JP3337813B2 - 超短波を用いたプラズマｃｖｄ法及び該プラズマｃｖｄ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、均質にして均一膜厚の
大面積堆積膜を複数の基体上に高堆積速度で形成できる
超短波を使用するプラズマＣＶＤ法及び該プラズマＣＶ
Ｄ法を実施するに適したプラズマＣＶＤ装置に関する。
より詳細には本発明は、従来のＲＦプラズマＣＶＤ法に
おいて使用される周波数領域よりは高い領域の周波数を
使用して比較的高い堆積速度で、電子写真感光体等の大
面積を有するデバイス用の大面積堆積膜を均一膜厚で且
つ均質膜質で複数の基体上に効率よく形成することを可
能にするプラズマＣＶＤ法及び該プラズマＣＶＤ法を実
施するに適したプラズマＣＶＤ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体デバイスの製造において
は、いわゆるＲＦプラズマＣＶＤ法が繁用されている。
当該ＲＦプラズマＣＶＤ法においては、１３．５６ＭＨ
ｚの高周波が電波法に基づく観点から一般的に使用され
ている。ＲＦプラズマＣＶＤ法は、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。こうしたＲ
ＦプラズマＣＶＤ法における問題に鑑みて、周波数２．
４５ＧＨｚのいわゆるマイクロ波を用いたマイクロ波Ｃ
ＶＤ法が提案されている。マイクロ波ＣＶＤ法は、ＲＦ
プラズマＣＶＤ法では達成できない利点を有する。即
ち、マイクロ波プラズマＣＶＤ法によれば、極めて高い
ガス利用効率で、格段に大きい膜堆積速度を達成でき
る。そうしたマイクロ波ＣＶＤ法の一例が、例えば特開
昭６０−１８６８４９号公報（以下、「文献１」とい
う。）に開示されている。文献１には、図１に示す構成
のマイクロ波プラズマＣＶＤ装置を使用するマシイクロ
波プラズマＣＶＤ法が開示されている。以下、文献１に
開示されたマイクロ波プラズマＣＶＤ技術について説明
する。図１においては、真空容器（デポジションチャン
バ）２２２２中に平行に配された複数のシャフト２２３
８のそれぞれに、円筒状基体２２１２が回転可能な状態
に配されている。円筒状基体２２１２はドライブチェ−
ン２２６４を介して伝達されるモ−タ２２５０からの動
力により回転される。図１においては２つの円筒状基体
のみが示されているが、実際には６つの円筒状基体２２
１２が同心円状に、隣接するものどうし所定の間隔を保
って配されている。２２３２は、前記６個の円筒状基体
２２１２で包囲されて形成された内側チャンバ（即ち、
放電空間）を示す。２２６８は内側チャンバ２２３２中
で生起するプラズマを示す。２２９４は、内側チャンバ
２２３２の一方の端部に位置したマイクロ波透過窓であ
り、該マイクロ波透過窓は、導波管２２８２及び２２７
８を介してマイクロ波電源（マグネトロン）２２７０に
通じている。２２７４は、マイクロ波電源２２７０から
導波管２２７８中に延びたアンテナプロ−ブである。２
２９６は、内側チャンバ２２３２の他方の端部に位置し
たマイクロ波透過窓であり、該マイクロ波透過窓は、導
波管２２８４及び２２８０を介してマイクロ波電源（マ
グネトロン）２２７２に通じている。２２７６は、マイ
クロ波電源２２７２から導波管２２８０中に延びたアン
テナプロ−ブである。マイクロ波電源２２７０及び２２
７２のそれぞれからのマイクロ波エネルギ−は、アンテ
ナプロ−ブ２２７７４または２２７６を介して導波管
（２２７８及び２２８２または２２８０及び２２８４）
に伝送され、マイクロ波透過窓２２９４または２２９６
を介して内側チャンバ２２３２中に導入される。図１に
示すマイクロ波プラズマＣＶＤ装置による堆積膜の形成
に際しては、排気口２２２４を介して真空容器２２２２
内を排気して所望の圧力にし、ガス導入パイプ２２２６
及び２２２８より内側チャンバ２２３２内に原料ガスを
導入する。次いで、内側チャンバ２２３２内に上下方向
よりマイクロ波エネルギ−を供給する。そうするとマイ
クロ波エネルギ−により、内側チャンバ２２３２内にお
いて原料ガスは分解され、プラズマ２２６８が生起し
て、ヒ−タ−２２００により所望の温度に保持された円
筒状基体２２１２のそれぞれの表面上に膜堆積がなされ
る。図１にしめしたプラズマＣＶＤ装置を使用すれば、
円筒状基体２２１２の表面上に高成膜速度で堆積膜が形
成でき、その際のガスの利用効率は高いことが文献１に
は記載されている。しかしながら図１に示したマイクロ
波プラズマＣＶＤ装置においてはマイクロ波エネルギ−
を使用することから成膜時のプラズマ密度が極めて高
く、それが故に原料ガスの分解が急激になされて膜堆積
が高速で行われる。こうしたことから、緻密な堆積膜の
形成を安定して行うのは極めて難しいという問題があ
る。これに加えて他の問題点もある。即ち、マイクロ波
エネルギ−はマイクロ波透過窓２２９４及び２２９６を
介して内側チャンバ２２３２内に供給され、該内側チャ
ンバ２２３２において原料ガスが分解されることから、
不可避的にマイクロ波透過窓２２９４及び２２９６に膜
堆積が起きる。このようにマイクロ波透過窓に堆積した
膜は、マイクロ波エネルギ−の透過効率を低下させるこ
との他、そうした膜は成膜中にはがれて円筒状基体上に
形成される膜中に混入してしまうことがしばしばある。
こうしたことから、定期的にマイクロ波透過窓に付着し
た堆積膜の除去作業を行うことが不可欠である。

【０００３】以上述べたマイクロ波プラズマＣＶＤ装置
に加えて文献１には、無線周波エネルギ−（ＲＦエネル
ギ−）源を用いたプラズマＣＶＤ装置が開示されてい
る。当該装置は図２に示す構成のものである。図２に示
した装置は、図１に示したマイクロ波ＣＶＤ装置におい
てマイクロ波エネルギ−導入手段を取り除き、それに代
えてアンテナ２２３６からなるＲＦエネルギ−導入手段
を設けたものである。即ち、図２の装置は、図１の装置
においてマイクロ波電源導波管及びマイクロ波透過窓か
らなる２つのマイクロ波導入手段を取り除き、一方のマ
イクロ波導入手段の設置場所をプレ−ト２２３２で塞
ぎ、他方のマイクロ波導入手段の設置場所に内側チャン
バ２２３２中に延びるアンテナを設けたものである。２
４３４は、導波管２２８２の除去により生ずる直立壁２
２３４内の開口を閉じたプレ−トである。アンテナ２２
３６は絶縁プレ−ト２２３８により支持され、無線周波
エネルギ−源（図示せず）に接続するリ−ド線２３４０
に接続されている。アンテナ２２３６とプレ−ト２４３
４とは、無線周波エネルギ−を内側チャンバ２２３２内
に導入する結合手段を形成している。文献１は、図２に
示した装置を用いれば、無線周波エネルギ−を使用して
内側チャンバ２２３２内にプラズマ２２６８を形成でき
るとしている。しかしながら、図２に示した装置にあっ
ては、アンテナ２２３６とプレ−ト２４３４とで結合手
段を構成しており、内側チャンバ２２３２内にアンテナ
２３３６の先端部より主に無線周波エネルギ−が供給さ
れることから、円筒状基体２２１２の軸方向に関して不
均一なプラズマが形成されやすく、円筒状基体上に均質
にして均一膜厚の堆積膜を形成するのは極めて難しいと
いった問題点がある。この点は、後述の本発明者らが行
った文献１に記載の方法を実施した実験の結果からして
も容易に理解される。さらに、文献１においては、無線
周波エネルギ−とはしているものの、具体的な周波数に
ついては言及がなされていない。 ところで、最近、１
３．５６ＭＨｚより周波数が高く、マイクロ波よりも周
波数の低い３０ＭＨｚ〜１５０ＭＨｚ程度の所謂ＶＨＦ
領域の超短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ＰｌａｓｍａＣｈｅｍｉｓｔｒ
ｙ ａｎｄ Ｐｌａｓｍａ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，Ｖ
ｏｌ７，Ｎｏ３，（１９８７）ｐ２６７−２７３（以
下、「文献２」という。）には、容量結合型のグロ−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の超短波エネルギ−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２には、周波数を２５Ｍ
Ｈｚ〜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、
２１Å／ｓｅｃと最も大きくなり、これは上述のＲＦ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。しかし文献２に記載
の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。さらに文献２には、複数の基体上に
同時に成膜を行い、実用に供し得る大面積の半導体デバ
イスを効率よく形成することに関しては何等の示唆もな
されていない。因に文献２には、高周波（１３．５６Ｍ
Ｈｚ〜２００ＭＨｚ）の使用は、数μｍの厚さの要求さ
れる低コストの大面積ａ−Ｓｉ：Ｈ薄膜デバイスの高速
プロセシングに興味ある展望を開くとして、単に可能性
を示唆するにとどまっている。

