JP2553337C - - Google Patents

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deposited film
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【発明の詳細な説明】 [発明の属する技術分野] 本発明は、基体上に堆積膜、とりわけ機能性膜、特に半導体デバイス、電子写
真用感光デバイス、画像入力用ラインセンサー、撮像デバイス、光起電力素子等
に用いるアモルファス半導体等の機能性堆積膜を形成する装置に関する。 [従来技術の説明] 従来、半導体デバイス、電子写真用感光デバイス、画像入力用ラインセンサー
、撮像デバイス、光起電力素子、その他各種のエレクトロニクス素子、光学素子
等に用いる素子部材として、アモルファスシリコン、例えば水素又は/及びハロ
ゲン(例えばフッ素、塩素等)で補償されたアモルファスシリコン(以下、「a
−Si(H,X)」と記す。)等のアモルファス半導体等の堆積膜が提案され、
その中のいくつかは実用に付されている。 そして、こうした堆積膜は、プラズマCVD法、即ち、原料ガスを直流又は高
周波、マイクロ波、グロー放電によって分解し、ガラス、石英、ステンレス、ア
ルミニウムなどの基体上に薄膜状の堆積膜を形成する方法により形成されること
が知られており、そのための装置も各種提案されている。 ところで最近マイクロ波グロー放電分解によるプラズマCVD法(以下、「M
W−PCVD法」と表記する。)が工業的レベルでも注目されてきており、該M
W−PCVD法により堆積膜を形成するための装置は、代表的には第3図の略断
面図で示される装置構成のものである。 第3図において、301は反応容器全体を示し、302は真空容器、303は
アルミナセラミックス又は石英等の誘電体から形成されたマイクロ波導入窓、3
04はマイクロ波を伝送するマイクロ波導波路、305はマイクロ波電源、30
6は図示しない排気装置にバルブ(図示せず)を介して連通する排気管、307
は図示しない原 料ガス供給源に連通するリング状の原料ガス供給管、308は基体保持板、30
9は基体、310は基体加熱ヒーター、311はプラズマ発生領域、312はマ
イクロ波をそれぞれ示す。 なお、真空容器302は放電トリガー等を用いることなく自励放電にて放電を
開始せしめるため、該マイクロ波電源305の発振周波数に共振するような空胴
共振器構造とするのが一般的である。 そしてこうした装置による堆積膜の形成は次のようにして行われる。即ち、真
空容器302内部を、排気管306を介して真空排気すると共に、基体309を
基体加熱ヒーター310により所定温度に加熱、保持する。次に、原料ガス供給
管307を介して、例えばアモルファスシリコン堆積膜を形成する場合であれば
、シランガス、水素ガス等の原料ガスが該原料ガス供給管に開口せられた複数の
ガス放出孔307′を通して真空容器302内に放出される。これと同時併行的
に、マイクロ波電源305から周波数500MHz以上の、好ましくは2.45
GHzのマイクロ波312を発生し、該マイクロ波は、導波路304を通りマイ
クロ波導入窓303を介して真空容器302内に導入される。かくして、真空容
器302内の導入原料ガスは、マイクロ波のエネルギーにより励起されて解離し
、中性ラジカル粒子、イオン粒子、電子等が生成され、それらが相互に反応し基
体309の表面に堆積膜が形成される。 しかしながら、上述のごとき従来のMW−PCVD法による機能性堆積膜形成
装置は、成膜面積が狭く、成膜速度が遅い場合には所定の成膜性能を示すものの
、同様の装置で成膜の高速化、基体の大面積化を図ろうとする場合には、形成さ
れる堆積膜の膜質の低下が発生するという問題がある。 特に、電子写真用感光体のように、大面積の基体上に比較的厚い堆積膜を高速
成膜しようとする場合には、良好な特性の堆積膜を定常的に安定して得ることは
困難である。 [発明の目的」 本発明は、上述のごとき従来のMW−PCVD法による堆積膜形成装置におけ
る上述の諸問題を克服して、半導体デバイス、電子写真用感光体デバイス、画像
入力用ラインセンサー、撮像デバイス、光起電力素子、その他の各種エレクトロ
ニクス素子、光学素子等に用いる素子部材としての機能性堆積膜を、MW−PC
VD法により定常的に高効率で形成することを可能にする装置を提供することを
目的とするものである。 即ち、本発明の主たる目的は、MW−PCVD法により機能性堆積膜を形成す
る装置において、電子写真感光体のごとき長大な基体上に、比較的厚い堆積膜を
高速成膜する場合であっても、良好な膜質を有する堆積膜を定常的に形成するこ
とを可能にする装置を提供することにある。 また本発明の他の目的は、量産性に優れ、高品質で、電気的、光学的、あるい
