JPS61194819A - 堆積膜形成法 - Google Patents

堆積膜形成法

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JPS61194819A
JPS61194819A JP60035602A JP3560285A JPS61194819A JP S61194819 A JPS61194819 A JP S61194819A JP 60035602 A JP60035602 A JP 60035602A JP 3560285 A JP3560285 A JP 3560285A JP S61194819 A JPS61194819 A JP S61194819A
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film
silicon
active species
chamber
gas
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JP60035602A
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Shunichi Ishihara
俊一 石原
Shigeru Ono
茂 大野
Masahiro Kanai
正博 金井
Toshimichi Oda
小田 俊理
Isamu Shimizu
勇 清水
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10PGENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
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    • H10P14/20Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials
    • H10P14/34Deposited materials, e.g. layers
    • H10P14/3402Deposited materials, e.g. layers characterised by the chemical composition
    • H10P14/3404Deposited materials, e.g. layers characterised by the chemical composition being Group IVA materials
    • H10P14/3411Silicon, silicon germanium or germanium
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10PGENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
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    • H10P14/20Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials
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    • HELECTRICITY
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    • H10P14/3438Doping during depositing
    • H10P14/3441Conductivity type
    • H10P14/3442N-type
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    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H10P14/3438Doping during depositing
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    • H10P14/3444P-type

Landscapes

  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Photoreceptors In Electrophotography (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はシリコンを含有する堆積膜、とりわけ機能性膜
、殊に半導体デバイス、電子写真用の感光デバイス、画
像入力用のラインセンサー、撮像デバイス、光起電力素
子などlこ用いるアモルファス状あるいは多結晶状等の
非単結晶状のシリコン含有堆積膜を形成するのに好適な
方法に関する。
〔従来技術〕
例えば、アモルファスシリコン膜の形成には、真空蒸涜
法、プラズマOVD法、CVD法、反応性スパッタリン
グ法、イオンブレーティング法、光CVD法などが試み
