JP2001115265A

JP2001115265A - 高周波プラズマｃｖｄ法および高周波プラズマｃｖｄ装置

Info

Publication number: JP2001115265A
Application number: JP29263299A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Takagi; 智高木; Koji Teranishi; 康治寺西
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-10-14
Filing date: 1999-10-14
Publication date: 2001-04-24

Abstract

(57)【要約】【課題】任意形状の大面積の基体上に、膜厚が極めて均
一で且つ均質膜質である高品質な堆積膜を高速度で安定
に形成し、効率よく堆積膜を形成し得る高周波プラズマ
ＣＶＤ法および高周波プラズマＣＶＤ装置を提供するこ
と。【解決手段】反応容器内に導入された原料ガスを分解し
て、前記被成膜処理基体上に堆積膜を形成する高周波プ
ラズマＣＶＤ法であって、前記プラズマ発生用高周波電
極が、３つ以上ほぼ平行して配置され、これらの高周波
電極の給電点の反対側の先端部分において反射電力の位
相を調整するに際し、これら３つ以上の高周波電極のそ
れぞれの定在波の腹の位置が、高周波電力の波長λの１
／６λ±１／１６λの範囲で、一方の高周波電極から順
次に隣りの高周波電極に連続してずれるように調整し
て、堆積膜を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高周波プラズマＣ
ＶＤ法および高周波プラズマＣＶＤ装置に関し、特に、
半導体デバイスとしての電子写真用感光体デバイス、画
像入力用ラインセンサー、フラットパネルディスプレ
イ、撮像デバイス、光起力デバイス等に有用な結晶質ま
たは非単結晶質の機能性堆積膜を好適に形成し得る高周
波プラズマＣＶＤ法および高周波プラズマＣＶＤ装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体デバイス等の製造プロセス
においては、プラズマＣＶＤ装置及びプラズマＣＶＤ法
が工業的に実用化されている。特に１３．５６ＭＨｚの
高周波を用いたプラズマＣＶＤ装置は基板材料、堆積膜
材料等が導電体、絶縁体に関わらず処理できるので広く
用いられている。従来のプラズマ発生用高周波電極及び
該高周波電極を用いたプラズマＣＶＤ装置及びプラズマ
ＣＶＤ法の一例として、平行平板型の装置について図１
１を参照しながら説明する。反応容器（７０１）に絶縁
性の高周波電極支持台（７０２）を介して高周波電極
（７０３）が配置されている。高周波電極（７０３）
は、対向電極（７０５）と平行に配された平板であり、
この電極間の静電容量で決まる電界によりプラズマを発
生させる。プラズマが発生すると、実質的に導電体であ
るプラズマと、プラズマと両電極や反応容器壁との間の
等価的に主にコンデンサとして働くシースが電極間に発
生してプラズマ発生前とは大きくインピーダンスが異な
る場合が多い。高周波電極（７０３）の回りには、高周
波電極（７０３）の側部と反応容器（７０１）との間で
放電が発生しないようにアースシールド（７０４）が配
置されている。高周波電極（７０３）には整合回路（７
０９）と高周波電力供給線（７１０）を介して高周波電
源（７１１）が接続されている。高周波電極と平行に配
された対向電極（７０５）にはプラズマＣＶＤを行うた
めの平板状の被成膜基体（７０６）が配置され、被処理
基体（７０６）は、基体温度制御手段（図示せず）によ
り所望する温度に保たれる。この装置を使用した場合の
プラズマＣＶＤは以下のように行われる。反応容器（７
０１）を真空排気手段（７０７）によって高真空まで排
気した後、ガス供給手段（７０８）によって反応ガスを
反応容器（７０１）内に導入し、所定の圧力に維持す
る。高周波電源（７１１）より高周波電力を高周波電極
（７０３）に供給して高周波電極と対向電極との間にプ
ラズマを発生させる。こうすることにより、反応ガスが
プラズマにより分解、励起され被成膜基体（７０６）上
に堆積膜を形成する。高周波電力としては、１３．５６
ＭＨｚの高周波電力を用いるのが一般的であるが、放電
周波数が１３．５６ＭＨｚの場合、放電条件の制御が比
較的容易であり、得られる膜の膜質が優れているといっ
た利点を有するが、ガスの利用効率が低く、堆積膜の形
成速度が比較的小さいといった問題がある。

【０００３】こうした問題に鑑みて、周波数が２５〜１
５０ＭＨｚ程度の高周波を用いたプラズマＣＶＤ法につ
いての検討がなされている。例えばＰｌａｓｍａＣｈ
ｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＰｌａｓｍａＰｒｏｃｅｓ
ｓｉｎｇ，Ｖｏｌ７，Ｎｏ３，（１９８７）ｐ２６７
−２７３（以下、「文献１」という。）には、平行平板
型のグロー放電分解装置を使用して原料ガス（シランガ
ス）を周波数２５〜１５０ＭＨｚの高周波電力で分解し
てアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）膜を形成すること
が記載されている。具体的には、文献１には、周波数を
２５ＭＨｚ〜１５０ＭＨｚの範囲で変化させてａ−Ｓｉ
膜の形成を行い、７０ＭＨｚを使用した場合、膜堆積速
度が、２．１ｎｍ／ｓｅｃと最も大きくなり、これは上
述の１３．５６ＭＨｚを用いたプラズマＣＶＤ法の場合
の５〜８倍程度の形成速度であること、及び得られるａ
−Ｓｉ膜の欠陥密度、光バンドギャップ及び導電率は、
励起周波数によってはあまり影響を受けないことが記載
されている。上記従来例は実験室規模の平板状の基体を
処理するのに適したプラズマＣＶＤ装置の例であるが、
大型の生産規模の円筒状基体の表面上に堆積膜を形成す
るのに適したプラズマＣＶＤ装置の一例が、特開平６−
３４２７６４号公報（以下、「文献２」という。）に記
載されている。文献２には、周波数６０ＭＨｚ〜３００
ＭＨｚの所謂ＶＨＦ帯の高周波を用いたプラズマＣＶＤ
法及びプラズマＣＶＤ装置が開示されている。

