JPH058268B2 - - Google Patents

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JPH058268B2
JPH058268B2 JP59146029A JP14602984A JPH058268B2 JP H058268 B2 JPH058268 B2 JP H058268B2 JP 59146029 A JP59146029 A JP 59146029A JP 14602984 A JP14602984 A JP 14602984A JP H058268 B2 JPH058268 B2 JP H058268B2
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JP
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gas
carrier
film
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material gas
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JP59146029A
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Shunichi Ishihara
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical 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
    • C23C16/50Chemical 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
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
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Description

【発明の詳細な説明】 (1) 技術分野 本発明は、光導電膜、半導体膜あるいは絶縁性
の膜等を所望の担体上に形成させる堆積膜形成方
法に関する。
(2) 従来技術 以下、非晶質シリコン(以下、a−Siと略す)
の堆積膜を担体上に形成させる場合を例として、
この種の技術について説明する。
従来、a−Siの堆積膜形成方法としては、グロ
ー放電を利用したプラズマ分解法や所謂CVD
(Chemical Vapor Diposition)法等が知られて
いる。その中で、モノシラン(SiH4)あるいは
四フツ化珪素(SiF4)を用い、グロー放電を利用
したプラズマ分解法で得られるa−Si膜は、未結
合手がHあるいはFによりターミネートされるた
めに、未結合手の数が少なく、高い光導電性を持
ち、また不純物添加による伝導性の制御も行なえ
るため、太陽電池、電子写真体感光体、光センサ
ー、薄膜トランジスター等の応用が提案されてい
る。
しかしながらら、このようなグロー放電を利用
したプラズマ分解法においては、堆積膜形成条
件、例えば印加電力、真空度、流入ガス量、電極
構造、担体温度等が相互に相関を持ながら堆積膜
の形成に影響を及ぼし、特に、電子写真感光体の
ように、大面積で且つ厚い膜厚を要するものを作
成する場合には、これら条件に起因する種々の問
題が生じている。
すなわち、1)このような大面積のすべての部
分で均一なプラズマを長時間にわたつて発生させ
ることが極めて困難である、2)膜厚を厚くする
ためには、長時間の堆積時間を要するが、堆積時
間を短くするには、通常の堆積膜作成条件とは異
なつた条件(例えば印加電力を高くする、流入ガ
ス量を増大する等)にしなければならず、これに
よる膜特性の悪化が避けられない、3)プラズマ
中には種々のイオンやラジカルが発生するが、そ
の中には膜特性に好ましくない影響をあたえるも
のも発生し、特に印加電力が高くなるにしたがい
分解されるものの種類が増加する等である。
一方、CVD法は、モノシラン等の原料ガスを
熱分解してラジカルを作成し、これを担体に付着
させてa−Si等の堆積膜を作成する方法である。
すなわち、例えばSiH4ガスを500℃程度に加熱し
た担体にあてると担体表面で SiH4 → SiH4+H2 の反応がおこり、SiH4ラジカルが発生する。こ
のSiH2ラジカルが担体表面に付着し、これとと
もにH2の放出反応がおこりa−Si膜が担体上に
堆積されると考えられている。この方法において
は、作成されるラジカルは限定され、且つ膜特性
に悪い影響を及ぼすと考えられているイオンの発
生はない。
しかしながら、担体を500℃程度の高い温度に
しなければならないため、耐熱性の悪い担体、例
えばAl等の担体を用いることができないと言つ
た問題があつた。また、通常250〜300℃程度の温
度で作成されるグロー放電分解法によるa−Si膜
を、500℃程度まで加熱すると、Si原子の未結合
手をターミネイトているH原子がぬけ、膜特性が
