JPH04333573A - Microwave plasma cvd apparatus - Google Patents

Microwave plasma cvd apparatus

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Publication number
JPH04333573A
JPH04333573A JP13218291A JP13218291A JPH04333573A JP H04333573 A JPH04333573 A JP H04333573A JP 13218291 A JP13218291 A JP 13218291A JP 13218291 A JP13218291 A JP 13218291A JP H04333573 A JPH04333573 A JP H04333573A
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JP
Japan
Prior art keywords
microwave
introduction window
alumina
deposited film
plasma cvd
Prior art date
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Pending
Application number
JP13218291A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
▲高▼井 康好
Yasuyoshi Takai
Tetsuya Takei
武井 哲也
Tatsuji Okamura
竜次 岡村
Hirokazu Otoshi
大利 博和
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP13218291A priority Critical patent/JPH04333573A/en
Publication of JPH04333573A publication Critical patent/JPH04333573A/en
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Abstract

PURPOSE:To offer an apparatus for forming a deposited film capable of stably forming a functional deposited film having good properties at low cost in high yield at high speed by a microwave plasma CVD method. CONSTITUTION:As for a microwave introducing window 102, alumina is used as a base metal, to which partially stabilized zirconia is added in the range of 1 to 90% and is uniformly dispersed, and baking is executed into an alumina- zirconia base composite. In this way, its durability to severe use by the repetition of the formation of a film on a microwave introducing window by a microwave plasma CVD method and the removal of the deposited film as posttreatment after the film forming can be improved.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、円筒状基体上に堆積膜
、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アモルファス堆積膜
をマイクロ波プラズマCVD法により堆積膜を形成する
マイクロ波プラズマCVD装置に関する。
[Industrial Application Field] The present invention is applicable to films deposited on cylindrical substrates, particularly functional films, particularly semiconductor devices, photoreceptor devices for electrophotography, line sensors for image input, imaging devices, photovoltaic devices, etc. The present invention relates to a microwave plasma CVD apparatus that forms a deposited film using a microwave plasma CVD method using an amorphous deposited film.

【0002】0002

【従来の技術】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
、例えば水素または水素とハロゲン(例えば弗素、塩素
等)で補償されたアモルファスシリコン等のアモルファ
ス堆積膜が提案され、その幾つかは実用に付されている
[Prior Art] Amorphous silicon, such as hydrogen or hydrogen Amorphous deposited films such as amorphous silicon compensated with and halogen (eg, fluorine, chlorine, etc.) have been proposed, and some of them have been put into practical use.

【0003】こうした堆積膜の形成方法として従来、ス
パッタリング法、熱により原料ガスを分解する方法(熱
CVD法)、光により原料ガスを分解する方法(光CV
D法)、プラズマにより原料ガスを分解する方法(プラ
ズマCVD法)等、多数の方法が知られている。中でも
、プラズマCVD法、すなわち、原料ガスを直流または
高周波、マイクロ波グロー放電等によって分解し、ガラ
ス、石英、耐熱性合成樹脂フィルム、ステンレス、アル
ミニウムなどの基体上に薄膜状の堆積膜を形成する方法
は、電子写真用アモルファスシリコン堆積膜の形成方法
等に現在実用化が非常に進んでおり、そのための装置も
各種提案されている。特に、近年堆積膜形成方法として
マクロ波グロー放電分解を用いたプラズマCVD法すな
わちマイクロ波プラズマCVD法(以下MW−PCVD
法と記す)が工業的にも注目されている。
Conventional methods for forming such a deposited film include a sputtering method, a method of decomposing the source gas by heat (thermal CVD method), and a method of decomposing the source gas by light (optical CVD method).
A large number of methods are known, such as method D) and a method of decomposing the source gas using plasma (plasma CVD method). Among these, the plasma CVD method, in which a raw material gas is decomposed by direct current, high frequency, microwave glow discharge, etc., and a thin film deposited film is formed on a substrate such as glass, quartz, heat-resistant synthetic resin film, stainless steel, or aluminum. The method is currently being put into practical use as a method for forming an amorphous silicon deposited film for electrophotography, and various apparatuses for this purpose have also been proposed. In particular, in recent years, the plasma CVD method (hereinafter referred to as MW-PCVD) using macrowave glow discharge decomposition has been used as a method for forming deposited films.
(hereinafter referred to as "law") is attracting attention from an industrial perspective.

