JPH0722131B2

JPH0722131B2 - 堆積膜形成装置

Info

Publication number: JPH0722131B2
Application number: JP60292313A
Authority: JP
Inventors: 正博金井; 政昭広岡; 純一半那; 勇清水
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1985-12-26
Filing date: 1985-12-26
Publication date: 1995-03-08
Anticipated expiration: 2010-03-08
Also published as: JPS62152121A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、機能性膜、殊に半導体デバイス、電子写真用
の感光デバイス、光学的画像入力装置用の光入力センサ
ー、撮像デバイス、光起電力素子等の電子デバイスの用
途に有用な機能性堆積膜を形成するのに有利な装置に関
する。

〔従来の技術〕

従来、半導体膜、絶縁膜、光導電膜、磁性膜或いは金属
膜等の非晶質乃至多結晶質の機能性膜は、所望される物
理的特性や用途等の観点から個々に適した成膜方法が採
用されている。

堆積膜の形成には、真空蒸着法、プラズマCVD法、熱CVD
法、光CVD法、反応性スパッタリング法、イオンプレー
ティング法などが試みられており、一般的には、プラズ
マCVD法が広く用いられ、企業化されている。

而乍ら、これ等堆積膜形成法によって得られる堆積膜は
より高度の機能が求められる電子デバイスや光電子デバ
イスへの適用が求められていることから電気的、光学的
特性及び、繰返し使用での疲労特性あるいは使用環境特
性、更には均一性、再現性を含めて生産性、量産性の点
において更に総合的な特性の向上を図る余地がある。

第３図に示すものは、従来のプラズマCVD法による堆積
膜の形成装置の１例を示すものであって、図中、301は
成膜空間としての成膜室であり、内部の基体支持台302
上に所望の基体303を載置する。

304は基体加熱用のヒーターであり、導線305を介して給
電し、発熱せしめる。

306乃至309は、ガス供給源であり、ケイ素含有化合物、
水素、ハロゲン化合物、不活性ガス、不純物元素を成分
とする化合物のガスの種類に応じて設ける。これ等の原
料化合物のうち標準状態に於いて液状のものを使用する
場合には、適宜の気化装置を具備せしめる。図中ガス供
給源306乃至309の符号にａを付したのは分岐管、ｂを付
したのは流量計、ｃを付したのは各流量計の高圧側の圧
力を計測する圧力計、ｄ又はｅを付したのは各気体流量
を調整するためのバルブである。原料化合物のガスは導
入管310を介して成膜室301内に導入される。

311はプラズマ発生装置であって、プラズマ発生装置311
からのプラズマは、矢印の向きに流れている原料ガスに
作用して、作用された化合物を励起、分解せしめ、分解
した化合物が化学反応することによって、基体303にア
モルファス堆積膜を形成するものである。312は排気バ
ルブ、313は排気管であり、成膜空間内を真空排気する
ため排気装置（図示せず）に接続されている。

こうした装置を用いて、例えばａ−Si:Hの堆積膜を形成
する場合、適当な基体303を支持台302上に載置し、排気
装置（図示せず）を用いて排気管を介して成膜室301内
を排気し、減圧する。

次いで必要に応じて基体を加熱し、ガス供給用ボンベよ
りSiH₄、Si₂H₆等の原料ガスをガス導入管310を介して成
膜室301内に導入し、成膜室内の圧力を所定圧力に保ち
つつプラズマ発生装置により成膜室301内にプラズマを
発生させ、基体303上にａ−Si:H膜を形成する。

ところで従来の堆積膜は、例えばプラズマCVD法により
得られるものは特性発現性に富み一応満足のゆくものと
されてはいるものの、それであっても、確固たる当該製
品の成立に要求される、電気的、光学的、光導電的特
性、繰返し使用についての耐疲労特性、使用環境特性の
点、経時的安定性および耐久性の点、そして更に均質性
の点の全ての点を総じて満足せしめる、という課題を解
決するには未だ間のある状態のものである。

その原因は、目的とする堆積膜が、使用する材料もさる
ことながら、単純な層堆積操作で得られるという類のも
のでなく、就中の工程操作に熟練的工夫が必要とされる
ところが大きい。