悪化するという現象が生じるが、SiH4ガスを高
温度で分解して作成するCVD法によるa−Si膜
でも高温のためにSi原子の未結合手の数が多くな
つて良い特性の膜が得られないと言つた問題があ
つた。
(3) 発明の開示 本発明は上記の諸点に鑑み成れたものであつ
て、本発明の目的は、従来の堆積膜形成方法、中
でもCVD法の問題点を解消し、膜特性に優れた
堆積膜の作成を可能にならしめる新規な堆積膜形
成方法を提供することにある。
本発明の上記目的は、以下の本発明によつて達
成される。
担体が配置された堆積室内に、原料ガスと該原
料ガスを分解するための加熱ガスとを導入し、該
担体上に堆積膜を形成することを特徴とする堆積
膜形成方法。
上記の如くCVD法の大きな問題点は、堆積膜
形成用の原料ガスを熱分解して膜形成を行なうた
め担体自体を原料ガスの分解温度以上の高温、例
えばa−Si膜を作成するのであれば500℃程度の
高温にしなければならないことにあるが、本発明
では上記の如き加熱ガスを用いることで、この問
題を解消している。
(4) 発明の実施態様 以下、第1図を参照しつつ本発明の方法を詳細
に説明する。
第1図は担体上に堆積膜、例えばa−Si膜等を
形成させるための堆積膜形成装置の概略構成図で
ある。
堆積膜の形成は、図中に点線で示した堆積室1
0の内部で行なわれる。堆積室10は、不図示の
ロータリーポンプ、デイフイージヨンポンプ等で
構成される排気系により室内を所望の圧力に保持
することができるようになつている。堆積室10
内に配置された担体1、本例では平板状のAl基
板の表面に、原料ガス7、例えば前述のモノシラ
ン等が、不図示の原料ガス供給系(例えばボンベ
やバルブや配管等によつて構成される)に接続さ
れた原料ガス放出用ノズル3から担体に放出され
る。これとは別のガス供給系に接続された加熱ガ
ス放出用ノズル4から、ノズル4に設置されたガ
ス加熱用ヒーター5によつて加熱された加熱ガス
8、例えば希ガス等を原料ガス7と混合するよう
に担体1に向つて放出する。したがつて、ノズル
3とノズル4は、原料ガス7と加熱ガス8が混合
しやすいように、例えば図の如く両者の配置を斜
めにする等の工工夫をする必要がある。原料ガス
7と加熱ガス8が混合すると、原料ガス7が加熱
ガス8によつて加熱され、原料ガス7がラジカル
に分解し、担体表面に堆積膜が形成される。すな
わち本方法では、原料ガス7の分解を加熱ガス8
で行なうので、担体1を原料ガス7の分解温度以
上の高温に加熱することなく堆積膜を担体1上に
形成することができる。
本発明では原料ガスの分解を加熱ガスで行なう
ので、担体を加熱することは必ずしも必要ではな
いが、担体温度を均一にして膜形成条件の最適化
をはかる等の目的で、担体を加熱したり或いは冷
却したりすることを妨げるものではない。例えば
本例の場合、担体1は、これと図の如く接触した
水冷ステンレス板2と担体加熱用ヒーター6とに
より、冷却と加熱が行なわれ、所望の温度に制御
されるようになつている。このため水冷ステンレ
ス板2内には、不図示の冷却水供給源に接続され
た冷却パイプが、担体1を均一に冷却できるよう
に配設されている。ヒーター6は担体温度を制御
するための制御回路11に接続されており、担体
温度検知のための熱電対9で検知した温度に基い
て、不図示の電力供給源からヒーター6に印加さ
れる電力を制御御回路11で制御することで、担
体温度の制御が行なわれる。
このような本発明に使用しうる担体としては、
上記のAlの他、従来は高温のため使用できなか
つた耐熱性の低い材料、例えば紙等も使用するこ
とが可能でであり、担体の形状や大きさ等は、そ
の使用する用途等に応じて適宜選択することがで
きる。
また、本発明における原料ガスとしては、前述
のモノシランや四フツ化珪素等の他、光導電膜、
半導体膜あるいは絶縁膜等の形成すべき堆積膜の
用途に応じて、種々の原料ガスを使用することが
できる。
本発明の加熱ガスは原料ガスを加熱分解するた
めに使用されるので、原料ガスを加熱分解するだ
けで原料ガスとは反応しないガス、例えばHe,
Ne,Ar等の希ガスやN2等の不活性ガス等を加熱
したものが好ましいものとして挙げられる。これ
等ガスの他、形成される堆積膜に混入しても膜特
性に悪影旗旗響を与えないガス、例えば形成され
る堆積膜の主要構成成分とはならず、且つ原料ガ
スとしても使用し得るようなガス(例えばa−Si
膜を形成するのであればH2等)等を加熱ガスと
して使用することも可能である。これ等ガスを加
熱する手段としては、前述のヒーター等の他、一
般にガスを加熱する手段として知られている各種
の手段等を広く使用することが可能である。また
その加熱温度は、原料ガスがその分解温度に到達
するように、原料ガスの使用割合に応じて適宜設
定する。
(5) 実施例 以下に実施例を示し、本発明について更に詳細
に説明する。
実施例 1 第1図の装置を用い、平板状のAl基板上に堆
積膜を形成した。
原料ガスとしてジシラン(Si2H6)を用い、そ
の中心部に直径1mmのガス放出孔を有する原料ガ
