【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はホットワイヤーＣＶＤ装置（以下、ホットワイヤーＣＶＤ装置をＨＷ−ＣＶＤ装置と略す）を用いてホットワイヤーＣＶＤ法によって被成膜用基体上に、たとえば組成や成分の異なるアモルファスシリコン系の薄膜を順次形成する薄膜デバイス用製造装置に関するものである。さらに本発明の薄膜デバイス用製造装置を用いた薄膜デバイスの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、アモルファスシリコン（以下、ａ−Ｓｉと略す）系の材料を用いた電子写真感光体や太陽電池、イメージセンサ、光センサ、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）等の製作には、主にグロー放電プラズマＣＶＤ法による成膜装置が広く用いられてきた。
【０００３】
この成膜装置にてａ−Ｓｉからなる電子写真感光体を製作するには、図３に示すようなグロー放電プラズマＣＶＤ装置１が用いられる。
【０００４】
同図はグロー放電プラズマＣＶＤ装置１の概略構成図であって、２は円筒状の真空容器であり、この真空容器２の内部のほぼ中央に、アルミニウム金属材などからなる円筒状の導電性基体４を配置し、この導電性基体４上にグロー放電プラズマによりａ−Ｓｉ系膜を成膜する技術である。
【０００５】
導電性基体４は、その内部に設けたＳＵＳなどからなる基体支持体３により保持され、導電性基体４を接地電極とし、他方の高周波電力印加電極として、この外周面と等距離になるように囲んだＳＵＳなどからなる円筒状の金属電極５を配置している。
【０００６】
金属電極５には、成膜用の原料ガスを導入するガス導入管６が接続されており、金属電極５の内周面に設けられたガス吹き出し孔７から、導電性基体４に向けて両電極間に原料ガスが導入される。
【０００７】
金属電極５の上下には、接地との絶縁のためのセラミックスなどからなる絶縁リング８、８’が設けられ、金属電極５と導電性基体４との間には、高周波電源９が接続され、ガスの導入とともに、導電性基体４と金属電極５との間にてグロー放電プラズマを発生させるように成している。
【０００８】
このようなグロー放電プラズマを発生させるに当り、基体支持体３の内部には、ニクロム線やカートリッジヒーターなどからなる基体加熱手段１０が設けられ、導電性基体４を所望の温度に設定する。また、基体支持体３と導電性基体４は、回転用のモーター１１によって、回転伝達手段１２を介して一体して回転させ、これによって膜厚や膜質の均一化を図っている。
【０００９】
上記構成のグロー放電プラズマＣＶＤ装置１を用いてａ−Ｓｉ系の膜を成膜するに当たって、所定の流量やガス比に設定された原料ガスを、ガス導入管６からガス吹き出し孔７を介して両電極間に導入すると共に、真空ポンプ（図示せず）に接続された排気配管１３からの排気量を調整することにより、所定のガス圧力に設定し、そして、高周波電源９により高周波電力を印加して、両電極間にグロー放電プラズマを発生させて原料ガスを分解し、所望の温度に設定した導電性基体４上にａ−Ｓｉ系膜を成膜する。
【００１０】
しかしながら、上記のグロー放電プラズマＣＶＤ法によれば、成膜中のａ−Ｓｉ系膜の表面がプラズマによりダメージを受けるため、膜特性の向上や積層膜の界面特性の制御に限界があるという問題点があった。
【００１１】
また、グロー放電プラズマＣＶＤ装置１毎にグロー放電プラズマ発生用の高価な高周波電源が必要となることで製造コストが大きくなっていた。さらに高周波によるグロー放電プラズマの発生に伴って、電力の一部が高周波ノイズとして成膜装置の各部や外部に漏洩し、ガス流量やガス圧力ならびに基体温度の各種制御機器に対し誤動作を引き起こすという問題点もあった。
【００１２】
加えて、プラズマによる分解生成物として、ａ−Ｓｉ系膜の成膜中に副生成物として黄色の易燃性粉体が多量に発生し、真空容器内の導電性基体４以外の部位、すなわち電極や容器の内壁、排気配管系等にも付着し堆積し、その粉体が成膜中の導電性基体４表面に飛来して、成膜欠陥の発生原因となっていた。そして、成膜毎に反応炉内の粉体洗浄作業を必要とし、その取扱いに危険が伴っていた。
【００１３】
これらの課題を解消し、ａ−Ｓｉ系膜の特性を改善することを目的として、ホットワイヤー（ＨＷ−ＣＶＤ法（このホットワイヤーＣＶＤ法は触媒ＣＶＤ法もしくはＣａｔ―ＣＶＤ法とも呼ばれる）と呼ばれる成膜方法およびその装置が提案されている（特許文献１と特許文献２参照）。
【００１４】
このＨＷ−ＣＶＤ装置を図４に示す装置の概略図に基づいて説明する。
真空容器からなる反応室１４内には、被成膜用の基体１６が基体保持台１５の上に保持設置し、基体１６の上部に、適当な間隔をおいてタングステン等からなる発熱体１７が配置され、その発熱体１７を通過して基体１６上に原料ガスを供給できるように、ガス導入管１８が配置される。１９は排気のために用いる真空ポンプ、２０は基体加熱手段としてのヒーターである。
【００１５】
このＨＷ−ＣＶＤ装置を用いてａ−Ｓｉ系膜を成膜するには、真空ポンプ１９により真空状態に排気した反応室１４内に、ＳｉＨ４とＨ２の混合ガスなどからなる原料ガスをガス導入管１８より導入し、１０００〜２０００℃に加熱された発熱体１７を通過させて触媒反応を起こさせ、その反応により分解生成した反応生成物を基体１６に到達させて、ａ−Ｓｉ系膜を堆積させる。
【００１６】
さらに発熱体と被成膜用の基体との間に気体が通過可能な開口部を有する輻射断熱部材を設け、これによって発熱体からの輻射による基体の温度上昇を防止する技術が提案されている（特許文献３参照）。
【００１７】
以上のようなＨＷ−ＣＶＤ装置に関連して、発熱体に含まれた重金属等の不純物が膜中へ混入することを防止する技術が提案されている（特許文献４と特許文献５参照）。
【００１８】
また、Ｈ２などの材料ガスが発熱体によって分解活性化されて活性種が生成される活性種生成空間と、ＳｉＨ４などの原料ガスがこの活性種との化学反応によって基体上に膜堆積する成膜処理空間を同一真空容器内で隔離することによって、発熱体にて使用される高融点金属、たとえばタングステン線などがＳｉＨ４と反応してシリコン化合物が生成し、その結果引き起こされる発熱体の劣化を防止する技術が提案されている（特許文献６参照）。
【００１９】
さらにまた、発熱体端部の支持部をカバーで覆い、その間隙に希釈ガス、不活性ガス等を導入して発熱体端部の温度低下部を原料ガスと隔離することにより、前記シリコン化合物の生成を防止する技術が提案されている（特許文献７参照）。
【００２０】
このようなＨＷ−ＣＶＤ法によれば、成膜反応においてプラズマによるダメージがなくなり、これによって優れた膜特性が得られ、積層膜の界面特性も良好となり、しかも、水素を含むａ−Ｓｉ：Ｈ膜中の水素含有量を低減でき、これにより、ａ−Ｓｉ：Ｈ膜の光学的バンドギャップが小さくなり、その結果、太陽電池の光電変換効率が向上し、太陽電池やイメージセンサにおける光劣化が改善され、ＴＦＴでのキャリア移動度が改善される。
【００２１】
しかしながら、前述したようなＨＷ−ＣＶＤ法の各技術によれば、成膜時のガスにより熱触媒体である発熱体を使用するに当り、つぎのような課題があった。
【００２２】
すなわち、通常、かかる熱触媒によれば、その触媒に伴なって発熱体が変質するが、個々の薄膜を形成するに際し、それぞれの薄膜に応じて発熱体の変質状態が異なり、熱触媒体の寿命にもムラが生じ、安定した成膜ができなかった。
【００２３】
したがって、成膜の途中にて、発熱体（熱触媒体）の交換が必要となったり、その熱触媒体自体が昇華して実用上支障が生じたり、あるいはガスが十分に分解せず、所望の膜質が得られない等の問題点があつた。
【００２４】
このような問題点の解決策として、特開平７−２５４５６６号、特開２００２−９３７２３号、もしくは第４９回応用物理学関係連合講演会の２８Ｐ−ＹＲ−４、２８Ｐ−ＹＲ−７、さらには北陸先端科学技術大学院大学材料科科学研究科の平成１３年度第１回研究フォーラムにおける講演「Ｃａｔ―ＣＶＤ法による大面積デバイス用シリコン薄膜の作製」が挙げられる。
【００２５】
【特許文献１】
特許第１７０４１１０号公報
【特許文献２】
特許第３１４５５３６号公報
【特許文献３】
特許２６９２３２６号公報
【特許文献４】
特開２０００―２７７５０１号公報
【特許文献５】
特開２０００−２７７５０２号公報
【特許文献６】
特開２００１−３４５２８０号公報
【特許文献７】
特開２００２−９３７２３号公報
【００２６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる提案によれば、発熱体（熱触媒体）の支持部における変質（シリサイド化）に対する改善、ならびに酸化薄膜での熱触媒体材料の選定に係る報告であり、薄膜の種別に応じた検討は、いまだおこなわれていないと言える。
【００２７】
したがって、本発明の目的は熱触媒体に影響されないで、もしくはその影響を小さくして安定した成膜を達成した薄膜デバイス用製造装置ならびに薄膜デバイスの製造方法を提供することにある。
【００２８】
【課題を解決するための手段】
本発明の薄膜デバイス用製造装置は、被成膜用基体とガス導入部を備えた反応室に、この反応室内の被成膜基体とガス導入部との間に発熱体を搬送する発熱体搬送部材、ならびに上記反応室に対し、この反応室内の被成膜基体とガス導入部との間に他の発熱体を搬送する他の発熱体搬送部材とを設け、さらに上記発熱体を搬送すべく回動手段を配設して、上記被成膜用基体上にホットワイヤーＣＶＤ法により複数のａ−Ｓｉ系の薄膜を被着せしめるように成したことを特徴とする。
【００２９】
本発明の薄膜デバイスの製造方法は、本発明のかかる薄膜デバイス製造装置を用いて、ａ−Ｓｉ系第１薄膜の成膜に用いる発熱体の成分に対し、ａ−Ｓｉ系第２薄膜の成膜に用いる発熱体の成分を違えて、被成膜用気基体上に第１薄膜と第２薄膜とをホットワイヤーＣＶＤ法により被着せしめることを特徴とする。
【００３０】