【０００４】文献２のＶＨＦプラズマＣＶＤ装置を図面
を参照しながら説明する。図１２に示すプラズマＣＶＤ
装置は、文献２に記載されているＶＨＦプラズマＣＶＤ
装置である。図１２において、１００は反応容器を示
す。反応容器（１００）は、ベースプレート（１０１）
と、絶縁部材（１０２Ａ）、カソード電極（１０３
Ｃ）、絶縁部材（１２１Ｂ）、カソード電極（１０３
Ｂ）、絶縁部材（１２１Ａ）、カソード電極（１０３
Ａ）、絶縁部材（１０２Ｂ）、及び上蓋（１１５）から
構成されている。１０５Ａは基体ホルダーであり、該基
体ホルダーは内部にヒーター支柱（１０５Ａ’）を有し
ている。１０５Ａ”は、ヒーター支柱（１０５Ａ’）に
取り付けられた基体加熱用ヒーターである。１０６は基
体ホルダー（１０５Ａ）上に配設された円筒状基体であ
る。１０５Ｂは円筒状基体（１０６）の補助保持部材で
ある。基体ホルダー（１０５Ａ）は、その底部にモータ
ーに連結した回転機構（図示せず）を備えていて、必要
により回転できるようにされている。１０７は、排気バ
ルブを備えた排気パイプであり、該排気パイプは、真空
ポンプを備えた排気機構（１０７’）に連通している。
１０８は、ガスボンベ、マスフローコントローラー、バ
ルブ等で構成された原料ガス供給系である。原料ガス供
給系（１０８）は、ガス供給パイプ（１１７）を介して
複数のガス放出孔を備えたガス放出パイプ（１１６）と
接続している。原料ガスはガス放出パイプ（１１６）の
複数のガス放出孔を介して反応容器内に供給される。１
１１は高周波電源であり、ここで発生した高周波電力は
高周波電力供給線及び整合回路（１０９）を介してカソ
ード電極（１０３）に供給される。図１２に示したプラ
ズマＣＶＤ装置においては、カソード電極が円筒状基体
の軸方向に１０３Ａ，１０３Ｂ，１０３Ｃの３つに電気
的に分割されて構成されている。高周波電源（１１１）
で発生した高周波電力は、高周波電力分割手段（１２
０）により３分割され、整合回路１０９Ａ，１０９Ｂ，
１０９Ｃを介して、カソード電極１０３Ａ，１０３Ｂ，
１０３Ｃに供給される。

【０００５】文献２には、図１２のプラズマＣＶＤ装置
を用いたプラズマＣＶＤ法についても記述されている。
即ち、図１１において、円筒状基体（１０６）を基体ホ
ルダー（１０５Ａ）にセットした後、反応容器（１０
０）内を排気機構（１０７’）を作動させて排気し、反
応容器内を所定の圧力に減圧する。ついで、ヒーター
（１０５Ａ”）に通電して基体（１０６）を所望の温度
に加熱保持する。次に、原料ガス供給系（１０８）から
ガス供給パイプ（１１７）及びガス放出パイプ（１１
６）を介して、原料ガスを反応容器（１００）内に導入
し、該反応容器内を所望の圧力に調整する。こうしたと
ころで、高周波電源（１１１）により周波数６０ＭＨｚ
乃至３００ＭＨｚの高周波を発生させ、高周波電力を高
周波電力分配器（１２０）で分割し、整合回路１０９
Ａ，１０９Ｂ，１０９Ｃを介して、それぞれカソード電
極１０３Ａ，１０３Ｂ，１０３Ｃに供給する。かくして
円筒状基体（１０６）とカソード電極に囲まれた空間に
おいて、原料ガスは高周波エネルギーにより分解され活
性種を生起し、円筒状基体（１０６）上に堆積膜の形成
をもたらす。文献２においては、上述のような６０ＭＨ
ｚ乃至３００ＭＨｚの高周波電力を用いたプラズマＣＶ
Ｄ装置において、円筒状カソード電極を分割することに
より、ＶＨＦ領域の高周波プラズマＣＶＤでの利点であ
る高い膜堆積速度で、問題点であった大面積円筒状基体
での均一性の高い堆積膜の形成が達成できるとされてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来例
の文献１に記載の平行平板型装置での周波数２５〜１５
０ＭＨｚの高周波電力による成膜は実験室規模のもので
あり、大面積の膜の形成においてこうした効果が期待で
きるか否かについて全く触れるところはない。一般に、
励起周波数が高くなるにしたがって、高周波電極上の定
在波の影響が顕著になり、特に平板電極では２次元の複
雑な定在波が生じてくる。この為、大面積の膜を均一に
形成することが困難になることが予想される。また、従
来例の文献２に記載のプラズマＣＶＤ法及びプラズマＣ
ＶＤ装置においては、円筒状の大面積の堆積膜の形成に
おいて、高堆積速度旦つ高均一性での堆積膜の形成が期
待できるが、円筒状基体の径が大きくなると、一つのカ
ソード電極に複数の給電点が必要になり、煩雑となるこ
と、あるいは平板状基体への対応が困難であるといった
ことが予想される。