ら几でおり、一般的正こは、プ2ズマOVD法が広く用
いらち、企業化されている。
丙午らアモルファスシリコンで構成される堆積膜はlI
c気的1光字的時性及び、繰返し使用での疲労特性ある
いは匣用環境荷性、更iこは均一性、再現性を富めた生
産性、瀘産性の点において、更に総合的な特性の向上を
図る余地がある。
従来から一般化さnているプラズマOVD法によるアモ
ルファスシリコン堆積膜の形成に於ての反応プロセスは
、従来の0VI)法に比較してかなり複雑であり、その
反応機構も不明な点が少なくなかった。又、その堆積膜
の形成パラメーターも多く、(例えば、基体温度、導入
ガスの流量と比、形成時の圧力、高周波成力、4極碑造
、反応容器の構造、排気速度、プラズマ発生方法など)
これら多くのパラメータの組合せによるため、時にはプ
ラズマが不安定な状fl141こなり、形成された堆積
膜に著しい悪影響を与えることが少なくなかった。
そのうえ、装置t特有のパラメータを装置ごとに選定し
なければならず、したがって製造条沖を一般化すること
がむず力)しいのが実状であった。一方、アモルファス
シリコン;漠として電気的、光学的、光導峨的乃至は機
械的特性の夫々を十分に満足させ得るものを発現させる
ためζこは、現状ではプラズマCVD法によって形成す
ることが最良とされている。
丙午ら、堆積膜の応用用途によっては、大面積化、膜厚
均一化、膜品質の均一性を十分満足させ、しかも萬速成
膜fこよって再現性のあるt座化を図ねばならないため
、プラズマ(、ID法lこよるアモルファスシリコン堆
積膜の形成(こおいては、量産装置に多大な設備投資が
必要となり、またその量産の為の管理項目も複雑lこな
って、′u埋許容幅も狭くなり、装置の調整も微妙であ
ることから、これらのことが、今後改善すべき問題点と
して指摘さ几ている。他方、通常のCVD法による従来
の技術では、高を品を必要とし、実用可能な・特性を有
する堆積膜が得られていなかった。
上述のμ口く、アモルファスシリコン漠の形成に於て、
その実用可能な特注、均一性を維持させながら、低コス
トなgc置で産屋化できる形成方法を開発することが切
瀘されでいる。これ等のことは、他の機能性撲、例えば
窒化シリコン膜、炭化シリコン膜、酸化シリコン膜(こ
於ても同様なことがいえる。
本発明は、上述したプラズマCVD法の欠点を除去する
と共lこ、従来の形成方法iこよらない新規な堆積膜形
成法を提供するものである。
〔発明の目的及び概要〕
本発明の目的は、形成される膜の緒特性、成膜速度、再
現性の向上及び膜品質の均一化を図りながら、膜の大面
積化に適し、膜の生産性の同上及び通産化を容易に達成
することのできる堆積膜形成法を提供することにある。
上記目的は、基体上(こ堆積膜を形成する為の成膜空間
内lこ、炭素とハロゲンを含む化合物を分解することに
より生成される活性種(A)と、該活性& (A)と化
学的相互作用をする成膜用のケイ素含有化合物より生成
される活性d (B)とを夫々別々に導入し、これらに
放電エネルギーを作用させて化学反応させる事によって
、前記基体上に堆積膜を形成する事を特徴とする本発明
の堆積膜形成法によって達成される。
〔実施態様〕
本発明方法では、炭素とハロゲンを含む化合物を分解す
ることにより生成される活性種(A)と成膜用のケイ素
含有化合切より生成される活性種(B)との共存ドに於
いて、これ等に放電エネルギーを作用させることにより
、これ等による化学的相互作用を生起させ、或いは促進
、増幅させるため、従来と比べで低い孜4エネルギーに
よっで成膜が9八Cとなり、形成される堆積膜は、エツ
チング作用、或いはその也の列えば異常放置作用などに
よる悪影響を受けるこおは実質的に殆んどない。
又、本発明;こよ几ば、成膜仝間のl吐気温匠、基体温
度を所望に従って任意に制御することにより、より安定
したC’JD法とすることができる。
また、所望により、放電エネルギーに加えて、光エネル
ギー及び/又は熱エネルギーを併用することができる。
光エネルギーは、適宜の光学系を用いて基体の全体に照
射することができるし、あるいは所望部分のみに選択的
制御的に照射Tることもできるため、基体lこおける堆
積膜の形成位置及び膜厚等を(制御し易くすることがで
きる。また、熱エネルギーとしては、光エネルギーから
転換された熱エネルギーを1吏、巾することもできる。
本発明の方法が従来のCVD法と違う点の1つは、あら
かじめ成膜空間とは異なる空間(以下、活性化9間とい
う)に於い−C活性化された活性種を使うことである。
このことjこより、従来のCVD法より成膜速度を飛り
4的に伸ばすことができ、加えて堆積膜形成の際の基体
温度も一層の低温化を図ることが可能になり、膜品質の
安定した堆積膜を工業的に大通に、しかも低コストで提
供できる。
尚、本発明での゛前記活性種(A)とは、前記成I戻用
のケイ素含有化合物より生成される活性種(B)と化学
的相互作用を起して例えばエネルギーを付与したり、化
学反応を起したりして、堆積膜の形成を促す作用を有す
るものを云う。従って、活性種としては、形成される堆
積膜を構成する構成要素に成る構成要素を含んでいても