本発明の他の薄膜デバイス用製造装置は、被成膜用基体とガス導入部を備えた反応室に、この反応室内の被成膜基体とガス導入部との間に発熱体を搬送する発熱体搬送部材を設け、さらに上記発熱体を搬送すべく回動手段を配設して、被成膜用基体上にホットワイヤーＣＶＤ法によりａ−Ｓｉ系の薄膜を被着せしめるように成したことを特徴とする。
【００３１】
本発明の他の薄膜デバイスの製造方法は、かかる本発明の他の薄膜デバイス製造装置を用いて、ａ−Ｓｉ系の第１薄膜の成膜に用いる発熱体の成分に対し、ａ−Ｓｉ系の第２薄膜の成膜に用いる発熱体の成分を違えて、被成膜用気基体上に第１薄膜と第２薄膜とをホットワイヤーＣＶＤ法により被着せしめることを特徴とする。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る薄膜デバイスとして、電子写真感光体を例にして詳細に述べる。
【００３３】
図１は本発明の製造方法に用いる製造装置の正面概略図であり、図２はその上面概略図である。図７は電子写真感光体の積層構造を示す断面図である。
【００３４】
はじめに図７によって電子写真感光体２１の積層構造を説明する。
２２は平板状の基板であり、この基板２２の上面にキャリア注入阻止層２３と光導電層２４と表面保護層２５とを順次積層したものである。
【００３５】
基板２２は銅、黄銅、ＳＵＳ、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）などの金属導電体、あるいはガラス、セラミックなどの絶縁体の表面に金属材やＩＴＯなどの導電性薄膜を被覆したものである。
【００３６】
キャリア注入阻止層２３は、たとえば酸素や硼素をドープしたａ−Ｓｉから成り、光導電層２４もａ−Ｓｉから成り、さらに表面保護層２５はカーボンや窒素、酸素をドープしたａ−Ｓｉ系の薄膜である。
【００３７】
つぎに最初に請求項１と請求項２に係る発明を説明し、ついで請求項３と請求項４に係る発明を述べる。
【００３８】
（請求項１と請求項２に係る発明）
つぎに図１に示す本発明の製造方法に用いるＨＷ−ＣＶＤ装置の一例であり、このＨＷ−ＣＶＤ装置２６を述べる。
【００３９】
２７は真空容器であり、この真空容器２７の内部に平板状の被成膜用支持体２８が配置され、この被成膜用支持体２８の上に前記基板２２である被成膜用基板２９を配設する。この被成膜用支持体２８の内部には基体温度制御手段３０が配設されている。
【００４０】
３１はガス導入部であって、真空容器２７の内部の上方に配設した構成である。
【００４１】
このような構成にしたことで、上方に配置したガス導入部３１が噴き出したガスを下方に配置した被成膜用基板２９の上面に対し、ほぼ均等に流すことができる。
【００４２】
また、３２はガス排気部である。真空容器２７には、さらに真空度をモニターする圧力計（図示せず）も接続する。
【００４３】
上記構成の真空容器２７に対し、さらに発熱体供給用容器３３、３４を並設する。
【００４４】
これら各発熱体供給用容器３３、３４には、それぞれ前記発熱体の熱触媒体であるフィラメント３５、３６を配している。これらフィラメント３５、３６に対しては双方の間にて異なる材質にて構成する。
【００４５】
上記フィラメント３５、３６は、回動手段３７、３８により発熱体供給用容器３３、３４から真空容器２７に搬送したり、あるいは真空容器２７に配置した後に発熱体供給用容器３３、３４に戻すことができる。
【００４６】
かかる回動手段３７、３８は、モーター等の回転動力でもって回転軸を介して真空容器２７内に搬送する構造である。
【００４７】
３９、４０は真空容器２７と発熱体供給用容器３３、３４との間を開閉するゲートバルブである。
【００４８】
そして、フィラメント３５は回動手段３７によりゲートバルブ３９を通して発熱体供給用容器３３から真空容器２７に搬送され、そして、真空容器２７の内部にて成膜に寄与された後に、発熱体供給用容器３３に戻される。
【００４９】
他方のフィラメント３６についても、回動手段３８によりゲートバルブ４０を通して発熱体供給用容器３４から真空容器２７に搬送され、そして、真空容器２７の内部にて成膜に寄与された後に、発熱体供給用容器３４に戻される。
【００５０】
さらに被成膜用支持体２８の内部には、基体温度制御手段３０を設けるが、これは、フィラメント３５、３６からの輻射熱を受けても成膜中の基体温度を所望の値に維持するために、温度検出手段（図示せず）と加熱手段（図示せず）および／または冷却手段（図示せず）からなる。
【００５１】
温度検出手段としては、熱電対やサーミスタ等を用いて支持体２８の外壁の温度を検出するように取り付け、外壁を介して支持体２８に保持された被成膜用基体２９の温度状態をモニターしながら、温度調節器（図示せず）により加熱手段と冷却手段を制御して、基体温度を所望の値に維持する。
【００５２】
加熱手段には、ニクロム線やシーズヒーター、カートリッジヒーター等の電気的なものや、油等の熱媒体が用いられる。
【００５３】
冷却手段には、空気や窒素ガス等の気体や、水、油等からなる冷却媒体が、基体支持体２８内部を循環するようにして用いられる。
【００５４】
そして、この基体温度制御手段３０により、成膜中の基体温度を１００〜５００℃、好適には２００〜３５０℃の一定温度に制御するとよい。
【００５５】
上記構成のＨＷ−ＣＶＤ装置２６によれば、ガス導入部３１より導入されたガスは、フィラメント３５、３６を通して流れるように接触し、そして、分解・活性化され、しかる後、放射状に熱拡散され、回転中の被成膜用基体２９に到達し、その外周面に成膜される。
【００５６】
また、フィラメント３５、３６の材料としては、原料ガスの少なくとも一部に触媒反応あるいは熱分解反応を起こして、その反応生成物を堆積種となし、かつ触媒材料自身が、昇華や蒸発により堆積される膜中に混入しにくいものが選択される。
【００５７】
このような材料には、タングステン（Ｗ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（３５Ａａ）、コバルト（Ｃｏ）、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、カーボン（Ｃ）あるいはそれらの合金がある。
【００５８】
本発明によれば、フィラメント３５、３６に対し双方の間にて異なる材質にて構成するとよい。
【００５９】
たとえば、酸化系シリコン（Ｓｉ）の膜を形成する場合は、発熱体として白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）もしくはこれらの合金を使用すると好適であり、これによってフィラメントの耐酸化性に顕著な効果を奏する。
【００６０】
ほぼシリコンからなるａ−Ｓｉ膜を形成する場合にはタンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）もしくはこれらの合金からなる発熱体を用いると好適であり、これにより、フィラメントがシリサイド化されることに対し耐性を備える。また、フィラメントが１９００℃にまで高められても、融点が高いことで、信頼性を著しく高める。
【００６１】
また、炭素系Ｓｉ膜を形成する場合には、カーボン（Ｃ）、タンタル（Ｔａ）もしくはこれらの合金からなる発熱体を使用すると好適であり、これにより、ファラメントの炭化に対し耐性が得られる。また、窒素系Ｓｉ膜であれば、タングステン（Ｗ）からなる発熱体を使用することで、窒化に対し耐性が得られる。
【００６２】
つぎにフィラメント３５、３６の構成を図５と図６に示す。
図５に示す発熱体によれば、（イ）、（ロ）、（ハ）の３とおりの構成でもって示すごとく、窓枠状（四角形枠形状）の絶縁部材４５の内部に、上述したフィラメント３７、３８であるワイヤａを張った構造である。
【００６３】
（イ）に示す発熱体においては、各ワイヤａの両端を金属製電極４６と接合させ、双方の金属製電極４６はそれぞれ電流導入端子５２を介して外部と通電される。４７はワイヤａを金属製電極４６に固定する取り付けフックである。
【００６４】
（ロ）と（ハ）に示す発熱体においては、取り付けフック４７でもってワイヤａをジグザグ状に張っている。
【００６５】
このようにワイヤａを、もしくはフィラメント、リボン等を用いて、グリッド状、のこぎり状、固形波状にて平面型に１本乃至複数本張ることで、ガスが透過する構造となる。
【００６６】
あるいは、上述した発熱体の材料でもって発熱主体となるように、その主体を、図６に示す発熱体である（ａ）〜（ｆ）の６とおりでもって示すごとく、格子状や網目状、メッシュ状、ハニカム状に組み合わせた構造、もしくはワイヤーやフィラメント、リボン等を、格子状や網目状、メッシュ状、ハニカム状と組み合わせた構造にしてもよい。
【００６７】
また、上記の材料で作られた薄い平板に、円形や三角形、正方形、長方形、菱形、六角形、縦長のスリット状、横長のスリット状、斜めのスリット状、またはそれらの組合せからなる種々の通気孔を多数設けた構成にしてもよい。このような構成の発熱体を図６に示す（ｇ）〜（ｋ）の５とおりでもって示す。
【００６８】
その他、通気孔を設けた複数の筒状平板を、互いの通気孔が重ならず、かつ互いの筒状平板間にガスの通過する間隙を有するように、重ね合わせた構成の発熱体にしてもよい。これらの発熱体を（ｉ）と（ｍ）にて示す。
【００６９】
以上のような構成の発熱体によれば、真空容器２６の外部から電流端子５２を介して電力が供給され、通電によるジュール熱で５００〜２２００℃、好適には８００〜２０００℃の高温に加熱される。
【００７０】
そして、基体支持体２８に保持された被成膜用基体２９の位置については、発熱体の主体であるフィラメント３７、３８からの熱輻射が発散され、そして、これが吸収されるように、効果な設計をおこなうとよい。
【００７１】
本発明者が繰り返しおこなった実験によれば、支持体２８および被成膜用基体２９の材質、厚さ、大きさ等によっても異なるが、熱輻射と堆積密度、膜厚の均一性などの点から、被成膜用基体２９とフィラメント３７、３８との間隔を１０〜１５０ｍｍ、好適には４０〜８０ｍｍ、最適には５０〜７０ｍｍとするとよい。
【００７２】
本発明のＨＷ−ＣＶＤ装置を用いてａ−Ｓｉ膜を成膜する場合には、そのａ−Ｓｉ系膜の原料ガスは、グロー放電プラズマＣＶＤ法で用いられるものと同じである。
