JPH01279761A

JPH01279761A - 薄膜形成装置

Info

Publication number: JPH01279761A
Application number: JP63109195A
Authority: JP
Inventors: Hideki Kamachi; 英樹釜地; Makoto Araki; 荒木　信
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1988-05-06
Filing date: 1988-05-06
Publication date: 1989-11-10
Anticipated expiration: 2012-05-07
Also published as: JP2608456B2

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】〔概　要〕基体表面にａ−Ｓｉ：Ｈ（水素化アモルファスシリコン
）等の薄膜を形成するための薄膜形成装置に関し、Ｓｔ、ＨＩＩ粉体の発生しない低い圧力においても高速
成膜が可能で、しかも材料ガス利用効率を向上させ得る
ようにすることを目的とし、基体がセットされる放電空
間に対向する放電電極と、前記放電空間に材料ガスを導
入する材料ガス導入部と、前記放電空間内の材料ガスを
プラズマ状として分解、活性化させるための高周波電力
を前記放電電極に供給する高周波電源と、前記基体の温
度を制御する手段とを備えた薄膜形成装置において、前
記放電電極に、１対の対向面を含む３つの面で形成され
る高周波ホローカソード用空間を設け、該空間を通して
前記材料ガス導入部から前記放電空間内に材料ガスを導
入するように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は基体表面にａ　−３ｉ　：　Ｈ等の薄膜を形成
するための薄膜形成装置に関する。

〔従来の技術〕

従来の薄膜形成方法には、熱化学気相成長（以下、熱Ｃ
ＶＤと略記する）法、光ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等
がある。これらの方法の詳細は次の通りである。

熱ＣＶＤ法；熱ＣＶＤ法は、材料ガスを高温で加熱分解し、分解生成
物により基板上に薄膜を形成する方法である。この熱Ｃ
ＶＤ法では、材料ガスを高温にするために、一般に基板
を高温にし、基板表面でガスを分解する。

光ＣＶＤ法；光ＣＶＤ法は、材料ガスに光を吸収させ、材料ガスのエ
ネルギ状態を励起、分解させることによって基板上に薄
膜を形成する方法である。この方法において、材料ガス
を光吸収によって効率よく分解させるためには、真空紫
外域に波長を持つ光を用いる必要がある。

プラズマＣＶＤ法；プラズマＣＶＤ法は、現在量も多く用いられている方法
で、電磁波によって材料ガス又は他のガスをプラズマ化
し、プラズマ中の電子と材料ガスの衝突により材料ガス
を分解して生成された活性種を利用して基板上に薄膜を
形成するものである。

このプラズマを発生させる手段として、直流（以下、Ｄ
Ｃと略記）放電、ラジオ波（以下ＲＦと略記）放電、マ
イクロ波（以下、μ波と略記）放電が用いられてきた。

ＤＣ放電にはグロー放電とホローカソード放電がある。

ホローカソード放電による成膜を行うための装置は第８
図に示す通りで、図中、１はホロー陰極２Ｉ、２□及び
陽極３を収納する真空容器、４は材料ガス導入部、５は
排気口、６はＤＣ電源、７は絶縁体、８及び９は放電時
に生じる陽光柱及び負グローである。なお、この装置の
作用については本発明の説明と関連して後述する。ＲＦ
放電は、放電開始電圧が低く大面積で安定なプラズマが
比較的容易に得られることから、プラズマＣＶＤ法の中
で工業的に最も多く利用されている。このＲＦ放電によ
る成膜を行うための装置は第９図に示す通りで、図中、
１１及び１２は真空容器１内に対向して設けられた放電
電極及び接地電極、１４はシールド板、１５はガス吹出
口、１６はＲＦ電源、１７は負の直流バイアス印加手段
（ブロッキングコンデンサ又は直流電源）、１８はマツ
チングボックスである。なお、第８図と同様の部材には
第８図と同様の符号を付している。成膜に際しては、材
料ガス導入部４からガス吹出口１５を通し材料ガスを電
極１１．１２の間の放電空間内に供給するとともに、Ｒ
Ｆ電源１６により放電電極１１にＲＦ電力を印加し、こ
れにより発生したプラズマ１３中の電子との衝突によっ
て材料ガスを分解、活性化させて、接地電極１２上にセ
ットされて図示しないヒータにより加熱される基体１０
０上に薄膜を形成する。