良く、あるいはその様な構成要素を含んでいなくともよ
い。
本発明では、成a仝間に導入される活性化空間(A)か
らの活性種(八)は、生産性及び取扱い易さなどの点か
ら、その寿命が0.1秒以上、より好ましくは1秒以上
、最適には10秒以上あるものが、所望に従って選択さ
れて使用され、この活性種(A)の構成要素が成膜空間
で形成される堆積膜を構成する成分を構成するものとな
る。又、成膜用のケイ素含有化合物は活性化空間(B)
 lこ於いて活性化エネルギーを作用されて活性化され
て活性種(B)を生成し、該活性a (B)が成膜空間
に導入され、堆積膜を形成すb際、同時に活性化空間(
A)から導入される活性種(A)と放電エネルギーの作
用lこより化学的ζこ相互作用する。、その結果、所望
の基体上に所望の堆積膜が容易に形成される。ケイ素含
有化合物より生成される活性ff1(d)は、活性種(
A)の場合と同様その構成要素が成膜空間で形成される
堆積膜を構成する成分を構成するものとなる。
本発明で使用する堆積膜形成用のケイ素含有化合物は、
活性化空間(B)に導入される以前に既に気体状態とな
っているか、あるいは気体状態とされて導入されること
が好ましい。例えば液状の化合物を用いる場合、化合物
供給源に適宜の気化装置を接続して化合物を気化してか
ら活性化空間(B)に導入することができるっケイ素含
有化合物としては、ケイ素に水素、ハロゲンなどが結合
したシラン類及びハロゲン化シラン類等を用いることが
できる。とりわけ鎖状及び環状のシラン化合物、この鎖
状及び環状のシラン化合物の水素原子の一部又は全部を
ハロゲン原子で置換した化合物などが好適である。
具体的には、飼えば、S 1)14 、 S t 2H
6。
5isHs = 5iass。* S 1 sHt *
 I S 16H14等の”pH2p+2 (pは1以
上好ましくは1〜15、より好ましくは1〜10の整数
である。)で示される直鎖状シラン化合物、5iH38
iH(SiH,)SiH,,5iH1SiH(SiH3
)Si3H7,5i1H1SiH(SiH3)Si2H
@  等のS’I)H21)+2(pは前述の意味を有
する。)で示される分岐を有する鎖状シラン化合物、こ
れら直鎖状又は分岐を有する鎖状のシラン化合物の水素
原子の一部又は全部をへログ/原子で#夷した化合物%
 SigH@ y Si4Hg H81sH1o rS
isHxi等のS r q H2q (qは3以上、好
ましくは3〜6の整数である。)で示される環状シラン
化合物、該環状シラン化合物の水素原子の一部又は全部
を他の環状シラニル基及び/又は鎖状シラニル基で置換
した化合物、上記例示したシラン化合物の水1g原子の
一部又は全部をハロゲン原子でl!換した化合物の例七
して、5iI(3F’。
5iHsC1,8iHsBr 、5iH11等(7) 
S t rl(5Xt(Xはハロゲン原子、rは1以上
、好ましくは1〜10、より好ましくは3〜7の整数+
 s + t =2r+2又は2「である。)で示され
る・・ロゲン置換鎖状又は環状シラン化合物などである
。これらの化合物は、l槓を使用しても2iI以上を併
用してもよい。
本発明において、活性化空間(A)に導入される員索と
ハロゲンを含む化合物としCは、炭素原子を主構成−1
!素とし、活性化されることiこよりでOX1辛()X
はハロゲン)を発生し得る位置にXが化学結合している
化片物、例えば鎖状又は環状炭化水素の水系原子の一部
乃至全部をハロゲン原子で置換した化合物が用いられ、
具体的には、す1えば、0uY2u+2(uは1以上の
j敗、YはFol、Br及び■より選択される少なくと
も一種の元素である。)で示される鎖状ハロゲン化炭素
、Ov Y 2 v (vは3以上の!4数、Yは前述
の意味を有する。)で示される環状ハロゲン化炭素、0
ui(xY、(u及びYは前述の意味を有する。
x −) y # 2 +1又は2:u−2である。)
で示される鎖状又は環状化合物などが挙げられる。
具体的には例えばOFm 、((JF*)s 、(OF
m)*(OFz)4 .0zFs  、0zFs  、
0HFs  、OH*Fz。
0014(OO1*)s  t  0Br4  、(O
Brs)s  tOzOlm −0201sFs  な
どのガス状態の又は容易にガス化し得るものが挙げられ
る。
また、本発明においては、前記炭素とハロゲンを含む化
合物を分解することにより生成される活性m (A)に
加えてケイ素とノ・ロゲ/を含む化合物を分解すること
により生成される活性種(SX)を併用することができ
る。このケイ素とハロゲンを含む化合物としては、例え
ば鎖状又は環状シラン化合物の水素原子の一部乃至全部
をハロゲン原子で置換した化fI!−物が用いられ、具
体的には、例えば、5ixZzv+2(vは1以上の整
数、ZはF、CI、Br又はIである。)で示される鎖
状ハロゲン化ケイ素、S iy Z 2 y (vは3
以上の整数、Zは前述の意味を有する。)で示される環
状ハロゲン化ケイ素、S i v Hx Z y (v
及びYは前述の意味を有する。x + y −2v又は
2V+2である。)で示される鎖状又は環状化合物など
が挙げられる。