【００７３】
成膜原料ガスとしては、シリコンと水素やハロゲン元素とからなる化合物、たとえばＳｉＨ４ 、Ｓｉ２ Ｈ６ 、Ｓｉ３ Ｈ８ 、ＳｉＦ４ 、ＳｉＣｌ４ 、ＳｉＣｌ２ Ｈ２ 等が用いられる。
【００７４】
希釈用ガスとしては、Ｈ２ 、Ｎ２ 、Ｈｅ、Ａｒ、Ｎｅ、Ｘｅ等が用いられる。
【００７５】
価電子制御ガスには、Ｐ型不純物としては元素周期律表第ＩＩＩ族Ｂの元素（Ｂ、Ａｌ、Ｇａ等）を含む化合物、たとえばＢ２ Ｈ６ 、Ｂ（ＣＨ３ ）３ 、Ａｌ（ＣＨ３）３ 、Ａｌ（Ｃ２ Ｈ５ ）３ 、Ｇａ（ＣＨ３）３ 等が用いられ、Ｎ型不純物としては元素周期律表第Ｖ族Ｂの元素（Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ等）を含む化合物、たとえばＰＨ３ 、Ｐ２ Ｈ４ 、ＡｓＨ３ 、ＳｂＨ３ 等が用いられる。
【００７６】
また、バンドギャップ調整用ガスとしては、バンドギャップを拡大する元素であるＣ、Ｎ、Ｏを含む化合物、たとえばＣＨ４ 、Ｃ２ Ｈ２ 、Ｃ３ Ｈ８ 、Ｎ２ 、ＮＨ３ 、ＮＯ、Ｎ２ Ｏ、ＮＯ２ 、Ｏ２ 、ＣＯ、ＣＯ２ 等や、バンドギャップを狭める元素であるＧｅ、Ｓｎを含む化合物、たとえばＧｅＨ４ 、ＳｎＨ４ 、Ｓｎ（ＣＨ３）３ 等が用いられる。
【００７７】
成膜に当たっては、これらのガスを減圧弁やマスフローコントローラーなどを用いて所望の流量や混合比に調整し、真空容器２７に導入して、ガス導入部３１からフィラメント３５、３６に供給する。
【００７８】
成膜時のガス圧力は、０．１３３〜２６６０Ｐａ、好適には０．６６５〜１３３０Ｐａ、さらに好適には１．３３〜１３３Ｐａに設定するとよい。ガス圧力をこのような範囲に設定することで、供給されたガスが効率的に分解され、輸送される。また、反応生成物同士の気相中での２次反応が抑制されることで、基体上に良質なａ−Ｓｉ系膜を形成することができる。なお、より高品質の膜を得るためには、成膜を開始するに先立って、基体がセットされた後の真空容器２７内を一旦１０−４Ｐａ程度の高真空に排気し、容器内の水分や残留不純物ガスを除去しておくことが望ましい。
【００７９】
以上のような構成のＨＷ−ＣＶＤ装置によれば、ａ−Ｓｉ系電子写真感光体を作製するに当り、支持体２８に対し平板状の基体２９を保持し、そして、支持体２８の内部に温度検出手段と加熱手段と冷却手段からなる基体温度制御手段３０を設けたことで、成膜中に発熱体からの輻射熱を受けても、ガスの利用効率を低下させることなく基体温度が維持できた。
【００８０】
つぎに上記構成のＨＷ−ＣＶＤ装置２６を用いて電子写真感光体２１を作製する工程の一例を述べる。
【００８１】
支持体２８にセットした基体２９をヒーター３０にて２５０℃に加熱し、そして、ＳｉＨ４、ＮＯ、Ｈ２、Ｂ２Ｈ６（もしくはＰＨ３）の各ガスをマスフローコントローラーにて流量制御して導入し、ガス導入口３１より均一に真空容器２６内に導入する。同時に真空排気装置などにて真空容器２６内のガス圧力を６．６５Ｐａになるように調整し、しかる後、発熱体の成分がＴａ金属からなるフィラメント３３に対し通電し発熱させ、そして、ゲートバルブ３９を開け、回動手段３７にて真空容器２７に搬送し、ガス導入部３１と被成膜用基体２９との間に挿入することで成膜がおこなわれ、キャリア注入阻止層２３を２μｍの厚みにて形成する。
【００８２】
つぎにマスフローコントローラーにて導入ガスを入れ替え、ＳｉＨ４、Ｈ２、Ｂ２Ｈ６（もしくはＰＨ３）をガス導入口３１より均一に真空容器２６内に導入し、ガス流量、圧力をコントロールして光導電層２４を２０μｍの厚みにて形成する。
【００８３】
しかる後に、フィラメント３５を回動手段３７により発熱体供給用容器３３に戻し格納し、そして、ゲートバルブ３９を閉じて通電を終える。
【００８４】
その後、マスフローコントローラーにて導入ガスを入れ替え、ＳｉＨ４とＣ２Ｈ２とＨ２をガス導入口３１より均一に真空容器２６内に導入し、圧力を１３３Ｐａに調整する。そして、発熱体の成分がカーボン（炭素）からなるフィラメント３６に対し通電し発熱させ、そして、ゲートバルブ４０を開け、回動手段３８にて真空容器２７に搬送し、ガス導入部３１と被成膜用基体２９との間に挿入することで成膜がおこなわれ、厚み０．５μｍの表面保護層２５が得られる。
【００８５】
その後、フィラメント３６を回動手段３８により発熱体供給用容器３４に戻し格納し、そして、ゲートバルブ４０を閉じて通電を終える。
【００８６】
かくして本発明のＨＷ−ＣＶＤ装置２６ならびに本発明の薄膜デバイスの製造方法によれば、上記のごとく、先の薄膜の成膜に用いる発熱体の成分に対し、その後の薄膜の成膜に用いる発熱体の成分を違えたことで、すなわち、キャリア注入阻止層２３と光導電層２４との成膜には、耐酸化性または耐シリサイド化性に優れたＴａ金属からなる発熱体を用いて、一方、表面保護層２５の成膜には炭化に対する耐性に優れたカーボンからなる発熱体を用いて、このように使い分けることで、発熱体の成分に影響されないで、品質に優れ、さらに安定した成膜を達成することができた。
【００８７】
（請求項３と請求項４に係る発明）
図１に示す本発明の製造方法に用いるＨＷ−ＣＶＤ装置２６については、上記構成の真空容器２７に対し、発熱体供給用容器３３と発熱体供給用容器３４との双方を並設した構成であるが、これに代えて、真空容器２７に対し、発熱体供給用容器３３または発熱体供給用容器３４のいずれか一方のみを設けた構成であってもよい。
【００８８】
たとえば、発熱体供給用容器３３を設けた構成のＨＷ−ＣＶＤ装置であれば、ある発熱体の熱触媒体であるフィラメント３５を配して成膜し、ついで、このフィラメント３５に対しては異なる材質にて変換させて、他の成膜をすることで、上述したごとく、先の薄膜の成膜に用いる発熱体の成分に対し、その後の薄膜の成膜に用いる発熱体の成分を違えたことで、すなわち、キャリア注入阻止層２３と光導電層２４との成膜には、耐酸化性または耐シリサイド化性に優れたＴａ金属からなる発熱体を用いて、一方、表面保護層２５の成膜には炭化に対する耐性に優れたカーボンからなる発熱体を用いて、このように使い分けることで、発熱体の成分に影響されないで、品質に優れ、さらに安定した成膜を達成することができた。
【００８９】
【実施例】
以下、本発明の実施例を述べる。
本発明者は、上記構成のＨＷ−ＣＶＤ装置２６において、フィラメント３５、３６として、図５に示す発熱体のうち、（ハ）の構成のものを用いた。そして、表１に示すような成膜条件でもって、キャリア注入阻止層２３と光導電層２４と表面保護層２５とを順次積層した。
【００９０】
【表１】
【００９１】
このような成膜において、フィラメント３５、３６に対し、さまざまな材料を用いて、それぞれのワイヤー交換頻度と、画像の品質を評価した。
【００９２】
（例１）
支持体２８にセットした基体２９（基板２２）をヒーター３０にて２５０℃に加熱し、そして、表１に示す成膜条件にしたがって、ＳｉＨ４、ＮＯ、Ｈ２、Ｂ２Ｈ６の各ガスをマスフローコントローラーにて流量制御して導入し、ガス導入部３１より均一に真空容器２６内に導入する。同時に真空排気装置などにて真空容器２６内のガス圧力を６．６５Ｐａになるように調整し、しかる後、発熱体の成分がＷ金属からなるフィラメント３３に対し通電し発熱させる。
【００９３】
なお、各ワイヤａはＷフィラメントの純度が９９．９９％であり、その線形はφ０．５ｍｍである。
【００９４】
そして、ゲートバルブ３９を開け、回動手段３７にて真空容器２７に搬送し、ガス導入部３１と被成膜用基体２９との間に挿入することで成膜がおこなわれ、キャリア注入阻止層２３を２μｍの厚みにて形成する。
【００９５】
つぎにマスフローコントローラーにて導入ガスを入れ替え、ＳｉＨ４、Ｈ２、Ｂ２Ｈ６をガス導入部３１より均一に真空容器２６内に導入し、ガス流量、圧力をコントロールして光導電層２４を２０μｍの厚みにて形成する。
【００９６】
しかる後に、マスフローコントローラーにて導入ガスを入れ替え、ＳｉＨ４とＣ２Ｈ２とＨ２の各ガスをガス導入部３１より均一に真空容器２６内に導入し、ガス流量、圧力をコントロールして厚み０．５μｍの表面保護層２５を形成した。
【００９７】
その後、フィラメント３５を回動手段３７により発熱体供給用容器３３に戻し格納し、そして、ゲートバルブ３９を閉じて通電を終える。
【００９８】
以上のような電子写真感光体の作製工程において、この電子写真感光体を５個作製した。そして、個々の作製において、ワイヤａの断線数を計測し、ワイヤーの交換回数を表２にて「Ｗのみ」の項目にて示す。
【００９９】
【表２】
【０１００】
同表から明らかなとおり、１回目の電子写真感光体の作製において、３本のワイヤが順次断線したことで交換し、同様に２回目の電子写真感光体の作製では２本のワイヤを、３回目では４本のワイヤを、４回目では２本のワイヤを、５回目では４本のワイヤを交換した。平均にて１回の電子写真感光体の作製において、３本のワイヤを交換した。
【０１０１】
ちなみに、このようにフィラメントが断線した場合には、フィラメントの張り替え作業として、プロセスガスのパージ作業、真空容器内の冷却、フィラメント交換、所定温度までの昇温作業を行う必要があるが、通常、フィラメントを１回交換するに当り、約４時間のロスタイムが発生した。
【０１０２】
（例２）
（例１）によれば、フィラメント３３の各ワイヤａをＷフィラメントにて構成したが、これに代えてＴａフィラメントを用いた。その他の成膜工程は同じである。
【０１０３】
そして、５個の電子写真感光体２１の作製工程において、同様にワイヤａの断線数を計測し、ワイヤーの交換回数を表２にて「Ｔａのみ」の項目にて示す。
【０１０４】
平均にて１回の電子写真感光体の作製において、１．６回ワイヤを交換した。
【０１０５】
（例３）
（例１）によれば、フィラメント３５の各ワイヤａをＷフィラメントにて構成したが、これに代えてＭｏフィラメントを用いた。その他の成膜工程は同じである。
【０１０６】
そして、５個の電子写真感光体２１の作製工程において、同様にワイヤａの断線数を計測し、ワイヤーの交換回数を表２にて「Ｍｏのみ」の項目にて示す。
【０１０７】