最後に、μ波放電は、高い磁場を用いることによって、
１０−’ｔｏｒｒの低い圧力においても放電を安定維持
できる長所を持っている。従って、μ波放電を利用した
薄膜形成、特に磁場による電子サイクロトロン共鳴　（
以下、ＥＣＲと略記）μ波プラズマＣＶＤ法では、薄膜
の堆積速度が速く、材料ガスの利用効率が向上するとと
もに低い圧力で薄膜を形成できるための５ｉｎＨ，粉体
の発生がない。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、これらの従来の方法はそれぞれ次の問題点を有
していた。

熱ＣＶＤ法；基板を高温にするために、基板の材料は高温にしても融
解したり変形したりしないものに限定されてしまう。ま
た、基板の温度を非常に高くすると、化合物薄膜を形成
している元素によっては、該元素が分解し薄膜中から解
離して雰囲気中に放出されてしまい、目的とする薄膜が
得られなくなる。

光ＣＶＤ法；真空紫外域に波長を持つ光源を使用するが、この光源に
は、連続光を出せる低圧水銀ランプや重水素ランプと、
パルス光を出すＡｒＦエキシマレーザとがある。ところ
が、連続光を出す光源は、発光強度が弱く、材料ガスの
光吸収が少なくなる結果、薄膜形成速度が非常に遅くな
る。一方、＾ｒＦエキシマレーザは、パルス光でしか発
振できず、その繰り返し周波数も１　ｋＨｚ以下に限定
されるため、材料ガスの励起分解によってできた活性種
の寿命より発光から次の発光までの時間が長くなり、形
成された薄膜の特性が悪くなってしまう。また、光ＣＶ
Ｄ法は、光を材料ガスの入った容器内に入射する窓に薄
膜が形成され易く、長時間薄膜を形成する場合、窓に形
成された薄膜によって光入射が阻止されてしまい、基板
上に薄膜が形成されなくなる。

プラズマＣＶＤ法ＤＣ放電は、ＤＣグロー放電とＤＣホローカソード放電
のどちらの場合でも放電開始電圧が高いばかりでなく、
アモルファス半導体や絶縁物の薄膜が電極上に堆積する
と、放電が著しく不安定となり、場合によっては放電不
能となる。ＲＦ放電は、プラズマ密度が１０８〜ＩＱＩ
ＯＣｍ−３と小さいため、薄膜を堆積する速度が遅く、
材料ガスの利用効率が悪い原因となっている。また、Ｒ
Ｆ放電を利用したＲＦプラズマＣＶＤ法では、アモルフ
ァス半導体薄膜を通常０．１〜１０ｔｏｒｒの圧力範囲
で形成する。この圧力範囲のうち、装置や薄膜形成条件
により多少異なるが約０．３〜１Ｑｔｏｒｒの圧力では
、プラズマ中で分解生成した活性種が他の活性種や材料
ガスと衝突して高分子化したり多分子粒を作ったりし、
放電電極や真空容器内壁にＳｉ。

Ｈ１粉体が付着する。この５ｉｆｉＨ，粉体は、薄膜形
成１回ごとに真空容器内から除去しなければならず、こ
のクリーニングを行っても薄膜形成中に３ｉ、Ｈ，粉体
が発生してこれが成長表面に付着し、堆積した薄膜に欠
陥が生じる。また、薄膜を形成した真空容器から他の真
空容器に基板を真空が維持された状態で移せるようにし
た装置においては、この真空容器を仕切るバルブにＳｔ
、Ｈ＋＋＋粉体が付着し、バルブ開閉に支障をきたす原
因となる。