は光導電的に優れた特性を有する機能性堆積膜を、MW−PCVD法により形成
することができる装置を提供することにある。 [発明の構成・効果] 本発明者は、従来のMW−PCVD法による堆積膜形成装置における上述の諸
問題を解決し、前記本発明の目的を達成すべく鋭意研究を重ねたところ、従来の
MW−PCVD法による堆積膜形成装置における諸問題は、高速成膜のために使
用するマイクロ波エネルギーが大きい場合、または、マイクロ波を導入している
時間が長時間に及ぶ場合に、 (i)マイクロ波により発生したプラズマの熱輻射、 (ii)導入するマイクロ波の一部を、マイクロ波導入窓を構成しているマイクロ
波透過性物質が吸収してしまうこと、 (iii)マイクロ波導入窓の構造自身、あるいはマイクロ波導入窓の反射面と他
の反射面の間が、導入するマイクロ波の空胴共振器となるために、マイクロ波の
エネルギーの一部が消費されてしまうこと、 等の原因により、マイクロ波導入窓近辺が場合によっては500℃以上に昇温し
てしまうことに大きく起因することが判明した。 即ち、前述の従来のMW−PCVD法による機能性堆積膜形成装置におけるマ
イクロ波導入窓は、石英、アル ミナセラミックス等のガス雰囲気を保持するとともにマイクロ波を透過する物質
から形成されるのが一般的であり、該マイクロ波透過性物質からなる窓は、通常
の真空シールの場合と同様、バイトン等の体質のゴムのガスケットか、又は、銅
、アルミニウム等の金属のガスケットを介して真空容器の壁に結合されているが
、ゴムのガスケットを用いる場合、昇温による熱でガスケットの材質自身が劣化
してしまい、真空容器内に外部の気体(空気)が混入することにより堆積膜の膜
質が低下してしまうところとなる。また、金属のガスケットを用いる場合、マイ
クロ波透過性物質とガスケットの熱膨張率の違いにより昇温の際にシール面がず
れてしまい、ガス雰囲気保持性能が劣化し、空気が混入することにより堆積膜の
膜質が低下してしまうところとなる。 こうしたマイクロ波導入窓近辺の昇温を防止するため、該マイクロ波導入窓の
冷却を行う方法が提案されるが、マイクロ波は導入時のモードにより電気力線の
分布が発生するため、例えば、円形TE11モードでマイクロ波を導入する場合に
は、該マイクロ波の電界にそってマイクロ波導入窓の直径方向の両端2ケ所だけ
が局部的に昇温してしまうため、単にマイクロ波の冷却を行うだけでは上述の問
題は解決しえないことも判明した。 本発明は、これらの知見に基づいて更に研究を続けたところ、マイクロ波プラ
ズマCVD法による堆積膜形成装置において長大な基体上に安定して良質の堆積
膜を高 速成膜せしめるためには、局部的な加熱によってもガス雰囲気保持能力の劣化し
ないシール手段が必要不可欠であるという知見を得、該シール手段はガスケット
を構成する材質及びこのガスケットと接触するマイクロ波透過性物質の表面性の
最適化により達成できるという結論に達した。 本発明は上記知見に基づいて完成せしめたものである。本発明のマイクロ波プ
ラズマCVD法による機能性堆積膜形成装置は、実質的に密封され得る真空容器
(真空引きされ得る)、該真空容器内に機能性堆積膜形成用基体を保持する手段
、該真空容器内に原料ガスを供給する手段、および該真空容器内を5×10-6
orr以下の圧力にするため該真空容器内を排気する手段を有するマイクロ波プ
ラズマCVD法による機能性堆積膜形成装置であって、前記真空容器は少なくと
も一部に該真空容器の壁にシール手段を介して設けられたマイクロ波エネルギー
を導入するためのマイクロ波透過性物質からなるマイクロ波導入窓を有し、且つ
、前記マイクロ波透過性物質の前記シール手段を接触する面の表面粗さが3.2
S以下であることを特徴とするものである。 以下、本発明のマイクロ波プラズマCVD法による堆積膜形成装置を図面の実
施例により、更に詳しく説明するが、本発明の堆積膜形成装置はこれによって限
定されるものではない。 第1図は、本発明のマイクロ波プラズマCVD法によ る堆積膜形成装置のマイクロ波導入窓付近の断面略図である。 図中、101は真空容器壁面、102はマイクロ波透過性物質からなるマイク
ロ波導入窓、103はガス雰囲気保持用のガスケット、104はマイクロ波導入
窓おさえ、105はマイクロ波プラズマ空間、106はマイクロ波をそれぞれ示
す。 本発明において、マイクロ波導入窓を構成するマイクロ波透過性物質としては
、アルミナセラミックスや石英等の誘電体が用いられる。 また、ガス雰囲気保持用のガスケットとしては、前記マイクロ波透過性物質に
応じてガスケットの構成材料を選択して用いるが、マイクロ波導入窓がアルミナ
セラミックで構成される場合であれば、ガスケットとして、マイクロ波透過性物
質との接触面がアルミニウム製であるOリングを用いるのが好ましく、特に、ア