平均にて１回の電子写真感光体の作製において、３．６回ワイヤを交換した。
【０１０８】
（例４）
支持体２８にセットされた基体２９（基板２２）をヒーター３０にて２５０℃に加熱し、そして、表１に示す成膜条件にしたがって、ＳｉＨ４、ＮＯ、Ｈ２、Ｂ２Ｈ６の各ガスをマスフローコントローラーにて流量制御して導入し、ガス導入部３１より均一に真空容器２６内に導入する。同時に真空排気装置などにて真空容器２６内のガス圧力を６．６５Ｐａになるように調整し、しかる後、発熱体の成分がＰｔ金属からなるフィラメント３５に対し通電し発熱させ、そして、ゲートバルブ３９を開け、回動手段３７にて真空容器２７に搬送し、ガス導入部３１と被成膜用基体２９との間に挿入することで成膜がおこなわれ、キャリア注入阻止層２３を２μｍの厚みにて形成する。
【０１０９】
しかる後に、フィラメント３５を回動手段３７により発熱体供給用容器３３に戻し格納し、そして、ゲートバルブ３９を閉じて通電を終える。
【０１１０】
つぎにマスフローコントローラーにて導入ガスを入れ替え、ＳｉＨ４、Ｈ２、Ｂ２Ｈ６をガス導入部３１より均一に真空容器２６内に導入し、ガス流量、圧力をコントロールする。
【０１１１】
そして、発熱体の成分がＴａ金属からなるフィラメント３６に対し通電し発熱させ、ゲートバルブ４０を開け、回動手段３８にて真空容器２７に搬送し、ガス導入部３１と被成膜用基体２９との間に挿入することで成膜がおこなわれ、光導電層２４を２０μｍの厚みにて形成する。
【０１１２】
その後、マスフローコントローラーにて導入ガスを入れ替え、ＳｉＨ４とＣ２Ｈ２とＨ２をガス導入部３１より均一に真空容器２６内に導入し、圧力を１３３Ｐａに調整する。そして、発熱体の成分がＴａ金属からなるフィラメント３６に対し通電し発熱させることで成膜がおこなわれ、厚み０．５μｍの表面保護層２５が得られる。
【０１１３】
その後、フィラメント３６を回動手段３８により発熱体供給用容器３４に戻し格納し、そして、ゲートバルブ４０を閉じて通電を終える。
【０１１４】
以上のような電子写真感光体２１の作製工程において、この電子写真感光体２１を５個作製した。そして、個々の作製において、ワイヤａの断線数を計測し、ワイヤーの交換回数を表２にて「Ｐｔ、Ｔａ複合」の項目にて示す。
【０１１５】
表２に示す結果から明らかなとおり、まったくワイヤが断線しなかった。
【０１１６】
（例５）
例４においては、Ｐｔ金属からなるフィラメント３５を用いたが、これに代えてＩｒ金属からなるフィラメント３５を用いて、そして、その他の成膜工程および成膜上の構成は、例４に示すとおりにした。
【０１１７】
すなわち、Ｔａ金属からなるフィラメント３６を用いて、例４に記載したごとく、光導電層２４と表面保護層２５とを順次形成した。
【０１１８】
以上のような電子写真感光体２１の作製工程において、この電子写真感光体２１を５個作製し、個々の作製において、ワイヤａの断線数を計測した。ワイヤーの交換回数を表２にて「Ｉｒ、Ｔａ複合」の項目にて示す。その結果、まったくワイヤが断線しなかった。
【０１１９】
（例６）
本例においては、前述したごとく、キャリア注入阻止層と光導電層との成膜には、Ｉｒ金属からなるフィラメント３５を用いて、一方の表面保護層の成膜にはカーボンからなるフィラメント３６を用いて、電子写真感光体２１を作製した。
【０１２０】
以上のような電子写真感光体２１の作製工程において、この電子写真感光体２１を５個作製し、個々の作製において、ワイヤａの断線数を計測した。ワイヤーの交換回数を表２にて「Ｉｒ、Ｃ複合」の項目にて示す。その結果、まったくワイヤが断線しなかった。
【０１２１】
（例７）
つぎに本発明者は（例１）〜（例６）にて得られた各電子写真感光体に対し、京セラ製のエコシスプリンター（ＬＳ−１７００）に搭載し、画像印字をおこなって、その画像品質の確認したところ、表３に示すような結果が得られた。
【０１２２】
評価は画像に表れる黒点、白点、ならびに解像力の３種類でもって行ったが、それぞれの評価を○、×の２とおりに区分し、○印は感光体性能として良好である場合、×印は感光体性能として不適な状態である場合を示す。
【０１２３】
【表３】
【０１２４】
この表から明らかなとおり、例１〜例３の各電子写真感光体においては、Ｗフィラメント、ＴａフィラメントおよびＭｏフィラメントをそれぞれ単独にて使用したことで、画像中の黒点や白点等の画像欠陥が多く発生していた。しかも、解像力においても、印字の太り等が発生していた。
【０１２５】
画像欠陥の発生原因は、フィラメント断線による交換作業時に真空容器を大気開放したことで、これに起因して真空容器の内壁等に付着していたａ−Ｓｉ膜が温度変化や気圧変化による外圧を受け、そして、剥がれ落ちた物体が感光体表面に付着したことによると考える。
【０１２６】
また、解像力が低下した原因は、大気開放によって、ａ−Ｓｉ感光体の表面が空気との自然酸化を受け、そのような反応により界面が生成されたためである。
【０１２７】
これに対し本発明によれば、先の薄膜の成膜に用いる発熱体の成分に対し、その後の薄膜の成膜に用いる発熱体の成分を違えるというように、フィラメントを使い分けることで、フィラメントを断線させないようにすることができ、その結果、黒点や白点等の画像欠陥がなく、しかも、解像力においても優れた画像を得ることができた。
【０１２８】
以上の（例１）〜（例７）は、請求項１、２に係るＨＷ−ＣＶＤ装置２６を用いたが、これに代えて、本発明者は請求項３、４に係るＨＷ−ＣＶＤ装置を用いて、同じ実験をおこなったところ、すなわち、真空容器２７に対し、発熱体供給用容器３３のみを設けた構成にて、フィラメント３５に対し、材質を所要とおりに配して成膜したことで、その結果は、（例１）〜（例７）とまったく同じになったことを実験により確認した。
【０１２９】
なお、本発明は上記実施形態例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更や改良等はなんら差し支えない。たとえば、積層型薄膜デバイスとして、電子写真感光体を例にして述べたが、これに代えて他の薄膜デバイスでもよく、たとえば太陽電池やセンサ、ＴＦＴタイプの液晶表示装置などによれば、半導体の積層構造（たとえばｐｉｎ型）を用いることから、これらの薄膜デバイスにも適用してもよい。
【０１３０】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明の薄膜デバイス用製造装置および薄膜デバイスの製造方法によれば、基体上にホットワイヤーＣＶＤ法により少なくとも２層を順次積層するに当り、先の薄膜の成膜に用いる発熱体の成分に対し、その後の薄膜の成膜に用いる発熱体の成分を違えるような構成にでき、これにより、熱触媒体に影響されないで、もしくはその影響を小さくして安定した成膜を達成することができ、その結果、高品質かつ高信頼性の薄膜デバイスを提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の薄膜デバイス用製造装置の正面概略図である。
【図２】本発明の薄膜デバイス用製造装置の上面概略図である。
【図３】グロー放電プラズマＣＶＤ装置の概略構成図である。
【図４】従来のＨＷ−ＣＶＤ装置の概略構成図である。
【図５】（イ）〜（ハ）は発熱体の正面図である。
【図６】（ａ）〜（ｍ）は発熱体の構成を示す要部正面図である。
【図７】電子写真感光体の層構成を示す断面図である。
【符号の説明】
２１・・・電子写真感光体
２２・・・基板
２３・・・キャリア注入阻止層
２４・・・光導電層
２５・・・表面保護層
２６・・・ＨＷ−ＣＶＤ装置
２７・・・真空容器
２８・・・被成膜用支持体
２９・・・被成膜用基板
３０・・・基体温度制御手段
３１・・・ガス導入部
３２・・・ガス排気部
３３、３４・・・発熱体供給用容器
３５、３６・・・フィラメント
３７、３８・・・回動手段
３９、４０・・・ゲートバルブ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
According to the present invention, for example, an amorphous silicon thin film having a different composition or component is formed on a substrate for film formation by a hot wire CVD method using a hot wire CVD apparatus (hereinafter, the hot wire CVD apparatus is abbreviated as an HW-CVD apparatus). The present invention relates to a sequentially formed thin film device manufacturing apparatus. Further, the present invention relates to a method for manufacturing a thin film device using the manufacturing apparatus for a thin film device of the present invention.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, the manufacture of an electrophotographic photosensitive member, a solar cell, an image sensor, an optical sensor, a TFT (thin film transistor), and the like using an amorphous silicon (hereinafter abbreviated as a-Si) based material is mainly performed by a glow discharge plasma CVD method. Has been widely used.