【０００７】そこで、本発明は、上記従来例のものにお
ける課題を解決し、任意形状の大面積の基体上に、膜厚
が極めて均一で且つ均質膜質である高品質な堆積膜を高
速度で安定に形成し、効率よく堆積膜を形成し得る高周
波プラズマＣＶＤ法および高周波プラズマＣＶＤ装置を
提供することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を達
成するため、高周波プラズマＣＶＤ法および高周波プラ
ズマＣＶＤ装置を、（１）〜（２２）のように構成した
ことを特徴とするものである。（１）本発明の高周波プラズマＣＶＤ法は、導電性のプ
ラズマ発生用高周波電極に、３０ＭＨｚ以上６００ＭＨ
ｚ以下の高周波電力を印加して、減圧可能な反応容器内
に配された被成膜処理基体との間でプラズマを生起さ
せ、前記反応容器内に導入された原料ガスを分解して、
前記被成膜処理基体上に堆積膜を形成する高周波プラズ
マＣＶＤ法であって、前記プラズマ発生用高周波電極
が、３つ以上ほぼ平行して配置され、これらの高周波電
極の給電点の反対側の先端部分において反射電力の位相
を調整するに際し、これら３つ以上の高周波電極のそれ
ぞれの定在波の腹の位置が、高周波電力の波長λの１／
６λ±１／１６λの範囲で、一方の高周波電極から順次
に隣りの高周波電極に連続してずれるように調整して、
堆積膜を形成することを特徴としている。（２）本発明の高周波プラズマＣＶＤ法は、前記高周波
電力は、その周波数が６０〜３００ＭＨｚの範囲にある
ことを特徴としている。（３）本発明の高周波プラズマＣＶＤ法は、前記反応容
器内に配された被成膜処理基体を円筒状基体で構成する
とともに、前記反応容器の一部を誘電体部材で構成し、
前記プラズマ発生用高周波電極を複数の棒状電極で構成
し、これら複数の電極を反応容器外の同一円周上に配列
し、該プラズマ発生用高周波電極に印加した高周波電力
を前記誘電体部材を通して反応容器内に放射し、前記円
筒状基体との間にプラズマを発生させて該円筒状基体の
表面上に堆積膜を形成することを特徴としている。（４）本発明の高周波プラズマＣＶＤ法は、前記円筒状
基体が、前記反応容器内の同一円周上に複数配されてい
ることを特徴としている。（５）本発明の高周波プラズマＣＶＤ法は、前記被成膜
処理基体を円筒状基体で構成するとともに、前記プラズ
マ発生用高周波電極を複数の棒状電極で構成し、前記円
筒状基体の周囲にこれら複数の電極を同一円周上に配列
し、前記円筒状基体と電極との間にプラズマを発生させ
て該円筒状基体の表面上に堆積膜を形成することを特徴
としている。（６）本発明の高周波プラズマＣＶＤ法は、前記円筒状
基体が、前記反応容器内において同一円周上に複数配さ
れていることを特徴としている。（７）本発明の高周波プラズマＣＶＤ法は、円筒状基体
を回転させながら円筒状基体の表面上に堆積膜を形成す
ることを特徴としている。（８）本発明の高周波プラズマＣＶＤ法は、前記基体が
平板状基体であり、平板状基体に対して平行に単数また
は複数の板状の高周波電極を配列し、堆積膜を形成する
ことを特徴としている。（９）本発明の高周波プラズマＣＶＤ法は、前記基体が
成膜時に保持ロールより送り出され、巻き取りロールに
より巻き取られるシート状基体であり、シート状基体に
対して平行に単数または複数の高周波電極を配列し、堆
積膜を形成することを特徴としている。（１０）本発明の高周波プラズマＣＶＤ法は、前記堆積
膜が、シリコン、ゲルマニウム、カーボン、またはその
いずれかの合金であることを特徴としている。（１１）本発明の高周波プラズマＣＶＤ法は、前記堆積
膜は、電子写真感光体用のものであることを特徴として
いる。（１２）本発明の高周波プラズマＣＶＤ法は、前記堆積
膜は、太陽電池用のものであることを特徴としている。（１３）本発明の高周波プラズマＣＶＤ法は、前記堆積
膜は、薄膜トランジスタ用のものであることを特徴とし
ている。（１４）本発明の高周波プラズマＣＶＤ装置は、導電性
のプラズマ発生用高周波電極に、高周波電源により３０
ＭＨｚ以上６００ＭＨｚ以下の高周波電力を印加して、
減圧可能な反応容器内に配された被成膜処理基体との間
でプラズマを生起させ、前記反応容器内に導入された原
料ガスを分解して、前記被成膜処理基体上に堆積膜を形
成する高周波プラズマＣＶＤ装置であって、前記プラズ
マ発生用高周波電極が、３つ以上ほぼ平行して配置さ
れ、これらの各高周波電極の給電点の反対側の先端部分
において反射電力の位相を調整する位相調整回路を有
し、該位相調整回路によってこれら３つ以上の高周波電
極のそれぞれの定在波の腹の位置が、高周波電力の波長
λの１／６λ±１／１６λの範囲で、一方の高周波電極
から順次に隣りの高周波電極に連続してずれるように調
整するように構成されていることを特徴としている。（１５）本発明の高周波プラズマＣＶＤ装置は、前記高
周波電源により前記高周波電極に印加される前記高周波
電力は、周波数が６０〜３００ＭＨｚであることを特徴
としている。（１６）本発明の高周波プラズマＣＶＤ装置は、前記反
応容器内に配された被成膜処理基体を円筒状基体で構成
するとともに、前記反応容器の一部を誘電体部材で構成
し、前記プラズマ発生用高周波電極を複数の棒状電極で
構成し、これら複数の電極をその中心軸が実質的に同一
円周上に立設するように前記反応容器外に配列したこと
を特徴としている。（１７）本発明の高周波プラズマＣＶＤ装置は、前記円
筒状基体が、前記反応容器内の同一円周上に複数配され
ていることを特徴としている。（１８）本発明の高周波プラズマＣＶＤ装置は、前記被
成膜処理基体を円筒状基体で構成するとともに、前記プ
ラズマ発生用高周波電極を複数の棒状電極で構成し、前
記円筒状基体の周囲にこれら複数の電極をその中心軸が
実質的に同一円周上に立設するように配列し、前記円筒
状基体と電極との間にプラズマを発生させて該円筒状基
体の表面上に堆積膜を形成することを特徴としている。（１９）本発明の高周波プラズマＣＶＤ装置は、前記円
筒状基体が、前記反応容器内において同一円周上に複数
配されていることを特徴としている。（２０）本発明の高周波プラズマＣＶＤ装置は、円筒状
基体を回転させながら円筒状基体の表面上に堆積膜を形
成することを特徴としている。（２１）本発明の高周波プラズマＣＶＤ装置は、前記基
体が平板状基体であり、平板状基体に対して平行に単数
または複数の板状の高周波電極を配列し、堆積膜を形成
することを特徴としている。（２２）本発明の高周波プラズマＣＶＤ装置は、前記基
体が成膜時に保持ロールより送り出され、巻き取りロー
ルにより巻き取られるシート状基体であり、シート状基
体に対して平行に単数または複数の高周波電極を配列
し、堆積膜を形成することを特徴としている。

【０００９】

【発明の実施の形態】つぎに、本発明の実施の形態につ
いて説明する。本発明者らは鋭意検討を行った結果、高
周波電力の周波数を３０ＭＨｚ以上にすると、気相での
重合反応が起こりにくい高真空領域での放電が可能とな
り、非常に優れた膜特性を得ることができ、堆積速度も
１３．５６ＭＨｚの場合に比べて向上するが、まだ高真
空領域での放電の安定性に問題があったり膜質と堆積速
度の分布は悪化する知見を得た。本発明者らは、高周波
電力の周波数を３０ＭＨｚ以上にすると偏在的に膜質の
悪化や堆積速度の低下が発生する原因を解明すべく鋭意
検討を行った。その結果、プラズマ電位と偏在的な膜質
悪化に強い相関があり、プラズマ中の電子密度と堆積速
度にも強い相関があることが判明した。即ち、円筒状基
体の軸方向に亘ってラングミュアプローブ法によりプラ
ズマ電位を測定したところ、偏在的に膜質が悪化する位
置に対応する箇所においてプラズマ電位の低下が見られ
た。

【００１０】これらの検討結果から膜質分布及び堆積速
度分布の悪化は、高周波電極上に発生する定在波および
高周波電極上での高周波電力の減衰に起因するものと推
察された。一般に高周波電極と対向電極間に高周波電力
を印加することによってプラズマを生成する場合、電極
に印加した高周波電力の周波数と電極の大きさとの関係
から電極上に無視できない定在波が発生する場合があ
る。即ち、高周波電力の周波数が高くなる場合や高周波
電極の面積が大きくなる場合に定在波が発生し易くな
り、この定在波が大きいと、高周波電極内での電界分布
が悪くなり、電極間のプラズマ密度、プラズマ電位、電
子温度などのプラズマ分布が乱れ、プラズマＣＶＤの成
膜品質に悪影響を及ぼす。上述した実験においては、高
周波電極の先端で高周波電極上に反射波が発生し、入射
波との干渉により３０ＭＨｚ以上の周波数において膜
質、堆積速度に影響を与える定在波が発生したものと考
えられる。特に、定在波の節の位置では電界が弱くな
り、偏在的なプラズマ電位の低下を引き起こして偏在的
に膜質が悪化したものと考えられる。