ルミニウム被覆内部に弾性コア等を有し弾性復元力をもつ構造のものがシールの
確実性、耐久性から最適である。 第2図は、電子写真用感光体ドラムを製造するのに適した、マイクロ波CVD
法による機能性堆積膜形成装置を模式的に示す透視略図であって、該装置におけ
るマイクロ波導入窓近辺の構成は、第1図に示すものとなっている。第2図にお
いて、201は真空容器、202はマイクロ波透過性物質からなるマイクロ波導
入窓、203はマイクロ波導波部、204はマイクロ波、205は排 気管、206はドラム状基体、207はプラズマ発生領域をそれぞれ示している
。なお、プラズマ発生領域207は、マイクロ波導入窓202および同心円上に
配置された基体206,206,…に囲まれたマイクロ波空胴共振構造となって
おり、導入されたマイクロ波のエネルギーを効率よく吸収する。 該第3図に図示の装置においては、プラズマ発生領域の周囲の同心円上に複数
本のドラム状基体を配置するものであるため、電子写真用感光体ドラムの量産に
適している。 本発明の装置により堆積膜を形成するについて使用される原料ガスは、高周波
またはマイクロ波のエネルギーにより励起種化し、化学的相互作用して基体表面
上に所期の堆積膜を形成する類のものであればいずれのものであっても採用する
ことができるが、例えば、a−Si(H,X)膜を形成する場合であれば、具体
的には、ケイ素に水素、ハロゲン、あるいは炭化水素等が結合したシラン類及び
ハロゲン化シラン類等のガス状態のもの、または容易にガス化しうるものをガス
化したものを用いることができる。これらの原料ガスは1種を使用してもよく、
あるいは2種以上を併用してもよい。また、これらの原料ガスは、He,Ar等
の不活性ガスにより稀釈して用いることもある。さらに、a−Si(H,X)膜
は、p型不純物元素又はn型不純物元素をドーピングすることが可能であり、こ
れらの不純物元素を構成成分として含 有する原料ガスを、単独で、あるいは前述の原料ガスまたは/および稀釈用ガス
と混合して反応室内に導入することができる。 また基体については、導電性のものであっても、半導電性のものであっても、
あるいは電気絶縁性のものであってもよく、具体的には金属、セラミックス、ガ
ラス等が挙げられる。そして成膜操作時の基体温度は、特に制限されないが、3
0〜450℃の範囲とするのが一般的であり、好ましくは50〜350℃である
。 また、堆積膜を形成するにあたっては、原料ガスを導入する前に反応室内の圧
力を5×10-6Torr以下、好ましくは1×10-6Torr以下とし、原料ガ
スを導入した時には反応室内の圧力を1×10-2〜1Torr、好ましくは5×
10-2〜1Torrとするのが望ましい。 なお、本発明の装置による堆積膜形成は、通常は、前述したように原料ガスを
事前処理(励起種化)することなく反応室に導入し、そこでマイクロ波のエネル
ギーにより励起種化し、化学的相互作用を生起せしめることにより行われるが、
二種以上の原料ガスを使用する場合、その中の一種を事前に励起種化し、次いで
反応室に導入するようにすることも可能である。 [実施例] 以下、第1、2図に示す本発明の装置を用いた機能性堆積膜の形成について、
実施例および比較例を用いて具体的に説明するが、本発明はこれらによって限定
される ものではない。 実施例1 本例においては、マイクロ波透過性物質としてアルミナセラミックスを用い、
ガスケットとしてアルミニウム被覆のOリングを用いた。 まず、真空容器201の内部を、排気管205を介して真空排気するとともに
、円筒状基体206,206,…に内蔵されたヒーター(図示せず)により所定
温度に加熱保持し、駆動モーター(図示せず)を用いて所望の回転速度で一定に
回転させた。 こうしたところへ、原料ガス供給管(図示せず)を介して、シランガス(Si
4),水素ガス(H2),ジボランガス(B26)等の原料ガスを第1表に示す
条件で真空容器201内に、1×10-2Torr以下の真空度を維持しながら放
出した。次に、周波数2.45GHzのマイクロ波を導波部203及びマイクロ
波透過性物質からなる導入窓202を介してプラズマ発生領域207内に導入し
、円筒状基体206,206…上に、電荷注入阻止層、感光層、及び表面層のそ
れぞれを続々に形成せしめ、阻止型構造の感光体ドラムを得た。 なお、本実施例においては、マイクロ波透過性物質であるアルミナセラミック
ス(純度99.9%、比誘電率10.5、アルミナ粒子径20μ)のガスケット
との接触面の表面性を第2表のごとく変化せしめた4種のものを用いた。マイク
ロ波透過性物質の表面性で特に表面粗 さが0.8S以下と小さいものは、ラッピング仕上げによる加工を行った。 以上のようにして作製した感光ドラムをキヤノン株式会社製複写機NP755