一方、Ｓｉ、ＨＩ、ｌ粉体の発生しない約０．３　ｔｏ
ｒｒ以下の圧力では、電子と材料の衝突確率が非常に小
さくなるため、薄膜の堆積速度、材料ガスの利用効率が
著しく低下する。最後に、μ波放電は、前述のような利
点を有する反面、μ波は次のような特徴を持っているた
め、プラズマ密度の高い放電が局所的に発生し易い。す
なわち、μ波は、電源から真空容器まで電力を効率よく
伝えるためには、周波数により定まった断面の導波管を
用いる必要があるとともに、指向性が優れている。その
ため、プラズマは、導波管の断面にほぼ等しい空間で高
密度となる。また、ＥＣＲｐ波プラズマにすることによ
りキャビティの断面にまでプラズマを広げることができ
るが、キャビティの大きさも周波数により制限されてお
り、任意の大面積に均一に薄膜を形成するのが困難であ
る。また、この外に、μ波放電を用いて得られたアモル
ファス半導体薄膜の特性は、ＲＦ放電を用いて得られた
薄膜の特性と比較して非常に悪い。

本発明はＳｉいＨ１粉体の発生しない低い圧力において
も高速成膜が可能でしかも材料ガスの利用効率を向上さ
せることのできる薄膜形成装置を提供することを目的と
するものである。

〔課題を解決するための手段〕

上述の目的を達成するため、本発明では、基体がセット
される放電空間に対向する放電電極と、前記放電空間に
材料ガスを導入する材料ガス導入部と、前記放電空間内
の材料ガスをプラズマ状として分解、活性化させるため
の高周波電力を前記放電電極に供給する高周波電源と、
前記基体の温度を制御する手段とを備えた薄膜形成装置
において、前記放電電極に、１対の対向面を含む３つの
面で形成される高周波ホローカソード放電用空間を設け
、該空間を通して前記材料ガス導入部から前記放電空間
内に材料ガスを導入するように構成する。

〔作　用〕

成膜に際しては、温度制御手段により基板を所定温度に
加熱し、材料ガス導入部から放電電極に設けられた空間
を通し放電空間に材料ガスを導入するとともに、高周波
電源から放電電極に高周波電力を印加して基体表面への
成膜を行う。

この場合、空間内では高周波ホローカソード放電が起っ
てこの部分では他の空間より発光強度の強い安定した高
密度のプラズマが発生する。これにより、電子と材料ガ
スの衝突効率は高まり、分解生成された活性種は放電空
間に送られて基体上に堆積する。また、高周波ホローカ
ソード放電用空間形成部以外の放電電極の放電面による
放電空間内のプラズマも従来と同様に形成される。従っ
て、Ｓｉ、ｌＨ，粉体の発生しない低圧下においても高
速成膜が実現され、材料ガスの利用効率が向上する。

〔実施例〕

以下、第１図乃至第十図に関連して本発明の詳細な説明
する。

第１図及び第２図に第１の実施例を示す。

第１図は基本的な薄膜形成装置の構造概要説明図で、図
中、２１は放電電極である。なお、従来と同様の部材に
は従来と同様の符号を付している。

放電電極２１のガス流入部には、第２図（ａ）に示すよ
うに、対向面２２ａ、２２ｂと該両面に接続する面２２
Ｃとに囲まれた凹状空間２３が設けられ、材料ガス導入
部４から導入される材料ガスは、面２２ｃに連絡するガ
ス吹出口１５を通り空間２３内に導かれて画電極の間の
放電空間２４に導かれるようになっている。

成膜に際しては、真空容器１内を排気口５に取り付けた
図示しないロータリーポンプ、メカニカルブースタポン
プを用いて圧力１０−’ｔｏｒｒ以下に真空排気する。

次に基体１００を接地電極１２内に設けられた図示しな
いヒータ（温度制御手段）により所定温度に加熱し、材
料ガス導入部４から材料ガスを導入して真空容器１内の
圧力を所定値に設定する。この状態でＲＦ電源１６から
放電電極２１にＲＦ電力を印加すると、該放電電極２１
に設けた空間２３に他の空間より発光強度の強い安定し
た高密度のプラズマが発生する。このとき、放電電極２
１の電位は、第７図に示すように、高周波電圧に負の直
流バイアスを重ねた電位である。この負の直流バイアス
は、ブロッキングコンデンサ又は直流電源等の直流バイ
アス印加手段１７によって実現している。放電電極２１
が負電位となっているとき、該放電電極２１に設けた空
間２３の電位分布は、第８図に示した従来の直流ホロー
カソード放電におけるホロー陰極２．．２゜に挾まれた
空間の電位分布（第７図（ｂ））とほぼ同じになる。こ
の電位分布を持つ状態で、かつ放電電極２１に設けた放
電面である対向面２２ａ。

