JPH02217475A - 薄膜形成装置 - Google Patents

薄膜形成装置

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JPH02217475A
JPH02217475A JP1034987A JP3498789A JPH02217475A JP H02217475 A JPH02217475 A JP H02217475A JP 1034987 A JP1034987 A JP 1034987A JP 3498789 A JP3498789 A JP 3498789A JP H02217475 A JPH02217475 A JP H02217475A
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JP
Japan
Prior art keywords
radical
substrate
gas
deposition space
film
Prior art date
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Pending
Application number
JP1034987A
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English (en)
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Atsushi Kodama
淳 児玉
Makoto Araki
荒木 信
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Priority to EP89117041A priority patent/EP0359264B1/en
Publication of JPH02217475A publication Critical patent/JPH02217475A/ja
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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〕 ffl密でかつ高炭素含有のアモルファスシリコンの形
成等に使用されるラジカル導入型薄膜形成装置に関し、 ラジカルを効率良く基板上に送り込んで良質(高炭素含
有で高緻密)な薄膜を形成できるようにすることを目的
とし、 プラズマが励起されかつ原料ガスが供給されるとともに
、ラジカル発生器でマイクロ波によりラジカル化した励
起ガスが送り込まれる堆積空間に基体をセットして、該
基体の表面に薄膜を形成する薄膜形成装置において、前
記ラジカル発生器のガス吹出口に、マイクロ波を遮断す
るための遮断部材を設けた構成とする。
〔産業上の利用分野〕
本発明は緻密でかつ高炭素含有のアモルファスシリコン
(a−5t)の形成等に使用されるラジカル導入型薄膜
形成装置に関する。
電子写真感光体の材料として、水素化アモルファスシリ
コン(a−3i:H)は、耐久性、無公害、光感度の点
で有望視されている。第4図はa−5i悪感光101の
構成図で、図中、102は^2の基体、103はボロン
高ドープのa−5i:Hのブロッキング層、104はポ
ロン低ドープa−St:Hの感光層、105は炭素含有
a−Si:H(a−5iC:H)の表面保護層である0
表面保護層105は、表面から光導電性を持つ感光層1
04へのキャリア注入を防ぐために、絶縁性に優れかつ
透光性に優れていることが必要で、従来は低炭素含有の
a−SiCH(a−si、−XcX:HでX < 0.
5のもの)が多く使われてきた。この低炭素含有のa−
St r−xcx:H(X < 0.5 )は、表面保
護層として十分な硬度と透光性と絶縁性を持っているが
、この膜を表面保護層として使用したa−Si感光体は
、高温高温(例えば35℃80%RH)中で長期使用す
ると画像がぼやける現象(以下検流れと称する)が起き
るという欠点がある。この原因としては、本出願人が昭
和63年3月14日付で出願した特願昭63−5821
4号に詳しく示されている。検流れを起こしにくくする
ために高炭素含有のa−Si+−xcx:H(X > 
0.5 )にした表面保護層は、耐湿性に富んでいるが
、膜の構造緻密性が損なわれ、絶縁性が低下するという
欠点がある。
このため、高炭素含有でかつ緻密性が良く絶縁性に冨む
a−3iC:Hの薄膜製造技術が必要である。
〔従来の技術〕
従来の高炭素含有a−StC:H膜の製造装置には、水
素希釈方式や水素ラジカルアシストRF −CVD方式
があり、本出願人が昭和63年3月14日付で出願した
特願昭63−58214号に詳しく示されている。ここ
に示された従来の水素ラジカルアシストRF −CVD
装置の構成2作用の概要を第5図により説明すると次の
通りである。
第5図において、lはマイクロ波発振器で、該マイクロ
波発振器1で発生したマイクロ波は、導波管2を伝わり
プラズマ発生炉3に送られる。ここで、ガス導入部5か
ら送られる水素ガスが石英管4内でマイクロ波により分
解し、ラジカル化する。ここで発生する水素ラジカル6
は、ラジカル導入部7を通り真空容器8内へ送られる。
一方、原料ガス(SiJi+CJs)は、原料ガス導入
部9から導入されて放電電極10から堆積空間11に吹
き出す。このガスは、RF電源12から放電電極10に
RF電力を供給することによって放電電極10と接地電
極13の間に生ずるRF放電で分解され、ヒータ14で
加熱された基体100上にa−3iC:H膜となって堆
積する。真空容器8内は、排気系15 (例えばロータ
リーポンプ、メカニカルブーストポンプ等)で圧力調整
される。そして、原料ガスが高周波放電によって分解、
堆積する間に、ラジカル導入部7から生ずる水素ラジカ
ル6によって膜表面が覆われ、a−3iC:II WA
の構造緻密性が向上する。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところが、水素ラジカル6には寿命があり、基体100
すなわち堆積空間11と水素ラジカル発生場所の距離り
を長くすると水素ラジカルは少なくなり効果がなくなる
。第6図は本出願人が行った実験結果で、上記距離りを
変化させたときのH,の発光強度の変化を示している。
本図により、距離りを長くすると発光強度が弱まり水素
ラジカル濃度が少なくなることは明らかである。
第5図のような従来方式では、水素ラジカルを発生させ
るために導波管2.プラズマ発生炉3゜石英管4等大が
かりな装置を用いているため、距離りを小さくするのに
限界があった。
また、別の方式として、マイクロ波を真空容器8内に直
接送り込み、基体の近くで原料ガスと水素ガスの両方を
分解する方式もあるが、この方式では、原料ガスもマイ
クロ波で分解されたり、基体上に堆積した膜にマイクロ
波があたるようになり、膜質を低下させる。
本発明はラジカルを効率良く基板上に送り込んで良質(