[0003]
A glow discharge plasma CVD apparatus 1 as shown in FIG. 3 is used to manufacture an a-Si electrophotographic photoreceptor with this film forming apparatus.
[0004]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a glow discharge plasma CVD apparatus 1. Numeral 2 denotes a cylindrical vacuum vessel, and a cylindrical conductive substrate made of aluminum metal material or the like is provided substantially in the center of the vacuum vessel 2. In this technique, an a-Si film is formed on the conductive substrate 4 by glow discharge plasma.
[0005]
The conductive base 4 is held by a base support 3 made of SUS or the like provided therein, and the conductive base 4 is used as a ground electrode and the other high-frequency power application electrode is equidistant from the outer peripheral surface. A cylindrical metal electrode 5 made of SUS or the like is arranged.
[0006]
A gas introduction pipe 6 for introducing a source gas for film formation is connected to the metal electrode 5. Both gas introduction pipes 6 are provided to the conductive substrate 4 from gas blowing holes 7 provided on the inner peripheral surface of the metal electrode 5. A source gas is introduced between the electrodes.
[0007]
Above and below the metal electrode 5, insulating rings 8 and 8 'made of ceramic or the like for insulation from ground are provided. A high-frequency power source 9 is connected between the metal electrode 5 and the conductive base 4, Glow discharge plasma is generated between the conductive substrate 4 and the metal electrode 5 with the introduction of the gas.
[0008]
In generating such glow discharge plasma, a substrate heating means 10 including a nichrome wire and a cartridge heater is provided inside the substrate support 3 to set the conductive substrate 4 to a desired temperature. Further, the substrate support 3 and the conductive substrate 4 are integrally rotated by a rotation motor 11 via a rotation transmitting means 12, thereby achieving uniform film thickness and film quality.
[0009]
In forming an a-Si-based film using the glow discharge plasma CVD apparatus 1 having the above-described configuration, a source gas set to a predetermined flow rate and a gas ratio is supplied from a gas introduction pipe 6 through a gas blowing hole 7. A predetermined gas pressure is set by adjusting the amount of exhaust from an exhaust pipe 13 connected to a vacuum pump (not shown) while being introduced between both electrodes, and high-frequency power is applied by a high-frequency power supply 9. Then, a glow discharge plasma is generated between the two electrodes to decompose the source gas, and an a-Si-based film is formed on the conductive substrate 4 set at a desired temperature.
[0010]
However, according to the above-described glow discharge plasma CVD method, since the surface of the a-Si film during film formation is damaged by plasma, there is a problem that there is a limit in improving film characteristics and controlling the interface characteristics of the laminated film. There was a point.
[0011]
In addition, an expensive high-frequency power supply for generating glow discharge plasma is required for each glow discharge plasma CVD apparatus 1, thereby increasing the manufacturing cost. Furthermore, with the generation of glow discharge plasma due to high frequency, a part of the power leaks as high frequency noise to various parts of the film forming apparatus and to the outside, causing malfunctions in various control devices for gas flow rate, gas pressure and substrate temperature. There were also points.
[0012]
In addition, as a decomposition product by plasma, a large amount of yellow flammable powder is generated as a by-product during the formation of the a-Si-based film, and a portion other than the conductive substrate 4 in the vacuum vessel, that is, The powder adheres and deposits on the electrodes, the inner wall of the container, the exhaust pipe system, and the like, and the powder flies to the surface of the conductive substrate 4 during the film formation, causing a film formation defect. In addition, a powder cleaning operation in the reaction furnace is required for each film formation, and handling thereof involves danger.
[0013]
For the purpose of solving these problems and improving the characteristics of the a-Si-based film, a hot wire (HW-CVD method (this hot wire CVD method is also called a catalytic CVD method or a Cat-CVD method)) is used. A membrane method and an apparatus therefor have been proposed (see Patent Documents 1 and 2).
[0014]
This HW-CVD apparatus will be described based on the schematic view of the apparatus shown in FIG.
In a reaction chamber 14 composed of a vacuum vessel, a substrate 16 for film formation is held and installed on a substrate holder 15, and a heating element 17 composed of tungsten or the like is provided at an appropriate interval above the substrate 16. The gas introduction pipe 18 is arranged so that the source gas can be supplied onto the base 16 through the heating element 17. 19 is a vacuum pump used for evacuation, and 20 is a heater as substrate heating means.
[0015]
In order to form an a-Si based film using this HW-CVD apparatus, a raw material gas such as a mixed gas of SiH 4 and H 2 is introduced into a reaction chamber 14 evacuated to a vacuum state by a vacuum pump 19. An a-Si based film is introduced by introducing through an inlet tube 18 and passing through a heating element 17 heated to 1000 to 2000 ° C. to cause a catalytic reaction. The reaction product decomposed and generated by the reaction reaches the substrate 16. Is deposited.
[0016]
Further, a technique has been proposed in which a radiation heat insulating member having an opening through which a gas can pass is provided between the heating element and the substrate for film formation, thereby preventing the temperature of the substrate from rising due to radiation from the heating element. (See Patent Document 3).
[0017]
In connection with the HW-CVD apparatus described above, a technique for preventing impurities such as heavy metals contained in the heating element from being mixed into the film has been proposed (see Patent Documents 4 and 5).
[0018]
Further, an active species generation space in which a material gas such as H 2 is decomposed and activated by a heating element to generate an active species, and a raw material gas such as SiH 4 are deposited on a substrate by a chemical reaction with the active species. By isolating the film formation processing space in the same vacuum vessel, the refractory metal used in the heating element, such as a tungsten wire, reacts with SiH 4 to generate a silicon compound, and as a result, the heating element A technique for preventing deterioration has been proposed (see Patent Document 6).
[0019]
Furthermore, the supporting portion at the end of the heating element is covered with a cover, and a diluent gas, an inert gas, or the like is introduced into the gap to isolate the temperature-lowering portion at the end of the heating element from the raw material gas. A technique for preventing generation has been proposed (see Patent Document 7).
[0020]
According to such an HW-CVD method, plasma damage in the film forming reaction is eliminated, whereby excellent film characteristics are obtained, the interface characteristics of the laminated film are improved, and a-Si: H containing hydrogen is also used. The hydrogen content in the film can be reduced, whereby the optical band gap of the a-Si: H film is reduced, and as a result, the photoelectric conversion efficiency of the solar cell is improved, and light deterioration in the solar cell or image sensor is reduced. Improved, and the carrier mobility in the TFT is improved.
[0021]
However, according to each technique of the HW-CVD method as described above, there are the following problems in using a heating element that is a thermal catalyst with a gas at the time of film formation.
[0022]
That is, usually, according to such a thermal catalyst, the heating element is deteriorated in accordance with the catalyst. However, when forming the individual thin films, the deteriorated state of the heating element is different depending on each thin film, and the thermal catalyst is deteriorated. The life was uneven, and stable film formation was not possible.
[0023]
Therefore, it is necessary to replace the heating element (thermocatalyst) during the film formation, or the sublimation of the thermal catalyst itself causes a practical problem, or the gas is not sufficiently decomposed, and However, there was a problem that the film quality could not be obtained.
[0024]
As a solution to such a problem, JP-A-7-254566, JP-A-2002-93723, or 28P-YR-4 and 28P-YR-7 at the 49th Lecture Meeting on Applied Physics, and A lecture at the 2001 first research forum of the Graduate School of Materials Science, Hokuriku Advanced Institute of Science and Technology, "Preparation of silicon thin film for large-area devices by Cat-CVD" was given.