0に設置し画像を出力したところ、第2表に示す結果となった。 第2表は、ガスケットの被覆材質に対する、作製した感光ドラムの画像性の違
いを示している。画像性は主として膜中に空気が不純物として含有されたとき発
生する画像流れを検討した。 このとき、アルミナセラミックスに空気を30l/分吹きつけ、冷却した場合
と、冷却しない場合も確認した。なお、冷却方法としては、液体窒素を流す等の
手段も行ったが、空気による冷却と同様の効果であった。 実施例2 マイクロ波透過性物質として石英を用いた以外はすべて実施例と同様にして感
光体ドラムを作製し、作製した感光体ドラムについて画像性を比較したところ、
実施例1と同様の結果となった。 これらの結果から、マイクロ波透過性物質の表面粗さを、3.2S以下にすれ
ば、マイクロ波プラズマCVD法により実用上支障のない、優れた特性の機能性
堆積膜が得られることが判明した。 さらに、表面粗さを0.8S以下にすれば、冷却等の他の手段を用いることな
く実用上支障のない、優れた特性の機能性堆積膜が得られることも判明した。 なお、本発明によれば、特にアルミナセラミックスをマイクロ波透過性物質と
して用いる場合、表面性3.2Sを達成するためには、アルミナの粒径を100
μ以下に、また0.8Sを達成するためには、アルミナの粒径を20μ以下にす
る必要があることも判明した。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a deposited film, particularly a functional film, on a substrate, particularly a semiconductor device, a photosensitive device for electrophotography, a line sensor for image input, an imaging device, and a photovoltaic device. The present invention relates to an apparatus for forming a functional deposition film such as an amorphous semiconductor used for a power element or the like. Description of the Related Art Conventionally, amorphous silicon, for example, as an element member used for a semiconductor device, a photosensitive device for electrophotography, a line sensor for image input, an imaging device, a photovoltaic element, various other electronic elements, an optical element, and the like, Amorphous silicon (hereinafter referred to as “a”) compensated with hydrogen and / or halogen (eg, fluorine, chlorine, etc.)
—Si (H, X) ”. ) Etc. are proposed.
Some of them have been put to practical use. Such a deposited film is formed by a plasma CVD method, that is, a method in which a raw material gas is decomposed by direct current or high frequency, microwave, or glow discharge to form a thin film deposited film on a substrate such as glass, quartz, stainless steel, and aluminum. Is known, and various devices have been proposed for this purpose. By the way, recently, a plasma CVD method using microwave glow discharge decomposition (hereinafter referred to as “M
W-PCVD method ". ) Has also been attracting attention at the industrial level.