因みに、例えば、いわゆるCVD法の場合、気体材料を希
釈した後いわゆる不純物を混入し、ついで500〜650℃と
いった高温で熱分解することから、所望の堆積膜を形成
するについては緻密な工程操作と制御が要求され、ため
に装置も複雑となって可成りコスト高のものとなるが、
そうしたところで均質にして前述したような所望の特性
を具有する堆積膜製品を定常的に得ることは極めてむず
かしく、したがって工業的規模には採用し難いものであ
る。

また、前述したところの、至適な方法として一般に広く
用いられているプラズマCVD法であっても、工程操作上
のいくつかの問題、そしてまた設備投資上の問題が存在
する。工程操作については、その条件は前述のCVD法よ
りも更に複雑であり、一般化するには至難のものであ
る。即ち、例えば、基体温度、導入ガスの流量並びに流
量比、層形成時の圧力、高周波電力、電極構造、反応容
器の構造、排気速度、プラズマ発生方式の相互関係のパ
ラメーターをとってみても既に多くのパラメーターが存
在し、この他にもパラメーターが存在するわけであっ
て、所望の製品を得るについては厳密なパラメーターの
選択が必要とされ、そして厳密に選択されたパラメータ
ーであるが故に、その中の１つの構成因子、とりわけそ
れがプラズマであって、不安定な状態になりでもすると
形成される膜は著しい悪影響を受けて製品として成立し
得ないものとなる。そして装置については、上述したよ
うに厳密なパラメーターの選択が必要とされることか
ら、構造はおのずと複雑なものとなり、装置規模、種類
が変れば個々に厳選されたパラメーターに対応し得るよ
うに設計しなければならない。

こうしたことから、プラズマCVD法については、それが
今のところ至適な方法とされているものの、上述したこ
とから、所望の堆積膜を量産するとなれば装置に多大の
設備投資が必要となり、そうしたところで尚量産のため
の工程管理項目は多く且つ複雑であり、工程管理許容幅
は狭く、そしてまた装置調整が微妙であることから、結
局は製品をかなりコスト高のものにしてしまう等の問題
がある。

また一方には、前述の各種ディバイスが多様化して来て
おり、そのための素子部材即ち、前述した各種特性等の
要件を総じて満足すると共に適用対象、用途に相応し、
そして場合によってはそれが大面積化されたものであ
る、安定な堆積膜製品を低コストで定常的に供給される
ことが社会的要求としてあり、この要求を満たす方法、
装置の開発が切望されている状況がある。

〔発明の目的〕

本発明は、光起電力素子、半導体ディバイス、画像入力
用ラインセンサー、撮像ディバイス、電子写真用感光デ
ィバイス等に使用する堆積膜を形成する従来装置につい
て、上述の諸問題を解決し、上述の要求を満たすように
することを目的するものである。

すなわち本発明の主たる目的は、電気的、光学的、光導
電的特性が殆んどの使用環境に依存することなく実質的
に常時安定しており、優れた耐光疲労特性を有し、繰返
し使用にあっても劣化現象を起こさず、優れた耐久性、
耐湿性を有し、残留電位の問題を生じない均一にして均
質な、改善された堆積膜を形成するための堆積膜形成装
置を提供することにある。

本発明の他の目的は、形成される膜の諸特性、成膜速
度、再現性の向上及び膜品質の均一化、均質化をはかり
ながら、使用する原料ガスの利用効率を高め膜の大面積
化に適し、膜の生産性向上及び量産化も容易に達成する
ことのできる堆積膜形成装置を提供することにある。

〔発明の構成、効果〕

本発明者は、従来装置についての前述の諸問題を克服し
て、上述の目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、堆
積膜形成用の気体状にし得る原料物質と、該原料物質に
酸化作用する性質を有する気体状ハロゲン系酸化剤と、
を反応空間内に導入して接触させることで励起状態の前
駆体を化学的に生成し、該前駆体を堆積膜構成要素の供
給源として成膜空間内にある基体上に所望の堆積膜をガ
スの利用効率を極めて向上させ、大面積に亘って形成す
ることのできる装置を見出すに至った。

即ち、本発明の堆積膜形成装置は、堆積膜形成用の気体
状にし得る原料物質と、該原料物質に酸化作用をする性
質を有する気体状ハロゲン系酸化剤と、を反応空間内に
導入して接触させることで励起状態の前駆体を含む複数
の前駆体を化学的に生成し、これらの前駆体のうち少な
くとも１つの前駆体を堆積膜構成要素の供給源として成
膜空間内にある基体上に堆積膜を形成する堆積膜形成装
置において、前記気体状にし得る原料物質の導入管と前
記気体状ハロゲン系酸化剤の導入管とが多重同心円構造
となって配置され、且つ前記導入管群の少なくとも１つ
が多孔質の管で構成されしかも基体の配置された方向に
少なくとも１つの開口部を有する外管が配置されている
ことを特徴とするものである。

