JPH01271A - マイクロ波プラズマcvd装置 - Google Patents

マイクロ波プラズマcvd装置

Info

Publication number
JPH01271A
JPH01271A JP62-153503A JP15350387A JPH01271A JP H01271 A JPH01271 A JP H01271A JP 15350387 A JP15350387 A JP 15350387A JP H01271 A JPH01271 A JP H01271A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
plasma
support
microwave
plasma cvd
ecr
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP62-153503A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS64271A (en
Inventor
杉田 哲
正太郎 岡部
Original Assignee
キヤノン株式会社
Filing date
Publication date
Application filed by キヤノン株式会社 filed Critical キヤノン株式会社
Priority to JP62153503A priority Critical patent/JPS64271A/ja
Priority claimed from JP62153503A external-priority patent/JPS64271A/ja
Publication of JPH01271A publication Critical patent/JPH01271A/ja
Publication of JPS64271A publication Critical patent/JPS64271A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 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、光起電力デバイス等に
用いる機能性tl膜を形成するためのマイクロ波プラズ
マCVD装置に関するものである。
〔従来技術の説明〕
従来、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、光起電力デバ
イス、その他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、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)
で補償されアモルファス・シリコン(以下(A−3t(
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、耐熱性合成樹脂フィルム
、ステンレス、アルミニウムなどの支持体上に薄膜状の
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。
特に近年マイクロ波グロー放電分解を用いたプラズマC
VD法が工業的にも注目されており、そのための装置も
いくつか提案されている。
該マイクロ波プラズマCVD装置の典型例の1つに、所
謂ECR(電子サイクロトロン共鳴)型プラズマCVD
装置が知られている。
第4図は、従来のECR型プラズマCVD装置の典型的
基本構成を示す模式図であって、図中、401はECR
キャビティー、401a4.tECR条件によるマイク
ロ波定在波、402はマイクロ波導波管、403はマイ
クロ波導入窓、404は真空シール、405は1を磁石
コイル、406はプラズマ引出し窓、407は成膜室、
410は平板状支持体、423はマイクロ波電力、42
4はプラズマ流、424aはプラズマ中の電子の運動軌
跡を夫々表している。即ち、第4図に示す装置は、EC
Rキャビティー401、マイクロ波導波管402、マイ
クロ波導入窓403、真空シール404、電磁石コイル
405、及びプラズマ引出し窓から構成されるECRイ
オン源を平板状支持体を配置した成膜室407に接続し
てなるものである。
該装置を用いてプラズマCVD法による堆積膜形成を行
うには、まず、排気系によりECRキャビティー401
と成膜室407内を高真空に排気し、ECRキャビティ
ー401に励起ガス、成膜室407内に材料ガスを夫々
導入し、10−h〜IT orrの圧力とする。こうし
たところへ、マイクロ波電源(不図示)より、周波数5
00MHz以上の、好ましくは2.45GHzのマイク
ロ波電力423をマイクロ波導波管402及びマイクロ
波導入窓403を介してECRキャビティー401に導
入し、同時にECRキャビティー401に周設したaf
11石コイル405により、ECRキャビティーの少な
くとも一部に電子サイクロトロン共鳴条件を満たす磁界
