、良好
な成膜を行うことができるとともに、装置の保守
等が容易なアモルフアスシリコン成膜装置を提供
できる。
要量の原料ガスだけを網目を介して導電性メツシ
ユの内側に導入し得るようにしたから、プラズマ
領域へのガスの適度な供給により、不要な粉末状
副生成物の発生を防ぎ効率の高い、しかも、良好
な成膜を行うことができるとともに、装置の保守
等が容易なアモルフアスシリコン成膜装置を提供
できる。
また、電極と導電性メツシユとの間の距離が、
成膜中のプラズマ中の電子の平均自由行程よりも
小さいから、この部分がダークスペースシールド
となつて、異常放電が防止され、印加電力が消費
されてしまうようなことがなく、確実な成膜が行
えるといつた効果を奏する。
成膜中のプラズマ中の電子の平均自由行程よりも
小さいから、この部分がダークスペースシールド
となつて、異常放電が防止され、印加電力が消費
されてしまうようなことがなく、確実な成膜が行
えるといつた効果を奏する。
第１図は従来の成膜装置を示す概略的縦断側面
図、第２図は本発明の成膜装置の一実施例を示す
概略的縦断側面図、第３図は同じく概略的横断平
面図、第４図は本発明の他の実施例を示す概略的
縦断側面図である。 ２０，４１……真空反応容器、２０ａ，４１ａ
……反応室、２２……対向電極、２１……基台、
２３，４８……被成膜体（導電性基板）、２５，
５６……放電生起用電源、３０，５４……メツシ
ユ、３１，５７……プラズマ領域、４２……対向
電極兼用ガス噴出管。
図、第２図は本発明の成膜装置の一実施例を示す
概略的縦断側面図、第３図は同じく概略的横断平
面図、第４図は本発明の他の実施例を示す概略的
縦断側面図である。 ２０，４１……真空反応容器、２０ａ，４１ａ
……反応室、２２……対向電極、２１……基台、
２３，４８……被成膜体（導電性基板）、２５，
５６……放電生起用電源、３０，５４……メツシ
ユ、３１，５７……プラズマ領域、４２……対向
電極兼用ガス噴出管。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 内部が反応室となる反応容器と、 この反応容器の前記反応室内に設けられ被成膜
体が載置される基台と、 この基台に対向して設けられた対向電極と、 前記反応容器に接続されSiを含む原料ガスを前
記反応室内に導入するガス導入管と、 前記反応容器に接続され前記反応室内の原料ガ
スを排気するための排気系と、 前記対向電極に接続され電圧を印加してグロー
放電を生起することにより被成膜体上に成膜する
放電生起用電源と、 前記基台と対向電極との間の空間周囲を前記電
極との間の距離が、成膜中のプラズマ中の電子の
平均自由行程よりも小さくなる状態で囲繞し、か
つ前記反応容器の内壁面との間に〓間を有する状
態に設けられ、前記ガス導入管から導入され原料
ガスの内必要量の原料ガスを網目を介して内部に
取込み可能で、他の原料ガスを前記〓間を介して
前記排気系に向けて流れるように仕切るととも
に、グロー放電により生じたプラズマを封じ込め
る電気的に接地された筒状の導電性メツシユと、 を具備してなることを特徴とするアモルフアスシ
リコン成膜装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58081462A JPS59207620A (ja) | 1983-05-10 | 1983-05-10 | アモルフアスシリコン成膜装置 |
| US06/607,310 US4633809A (en) | 1983-05-10 | 1984-05-04 | Amorphous silicon film forming apparatus |
| DE3417192A DE3417192C2 (de) | 1983-05-10 | 1984-05-09 | Vorrichtung zur Bildung eines amorphen Siliziumfilms |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58081462A JPS59207620A (ja) | 1983-05-10 | 1983-05-10 | アモルフアスシリコン成膜装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59207620A JPS59207620A (ja) | 1984-11-24 |
| JPH0456448B2 true JPH0456448B2 (ja) | 1992-09-08 |
Family
ID=13747059
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58081462A Granted JPS59207620A (ja) | 1983-05-10 | 1983-05-10 | アモルフアスシリコン成膜装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4633809A (ja) |
| JP (1) | JPS59207620A (ja) |
| DE (1) | DE3417192C2 (ja) |
Families Citing this family (37)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61232612A (ja) * | 1985-04-08 | 1986-10-16 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 気相反応装置 |