【0004】MW−PCVD法は、他の方法に比べ高い
デポジション速度と高い原料ガス利用効率という利点を
有している。こうした利点を生かしたマイクロ波プラズ
マCVD技術の1つの例が、米国特許4,504,51
8 号に記載されている。該特許に記載の技術は、0.
1Torr 以下の低圧によりMW−PCVD法により
高速の堆積速度で良質の堆積膜を得るというものである
[0004] The MW-PCVD method has advantages over other methods in terms of high deposition rate and high raw material gas utilization efficiency. One example of microwave plasma CVD technology that takes advantage of these advantages is U.S. Patent No. 4,504,51
It is stated in No. 8. The technology described in the patent is 0.
A high quality deposited film can be obtained at a high deposition rate by the MW-PCVD method using a low pressure of 1 Torr or less.

【0005】さらに、MW−PCVD法により原料ガス
の利用効率を改善するための技術が特開昭60−186
849 号公報に記載されている。該公報に記載の技術
は、マイクロ波エネルギーの導入部を取り囲むように基
体を配置して内部チャンバー(すなわち放電空間)を形
成するようにし、原料ガス利用効率を非常に高めるよう
にしたものである。
Furthermore, a technique for improving the utilization efficiency of raw material gas by the MW-PCVD method was disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-186.
It is described in Publication No. 849. In the technology described in this publication, a base body is arranged to surround a microwave energy introduction part to form an internal chamber (i.e., a discharge space), thereby greatly increasing raw material gas utilization efficiency. .

【0006】これらの従来の技術により比較的厚い光導
電性材料を、ある程度高速の堆積速度と原料ガスの利用
効率で製造することが可能となった。
These prior art techniques have made it possible to produce relatively thick photoconductive materials with reasonably high deposition rates and efficient raw material gas utilization.

【0007】図4(A)、(B)は、それぞれマイクロ
波プラズマCVD装置の従来例の軸線に沿う部分縦断面
図と、そのX−X切断面に沿う横断面図である。
FIGS. 4A and 4B are a partial vertical cross-sectional view along the axis of a conventional microwave plasma CVD apparatus and a cross-sectional view taken along the XX section thereof, respectively.

【0008】反応容器401 は、真空気密化構造を成
している。また、マイクロ波導入窓(以下導入窓と称す
)402 は、マイクロ波電力を反応容器401 内に
効率よく透過し、かつ真空機密を保持し得るような材料
(例えば石英ガラス、アルミナセラミックス等)で形成
されている。 導波管403はマイクロ波電力の伝送を行なう導波管で
あり、マイクロ波電源から反応容器401 近傍までの
矩形の部分と、反応容器401に挿入された円筒形の部
分から成っており、スタブチューナー(図示せず)、ア
イソレーター(図示せず)とともにマイクロ波電源(図
示せず)に接続されている。導入窓402 は反応容器
401 内の雰囲気を保持するために導波管403 の
円筒形の部分の内壁に気密封止されている。排気管40
4 は一端が反応容器401 内に開口し、他端が排気
装置(図示せず)に連通している。管408 、409
 9は原料ガス供給管である。放電空間406 は円筒
状基体405 により囲まれた空間である。また、本装
置には加熱用ヒーター407 、回転軸410 、回転
用モーター411 が含まれている。なお、反応容器4
01 は放電トリガー等を用いることなく自励放電によ
って放電を開始せしめるため、該マイクロ波電源(図示
せず)の発振周波数に共振するような空洞共振器構造と
するのが一般的である。
[0008] The reaction vessel 401 has a vacuum-tight structure. Further, the microwave introduction window (hereinafter referred to as introduction window) 402 is made of a material (for example, quartz glass, alumina ceramics, etc.) that can efficiently transmit microwave power into the reaction vessel 401 and maintain vacuum confidentiality. It is formed. The waveguide 403 is a waveguide for transmitting microwave power, and consists of a rectangular part extending from the microwave power source to the vicinity of the reaction vessel 401, and a cylindrical part inserted into the reaction vessel 401. It is connected to a microwave power source (not shown) along with a tuner (not shown) and an isolator (not shown). The introduction window 402 is hermetically sealed to the inner wall of the cylindrical portion of the waveguide 403 in order to maintain the atmosphere within the reaction vessel 401 . exhaust pipe 40
4 opens into the reaction vessel 401 at one end and communicates with an exhaust system (not shown) at the other end. tubes 408, 409
9 is a raw material gas supply pipe. The discharge space 406 is a space surrounded by the cylindrical base 405 . Further, this device includes a heating heater 407, a rotating shaft 410, and a rotating motor 411. Note that the reaction container 4
Since the 01 starts discharge by self-excited discharge without using a discharge trigger or the like, it generally has a cavity resonator structure that resonates with the oscillation frequency of the microwave power source (not shown).