【０００４】また、特開平３−６４４６６号公報（以
下、「文献３」という。）には、２０ＭＨｚ以上（好適
には３０ＭＨｚ〜５０ＭＨｚ）の超短波エネルギ−を使
用して円筒状基体上にアモルファスシリコン系半導体膜
を形成する方法が開示されている。具体的には、原料ガ
スを反応室内に導入し、該反応室を１０^-4〜０．２Ｔｏ
ｒｒのガス圧に設定し、前記原料ガスの流量に対する比
率で０．１〜１０Ｗ／ｓｃｃｍに相当する量の超短波エ
ネルギ−を前記反応室に導入して、グロ−放電を発生さ
せ、アモルファスシリコン系半導体膜を形成する方法が
開示されている。文献２の方法によれば、成膜速度１０
μｍ／ｈｏｕｒ以上が得られ、得られる堆積膜の膜厚の
ムラを２０％以下に小さくできるとされている。

【０００５】しかしながら、文献３の方法では上述した
周波数領域を越える周波数の超短波エネルギ−を使用し
て上述した膜堆積速度を達成しようとしても満足のゆく
結果は得られない。さらに、文献３においては、複数の
基体上に同時に成膜を行い、実用に供し得る半導体デバ
イスを効率よく形成する手法については何等言及されて
いない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の主たる目的
は、従来技術における上述した問題点を解決し、複数の
円筒状基体の表面上に該円筒状基体の軸方向、及び周方
向のいずれの方向に関しても、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し、効率
よく半導体デバイスを形成し得るＶＨＦ領域の高周波を
使用するプラズマＣＶＤ法（以下、“ＶＨＦプラズマＣ
ＶＤ法”という）を提供することにある。

【０００７】本発明の更なる目的は、高周波電源の周波
数増加に伴う高周波電力の損失を防止し、効率的にプラ
ズマを生起し得るＶＨＦプラズマＣＶＤ法を提供するこ
とにある。

【０００８】本発明の他の目的は、反応容器内に、その
中央部に空間を形成するように同心円状に配された複数
の円筒状基体と、前記空間の中心部に設けられたカソ−
ド電極との間にプラズマを発生させて円筒状基体表面上
に堆積膜を形成するプラズマＣＶＤ法であって、カソ−
ド電極の両端には、材質の異なる２つの層を積層して構
成した不必要な放電を防ぐためのア−スシ−ルドが設け
られており、カソ−ド電極に周波数６０ＭＨｚ以上の超
短波エネルギ−を供給してプラズマを生起させ前記複数
の円筒状基体上に高膜堆積速度にして高原料ガス利用効
率で高品質の堆積膜を形成することを可能にするプラズ
マＣＶＤ法を提供することにある。

【０００９】本発明の更に別の目的は、反応容器内にそ
の中央部に空間を形成するように同心円状に配された複
数の回転可能な基体保持手段により保持される複数の円
筒状基体と前記空間の中心部に設けられたカソ−ド電極
との間にプラズマを発生させて前記複数の円筒状基体の
表面に堆積膜を形成するプラズマＣＶＤ装置であって、
カソ−ド電極の両端には、材質の異なる２つの層を積層
して構成した不必要な放電を防ぐためのア−スシ−ルド
が設けられており、カソ−ド電極に周波数６０ＭＨｚ以
上の超短波エネルギ−を供給するようにしたプラズマＣ
ＶＤ装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成する本
発明のプラズマＣＶＤ法は、次のとおりのものである。
即ち、本発明のプラズマＣＶＤ法は、実質的に減圧可能
な反応容器内に、その中央部に空間を形成するように、
複数の円筒状基体を同心円状に配列し、前記空間内に成
膜用の原料ガスを供給し、前記同心円の実質的に中央部
に設けられたカソ−ド電極に、高周波電源で発生させた
高周波電力を供給し、前記複数の円筒状基体と前記カソ
−ド電極との間にプラズマを発生させて前記円筒状基体
表面に堆積膜を形成するプラズマＣＶＤ法であって、前
記カソ−ド電極の両端には、非磁性材料と軟磁性材料ま
たは絶縁性材料とを積層して構成したア−スシ−ルドが
設けられており、前記カソ−ド電極に前記高周波電源で
発生した周波数６０ＭＨｚ以上の超短波エネルギ−を供
給して前記反応容器内にプラズマを生起させ前記複数の
円筒状基体上に堆積膜を形成することを特徴とするもの
である。

【００１１】本発明は、上記プラズマＣＶＤ法を実施す
るに適したプラズマＣＶＤ装置を包含する。即ち、本発
明のプラズマＣＶＤ装置は、実質的に減圧できる反応容
器、該反応容器内に成膜用の原料ガスを供給する原料ガ
ス供給手段、前記反応容器内に、その中央部に空間を形
成するように実質的に同心円状に配列された複数の回転
可能な基体保持手段、前記空間の中心部に設けられたカ
ソ−ド電極、及び高周波電源を有し、前記高周波電源で
発生させた高周波電力を前記カソ−ド電極に供給し、前
記基体保持手段により保持される複数の円筒状基体と前
記カソ−ド電極との間にプラズマを発生させて前記円筒
状基体表面上に堆積膜を形成するプラズマＣＶＤ装置で
あって、前記カソ−ド電極の両端には、非磁性材料と軟
磁性材料または絶縁性材料とを積層して構成した不必要
な放電を防ぐためのア−スシ−ルドが設けられており、
前記カソ−ド電極に前記高周波電源で発生した周波数６
０ＭＨｚ以上の超短波エネルギ−を供給するようにした
ことを特徴とするものである。

【００１２】本発明によれば、複数の円筒状基体の表面
上に該円筒状基体の軸方向、及び周方向のいずれの方向
に関しても、膜厚及び膜質が極めて均一である高品質の
堆積膜を高堆積速度で安定して形成することができる。
一般に成膜に使用する高周波電力についてその周波数を
増大する場合、その増大に伴って当該高周波エネルギ−
の損失が増大するが、本発明においてはかなり大きい周
波数領域の超短波エネルギ−を使用するにも拘らず、そ
うしたエネルギ−損失は極めて少なく、効率的に原料ガ
スが分解されて所望のプラズマが生起するので所望の堆
積膜を高速度で形成することができる。従って、本発明
によれば大面積の半導体デバイスを効率的に作製するこ
とができる。

【００１３】本発明者らは、従来のプラズマＣＶＤ技術
における上述した問題を解決し、上述した本発明の目的
を達成すべく下述する実験を行った。本発明は、該実験
を介して得られた後述する知見に基づいて完成したもの
である。

【００１４】実験−１ 上述した文献１（特開昭６０−１８６８４９号公報）に
記載されたＲＦプラズマＣＶＤ技術に基づいて実験を行
った。即ち、種々の周波数の高周波電源を用いてアモル
ファスシリコン膜を感光層とする複数の電子写真感光体
を作製した。それぞれの電子写真感光体の作製において
高周波電源の周波数が堆積膜の膜厚のムラ、成膜速度に
及ぼす影響について観察した。また、得られた電子写真
感光体の特性についても観察した。それぞれの電子写真
感光体は、図２に示したＲＦプラズマＣＶＤ装置に基づ
いた図３及び図４に示すプラズマ成膜装置を使用して作
製した。尚、図４は図３のＸ−Ｘ断面図である。図３及
び図４において、１００は反応容器を示す。反応容器１
００内には、６個の基体ホルダ−１０５Ａが同心円状に
所定の間隔で配されている。１０６はそれぞれの基体ホ
ルダ−１０５Ａ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−１０５Ａの内部にはヒ−タ
−１４０が設けられていて円筒状基体１０６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−１０５Ａは、モ−タ−１３２に連結したシャフト
１３１に接続しており、回転できるようにされている。
１０５Ｂは円筒状基体１０６の補助保持部材である。１
０３はプラズマ生起領域の中心に位置した高周波電力投
入用のアンテナである。アンテナ１０３は、同軸スタブ
チューナ１０９を介して高周波電源１１１に接続されて
いる。１３０はアンテナ支持部材である。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１３５に連通している。１０
８は、ガスボンベ、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る。原料ガス供給系１
０８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に接続している。１３
３はシ−ル部材である。