An apparatus for forming a deposited film by the W-PCVD method typically has an apparatus configuration shown in a schematic sectional view of FIG. In FIG. 3, reference numeral 301 denotes an entire reaction vessel, 302 denotes a vacuum vessel, 303 denotes a microwave introduction window formed of a dielectric material such as alumina ceramics or quartz.
04 is a microwave waveguide for transmitting microwaves, 305 is a microwave power supply, 30
An exhaust pipe 6 communicates with an exhaust device (not shown) via a valve (not shown).
Is a ring-shaped source gas supply pipe communicating with a source gas supply source (not shown);
Reference numeral 9 denotes a substrate, 310 denotes a substrate heater, 311 denotes a plasma generation region, and 312 denotes a microwave. In addition, in order to start discharge by self-excited discharge without using a discharge trigger or the like, the vacuum container 302 generally has a cavity resonator structure that resonates with the oscillation frequency of the microwave power supply 305. . The formation of a deposited film by such an apparatus is performed as follows. That is, the inside of the vacuum vessel 302 is evacuated through the exhaust pipe 306, and the base 309 is heated and maintained at a predetermined temperature by the base heater 310. Next, in the case of forming an amorphous silicon deposition film via the source gas supply pipe 307, for example, a source gas such as silane gas or hydrogen gas is supplied to the plurality of gas discharge holes 307 opened in the source gas supply pipe. 'Into the vacuum vessel 302. Simultaneously with this, the microwave power supply 305 supplies a frequency of 500 MHz or more, preferably 2.45.
A microwave 312 of GHz is generated, and the microwave is introduced into the vacuum chamber 302 through the waveguide 304 and the microwave introduction window 303. Thus, the source gas introduced into the vacuum vessel 302 is excited and dissociated by microwave energy to generate neutral radical particles, ion particles, electrons, etc., which react with each other and deposit on the surface of the substrate 309. Is formed. However, the functional deposition film forming apparatus using the conventional MW-PCVD method as described above has a small film forming area and exhibits a predetermined film forming performance when the film forming rate is low, but the same apparatus can form a film. When an attempt is made to increase the speed and increase the area of the substrate, there is a problem that the quality of the deposited film to be formed is deteriorated. In particular, when a relatively thick deposited film is to be formed at a high speed on a large-area substrate such as an electrophotographic photoreceptor, it is difficult to constantly and stably obtain a deposited film having good characteristics. It is. [Object of the Invention] The present invention overcomes the above-mentioned problems in the conventional deposition film forming apparatus by the MW-PCVD method as described above, and provides a semiconductor device, an electrophotographic photoreceptor device, an image input line sensor, and an imaging device. Functional deposition films as element members used for devices, photovoltaic elements, other various electronic elements, optical elements, etc., are manufactured using MW-PC
It is an object of the present invention to provide an apparatus which can be formed constantly and efficiently by a VD method. That is, a main object of the present invention is a case where a relatively thick deposited film is formed at a high speed on a long substrate such as an electrophotographic photosensitive member in an apparatus for forming a functional deposited film by the MW-PCVD method. Another object of the present invention is to provide an apparatus capable of constantly forming a deposited film having good film quality. Another object of the present invention is to form a functional deposition film having excellent mass productivity, high quality, excellent electrical, optical, or photoconductive properties by a MW-PCVD method. It is to provide a device. [Configuration and Effect of the Invention] The present inventor has conducted intensive studies to solve the above-mentioned problems in the conventional deposited film forming apparatus by the MW-PCVD method and to achieve the object of the present invention. Various problems in the deposited film forming apparatus by the MW-PCVD method are as follows: when microwave energy used for high-speed film formation is large, or when microwaves are introduced for a long time, (i) Thermal radiation of plasma generated by microwaves, (ii) a part of the introduced microwaves is absorbed by the microwave permeable material constituting the microwave introduction window, (iii) microwave introduction window Since the structure itself or the space between the reflection surface of the microwave introduction window and the other reflection surface becomes a cavity for the microwave to be introduced, a part of the microwave