具体的には例えばS i F a・(8iF、)、・(
SiF’*)s 、(SiFt)4t SigFs 、
5ixJ!’s+SiHF3 、SiH2F2.5iO
14(8i012)6 。
5iBra + (StBr2)3 、st、cts 
H8i*01aFs  などのガス状態の又は容易lこ
ガス化し得るものが挙げられる。
活性ai (A)を生成させるためには、前記炭素とハ
ロゲンを含む化合物(及びケイ素と)・ロゲンを含む化
合物)に加えで、必要に応じてケイ素単体等他のケイ素
化合物、水素、ノ・ロゲン化合物(例えばF2ガス、O
12ガス、ガス化したBr2゜■2等)などを併用する
ことができる。
本発明において、活性化空間(A)及び(B)で活性種
(A)及び(B)を生成させる方法としては、各々の条
件、装置を考慮してマイクロ波、)IF、低周波、DC
等の電気エネルギー、ヒータ加熱、赤外線加熱等による
熱エネルギー、レーザ光等の光エネルギーなどの励起エ
ネルギーが使用される。
本発明に於いては、上述した化合物に、活性化空間(A
)で上記の熱、光、電気などの励起エネルギーを加える
ことにより、活性種(A)が生成される。
本発明5こおいて、成嘆空間に導入される前記活性種(
B)と前記活性m (A)との盪の割合は、成膜条沖、
活性種の種類などで適宜所望lこ従って決めらnるが、
好ましくは10:1〜1:10(導入流量比)が適当で
あり、より好ましくは8:2〜4:6とされるのが望ま
しい。
本発明において、ケイ素含有化合物の他に、成膜用の化
学#*として水素ガス及び/又はハロゲン化合物(例え
ばF2ガス、at、ガス、ガス化したBrxIz等)、
ヘリウム、アルゴン、ネオン等の不活性ガスなどを活性
化空間(B)1こ導入して用いることもできる。これら
の成膜用の化学物質の複数を用いる場合には、予め混合
して活性化条件下(B)にガス状態で導入することもで
きるし、あるいはこれらの成膜用の化学′吻貞を夫々独
立した供給源から各個別に供給し、活性化空間(B) 
Jこ 。
導入することもできるし、又夫々独立の活性化空間に導
入して、夫々個別に活性化することも出来る。
また本発明の方法により形成される堆積膜は成膜中又は
成膜後に不純物元素でドーピングすることが可能である
。使用する不純物元素としては、p型不純物として、周
期律表第■族Aの元素、例えばB、AI 、Ga、In
、TI等が好適なものとしで挙げられ、n型不純物とし
では、周期律表第V族Aの元素、例えばP 、 A s
 、 S b 、 Hi等が好適なものとして挙げられ
るが、特にH,Ga。
P、Sb等が最適である。ドーピングされる不純物の址
は、所望される電気的・光字的特注に応じて適宜決定さ
れるJ かかる不純物元素を成分としで言む物質(不純物導入用
物*)としては、常温常圧でガス状態であるか、あるい
は少なくとも活性化条件下で気体であり、適宜の気化装
置で容易に気化し得る化合物を選択するのが好ましい。
この様な化合物としでハ、P H2、P * H4、P
 F s 、 P F s −P cl s 。
A S H3t A S F z p A S F s
 e A S OI 3 t b b Hs HSbF
6,5iH1,BFS、BOIB、BBr*+B!H6
*B4HI o tBsHs 、Bsf(t t 、B
sf(t o 、BmH* z をへ101.等を挙げ
ることができる。不純物元素を含む化合物は、1種用い
ても2種以上併用してもよい。
不純物導入用物質は、活性化空間(A)又は/及U +
% 性化2 rjlJ CB) lc、活性ai(A)
及び活性fi (B)の夫々を生成する各物質と共に導
入されて活性化しでも良いし、或いは、活性化空間(A
)及び活性化空間(B)とは別の第3の活性化空間(0
)に於いて活性化さ几ても良い。不純物導入用物質を活
性化するには、活性種(A)及び活性種(B)を生成す
るに列配された前述の活性化エネルギーを適宜選択して
採用することが出来る。不純物導入用物質を活性化して
生成される活性種()’N)  は活性攬(A)又は/
及び活性種(B)と予め混会されて、又は独立に成膜空
間lこ導入される。
次に、本発明方法によって形成される電子写真用象形成
部材の典型的な例を挙げて本発明を説明する。
第1図は、本発明によって得られる典盤的な電子写真用
象形成部材、光4区部材の構成例をri!1.明するた
めの模式図である。
第1図示す光導電部材10は、電子写真用象形成部材と
して適用させ得るものであって、光導電部材用としての
支持体11の上に、必要に応じて設けられる中間層12
、及び感光層13で構成される層傳成を有している。
光導電部材10の製造に当っては、中間層12又は/及
び感光層13を本発明の方法によって作成することが出
来る。更に、光導電部材10が感光層13の表面を化学
的、物質的lζ保護する為lこ設けられる保護層、或い
は電気的耐圧力を向上させる目的で設けられる下部障壁
層又は/及び上部障壁層を有する場合Iこは、これ等を
本発明の方法で作成することも出来る。
支持体11としては、導#E性でも電気絶縁性であって
も良い。導電性支持体としては、例えば、N i Or
 、 xテンL/ス、 AI 、 Or 、Mo 。