【００１５】本実験では、直径１０８ｍｍ、長さ３５８
ｍｍ、厚さ５ｍｍのＡｌ製円筒状基体をそれぞれの成膜
ごとに６本ずつ反応容器１００内に設置して実験を行っ
た。図３及び図４に示したプラズマＣＶＤ装置を使用
し、それぞれのＡｌ製基体上に第１表及び第２表に示す
条件で、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、電子写真感光体を作製した。この手法
で第２表に示す周波数の高周波電力を用いて１０バッチ
の電子写真感光体（試料Ｎｏ．１，２，３，４，５，
６，７，８，９及び１０）を作製した。成膜はつぎのよ
うに行った。６本のＡｌ製円筒状基体１０６をそれぞれ
相当する基体ホルダ−１０５Ａ上に配置した後、反応容
器１００内を排気機構１３５を作動して排気し、反応容
器１００内を１×１０^-6Ｔｏｒｒの圧力に調整した。つ
いで、ヒ−タ−１４０に通電してそれぞれの円筒状基体
１０６を２５０℃の温度に加熱保持した。ついで第１表
の電荷注入阻止層の欄に示す条件で電荷注入阻止層の形
成を行った。即ち、原料ガス供給手段１０８からガス供
給パイプ１１７及びガス放出パイプ１１６を介して、Ｓ
ｉＨ₄ ガス、Ｈ₂ ガス、ＮＯガス、及びＢ₂ Ｈ₆ ガスを
それぞれ、５００ｓｃｃｍ、１０ｓｃｃｍ、１０ｓｃｃ
ｍ、２０００ｐｐｍの流量で反応容器１００内に導入
し、該反応容器内を５０ｍＴｏｒｒの圧力に調整した。
こうしたところで、高周波電源１１１により第２表に示
す周波数１３．５６ＭＨｚ乃至３５０ＭＨｚの高周波を
発生させ、該高周波を同軸ケーブル及び同軸スタブチュ
−ナ−１０９を介してアンテナ１０３に供給した。ここ
で高周波電源１１１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。同軸スタブ
チュ−ナ−１０９は、当該高周波電源の周波数に応じて
適宜調整した。かくして円筒状基体１０６とアンテナ１
０３で囲まれた放電空間１００’において、上記原料ガ
スは高周波エネルギ−により励起分解され、６本の円筒
状基体１０６上のそれぞれの表面に電荷注入阻止層とし
てのアモルファスシリコン膜（ａ−Ｓｉ：Ｈ：Ｎ：Ｏ：
Ｂ膜）が約１μｍの厚みで形成された。次いで同様の手
法で第１表の光導電層の欄に示す条件で約２５μｍ厚の
ａ−Ｓｉ：Ｈ膜からなる光導電層を形成し、引き続いて
第１表の表面保護層の欄に示す条件で約１μｍ厚のａ−
ＳｉＣ：Ｈ膜からなる表面保護層を形成し、電子写真感
光体を作製した。かくして、それぞれ６個の電子写真感
光体からなる試料Ｎｏ．１〜１０を作製した。各試料の
作製の際の成膜操作は、第２表に示すように、それぞれ
の試料に対応して周波数を変えて行った。またそれぞれ
の試料の作製においてはモ−タ−１３２を作動させて、
円筒状基体を回転させた。試料１乃至試料９の作製にお
ける成膜時、アンテナ支持部材１３０の近傍で最もプラ
ズマの発光が強いのが目視により観察された。試料１０
の成膜においては、放電が断続的に生起し成膜は行えな
かった。試料１，乃至試料９の各々については、基体１
０６の軸方向に３３ｍｍおきに線を引き、周方向に３２
ｍｍおきに線を引いた場合の交点１００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
を測定し、膜厚の分布状態を評価した。ここで膜厚の分
布状態の評価は、次のようにして行った。即ち、軸方向
の膜厚分布については、軸方向１列の測定点１０箇所に
おける膜厚の最大値と最小値との差を求め、該差を１０
箇所の平均膜厚値で割り、１列あたりの膜厚分布｛（最
大値−最小値）／平均値｝を求めた。ついで他の９列に
ついても同様に１列あたりの膜厚分布を求め、得られた
１０列の膜厚分布の平均値を算出し、これを軸方向の膜
厚分布（即ち、膜厚ムラ）として百分率で第３表に示し
た。成膜速度については、膜厚分布の値が２０％を越え
るものについては、算出をしなかった。膜厚分布（膜厚
ムラ）の値が２０％以下のものについては、１００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
成膜速度として第３表に示した。更に、試料１乃至試料
９について、これら試料を電子写真複写装置（キヤノン
（株）製ＮＰ６０６０を実験用に改造したもの）に搭載
し、帯電能、得られる画像について評価した。得られた
結果を第３表に示す。この際のそれぞれの評価項目につ
いての評価は以下の基準で行った。

【００１６】帯電能評価：試料を電子写真複写装置に搭
載し、帯電器に＋６ＫＶの電圧を印加してコロナ帯電を
行い、表面電位計により、試料表面の暗部表面電位を測
定した。この際の測定は、上述した膜厚分布の評価の場
合と同様にして、計１００箇所について行い、得られた
測定結果から平均値を求め、該平均値から最も離れた値
を下記の基準で評価した。

【００１７】◎：１０Ｖ以下であり、非常に優れた均一
性である。

【００１８】〇：２０Ｖ以下であり、良好な均一性であ
る。

【００１９】△：３０Ｖ以下であり、実用上問題なし。

【００２０】×：３０Ｖを越える場合であり、均一性に
劣っていて高速の複写装置に用いる場合には、不十分で
ある。

【００２１】画像評価：全面ハ−フト−ンの原稿（キヤ
ノン株製ハ−フト−ンテストチャ−トＦＹ９−９０４
２）を原稿台に置き、画像形成を行って画像サンプルを
得、得られた画像について以下の評価基準で評価した。

【００２２】◎：濃度むらはなく優れた画像である。

【００２３】〇：僅かに濃度むらはあるものの良好な画
像である。

【００２４】△：全体に濃度むらはあるものの採用に価
する画像である。

【００２５】×：濃度むらが著しく採用に価しない画像
である。

【００２６】以上の実験より、以下のことが判明した。
即ち、（ｉ）高周波電力をアンテナを介して反応容器内
に供給し、成膜を行った場合、いずれの周波数を用いて
も導入部付近での放電が強くなり、堆積膜の円筒状基体
の軸方向に関する膜厚ムラは３０％以上となる；（ｉ
ｉ）周波数が増大するに従い、堆積膜の円筒状基体の軸
方向に関する膜厚ムラは増大する；(iii) 高周波電力を
アンテナを介して反応容器内に供給する手法によって
は、耐電能及び画像濃度に優れた実用に供し得る電子写
真感光体を製造するのは極めて難しい。

【００２７】実験−２ 本実験では、実験−１より得られた、アンテナを用いて
反応容器内に高周波電力の供給を行ない、アンテナと円
筒状基体との間に均一な放電を生起させて、円筒状基体
の表面上に均一、且つ均質膜質の堆積膜を形成するのは
極めて困難であるとの知見に鑑み、アンテナの代わりに
カソ−ド電極を配したプラズマＣＶＤ装置を使用して、
実験−１と同様に電子写真感光体の作製を行い、高周波
電源の周波数が堆積膜の膜厚のムラ、成膜速度に及ぼす
影響について観察した。

【００２８】本実験で用いたプラズマＣＶＤ装置は、図
５に示す構成のものである。尚、図６は図５のＸ−Ｘ断
面図である。図５及び図６に示したプラズマＣＶＤ装置
は、図３の装置におけるアンテナ１０３の代わりにカソ
−ド電極２０３が設けられていること、カソ−ド電極２
０３は絶縁部材２０４Ａ、２０４Ｂにより反応容器１０
０から絶縁されていること、絶縁部材２０４Ａ及び２０
４Ｂの周囲に不必要な放電を阻止するためのア−スシ−
ルド５００Ａ及び５００Ｂが設けられていること、及び
スタブチュ−ナ−１０９の代わりにＬＣ回路で構成した
整合回路２０９が設けられていること以外は、図３及び
図４に示した装置とは同様の構成である。

【００２９】本実験では、図５及び図６に示した装置を
使用し、第１表成膜条件で且つ第４表に示す所定の周波
数条件で、また成膜時の反応容器内圧力を５０ｍｍＴｏ
ｒｒとし、下術する手法でそれぞれ６個の電子写真感光
体からなる試料Ｎｏ．１１ないし２０を作製した。いず
れの場合にあっても円筒状基体１０６として直径１０８
ｍｍ、長さ３５８ｍｍ、厚さ５ｍｍサイズのＡｌ製円筒
状基体を使用し、該円筒状基体の表面に、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。な
お、カソ−ド電極２０３には、Ａｌ製の直径７０ｍｍ、
長さ４００ｍｍ、厚さ５ｍｍの円筒を用いた。各試料の
作製はつぎのようにして行った。

【００３０】即ち、Ａｌ製円筒状基体１０６を、６個の
基体ホルダ−１０５Ａのそれぞれの上に配置した後、反
応容器１００内を排気機構１３５を作動して排気し、反
応容器１００内を１×１０^-6Ｔｏｒｒの圧力に調整し
た。ついで、ヒ−タ−１４０に通電してそれぞれの円筒
状基体１０６を２５０℃の温度に加熱保持した。ついで
第１表の電荷注入阻止層の欄に示す条件で電荷注入阻止
層の形成を行った。即ち、原料ガス供給手段１０８から
ガス供給パイプ１１７及びガス放出パイプ１１６を介し
て、ＳｉＨ₄ ガス、Ｈ₂ ガス、ＮＯガス、Ｂ₂ Ｈ₆ ガス
をそれぞれ、５００ｓｃｃｍ、１０ｓｃｃｍ、１０ｓｃ
ｃｍ、２０００ｐｐｍの流量で反応容器１００内に導入
し、該反応容器内を５０ｍＴｏｒｒの圧力に調整した。
こうしたところで、高周波電源１１１により第４表に示
す周波数１３．５６ＭＨｚ乃至３５０ＭＨｚの高周波を
発生させ、該高周波を整合回路２０９を介してカソ−ド
電極２０３に供給した。ここで高周波電源１１１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２０９は、当該高周波電源の
周波数に応じて適宜調整した。かくして円筒状基体１０
６とカソ−ド電極２０３で囲まれた放電空間１００’に
おいて、上記原料ガスは高周波エネルギ−により励起分
解され、６本の円筒状基体１０６のそれぞれの表面上に
電荷注入阻止層としてのアモルファスシリコン膜（ａ−
Ｓｉ：Ｈ：Ｎ：Ｏ：Ｂ膜）が約１μｍの厚みで形成され
た。次いで同様の手法で第１表の光導電層の欄に示す条
件で約２５μｍ厚のａ−Ｓｉ：Ｈ膜からなる光導電層を
形成し、引き続いて第１表の表面保護層の欄に示す条件
で約１μｍ厚のａ−ＳｉＣ：Ｈ膜からなる表面保護層を
形成し、電子写真感光体を作製した。かくして、それぞ
れ６個の電子写真感光体からなる試料Ｎｏ．１１乃至試
料Ｎｏ．２０を作製した。各試料の作製の際の成膜操作
は、第４表に示すように、それぞれの試料に対応して周
波数を変えて行った。また本実験での試料の作製におい
てはモ−タ−１３２を作動させて、円筒状基体を回転さ
せた。各試料の作製の際に、目視により、プラズマの発
光について観察した。試料１１乃至１３の作製時には、
プラズマの発光は円筒状基体の軸方向に関して比較的安
定していた。試料１４乃至２０の作製時にはア−スシ−
ルド５００Ａ近傍で発光が強いのが観察され、その度合
いは周波数の増加に伴い顕著となった。得られたそれぞ
れの試料ついては、実験−１と同様の評価を行った。得
られた結果を第４表に示す。