【0009】このような従来のマイクロ波プラズマCV
D装置による電子写真感光体の堆積膜形成は概略、以下
の様にして行なわれる。
Such conventional microwave plasma CV
Formation of a deposited film on an electrophotographic photoreceptor using apparatus D is generally carried out as follows.

【0010】まず、堆積膜形成用の円筒状基体405 
を洗浄して、基体上の油、ダスト等の表面の汚れを取り
除き清浄な状態にする。また、マイクロ波導入窓402
 等の部品も充分洗浄しておく。そして、無塵室内で反
応容器401 を開けて大気圧状態にする。次いで、堆
積膜形成用の反応容器401 内に、円筒状基体405
 および導入窓402等を設置する。再び反応容器40
1 を閉じて真空ポンプ(図示せず)により排気管40
4 を介して、反応容器401 を排気し、反応容器4
01 内の圧力を1 ×10−7Torr以下に調節す
る。次いで、ヒーター406 により、基体405 の
温度を膜堆積に好適な温度に加熱保持する。そこへ原料
ガス供給用の管408 、409 を介して、例えばア
モルファスシリコン堆積膜を形成する場合であればシラ
ンガス等の原料ガスを反応容器401 内に導入する。 それと同時併行的にマイクロ波電源(図示せず)に周波
数500MHz以上の好ましくは2.45GHz のマ
イクロ波を発生させ、導波管403 を通じ、導入窓4
02 を介して反応容器401 内にマイクロ波エネル
ギーを導入する。かくして基体405により囲まれた放
電空間406 に於て、原料ガスはマイクロ波のエネル
ギーにより励起されて解離し、中性ラジカル粒子、イオ
ン粒子、電子等が生成され、それらが相互に反応して、
基体405 の表面に堆積膜が形成される。この時、基
体405 が設置された保持具の回転軸410 をモー
ター411 により回転させ、基体405 を基体母線
方向の中心軸の回りに回転させることにより、基体40
5 の全周に渡って均一に堆積膜が形成される。
First, a cylindrical substrate 405 for forming a deposited film is prepared.
Clean the substrate to remove oil, dust, and other surface contaminants. Additionally, the microwave introduction window 402
Clean other parts thoroughly. Then, the reaction vessel 401 is opened in the dust-free room to bring it to atmospheric pressure. Next, a cylindrical substrate 405 is placed in a reaction vessel 401 for forming a deposited film.
and an introduction window 402 etc. are installed. Reaction vessel 40 again
1. Close the exhaust pipe 40 using a vacuum pump (not shown).
4, the reaction vessel 401 is evacuated, and the reaction vessel 401 is evacuated via
01 Adjust the pressure within 1 x 10-7 Torr or less. Next, the temperature of the substrate 405 is maintained at a temperature suitable for film deposition using a heater 406 . There, a source gas such as silane gas is introduced into the reaction vessel 401 through tubes 408 and 409 for supplying source gas, for example, in the case of forming an amorphous silicon deposited film. At the same time, a microwave power source (not shown) generates microwaves with a frequency of 500 MHz or more, preferably 2.45 GHz, through the waveguide 403 and into the introduction window 4.
Microwave energy is introduced into the reaction vessel 401 via 02. In the discharge space 406 surrounded by the base 405, the raw material gas is excited by the microwave energy and dissociates, producing neutral radical particles, ion particles, electrons, etc., which react with each other.
A deposited film is formed on the surface of the base 405. At this time, the rotating shaft 410 of the holder on which the base 405 is installed is rotated by the motor 411, and the base 405 is rotated around the central axis in the base generatrix direction.
A deposited film is formed uniformly over the entire circumference of the 5.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のマイク
ロ波プラズマCVD装置には、従来技術の欠点として、
以下に示す問題がある。
Problems to be Solved by the Invention The above-mentioned conventional microwave plasma CVD apparatus has the following drawbacks:
There are problems shown below.