【００１１】本発明の上記した（１）〜（２２）の構成
は、以上の検討結果を基礎として完成するに至ったもの
である。

【００１２】以下、図面を参照しながら本発明の実施の
形態について説明する。まず、本実施の形態の高周波プ
ラズマＣＶＤ法に用いるプラズマ発生用高周波電極につ
いて図３を用いて説明する。説明を単純化する為に、プ
ラズマ発生用高周波電極（３）は、円柱形の棒状のもの
を用いて、その周りに円柱状の誘電体部材（４）を設置
した。誘電体の周囲にプラズマ（図示せず）が発生する
と、内部導体がプラズマ発生用高周波電極（３）、外部
導体がプラズマ、誘電体部材（４）が伝送媒体となる同
軸導波管となる。例えば、プラズマ発生用高周波電極の
長さは、同軸導波管内での使用する高周波の周波数での
同軸導波管内の波長λの１／２とする。高周波電源（１
１）で発生した高周波電力は、負荷に効率よく高周波電
力を供給するように整合回路（１０）を介して３分割し
て、それぞれさらに補助整合回路（２）を介して各々の
高周波電極（３）の個体差による整合条件の違いに対応
して、各々の高周波電極（３）に供給される。高周波電
極の長手方向をＺ軸として、３本のうちの真ん中の高周
波電極（以下、電極２）の先端の位相調整回路を閉端に
して電極２の先端において定在波の節、電極２の中心に
定在波の腹が来るようにする。図３の左端の高周波電極
（以下、電極１と略す）の先端の位相調整回路により位
相を調整して定在波の腹の位置を電極２よりも先端の位
相調整回路寄りにλ／６ずらす。同様に、右端の高周波
電極（以下、電極３と略す）の先端の位相調整回路の調
整により、電極２よりも高周波導入側にλ／６の位置に
定在波の腹が来るように調整する。このときの電圧定在
波の電界エネルギー分布を図３に併記している。プラズ
マ発生用高周波電極からプラズマに供給するエネルギー
が、高周波の電界エネルギーに比例するとすれば、プラ
ズマの均一性は１つの高周波電極を用いるよりも、図３
に示した３つの高周波電極を用いた方が、Ｚ方向のプラ
ズマの均一性は飛躍的に良くなる。

【００１３】このことをさらに詳しく説明する。図３に
示したような電極構成において、各電極上に発生する各
位置での電圧定在波の振幅は図４（ａ）に示される。こ
こで、グラフの横軸は、カソード電極上の各位置Ｚを高
周波の波長λで割った値（Ｚ／λ）で表している。Ｖ
１、Ｖ２、Ｖ３はそれぞれ電極１、電極２、電極３上の
電圧定在波の振幅の相対値を示している。電界エネルギ
ーは電圧若しくは電界の２乗に比例する為、電極１、電
極２、電極３の電界エネルギー、Ｕ_E1、Ｕ_E2、Ｕ_E3は図
４（ｂ）に示すようになり、そのトータル量（Ｕ_E1＋Ｕ
_E2＋Ｕ_E3）は図４（ｂ）中のＴＯＴＡＬに示すように各
地点で全く同じになる。この為、電極１と電極２、電極
３を並べれば、Ｚ方向に均一なプラズマを得ることが可
能であることが分かる。

【００１４】次に、電極１及び電極３の定在波の位置を
変えずに、電極２の位相調整回路により電圧定在波の腹
の位置をずらし、そのＺ方向の位置ずれをΔＺとする
と、ΔＺはどの程度許容されるかを説明する。図５
（ａ）にはΔＺを高周波の波長λで割った値（ΔＺ／
λ）と、電極１、電極２及び電極３の電界エネルギーの
和（Ｕ _E1＋Ｕ_E2＋Ｕ_E3）のむらとの関係を示している。
位置ずれΔＺが大きくなると（Ｕ_E1＋Ｕ_E2＋Ｕ_E3）のむ
らのＺ軸方向のむらは大きくなり、λ／１６では±２５
％程度でありかなりむらは大きくなる。

【００１５】実際には、プラズマは理想的な導体ではな
くかなりの高周波電力の吸収体であり、電界分布は上述
のものと多少のずれがある。また、プラズマの拡散によ
り、電極の電界分布よりもプラズマの分布は一般に緩和
される。実際にプラズマを生成した場合の電極２の電圧
定在波の腹の位置のずれと、プラズマ中の電子密度分布
の測定結果を図５（ｂ）に示す。このときの放電条件は
後述する実施例１と同様である。電子密度分布はプラズ
マ条件によっても依存するが同様の傾向を示す。電極１
の電圧定在波の腹の位置と電極２の電圧定在波の節の位
置のずれとがλ／１６では前述のように電界エネルギー
の和の分布が±２５％程度でありかなりむらは大きい
が、プラズマ中の電子密度の分布は±１０％以内になっ
ており、実用上問題ないことが分かった。このことから
プラズマの拡散を考慮すると、かなり許容値が大きくな
ることが分かる。本発明のプラズマ発生用高周波電極
は、使用する高周波電力の周波数が３０〜６００ＭＨｚ
の範囲にあることが好ましい。

【００１６】本発明の上記構成のプラズマ発生用高周波
電極を用いたプラズマＣＶＤ法においては、以上に述べ
たように均一なプラズマを形成できるプラズマ発生用高
周波電極を用いている為、極めて均一性の良い膜質及び
膜厚の堆積膜を形成できるが、これらについて、以下に
詳しく説明する。図１及び図２に示したプラズマＣＶＤ
装置は本発明のプラズマＣＶＤ法を実施できる装置の一
例を示すものである。尚、図２は図１のＸ−Ｘ’断面図
である。図１及び図２において、１２は反応容器を示
す。反応容器（１２）内には、１個の基体ホルダー（６
Ａ）が反応容器中心に置かれている。５は基体ホルダー
（６Ａ）上に配された成膜用の円筒状基体である。それ
ぞれの基体ホルダー（６Ａ）の内部にはヒーター（７）
が設けられていて円筒状の被成膜基体（５）を内側より
加熱できるようにされている。また、それぞれの基体ホ
ルダー（６Ａ）は、モーター（図示せず）に連結したシ
ャフト（図示せず）に接続しており、回転できるように
されている。３はプラズマ生起領域の中心に位置した高
周波電力投入用の高周波電極である。高周波電力は、高
周波電源（１１）で発生し、整合回路（１０）を介して
分割され、補助整合回路（２）を介して高周波電極
（３）の一端に供給される。高周波電極（３）は、反応
容器（１２）の一部を構成している誘電体部材（４）を
介して放電空間と隔離されており、給電点と反対側の先
端に位相調整回路（１）を介して接地されている。位相
調整回路は前述したように図３、図４で示した位相条件
にしている。

【００１７】ガスの排気は、排気バルブを備えた排気パ
イプを介して、真空ポンプを備えた真空排気手段（９）
によって行われる。８は、ガスポンベ、マスフローコン
トローラ、バルブ等で構成された原料ガス供給系であ
り、ガス供給パイプを介して複数のガス放出孔を備えた
ガス放出パイプに接続される。この装置を使用した場合
のプラズマＣＶＤは以下のように行われる。反応容器
（１２）を排気機構（９）によって高真空まで排気した
後、ガス供給手段（８）からガス供給パイプ及びガス放
出パイプを介して原料ガスを反応容器（１２）内に導入
し、所定の圧力に維持する。こうしたところで、高周波
電源（１１）より高周波電力を整合回路（１０）を介し
て分割した後補助整合回路（２）を介して、高周波電極
（３）に供給して高周波電極と円筒状基体（５）との間
にプラズマを発生させる。こうすることにより、原料ガ
スがプラズマにより分解、励起され円筒状の被成膜基体
（５）上に堆積膜が形成される。