[0025]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 1704110 [Patent Document 2]
Japanese Patent No. 3145536 [Patent Document 3]
Japanese Patent No. 2692226 [Patent Document 4]
JP 2000-277501 A [Patent Document 5]
JP 2000-277502 A [Patent Document 6]
JP 2001-345280 A [Patent Document 7]
JP 2002-93723 A
[Problems to be solved by the invention]
However, according to such a proposal, it is a report on the improvement on the alteration (silicidation) in the supporting portion of the heating element (thermocatalyst) and the selection of the thermocatalyst material in the oxide thin film. It can be said that the examination has not been performed yet.
[0027]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a thin-film device manufacturing apparatus and a thin-film device manufacturing method which achieve stable film formation without being affected by or less affected by a thermal catalyst.
[0028]
[Means for Solving the Problems]
The manufacturing apparatus for a thin film device of the present invention includes a heating element transporting a heating element between a deposition substrate and a gas introduction unit in a reaction chamber having a deposition target substrate and a gas introduction unit. A member, and another heating element transport member for transporting another heating element between the substrate on which the film is formed and the gas introduction unit in the reaction chamber, and further transporting the heating element. Rotating means is provided so that a plurality of a-Si-based thin films are deposited on the film-forming substrate by a hot wire CVD method.
[0029]
The thin film device manufacturing method of the present invention uses the thin film device manufacturing apparatus of the present invention to form an a-Si based second thin film on a heating element used for forming an a-Si based first thin film. A first thin film and a second thin film are deposited on a film-forming gas substrate by a hot wire CVD method by using different components of a heating element used for the film.
[0030]
Another manufacturing apparatus for a thin film device according to the present invention includes a heating chamber for transporting a heating element between a film formation substrate and a gas introduction unit in the reaction chamber. A body transport member is provided, and a rotating means is further provided to transport the heating element, so that an a-Si thin film is deposited on the substrate for film formation by a hot wire CVD method. It is characterized by.
[0031]
According to another method of manufacturing a thin film device of the present invention, a component of a heating element used for forming an a-Si based first thin film is formed using an a-Si based thin film using the other thin film device manufacturing apparatus of the present invention. The present invention is characterized in that the first thin film and the second thin film are deposited on a gas-deposited substrate by a hot wire CVD method by using different components of a heating element used for forming the second thin film.
[0032]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an electrophotographic photosensitive member will be described in detail as an example of a thin film device according to the present invention.
[0033]
FIG. 1 is a schematic front view of a manufacturing apparatus used in the manufacturing method of the present invention, and FIG. 2 is a schematic top view thereof. FIG. 7 is a cross-sectional view showing a laminated structure of the electrophotographic photosensitive member.
[0034]
First, the laminated structure of the electrophotographic photosensitive member 21 will be described with reference to FIG.
Reference numeral 22 denotes a flat substrate, on which a carrier injection blocking layer 23, a photoconductive layer 24, and a surface protection layer 25 are sequentially laminated.
[0035]
The substrate 22 is formed by coating a metal conductor such as copper, brass, SUS, aluminum (Al), nickel (Ni), or an insulator such as glass or ceramic on a surface of a metal material or a conductive thin film such as ITO. .
[0036]
The carrier injection blocking layer 23 is made of, for example, a-Si doped with oxygen or boron, the photoconductive layer 24 is also made of a-Si, and the surface protection layer 25 is made of an a-Si based material doped with carbon, nitrogen, or oxygen. It is a thin film.
[0037]
Next, first, the invention according to claim 1 and claim 2 will be described, and then the invention according to claim 3 and claim 4 will be described.
[0038]
(Inventions according to Claims 1 and 2)
Next, an example of the HW-CVD apparatus used in the manufacturing method of the present invention shown in FIG. 1 will be described.
[0039]
Reference numeral 27 denotes a vacuum vessel, in which a plate-like film-forming support 28 is disposed inside the vacuum vessel 27, and the film-forming substrate 29 as the substrate 22 is placed on the film-forming support 28. Is arranged. A substrate temperature control means 30 is provided inside the film-forming support 28.
[0040]
Reference numeral 31 denotes a gas introduction unit, which is disposed above the inside of the vacuum vessel 27.
[0041]
With such a configuration, the gas ejected from the gas introduction unit 31 disposed above can be flowed substantially evenly to the upper surface of the film formation substrate 29 disposed below.
[0042]
Reference numeral 32 denotes a gas exhaust unit. A pressure gauge (not shown) for monitoring the degree of vacuum is further connected to the vacuum container 27.
[0043]
Heating element supply containers 33 and 34 are further provided in parallel with the vacuum container 27 having the above configuration.
[0044]
These heating element supply containers 33 and 34 are provided with filaments 35 and 36, respectively, which are thermal catalysts of the heating elements. These filaments 35 and 36 are made of different materials between them.
[0045]
The filaments 35 and 36 are conveyed from the heating element supply containers 33 and 34 to the vacuum container 27 by rotating means 37 and 38, or returned to the heating element supply containers 33 and 34 after being disposed in the vacuum container 27. Can be.
[0046]
The rotating means 37 and 38 have a structure in which they are conveyed into the vacuum vessel 27 via a rotating shaft by a rotating power of a motor or the like.
[0047]
Gate valves 39 and 40 open and close between the vacuum vessel 27 and the heating element supply vessels 33 and 34.
[0048]
Then, the filament 35 is conveyed from the heating element supply container 33 to the vacuum container 27 through the gate valve 39 by the rotating means 37, and after being contributed to film formation inside the vacuum container 27, the heating element supply container It is returned to 33.
[0049]
The other filament 36 is also conveyed from the heating element supply container 34 to the vacuum container 27 through the gate valve 40 by the rotating means 38, and is contributed to film formation inside the vacuum container 27. Is returned to the container 34.
[0050]
Further, a substrate temperature control means 30 is provided in the inside of the film-forming support 28 to maintain the substrate temperature during film formation at a desired value even when radiant heat from the filaments 35 and 36 is received. And a temperature detecting means (not shown), a heating means (not shown) and / or a cooling means (not shown).
[0051]
As a temperature detecting means, a thermocouple, a thermistor, or the like is used to detect the temperature of the outer wall of the support 28 so as to monitor the temperature state of the substrate 29 for film formation held on the support 28 via the outer wall. Meanwhile, the heating means and the cooling means are controlled by a temperature controller (not shown) to maintain the substrate temperature at a desired value.
[0052]
As the heating unit, an electric device such as a nichrome wire, a sheath heater, a cartridge heater, or the like, or a heat medium such as oil is used.
[0053]
As the cooling means, a gas such as air or nitrogen gas, or a cooling medium composed of water, oil, or the like is used so as to circulate inside the substrate support 28.
[0054]
Then, the substrate temperature during film formation may be controlled to a constant temperature of 100 to 500 ° C., preferably 200 to 350 ° C. by the substrate temperature control means 30.
[0055]
According to the HW-CVD apparatus 26 having the above-described configuration, the gas introduced from the gas introduction unit 31 comes into contact through the filaments 35 and 36 so as to flow, is decomposed and activated, and is then thermally diffused radially. The film reaches the rotating film-forming substrate 29 and is formed on the outer peripheral surface thereof.
[0056]
In addition, as a material of the filaments 35 and 36, a catalytic reaction or a thermal decomposition reaction occurs in at least a part of the raw material gas, the reaction product is formed as a deposition species, and the catalyst material itself is deposited by sublimation or evaporation. A film which is hardly mixed into the film is selected.
[0057]
Such materials include tungsten (W), platinum (Pt), palladium (Pd), molybdenum (Mo), titanium (Ti), niobium (Nb), tantalum (35Aa), cobalt (Co), Ni, Cr , Mn, carbon (C) or alloys thereof.
[0058]
According to the present invention, the filaments 35 and 36 may be formed of different materials between them.
[0059]
For example, when a film of oxidized silicon (Si) is formed, it is preferable to use platinum (Pt), iridium (Ir), or an alloy thereof as a heating element, which has a remarkable effect on the oxidation resistance of the filament. To play.
[0060]
When forming an a-Si film substantially made of silicon, it is preferable to use a heating element made of tantalum (Ta), tungsten (W), or an alloy thereof, whereby the filament is silicided. Be resistant. Further, even if the filament is heated up to 1900 ° C., its high melting point greatly enhances reliability.
[0061]
In the case of forming a carbon-based Si film, it is preferable to use a heating element made of carbon (C), tantalum (Ta), or an alloy thereof, whereby resistance to carbonization of the filament is obtained. . In the case of a nitrogen-based Si film, resistance to nitridation can be obtained by using a heating element made of tungsten (W).
[0062]
Next, the configuration of the filaments 35 and 36 is shown in FIGS.
According to the heating element shown in FIG. 5, as shown in the three configurations (a), (b), and (c), the above-described filament is provided inside the window frame-shaped (square frame-shaped) insulating member 45. This is a structure in which wires a which are 37 and 38 are stretched.
[0063]
In the heating element shown in (a), both ends of each wire a are joined to a metal electrode 46, and both metal electrodes 46 are electrically connected to the outside through current introduction terminals 52. Reference numeral 47 denotes a mounting hook for fixing the wire a to the metal electrode 46.
[0064]
In the heating elements shown in (b) and (c), the wire a is stretched in a zigzag manner by the mounting hook 47.
[0065]
As described above, one or a plurality of wires a or a filament, a ribbon, or the like is used to form a grid, a saw, or a solid wave, and one or a plurality of the wires a are stretched in a plane so that a gas can pass therethrough.
[0066]
Alternatively, as shown in FIG. 6, the main body of the heating element is a grid-shaped or mesh-shaped, as shown in FIG. A structure combined with a mesh shape or a honeycomb shape, or a structure combined with a wire, a filament, a ribbon, or the like, in a lattice shape, a mesh shape, a mesh shape, or a honeycomb shape may be employed.