を与える。ECRキャビティーはマイクロ波の電界強度
を高め、放電の効率を高めるためにマイクロ波空洞共振
器の条件を満たすように構成される。(第4図において
、401aはECR条件によるマイクロ波定在波を示し
ている。)励起ガスはECRキャビティー401内で励
起されプラズマを形成する。形成されたプラズマはプラ
ズマ引出し窓を介して成膜室407内へ流れ出される。
成膜室407内の材料ガスは、励起ガスプラズマのエネ
ルギー(主としてプラズマ中の電子のエネルギー)によ
り材料ガスプラズマとなり、生成されたプラズマ@42
4は支持体410表面へ輸送され、支持体410上に堆
積膜を形成せしめるところとなる。
こうしたECR型プラズマCVD装置を用いた堆積膜形
成は、Tl)欠陥が極めて少ない堆積膜の形成が可能で
あり、(2)成膜温度の低温化が可能であるという長所
を有している。即ち、(1)は従来の熱CVD法による
堆積膜形成法の有している利点であり、(2)は直流も
しくは高周波を用いた従来のプラズマCVD法による堆
積膜形成法の有している利点であり、ECR型プラズマ
CVD法は、これらの相反する2つのCVD法の長所を
兼ね備えた画期的なものである。
しかしながら、第4図に示す如きECR型プラズマCV
D装置の構成では、 (11支持体をプラズマ流に正対させていること。
(2)  プラズマ流がECR磁場の発散磁界の縁に沿
って発散してい(形状となるため、プラズマ引出し部か
ら遠い位置でのプラズマ強度が低くなり、成膜速度が落
ちる。即ち、発散磁界がプラズマ流の長距離輸送に必ず
しも有効でない。
(3)  実際に装置の実物を製作してみると、基板の
大きさの割にECRイオン源が予想外に大きくなる。
といった問題点があり、大面積、あるいは長尺の支持体
を一度に多数用いて成膜を行う様な量産を考えた場合に
は、第4図に示す構成を単純に大形化するだけでは対応
出来ず、実用上の障害となっている。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、ECR型プラズマCVD装置を用いて
電子写真用感光体デバイス、光起電力素子、その他の各
種エレクトロニクス素子、光学素子等に用いられる素子
部材としての堆積膜を形成する場合における前述のごと
き問題点を克服し、大面積化あるいは長尺化した支持体
を用いた場合にも、定常的に高品質の堆積膜が得られる
とともに、量産可能なプラズマCVD装置を提供するこ
とにある。
また、本発明の別の目的は、堆積膜形成用支持体をプラ
ズマの引出し方向と平行となるように配置するとともに
、プラズマ密度を低下させることなくプラズマの輸送距
離を長くすることを可能とするプラズマCVD装置を提
供することにある。
〔発明の構成・効果〕
本発明者らは、従来のECR型プラズマCVD装置にお
ける前述の問題点を解決し、上述の目的を達成すべく鋭
意研究を重ねたところ、支持体の成膜表面がプラズマの
引出し方向と平行になるように支持体を配置するととも
に、プラズマの引出し方向と同方向の磁界を形成するこ
とにより、プラズマ密度を低下させることなくプラズマ
の輸送距離を長くすることができるという知見を得た。
本発明は、該知見に基づいて更なる研究を重ねた結果完
成せしめたものであり、本発明のマイクロ波プラズマC
VD装置は、内部に成膜室を有する真空容器と、該真空
容器に接続する少なくとも1つの電子サイクロトロン共
鳴イオン源と、少なくとも1つの支持体保持手段と、前
記電子サイクロトロン共鳴イオン源に接続する少なくと
も1つのマイクロ波発生電源と、前記真空容器内を排気
する少なくとも1つの排気手段と、少なくとも1つのガ
ス供給手段よりなる電子サイクロトロン共鳴型プラズマ
CVD装置であって、前記支持体保持手段を、前記支持
体が前記イオン源から引出されるプラズマの引出し方向
と平行になるように環状配置するとともに、該支持体保
持手段に、プラズマの引出し方向と一致した磁界が形成
しうるように磁石を付加したことを特徴とするものであ
る。
本発明のマイクロ波プラズマCVD装置において、支持
体保持機構に付加する磁石は、一定値力を持つものであ
っても、電磁石であってもよく、また、必要に応じて、
装置外部への磁気的影響を防ぐため磁石に適宜磁気シー
ルドを付加することもできる。更に、磁石以外の装置構
成品を非磁性材料とするか、または磁界に影響を与えぬ
ように配置あるいはその形状を決定するのが望ましい。
本発明の装置は、種々の変形が可能であり、例えば、E
CRイオン源の数、支持体保持機構に付加する磁石の強
度や配置、支持体側へのバイアス電圧の印加手段の付加
等を適宜選択することができるものである。
また、本発明のマイクロ波プラズマCVDvtWにおけ
るプラズマ引出し窓は、板状部材で構成されていて、該
板状部材のマイクロ波導入窓に対向する中央位置が所定
径の円形に切欠した構造を有するものである。そして該
板状部材は、基本的に非磁性であり、構造的・熱的・化