energy is consumed. , Due to causes like, in some cases microwave introduction window around proved to be due largely to become heated to above 500 ° C.. That is, the microwave introduction window in the above-mentioned conventional functional deposition film forming apparatus based on the MW-PCVD method is generally formed of a substance that transmits a microwave while maintaining a gas atmosphere such as quartz and alumina ceramics. The window made of the microwave permeable material is formed of a rubber gasket such as viton or a metal gasket such as copper or aluminum as in the case of a normal vacuum seal. However, when a rubber gasket is used, the heat generated by the temperature rise causes the material of the gasket to deteriorate, and the external gas (air) is mixed into the vacuum vessel, thereby deteriorating the quality of the deposited film. It will be a place to do. Also, when using a metal gasket, the sealing surface shifts when the temperature rises due to the difference in the coefficient of thermal expansion between the microwave permeable material and the gasket, deteriorating the gas atmosphere holding performance, and depositing due to the incorporation of air. This is where the quality of the film deteriorates. In order to prevent such temperature rise near the microwave introduction window, a method of cooling the microwave introduction window has been proposed.However, since the distribution of the electric flux lines is generated depending on the mode at the time of introduction of the microwave, for example, When microwaves are introduced in the circular TE 11 mode, only two diametrical ends of the microwave introduction window are locally heated along the electric field of the microwaves. It was also found that the above problem could not be solved only by performing the above. The present invention has been further studied on the basis of these findings. In order to stably deposit a high-quality deposited film on a long substrate at high speed in a deposition film forming apparatus using a microwave plasma CVD method, local deposition is required. That the sealing means which does not deteriorate the gas atmosphere holding ability even by the excessive heating is indispensable, and the sealing means optimizes the material constituting the gasket and the surface property of the microwave permeable material in contact with the gasket. Has been reached. The present invention has been completed based on the above findings. The apparatus for forming a functional deposition film by the microwave plasma CVD method according to the present invention includes a vacuum container (which can be evacuated) that can be substantially sealed, a means for holding a substrate for forming a functional deposition film in the vacuum container, Means for supplying a source gas into a vacuum vessel, and 5 × 10 -6 T
What is claimed is: 1. An apparatus for forming a functional deposited film by microwave plasma CVD, comprising: means for evacuating the inside of a vacuum vessel to a pressure of not more than orr, wherein said vacuum vessel has at least partly a sealing means on a wall of said vacuum vessel. A microwave introduction window made of a microwave permeable material for introducing microwave energy provided through the gap, and a surface of the microwave permeable material contacting the sealing means has a surface roughness of 3 .2
S or less. Hereinafter, an apparatus for forming a deposited film by the microwave plasma CVD method of the present invention will be described in more detail with reference to embodiments of the drawings, but the apparatus for forming a deposited film of the present invention is not limited thereto. FIG. 1 is a schematic sectional view of the vicinity of a microwave introduction window of a deposition film forming apparatus using a microwave plasma CVD method according to the present invention. In the figure, 101 is a wall surface of a vacuum vessel, 102 is a microwave introduction window made of a microwave permeable material, 103 is a gasket for holding a gas atmosphere, 104 is a microwave introduction window holder, 105 is a microwave plasma space, and 106 is a microwave plasma space. The waves are shown respectively. In the present invention, a dielectric material such as alumina ceramics or quartz is used as the microwave transmitting material constituting the microwave introduction window. Further, as a gasket for maintaining a gas atmosphere, a constituent material of the gasket is selected and used according to the microwave permeable material, but if the microwave introduction window is made of alumina ceramic, as a gasket, It is preferable to use an O-ring whose contact surface with the microwave permeable material is made of aluminum, and in particular, a structure having an elastic core inside the aluminum coating and having an elastic restoring force has a reliable and durable seal. Optimal from. FIG. 2 shows a microwave CVD suitable for manufacturing a photosensitive drum for electrophotography.