【0012】従来、導入窓には、透過損失を極力防ぐた
めに、誘電率(E)、誘電体損失角(tanδ)の小さ
い材料が使用されている。この誘電率、誘電体損失角よ
り選定される材料としてベリリア(BeO)、テフロン
、アルミナセラミックス等が挙げられる。またさらに導
入窓材料として具備すべき特性としては、放電熱輻射、
あるいはマイクロ波の吸収により窓の昇温に対する耐熱
性、耐熱衝撃性、さらに反応容器内を真空に保つための
真空保持性が必要である。このような厳しい条件を満た
す窓材料として従来は実質的にアルミナ100%の導入
窓が用いられていた。また、一方で、膜質の向上および
コストダウンのために成膜速度をさらに上げるためには
、導入するマイクロ波の電力を増大せざるを得なくなっ
ており、従来の窓材料は、このようにより大きいマイク
ロ波電力を連続的に導入し、プラズマ放電を励起、維持
させた場合、導入窓に堆積した堆積膜のマイクロ波吸収
による昇温、あるいは導入窓自体のマイクロ波の吸収に
よる昇温等により短時間内に窓材料の融解あるいは破壊
が生ずるという欠点がある。
Conventionally, a material with a small dielectric constant (E) and a small dielectric loss angle (tan δ) has been used for the introduction window in order to prevent transmission loss as much as possible. Examples of materials selected based on the dielectric constant and dielectric loss angle include beryllia (BeO), Teflon, and alumina ceramics. Furthermore, the characteristics that the introduced window material should have include discharge heat radiation,
Alternatively, it is necessary to have heat resistance and thermal shock resistance against the rise in temperature of the window due to absorption of microwaves, as well as vacuum retention ability to maintain a vacuum inside the reaction vessel. Conventionally, a window made of substantially 100% alumina has been used as a window material that satisfies such strict conditions. On the other hand, in order to further increase the film formation speed to improve film quality and reduce costs, it is necessary to increase the power of the microwaves introduced, and conventional window materials are When microwave power is continuously introduced to excite and maintain plasma discharge, it may be short-lived due to temperature rise due to microwave absorption of the deposited film deposited on the introduction window, or temperature rise due to microwave absorption of the introduction window itself. The disadvantage is that melting or destruction of the window material occurs over time.

【0013】例えばアモルファスシリコン感光体の生産
の場合、ドラム上の堆積膜の膜厚として通常30ミクロ
ン以上が堆積される。このとき導入窓の反応容器側表面
にも同様に堆積膜が形成される。特に原料ガス利用効率
を上げるために図4(A)および(B)のように円筒状
基体が放電空間を取り囲むように配置されたマイクロ波
プラズマCVD装置の場合には、円筒状基体は表面全体
に堆積膜を形成するために回転しており、一方、導入窓
は静止しているため、導入窓に堆積する膜の厚さは円筒
状基体の表面に堆積する膜の数倍の厚さになってしまう
For example, in the production of amorphous silicon photoreceptors, the thickness of the deposited film on the drum is usually 30 microns or more. At this time, a deposited film is similarly formed on the surface of the introduction window facing the reaction vessel. In particular, in the case of a microwave plasma CVD apparatus in which a cylindrical substrate is arranged so as to surround the discharge space as shown in FIGS. 4(A) and 4(B) in order to increase the raw material gas utilization efficiency, the entire surface of the cylindrical substrate is Since the introduction window is stationary, the thickness of the film deposited on the introduction window is several times that of the film deposited on the surface of the cylindrical substrate. turn into.

【0014】ところが導入窓表面に厚く堆積膜が形成さ
れた場合、以下のような問題点が発生する。 (1)  導入窓表面に堆積した堆積膜により導入窓を
通過するマイクロ波が反射、吸収され、マイクロ波の透
過率が低下し、反応容器内にマイクロ波電力が十分は入
らなくなる。 (2)  導入窓表面に堆積した堆積膜によりマイクロ
波が吸収され、昇温することにより導入窓の融解、破壊
の原因になる。 (3)  導入窓表面に堆積した膜が厚くなると、その
内部応力で剥がれて飛散し、成膜雰囲気を汚染し、基体
上の堆積膜の欠陥の原因となる。
However, when a thick deposited film is formed on the surface of the introduction window, the following problems occur. (1) The deposited film deposited on the surface of the introduction window reflects and absorbs the microwaves passing through the introduction window, reducing the transmittance of the microwaves and preventing sufficient microwave power from entering the reaction vessel. (2) Microwaves are absorbed by the deposited film deposited on the surface of the introduction window, which increases the temperature and causes melting and destruction of the introduction window. (3) When the film deposited on the surface of the introduction window becomes thick, its internal stress causes it to peel off and scatter, contaminating the film forming atmosphere and causing defects in the deposited film on the substrate.

