JPH0211771A - グロー放電分解装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はアモルファスシリコン膜などを形成できるグロ
ー放電分解装置に関して、成膜速度を高めることができ
たグロー放電分解装置に関するものである。

〔従来技術及びその問題点〕

グロー放電分解法によって製造されたアモルファスシリ
コン感光体ドラムが既に実用化されている。このアモル
ファスシリコン膜（以下、アモルファスシリコンをａ−
３ｔと略す）の厚みは一般的に約２０〜４０μｍであり
、その大きな厚みにより１本の感光体ドラムの製造所要
時間が約５〜１０時間にもなっている。

従って、本発明は叙上に鑑みて案出されたものであり、
その目的は成膜速度を高めて製造所要時間を短縮し、こ
れによって製造効率及び製造コストを改善できたグロー
放電分解装置を提供することにある。

また本発明の他の目的は成膜全体に亘って均一な特性が
得られるグロー放電分解装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によれば、成膜用ガスが導入される反応室の内部
に円筒状の電極板が設置され、該電極板の内側に円筒状
の基板が設置され、電極板に形成された複数個のガス噴
出口より上記ガスが吹き出されるとともにグロー放電が
発生し、上記基板上に成膜されるグロー放電分解装置に
おいて、前記電極板の内周面に複数個の磁石板を立設し
、各々の磁石板のなかで最も近づいている２個の磁石板
のそれぞれ対向する主面の磁極が相互に異なり、この対
向する磁石板の間にガス噴出口が設置され、前記成膜用
ガスが基板面に対して非垂直方向へ吹き出されるように
上記磁石板が電極板上に立てられ、成膜中上記ガスが基
板を軸にして螺旋回転しながらグロー放電分解されるこ
とを特徴とするグロー放電分解装置が提供される。

〔実施例〕

以下、本発明をグロー放電分解装置によりａ−３ｉ悪感
光ドラムを製作する場合を例にとって詳細に説明する。

第１図は本例グロー放電分解装置の正面概略図であり、
第２図は第１図中の切断面線Ｘ−Ｘによる概略図である
。

図中、■は金属から成る円筒状の反応容器であり、この
反応容器１の内部には円筒状のグロー放電用電極板２が
設置され、更に電極板２の内部には円筒状の基板支持体
３、基板支持体３に装着した円筒状の基板４が設置され
ている。５は反応容器１の底部であり、この底部５には
細管状のヒータ一部６が接続され、ヒータ一部６が基板
支持体３を加熱し、同時に基板４も加熱する。また、反
応容器１の上部にはモータ一部７が設置され、このモー
タ一部７は基板支持体３と接続されており、そして、モ
ータ一部７により基板支持体３とともに基板４が回転す
る。

８はガス導入部、９は電極板２に多数個形成されたガス
噴出口であり、ａ−５ｉ成膜用ガスはガス導入部８より
導入され、ガス噴出口９を介して基板４の周面上に吹き
付けられ、グロー放電に供される。そして、その放電に
伴う残余ガスはガス排出部１０より排出される。

また、１１は高周波電源であり、その一方の出力端子は
アース側に接地され、他方の出力端子は反応容器１の周
壁に接続され、そして、この周壁と電気的に導通された
電極板２にグロー放電用電力が印加される。

なお、図中の矢印はガス流の方向を示し、また、１２は
絶縁性のリング体である。

上記構成のグロー放電分解装置において、本発明者等は
一定寸法の永久磁石板１３（例えば希土類、アルニコな
どから成る）を用意し、これらの永久磁石板１３を電極
板２の内周面に立設した。

しかも、この立設に際して、上記磁石板１３のなかで最
も近い２個の磁石板のそれぞれ対向する主面の磁極が相
互にＳ極−Ｎ極の関係にあり、これにより、その磁石板
間で強力な磁場が生じる。そして、この磁場のなかにガ
スが吹き出されるようにガス噴出口９が配置される。

また、上記磁石板１３を電極板２の上に立設するに当た
って、いずれの磁石板１３も同一方向に−様に傾斜させ
、これにより、ガス噴出口９より吹き出たガスの基板面
に吹き出される方向が−様な角度となり、そのため、電
極板２の内部に吹き出されたガスは、第３図の矢印Ａが
示すガス流の通り、基板４を軸にして螺旋回転しながら
下方へ向かう。

このような構成のグロー放電分解装置によれば、ａ−５
ｉ成膜用ガスはガス噴出口９より吹き出されると同時に
、そのガスには磁界が加わり、しかも、基板４が２００
〜３００°Ｃの温度に設定されるとともに回転し、基板
４と電極板２の間でグロー放電が発生する。そのため、
発生したプラズマの内部に電子のサイクロトロン回転運
動が生じ、これにより、ガスの分解効率が高くなり、ガ
スの成膜に寄与する利用効率が高くなり、その結果、成
膜速度を高めることができた。