FIG. 1 is a schematic perspective view schematically showing a functional deposited film forming apparatus by a method, and a configuration near a microwave introduction window in the apparatus is as shown in FIG. In FIG. 2, 201 is a vacuum vessel, 202 is a microwave introduction window made of a microwave permeable material, 203 is a microwave waveguide, 204 is a microwave, 205 is an exhaust pipe, 206 is a drum-shaped substrate, and 207 is plasma. Each of the occurrence areas is shown. The plasma generation region 207 has a microwave cavity resonance structure surrounded by the microwave introduction window 202 and substrates 206, 206,... Arranged concentrically, and the energy of the introduced microwave is efficiently reduced. Absorbs well. In the apparatus shown in FIG. 3, since a plurality of drum-shaped substrates are arranged on concentric circles around the plasma generation region, it is suitable for mass production of electrophotographic photosensitive drums. The source gas used to form the deposited film by the apparatus of the present invention is of a kind that is excited by high frequency or microwave energy to be seeded and chemically interacts to form the desired deposited film on the substrate surface. For example, when forming an a-Si (H, X) film, silicon, hydrogen, halogen, or hydrocarbon may be used. It is possible to use silanes and halogenated silanes, etc., which are bonded to each other, or gaseous ones that can be easily gasified. One of these source gases may be used,
Alternatively, two or more kinds may be used in combination. These source gases may be diluted with an inert gas such as He or Ar before use. Further, the a-Si (H, X) film can be doped with a p-type impurity element or an n-type impurity element, and a source gas containing these impurity elements as a constituent component can be used alone or as described above. And / or a diluent gas. Also, as for the substrate, even if it is conductive, even if it is semiconductive,
Alternatively, it may be an electrically insulating material, and specific examples thereof include metal, ceramics, and glass. The substrate temperature during the film formation operation is not particularly limited.
The temperature is generally in the range of 0 to 450 ° C, preferably 50 to 350 ° C. In forming a deposited film, the pressure in the reaction chamber is set to 5 × 10 −6 Torr or less, preferably 1 × 10 −6 Torr or less before the source gas is introduced. The pressure is 1 × 10 -2 to 1 Torr, preferably 5 ×
It is desirable that the pressure be 10 -2 to 1 Torr. In the formation of a deposited film by the apparatus of the present invention, usually, as described above, a raw material gas is introduced into a reaction chamber without pretreatment (excitation seeding), where it is excited and seeded by microwave energy, and is chemically and chemically converted. This is done by causing an interaction,
When two or more kinds of source gases are used, it is possible to excite one of them into excited species in advance and then introduce them into the reaction chamber. [Example] Hereinafter, formation of a functional deposition film using the apparatus of the present invention shown in FIGS.
The present invention will be described specifically with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these. Example 1 In this example, alumina ceramics was used as a microwave transmitting material,
An O-ring coated with aluminum was used as a gasket. First, the inside of the vacuum vessel 201 is evacuated through an exhaust pipe 205, and is heated and held at a predetermined temperature by a heater (not shown) built in the cylindrical bases 206, 206,. (Not shown) at a desired rotation speed. The silane gas (Si) is supplied to such a place via a source gas supply pipe (not shown).
H 4), hydrogen gas (H 2), the raw material gas such as diborane gas (B 2 H 6) into the vacuum chamber 201 under the conditions shown in Table 1, while maintaining the degree of vacuum of 1 × 10 -2 Torr Released. Next, a microwave having a frequency of 2.45 GHz is introduced into the plasma generation region 207 through the waveguide 203 and the introduction window 202 made of a microwave permeable material, and charge is injected onto the cylindrical substrates 206, 206,. The blocking layer, the photosensitive layer, and the surface layer were successively formed to obtain a photosensitive drum having a blocking structure. In this example, the surface property of the contact surface with the gasket of alumina ceramics (purity 99.9%, relative dielectric constant 10.5, alumina particle diameter 20μ) which is a microwave transmitting material is shown in Table 2. Four kinds of materials which were changed as described above were used. For the surface properties of the microwave transmitting material, particularly those having a small surface roughness of 0.8S or less were processed by lapping. The photosensitive drum manufactured as described above was used as a copier NP755 manufactured by Canon Inc.
When the camera was set at 0 and an image was output, the results shown in Table 2 were obtained. Table 2 shows the difference in image quality of the produced photosensitive drum with respect to the gasket coating material. As for the image quality, an image flow generated when air was contained as an impurity in the film was mainly examined. At this time, it was confirmed that air was blown onto the alumina ceramic at a rate of 30 l / min to cool and not to cool. In addition, as a cooling method, a method such as flowing liquid nitrogen was used, but the same effect as the cooling by air was obtained. Example 2 A photosensitive drum was produced in the same manner as in Example except that quartz was used as the microwave transmitting substance, and the image quality of the produced photosensitive drum was compared.