【００３１】第４表に示した結果から以下の事実が判明
した。

【００３２】即ち、（ｉ）アンテナに代えてカソ−ド電
極より反応容器内に高周波電力を供給して成膜を行った
場合であっても、周波数の増加に伴い、堆積膜の円筒状
基体の軸方向に関する膜厚ムラは増大する；(ii)周波数
１３．５６ＭＨｚ乃至５０ＭＨｚを用いての成膜におい
ては、周波数の増加に伴い成膜速度は増加する；(iii)
比較的周波数の低い高周波電力を用いた試料１１乃至１
３については、帯電能と画像濃度に関して実用に供し得
る電子写真感光体が得られるが、周波数６０ＭＨｚ以上
の高周波電力を用いた場合には、画像特性を満足する電
子写真感光体は得られない。

【００３３】実験−３ 本実験は実験−２で得られた結果に鑑みて、６０ＭＨｚ
を越える周波数の高周波電源を用いた際に、軸方向での
膜厚ムラが大きくなる原因について検討した。本発明者
らは、膜厚ムラとプラズマ密度との間に相関関係がある
のではないかとの推測のもと、円筒状基体１０６とカソ
−ド電極２０３との間の放電空間のプラズマ密度を種々
の位置で測定した。本実験では、図５及び図６に示した
プラズマＣＶＤ装置にプラズマ密度測定用のプロ−ブを
配した図７に示したプラズマＣＶＤ装置を用いた。

【００３４】図７において１６２は、支持ア−ム１６０
に取り付けられたプロ−ブであり、該プロ−ブは支持ア
−ム１６０を介してマイクロコンピュ−タ−を備えたプ
ラズマ密度測定系１６３に電気的に接続されている。支
持ア−ム１６０は反応容器１００の上壁を貫通して設け
られていて、プロ−ブ１６２がプラズマ発生空間１０
０’内でカソ−ド電極２０３に沿って上下に移動できる
ように設計されている。１６１は、シ−ルフランジであ
る。シ−ルフランジ１６１は、支持ア−ム１６０と反応
容器１００の上璧との間を封止すると共に、支持ア−ム
１６０の上下移動を許すようになっている。

【００３５】放電空間１００’において生起するプラズ
マの密度、即ち、プラズマ密度（電子密度Ｎ_e ）は、シ
ングルプロ−ブ法により、熱拡散電子電流Ｉ_e0及び電子
温度Ｔ_e を求め、次式により算出される。

【００３６】 Ｎ_e ＝３．７３×１０¹¹×Ｉ_e0÷Ｓ÷Ｔ_e ^1/2 （式中のＳはプロ−ブの表面積を示す）

【００３７】本実験においては、周波数４０ＭＨｚ及び
１００ＭＨｚの高周波電源を用い、使する周波数とプラ
ズマ密度との関係について検討した。具体的には実験−
２における試料１２（周波数４０ＭＨｚ）及び試料１５
（周波数１００ＭＨｚ）と同様の条件で光導電層のみの
形成を行い、該光導電層形成の間に、プロ−ブ１６０を
上下に移動させ、円筒状基体１０６とカソ−ド電極２０
３で囲まれた放電空間１００’におけるプラズマ密度を
測定した。プロ−ブ１６２の位置とプラズマ密度との関
係を、図８（周波数４０ＭＨｚ）及び図９（周波数１０
０ＭＨｚ）にプロットして示す。図８及び図９において
は、円筒状基体１０６の１／２の高さの位置をゼロと
し、それよりも上方をプラス、下方をマイナスにしてい
る。図８に示した結果から明らかなように、周波数４０
ＭＨｚの高周波電源を使用した場合には、ア−スシ−ル
ド５００Ａ及び５００Ｂの近傍ではプラズマ密度は低く
なり、そして円筒状基体１０６が配されている長さ３５
８ｍｍの範囲にわたってはカソ−ド電極の上方側即ち、
高周波電力の供給側のプラズマ密度はカソ−ド電極の下
方側に比べて、大きくなる傾向があることが理解され
る。これに対し、図９に示される結果から明らかなよう
に、周波数１００ＭＨｚの高周波電源を用いた場合に
は、カソ−ド電極の上方側即ち、高周波電力の供給側の
プラズマ密度はカソ−ド電極の下方側に比べて、顕著に
大きくなり、そして、ア−スシ−ルド５００Ａの周辺部
では、プラズマ密度が最も高くなることが理解される。
また、このア−スシ−ルド５００Ａの周辺部におけるプ
ラズマの発光は顕著に強いことが目視により確認され
た。上記周波数４０ＭＨｚの高周波電力を使用して形成
された円筒状基体１０６上のシリコン膜と、上記周波数
１００ＭＨｚの高周波電力を使用して形成された円筒状
基体上のシリコン膜のそれぞれについて膜厚分布を実験
−１におけると同様の手法で調べた。その結果、つぎの
ことが判明した。即ち、前者のシリコン膜は図８に示し
たプラズマ密度分布に依存していて円筒状基体の下方側
より上方側に向かって若干膜厚が厚くなっているもので
あることが確認された。また、後者のシリコン膜は、第
９に示したプラズマ密度分布に依存していて円筒状基体
の上方側の膜厚が下方側に比べて極めて大きくなってい
るものであることが確認された。

【００３８】考 察 本発明者らは、実験−３で得られた周波数とプラズマ密
度との関係について別な観点から考察を試みた。即ち、
本発明者らは、高周波電力を消費する電極及びプラズマ
を、電気回路で使用される抵抗、コイル即ちインダクタ
ンス、コンデンサー即ち容量に置き換え、本実験装置に
おける高周波等価回路を想定した。これにより、高周波
電力の伝搬について、従来よりも高い周波数の高周波電
力使用において生起するプラズマについての不均一化の
原因を容易に究明できると考えた。実験−３で用いた装
置における本発明者らが想定した等価回路を図１０に示
す。図１０において１１１は高周波電源、２０３はカソ
ード電極、１０６は円筒状基体、１００’はプラズマ、
５００はアースシールドである。図１０の高周波等価回
路は以下の状況を示すものである。即ち、高周波電源１
１１より出力された高周波電力をカソード電極２０３上
に印加、伝搬させ、該カソード電極１０３と対向する円
筒状基体１０６との間の高周波電界によりプラズマ１０
０’を生起させることにより、前記円筒状基体１０６上
に堆積膜が形成される。ここで、前記高周波等価回路に
基づき、上記の各構成部分を上述したように抵抗、コイ
ル（インダクタンス）、コンデンサー（容量）に置き換
え、それぞれのインピーダンスとして以下の式で表し
た。 （ａ）カソード電極：カソード電極のインピーダンスＺ
ｃは、該カソード電極の表皮抵抗成分をＲｃとし、該カ
ソード電極のインダクタンス成分をＬｃとして、次式
（１）で表される。 Ｚｃ＝Ｒｃ＋ｊωＬｃ ・・・（１） （ここで、ｊは虚数単位、ωは高周波の角周波数） （ｂ）プラズマ：プラズマのインピーダンスＺｐは、該
プラズマの純抵抗成分をＲｐとし、該プラズマとカソー
ド電極及び円筒状基体との境界のイオンシースの容量成
分をＣｐとして、次式（２）で表される。 Ｚｐ＝Ｒｐ＋１／ｊωＣｐ ・・・（２） （ｃ）円筒状基体；アノード電極となる円筒状基体のイ
ンピーダンスＺａは、その表皮抵抗成分をＲａとし、そ
のインダクタンス成分をＬａとして、次式（３）で表さ
れる。 Ｚａ＝Ｒａ＋ｊωＬａ ・・・（３） （ｄ）高周波電源近傍でのアースシールドのインピーダ
ンスＺｓは、その表皮抵抗成分をＲｓとし、そのインダ
クタンス成分をＬｓとし、カソード電極とアースシール
ド間の容量成分をＣｓとして、次式（４）で表される。 Ｚｓ＝Ｒｓ＋ｊωＬｓ＋１／ｊωＣｓ ・・・（４） 上述の式（１）乃至（４）に基づき、高周波電力の周波
数を上げた場合に生ずる現象について考察する。 （ｉ）周波数が高くなると、カソード電極のインピーダ
ンスＺｃは大きくなり、カソード電極における高周波電
力は高周波電力導入部からカソード電極上を伝搬するに
つれて次第に減衰する。 （ｉｉ）カソード電極と接しているプラズマのインピー
ダンスＺｐは、周波数が上がるにつれてその容量インピ
ーダンス成分１／ｊωＣｐが小さくなるため、小さくな
り、その結果、カソード電極上よりもプラズマ側に高周
波電力が多く流れるところとなり、カソード電極上を伝
搬する高周波の電圧は減衰する。こうしたことから、周
波数を上げると、カソード電極上に流れる高周波の電圧
にムラが生じ、生起するプラズマは遍在化する。 （ｉｉｉ）プラズマとアースシールド間のインピーダン
スＺｐは、周波数を上げると、容量成分Ｃｐの減少に依
存して小さくなる。また円筒状基体を接地、絶縁もしく
はこれに電位を与えた場合であっても、高周波の伝搬に
おいては、円筒状基体とアースとの間にインピーダンス
Ｚａを有している。ここで、カソード電極と円筒状基体
との間のプラズマインピーダンスＺｐやカソード電極の
インピーダンスＺｃよりもカソード電極とアースシール
ド間のインピーダンスＺｓが小さい場合、高周波電流
は、アースシールドに多く流れアースシールド周辺部の
放電が強くなりプラズマ生起が遍在化する。これによ
り、相対的にカソード電極と円筒状基体との間の放電が
弱くなると同時にアースシールド周辺部の放電が強くな
り、結果的にプラズマ密度が不均一になり、形成される
膜は不均一膜厚のものになる。