ス放出用ノズル3から、該ガスを放出速度10c.c./
minでAl基板1に向つて放出した。これと同時
に、加熱ガスとして用いるArガスを、その中心
部に直径1mmのガス放出孔を有する加熱ガス放出
用ノズル4から、該ノズル4に設けたガス加熱用
ヒーター5で1000℃に加熱して、放出速度10c.c./
minでAl基板に向つて放出した。原料ガスと加熱
ガスとが充分に混合するように、予めノズル3と
4を配置しておいた。また、水冷ステンレス板2
と担体加熱用ヒーター6により、Al基板1の温
度を300℃にコントロールした。この状態を保持
したときろ、1時間後にAl基板1上に膜厚1.5μm
のa−Si膜が形成された。
実施例 2 実施例1のAl基板のかわりに、石英ガラス基
板を用い、実施例1と同様の堆積膜の形成を行な
つた。石英ガラス基板上に実施例1と同様のa−
Si膜が、膜厚1.5μmで形成された。
得られたa−Si膜上に0.2mm間隔のくし型Al電
極を作成し、2.2×1014photon/cm2のHe−Neレー
ザーを照射し、暗導電率及び明導電率を測定した
ところ、それぞれσd=8.2×10-10(Ω−cm)-1、σp
=7.3×10-7(Ω−cm)-1の良好な光導電性を有し
ていることが分つた。
実施例 3 原料ガスとして(CH33Si2H3ガスを用いる他
は、実施例1と同様の条件で堆積膜を作成したと
ころ、膜厚1.4μmのa−Si膜を得た。得られたa
−Si膜を実施例2と同様にして評価したところ、
良好な光導電性を有していることが分つた。
実施例 4 加熱ガスとしてH2ガスを用いる他は、実施例
1と同様の条件で堆積膜を作成したところ、膜厚
1.5μmのa−Si膜を得た。得られたa−Si膜を実
施例2と同様にして評価したところ、良好な光導
電性を有していることが分つた。
加熱ガスとしてN2ガス、Heガスを用いた場合
にも、上記同様の良好な光導電性を有するa−Si
膜が得られた。実施例 5 石英ガラス基板を用いる以外は、実施例3及び
4と同様の条件で堆積膜を作成し、実施例3及び
4と同様にして評価したところ、いずれも良好な
光導電性を有していることが分つた。
(6) 発明の効果 以上に説明した如く、本発明では、堆積膜形成
用の原料ガスを、該ガスを加熱分解するための加
熱ガスを用いて加熱分解し、担体上に堆積膜を形
成するので、従来の如く担体自体を原料ガスの分
解温度以上の温度に加熱する必要がなくなり、良
好な膜特性を有する堆積膜を比較的低い温度で形
成できるようになつた。このため、従来は使用で
きなかつた耐熱性の低い材料を担体として使用す
ることができるようになつた。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の方法に用いられる堆積膜形
成装置の一例の概略構成図である。 1…担体、2…水冷ステンレス板、3…原料ガ
ス放出用ノズル、4…加熱ガス放出用ノズル、5
…ガス加熱用ヒーター、6…担体加熱用ヒータ
ー、7…原料ガス、8…加熱ガス、9…熱電対、
10…堆積室、11…制御回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 担体が配置された堆積室内に、原料ガスと該
    原料ガスを分解するための加熱ガスとを導入し、
    該担体上に堆積膜を形成することを特徴とする堆
    積膜形成方法。
JP14602984A 1984-07-16 1984-07-16 堆積膜形成方法 Granted JPS6126775A (ja)

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JP14602984A JPS6126775A (ja) 1984-07-16 1984-07-16 堆積膜形成方法

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JP14602984A JPS6126775A (ja) 1984-07-16 1984-07-16 堆積膜形成方法

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JPS6126775A JPS6126775A (ja) 1986-02-06
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SK280617B6 (sk) * 1992-01-16 2000-05-16 Hoechst Aktiengesellschaft Arylcykloalkylové deriváty, spôsob ich prípravy, f
JP3872363B2 (ja) 2002-03-12 2007-01-24 京セラ株式会社 Cat−PECVD法

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JPS6126775A (ja) 1986-02-06

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