前記多孔質管及び外管となる導入管は、例えば金属材
料、セラミック材料、樹脂材料、複合材料等で構成する
ことができる。

〔実施例〕

ガスの反応効率及び利用効率を高めるには原料物質やハ
ロゲン系酸化剤の流量、反応空間内の圧力等の成膜因子
に加えて、ガス導入管の形状が重要な因子となる。

たとえば、第１図（ａ），（ｂ）に示す構造を有するガ
ス導入管では、内側にAl製の多孔質管101、外側にAl製
の外管102、及び開口部103を有する構造とすれば、内管
の直径は好ましくは0.1〜50mm、より好ましくは0.2〜30
mm、最適には0.3〜20mmとされるのが望ましい。同様
に、外管の直径は好ましくは0.2〜60mm、より好ましく
は0.3〜40mm、最適には0.4〜30mmとされるのが望まし
い。多孔質管の表面積に対する管口率は好ましくは10％
以上、より好ましくは20％以上、最適には30％以上とさ
れるのが望ましい。

外管に配設された開口部103は、円形、楕円形、多角
形、又はスリット状等のもので、少なくとも１つの基体
の配置されている方向に開口しているかあるいは内管に
用いたのと同じ多孔質管を用いてもよい。開口部の表面
積に対する開口率は、好ましくは10％以上、より好まし
くは20％以上、最適には30％以上とされる。

本発明に於て使用されるガス導入管の長さは所望する基
体の長さによって規定されるが特に制限はなく用いるこ
とができる。

第１図（ａ）はガス導入管及び円筒状基体を配置したと
きの側面図、第１図（ｂ）は上面図である。基体104は
回転軸107のまわりに回転することができる。

又、基体104はガス導入管101,102の周囲の空間を埋める
様に、たとえば回転軸107を結んだ形が多角形、好まし
くは正多角形になる様に配設されることが望ましい。

本発明に於て、使用されるガス導入管の材質は金属であ
る場合にはステンレス、Al、Cr、Mo、Au、Pt、Nb、Ta、
Ｖ、Ti、Fe、Pd、Ni−Cr樹脂である場合には、ポリエス
テル、ポリエチレン、ポリカーボネート、セルローズア
セテート、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化
ビニリデン、ポリスチレン、ポリアミド等、セラミック
スである場合にはAl₂O₂、SiO₂、BeO、MgO、ZrO₂、SiC、
TiC、ZrC、BN、AlN、Si₃N₄等が挙げられる。好ましくは
Al、ステンレスが加工性、耐腐食性などの点から用いら
れる。

本発明に於て使用されるガス導入管は成膜の効率を向上
させる目的で、成膜空間内に複数本配置され、されにこ
れらを取り囲む様に基体を配置することによっても達成
される。

本発明に於て使用される多重同心円配置構造となってい
るガス導入管にガスを導入する際に、たとえば内管と外
管とへ導入するガスを夫々交換して導入したとしても本
質的に得られる堆積膜の膜質が変化することはない。

かくする本発明の装置は、成膜空間即ち反応室内で放電
が生起する機会のないものであることから、形成される
堆積膜は、イオンダメージやその他の例えば異常放電作
用等による不都合な影響を受けることがない。

そして、本発明の堆積膜形成装置によれば、省エネルギ
ー化と同時に大面積化、膜厚均一性、膜品質の均一性を
十分満足させて管理の簡素化と量産化を図り、量産装置
に多大な設備投資も必要とせず、またその量産の為の管
理項目も明確になり、管理許容幅も広く、装置の調整も
簡単になる。

本発明の堆積膜形成装置に於いて、使用される堆積膜形
成用の気体状にし得る原料物質は、気体状ハロゲン系酸
化剤との接触により酸化作用をうけるものであり、目的
とする堆積膜の種類、特性、用途等によって所望に従っ
て適宜選択される。本発明に於いては、上記の気体状に
し得る原料物質及び気体状ハロゲン系酸化剤は、導入さ
れて接触をする際に気体状とされるものであれば良く、
通常の場合は、気体でも液体でも固体であっても差支え
ない。