Au、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。
電気絶縁性支持体としては、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、ポリグ
ロビレ/、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、紙等が油浴使用される。Jこ
れらの電気絶縁性支持体は、好適には少なくともその一
万の漱面が#電処理され、該導電処理された表面側に他
のノーが設けられるのが逼ましい。
例えばガラスであれば、その表面がN1cr 。
A  I   、  Or  、  八to、Au、I
r、Nb、Ta。
V、’I’i、Pt、Pd、Ir1zOi、SnO,。
ITO(InzOs+SnOg)Jの薄膜を設けること
によっで導電処理され、ある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、N t Or I A
 l @ A g HP b y Z n HN t 
t A u eOr 、Mo 、 I r 、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2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が
、例えば、第1図の光4域部材10を電子写真用像形成
部材としで使用するのであれば、連続高速複写の場合に
は、無端ベルト状又は円筒状とするのが望ましい。
中間層12には例えば、支持体11の側から感光N13
中へのキャリアの流入を効果的に阻止し且つ電磁波の照
射によって感光層13中に生じ、支持体11の側に向っ
て移動するフォ)−?ヤリアの感光層13の側から支持
体11の側への通過を容易に許す機能を有する。
この中間層12は、本発明の方法で作成するのであれば
、シリコン原子と炭素原子と、必要に応じて水素原子C
H)又は/及びハロゲン原子(X)を含有する半導体(
以下、l’−A−8iO(H,X)Jと記す)で購成さ
几ると共に、!!気伝導性を支配する物質として、例え
ばホウ素(B)等のp型不純物あるいは燐(P)等、n
M不純物が含有されている。更lこ別には、水素原子(
)I)及び/又はハロゲン原子(X)を含有するアモル
ファスンリコ/(以下、「A−8i (H、X ) J
と記す。)で構成されると共に、電気伝導性を支配する
物質として、例えばホウ素(B)等のp型不純物あるい
は燐(P)等のn型不純物が含有されている。
本発明に於て、中間層12中1こ含有さnるB。
P等の伝導性を支配する物質のよ有量としては、好適に
は、0.001〜5 X 10’ atomicp p
 m 、より好適には0.5〜I X 10’atom
icppm  %最適には1〜5X10’ atomi
c  ppmとされるのが望ましい。
中間層12が感光層13と構成成分が類似、或いは同じ
である場合には中間層12の形成は、中間l312の形
成に続けて感光#13の形成まで連続的に行なうことが
できる。その場合には、中間層形成用の原料として、活
性化空間(A)で生成された活性種(A)と、活性化空
間(B)に導入された成膜用のケイ素含有化合物より生
成される活性種(B)と必要に応じて水素、ハロゲン化
合物、不活性ガス及び不純物元素を成分として含む化合
物のガス等を活性化することにより生成される活性種と
、を夫々別々に或いは適宜必要に応じて混合しτ支持体
11のe、置しである成膜壁14に尋人して尋人された
活性種の共存雰囲気に放電エネルギーを作用させること
により、前記支持体11上に中間層12を形成させれば
よい。
中間/1712を形成6せる際に活性化空間(A)に導
入されて活性m (A)を生成する炭凧と・・ロゲンを
才む化合物としては、例えば容易にOF、米の如き活性
種Ck)を生、成する1前記の化&物を挙げることが出
来る〇 中間層12の層厚は、好ましくは、30λ〜10μ、よ
り好適には40λ〜8μ、最適には50λ〜5μとされ
るのが望ましい。
感光層13は、例えばA−8i ()l 、 X )で
構成され、或いは本発明の方法で作成されるのであnば
A−8iO(H,X)で構成さし、レーザー光の照射に
よって7オトキヤリアを発生する電荷発生機能と、該電
荷を輸送する電荷輸送機能の両機能を有する。
感光層13の層厚としては、好ましくは、1〜100μ
、より好適には1〜80μ、最適には2〜50μとされ
るのが望ましい。
感光層13は、ノンドープのA−8t(H,X)或いは
A −S i O(H、X )の層であるが、所望によ
り中間層12に含有される伝導特性を支配する物質の極
性とは別の極性(例えばn型)の伝導特性を支配する物
質を含有させてもよいし、あるいは、同極性の伝導特性
を支配する物質を、中間層12に含有される実際の量が
多い場合には、該盪よりも一段と少ない量にして含有さ
せてもよい。
感光/413の形成の場合も、本発明の方法によって形
成されるのであれば中間層12の場合と同様lこ、活性
化空間(A)に炭素と710ゲンを含む化合物が導入さ
れ、高餓下でこれ等を分解することにより、或いは放電