【００３９】本発明者らは、上述の知見に基づいて実験
−２、実験−３で観察された現象について検討した。実
験−２においては、高周波電源１１１の周波数を６０Ｍ
Ｈｚ以上にした場合、アースシールド５００Ａの近傍で
の強いプラズマ発光が観察された。また、実験−３の周
波数１００ＭＨｚにおけるプラズマ密度計測の際にもア
ースシールド５００Ａの近傍で強いプラズマ発光がが観
測された。これは周波数６０ＭＨｚ以上に高くするとア
ースシールドを設置しても、上述した考察結果から明ら
かなように、アースシールド近傍でのプラズマの遍在化
が生じ、アースシールド近傍で高周波電力が多く消費さ
れると同時にアースシールド近傍での強い放電で生起さ
れるプラズマにより活性種が該アースシールド近傍で多
く生成され、円筒状基体に到達する該活性種の濃度分布
は不均一となり、結局は円筒状基体に形成される膜は膜
厚及び膜質について不均一なものとなることが理解され
る。

【００４０】実験−４及び実験−５ 本発明者らは、実験−２及び実験−３で明らかになった
高周波電力がアースシールド近傍に偏って多く消費され
てしまう現象を、抑える方法を見い出すべく、（Ａ）ア
ースシールドの材料の観点、及び（Ｂ）アースシールド
近傍の放電を防止する観点で検討を行った。（Ａ）の観
点についてはまず、実験−３で用いたアースシールドの
材料（アルミニウム）以外の材料について検討した。実
験−３で用いたアースシールドの構成材料のアルミニウ
ム（Ａｌ）は非磁性材料である。本発明者らはこうした
非磁性材料とは異なる磁性材料をアースシールドとして
の使用を検討した。使用形態としては次の２つが考えら
れる。即ち、（ａ）磁性材料によるアースシールドを構
成する形態、及び（ｂ）非磁性と磁性材料の組み合わせ
でアースシールドを構成する形態である。尚、前記磁性
材料については、強磁性材料と軟磁性材料の２種類があ
る。まず、前記（ａ）の形態についおて検討した。即
ち、強磁性材料のみでアースシールドを構成した場合、
アースシールド周辺に磁界が形成される。一般にプラズ
マが形成される近傍に意図的に磁界を印加すると、そこ
で電子の旋回運動が起こりプラズマの生起が促進される
ことが知られている。このことから強磁性材料のみで構
成されるアースシールドの使用にあっては該アースシー
ルド近傍での放電を抑制できない。また、軟磁性材料の
みでアースシールドを構成した場合、カソード電極に印
加される高周波電力の伝搬路の外周に軟磁性材料が存在
することとなり、印加される高周波の磁界により、当該
軟磁性材料は前記磁界とは反対の磁界が形成される。こ
のため、高周波電力の投入が阻害される。こうしたこと
から前記（ａ）の形態は採用に価しないものであること
が判った。こうしたことから、本発明者らは（ｂ）の形
態について検討した。この検討においては磁性材料とし
て軟磁性材料を用いた。具体的には、カソード電極に印
加される高周波電力の伝搬路側に非磁性材料を配置し、
プラズマにさらされる側に軟磁性材料を配置してなる２
層構造のアースシールドを複数個作成した。これらの非
磁性材料と軟磁性材料からなるアースシールドの構成は
第５表に示す非磁性材料と軟磁性材料を適宜組み合わせ
てなるものである。尚、第５表には、材料に対する周波
数１００ＭＨｚ及び５０ＭＨｚでの抵抗値を示した。こ
れらの２層構成のアースシールドの有効性を実験を介し
て検討したところ、いずれも有効なものであることが判
った。この点の具体的内容については、以下の後述する
実験−４により明らかにされる。（Ｂ）の観点について
は、後述する実験−５において、生起されるプラズマと
アースシールドの接触する箇所を絶縁部材で覆う手法を
採用して検討を行った。

【００４１】実験−４ カソ−ド電極側に非磁性材料、プラズマ領域側に軟磁性
材料を配した２層構造のア−スシ−ルドを備えたプラズ
マＣＶＤ装置を用いて成膜を行い、該ア−スシ−ルドの
有効性について検討した。

【００４２】本実験で用いたプラズマＣＶＤ装置は、図
１１に示す構成のものである。図１１に示したプラズマ
ＣＶＤ装置は、図５の装置におけるアースシールド５０
０Ａ及び５００Ｂのそれぞれを非磁性材であるところの
Ａｌ製の部材６００Ａ又は６００Ｂと軟磁性材であると
ころの４５パーマロイ製の部材６０１Ａ又は６０１Ｂと
で構成した２層構造のアースシールドで置き換えた以外
は図５に示した装置と同様の構成である。本実験では、
図１１に示した装置を使用し、第１表の成膜条件で且つ
第６表に示す所定の周波数条件で、また成膜時の反応容
器内圧力を５０ｍＴｏｒｒとし、実験−２と同様の手法
でそれぞれ６個の電子写真感光体からなる試料Ｎｏ．２
１乃至３０を作製した。いずれの場合にあっても、円筒
状基体１０６として直径１０８ｍｍ、長さ３５８ｍｍ及
び厚さ５ｍｍのサイズのＡｌ製円筒状基体を使用し、該
円筒状基体の表面に、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。試料２１乃至試料２９
については所望条件で成膜がなされた。ところが試料３
０の成膜においては、放電が断続的に生起し成膜は行え
なかった。試料２１乃至試料２９の各々については、実
験−１同様の評価を行った。得られた結果を第６表にま
とめて示す。

【００４３】第６表に示した結果から以下のことが判明
した。即ち、（ｉ）カソ−ド電極側に非磁性材料、プラ
ズマ領域側に軟磁性材料を配した２層構造のア−スシ−
ルドを用いることでアースシールド近傍での強い放電が
抑制され、堆積膜の膜厚ムラが抑制される；(ii)１３．
５６ＭＨｚから１５０ＭＨｚの周波数の高周波電力を使
用する場合、膜厚ムラが小さく電子写真特性にも優れた
ものが得られる；(iii) 周波数が１５０ＭＨｚを越える
と膜厚ムラは大きくなり、膜厚ムラに対応して画像特性
も悪化してくる。

【００４４】実験−５ アースシールドのプラズマにさらされる可能性のある外
表面部分を全て絶縁材料で覆った構成のプラズマＣＶＤ
装置を用いて成膜を行い、電子写真感光体を作製した。

【００４５】本実験で用いたプラズマＣＶＤ装置は、図
１２に示す構成のものである。図１２に示したプラズマ
ＣＶＤ装置は、図５の装置におけるアースシールド５０
０Ａ及び５００Ｂのそれぞれの外表面全体をＡｌ₂ Ｏ₃
製の絶縁製部材７００Ａ又は７００Ｂで覆った以外は、
図５に示した装置と同じ構成である。本実験では、図１
２に示した装置を使用し、第１表の成膜条件で且つ第７
表に示す所定の周波数条件で、また成膜時の反応容器内
圧力を５０ｍＴｏｒｒとし、実験−２と同様の手法でそ
れぞれ６個の電子写真感光体からなる試料Ｎｏ．３１乃
至４０を作製した。いずれの場合にあっても、円筒状基
体１０６として直径１０８ｍｍ、長さ３５８ｍｍ及び厚
さ５ｍｍのサイズのＡｌ製円筒状基体を使用し、該円筒
状基体の表面に、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。試料３１乃至試料３９につ
いては所望状態の成膜がなされた。ところが試料４０の
成膜においては、放電が断続的に生起し成膜は行えなか
った。試料３１乃至試料３９の各々については、実験−
１同様の評価を行った。得られた結果を第７表にまとめ
て示す。