The same result as in Example 1 was obtained. From these results, it was found that if the surface roughness of the microwave transmitting material is set to 3.2S or less, a functional deposited film having excellent characteristics without practical problems can be obtained by the microwave plasma CVD method. did. Further, it was also found that when the surface roughness was set to 0.8S or less, a functional deposited film having excellent characteristics without practical problems without using other means such as cooling was obtained. According to the present invention, particularly when alumina ceramics is used as the microwave transmitting material, in order to achieve a surface property of 3.2S, the alumina particle size must be 100 or less.
It has also been found that the particle size of alumina needs to be 20 μm or less in order to achieve 0.8S or less and 0.8S.

【図面の簡単な説明】 第1図は、マイクロ波導入窓付近の断面略図である。 第2図は、マイクロ波プラズマCVD法による非晶質ケイ素感光ドラムの形成
装置の透視略図である。 第3図は、マイクロ波プラズマCVD法による平板基板上への堆積膜形成装置
の断面略図である。 図において、 101…真空容器壁面、102…マイクロ波透過性物質、103…ガスケット、
104…おさえ、105…マイクロ波プラズマ空間、106…マイクロ波、20
1…真空容器、202…マイクロ波導入窓、203…マイクロ波導波部、204
…マイクロ波、205…排気管、206…ドラム状基体、207…マイクロ波プ
ラズマ発生領域、301…反応容器、302…真空容器、303…マイクロ波導
入窓、304…導波路、305…マイクロ波電源、306…排気管、307…原
料ガス供給管、308…基体保持板、309…基体、310…基体加熱ヒーター
、311…プラズマ発生領域、312…マイクロ波。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic sectional view near a microwave introduction window. FIG. 2 is a schematic perspective view of an apparatus for forming an amorphous silicon photosensitive drum by a microwave plasma CVD method. FIG. 3 is a schematic sectional view of an apparatus for forming a deposited film on a flat substrate by a microwave plasma CVD method. In the figure, 101: vacuum vessel wall surface, 102: microwave transparent material, 103: gasket,
104 ... press, 105 ... microwave plasma space, 106 ... microwave, 20
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vacuum container, 202 ... Microwave introduction window, 203 ... Microwave waveguide part, 204
... microwave, 205 ... exhaust pipe, 206 ... drum-shaped substrate, 207 ... microwave plasma generation region, 301 ... reaction vessel, 302 ... vacuum vessel, 303 ... microwave introduction window, 304 ... waveguide, 305 ... microwave power supply 306: exhaust pipe, 307: source gas supply pipe, 308: base holding plate, 309: base, 310: base heating heater, 311: plasma generation area, 312: microwave.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 実質的に密封された真空容器、該真空容器内に機能性堆積膜形成用基体を保持
する手段、該真空容器内に原料ガスを供給する手段、および該真空容器内を5×
10-6Torr以下の圧力にするため該真空容器内を排気する手段を有するマイ
クロ波プラズマCVD法による機能性堆積膜形成装置であって、前記真空容器は
少なくとも一部に該真空容器の壁にシール手段を介して設けられたマイクロ波エ
ネルギーを導入するためのマイクロ波透過性物質からなるマイクロ波導入窓を有
し、且つ、前記マイクロ波透過性物質の前記シール手段を接触する面の表面粗さ
が3.2S以下であることを特徴とするマイクロ波プラズマCVD法による機能
性堆積膜形成装置。
Claims: A substantially sealed vacuum vessel, means for holding a substrate for forming a functional deposited film in the vacuum vessel, means for supplying a source gas into the vacuum vessel, and 5x
What is claimed is: 1. A functional deposition film forming apparatus using a microwave plasma CVD method, comprising: means for evacuating the inside of a vacuum vessel to a pressure of 10 -6 Torr or less , wherein the vacuum vessel is at least partially provided on a wall of the vacuum vessel. It has a microwave introduction window made of a microwave permeable material for introducing microwave energy provided through a sealing means, and a surface roughness of a surface of the microwave permeable material which comes into contact with the sealing means. Saga functional deposited film forming apparatus according to a microwave plasma CVD method, wherein the 3.2S or less.

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