【００１８】本発明の実施の形態において、誘電体部材
（４）に使用する誘電体材料は任意の公知のものを選択
できるが、誘電損の小さい材料が好ましく、誘電正接が
０．０１以下であるものが好ましく、より好ましくは
０．００１以下がよい。高分子誘電体材料ではポリ四フ
ッ化エチレン、ポリ三フッ化塩化エチレン、ポリフッ化
エチレンプロピレン、ポリイミドなどが好ましく、ガラ
ス材料では、石英ガラス、ホウケイ酸ガラスなどが好ま
しく、磁器材料では窒化ホウ素、窒化シリコン、窒化ア
ルミニウム、などや酸化アルミニウム、酸化マグネシウ
ム、酸化ケイ素などの元素酸化物の中の単数または複数
の元素酸化物を主成分とする磁器が好ましい。

【００１９】本発明の実施の形態において、高周波電極
（３）の形状は円柱状、円筒状、多角柱状などの棒状の
もの、長板状のものが好ましい。本発明の実施の形態に
おいて、高周波電源（１１）の周波数は好ましくは３０
〜６００ＭＨｚ、更に好適には６０〜３００ＭＨｚの範
囲とするのが望ましい。本発明の実施の形態において、
装置構成は図６及び図７に示すように、円筒状基体
（５）の周囲の反応容器（１２）内に貫通した複数の高
周波電極（３）を配置したものでもよい。本発明の実施
の形態において、装置構成は図９に示すように平板状の
被成膜基体（５）に対して平行に複数の高周波電極
（３）を配置したものでもよい。こうすることにより、
大面積平板状の被成膜基体上に膜厚が極めて均一で且つ
均質膜質である高品質な堆積膜を高速度で形成すること
ができる。本発明の実施の形態において、装置構成は図
１０に示すように成膜時に保持ロール（５）より送り出
され、巻き取りロール（１６）に巻き取られるシート状
の被成膜基体（５）に対して平行に複数の高周波電極
（３）を配置したものでもよい。こうすることにより、
大面積のシート状基体上に膜厚が極めて均一で且つ均質
膜質である高品質な堆積膜を高速度で形成することがで
きる。

【００２０】本発明の実施の形態において、プラズマＣ
ＶＤ法を行うに際して、使用するガスについては、形成
する堆積膜の種類に応じて公知の成膜に寄与する原料ガ
スを適宜選択使用される。例えば、ａ−Ｓｉ系の堆積膜
を形成する場合であれば、シラン、ジシラン、高ジシラ
ン等あるいはそれらの混合ガスが好ましい原料ガスとし
て挙げらる。他の堆積膜を形成する場合であれば、例え
ば、ゲルマン、メタン、エチレン等の原料ガスまたはそ
れらの混合ガスが挙げられる。いずれの場合にあって
も、成膜用の原料ガスはキャリアーガスと共に反応容器
内に導入することができる。キャリアーガスとしては、
水素ガス、及びアルゴンガス、ヘリウムガス等の不活性
ガスを挙げることができる。

【００２１】堆積膜のバンドギャップを調整する等の特
性改善用ガスを使用することもできる。そうしたガスと
しては、例えば、窒素、アンモニア等の窒素原子を含む
ガス、酸素、酸化窒素、酸化二窒素等の酸素原子を含む
ガス、メタン、エタン、エチレン、アセチレン、プロパ
ン等の炭化水素ガス、四フッ化珪素、六フッ化二珪素、
四フッ化ゲルマニウム等のガス状フッ素化合物またはこ
れらの混合ガス等が挙げられる。形成される堆積膜をド
ーピングするについてドーパントガスを使用することも
できる。そうしたドーピングガスとしては、例えば、ガ
ス状のジボラン、フッ化ホウ素、ホスフィン、フッ化リ
ン等が挙げられる。堆積膜形成時の基体温度は、適宜設
定できるが、アモルファスシリコン系の堆積膜を形成す
る場合には、好ましくは６０℃〜４００℃、より好まし
くは１００℃〜３５０℃とするのが望ましい。

【００２２】

【実施例】以下に、本発明の実施例について説明する
が、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるも
のではない。［実施例１］実施例１に使用したプラズマＣＶＤ装置の
模式図を図１に示す。図２は、図１のＸ−Ｘ’で示した
位置での断面図である。高周波電源（１１）として周波
数１３．５６ＭＨｚ〜６５０ＭＨｚの電源を使用した。
高周波電極（３）は、円柱状のものを用い、反応容器
（１２）外に配置しており、アルミナセラミックス製の
誘電体部材（４）を介して放電空間と隔離されている。
高周波電極は、その一端を高周波電力の給電点とし反対
側の一端に位相調整回路（１）を介して接地した構成の
ものである。位相調整回路（１）はアースとのリアクタ
ンスを調整可能なものを用いた。本実施例では、３つの
高周波電極は位相調整回路（１）により図３に示したと
同様に位相調整を行った。

【００２３】本実施例では、直径１０８ｍｍ、長さ３５
８ｍｍ、厚さ５ｍｍのＡｌ製円筒状の被成膜基体を反応
容器（１２）内に設置して基体は回転させながら成膜を
行った。高周波電極（３）には、Ａｌ製の直径２０ｍ
ｍ、長さ４５０ｍｍ、の円柱状のものを用いた。膜質の
評価用として、電気特性評を価用するためのＣｒ製の２
５０μｍギャップの櫛形電極を蒸着したコーニング＃７
０５９ガラス基板を電気特性評価基板として円筒状被成
膜基体表面上の軸方向の長さ３５８ｍｍに亘って設置
し、以下の手順で実験を行った。

【００２４】まず反応容器（１２）内を排気機構（９）
を作動して排気し、反応容器（１２）内を１×１０^-6Ｔ
ｏｒｒの圧力に調整した。ついで、基板加熱ヒーター
（７）に通電して円筒状の被成膜基体（５）を２５０℃
の温度に加熱保持した。ついで以下の手順で成膜を行っ
た。即ち、原料ガス供給手段（８）からガス放出パイプ
（１４）を介して、ＳｉＨ₄ガスを５００ｓｃｃｍの流
量で反応容器（１２）内に導入し、該反応容器内を１０
ｍＴｏｒｒの圧力に調整した。こうしたところで、高周
波電源（１１）により周波数１３．５６ＭＨｚ乃至６５
０ＭＨｚの高周波を１ＫＷ発生させ、該高周波を整合回
路（１０）を介して４つに分割し、補助整合回路（２）
を介して均等に高周波電極（３）に供給した。ここで高
周波電源（１１）としては上述した範囲の周波数が与え
られるよう、所定の高周波電源を用いた。整合回路（１
０）は、当該高周波電源の周波数に応じて適宜調整し
た。かくして円筒状の被成膜基体（５）上及び前記の電
気特性評価基板上にアモルファスシリコン膜が形成され
た。

【００２５】以上のようにして形成したアモルファスシ
リコン膜の膜質および膜質分布、並びに堆積速度および
堆積速度分布を以下の方法で評価した。

【００２６】膜質及び膜質分布は電気特性評価基板の上
端から下端までに亘って約２０ｍｍおきの１８箇所の位
置で明／暗導電率比（（光導電率σＰ）／（暗導電率σ
ｄ））を測定することにより評価した。ここでは、光導
電率σｐは、１ｍＷ／ｃｍ²の強度のＨｅ−Ｎｅレーザ
ー（波長６３２．８ｎｍ）の照射時の導電率により評価
している。本発明者らのこれまでの電子写真感光体作製
からの知見によると、上記の方法による明／暗導電率比
が１０³以上の品質の堆積膜を得られる条件を基に最適
化して作製した電子写真感光体において実用に値する画
像が得られる。しかし、近年の画像の高コントラスト化
により、上述の明／暗導電率比が１０⁴以上のものが必
須になってきており、更に近い将来１０⁵以上の明／暗
導電率比が求められることが予想される。