堆積膜形成用の原料物質あるいはハロゲン系酸化剤が液
体又は固体である場合には、Ar、He、N₂、H₂等のキャリ
アーガスを使用し、必要に応じては熱も加えながらバブ
リングを行なって反応空間に堆積膜形成用の原料物質及
びハロゲン系酸化剤を気体状として導入する。

この際、上記気体状原料物質及び気体状ハロゲン系酸化
剤の分圧及び混合比は、キャリアーガスの流量あるいは
堆積膜形成用の原料物質及び気体状ハロゲン系酸化剤の
蒸気圧を調節することにより設定される。

本発明に於いて使用される堆積膜形成用の原料物質とし
ては、例えば、半導体性或いは電気的絶縁性のシリコン
堆積膜やゲルマニウム堆積膜等のテトラヘドラル系の堆
積膜を得るのであれば、直鎖状、及び分岐状の鎖状シラ
ン化合物、環状シラン化合物、鎖状ゲルマニウム化合物
等が有効なものとして挙げることが出来る。

具体的には、直鎖状シラン化合物としてはSinH₂n₊₂（ｎ
＝1,2,3,4,5,6,7,8）、分岐状鎖状シラン化合物として
は、SiH₃SiH（SiH₃）SiH₂SiH₃、環状シラン化合物とし
てはSinH₂n（ｎ＝3,4,5,6）、鎖状ゲルマン化合物とし
ては、GemH₂m₊₂（ｍ＝1,2,3,4,5）等が挙げられる。こ
の他、例えばスズの堆積膜を作成するのであればSnH₄等
の水素化スズを有効な原料物質として挙げることが出来
る。

勿論、これ等の原料物質は１種のみならず２種以上混合
して使用することも出来る。

本発明に於いて使用されるハロゲン系酸化剤は、反応空
間内に導入される際気体状とされ、同時に反応空間内に
導入される堆積膜形成用の気体状原料物質との接触だけ
で効果的に酸化作用をする性質を有するもので、F₂、Cl
₂、Br₂、I₂等のハロゲンガス、発生期状態の弗素、塩
素、臭素等が有効なものとして挙げることが出来る。

これ等のハロゲン系酸化剤は気体状で、前記の堆積膜形
成用の原料物質の気体と共に所望の流量と供給圧を与え
られて反応空間内に導入されて前記原料物質と混合衝突
することで前記原料物質に酸化作用をして励起状態の前
駆体を含む複数種の前駆体を効率的に生成する。生成さ
れる励起状態の前駆体及び他の前駆体は、少なくともそ
のいずれか１つが形成される堆積膜の構成要素の供給源
として働く。

生成される前駆体は分解して又は反応して別の励起状態
の前駆体又は別の励起状態にある前駆体になって、或い
は必要に応じてエネルギーを放出はするがそのままの形
態で成膜空間に配設された基体表面に触れることで基体
表面温度が比較的低い場合には三次元ネットワーク構造
の堆積膜が基体表面温度が高い場合には結晶質の堆積膜
が作成される。

本発明に於いては、堆積膜形成プロセスが円滑に進行
し、高品質で所望の物理特性を有する膜が形成される可
く、成膜因子としての、原料物質及びハロゲン系酸化剤
の種類と組み合せ、これ等の混合比、混合時の圧力、流
量、成膜空間内圧、ガスの流型、成膜温度（基体温度及
び雰囲気温度）が所望に応じて適宜選択される。これ等
の成膜因子は有機的に関連し、単独で決定されるもので
はなく相互関連の下に夫々に応じて決定される。本発明
に於いて、反応空間に導入される堆積膜形成用の気体状
原料物質と気体状ハロゲン系酸化剤との量の割合は、上
記成膜因子の中関連する成膜因子との関係に於いて適宜
所望に従って決められるが、導入流量比で、好ましく
は、1/20〜100/1が適当であり、より好ましくは1/5〜50
/1とされるのが望ましい。

反応空間に導入される際の混合時の圧力としては前記気
体状原料物質と前記気体状ハロゲン系酸化剤との接触を
確率的により高める為には、より高い方が良いが、反応
性を考慮して適宜所望に応じて最適値を決定するのが良
い。前記混合時の圧力としては、上記の様にして決めら
れるが、夫々の導入時の圧力として、好ましくは１×10
^-7気圧〜５気圧、より好ましくは１×10^-6気圧〜２気圧
とされるのが望ましい。