エネルギーや光エネルギーを作用させて励起することで
活性/II (A)が生成され、該活性4(A)が成膜
空間に導入される。また、これとは別に、成膜用のケイ
素含有化合物より生成される活性Iと、必要に応じて、
水素、ノ・ロゲン化合物、不活性ガス、不純物元素を成
分として含む化合物のガス等から生成される活性種を、
支持体11の設置しである成膜空間に導入し、放置エネ
ルギーを用いることにより、前記支持体11上に中間層
12を形成させnばよい。
第2図は、本発明方法を実施して作製される不純物元素
でドーピングされたA−8i(H,X)堆積膜を利用し
たPIN型ダイオード・デバイスの典型例を示した模式
図である。
図中、21は基体、22及び27は薄膜電極、23は半
導体膜であり、n型の半導体層24、i型の半導体層2
5、p型の半導体層26によって構成される。28は外
部電気回路装置と結合される導線である。
これ等の半導体層は、A−8i(H,X)。
A −S i O(H、X )等で構成され、本発明の
方法はいず几の層の作成に於いても通用することが出来
るが、殊lこ半導体層26を本発明の方法で作成するこ
とにより、変換効率を高めることが出来る。
基体21としては導電性、半導電性、電気絶縁性のもの
が用いられる。半JfJJ性基体としCは、例えば、S
 i 、Ge 、GaAs 、ZnO、ZnS等の半導
体が挙げられる。薄a、l!122.27としては例え
ば、N t Or HA l r Or 1M o +
Au、Ir、Nb、Ta、V、Ti、l’t、Pd。
I n103.8nO1、I T O(In、01+8
n01)等の薄膜を、真空蒸着、電子ビーム蒸着、スパ
ッタリング等の処理で基体21上に設けることによって
得られる。fXfi122.27の膜厚としでは、好ま
しくは30〜5X104^、より好ましくは100〜5
X10”又 とされるのが望ましい。
前記の半導体層を構成するA体を必要に厄じでnff1
又はplMとするをこは、ノー形成の際−こ、不純物元
素のうちnfjl不純物又はpm不純物、あるいは両不
純物を形成される層中にその盆を制御し乍らドーピング
しでやる事によって形成される。
本発明方法により、bWts、i・型及びpfliの半
導体層を形成するには、活性化2間(A)に炭素とハロ
ゲンを含む化合物が導入され、活性化エネルギーの作用
下でこれ等を励起し分解することで、例えばOF、帯等
の活性種(A)が生成さ几、該活性m (A)が成膜空
間に導入される。同時に、これとは別に、活性化空間(
B)に導入された成膜用のケイ素含有化合物と、必要に
応じて不活性ガス及び不純物元素を成分として含む化合
物のガス等を夫々活性化エネルギーによって励起し分解
して夫々の活性種を生成し、夫々を別々に又は適宜に混
合して、基体11の設直しである成膜空間に導入する。
成膜空間に導入された活性種は放電エネルギーを用いる
ことにより化学的相互作用を生起され、又は促進或いは
増幅されて基体21上に堆積膜が形成させる。n鳳及び
pmの半導体層の層厚としては、好ましくは100〜1
04°  より好ましくは300〜2000λの範囲が
望ましい。
また、i盤の半導体層の層厚としては、好ましくは50
0〜104又、より好ましくは1000〜10000又
の範囲が望ましい。
以下に、本発明の具体的実施例を示す。
実施例1 第3図に示した装置を用い、以下の如き操作によりてi
ff、p型及びnfiのa −S i O(H,X)堆
積膜を形成した。
第3図においで、101は堆積室であり、内部の基体支
持台102上に所望の基体103が載置される。
104は基体加熱用のヒーターであり、導線105を介
して給電され、発熱する。基体温度は特に制限されない
が、本発明方法を実施するにあたって、基体を加熱する
必要がある場合には基体温度は好ましくは50〜450
°C1より好ましくは100〜350°0であることが
望ましい。
106乃至1゛09は、ガス供給系であり、ケイ素含有
化合物、及び必要に応じで用いられる水素、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られる。
これらのガスが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させる。
図中ガス供給系106乃至109の符合に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パルプである。12
3は活性種(B)を生成する為の活性化室(B)であり
、活性化室123の周りには活性種(B)を生成させる
為の活性エネルギーを発生するマイクロ波プラズマ発生
装置122が設けられている。ガス導入flloより供
給される活性種(B)生成用の原料ガスは活性化室(B
) 123内において活性化され、生じた活性種(B)
は導入管124を通じて成膜室101内に導入される。
111はガス圧力計である。図中112は活性化室(A
)、113は電気炉、114は固体0粒、115は活性
種(A)の原料となる気体状態の炭素とハロゲンを含む
化合物の導入管であり、活性化室(A) 112で生成