【００２７】このような観点から、今回の実験では明／
暗導電率比の値を下記の基準で評価した。 ◎：明／暗導電率比が１０⁵以上であり、非常に優れた
膜特性である。〇：明／暗導電率比が１０⁴以上であり、良好な膜特性
である。 △：明／暗導電率比が１０³以上であり、実用上問題な
し。 ×：明／暗導電率比が１０³未満であり、実用に適さな
い。堆積速度及び堆積速度分布の評価は、ａ−Ｓｉ膜を形成
した円筒状基体の軸方向に亘って上述した明／暗導電率
比の測定位置と同様に約２０ｍｍおきの１８箇所につい
て渦電流式膜厚計（Ｋｅｔｔ科学研究所製）を使用して
膜厚を測定することにより評価した。堆積速度は１８箇
所における膜厚に基づいて算出し、得られた値の平均値
を平均堆積速度とした。堆積速度分布の評価は次のよう
にして行った。即ち、軸方向の堆積速度分布について
は、軸方向１８箇所における堆積速度の最大値と最小値
との差を求め、該差を１８箇所の平均堆積速度で割り、
堆積速度分布｛（最大値−最小値）／平均値｝を求め、
これを軸方向の堆積速度分布として百分率で表した。成
膜した試料の明／暗導電率比、平均堆積速度及び堆積速
度分布の評価結果を表１に示す。

【００２８】

【表１】１３．５６ＭＨｚの場合、１０ｍＴｏｒｒで放電が生起
しなかった為評価できなかった。３０ＭＨｚの周波数を
持つ高周波電力により成膜したものは、全ての試料にお
いて明／暗導電率比が１×１０⁴〜３×１０⁴の範囲にあ
り良好な膜特性（〇）であった。平均堆積速度は２．０
ｎｍ／ｓであり堆積速度分布は３％であった。６０ＭＨ
ｚ〜３００ＭＨｚの周波数を持つ高周波電力により成膜
したものは全ての試料において明／暗導電率比が１×１
０⁵〜５×１０⁵であり非常に優れた膜特性（◎）であっ
た（表１）。平均堆積速度は４．０〜７．１ｎｍ／ｓで
あり、堆積速度分布は４〜５％であった。４００ＭＨｚ
〜６００ＭＨｚの周波数を持つ高周波電力による試料に
おいては、明／暗導電率比が５×１０⁴〜８×１０⁴であ
り良好な膜特性（〇）であった（表１）。平均堆積速度
は２．０〜２．８ｎｍ／ｓであり、堆積速度分布は６〜
７％であった。６５０ＭＨｚの場合は、放電が不安定に
なり堆積膜の形成はできなかった。以上のように本実施
例においては、３０ＭＨｚ乃至６００ＭＨｚの放電周波
数条件で、明／暗導電率比、平均堆積速度分布共に良好
なアモルファスシリコン膜が得られており、６０ＭＨｚ
乃至３００ＭＨｚにおいては特に優れたアモルファスシ
リコン膜が得られた。

【００２９】（比較例１）実施例１と同様の条件で、す
べての位相調整回路（１）をはずして、全てのカソード
電極（３）の先端を開放端にしたものについても検討を
行い、実施例１と同様の評価を行った。評価結果を表２
に示す。表１の実施例１の結果に比べて、全ての放電周
波数で、明／暗導電率比の落ち込みや堆積速度分布の不
均一性が大きい。

【００３０】

【表２】［実施例２］実施例２においては、図１及び図２に示す
装置を用い、実施例１で明／暗導電率比１０⁵以上の値
が得られた条件、即ち、電源周波数６０ＭＨｚ、１００
ＭＨｚ、２００ＭＨｚ、３００ＭＨｚの各々の条件で、
電子写真感光体を作製した。尚、位相調整回路（１）は
実施例１で用いたものと同様のものを用いた。電子写真
感光体は、表３に示す成膜条件でＡｌ製の円筒状基体上
に、電荷注入阻止層、光導電層及び表面保護層をこの順
序で形成した。各々の電源周波数の条件で得られた試料
について、帯電能、画像濃度、画像欠陥について評価し
た。その結果、いずれの電子写真感光体もこれらの評価
項目について電子写真感光体全面に亘って非常に優れた
結果を示した。このことからいずれの電子写真感光体も
電子写真特性に優れたものであることが判った。

【００３１】

【表３】［実施例３］実施例３では、図６及び図７に示した装置
を用い、直径１０８ｍｍ、長さ３５８ｍｍ、厚さ５ｍｍ
のＡｌ製円筒状基体（５）を反応容器（１２）内に配置
して成膜を行った。高周波電極（３）は実施例１と同様
のものを反応容器内に入れ、円筒形の誘電体部材（４）
によりカバーしたものを用いた。図７に示すように３本
の高周波電極を反応容器に配置した。高周波電源の周波
数は１００ＭＨｚのものを用い、実施例１と同様の成膜
条件で円筒状基体上にアモルファスシリコン膜を形成
し、実施例１と同様の手順で明／暗導電率比、堆積速度
及び堆積速度分布の評価を行った。その結果、明／暗導
電率は全ての位置で１×１０⁵〜３×１０⁵であり、平均
堆積速度は６．７ｎｍ／ｓ、堆積速度分布は４％とな
り、均一で優れた特性のアモルファスシリコン膜が得ら
れた。

【００３２】［実施例４］実施例４では、実施例３で用
いた同一の装置構成で、電子写真感光体を作製した。電
子写真感光体は、実施例２と同様に表３示す成膜条件で
Ａｌ製の円筒状基体上に、電荷注入阻止層、光導電層及
び表面保護層をこの順序で形成した。得られた試料につ
いて、帯電能、画像濃度、画像欠陥について評価した。
その結果、いずれの電子写真感光体もこれらの評価項目
について電子写真感光体全面に亘って非常に優れた結果
を示した。このことからいずれの電子写真感光体も電子
写真特性に優れたものであることが判った。

【００３３】［実施例５］実施例５では、図８に示した
装置を用い、直径１０８ｍｍ、長さ３５８ｍｍ、厚さ５
ｍｍの６本のＡｌ製円筒状基体（５）を反応容器（１
２）内に配置して成膜を行った。高周波電極（３）の構
成は実施例１と同様のものを、図８に示すように７本の
高周波電極（３）のうち６本を反応容器（１２）外に配
置し、１本を反応容器内の中央に配置した。反応容器
（１２）の一部は誘電体部材（４）により構成されてお
り、反応容器外の高周波電極からの高周波電力を反応容
器内に供給できるようになっている。反応容器中央に挿
入した高周波電極（３）は誘電体部材（４）により被覆
されている。中央の高周波電極に接続している位相調整
回路（図示せず）はアースに短絡して図３に示した電極
２と同様にして、周囲の６本の高周波電極（３）に接続
した位相調整回路（図示せず）は、図３に示した電極１
と電極３とを交互に来るように配置した。このとき、補
助整合回路（図示せず）により中央の高周波電極に全電
力の１／３が供給され、残り２／３の電力を周囲６本の
高周波電極に均等に配分できるようにした。高周波電源
の周波数は１００ＭＨｚのものを用いた。