２２ｂ間の距離が適当に小さい場合、対向面２２ａ、２
２ｂに挟まれた空間２３にプラズマ密度すなわち電子密
度が非常に大きいＲＦホローカソード放電が生じる。同
時に、放電電極２１の凹部２３形成部以外の部分と接地
電極１２の間には、通常にＲＦプラズマ１３が発生して
いる。

このように、本装置を用いた薄膜形成方法では、ＲＦホ
ローカソード放電を材料ガス吹出口付近に発生させるこ
とにより、電子と材料ガスの衝突確率を高め、分解生成
した活性種を基体１００に吹き付けて薄膜を堆積すると
同時に、残っている材料ガスをＲＦプラズマ１３によっ
て分解生成した活性種からも薄膜を堆積することができ
る。この場合のガス吹出口付近（空間２３の部分）での
プラズマ密度は従来のＲＦプラズマＣＶＤ法の場合の１
０倍以上になり、かつ通常のＲＦプラズマも同時に利用
できるため、材料ガスの利用効率が向上し、粉体の発生
しない低い圧力においても速い堆積速度で成膜すること
が可能になる。

なお、上述の説明では放電電極に凹状空間２３を形成す
る例に付いて述べたが、凹状空間の代りに第２図（ｂｌ
に示すような複数の円筒状の凸状空間２５を設けてもよ
い。第２図（Ｃ）及び第２図＋ｄ）には、円板状放電電
極２１′に、凹状の空間２６及び凸状の空間２７をそれ
ぞれ設けた例を示している。

空間２７は導体メツシュ２８内に形成される。

また、成膜後に基体１００を取出す際には、ＲＦ電源１
６及び基体加熱用ヒータの電源のスイッチを切って材料
ガスを止め、真空容器１内の材料ガスを排気する。そし
て、基体１００の温度が５０℃以下に下ってから取り出
しを行う。

第３図に第２の実施例を示す。

第３図は薄膜形成装置の構造概要説明図で、図中、３１
は放電電極、３２は接地電極、３２ａは接地電極３２に
設けられたヒータ（温度制御手段）である。

放電電極３１は、従来の平行平板型ＲＦプラズマＣＶＤ
装置の放電電極に、外径５０ｍｍ、長さ２５ｔｍの円筒
型ステンレス製メツシュ３３を取り付けたもので、放電
電極３１の平板状放電面３１ａと接地電極３２との距離
は３５ｍｍで、放電面３１ａとガス吹出口１５との距離
は１５＋＋■である。また、材料ガス導入部４に接続す
る円形ガス導入管３４にあけたガス吹出口１５から吹き
出すガスは、水平面に対し下向き３５°の角度でメソシ
ュ３３内に吹き込むようになっている。接地電極３２は
直径１００ｍｍと小さなもので、小さい基体１００に水
素化アモルファスシリコン（以下、ａ　−５ｉ　：　Ｈ
と略記）薄膜等を形成するものである。３５は放電空間
である。

次に、この装置により基体１００上にａ　−Ｓｔ　：Ｈ
薄膜を形成する要領を説明する。操作手順の概要は前例
で説明したものと同様である。

成膜に際しては、基体１００の温度を２３０°Ｃに保ち
、材料ガスとしてジシラン（ＳｉＪ６）を２．０ｓｅｃ
ｍ流し圧力を０．０６　ｔｏｒｒに調整してＲＦ電力５
、ＯＷでａ　−Ｓｔ　：　Ｈの堆積を行った。この結果
、材料ガスの利用効率１８％、堆積速度８．７人／Ｓで
ａ　−５ｉ　：　Ｈ膜が得られた。このようにして得ら
れたａ　−５ｔ　：　Ｈ膜の暗抵抗は３．７Ｘ１０’Ω
’　ａｍで、１ｍＷ／ｃｍ”白色光を照射して測定した
明抵抗は２．０ＸＩＯ１４Ω・ｃｍであった。また、成
膜後の真空容器１内には粉体が全く付着しておらず、容
器内壁のクリーニングは不要であった。