【００４６】第７表に示した結果から以下のことが判明
した。即ち、（ｉ）アースシールドを絶縁部材材で覆う
ことにより、６０ＭＨｚ以上の周波数でも、アースシー
ルド近傍での強い放電が抑制され、堆積膜の膜厚ムラが
抑制される；(ii)１３．５６ＭＨｚから１５０ＭＨｚの
周波数の高周波電力を使用する場合、膜厚ムラが小さく
画像特性にも優れたものが得られる；(iii) 周波数が１
５０ＭＨｚを越えると膜厚ムラは大きくなり、膜厚ムラ
に対応して画像特性も悪化してくる。

【００４７】実験−６ 実験−４及び実験−５におけるように、ア−スシ−ルド
に工夫をこらすと、周波数１５０ＭＨｚ以下の高周波電
力の使用では電子写真特性に優れた電子写真感光体が作
製できるが、周波数が１５０ＭＨｚを越えると膜厚ムラ
が大きくなり、画像特性も悪化してくるという、実験−
４及び実験−５で得られた知見に鑑み、本実験では別の
観点から膜厚ムラの抑制について検討した。本実験で
は、カソ−ド電極のインピ−ダンスに着目して検討し
た。即ち、カソ−ド電極が、半径ａ、長さｌの円筒状電
極である場合、当該カソ−ド電極のインダクタンスＬ
は、次式で示される。

【００４８】Ｌ＝μ₀ ／２π×［ｌ・ln〔｛１＋（ａ²
＋ｌ² ）^1/2 ｝／ａ〕−｛（ａ² ＋ｌ² ）^1/2 ｝−ａ］ （ここで、μ₀ は真空の透磁率である）

【００４９】この式を用いて、実験−２乃至実験−５で
使用した、直径７０ｍｍ、長さ４００ｍｍのカソ−ド電
極の周波数１５０ＭＨｚ及び２００ＭＨｚの高周波電力
の使用におけるインピ−ダンスＺ（Ｚ＝ωＬ＋Ｒｃ）を
求めると次のようになる。なお、ここでＡｌ等の非磁性
材料でカソ−ド電極を構成する場合、カソ−ド電極の抵
抗値Ｒｃはインピ−ダンスωＬに比べて無視できる程小
さいのでＺ＝ωＬとした。

【００５０】周波数１５０ＭＨｚ：Ｚ＝１６７Ω 周波数２００ＭＨｚ：Ｚ＝２２３Ω 本発明者らは、実験−４及び実験−５において、電源周
波数が１５０ＭＨｚ以下の場合において、膜厚ムラ及び
電子写真特性に優れた電子写真感光体が得られているこ
とから、周波数１５０ＭＨｚにおけるインピ−ダンス１
６７Ωよりも小さいインピ−ダンスを有するカソ−ド電
極について検討した。上述の式を用いて、カソ−ド電極
の長さを４００ｍｍとして、インピ−ダンスＺが１５０
Ω以下となるカソ−ド電極の直径を算出した。その結
果、インピ−ダンスＺが１５０Ω以下となるのは、次の
場合であることが判った。

【００５１】 周波数１５０ＭＨｚ：電極直径 ９０ｍｍ又はそれ以上 周波数２００ＭＨｚ：電極直径１６０ｍｍ又はそれ以上 周波数２５０ＭＨｚ：電極直径２４０ｍｍ又はそれ以上 周波数３００ＭＨｚ：電極直径３１０ｍｍ又はそれ以上 そこで、電源周波数３００ＭＨｚまで対応できるよう図
１１に示した装置のカソ−ド電極２０３を直径３２０ｍ
ｍ、長さ４００ｍｍのＡｌ製電極に交換すると共に、こ
れに合わせてア−スシ−ルド６００Ａ，６００Ｂ，６０
１Ａ及び６０１Ｂのサイズと取り付け位置を調整した以
外図１１に示した装置と同様の構成の装置を作製した。

【００５２】この装置を使用して実験−４と同様の手順
で電子写真感光体を作製した。即ち、本実験では、図１
１に示した装置を改造した装置を使用し、第１表の成膜
条件で且つ第８表に示す所定の周波数条件で、また成膜
時の反応容器内圧力を５０ｍＴｏｒｒとし、実験−４と
同様の手法でそれぞれ６個の電子写真感光体からなる試
料Ｎｏ．４１乃至５０を作製した。いずれの場合にあっ
ても、円筒状基体１０６として直径１０８ｍｍ、長さ３
５８ｍｍ及び厚さ５ｍｍのサイズのＡｌ製円筒状基体を
使用し、該円筒状基体の表面に、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。試料４１乃
至試料４９の各々について、実験−１と同様の評価を行
った。得られた結果を第８表にまとめて示す。

【００５３】第８表に示した結果から以下のことが判明
した。即ち、カソ−ド電極側に非磁性材料、プラズマ領
域側に軟磁性材料を配した２層構造のア−スシ−ルドを
用いることに加え、円筒状カソ−ド電極の直径を上述し
た値に制御することにより、周波数１５０ＭＨｚ以上の
高周波電源を使用した場合であっても、膜厚ムラを低く
抑えて電子写真特性に優れた電子写真感光体を高堆積速
度で作製することができる。

【００５４】実験−７ 実験−６の結果に鑑み、図１２に示した装置をカソ−ド
電極のサイズを変更した装置に改造し、実験−５と同様
の実験を行った。図１２に示した装置のカソ−ド電極２
０３を直径３２０ｍｍ、長さ４００ｍｍのＡｌ製電極に
交換すると共に、これに合わせてアースシールド５００
Ａ及び５００Ｂ、Ａｌ₂ Ｏ₃ 製の絶縁製部材７００Ａ及
び７００Ｂのサイズと取り付け位置を調整した以外は、
図１２に示した装置と同様の構成の装置を作製した。

【００５５】この装置を使用して実験−５と同様の手順
で電子写真感光体を製造した。即ち、本実験では、上述
の改造装置を使用し、第１表の成膜条件で且つ第９表に
示す所定の周波数条件で、また成膜時の反応容器内圧力
を５０ｍＴｏｒｒとし、実験−５と同様の手法でそれぞ
れ６個の電子写真感光体からなる試料Ｎｏ．５１乃至６
０を作製した。いずれの場合にあっても、円筒状基体１
０６として直径１０８ｍｍ、長さ３５８ｍｍ及び厚さ５
ｍｍのサイズのＡｌ製円筒状基体を使用し、該円筒状基
体の表面に、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。試料５１乃至試料６０の各々に
ついて、実験−１と同様の評価を行った。得られた結果
を第９表にまとめて示す。

【００５６】第９表に示した結果から以下のことが判明
した。即ち、アースシールドを絶縁部材材で覆うことに
加え、円筒状カソ−ド電極の直径を実験６で述べた値に
制御することにより、周波数１５０ＭＨｚ以上の高周波
電源を使用した場合であっても、膜厚ムラを低く抑えて
画像特性に優れた電子写真感光体を高堆積速度で作製す
ることができる。

【００５７】本発明は、上述の実験−１乃至実験−７の
結果を介して完成に至ったものである。本発明は、超短
波（ＶＨＦ）領域の高周波エネルギ−を使用するプラズ
マＣＶＤ法と該プラズマＣＶＤ法を実施するに適したプ
ラズマＣＶＤ装置を包含する。

【００５８】即ち、本発明のプラズマＣＶＤ法は、実質
的に減圧可能な反応容器内にその中央部に所定の空間を
形成するように複数の円筒状基体を同心円的に配列し、
該空間内に成膜用の原料ガスを供給し、前記空間の中心
部に設けられたカソ−ド電極に、高周波電源で発生させ
た高周波電力を供給し、前記複数の円筒状基体と前記カ
ソ−ド電極との間にプラズマを発生させて前記円筒状基
体のそれぞれの表面上に堆積膜を形成するプラズマＣＶ
Ｄ法であって、前記カソ−ド電極の両端部には、非磁性
材料と軟磁性材料または絶縁性材料とを積層して構成し
たア−スシ−ルドが設けられており、前記カソ−ド電極
に前記高周波電源で発生した周波数６０ＭＨｚ以上の超
短波エネルギ−を供給して前記反応容器内にプラズマを
生起させ前記複数の円筒状基体のそれぞれの表面に堆積
膜を形成することを特徴とするものである。

【００５９】本発明のプラズマＣＶＤ装置は、実質的に
減圧できる反応容器、該反応容器内に成膜用の原料ガス
を供給するためのガス供給手段、前記反応容器内の中央
部に所定の空間を形成するように実質的に同心円状に配
された複数の回転可能な基体保持手段、前記空間の中心
部に設けられたカソ−ド電極、及び高周波電源を有し、
前記高周波電源で発生させた高周波電力を前記カソ−ド
電極に供給し、前記基体保持手段により保持される円筒
状基体と前記カソ−ド電極との間にプラズマを発生させ
て前記円筒状基体のそれぞれの表面に堆積膜を形成する
プラズマＣＶＤ装置であって、前記カソ−ド電極の両端
部には、非磁性材料と軟磁性材料または絶縁性材料とを
積層して構成したア−スシ−ルドが設けられており、前
記カソ−ド電極に前記高周波電源で発生した周波数６０
ＭＨｚ以上の超短波エネルギ−を供給するようにしたこ
とを特徴とするものである。