成膜空間内の圧力、即ち、その表面に成膜される基体が
配設されている空間内の圧力は、反応空間に於いて生成
される励起状態の前駆体（Ｅ）及び場合によって該前駆
体（Ｅ）より派生的に生ずる前駆体（Ｄ）が成膜に効果
的に寄与する様に適宜所望に応じて設定される。

成膜空間の内圧力は、成膜空間が反応空間と開放的に連
続している場合には、堆積膜形成用の基体状原料物質と
気体状ハロゲン系酸化剤との反応空間での導入圧及び流
量との関連に於いて、例えば差動排気或いは、大型の排
気装置の使用等の工夫を加えて調整することが出来る。

或いは、反応空間と成膜空間の連結部のコンダクタンス
が小さい場合には、成膜空間に適当な排気装置を設け、
該装置の排気量を制御することで成膜空間の圧力を調整
することが出来る。

又、反応空間と成膜空間が一体的になっていて、反応位
置と成膜位置が空間的に異なるだけの場合には、前述の
様に差動排気するか或いは、排気能力の充分ある大型の
排気装置を設けてやれば良い。

上記のようにして成膜空間内の圧力は、反応空間に導入
される気体状原料物質と気体状ハロゲン酸化剤の導入圧
力との関係に於いて決められるが、好ましくは0.001Tor
r〜100Torr、より好ましくは0.01Torr〜30Torr、最適に
は0.05〜10Torrとされるのが望ましい。

成膜時の基体温度（Ts）としては、使用されるガス種及
び形成される堆積膜の種数と要求される特性に応じて、
個々に適宜所望に従って設定されるが、非晶質の膜を得
る場合には好ましくは室温から450℃、より好ましくは5
0〜400℃とされるのが望ましい。殊に半導体性や光導電
性等の特性がより良好な結晶質の堆積膜を形成する場合
には、基体温度（Ts）は300〜700℃とされるのが望まし
い。

成膜空間の雰囲気温度（Tat）としては、生成される前
記前駆体（Ｅ）及び前記前駆体（Ｄ）が成膜に不適当な
化学種に変化せず、且つ効率良く前記前駆体（Ｅ）が生
成される様に基体温度（Ts）との関連で適宜所望に応じ
て決められる。

本発明に於いて使用される基体としては、形成される堆
積膜の用途に応じて適宜所望に応じて選択されるのであ
れば導電性でも電気絶縁性であっても良い。導電性基体
としては、例えば、NiCr、ステンレス、Al、Cr、Mo、A
u、Ir、Nb、Ta、Ｖ、Ti、Pt、Pd等の金属又はこれ等の
合金が挙げられる。

電気絶縁性基体としては、ポリエステル、ポリエチレ
ン、ポリカーボネート、セルローズアセテート、ポリプ
ロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ
スチレン、ポリアミド等の合成樹脂のフィルム又はシー
ト、ガラス、セラミック等が通常使用される。これらの
電気絶縁性基体は、好適には少なくともその一方の表面
が導電処理され、該導電処理された表面側に他の層が設
けられるのが望ましい。

例えばガラスであれば、その表面がNiCr、Al、Cr、Mo、
Au、Ir、Nb、Ta、Ｖ、Ti、Pt、Pd、In₂O₃、SnO₂、ITO
（In₂O₃＋SnO₂）等の薄膜を設ける事によって導電処理
され、或いはポリエステルフィルム等の合成樹脂フィル
ムであれば、NiCr、Al、Ag、Pb、Zn、Ni、Au、Cr、Mo、
Ir、Nb、Ta、Ｖ、Ti、Pt等の金属で真空蒸着、電子ビー
ム蒸着、スパッタリング等で処理し、又は前記金属でラ
ミネート処理して、その表面が導電処理される。支持体
の形状としては、円筒状、ベルト状、板状等、任意の形
状とし得、所望によって、その形状が決定される。

基体は、基体と膜との密着性及び反応性を考慮して上記
の中より選ぶのが好ましい。更に両者の熱膨張の差が大
きいと膜中に多量の歪が生じ、良品質の膜が得られない
場合があるので、両者の熱膨張の差が近接している基体
を選択して使用するのが好ましい。

又、基体の表面状態は、膜の構造（配向）や錐状組織の
発生に直接関係するので、所望の特性が得られる様な膜
構造と膜組織となる様に基体の表面を処理するのが望ま
しい。基体は、膜質及び膜厚等の均一性を増すためと、
本発明によるガス導入管の使用に加えて成膜空間内にお
いて、回転、振動等の動きを加えることもできる。