学的に問題がない限りいずれの材質のものであってもよ
く、具体的には、例えば、5US304.31O3,3
16等のオーステナイト系ステンレス鋼、八5052゜
5083.6061等のアルミニウム合金、前記ステン
レス鋼の表面にAJコートを施してなるもの等が適宜採
用できる。
−更に、本発明のマイクロ波プラズマCVD装置を使用
して堆積膜を形成するについては、支持体として、導電
性のもの或いは電気絶縁性のものを適宜選択使用可能で
ある。導電性支持体としては、例えば、ステンレス、A
ff、Au 、Pt等の金属又はこれ等の合金が挙げら
れる。
電気絶縁性支持体としては、PTFE (四フン化エチ
レン樹脂)等の合成樹脂のフィルム又はシート、ガラス
、セラミックス等が通常使用される。
また、使用する材料ガス及び励起ガスについては、形成
する堆積膜の種類に応じて適宜選択される。励起ガスと
しては、ECRキャビティー内でマイクロ波エネルギー
の作用で励起されてプラズマ化し、プラズマ流を形成し
、該プラズマ流が成膜室内でそこに導入される材料ガス
に接触乃至衝突して該材料ガスを励起・分解するものが
好適に使用され、それらの例として、Ar、He等の希
ガス、H2ガス、Ntガガスを挙げることができる。
材料ガスとしては、成膜に寄与する所謂成膜用原料ガス
が使用され、それらの例として、S+Ha。
5izHa、5i2H*、5inH+o等のシラン、5
iHsF。
S r F a、 S s H3B r、 S s H
s C1等のハロゲン化シラン等のケイ素を構成成分と
する化合物を挙げることができる。
これらの化合物の他に、Nz、NHx、HxNNHz。
HN3.NH4N3等の窒素化合物、CHa 、CzH
h。
C5Ha、CxHa、C2H&、CzHx等の炭化水素
化合物等の化合物も任意に選択して使用できる。さらに
、p型不純物導入用原料物質であるBmH*、BnH+
s。
BsH雫、BsH++、BiH+o、B hH+z、A
4(CHz)s。
A l (CsHs)s、 Ga(CH2)l In(
CHs)s等の第■族原子を構成要素として含む化合物
、n型不純物導入用原料物質であるPHs 、 ′P*
H4、AsHs。
5bHs、BiHs等の第V族原子を構成要素として含
む化合物等の化合物を堆積膜をドープするについて使用
できることは云うまでもない。
以下、具体的実施例装置により本発明を更に詳しく説明
するが、本発明はこれによって限定されるものではない
装置史上 第1図は、本発明のマイクロ波プラズマCVD装置の典
型例を模式的に示す断面略図であり、第2図は、第1図
に示す装置の発生磁界の状態を示す模式図である。
第1図において、101はECRキャビティー、102
はマイクロ波導波管、103はマイクロ波導入窓、10
4は真空シール、105は電磁石コイル、106はプラ
ズマ引出し窓、107は成膜室、108は排気整流板、
109は支持体加熱ヒーター、110は支持体、111
は磁石、112は磁石支持手段、113は支持体回転軸
、114は防着シールド、115は軸受、116は真空
シール機構、117は支持体回転駆動モーター機構、1
18.119は支持体保持具、120は軸受ケース、1
21は真空シール、122は冷却系導入手段、123は
マイクロ波電力、124はプラズマ流を夫々示している
。また、第2図において、201はECHによる発散磁
界、202は第1図における磁石111の磁界、203
は電磁石コイル、204は支持体保持機構に付加された
磁石を夫々示している。
第1.2図が示す如く、本実施例装置においては、支持
体110として長尺円筒形のものを用い、複数本の円筒
状支持体保持具118,119によって、成膜室107
内に環状に複数本配置してあり、該円筒状支持体の中心
部には各々磁石311が装着されている。また、成膜室
107には、ECRキャビティー101、マイクロ波導
波管102、マイクロ波導入窓103、真空シール10
4,121゜電磁石コイル105、及びプラズマ引出し
窓で構成されるECRイオン源が接続されている。
該装置を用いた堆積膜形成は、前述の第4図に示した装
置による堆積膜形成と同様の手順で行われる。
即ち、まず、励起ガスをECRキャビティー101内で
励゛起し、プラズマを形成する0次に、このプラズマを
プラズマ引出し窓106から成膜室+07内へ流し出す
、ここへ材料ガスを入れて、励起ガスプラズマのエネル
ギー(主としてプラズマ中の電子のエネルギー)により
材料ガスプラズマを生成させる。
成膜室内は、第2図に示すごとく、支持体保持機構(本
例の場合、支持体回転軸113)に設けられた磁石20
4により磁界202が形成されているため、生成された
プラズマ流124は、磁界202に沿って長距離を、プ
ラズマ密度を低下させることなく、輸送され、その間に
支持体110の成膜面上に薄膜が形成される。尚、EC
R電磁石コイル203 (105)により形成される磁
界201は磁石204(111)の磁界202より常に