[0067]
In addition, a thin flat plate made of the above-mentioned material may be provided on a thin plate made of various materials including a circle, a triangle, a square, a rectangle, a diamond, a hexagon, a vertically long slit, a horizontally long slit, an oblique slit, or a combination thereof. A configuration in which many pores are provided may be adopted. Heating elements having such a configuration are shown in five ways (g) to (k) shown in FIG.
[0068]
In addition, a plurality of cylindrical flat plates provided with ventilation holes, a heating element of a stacked configuration such that the mutual ventilation holes do not overlap, and have a gap through which gas passes between the cylindrical flat plates. Is also good. These heating elements are shown in (i) and (m).
[0069]
According to the heating element configured as described above, electric power is supplied from the outside of the vacuum vessel 26 through the current terminal 52, and heated to a high temperature of 500 to 2200 ° C, preferably 800 to 2000 ° C by Joule heat due to energization. Is done.
[0070]
The position of the film-forming substrate 29 held by the substrate support 28 is effective so that the heat radiation from the filaments 37 and 38, which are the main components of the heating element, is radiated and absorbed. It is good to design.
[0071]
According to the experiment repeatedly performed by the present inventors, it differs depending on the material, thickness, size, etc. of the support 28 and the substrate 29 on which the film is formed. Therefore, the distance between the film-forming base 29 and the filaments 37 and 38 is set to 10 to 150 mm, preferably 40 to 80 mm, and most preferably 50 to 70 mm.
[0072]
When an a-Si film is formed using the HW-CVD apparatus of the present invention, the source gas of the a-Si film is the same as that used in the glow discharge plasma CVD method.
[0073]
As a film forming material gas, a compound composed of silicon and hydrogen or a halogen element, for example, SiH 4 , Si 2 H 6 , Si 3 H 8 , SiF 4 , SiCl 4 , SiCl 2 H 2 or the like is used.
[0074]
As the diluting gas, H 2 , N 2 , He, Ar, Ne, Xe or the like is used.
[0075]
The valence electron control gas includes a compound containing an element (B, Al, Ga, or the like) of Group IIIB of the periodic table as a P-type impurity, for example, B 2 H 6 , B (CH 3 ) 3 , Al (CH 3 ) 3 , Al (C 2 H 5 ) 3 , Ga (CH 3 ) 3 or the like is used, and a compound containing an element (P, As, Sb, or the like) of Group V B of the periodic table as an N-type impurity is used. For example, PH 3 , P 2 H 4 , AsH 3 , SbH 3 and the like are used.
[0076]
Examples of the band gap adjusting gas include compounds containing C, N, and O, which are elements for expanding the band gap, such as CH 4 , C 2 H 2 , C 3 H 8 , N 2 , NH 3 , NO, and N. 2 O, NO 2 , O 2 , CO, CO 2 and the like, and compounds containing Ge and Sn which are band gap narrowing elements, for example, GeH 4 , SnH 4 , Sn (CH 3 ) 3 and the like are used.
[0077]
In film formation, these gases are adjusted to desired flow rates and mixing ratios using a pressure reducing valve, a mass flow controller, or the like, introduced into the vacuum vessel 27, and supplied from the gas introduction section 31 to the filaments 35 and 36.
[0078]
The gas pressure during film formation may be set to 0.133 to 2660 Pa, preferably 0.665 to 1330 Pa, and more preferably 1.33 to 133 Pa. By setting the gas pressure in such a range, the supplied gas is efficiently decomposed and transported. In addition, since a secondary reaction in the gas phase between the reaction products is suppressed, a high-quality a-Si-based film can be formed on the base. In order to obtain a higher quality film, before starting the film formation, the inside of the vacuum vessel 27 after the substrate is set is once evacuated to a high vacuum of about 10 −4 Pa, and the inside of the vessel is evacuated. It is desirable to remove moisture and residual impurity gas.
[0079]
According to the HW-CVD apparatus having the above-described configuration, in producing an a-Si electrophotographic photoreceptor, a flat substrate 29 is held on a support 28 and the inside of the support 28 is By providing the substrate temperature control unit 30 including the temperature detection unit, the heating unit, and the cooling unit, the substrate temperature can be maintained without reducing the gas use efficiency even when radiant heat from the heating element is received during film formation. Was.
[0080]
Next, an example of a process for manufacturing the electrophotographic photosensitive member 21 using the HW-CVD apparatus 26 having the above configuration will be described.
[0081]
The substrate 29 set on the support 28 is heated to 250 ° C. by the heater 30, and the flow rate of each gas of SiH 4 , NO, H 2 , and B 2 H 6 (or PH 3 ) is controlled by a mass flow controller. The gas is introduced into the vacuum chamber 26 from the gas inlet 31 uniformly. At the same time, the gas pressure in the vacuum vessel 26 is adjusted to 6.65 Pa with a vacuum exhaust device or the like, and thereafter, the heating element is energized to the filament 33 made of Ta metal to generate heat. The film 39 is opened, transported to the vacuum vessel 27 by the rotating means 37, and inserted between the gas introduction unit 31 and the substrate 29 for film formation, thereby forming a film. Formed with thickness.
[0082]
Next, the introduced gases are exchanged by the mass flow controller, and SiH 4 , H 2 , and B 2 H 6 (or PH 3 ) are uniformly introduced into the vacuum vessel 26 from the gas inlet 31 to control the gas flow rate and pressure. The photoconductive layer 24 is formed with a thickness of 20 μm.
[0083]
Thereafter, the filament 35 is returned to the heating element supply container 33 by the rotating means 37 and stored, and the gate valve 39 is closed to terminate the energization.
[0084]
Thereafter, the introduced gases are exchanged by a mass flow controller, and SiH 4 , C 2 H 2, and H 2 are uniformly introduced into the vacuum vessel 26 from the gas inlet 31 and the pressure is adjusted to 133 Pa. Then, the heating element is energized to generate a heat by energizing the filament 36 made of carbon (carbon), and the gate valve 40 is opened, and is conveyed to the vacuum vessel 27 by the rotating means 38, and the gas introduction part 31 is formed. The film is formed by being inserted between the film substrate 29 and the surface protective layer 25 having a thickness of 0.5 μm.
[0085]
Thereafter, the filament 36 is returned and stored in the heating element supply container 34 by the rotating means 38, and the gate valve 40 is closed to terminate the energization.
[0086]
Thus, according to the HW-CVD apparatus 26 of the present invention and the method of manufacturing a thin film device of the present invention, as described above, the components of the heating element used for forming the thin film are generated by using the heat generated for forming the thin film thereafter. Due to the difference in the components of the body, that is, in forming the carrier injection blocking layer 23 and the photoconductive layer 24, a heating element made of Ta metal having excellent oxidation resistance or silicidation resistance is used. In addition, a heating element made of carbon having excellent resistance to carbonization is used for the film formation of the surface protection layer 25, and by selectively using the heating element in this way, the film is excellent in quality and more stable without being affected by the components of the heating element. Was able to achieve.
[0087]
(Inventions according to claims 3 and 4)
The HW-CVD apparatus 26 used in the manufacturing method of the present invention shown in FIG. 1 has a configuration in which both a heating element supply container 33 and a heating element supply container 34 are arranged in parallel with the vacuum container 27 having the above-described configuration. However, instead of this, only one of the heating element supply container 33 and the heating element supply container 34 may be provided for the vacuum container 27.
[0088]
For example, in the case of an HW-CVD apparatus provided with a heating element supply container 33, a film is formed by arranging a filament 35 which is a thermal catalyst of a certain heating element. As described above, the composition of the heating element used for forming the thin film was different from the composition of the heating element used for forming the thin film by converting the material and performing another film formation. That is, a heating element made of Ta metal having excellent oxidation resistance or silicidation resistance is used for forming the carrier injection blocking layer 23 and the photoconductive layer 24, while the surface protection layer 25 is formed. By using a heating element made of carbon having excellent resistance to carbonization for film formation, and using the heating element in this way, it is possible to achieve a film having excellent quality and stable even without being affected by the components of the heating element. Was.
[0089]
【Example】
Hereinafter, examples of the present invention will be described.
In the HW-CVD apparatus 26 having the above-described configuration, the present inventor used, as the filaments 35 and 36, those having the configuration (c) among the heating elements illustrated in FIG. Then, the carrier injection blocking layer 23, the photoconductive layer 24, and the surface protection layer 25 were sequentially laminated under the film forming conditions shown in Table 1.
[0090]
[Table 1]
[0091]
In such film formation, various materials were used for the filaments 35 and 36, and the wire replacement frequency and image quality were evaluated.
[0092]
(Example 1)
The substrate 29 (substrate 22) set on the support 28 is heated to 250 ° C. by the heater 30, and each gas of SiH 4 , NO, H 2 , and B 2 H 6 is formed according to the film forming conditions shown in Table 1. Is introduced by controlling the flow rate using a mass flow controller, and is uniformly introduced into the vacuum vessel 26 from the gas introduction unit 31. At the same time, the gas pressure in the vacuum vessel 26 is adjusted to 6.65 Pa by a vacuum exhaust device or the like, and thereafter, a current is supplied to the filament 33 composed of W metal to generate heat.
[0093]
Note that each wire a has a W filament purity of 99.99% and a linear shape of φ0.5 mm.
[0094]
Then, the gate valve 39 is opened, the film is conveyed to the vacuum container 27 by the rotating means 37, and inserted between the gas introduction unit 31 and the substrate 29 for film formation, thereby forming a film. 23 is formed with a thickness of 2 μm.
[0095]
Next, the introduced gases are exchanged by a mass flow controller, and SiH 4 , H 2 , and B 2 H 6 are uniformly introduced into the vacuum chamber 26 from the gas introduction unit 31, and the gas flow rate and the pressure are controlled to form the photoconductive layer 24. It is formed with a thickness of 20 μm.