なお、メツシュがない場合に同一条件で成膜を行ったと
ころ、堆積速度は１．３人／ｓｅｃと非常に遅く、材料
ガスの利用効率も約３％と非常に悪かった。

第４図及び第５図に第３の実施例を示す。

第４図は薄膜形成装置の構造概要説明図で、図中、４１
は真空容器、４２は放電電極、４３は接地電極、４６は
放電空間である。本装置は前例と比較して大面積に薄膜
を形成できる大型のものである。

放電電極４２は、放電面サイズが４６４ｍｍｘ１３６ｍ
ｍで、該放電電極４２に設けられた凹状空間４４のサイ
ズは、長さＡ＝４６２ｍ鳳、幅ｗ＝８酊、深さｄ＝２８
ｍで、この空間４４に連絡するガス吹出口１５は４０１
間隔であけである。なお、このガス吹出口１５の径は直
径２１１と小さくなっており、この内でホローカソード
放電が起きるのを防いでいる。また、各ガス吹出口１５
から吹き出す材料ガスの流量が一定となるように、材料
ガス導入部４から流入した材料ガスを一度ガス溜め４５
で拡散させる構造がとられている。また、第４図では図
示していないが、放電電極４２には、接地電極４３と放
電電極４２との間でのみ放電が起こるように、放電面以
外の面から約２ｍｍ離れた位置に接地したシールドが設
けられている。放電電極４２の放電面４２ａと接地電極
４３の間隔は２３ｎ＋である。４５は接地電極４３に設
けられたヒータ（温度制御手段）である。

成膜に際しては、前記操作手順によりａ　−Ｓｔ　：Ｈ
膜を、５ｉｚＨ６流量５　Ｑ　！ｉｃｃｍｓ真空容器４
１内の圧力０．０７　ｔｏｒｒ、、ＲＦ電力１００Ｗ、
基本１００の温度２７０℃の成膜条件で堆積した。この
場合の堆積速度は２５．５人／Ｓで、放電電極に空間４
４を設けない通常のＲＦプラズマＣＶＤ法により同一条
件で成膜を行った場合の堆積速度１３．８人／Ｓと比較
して速くなっている。また、本例により石英基体上に堆
積したａ　−５ｉ　：　Ｈを用いた測定結果では、暗抵
抗が６．９Ｘ１０１０Ω・備で、白熱電球の光を１ＩＩ
ＩＷ／ｃＩ１１２の強度で照射したときの明抵抗が８．
６Ｘ１０’Ω・ｃｍであった。比較のため形成した通常
のＲＦプラズマＣＶＤ法によるａ　−５ｉ　：　Ｈにつ
いて同様の測定を行ったところ、暗抵抗３．０Ｘ１０”
Ω・口、明抵抗３．２Ｘ１０＆Ω・国とほぼ同等の値で
あった。また、フーリエ変換赤外分光（ＦＴ−Ｉ　Ｒ）
光度計を用いてシリコンウェハ上に堆積したａ　−３ｉ
　：　Ｈ中の水素含有量、シリコン原子と水素原子の結
合状態を調べた結果は第５図に示す通りである。第５図
はＦＴ−［Ｒ分析による５ｉ−Ｈｎの伸縮振動による吸
光度スペクトルを示し、この吸光度スペクトルから、水
素含有量が８．７ａｔ％で、水素結合状Ｂｓ１−ＨがＳ
ｔ−Ｈｍ（ｍ≧２）より大きいａ　−Ｓｉ　：　Ｈが得
られていることが分かる。この吸光度スペクトルから、
本例のａ　−Ｓｉ　：　Ｈは光導電性を著るしく劣化さ
せる５ｉ−Ｈｚや（５ｉ）Ｉｔ−）−をあまり多く含ん
でいないことが分かった。

木筆３の実施例の装置を用いて、プラズマの安定性と放
電電極４２の電位との関係を、放電ガスとして”ｊｔＨ
＆　ｓモノシラン（ＳｉＨｎ）、アルゴン、ヘリウム、
水素、及びこれらのガスを混合したガスについて調べた
ところ、次の結果が得られた。

まず、本実施例のプラズマは、放電ガスの種類によって
、安定となる圧力、ＲＦ電力、ガス流量のそれぞれの範
囲が異なり、放電ガスの種類ごとに安定条件を決める必
要のあることが分かった。