【００６０】本発明において使用するカソ−ド電極はそ
の使用する電源周波数に対するインピ−ダンスが１５０
Ω以下になるようなものであることが望ましい。

【００６１】本発明によれば、複数の大面積基体、即ち
円筒状基体のそれぞれの表面に１３．５６ＭＨｚの高周
波エネルギ−を使用する従来のＲＦプラズマＣＶＤ法に
より形成される堆積膜と同等の高品質の堆積膜をマイク
ロ波プラズマＣＶＤ法における上述した問題が生ずるこ
となくして、高膜堆積速度にして高原料ガス利用効率で
形成することができる。即ち、円筒状基体の表面上に該
円筒状基体の軸方向、及び周方向のいずれの方向に関し
ても、膜厚及び膜質が極めて均一である高品質の堆積膜
を高堆積速度にして高原料ガス利用効率で安定して形成
することができる。一般に成膜に使用する高周波電力に
ついてその周波数を増大する場合、その増大に伴って当
該高周波エネルギ−の損失が増大するが、本発明におい
てはかなり大きい周波数領域の超短波エネルギ−を使用
するにも拘らず、そうしたエネルギ−損失は極めて少な
く、効率的に原料ガスが分解されて所望のプラズマが生
起するので所望の堆積膜を高速度で形成することができ
る。従って、本発明によれば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る。本発明によれ
ば、特に電子写真特性に優れた大面積堆積膜を安定して
量産することができる。

【００６２】以下、図面を参照しながら本発明を説明す
る。図１１に示したプラズマＣＶＤ装置は、上記本発明
のプラズマＣＶＤ法を実施するに適したプラズマＣＶＤ
装置の１例を示すものである。図１１において、１００
は反応容器を示す。１０６は基体ホルダ−１０５Ａ上に
配された成膜用の円筒状基体であり、該円筒状基体１０
６は反応容器１００内に６本が同心円状に該反応容器の
中央部に空間（放電空間１００’）を形成するように設
置されている。基体ホルダ−１０５Ａにはヒ−タ−１４
０が設けられていて円筒状基体１０６を内側より加熱で
きるようにされている。また、基体ホルダ−１０５Ａは
モ−タ−１３２に連結したシャフト１３１に接続してお
り、回転できるようにされている。１０５Ｂは円筒状基
体１０６の補助保持部材である。同心円状に配された６
本の円筒状基体１０６で形成される放電空間１００’の
中心部にはカソ−ド電極２０３が配されている。該カソ
−ド電極２０３は整合回路２０９を介して高周波電源１
１１に接続されている。２０４Ａ、２０４Ｂは真空容器
１００からカソ−ド電極２０３を絶縁する絶縁部材であ
る。絶縁部材２０４Ａ及び２０４Ｂのそれぞれの外周面
を覆うように非磁性材部材６００Ａ、６００Ｂと軟磁性
材部材６０１Ａ、６０１Ｂとで構成された２層構造のア
ースシシールドが配されている。なお、前記非磁性部材
６００Ａ及び６００Ｂは、カソ−ド電極２０３に印加さ
れる高周波電力の伝搬路側（即ち、内側）に位置し、前
記軟磁性部材６０１Ａ及び６０１Ｂはプラズマにさらさ
れる側（即ち、外側）に位置するようにされている。１
０７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１３５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、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に接続し
ている。１３３はシ−ル部材である。

【００６３】図１２に示したプラズマＣＶＤ装置は、上
述した本発明のプラズマＣＶＤ法を実施するに適した他
の装置例である。図１２の装置は、図１１に示した装置
におけるア−スシ−ルドの軟磁性部材を絶縁部材に置き
換えた構成のものである。即ち、図１２の装置における
ア−スシ−ルドは、絶縁部材２０４Ａ及び２０４Ｂのそ
れぞれの外周面を覆うように、非磁性部材５００Ａ、５
００Ｂと絶縁部材７００Ａ、７００Ｂとが構成された２
層構造のア−スシ−ルドが配されている。前記非磁性部
材５００Ａ及び５００Ｂは、カソ−ド電極２０３に印加
される高周波電力の伝搬路側（即ち、内側）に位置し、
前記絶縁部材７００Ａ及び７００Ｂは、プラズマにさら
される側（即ち、外側）に位置するようにされている。

【００６４】本発明におけるア−スシ−ルドを構成する
非磁性材料としては、Ａｌ、Ｃｕ、ＳＵＳ３０４、ＳＵ
Ｓ３１６、ＳＵＳ３１６Ｌ等を挙げることができる。同
様に軟磁性材料としては、比透磁率が２００又はそれ以
上のものが望ましい。具体的には純鉄、方向性ケイ素
鋼、Alperm、Sendust、78Permalloy、45Permalloy、Superma
lloy、Mumetal、Permendur、45-25Perminver 等を挙げるこ
とができる。ア−スシ−ルドを囲む絶縁性材料としては
石英、アルミナ、窒化ホウ素、テフロン等を挙げること
ができる。

【００６５】本発明においては、カソ−ド電極は、上述
したように複数の円筒状基体で囲まれた放電空間の中心
部に設置される。この際、カソ−ド電極は前記複数の円
筒状基体から等距離の位置に配されるのが望ましい。配
設される円筒状基体の数は、反応容器の容量、円筒基体
の直径、投入電力等を考慮して適宜選択できるが、好ま
しくは３本〜１５本である。円筒状基体とカソ−ド電極
との距離は均一なプラズマが放電空間内に所望状態で生
起する範囲とするのが望ましい。具体的には、該距離は
２０ｍｍ乃至２０ｃｍの範囲とするのが望ましい。

【００６６】本発明のプラズマＣＶＤ法は、例えば、次
のようにして行われる。図１１に示したプラズマＣＶＤ
装置を使用した例について説明する。円筒状基体１０６
を基体ホルダ−１０５Ａにセットした後、反応容器１０
０内を排気機構１３５を作動させて排気し、反応容器１
００内を所定の圧力に減圧する。ついで、ヒ−タ−１４
０に通電して基体１０６を所定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１１６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以上の高周波を発生させ、該高周波を整合
回路２０９を介してカソ−ド電極２０３に供給する。か
くして円筒状基体１０６とカソ−ド電極２０３で囲まれ
た空間において、原料ガスは高周波エネルギ−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。

【００６７】本発明において、カソ−ド電極に供給する
電力は、プラズマを生起できる電力であればいずれの電
力でも採用できるが、好ましくは０．００１Ｗ／cm² 〜
１０Ｗ／cm² 、より好ましくは０．０１Ｗ／cm² 〜５Ｗ
／cm² とするのが望ましい。

【００６８】本発明において、高周波電源の周波数は、
好ましくは６０ＭＨｚ以上、より好ましくは６０ＭＨｚ
〜３００ＭＨｚ、最適には１００ＭＨｚ〜２５０ＭＨｚ
の範囲とするのが望ましい。

【００６９】本発明の方法を実施するに際して、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、高次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
−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。

【００７０】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。

【００７１】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
−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。

【００７２】成膜時の反応容器内圧力は、プラズマ生成
がなされる圧力であれば、いずれの圧力でもよい。例え
ばａ−Ｓｉ膜を形成する場合には、好ましくは５Ｔｏｒ
ｒ以下、より好ましくは０．１ｍＴｏｒｒ〜３Ｔｏｒ
ｒ、最適には０．３ｍＴｏｒｒ〜５００ｍＴｏｒｒとす
るのが望ましい。

【００７３】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２０℃〜５００℃、より好ましくは５
０℃〜４５０℃とするのが望ましい。

【００７４】

【実施例】以下に具体的に実施例を挙げて本発明を詳細
に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定され
るものではない。

【００７５】（実施例１）図１１に示した装置の高周波
電源１１１として周波数６０ＭＨｚの電源を接続した装
置を使用し、上述した実験−４におけると同様の成膜手
順で第１表に示した条件下で成膜を行って、６個の円筒
状基体上にアモルファスシリコン膜を堆積させ、６個の
電子写真感光体を作製した。基体１０６として、直径１
０８ｍｍ、長さ３５８ｍｍのＡｌ製円筒状基体を用い
た。成膜は次のように行った。即ち、６本のＡｌ製円筒
状基体１０６を基体ホルダ−１０５Ａにそれぞれセット
した後、反応容器１００内を排気機構１３５を用いて排
気し、反応容器１００内を１×１０^-6Ｔｏｒｒの圧力に
調整した。ついで、円筒状基体１０６を回転させると共
に、ヒ−タ−１４０に通電して円筒状基体１０６のそれ
ぞれを２５０℃の温度に加熱保持した。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１１６を介して、第１表に示す条件で原料ガスを反
応容器１００内に導入し、該反応容器内を５０ｍＴｏｒ
ｒの圧力に調整した。こうしたところで、高周波電源１
１１により１００ＭＨｚの高周波エネルギ−を発生さ
せ、該エネルギ−をカソ−ド電極２０３に供給し、放電
空間１００’内にプラズマを生起させた。このようにし
て電荷注入阻止層、光導電層及び表面保護層をこの順序
で形成し、電子写真感光体を作製した。成膜の際、プラ
ズマの発光状態を目視にて観察したが円筒状基体の近傍
におけるプラズマの発光は安定したものであった。得ら
れた６個の電子写真感光体のそれぞれについて実験−１
と同様に帯電能、画像濃度について評価した。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。