高炭素含有で高緻密)な薄膜を形成することのできる薄
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、プラズマが励
起されかつ原料ガスが供給されるとともに、ラジカル発
生器でマイクロ波によりラジカル化した励起ガスが送り
込まれる堆積空間に基体をセットして、該基体の表面に
薄膜を形成する薄膜形成装置において、前記ラジカル発
生器のガス吹出口に、マイクロ波を遮断するための遮断
部材を設けた構成とする。
〔作 用〕
ラジカル発生器のガス吹出口に、ラジカル発生器に送ら
れるマイクロ波を遮断するための遮断部材が設けられて
いるため、マイクロ波が堆積空間に洩れ出すことはない
従って、マイクロ波が原料ガスを分解したり基体がマイ
クロ波に晒されたりすることなくラジカル発生器と堆積
空間との距離を近づけることができ、ラジカルを効率良
く堆積空間に送り込むことが可能になる。この装置で効
率良く発生したラジカルは1、基体上に到達し、膜質を
向上させる。
なお、ラジカル発生器へのマイクロ波の供給は、例えば
マイクロ波発振器で発生したマイクロ波を同軸ケーブル
を介し送ることにより行われ、ラジカル発生器での水素
ガス等の分解は、例えば同軸ケーブル先端のアンテナが
発するマイクロ波により行われる。
〔実施例〕
以下、第1図乃至第3図に関連して本発明の詳細な説明
する。
第1図は本例a−SiC:H膜形成用の薄膜形成装置の
構造概要説明図で、図中、21は水素ラジカル発生器、
22は水素ラジカル発生器21とマイクロ波発振器1を
接続する同軸ケーブル、23は水素ラジカル発生器21
へH,ガスを供給するためのガス導入管である。なお、
第5図と同様の部材には同じ符号を用いている。
水素ラジカル発生器21は、第2図に詳細を示すように
、ガス吹出口24を有する箱状の本体25と、アンテナ
26と、遮断部材27とを備えている。本体25は、縦
寸法30cm、幅3CII、奥行50の大きさのもので
ある。ガス導入管23及び同軸ケーブル22は本体25
に接続され、アンテナ26は、直径1.0鶴のステンレ
ス棒の周りを石英で被覆したもので、本体25内で同軸
ケーブル22に接続されて上下方向に伸びている。なお
、アンテナ26の被覆には、石英の代りに碍子、弗化樹
脂、ガラス、 sic等を用いても良く、要は熱に強く
真空中でガスを発生しないものであれば良い。
遮断部材27は、直径0.5mのステンレスワイヤを間
隔5關で編んだメツシュ状のもので、ガス吹出口24に
上下方向に延びて取り付けられている。
この水素ラジカル発生器21は、基体100から100
鶴の位置に設置されている。
基体100は、10X20C11の図示しない基体ホル
ダに保持されて接地電極13上にセットされ、この基体
100に対する成膜は次の手順で行われる。
マイクロ波発振器1で発生したマイクロ波は同軸ケーブ
ル22によりアンテナ26に送られ、該アンテナ26が
発するマイクロ波により、ガス導入管23から送られた
H2ガスは本体25内で分解されて水素ラジカル28が
発生して基体100上に引き込まれる。ここで、水素ラ
ジカル発生器21には遮断部材27が取り付けられてい
るので、マイクロ波はこの遮断部材27に遮断されて本
体25の外部に洩れ出すことはない。一方、原料ガス(
Si、H,+C,H,)は、原料ガス導入部9から導入
されて堆積空間11に吹き出す。このガスは、RF電源
12からのRF電力により画電極10.13間に生ずる
RF放電で分解され、ヒータ14で加熱された基体10
0上にa−SiC:[1膜となって堆積する。真空容器
8内は、排気系15で圧力調整される。そして、原料ガ
スが高周波放電によって分解、堆積する間に、水素ラジ
カル発生器21から生ずる水素ラジカル28によって膜
表面が覆われ、a−SiC:)l膜の構造緻密性が向上
する。この成膜時に、上述のように水素ラジカル発生器
21からマイクロ波が洩れ出さないため、マイクロ波が
原料ガスを分解したり基体がマイクロ波に晒されたりす
ることなく水素ラジカル発生器21と堆積空間11(基
体100)との距離を100m程度に近づけることがで
き、ラジカルを効率良く堆積空間に送り込むことが可能
になる。また、原料ガスがRF放電で分解して発生する
シリコン系の粉や膜がマイクロ波のアンテナ26に付着
しずらくなる。
原料ガスの10〜100倍の流量のH2ガスをアンテナ
26付近から流すことによりアンテナ26にはシリコン
粉等が付着しずらくなるが、遮断部材27を取り付ける
ことによってこの効果は−層向上する。
次にこの装置による具体的な成膜条件と、この条件で形
成された膜の性質について説明する。
成膜条件は、圧力0.2 torr、基板温度250℃
RFパワー100W、 Si、H,2scca+、 C
Jel 0sccs、 Hz 200secm、マイク
ロ波パワー500Wである。
第3図はこの条件で成膜したa−5i、、C,:”H膜
(X−0,6)のラマン分光測定結果の一例である。
To/TAビーク強度比は膜内の5i−3i結合の構造
の乱れや対称性の乱れの少なさを示しており、To/T
Aが大きい程乱れが少ないことを表している0本図から
、本装置で形成したa−5iC:H膜は、従来の方式で
形成した膜に比べ、To/TA比が高く構造緻密であり
、膜質が向上していることが分かる。
上述の説明では平板状基体の例について述べたが、円筒
状の基体ホルダ上に取り付けた基体への成膜にも適用可
能である。この場合は基体を回転させて成膜を行うよう
にする。この円筒基体を用いて本装置で作製したa−3
iC:H膜を表面保護層としたa−5i悪感光は、帯電
能が55■/μ−であり、35℃80%RH雰囲気中で
2時間連続コロナ照射のあと同雰囲気中で一晩放置して
も検流れが起きず、良好な耐湿性を示した。
また、上述の説明では遮断部材がメツシュで形成された
例について述べたが、これはメツシュでなくても良く、
マイクロ波を遮断できるもの、例えばある間隔をあけた
針金状の棒でも良い。
〔発明の効果〕
以上述べたように、本発明によれば、基体上に堆積して
いる膜あるいは原料ガスがマイクロ波に晒されることな
く、水素ラジカル発生器を堆積空間(基板)の近くに設
置することができ、良質(高炭素含有で高緻密)なa−
SiC:H膜を作製することが可能になる。また、高性
能(耐湿性が優れ、高帯電能)のa−5i悪感光の作製
に寄与するところ大である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例の薄膜形成装置の構造概要説明
図、 第2図は第1図の水素ラジカル発生器の詳細を示す斜視
図、 第3図は本発明の実施例の効果説明図、第4図はa−5
t悪感光の構成図、 第5図は従来の水素ラジカルアシストRF −CVD装
置の構造概要説明図、 第6図はプラズマ発生炉と基板間の距離に対するH9発
光強度を示すグラフで、 図中、 11は堆積空間、 21は水素ラジカル発生器、 24はガス吹出口、 27は遮断部材、 100は基体である。 ζ水素ラジカル発生器 27N!断部材