但し、放電を起す条件や放電ガスの種類を変えた場合、
プラズマの安定性と放電電極４２の電位には常に次のよ
うな関係が成り立っていることが明らかとなった。第７
図に放電電極４２の電位の短かい時間範囲における時間
変化を示す。本例の放電電極４２に設けた空間４４の中
全体で明るいプラズマが安定に発生しているとき、放電
電極４２の電位は第７図（ａ）、　（ｂｌのように、比
較的負のバイアス電圧が小さく、波形がＲＦ電源の波形
からあまり歪まない波形を示す。放電電極４２の電位は
、空間４４の中にプラズマ発光強度の弱い部分が存在す
ると、第７図（Ｃ）のように負のバイアスが非常に大き
くなり、プラズマが空間４４の中で不安定になると負の
バイアス電圧が変化し、波形に歪ができた。また、第７
図に示したよりも長い時間範囲で凹部４４の中における
プラズマの暗部が周期的に広がったり狭くなったりする
ような不安定な放電条件では、放電電極４２の電位は、
プラズマ暗部の広さの変化に伴って、第７図（ｂ）に示
したような波形全体が周期的に上下することが観測され
た。なお、第７図（Ｃ）における波形の歪は、プラズマ
が不安定なときに出現する。ただし、プラズマが不安定
でも放電条件によって、観測されたり観測されなかった
りする０以上述べたように、本実施例による薄膜形成方
法では、プラズマ発生中の放電電極４２の電位が第７図
（ａｌ、　（ｂ）と同様の時間変化を安定に示すように
することが必要である。

第６図に第４の実施例を示す。

第６図は薄膜形成装置の構造概要説明図（第６図ｆａ）
は斜視図、第６図（ｂｌは平面図）で、図中、５１は真
空容器、５２は円筒状の放電電極である。

本実施例は円筒状アルミニウムの基体１０１の表面にａ
−３ｉ：Ｈ薄膜を形成するためのもので、基体１０１は
、同外径の固定具５３．．５３□により放電電極５２と
同心にセットされる。５４は基体１０１を内側から加熱
するように設けられたヒータ、５５は固定具５３□を介
し基体１０１を矢印方向に回転させるモータである。基
体１０１は固定具５３．．５３□とともに接地電極とし
ての役割を果たす。

放電電極５２はガス溜め５６を備えた２重円筒状のもの
で、該放電電極５２には、円周を４等分する位置に、長
さ４６８龍、幅１０Ｈ１深さ２０鶴の４個の凹状空間５
７　（図では便宜上２個のみを示している）が設けられ
ている。放電電極５２は、ガスため５６を備えた２重円
筒状のもので、該放電電極５２には、円周を４等分する
位置に、長さ４００ｍｎ＋、幅１０ｎ＋ｍ、深さ２０ｍ
ｍの４小の凹状空間５７　（図では便宜上２個のみを示
している）が設けられている。また、隣りあう凹状空間
の間に位置する放電電極５２の４つの円弧状の面は、基
体１０１側に２ｍｍ離れたところに幅４５ｍｍの円弧状
シールド板５９．．５９□　（図には、便宜上２枚のみ
を示している）で覆い、一部放電しないようにしである
。このシールド板５９．．５９□は放電電極の放電面と
基体１０１　（固定治具５３．。

５３□を含む）との面積比を調整するものである。

これによって、放電電極５２の電位波形が第７図（ａ）
、　（ｂｌのような波形となるように、プラズマ発生に
より生ずる自己バイアスが負に制御される。ガス溜め５
６は、材料ガス導入部４から導入される材料ガスを放電
電極５２の長さ方向に拡散させるためのものである。

なお、第６図では図示を省略したが、放電電極５２の外
周部及び上下にはステンレス製シールド手反力（配置さ
れている。

また、次のように形成される薄膜の堆積速度、暗抵抗、
明抵抗等の物性を評価するために、基体１０１の一部を
切り取ってここに石英基板を取り付けられるようにし、
該石英基板上に堆積した薄膜を用いて評価を行った。

成膜に際しては、前記操作手順に従ってホウ素（Ｂ）　
　ドープａ−５ｉ：Ｈ薄膜を形成した。この場合の薄膜
形成条件は、材料ガスとしてヘリウム希釈のジボラン（
ＢＺ）１６）を混入した５ｉｚＨｂ　２００ｓｃｃｍ、
　ＲＦ電力３００Ｗ、真空容器５１内の圧力０、０５　
ｔｏｒｒ、基体１０１の温度２５０℃とした。