[0096]
Thereafter, the introduced gases are exchanged by the mass flow controller, and SiH 4 , C 2 H 2, and H 2 gases are uniformly introduced into the vacuum chamber 26 from the gas introduction unit 31, and the gas flow rate and the pressure are controlled to control the thickness. A 0.5 μm surface protection layer 25 was formed.
[0097]
Thereafter, the filament 35 is returned and stored in the heating element supply container 33 by the rotating means 37, and the gate valve 39 is closed to terminate the energization.
[0098]
In the electrophotographic photoreceptor manufacturing process as described above, five electrophotographic photoreceptors were manufactured. Then, in each production, the number of disconnections of the wire a was measured, and the number of replacements of the wire a is shown in Table 2 under the item “W only”.
[0099]
[Table 2]
[0100]
As is clear from the table, in the first production of the electrophotographic photosensitive member, three wires were sequentially disconnected and exchanged. Similarly, in the second production of the electrophotographic photosensitive member, two wires were replaced by three. Four wires were replaced at the fourth time, two wires were replaced at the fourth time, and four wires were replaced at the fifth time. Three wires were exchanged in one average production of the electrophotographic photosensitive member.
[0101]
By the way, when the filament is broken as described above, it is necessary to perform a process of purging the process gas, cooling the inside of the vacuum vessel, replacing the filament, and raising the temperature to a predetermined temperature as a process of replacing the filament. In replacing the filament once, a loss time of about 4 hours occurred.
[0102]
(Example 2)
According to (Example 1), each wire a of the filament 33 was formed of a W filament, but a Ta filament was used instead. The other film forming steps are the same.
[0103]
In the process of manufacturing the five electrophotographic photosensitive members 21, the number of disconnections of the wire a is similarly measured, and the number of wire replacements is shown in Table 2 under the item “Ta only”.
[0104]
The wire was replaced 1.6 times on average in the preparation of the electrophotographic photosensitive member once.
[0105]
(Example 3)
According to (Example 1), each wire a of the filament 35 was formed of a W filament, but a Mo filament was used instead. The other film forming steps are the same.
[0106]
In the manufacturing process of the five electrophotographic photosensitive members 21, the number of disconnections of the wire a is similarly measured, and the number of times of wire replacement is shown in Table 2 under the item “Mo only”.
[0107]
The wire was exchanged 3.6 times in one production of the electrophotographic photosensitive member on average.
[0108]
(Example 4)
The substrate 29 (substrate 22) set on the support 28 is heated to 250 ° C. by the heater 30, and according to the film forming conditions shown in Table 1, each of SiH 4 , NO, H 2 , and B 2 H 6 The gas is introduced by controlling the flow rate with a mass flow controller, and is uniformly introduced into the vacuum vessel 26 from the gas introduction unit 31. At the same time, the gas pressure in the vacuum vessel 26 is adjusted to 6.65 Pa using a vacuum exhaust device or the like, and thereafter, the heating element is energized to the filament 35 made of Pt metal to generate heat. The film 39 is opened, transported to the vacuum vessel 27 by the rotating means 37, and inserted between the gas introduction unit 31 and the substrate 29 for film formation, thereby forming a film. Formed with thickness.
[0109]
Thereafter, the filament 35 is returned to the heating element supply container 33 by the rotating means 37 and stored, and the gate valve 39 is closed to terminate the energization.
[0110]
Next, the introduced gases are exchanged by the mass flow controller, and SiH 4 , H 2 , and B 2 H 6 are uniformly introduced into the vacuum vessel 26 from the gas introduction section 31 to control the gas flow rate and pressure.
[0111]
Then, the heating element is energized to generate heat by applying a current to the filament 36 made of Ta metal, the gate valve 40 is opened, the wafer is conveyed to the vacuum vessel 27 by the rotating means 38, and the gas introduction unit 31 and the substrate 29 for film formation are formed. A photoconductive layer 24 is formed with a thickness of 20 μm.
[0112]
After that, the introduced gases are exchanged by a mass flow controller, and SiH 4 , C 2 H 2, and H 2 are uniformly introduced into the vacuum vessel 26 from the gas introduction unit 31 and the pressure is adjusted to 133 Pa. Then, a film is formed by applying a current to the filament 36 made of a Ta metal as a heating element to generate heat, thereby forming a surface protection layer 25 having a thickness of 0.5 μm.
[0113]
Thereafter, the filament 36 is returned and stored in the heating element supply container 34 by the rotating means 38, and the gate valve 40 is closed to terminate the energization.
[0114]
In the process of manufacturing the electrophotographic photosensitive member 21 as described above, five electrophotographic photosensitive members 21 were manufactured. Then, in each production, the number of disconnections of the wire a was measured, and the number of times of wire replacement is shown in Table 2 under the item “Pt, Ta composite”.
[0115]
As is clear from the results shown in Table 2, the wires did not break at all.
[0116]
(Example 5)
In Example 4, the filament 35 made of Pt metal was used. Instead, the filament 35 made of Ir metal was used. I made it.
[0117]
That is, as described in Example 4, the photoconductive layer 24 and the surface protection layer 25 were sequentially formed using the filament 36 made of Ta metal.
[0118]
In the manufacturing process of the electrophotographic photosensitive member 21 as described above, five electrophotographic photosensitive members 21 were manufactured, and the number of disconnections of the wire a was measured in each manufacturing process. The number of wire replacements is shown in Table 2 under the item “Ir, Ta composite”. As a result, the wire did not break at all.
[0119]
(Example 6)
In this example, as described above, a filament 35 made of Ir metal is used for forming the carrier injection blocking layer and the photoconductive layer, and a filament 36 made of carbon is used for forming one surface protection layer. Thus, an electrophotographic photoreceptor 21 was produced.
[0120]
In the manufacturing process of the electrophotographic photosensitive member 21 as described above, five electrophotographic photosensitive members 21 were manufactured, and the number of disconnections of the wire a was measured in each manufacturing process. The number of wire replacements is shown in Table 2 under the item “Ir, C composite”. As a result, the wire did not break at all.
[0121]
(Example 7)
Next, the present inventor mounted the Kyocera Ecosys printer (LS-1700) on each of the electrophotographic photosensitive members obtained in (Example 1) to (Example 6), printed an image, and performed image printing. When the quality was confirmed, the results shown in Table 3 were obtained.
[0122]
The evaluation was performed using three types of black point, white point, and resolving power appearing in the image. Each evaluation was classified into two types of ○ and ×. This shows a case where the photoconductor performance is unsuitable.
[0123]
[Table 3]
[0124]
As is clear from this table, in each of the electrophotographic photoreceptors of Examples 1 to 3, image defects such as black spots and white spots in the image were obtained by using W filament, Ta filament and Mo filament independently. Had occurred many times. In addition, in the resolving power, thickening of the print has occurred.
[0125]
The cause of image defects is that the vacuum vessel was opened to the atmosphere during replacement work due to filament breakage, and as a result, the a-Si film adhering to the inner wall of the vacuum vessel caused external pressure due to temperature change and atmospheric pressure change. It is considered that the object that was received and peeled off was attached to the surface of the photoreceptor.
[0126]
Further, the resolution was reduced because the surface of the a-Si photoreceptor was spontaneously oxidized with air by opening to the atmosphere, and an interface was generated by such a reaction.
[0127]
On the other hand, according to the present invention, the filament is selectively used by using different filaments such that the component of the heating element used for forming the thin film is different from the component of the heating element used for forming the thin film. It was possible to prevent disconnection, and as a result, it was possible to obtain an image having no image defects such as black spots and white spots and excellent in resolving power.
[0128]
In the above (Example 1) to (Example 7), the HW-CVD apparatus according to Claims 1 and 2 was used. Instead, the present inventor used the HW-CVD apparatus according to Claims 3 and 4. When the same experiment was performed using, that is, in a configuration in which only the heating element supply container 33 was provided for the vacuum container 27, the film was formed by arranging the material as required for the filament 35. It was confirmed by experiments that the results were exactly the same as in (Example 1) to (Example 7).
[0129]
It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiment, and various changes and improvements may be made without departing from the scope of the present invention. For example, although the electrophotographic photoreceptor has been described as an example of a laminated thin film device, other thin film devices may be used instead. For example, a solar cell, a sensor, a TFT type liquid crystal display device, or the like may use a semiconductor device. Since a laminated structure (for example, a pin type) is used, the present invention may be applied to these thin film devices.
[0130]
【The invention's effect】
As described above, according to the thin film device manufacturing apparatus and the thin film device manufacturing method of the present invention, when at least two layers are sequentially laminated on a substrate by a hot wire CVD method, the heating element used for forming the preceding thin film is used. The composition of the heating element used for the subsequent formation of a thin film can be made different from the above-mentioned composition, thereby achieving stable film formation without being affected by the thermal catalyst or reducing the influence thereof. As a result, a high quality and highly reliable thin film device could be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic front view of a manufacturing apparatus for a thin film device according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic top view of a manufacturing apparatus for a thin film device according to the present invention.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a glow discharge plasma CVD apparatus.
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a conventional HW-CVD apparatus.
FIGS. 5A to 5C are front views of a heating element.
FIGS. 6 (a) to 6 (m) are front views of main parts showing a configuration of a heating element.
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a layer configuration of the electrophotographic photosensitive member.
[Explanation of symbols]
Reference numeral 21 denotes an electrophotographic photosensitive member 22 a substrate 23 a carrier injection blocking layer 24 a photoconductive layer 25 a surface protective layer 26 an HW-CVD device 27 a vacuum container 28 ··· Film-forming support 29 ··· Film-forming substrate 30 ··· Base temperature control means 31 ··· Gas introduction unit 32 ··· Gas exhaust units 33 and 34 ··· Heating element supply Containers 35, 36 ... Filament 37, 38 ... Rotating means 39, 40 ... Gate valve