【００３４】成膜条件は、高周波電力４（ｋＷ）、Ｓｉ
Ｈ₄流量１５００（ｃｃ）、成膜圧力１０（ｍＴｏｒ
ｒ）、基体温度２５０（℃）として、６本の円筒状基体
上にアモルファスシリコン膜を形成し、実施例１と同様
の手順で明／暗導電率比、堆積速度及び堆積速度分布の
評価を行った。その結果、明／暗導電率は全ての位置で
１×１０⁵〜３×１０⁵であり、平均堆積速度は６．２ｎ
ｍ／ｓ、堆積速度分布は５％となり、均一で優れた特性
のアモルファスシリコン膜が得られた。

【００３５】［実施例６］実施例６では、実施例５で用
いた同一の装置構成で、電子写真感光体を作製した。電
子写真感光体は、表４に示す成膜条件で６本のＡｌ製の
円筒状基体上に、電荷注入阻止層、光導電層及び表面保
護層をこの順序で形成した。得られた試料について、帯
電能、画像濃度、画像欠陥について評価した。その結
果、いずれの電子写真感光体もこれらの評価項目につい
て電子写真感光体全面に亘って非常に優れた結果を示し
た。このことからいずれの電子写真感光体も電子写真特
性に優れたものであることが判った。

【００３６】

【表４】［実施例７］実施例７では、図９に示した装置を用い、
縦５００ｍｍ、横５００ｍｍ、厚さ１ｍｍのガラス製の
平板状の被成膜基体（５）を反応容器に配置して成膜を
行った。図９に示すように３本の高周波電極（３）を配
置した。高周波電極の一端は補助整合回路（２）を介し
てまとめられた後、整合回路（１０）を介して２００Ｍ
Ｈｚの発信周波数をもつ高周波電源（１１）に繋げられ
ている。高周波電極の他端は、位相調整回路（１）によ
り反射電力の位相を調整する。高周波電力４ｋＷ、Ｓｉ
Ｈ₄流量１０００（ｓｃｃｍ）、成膜圧力１０（ｍＴｏ
ｒｒ）、基体温度２５０（℃）の成膜条件で平板状基体
上にアモルファスシリコン膜を形成し、以下の手順で堆
積速度及び堆速度分布を評価した。アモルファスシリコ
ン膜を形成した平板状基体縦方向に約３０ｍｍおきに線
を引き、横方向にも約３０ｍｍおきに線を引いた場合の
交点２５６箇所について実施例１と同様に膜厚を測定し
各測定箇所における堆積速度を算出し、得られた値の平
均値を平均堆積速度とした。

【００３７】得られた平均堆積速度は７．４ｎｍ／ｓで
あった。堆積速度分布は、測定点２５６箇所における堆
積速度の最大値と最小値との差を求め、該差を平均堆積
速度で割り堆積速度分布として１００分率で表した。得
られた堆積速度分布は７％であった。明／暗導電率比も
同様に評価して、全測定点において、１×１０⁵〜３×
１０⁵であり、均一で優れた特性のアモルファスシリコ
ン膜が得られた。

【００３８】［実施例８］実施例８では、図１０に示し
た装置を用い、幅５００ｍｍ、厚さ０．１ｍｍのステン
レス製のシート状の基体（５）を反応容器に配置して、
保持ロール（１５）から送り出し、巻き取りロール（１
６）に巻き取りながら成膜を行った。高周波電極の構成
はＡｌ製の断面が４０ｍｍ×１０ｍｍ角で長さ６００ｍ
ｍの長板状の高周波電極（３）に、厚み５ｍｍのアルミ
ナセラミックス製の誘電体部材（４）を覆ったものを用
い、３本の板状の高周波電極を反応容器に配置した。高
周波電源の周波数は３００ＭＨｚのものを用い、高周波
電力２（ｋＷ）、ＳｉＨ₄流量７５０（ｃｃ）、成膜圧
力１０（ｍＴｏｒｒ）、基体温度２５０（℃）の成膜条
件でシート状基体上にアモルファスシリコン膜を形成し
た。長さ５００ｍｍのシート状基体を切り出して実施例
６と同様の手順で明／暗導電率比、堆積速度及び堆速度
分布を評価した。明／暗導電率比は全測定点で１×１０
⁵〜３×１０⁵、平均堆積速度は４．５ｎｍ／ｓ、堆積速
度分布は５％であり、優れた特性のアモルファスシリコ
ン膜を均一に形成することができた。

【００３９】

【発明の効果】以上に説明したとおり、本発明によれ
ば、円筒状基体、平板状基体、シート状基体等の種々の
形状の大面積基体に、膜厚が極めて均一で且つ均質膜質
である高品質な堆積膜を高速度で形成することができ
る。従って、これにより、大面積高品質の半導体デバイ
スを効率的に作製することができ、特に、電子写真特性
に優れた大面積堆積膜を安定して量産することが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態及び実施例１のプラズマＣＶ
Ｄ法に用いるＣＶＤ装置の１例を示す模式図である。

【図２】図１中におけるＸ−Ｘ’に沿った断面図であ
る。

【図３】本発明の実施形態のプラズマＣＶＤ法における
高周波電極の構成を説明するための模式構成図である。

【図４】本発明の実施形態のプラズマＣＶＤ法における
高周波電極上の電圧定在波の位置依存を示す図である。

【図５】本発明の実施形態のプラズマＣＶＤ法に用いる
高周波電極上の電界エネルギー和の分布及びプラズマ中
の電子密度分布を示す図である。

【図６】本発明の実施例３のプラズマＣＶＤ法に用いる
ＣＶＤ装置の１例を示す模式図である。

【図７】図６中におけるＸ−Ｘ’に沿った断面図であ
る。

【図８】本発明の実施例５のプラズマＣＶＤ法に用いる
ＣＶＤ装置の１例を示す模式図である。

【図９】本発明の実施例７のプラズマＣＶＤ法に用いる
ＣＶＤ装置の１例を示す模式図である。

【図１０】本発明の実施例８のプラズマＣＶＤ法に用い
るＣＶＤ装置の１例を示す模式図である。

【図１１】従来のプラズマＣＶＤ法に用いるＣＶＤ装置
の１例を示す模式図である。

【図１２】従来のプラズマＣＶＤ法に用いるＣＶＤ装置
の１例を示す模式図である。

【符号の説明】

１：位相調整回路２：誘電体板３：高周波電極４：誘電体部材５：被成膜基体６Ａ：基体ホルダー６Ｂ：補助基体ホルダー７：基体加熱ヒータ８：ガス供給手段９：真空排気手段１０：整合回路１１：高周波電源１２：反応容器１３：アースシールド１４：ガス放出パイプ７０１：反応容器７０２：高周波電源支持台７０３：高周波電極７０４：アースシールド７０５：対向電極７０６：被成膜基体７０７：真空排気手段７０８：ガス供給手段７０９：整合回路７１０：高周波ケーブル７１１：高周波電源