された活性種(A)は導入管116を介して成膜室10
1内に導入される。
117は放電エネルギー発生!itであって、マツチン
グボックス1173%高周波導入用カソード電極117
b等を具備している。
放電エネルギー発生装#L117からの放電エネルギー
は、矢印119の向きに流れている活性種に作用し、作
用された各活性種は相互に化学反応させる事lこよって
基体103の全体あるいは所望部分子こA −S i 
O(H、X )の堆積膜を形成する。
また、図中、120は排気バルブ、121は排気管であ
る。先ず、ポリエチレンテレフタレートフィルム製の基
体103を支持台102上に載置し、排気装[1(不図
示)を用いて成膜室101内を排気し、約10−’To
rrに減圧した。ガス供給用ボンベ106よりSiHa
150SOOM、  あるいはこれとPH3ガス又はB
、)I@ガス(何れも11000pp水素ガス希釈)4
0SOOMとを混合したガスをガス導入管110を介し
て活性化室(B)123 にイ導入した。活性化室(B
) 12.3内に導入さnたS i H4ガスやH,ガ
ス等はマイクロ波プラズマ発生装置122により活性化
されて5iH1”や活性化水素等とされ、導入管124
を通じてS i H!帯や活性化水素等を成膜室101
に導入した。
また他方、活性化室(A) 102に固体0粒114を
詰めて、電気炉113により加熱し、Cを赤熱状態とし
、そこへ導入管115を通しで不図示のボンベよりOF
4を吹き込むこと−こより、活性種(A)としてのOF
2帯を生成させ、該OF、帯を導入管116を経て、成
膜室101へ導入した。
成膜室101内の内圧をQ、4Torrに保ちつつ放電
装置からグ2ズマを作用させて、ノンドープのあるいは
ドーピングされたA −8i (3(H、X )膜(膜
厚700^)を形成した。成膜速度は24又/ s e
 cであった。
次いで、得られたノンドープのあるいはp型のa−8i
O(H,X)膜試料を蒸着m+こ入れ、真空度10弓T
 o r rでクシ型のAIギャップ電極(ギャップ長
250μ、巾5 IIIB)を形成した後、印加電圧1
0Vで暗電流を測定し、暗導電率daを求めて、各試料
の膜特性を評価した。結果を第1表に示した。
実施例2〜4 S iH4の代りに直鎖状5i2H,、分岐状84aH
1゜、又はH@ S l s F m  を用いた以外
は、実施例1と同様にしてa−8iO(H,X)膜を形
成した。暗導#を率を測定し、結果を第1表に示した。
第1表から、本発明によると電気特性に優れた、A−8
iO(f(、X)膜が得られ、また、ドーピングが十分
に行なわれたA−8iO(H,X)膜が得られることが
判った0 実施例5 第4図に示す装置を使い、以下の如き操作によって第1
図に示した如き層構成のドラム状電子写真用像形成部材
を作成した0 第4図において、201は成膜室、202は活性化室、
203は電気炉、204は固体0粒、205は活性種(
A)の原料物質導入管、206は活性種(A)導入管、
207はモーター、208は第3図の104と同様に用
いられる加熱ヒーター、209.210は吹き出し管、
211はAIクシリンダ−基体、212は排気パルプを
示している。
また、213乃至216は第3図中106乃至109と
同様の原料ガス供給源であり、217−1はガス導入管
である。
成膜室201にAlシリンダー状基体211をつり下げ
、その内側に加熱ヒーター208を備え、モーター20
7により回転できる様にする。218は放電エネルギー
発生装置であって、マツチングボックス2183%高周
波導入用カンード或極218b当を具備しでいる。
また、活性化室(A) 202に固体0粒204を詰め
て、電気炉203により加熱し、Cを赤熱状態とし、そ
こへ導入1206を通じて不図示のボ/ぺからCF、を
吹き込むことにより、活性種(A)としてのCF、*を
生成させ、該OF、帯導帯管入管6を5経て、成膜室2
01へ導入した。
一方、導入管217−1より5ift(@とHlの各ガ
スを成膜室201に導入した。導入されたS i * 
Haガス、H2ガスは活性化室(B) 220において
、マイクロ波プラズマ発生装置t221によりプラズマ
化等の活性化処理を受けて活性化水累化ケイ素、活性化
水素となり導入管217−2を通じて、成膜室201内
ζこ導入された。この際必要に応じてPH,、B、H@
等の不純物ガスも活性化室(B) 220内に導入され
て活性化された。次いで成膜室201内の内圧を1.0
Torrに保ちつつ、放電装@218により発生された
よりプラズマを作用させた。
Alシリンダー状基体211は220″Cにヒーター2
08により加熱、保持され、回転させ、排ガスは排気バ
ルブ212の開口を適当に調整して排気させた。このよ
うにして感光層13が形成された。
また、中間層12は、導入管217−1よりHオ/ B
 2 H@(容量チでB、f(、ガスが0.2%)の混
会ガスを更に導入し、膜厚2000λで成膜さnた。
比較例1 0FtとSi2H6,Hz  及びB ! Hs  の
各ガスを使用して成膜室201と同様の構成の成膜室を
用意して13.56 M)lz  の高周波装置を備え
で、一般的なプラズマOVD法により、第1図に示す層