【００７６】（比較例１）成膜用プラズマＣＶＤ装置と
してＡｌのみで構成されたア−スシ−ルド５００Ａ、５
００Ｂを配した図６に示される装置を用いた以外、実施
例１と同様にして６個の電子写真感光体を作製した。得
られたそれぞれの感光体について実験−１と同様の評価
を行った。その結果、いずれの電子写真感光体もかなり
の帯電能むらと画像むらを生じ、実用に供せられるもの
ではないことが判った。

【００７７】（実施例２）図１１に示した装置に代えて
実験５で使用した図１２に示す構成の装置に周波数６０
ＭＨｚの高周波電源を接続したものを用いた以外、実施
例１と同様にして６個の電子写真感光体を作製した。得
られたそれぞれの電子写真感光体について実験−１と同
様の評価を行った。その結果、いずれの電子写真感光体
もすべての評価項目について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。

【００７８】（実施例３）図１１に示した装置に代えて
実験６で使用した装置に周波数１００ＭＨｚの高周波電
源を接続して使用した以外実施例１と同様にして６個の
電子写真感光体を作製した。得られたそれぞれの電子写
真感光体について実験−１と同様の評価を行った。その
結果、いずれの電子写真感光体もすべての評価項目につ
いて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。

【００７９】（実施例４）図１１に示した装置に代えて
実験７で使用した装置に周波数１００ＭＨｚの高周波電
源を接続して使用した以外実施例１と同様にして６個の
電子写真感光体を作製した。得られたそれぞれの電子写
真感光体について実験−１と同様の評価を行った。その
結果、いずれの電子写真感光体もすべての評価項目につ
いて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。

【００８０】

【表１】

【００８１】

【表２】

【００８２】

【表３】

【００８３】

【表４】

【００８４】

【表５】

【００８５】

【表６】

【００８６】

【表７】

【００８７】

【表８】

【００８８】

【表９】

【００８９】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
複数の大面積基体、即ち円筒状基体のそれぞれの表面に
１３．５６ＭＨｚの高周波エネルギ−を使用する従来の
ＲＦプラズマＣＶＤ法により形成される堆積膜と同等の
高品質の堆積膜をマイクロ波プラズマＣＶＤ法における
上述した問題が生ずることなくして、高膜堆積速度にし
て高原料ガス利用効率で形成することができる。即ち、
円筒状基体の表面上に該円筒状基体の軸方向、及び周方
向のいずれの方向に関しても、膜厚及び膜質が極めて均
一である高品質の堆積膜を高堆積速度にして高原料ガス
利用効率で安定して形成することができる。一般に成膜
に使用する高周波電力についてその周波数を増大する場
合、その増大に伴って当該高周波エネルギ−の損失が増
大するが、本発明においてはかなり大きい周波数領域の
超短波エネルギ−を使用するにも拘らず、そうしたエネ
ルギ−損失は極めて少なく、効率的に原料ガスが分解さ
れて所望のプラズマが生起するので所望の堆積膜を高速
度で形成することができる。従って、本発明によれば大
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
できる。本発明によれば、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できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のプラズマＣＶＤ装置を示す模式図であ
る。

【図２】従来のプラズマＣＶＤ装置を示す模式図であ
る。

【図３】図２のプラズマＣＶＤ装置を実験用に改造した
プラズマＣＶＤ装置を示す模式図である。

【図４】図３のプラズマＣＶＤ装置をＸ−Ｘで切断した
断面図である。

【図５】本発明のプラズマＣＶＤ装置を得るための実験
で使用したプラズマＣＶＤ装置を示す模式図である。

【図６】図５のプラズマＣＶＤ装置をＸ−Ｘで切断した
断面図である。

【図７】本発明のプラズマＣＶＤ装置を得るための実験
で使用したプラズマＣＶＤ装置を示す模式図である。

【図８】プラズマＣＶＤ装置内のプラズマ密度を円筒状
基体の位置に対してプロットしたグラフである。

【図９】プラズマＣＶＤ装置内のプラズマ密度を円筒状
基体の位置に対してプロットしたグラフである。

【図１０】プラズマＣＶＤ装置の等価回路図である。

【図１１】本発明のプラズマＣＶＤ装置の１例を示す模
式図である。

【図１２】本発明のプラズマＣＶＤ装置の１例を示す模
式図である。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−13074（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−186849（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−64466（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/205 C23C 14/40 C23C 16/50 H01L 21/31

Claims (17)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 実質的に減圧可能な反応容器内に、その
   中央部に放電空間を形成するように同心円状に複数の円
   筒状基体を配列し、前記反応容器内に成膜用の原料ガス
   を供給し、前記放電空間の中心部に設けられたカソ−ド
   電極に、高周波電源で発生させた高周波電力を供給し、
   前記複数の円筒状基体と前記カソ−ド電極との間にプラ
   ズマを発生させて前記円筒状基体表面上に堆積膜を形成
   するプラズマＣＶＤ法であって、前記カソ−ド電極の両
   端の外周面を覆うように、非磁性部材と軟磁性部材また
   は絶縁性部材とを積層して構成したア−スシ−ルドが設
   けられており、前記カソ−ド電極に前記高周波電源で発
   生した周波数６０ＭＨｚ以上の超短波エネルギ−を供給
   して前記反応容器内にプラズマを生起させ前記複数の円
   筒状基体のそれぞれの表面に堆積膜を形成することを特
   徴とするプラズマＣＶＤ法。
2. 【請求項２】 前記ア−スシ−ルドの前記非磁性部材を
   前記カソ−ド電極に印加される高周波電力の伝搬路側に
   位置させ、前記軟磁性部材または絶縁性部材はプラズマ
   にさらされる側に位置させた請求項１に記載のプラズマ
   ＣＶＤ法。
3. 【請求項３】 前記超音波エネルギ−は、６０ＭＨｚ〜
   ３００ＭＨｚの範囲の周波数のものである請求項１に記
   載のプラズマＣＶＤ法。
4. 【請求項４】 前記超音波エネルギ−は、１００ＭＨｚ
   〜２５０ＭＨｚの範囲の周波数のものであるにある請求
   項３に記載のプラズマＣＶＤ法。
5. 【請求項５】 前記周波数における前記カソ−ド電極の
   インピ−ダンスが１５０Ω以下に制御される請求項３に
   記載のプラズマＣＶＤ法。
6. 【請求項６】 前記超短波エネルギ−は、前記カソ−ド
   電極の単位面積あたり０．００１Ｗ／cm² 〜１０Ｗ／cm
   ² の範囲で供給される請求項１に記載のプラズマＣＶＤ
   法。
7. 【請求項７】 前記堆積膜を形成する際の前記反応容器
   内の圧力は、５Ｔｏｒｒ以下にされる請求項１に記載の
   プラズマＣＶＤ法。
8. 【請求項８】 前記円筒状基体は、２０℃〜５００℃の
   温度に保持される請求項１に記載のプラズマＣＶＤ法。
9. 【請求項９】 前記堆積膜は、シリコン系の堆積膜であ
   る請求項１に記載のプラズマＣＶＤ法。
10. 【請求項１０】 前記堆積膜は、電子写真感光体用のも
    のである請求項９に記載のプラズマＣＶＤ法。
11. 【請求項１１】 前記カソ−ド電極は前記円筒状基体の
    それぞれから２０ｍｍ乃至２００ｍｍの範囲の距離の位
    置に設置される請求項１に記載のプラズマＣＶＤ法。
12. 【請求項１２】 実質的に減圧可能な反応容器、該反応
    容器内に成膜用の原料ガスを供給するガス供給手段、前
    記反応容器内に、その中心部に放電空間を形成するよう
    に同心円状に配された複数の回転可能な基体保持手段、
    前記放電空間の中心部に設けられたカソ−ド電極、及び
    高周波電源を有し、前記高周波電源で発生させた高周波
    電力を前記カソ−ド電極に供給し、前記基体保持手段に
    より保持される円筒状基体と前記カソ−ド電極との間に
    プラズマを発生させて前記円筒状基体のそれぞれの表面
    に堆積膜を形成するプラズマＣＶＤ装置であって、前記
    カソ−ド電極の両端の外周面には、該外周面を覆うよう
    に非磁性部材と軟磁性部材または絶縁性部材とを積層し
    て構成したア−スシ−ルドが設けられており、前記カソ
    −ド電極に前記高周波電源で発生した周波数６０ＭＨｚ
    以上の超短波エネルギ−を供給するようにしたことを特
    徴とするプラズマＣＶＤ装置。
13. 【請求項１３】 前記ア−スシ−ルドの前記非磁性部材
    を前記カソ−ド電極に印加される高周波電力の伝搬路側
    に位置し、前記軟磁性部材または絶縁性部材はプラズマ
    にさらされる側に位置した請求項１２に記載のプラズマ
    ＣＶＤ装置。
14. 【請求項１４】 前記カソ−ド電極は、円筒状である請
    求項１２に記載のプラズマＣＶＤ装置。
15. 【請求項１５】 前記周波数は、６０ＭＨｚ〜３００Ｍ
    Ｈｚの範囲にある請求項１２に記載のプラズマＣＶＤ装
    置。
16. 【請求項１６】 前記周波数は、１００ＭＨｚ〜２５０
    ＭＨｚの範囲にある請求項１５に記載のプラズマＣＶＤ
    装置。
17. 【請求項１７】 前記カソ−ド電極は前記円筒状基体の
    それぞれから２０ｍｍ乃至２００ｍｍの範囲の距離の位
    置に設置された請求項１２に記載のプラズマ装置。