以下、本発明の堆積膜形成装置を図面の実施例により、
更に詳しく説明するが、本発明の堆積膜形成装置はこれ
によって限定されるものではない。

第２図に示す堆積膜形成装置は、装置本体、排気系及び
ガス供給系の３つに大別される。

装置本体には、反応空間及び成膜空間が設けられてい
る。

201〜205は夫々、成膜する際に使用されるガスが充填さ
れているボンベ、201a〜205aは夫々ガス供給パイプ、20
1b〜205bは夫々各ボンベからのガスの流量調整用のマス
フローコントローラー、201c〜205cはそれぞれガス圧力
計、201d〜205d及び201e〜205eは夫々バルブ、201f〜20
5fは夫々対応するガスボンベ内の圧力を示す圧力計であ
る。

220は真空チャンバーであって、下部にガス導入用の配
管が設けられ、ガスボンベ101,102よりのガスが導入さ
れる第１のガス導入管210、ガスボンベ203〜205よりの
ガスが導入される第２のガス導入管211を有し、Al製開
口率50％の多孔質管214及びスリット状の開口部を有す
る外管215に接続されている。

各導入管へのボンベからのガスの供給は、ガス供給パイ
プライン222,223によってなされる。

ガス導入管と同筒状基体213の配置は第１図（ｂ）に示
した場合と同じである。

基体213は回転軸217を介して、駆動装置216により回転
する。

各ガス導入管、各ガス供給パイプライン及び真空チャン
バー220は、メイン真空バルブ221を介して不図示の真空
排気装置により真空排気される。

本発明の場合、基体とガス導入管のガス排出口の距離
は、形成される堆積膜の種類及びその所望される特性、
ガス流量、真空チャンバーの内圧等を考慮して適切な状
態になる様に決められるが、好ましくは、数mm〜20cm、
より好ましくは、5mm〜15cm程度とされるのが望まし
い。

212は、基体213を成膜時に適当な温度に加熱したり、或
いは、成膜前に基体213を予備加熱したり、更には、成
膜後、膜をアニールする為に加熱する基体加熱用ヒータ
である。

基体加熱ヒータ212は、導線218を介して電力が供給され
る。

219は、基体温度（Ts）の温度を測定する為の熱電対で
ある。

以下、実施例に従って、本発明を具体的に説明する。

実施例１第２図に示す成膜装置を用いて、次の様にして本発明の
方法による堆積膜を作成した。

ボンベ201に充填されているSiH₄ガスを流量150SCCMでガ
ス導入管210を介して多孔質管214より、ボンベ203に充
填されているF₂ガスを流量100SCCM、ボンベ204に充填さ
れているHeガスを流量200SCCMでガス導入管211を介して
スリット状の開口部をもつ外管215より真空チャンバー2
20内に導入した。

このとき、真空チャンバー220内の圧力を真空バルブ221
の開閉度を調整して0.9Torrにした。石英ガラス製円筒
状（φ80mm×250mm）基体８本を用いガス排出口215と基
体との距離は3cmに設定した。SiH₄ガスとF₂ガスの混合
域で青白い発光が強くみられた。基体温度（Ts）は250
℃に設定した。この状態で３時間ガスを流すと、第１表
に示す様な膜厚のSi:H:F膜が基体上に堆積した。

又８本とも膜厚の分布むらは縦、横方向とも±５％以内
におさまった。特性についても全面においてほぼ均一で
あった。成膜したSi:H:F膜は電子線回折によって非晶質
であることが確認された。

これらの非晶質Si:H:F膜上にAlのくし形電極（ギャップ
長200μｍ）を蒸着し、導電率測定用の試料を作成し
た。各試料を真空クライオスタット中にいれ電圧100Vを
印加し、微少電流計（YHP4140B）で電流を測定し、暗導
電率（σｄ）を求めた。又600nm、0.3mW/cm²の光を照射
し、光導電率（σｐ）を求めた。更に光の吸収より光学
的バンドギャップ（Egopt）を求めた。これらの結果を
第１表に示した。

なお、ガスの利用効率は約70％となった。

実施例２第２図に示す成膜装置を用いて、第４図に示す層構成の
電子写真用像形成部材をAlシリンダ基体上に第２表に示
す条件で作製した。

実施例１のSiH₄ボンベ201をSi₂H₆ボンベに替えた。直径
80mmのAlシリンダー基体を真空チャンバー220内に８本
設置し真空チャンバー内を10^-6Torrまで排気し、基板加
熱用ヒーター212でAlシリンダー基体温度を280℃とし
た。