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導電性のプラズマ発生用高周波電極に、３
０ＭＨｚ以上６００ＭＨｚ以下の高周波電力を印加し
て、減圧可能な反応容器内に配された被成膜処理基体と
の間でプラズマを生起させ、前記反応容器内に導入され
た原料ガスを分解して、前記被成膜処理基体上に堆積膜
を形成する高周波プラズマＣＶＤ法であって、前記プラズマ発生用高周波電極が、３つ以上ほぼ平行し
て配置され、これらの高周波電極の給電点の反対側の先
端部分において反射電力の位相を調整するに際し、これ
ら３つ以上の高周波電極のそれぞれの定在波の腹の位置
が、高周波電力の波長λの１／６λ±１／１６λの範囲
で、一方の高周波電極から順次に隣りの高周波電極に連
続してずれるように調整して、堆積膜を形成することを
特徴とする高周波プラズマＣＶＤ法。
【請求項２】前記高周波電力は、その周波数が６０〜３
００ＭＨｚの範囲にあることを特徴とする請求項１に記
載の高周波プラズマＣＶＤ法。
【請求項３】前記反応容器内に配された被成膜処理基体
を円筒状基体で構成するとともに、前記反応容器の一部
を誘電体部材で構成し、前記プラズマ発生用高周波電極
を複数の棒状電極で構成し、これら複数の電極を反応容
器外の同一円周上に配列し、該プラズマ発生用高周波電
極に印加した高周波電力を前記誘電体部材を通して反応
容器内に放射し、前記円筒状基体との間にプラズマを発
生させて該円筒状基体の表面上に堆積膜を形成すること
を特徴とする請求項１または請求項２に記載の高周波プ
ラズマＣＶＤ法。
【請求項４】前記円筒状基体が、前記反応容器内の同一
円周上に複数配されていることを特徴とする請求項３に
記載の高周波プラズマＣＶＤ法。
【請求項５】前記被成膜処理基体を円筒状基体で構成す
るとともに、前記プラズマ発生用高周波電極を複数の棒
状電極で構成し、前記円筒状基体の周囲にこれら複数の
電極を同一円周上に配列し、前記円筒状基体と電極との
間にプラズマを発生させて該円筒状基体の表面上に堆積
膜を形成することを特徴とする請求項１または請求項２
に記載の高周波プラズマＣＶＤ法。
【請求項６】前記円筒状基体が、前記反応容器内におい
て同一円周上に複数配されていることを特徴とする請求
項５に記載の高周波プラズマＣＶＤ法。
【請求項７】円筒状基体を回転させながら円筒状基体の
表面上に堆積膜を形成することを特徴とする請求項３〜
６のいずれか１項に記載の高周波プラズマＣＶＤ法。
【請求項８】前記基体が平板状基体であり、平板状基体
に対して平行に単数または複数の板状の高周波電極を配
列し、堆積膜を形成することを特徴とする請求項１また
は請求項２に記載の高周波プラズマＣＶＤ法。
【請求項９】前記基体が成膜時に保持ロールより送り出
され、巻き取りロールにより巻き取られるシート状基体
であり、シート状基体に対して平行に単数または複数の
高周波電極を配列し、堆積膜を形成することを特徴とす
る請求項１または請求項２に記載の高周波プラズマＣＶ
Ｄ法。
【請求項１０】前記堆積膜が、シリコン、ゲルマニウ
ム、カーボン、またはそのいずれかの合金であることを
特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の高周波
プラズマＣＶＤ法。
【請求項１１】前記堆積膜は、電子写真感光体用のもの
であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項
に記載の高周波プラズマＣＶＤ法。
【請求項１２】前記堆積膜は、太陽電池用のものである
ことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載
の高周波プラズマＣＶＤ法。
【請求項１３】前記堆積膜は、薄膜トランジスタ用のも
のであることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１
項に記載の高周波プラズマＣＶＤ法。
【請求項１４】導電性のプラズマ発生用高周波電極に、
高周波電源により３０ＭＨｚ以上６００ＭＨｚ以下の高
周波電力を印加して、減圧可能な反応容器内に配された
被成膜処理基体との間でプラズマを生起させ、前記反応
容器内に導入された原料ガスを分解して、前記被成膜処
理基体上に堆積膜を形成する高周波プラズマＣＶＤ装置
であって、前記プラズマ発生用高周波電極が、３つ以上ほぼ平行し
て配置され、これらの各高周波電極の給電点の反対側の
先端部分において反射電力の位相を調整する位相調整回
路を有し、該位相調整回路によってこれら３つ以上の高
周波電極のそれぞれの定在波の腹の位置が、高周波電力
の波長λの１／６λ±１／１６λの範囲で、一方の高周
波電極から順次に隣りの高周波電極に連続してずれるよ
うに調整するように構成されていることを特徴とする高
周波プラズマＣＶＤ装置。
【請求項１５】前記高周波電源により前記高周波電極に
印加される前記高周波電力は、周波数が６０〜３００Ｍ
Ｈｚであることを特徴とする請求項１４に記載の高周波
プラズマＣＶＤ装置。
【請求項１６】前記反応容器内に配された被成膜処理基
体を円筒状基体で構成するとともに、前記反応容器の一
部を誘電体部材で構成し、前記プラズマ発生用高周波電
極を複数の棒状電極で構成し、これら複数の電極をその
中心軸が実質的に同一円周上に立設するように前記反応
容器外に配列したことを特徴とする請求項１４または請
求項１５に記載の高周波プラズマＣＶＤ装置。
【請求項１７】前記円筒状基体が、前記反応容器内の同
一円周上に複数配されていることを特徴とする請求項１
６に記載の高周波プラズマＣＶＤ装置。
【請求項１８】前記被成膜処理基体を円筒状基体で構成
するとともに、前記プラズマ発生用高周波電極を複数の
棒状電極で構成し、前記円筒状基体の周囲にこれら複数
の電極をその中心軸が実質的に同一円周上に立設するよ
うに配列し、前記円筒状基体と電極との間にプラズマを
発生させて該円筒状基体の表面上に堆積膜を形成するこ
とを特徴とする請求項１４または請求項１５に記載の高
周波プラズマＣＶＤ装置。
【請求項１９】前記円筒状基体が、前記反応容器内にお
いて同一円周上に複数配されていることを特徴とする請
求項１８に記載の高周波プラズマＣＶＤ装置。
【請求項２０】円筒状基体を回転させながら円筒状基体
の表面上に堆積膜を形成することを特徴とする請求項１
４〜１９のいずれか１項に記載の高周波プラズマＣＶＤ
装置。
【請求項２１】前記基体が平板状基体であり、平板状基
体に対して平行に単数または複数の板状の高周波電極を
配列し、堆積膜を形成することを特徴とする請求項１４
または請求項１５に記載の高周波プラズマＣＶＤ装置。
【請求項２２】前記基体が成膜時に保持ロールより送り
出され、巻き取りロールにより巻き取られるシート状基
体であり、シート状基体に対して平行に単数または複数
の高周波電極を配列し、堆積膜を形成することを特徴と
する請求項１４または請求項１５に記載の高周波プラズ
マＣＶＤ装置。