この成膜中に、基体１０１の円周方向における薄膜の一
様性が得られるように、基体１０１をモータ５５により
回転させた。

このようにして形成したＢドープロ　−Ｓｉ　：　Ｈ薄
膜の堆積速度は２９人／Ｓで、材料ガスの利用効果は１
９％であった。そして、この薄膜の物性を第３の実施例
と同様の方法で評価したところ、暗抵抗１．３Ｘ１０”
Ω・印で、明抵抗は２．３Ｘ１０’Ω・備であり、電子
写真感光体に適用可能な物性を持っていることが確認さ
れた。

また、放電電極５２のＤＣバイアスを負に制御している
ことは、本発明のホローカソード放電を発生させるのに
必要であるが、これと同時に、堆積した薄膜の剥離を防
止する効果があった。さらに、本発明の薄膜形成装置で
は、プラズマが通常のＲＦプラズマと比較してより低い
圧力においても容易に閉じ込めが可能であった。

以上各実施例の説明を行ったが、本発明の薄膜形成方法
は、実施例に示した薄膜の形成のみならず、ａ　−５ｉ
Ｃ：Ｈやａ　−５ｉＧｅ　：　ＨＳａ　−５ｉＮ：Ｈ等
のアモルファスシリコン合金、多結晶シリコン、アモル
ファスカーボン（ａ−Ｃ：Ｈ）、さらにＳｔ、□ＮＸ　
＋　５ｌｌ−ＸＯＸ等の絶縁体薄膜、ＢＮ等のコーテイ
ング膜、Ｗ５Ｓｉ３等の薄膜形成にも応用が可能であす
る。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、従来のＲＦプラズ
マＣＶＤ法の電極構造を変えるだけの簡単な改造を施し
た装置により成膜を行うことによって、ガス吹出口近く
のプラズマ密度を大幅に向上させることができ、かつ通
常のＲＦプラズマも同時に利用できるため、粉体の発生
しない低い圧力においてもより速い堆積速度で良質の薄
膜を形成することができ、材料ガスの利用効果も向上す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の薄膜形成装置の構造概
要説明図、第２図（ａｌ〜（ｄ）は同放電電極の各種構
造説明図、第３図は本発明の第２の実施例の薄膜形成装
置の構造概要説明図、第４図は本発明の第３の実施例の
薄膜成形装置の構造概要説明図、第５図は同堆積薄膜の
特性図、第６図（ａｔ、　（ｂｌは本発明の第４の実施
例の薄膜形成装置の構造概要説明図、第７図（ａｌ、　
（ｂｌ、　（Ｃ）は各実施例における放電電極の電位説
明図、第８図（ａ）、　（ｂ）は従来のカソード放電方
式プラズマＣＶＤ装置の構造、作用、説明図、第９図は
従来のＲＦプラズマＣＶＤ装置の構造概要説明図である
。図中、４は材料ガス導入部、１５はガス吹出口、１６は
ＲＦ電源、２１，３１．４２．５２は放電電極、２２ａ
、２２ｂは対向面、２３，２６゜２７．４４．５７は空
間、２４，３５，４６゜５８は放電空間、３２ａ、４５
．　　５４はヒータ（温度制御手段）、１００，１０１
は基体である。

Claims

【特許請求の範囲】　基体がセットされる放電空間（２４）に対向する放電
電極（２１）と、前記放電空間（２４）に材料ガスを導入する材料ガス導
入部（４）と、前記放電空間（２４）内の材料ガスをプラズマ状として
分解、活性化させるための高周波電力を前記放電電極（
２１）に供給する高周波電源（１６）と、前記基体の温度を制御する手段とを備えた薄膜形成装置
において、前記放電電極（２１）に、１対の対向面（２２ａ、２２ｂ）を含む３つの面で形成される高周波
ホローカソード放電用空間（２３）を設け、該空間（２
３）を通して前記材料ガス導入部（４）から前記放電空
間（２４）内に材料ガスを導入するようにしたことを特
徴とする薄膜形成装置。