その後、Si₂H₆ボンベ201からSi₂H₆ガスを300SCCMと、B₂
H₆ボンベ（Heで1000ppmに希釈）202からB₂H₆/He混合ガ
スを300SCCMとをガス導入管210を介して多孔質管214よ
り真空チャンバー220内へ導入し、F₂ボンベ203からF₂ガ
スを300SCCMと、Heボンベ204からHeガスを1000SCCMと
を、ガス導入管211を介して真空チャンバー220内に導入
した。そのとき真空チャンバー220の内圧が0.8Torrにな
るよう真空バルブ221を調整した。

このようにして真空チャンバー220内に導入したSi₂H₆、
F₂、B₂H₆を化学反応させて第１層を3.0μm Alシリンダ
ー基体上に形成した。

第１層を形成した後、B₂H₆/He混合ガスの真空チャンバ
ー220への供給を停止し、また、真空バルブ221を調整し
て、真空チャンバー220の内圧を0.8Torrにした。そして
第２層を20.0μｍ形成した。総てのガスの供給を停止し
て、次にガスラインを良くパージして、B₂H₆ボンベ202
をC₂H₄ボンベ202に取り替えた。その後、第１層形成と
同様にしてSi₂H₆、C₂H₄、F₂、Heガスをそれぞれ50SCC
M、300SCCM、200SCCM、1000SCCMを真空チャンバー220へ
導入して第３層を0.5μｍ形成した。

以上の様にして電子写真用像形成部材を形成した。この
電子写真用像形成部材の電子写真特性を測定したとこ
ろ、従来の像形成部材よりも帯電能は10％向上し、画像
欠陥は30％減少していた。

〔効果〕以上の詳細な説明及び各実施例より、本発明の堆積膜形
成法によれば、原料ガスの利用効率を大幅に向上させる
ことができるとともに省エネルギー化を計り、膜品質の
管理が容易で大面積に亘って均一物理特性の堆積膜が得
られる。又、生産性、量産性に優れ、高品質で電気的、
光学的、半導体的等の物理特性に優れた膜を簡便に得る
ことが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ），（ｂ）、第２図及び第３図は、本発明の
実施例に用いた成膜装置の模式的概略図である。第４図
は本発明の実施例で作製した電子写真用像形成部材の模
式的説明図である。 101……多孔質管、102……外管、103……外管開口部、1
04……基体、105,106……ガスの流れ、107……回転軸、
201〜205……ガスボンベ、201a〜205a……ガスの導入
管、201b〜205b……マスフローメーター、201c〜205c…
…ガス圧力計、201d〜205d、201e〜205e……バルブ、20
1f〜205f……圧力計、210,211……ガス導入管、212……
基体加熱用ヒーター、213……基体、214……多孔質管、
215……外管、216……駆動装置、217……回転軸、218…
…導線、219……熱電対、220……真空チャンバー、221
……排気バルブ、222,223……ガス供給パイプ、301……
成膜室、302……基体支持台、303……基体、304……基
体加熱用ヒーター、305……導線、306〜309……ガス供
給源、ａ……分岐管、ｂ……流量計、ｃ……圧力計、d,
e……バルブ、310……原料ガス導入管、311……プラズ
マ発生装置、312……排気バルブ、313……排気管、400
……導電性基体、401……第１層（電荷注入阻止層）、4
02……第２層（感光層）、403……第３層（表面保護
層）。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】堆積膜形成用の気体状にし得る原料物質
と、該原料物質に酸化作用をする性質を有する気体状ハ
ロゲン系酸化剤と、を反応空間内に導入して接触させる
ことで励起状態の前駆体を含む複数の前駆体を化学的に
生成し、これらの前駆体のうち少なくとも１つの前駆体
を堆積膜構成要素の供給源として成膜空間内にある基体
上に堆積膜を形成する堆積膜形成装置において、前記気
体状にし得る原料物質の導入管と前記気体状ハロゲン系
酸化剤の導入管とが多重同心円構造となって配置され、
且つ前記導入管群の少なくとも１つが多孔質の管で構成
されしかも基体の配置された方向に少なくとも１つの開
口部を有する外管が配置されていることを特徴とする堆
積膜形成装置。