また、上記構成のグロー放電分解装置においては、ガス
噴出口９より吹き出たガスが基板４の周面に対してスポ
ット的に多く当たる箇所ができず、そのため、その箇所
で不均一な成膜がなされず、膜面全体に亘って均質なａ
−３ｉ膜を形成することができる。

（実験例１） 上記グロー放電分解装置において、５ｉＨｎガスを２０
０ｓｅｃｍの流量で導入し、基板温度を２６０°Ｃに設
定し、そして、グロー放電用高周波電力を幾通りにも変
えながらａ−５ｉ膜の成膜速度を測定したところ、第４
図に示す通りの結果が得られた。

同図中、横軸は高周波電力量であり、縦軸は成膜速度で
あり、また、○印は本例の測定プロットである。

本発明者等は比較例として永久磁石板１３を配置せず、
その他の成膜条件を同じに設定した場合の成膜速度も測
定した。この測定プロットはΔ印で示されている。

第４図に示す結果より明らかな通り、本発明のグロー放
電分解装置によれば、高周波電力量が大きくなるに伴っ
て成膜速度が大きくなり、しかも、その成膜速度は従来
に比べて３倍以上にもなっている。

（実験例２） 本例においては、高周波電力を６００ｗに設定し、基板
温度を２６０℃に設定し、そして、Ｓ　ｉ　Ｉｔ　ａガ
スの流量を幾通りにも変えながらａ−５ｔ膜の成長速度
を測定したところ、第５図に示す通りの結果が得られた
。

同図中、横軸は５ｉＨａガス流量であり、縦軸は成膜速
度であり、また、○印は本例の測定プロットである。そ
して、永久磁石板１３を用いないで成膜した比較例につ
いては、Δ印で示されている。

第５図に示す結果より明らかな通り、本発明のグロー放
電分解装置によれば、ＳｉＨ４ガス流量が大きくなるに
伴って成膜速度が大きくなり、しかも、その成膜速度が
従来に比べて著しく大きくなっていることが判る。

〔発明の効果〕

以上の通り、本発明のグロー放電分解装置によれば、成
膜用ガスの分解効率が大きくなり、これに伴ってガスの
成膜に供与される割合が大きくなり、これにより、ガス
の利用効率が大きくなり、しかも、成膜速度が高くなり
、その結果、製造効率及び製造コストが改善される。

また、本発明のグロー放電分解装置によれば成膜用ガス
を基板を軸にして螺旋回転させており、これにより、成
膜全体に亘って均一な特性が得られ、また、個々の成膜
製品の間で品質上バラツキがなくなる。

更にまた、本発明によれば、上記のようにガスを螺旋回
転させているため、成膜中基板を回転させなくてもよい
という利点もある。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものでなく、本
発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の変更、改
善は何隻差支えなく、また、ａ−３ｔ成膜用ガス以外の
種々のガスを用いてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明グロー放電分解装置の正面概略図、第２
図は第１図中の切断面線Ｘ−Ｘによる概略図、第３図は
円筒状基板の周囲のガス流通状態を示す概略図、第４図
は高周波電力と成膜速度の関係を示す線図、第５図はＳ
ｉＨ４ガス流量と成膜速度の関係を示す線図である。 ・反応容器 ・グロー放電用電極板 基板 ・ガス噴出口 ・永久磁石板 特許出願人（６６３）京セラ株式会社 代表者安城欽寿

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）成膜用ガスが導入される反応室の内部に円筒状の
   電極板が設置され、該電極板の内側に円筒状の基板が設
   置され、電極板に形成された複数個のガス噴出口より上
   記ガスが吹き出されるとともにグロー放電が発生し、上
   記基板上に成膜されるグロー放電分解装置において、前
   記電極板の内周面に複数個の磁石板を立設し、各々の磁
   石板のなかで最も近づいている２個の磁石板のそれぞれ
   対向する主面の磁極が相互に異なり、この対向する磁石
   板の間にガス噴出口が配置され、前記成膜用ガスが基板
   面に対して非垂直方向へ吹き出されるように上記磁石板
   が電極板上に立てられ、成膜中上記ガスが基板を軸にし
   て螺旋回転しながらグロー放電分解されることを特徴と
   するグロー放電分解装置。
2. （２）成膜用ガスがアモルファスシリコン成膜用ガスで
   ある請求項（１）記載のグロー放電分解装置。