構成の成子写真用隊形成部材を形成した。
実施例3及び比較例1で得られたドラム状の電子写真用
製形成部材の製造条件と性能を第2表に示した。
第  2  表 第 2 表(続き) 実施例6 ケイ素含有比合物として5i2H,を用いて第3図の装
置直を用いて、第2図に示したPIN型ダイオードを作
製した。
まず、1oooiのITO1i22を蒸着したポリエチ
レンナフタレートフィルム21を支持台に載置し、10
−’Torrに減圧した後、実施例1と同様に導入管1
16からOF、帯の活性種を成膜室101内に導入し、
また導入管110から8izHa 150 S OOM
、PH3ガス(11000pp水素ガス希釈の夫々を活
性化室(B) 123に導入して活性化した。次いでこ
の活性化さ几たガスを導入管116を介して成膜室10
1内に導入した。成膜室101内の圧力をQ、1Tor
rlこ保ちながら放電装置からプラズマを作用させて、
PでドーピングさQ タn 1jll、 a −8i 
0 (H、X )膜24(ai厚700k)を形成した
次いで、P Hsガスの代りにB * Hsガス(30
0ppm水素ガス希釈)を導入した以外はn屋a−8i
O(H,X)膜の場合と同一の方法で1型a−8iO(
H,X)膜25(膜厚5000^)を形成した。
次いで、H2ガスと共にB、H・ガス11000pp水
素ガス希釈)を使用し、それ以外はn型と同じ条件でB
でドーピングされたp 11 a −8iO(H,X)
膜26(膜厚700λ)を形成した。
更lこ、このp型膜上に真空蒸着により膜厚1000又
のAI[極27を形成し、PIN型ダイオードを得た。
かくして得られたダイオード素子(面積1cI/l)ま
た、光照射特性においても、基板側から光を導入し、光
照射強度AMI(約I Q Om W/ cr/l )
で、変換効率8.5%以上、開放端電圧0.92V。
短絡電流1−0.5 m A / (−7dが得られた
実施例7〜9 ケイ素含有化合物としてS i 、H@の代りに、直鎖
状8 i 4H1o s分岐状S i 4 Hs as
又はH@ S + m F s  を用いた以外は、実
施例6と同一のPIN型ダイオードを作製した。整流特
性及び光起電力効果を評価し、結果を第3表に示した。
第3茨から、本発明lこよnば、従来に比べ艮好な光学
的・電気的特性を有するa−8iO(H,X)PINf
iダイオードが得られることが判った。
〔発明の効果〕
本発明の堆積膜形成法1こよれば、形成される膜に所望
さ几る電気的、光学的、光導成約及び機械的特性が向上
し、しかも比較的低い基体温度で高速成膜が可能となる
。また、成膜Iζおける再現性が向上し、膜品質の向上
と膜質の均一化が可能になると共に、膜の大面積化に有
利であり、膜の生産性の向上並びに量産化を容易に達成
することができる。更に、耐熱性に乏しい基体上にも成
膜できる、低温処理によって工程の短縮化を図れるとい
った効果が発揮される。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明方法を用いて製造される電子写真用1象
形成部材の構成例を説明するための模式図である。 第2図は本発明方法を用いで製造されるPIN型ダイオ
ードの構成例を説明するための模式図である。 第3図及び第4囚はそれぞれ実施例で用いた本発明方法
を実施するための装r#の構成を説明するための模式図
である。 10 ・・・ 纜子写真用1象杉成部材、11 ・・・
 基体、 12 ・・・ 中間層、 13 ・・・ 感光層1 21 ・・・ 基体、 22.27  ・・・ iv模α極、 24 ・・・ n警手導体層、 25 ・・・ i[半導体層、 26 ・・・ pi半半体体層 101.201  ・・・ 成膜室、 112.202  ・・・ 活性化ヱ(A)、21? 123、≠金環 ・・・ 活性化室(B)、106.1
07,108,109゜ 213.214,215,216 ・・・ ガス供給系、 103.211  ・・・ 基体 117.218  ・・・ 放電エネルギー発生装置。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  基体上に堆積膜を形成する為の成膜空間内に、炭素と
    ハロゲンを含む化合物を分解することにより生成される
    活性種(A)と、該活性種(A)と化学的相互作用をす
    る成膜用のケイ素含有化合物より生成される活性種(B
    )とを夫々別々に導入し、これらに放電エネルギーを作
    用させて化学反応させる事によって、前記基体上に堆積
    膜を形成する事を特徴とする堆積膜形成法。
JP60035602A 1985-02-22 1985-02-25 堆積膜形成法 Pending JPS61194819A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US10421329B2 (en) 2016-01-15 2019-09-24 Oiles Corporation Slide bearing

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