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 プラズマが励起されかつ原料ガスが供給されるとともに
    、ラジカル発生器(21)でマイクロ波によりラジカル
    化した励起ガスが送り込まれる堆積空間(11)に基体
    (100)をセットして、該基体(100)の表面に薄
    膜を形成する薄膜形成装置において、 前記ラジカル発生器(21)のガス吹出口(24)に、
    マイクロ波を遮断するための遮断部材(27)を設けた
    ことを特徴とする薄膜形成装置。
JP1034987A 1988-09-14 1989-02-16 薄膜形成装置 Pending JPH02217475A (ja)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1034987A JPH02217475A (ja) 1989-02-16 1989-02-16 薄膜形成装置
KR1019890013162A KR940003787B1 (ko) 1988-09-14 1989-09-11 박막 형성장치 및 방법
US07/405,297 US5122431A (en) 1988-09-14 1989-09-11 Thin film formation apparatus
DE68915088T DE68915088T2 (de) 1988-09-14 1989-09-14 Hydrogenierte, amorphe Materialien und daraus bestehende dünne Filme.
EP89117041A EP0359264B1 (en) 1988-09-14 1989-09-14 Hydrogenated amorphous materials and thin films thereof
US07/756,590 US5447816A (en) 1988-09-14 1991-09-09 Method for forming a thin protection film
US08/201,486 US5522343A (en) 1988-09-14 1994-02-23 Thin film formation apparatus
US08/570,711 US5741364A (en) 1988-09-14 1995-12-11 Thin film formation apparatus

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1034987A JPH02217475A (ja) 1989-02-16 1989-02-16 薄膜形成装置

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ID=12429493

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JP (1) JPH02217475A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995033867A1 (en) * 1994-06-03 1995-12-14 Materials Research Corporation Method and apparatus for producing thin films

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WO1995033867A1 (en) * 1994-06-03 1995-12-14 Materials Research Corporation Method and apparatus for producing thin films

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