| US4891087A (en) * | 1984-10-22 | 1990-01-02 | Texas Instruments Incorporated | Isolation substrate ring for plasma reactor |
| DE3606959A1 (de) * | 1986-03-04 | 1987-09-10 | Leybold Heraeus Gmbh & Co Kg | Vorrichtung zur plasmabehandlung von substraten in einer durch hochfrequenz angeregten plasmaentladung |
| KR910003742B1 (ko) * | 1986-09-09 | 1991-06-10 | 세미콘덕터 에너지 라보라터리 캄파니 리미티드 | Cvd장치 |
| US5427824A (en) * | 1986-09-09 | 1995-06-27 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | CVD apparatus |
| EP0342113B1 (en) * | 1988-05-06 | 1993-11-03 | Fujitsu Limited | Thin film formation apparatus |
| JP2701363B2 (ja) * | 1988-09-12 | 1998-01-21 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置の製造方法及びそれに使用する薄膜形成装置 |
| JPH0394069A (ja) * | 1989-09-05 | 1991-04-18 | Mitsubishi Electric Corp | 薄膜形成装置 |
| US5039376A (en) * | 1989-09-19 | 1991-08-13 | Stefan Zukotynski | Method and apparatus for the plasma etching, substrate cleaning, or deposition of materials by D.C. glow discharge |
| DE4140158A1 (de) * | 1991-12-05 | 1993-06-09 | Krupp Widia Gmbh, 4300 Essen, De | Verfahren und vorrichtung zur hartstoffbeschichtung von substratkoerpern |
| US5254173A (en) * | 1992-01-31 | 1993-10-19 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Turntable mechanism |
| US5286297A (en) * | 1992-06-24 | 1994-02-15 | Texas Instruments Incorporated | Multi-electrode plasma processing apparatus |
| DE4301188C2 (de) * | 1993-01-19 | 2001-05-31 | Leybold Ag | Vorrichtung zum Beschichten oder Ätzen von Substraten |
| KR0136632B1 (ko) * | 1994-07-26 | 1998-05-15 | 김은영 | 다이아몬드상 경질 카본 필름이 이중 코팅된 vtr 헤드 드럼과 그 코팅층 형성방법 및 장치 |
| US5591268A (en) * | 1994-10-14 | 1997-01-07 | Fujitsu Limited | Plasma process with radicals |
| US6902683B1 (en) * | 1996-03-01 | 2005-06-07 | Hitachi, Ltd. | Plasma processing apparatus and plasma processing method |
| US6057005A (en) * | 1996-12-12 | 2000-05-02 | Canon Kabushiki Kaisha | Method of forming semiconductor thin film |
| JPH1187247A (ja) * | 1997-09-02 | 1999-03-30 | Matsushita Electron Corp | 半導体装置の製造装置及びその製造方法 |
| JP2002243898A (ja) * | 2001-02-13 | 2002-08-28 | Ebara Corp | ビーム取り出し装置 |
| US7378127B2 (en) * | 2001-03-13 | 2008-05-27 | Micron Technology, Inc. | Chemical vapor deposition methods |
| US6974523B2 (en) * | 2001-05-16 | 2005-12-13 | Lam Research Corporation | Hollow anode plasma reactor and method |
| KR20030040119A (ko) * | 2001-11-14 | 2003-05-22 | 아네르바 가부시키가이샤 | 발열체 ｃｖｄ 장치 및 이것을 이용한 발열체 ｃｖｄ 방법 |
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