【0015】これらの問題は導入窓の耐久性を減じ、マ
イクロ波の電力を増大させた条件ではさらに顕著なもの
となる。
These problems reduce the durability of the introduction window and become even more pronounced under conditions of increased microwave power.

【0016】このようにマイクロ波の電力を増大させた
条件における連続使用に対しては、高耐久性の導入窓材
料がなく、生産性を考慮した場合実用に全く耐えられな
いことが問題になり、これらの問題に対して、従来より
種々の検討が行なわれてきた。例えば導入窓の耐久性の
問題に対して特開昭64−56873号公報ではその対
策としてアルミナセラミックスに、SiO2、CaO 
、MgO 等のガラス質成分を少量添加することにより
、該導入窓の耐熱性、耐熱衝撃性、マイクロ波の透過性
等を向上させるという技術が開示されている。これによ
り導入窓の耐久性は従来よりもある程度同情した。また
導入窓表面に堆積する堆積膜によりマイクロ波の透過率
の低下の問題に対しては、特開昭63−145781 
号公報にその対策の1つが開示されている。該公報に記
載の技術は、導入窓表面を粗面で構成することにより、
導入窓に堆積した堆積膜の低抵抗化を抑制し、マイクロ
波の透過率の低下を抑制するものである。
[0016] For continuous use under such conditions of increased microwave power, there is no highly durable introduction window material, and the problem is that it cannot withstand practical use at all when productivity is taken into account. , Various studies have been made to address these problems. For example, in order to solve the problem of the durability of the introduction window, Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-56873 uses alumina ceramics such as SiO2, CaO2,
A technique has been disclosed in which the heat resistance, thermal shock resistance, microwave transmittance, etc. of the introduction window are improved by adding a small amount of a glassy component such as , MgO 2 or the like. As a result, the durability of the introduced window has improved to some extent compared to the conventional one. Furthermore, in order to solve the problem of the decrease in microwave transmittance due to the deposited film deposited on the surface of the introduction window,
One of the countermeasures is disclosed in the publication No. The technology described in this publication has a rough introduction window surface,
This suppresses the reduction in resistance of the deposited film deposited on the introduction window and suppresses the decrease in microwave transmittance.

【0017】このような堆積膜形成方法の進歩により、
ある程度の堆積速度では実用な特性と均一性の堆積膜を
得ることが可能になったが連続して何バッチも繰り返し
て生産する生産装置においては次のような問題が存在す
る。
With the progress of such deposited film forming methods,
Although it has become possible to obtain a deposited film with practical characteristics and uniformity at a certain deposition rate, the following problems exist in production equipment that repeatedly produces many batches.

【0018】導入窓は前述のようにその反応容器側の表
面にも堆積膜が堆積するため、1回の成膜毎に反応容器
から取り出して、アルカリエッチングまたはサンドブラ
スト等により堆積した膜を除去して再使用されている。 この堆積膜除去の工程により、導入窓自体も少しずつ劣
化され、ある程度、成膜と堆積膜除去の工程が繰り返さ
れると、耐熱性、耐熱衝撃性および耐機械的強度等の耐
久性が低下し、その結果、成膜中に膜剥がれが増大した
り、あるいは融解、破壊が起こることがある。従って、
耐熱性、耐熱衝撃性、耐機械的強度あるいはマイクロ波
の透過率低下の抑制といった成膜時における対策のみで
は、量産時における繰り返しの過酷な使用条件に対して
はまだ不十分なものであった。
As mentioned above, since a deposited film is also deposited on the surface of the introduction window on the side of the reaction vessel, it is removed from the reaction vessel after each film formation and the deposited film is removed by alkali etching or sandblasting. are being reused. This process of removing the deposited film gradually deteriorates the introduction window itself, and to some extent, if the process of film formation and removing the deposited film is repeated, durability such as heat resistance, thermal shock resistance, and mechanical strength will decrease. As a result, film peeling may increase during film formation, or melting or destruction may occur. Therefore,
Measures taken at the time of film formation, such as heat resistance, thermal shock resistance, mechanical strength, or suppression of decrease in microwave transmittance, were still insufficient to withstand the repeated harsh conditions of use during mass production. .