強い状態に保っておく0本実施例装置においては、磁界
不連続部のプラズマ漏れ防止のため、防着シールド11
4を設置しである。
笠l■主 本例は長尺形の平板状支持体上に堆積膜を形成しうるE
CR型プラズマCVDvt置装あり、第3図はその模式
的断面図である。
第3図において、301はECRキャビティー、302
はマイクロ波導波管、303はマイクロ波導入窓、30
4は真空シール、305は電磁石、306はプラズマ引
出し窓、307は成膜室、308は排気整流板、309
は支持体加熱用ヒーター、310は支持体(平板状)、
311は磁石、313は回転軸、314は防着シールド
、315は軸受、316は真空シール機構、317は回
転用モーター、318は支持体保持具、320は軸受ケ
ース、323はマイクロ波電力、324はプラズマ流を
夫々示している。
第3図に示す如く、本実施例装置においては、平板状の
支持体310及び支持体加熱用ヒーター309が円筒状
の支持体保持具318に装着され、さらに該円筒状支持
体保持具318の外周囲には磁石311が装着されてい
る。そして、支持体310、支持体加熱用ヒーター30
9および磁石311の装着された円筒状支持体保持具3
18は回転軸313を介して回転用モーター318に接
続されており、堆積膜形成中回転せしめることができる
ように構成されている。
該装置を用いて堆積膜形成を行う場合も、支持体310
はプラズマの引出し方向と平行に配置されており、磁石
311により磁界が形成されているため、生成されたプ
ラズマ流324は、その密度を低下させることなく該磁
界に沿って長距離を輸送されるので、長尺形の平板状支
持体上に均一な堆積膜を形成することができる。
拭狂斑 第1図に示す装置を用いて、第1表に示す成膜条件によ
りAI支持体上に約IIJmの膜厚を有するA−3t:
H膜を形成し、得られたA−3i:H膜の膜厚分布につ
いて調べたところ、第5図に示す結果が得られた。第5
図は、支持体の長手方向の長さにおける膜厚分布を示し
ている。
第1表 以上説明の本発明のECR型プラズマCVD装置は、堆
積膜形成用支持体を、プラズマ引出し方向に対して平行
になるように、真空容器内に環状に複数配置するととも
に、プラズマ引出し方向と同じ方向に磁界が形成される
ように支持体保持手段に磁石を付加したことにより、プ
ラズマ輸送距離をより長くすることができ、それにより
大面積或いは長尺の基板であってもその全表面に均一膜
厚で均質な所望の堆積膜を形成することができ更に、き
ると共に1バツチ システムで複数個のそうした堆積膜
製品を一度に生産することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明のECR型プラズマCVD装置の典型
的−例を模式的に示す断面略図であり、第2図は該装置
における発生磁界の状態を示す模式図である。第3図は
本発明のECR型プラズマCVD装置の他の実施例を示
す断面略図であり、第4図は従来のECR型プラズマC
VD装置を模式的に示す断面略図である。第5図は、第
1図の装置を用いた場合の膜厚分布の1例を示す図であ
第1,3及び4図について、101,301゜401−
ECRキャビティー、401a・ECR条件によるマイ
クロ波定在波、102,302゜402・・・マイクロ
波導波管、103. 303,403・・・マイクロ波
導入窓、104,304,404・・・真空シール、1
05,305.405・・・電磁石コイル、106,3
06.406・・・プラズマ引出し窓、107,307
,407・・・成膜室、108゜308・・・排気整流
板、109,309・・・支持体加熱用ヒーター、11
0,310,410・・・支持体、111.311・・
・磁石、112・・・磁石支持手段、113.313・
・・回転軸、114.314・・・防着シールド、11
5,315・・・軸受、116,316・・・真空シー
ル機構、117,317・・・回転用モーター、118
,119.318・・・支持体保持具、120.320
・・・軸受ケース、121・・・真空シール、122・
・・冷却系導入手段、123,323゜423・・・マ
イクロ波電力、124,324.424・・・プラズマ
流、424a・・・プラズマ中の電子の運動軌跡。 第2図について、201・・・ECRによる発散磁界、
202・・・磁石204による磁界、203・・・電磁
石コイル、204・・・磁石。 第2図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  内部に成膜室を有する真空容器と、該真空容器に接続
    する少なくとも1つの電子サイクロトロン共鳴イオン源
    と、少なくとも1つの支持体保持手段と、前記電子サイ
    クロトロン共鳴イオン源に接続する少なくとも1つのマ
    イクロ波発生電源と、前記真空容器内を排気する少なく
    とも1つの排気手段と、少なくとも1つのガス供給手段