【0019】また、導入窓は耐熱性、耐熱衝撃性、真空
保持性、およびマイクロ波透過特性に優れた性質を具備
したものでなくてはならない。従来の窓材料は、マイク
ロ波電力の吸発熱およびプラズマ放電空間よりの輻射熱
により熱衝撃に対してアルミナセラミックスに、SiO
2、CaO 、MgO 等のガラス質成分を少量添加す
ることによりある程度耐久性の向上が行なわれていたが
、成膜と成膜後の後処理である堆積膜の除去の繰り返し
の操作に対する耐久性の問題に対しては必ずしも満足で
きるものではなかった。
The introduction window must also have excellent heat resistance, thermal shock resistance, vacuum retention, and microwave transmission properties. Conventional window materials are made of alumina ceramics, SiO
2. Durability has been improved to some extent by adding small amounts of glassy components such as CaO and MgO, but the durability against repeated operations of film formation and post-processing to remove the deposited film has not been improved. The problem was not always satisfactory.

【0020】以上述べたように生産性の効率化を考えた
場合、このような解決すべき問題点が残存している。
As described above, when considering efficiency in productivity, such problems remain to be solved.

【0021】本発明の目的は、上述のごとき従来のMW
−PCVD法によるマイクロ波プラズマCVD装置にお
ける諸問題を克服して、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、光記電力デバイス、その他各種エレクトロニクス素
子、光学素子に用いる素子部材として特性の良い堆積膜
を、MW−PCVD法により、安価に安定して歩留まり
良く高速形成し得るマイクロ波プラズマCVD装置を提
供することにある。
[0021] The object of the present invention is to
- Overcome various problems in microwave plasma CVD equipment using the PCVD method and use it for semiconductor devices, photoreceptor devices for electrophotography, line sensors for image input, imaging devices, optical power devices, and other various electronic devices and optical devices. It is an object of the present invention to provide a microwave plasma CVD apparatus capable of forming a deposited film having good characteristics as an element member at low cost, stably, with high yield, and at high speed by the MW-PCVD method.

【0022】本発明の目的は特に10ミクロン以上の比
較的厚いアモルファスシリコン堆積膜形成時に高品質の
堆積膜を、MW−PCVD法により、高速形成し得るマ
イクロ波プラズマCVD装置を提供することにある。具
体的には、マイクロ波の導入窓の材料として、第1に、
耐熱性に優れ、第2に耐熱衝撃性に優れ、第3に耐機械
的強度に優れた高破壊靱性をもち、第4に真空保持特性
に優れ、第5に成膜と堆積膜の除去という過酷な繰り返
しの使用に対して第1から第4の特性をより長期間維持
できる導入窓を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a microwave plasma CVD apparatus capable of forming a relatively thick amorphous silicon deposited film of 10 microns or more at high speed by using the MW-PCVD method. . Specifically, the materials for the microwave introduction window are:
It has excellent heat resistance, secondly, it has excellent thermal shock resistance, thirdly, it has high fracture toughness with excellent mechanical strength, fourthly, it has excellent vacuum retention characteristics, and fifthly, it has excellent film formation and removal of deposited films. It is an object of the present invention to provide an introduction window in which the first to fourth characteristics can be maintained for a longer period of time even under severe repeated use.

【0023】[0023]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するには
、高堆積速度と高ガス利用効率の利点を持つ従来のマイ
クロ波CVD装置において、アモルファスシリコン機能
性堆積膜を効率よく安定に堆積させるため、マイクロ波
発振器から供給されるマイクロ波電力を反応容器内に効
率よくかつ安定に伝送できるマイクロ波の導入窓が、成
膜と成膜後の後処理との繰り返しの使用に対して十分な
耐久性を持つことが必要不可欠であり、このため、導入
窓材料としてアルミナ−ジルコニア系複合材料を用いる
ことにより、MW−PCVD法における耐熱性、耐熱衝
撃性の向上、さらに導入窓の成膜後の後処理である導入
窓上に堆積した堆積膜の除去という繰り返しの使用に十
分耐え得る優れた高耐久の導入窓を得ることができると
いう知見を得た。
[Means for Solving the Problem] In order to achieve the above object, an amorphous silicon functional deposited film can be efficiently and stably deposited using a conventional microwave CVD apparatus which has the advantages of high deposition rate and high gas utilization efficiency. Therefore, the microwave introduction window that can efficiently and stably transmit the microwave power supplied from the microwave oscillator into the reaction vessel is sufficient for repeated use of film formation and post-processing after film formation. Durability is essential, and for this reason, by using an alumina-zirconia composite material as the introduction window material, it is possible to improve the heat resistance and thermal shock resistance in the MW-PCVD method, and also to improve the durability after the introduction window is formed. It was found that it is possible to obtain an excellent and highly durable introduction window that can sufficiently withstand repeated use in the post-treatment of removing the deposited film deposited on the introduction window.

【0024】本発明は、該知見に基づいて完成せしめた
ものであり、その骨子とするとこるは、実質的に密封し
得る反応容器内に基体を配置し、該基体と接する放電空
間に導入窓を介してマイクロ波を導入し、マイクロ波放
電プラズマを生成する手段と、原料ガスを供給する手段
と、該反応容器内を排気する手段とを有するマイクロ波
プラズマCVD法により堆積膜を形成するマイクロ波プ
ラズマCVD装置において、前記マイクロ波の導入窓が
、Al2O3 とZrO2とから組成されたものであり
、そのうち安定家財によって部分安定化または安定化し
たZrO2をその組成比において1%以上90%以下の
範囲内で含有し、他の成分を実質的にα−アルミナであ
るアルミナ−ジルコニア系複合セラミックスとするもの
である。
The present invention was completed based on this knowledge, and its gist is that a base is placed in a reaction vessel that can be substantially sealed, and an introduction window is provided in a discharge space in contact with the base. A microwave plasma CVD method is used to form a deposited film by a microwave plasma CVD method, which includes means for introducing microwaves through the reactor to generate microwave discharge plasma, means for supplying raw material gas, and means for evacuating the inside of the reaction vessel. In the wave plasma CVD apparatus, the microwave introduction window is composed of Al2O3 and ZrO2, of which ZrO2 partially stabilized or stabilized by stable household materials is contained in a composition ratio of 1% to 90%. This is an alumina-zirconia composite ceramic in which the other components are substantially α-alumina.

【0025】[0025]

【作用】アルミナ−ジルコニア系複合セラミックス材料
をマイクロ波導入窓剤として使用することにより、導入
窓の成膜と堆積膜除去の繰り返しの使用に対する耐久性
が向上し、長期間に渡って連続的に安定して、特性の優
れた堆積膜の形成が行なわれる。
[Action] By using alumina-zirconia composite ceramic material as a microwave introduction window material, the durability against repeated use of film formation and deposited film removal on the introduction window is improved, and it can be used continuously over a long period of time. A deposited film with excellent properties is stably formed.

【0026】[0026]