    よりなる電子サイクロトロン共鳴型プラズマCVD装置
    であって、前記支持体保持手段を、前記支持体が前記イ
    オン源から引出されるプラズマの引出し方向と平行にな
    るように環状配置するとともに、該支持体保持手段に、
    プラズマの引出し方向と一致した磁界が形成しうるよう
    に磁石を付加したことを特徴とするマイクロ波プラズマ
    CVD装置。
JP62153503A 1987-06-22 1987-06-22 Microwave plasma cvd device Pending JPS64271A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62153503A JPS64271A (en) 1987-06-22 1987-06-22 Microwave plasma cvd device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62153503A JPS64271A (en) 1987-06-22 1987-06-22 Microwave plasma cvd device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH01271A true JPH01271A (ja) 1989-01-05
JPS64271A JPS64271A (en) 1989-01-05

Family

ID=15563981

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62153503A Pending JPS64271A (en) 1987-06-22 1987-06-22 Microwave plasma cvd device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS64271A (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4310258A1 (de) * 1993-03-30 1994-10-06 Bosch Gmbh Robert Vorrichtung zur Herstellung einer Plasmapolymerschutzschicht auf Werkstücken, insbesondere Scheinwerferreflektoren

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5039548A (en) Plasma chemical vapor reaction method employing cyclotron resonance
EP0099724A2 (en) Deposition of coatings upon substrates utilising a high pressure, non-local thermal equilibrium arc plasma
JPH01297141A (ja) マイクロ波プラズマ処理装置
EP1157598A1 (en) Method and apparatus for deposition of diamond-like carbon coatings from a hall-current ion source
GB2208753A (en) Plasma generator
JPH08100270A (ja) 薄膜形成装置
JPS6041047A (ja) 堆積膜形成法
US4913928A (en) Microwave plasma chemical vapor deposition apparatus with magnet on waveguide
JP3360090B2 (ja) プラズマ処理装置
JPS62222076A (ja) 無定形ケイ素膜用の改良された装置
JPH01271A (ja) マイクロ波プラズマcvd装置
JPH0420984B2 (ja)
JP2626339B2 (ja) 薄膜形成装置
JPH0420985B2 (ja)
JPS62254419A (ja) プラズマ付着装置
JPH0665744A (ja) ダイヤモンド状炭素薄膜の製造方法
JP2609866B2 (ja) マイクロ波プラズマcvd装置
JPS6273622A (ja) 非晶質半導体膜の形成方法
JPS6254083A (ja) 膜の形成方法
JPS6253587B2 (ja)
JPH09256160A (ja) プラズマcvd装置およびプラズマcvdによる堆積膜形成方法
JPH01272A (ja) マイクロ波プラズマcvd装置
JP2925291B2 (ja) 堆積膜形成装置
JPH01270A (ja) マイクロ波プラズマcvd装置
JPS6230880A (ja) プラズマcvd法による堆積膜形成装置