【実施例】次に、本発明の基になった実験とその結果に
ついて説明する。 実験1 アルミナ(A−16SG)、部分安定化ジルコニア(T
Z−3Y )、分散剤(ポリアクリル酸アンモニウム塩
)および純水を表1に示す組成比で配合し、アルミナ製
ボールミルに入れ、25φ、15φ、5 φのアルミナ
製球石をそれぞれ重量比1:1:1の割合で原料粉体と
同重量用いて120 rpm の回転速度で48時間湿
式混合して泥漿を得た。この泥漿を真空脱泡した後32
メッシュのフィルターに通し1500kg/cm2の圧
力でプレス成形し、電気炉にて1000℃で仮焼した後
、面とり加工を行い、その後1600℃で本焼成をおこ
ない本発明のアルミナ−ジルコニア系複合セラミックス
製のマイクロ波電力の導入窓を作製した。以上の条件で
作製した導入窓と図1に示すMW−PCVD装置を用い
て、表2に示す放電条件により、連続放電を実施し、ア
ルミナ−ジルコニア系複合セラミックスが破壊により放
電続行不可能になるまでの放電維持時間を測定した。そ
の結果は表3のとおりである。ここで◎は耐久時間15
0 分以上、○は耐久時間110分以上、△は耐久時間
60分以上、×は耐久時間30分未満を意味している。 表3より明らかなように、本発明によるアルミナ−ジル
コニア系複合セラミックスは、アルミナ/ジルコニアの
組成比か99/1〜10/90 の範囲で放電安定性お
よび耐熱性が優れており、特に95/5−50/50 
の範囲で放電安定性および耐熱性が極めて優れているこ
とが判明した。発明者らは、これはアルミナマトリック
ス中に分散されたジルコニア粒子が、正方晶のまま常温
でも存在可能なため、外部からの応力に対して応力誘起
転移により、外部からの応力を緩和し、それによって破
壊靱性値が向上したためであると考えている。
EXAMPLES Next, experiments on which the present invention is based and their results will be explained. Experiment 1 Alumina (A-16SG), partially stabilized zirconia (T
Z-3Y), a dispersant (polyacrylic acid ammonium salt), and pure water were mixed in the composition ratio shown in Table 1, placed in an alumina ball mill, and alumina balls of 25φ, 15φ, and 5φ were mixed at a weight ratio of 1. : The same weight as the raw material powder was used at a ratio of 1:1 and wet mixed at a rotation speed of 120 rpm for 48 hours to obtain a slurry. After vacuum degassing this slurry, 32
The alumina-zirconia composite ceramic of the present invention is passed through a mesh filter, press-formed at a pressure of 1500 kg/cm2, calcined at 1000°C in an electric furnace, chamfered, and then main fired at 1600°C. A microwave power introduction window was fabricated. Using the introduction window prepared under the above conditions and the MW-PCVD apparatus shown in Figure 1, continuous discharge was performed under the discharge conditions shown in Table 2, and the alumina-zirconia composite ceramic was destroyed and it became impossible to continue the discharge. The discharge maintenance time was measured. The results are shown in Table 3. Here ◎ is durability time 15
0 minutes or more, ○ means durability time of 110 minutes or more, Δ means durability time of 60 minutes or more, × means durability time of less than 30 minutes. As is clear from Table 3, the alumina-zirconia composite ceramic according to the present invention has excellent discharge stability and heat resistance when the alumina/zirconia composition ratio is in the range of 99/1 to 10/90. 5-50/50
It was found that the discharge stability and heat resistance were extremely excellent within the range of . The inventors believe that this is because the zirconia particles dispersed in the alumina matrix can exist as a tetragonal crystal even at room temperature. We believe that this is due to the improvement in fracture toughness.

【0027】[0027]

【表1】[Table 1]

【0028】[0028]

【表2】[Table 2]

【0029】[0029]

【表3】 実験2 成膜後の後処理であるアルカリエッチングとサンドブラ
ストに対する耐久性を調べるために、実験1と同様の条
件で作製した表1に示す組成比の導入窓を用いて、80
℃、pH≒13のNaOH溶液の中に1時間放置した後
30分水洗し、150 ℃で1時間乾燥させた。次に導
入窓の表面を粒径約100 ミクロンのガラス製の研磨
剤を用いて4Kg/cm2 の圧力で10分間サンドブ
ラスト処理を行った。この操作を50回繰り返した後、
実験1と同様の条件で放電の安定性と、アルミナ−ジル
コニア系複合セラミックスが破壊により放電続行不可能
になるまでの放電維持時間とを測定した。この結果を表
4に示す。
[Table 3] Experiment 2 In order to investigate the durability against alkali etching and sandblasting, which are post-treatments after film formation, an introduction window with the composition ratio shown in Table 1, which was prepared under the same conditions as Experiment 1, was used.
The sample was left in a NaOH solution at pH≈13 for 1 hour, washed with water for 30 minutes, and dried at 150°C for 1 hour. Next, the surface of the introduction window was sandblasted for 10 minutes at a pressure of 4 kg/cm2 using a glass abrasive having a particle size of about 100 microns. After repeating this operation 50 times,
Under the same conditions as in Experiment 1, the stability of the discharge and the discharge maintenance time until the alumina-zirconia composite ceramic became impossible to continue the discharge due to destruction were measured. The results are shown in Table 4.

【0030】[0030]

【表4】 ここで◎は耐久時間150 分以上、○は耐久時間11
0 分以上、△は耐久時間60分以上、×は耐久時間3
0分未満を意味している。表4より明らかなように、本
発明によるアルミナ−ジルコニア系複合セラミックスは
、このようなアルカリエッチングとサンドブラストとい
う過酷な条件の繰り返し使用に対してもアルミナ/ジル
コニアの組成比が99/1〜10/90 の範囲で放電
安定性および耐熱性が優れており、特に95/5〜50
/50 の範囲で放電安定性および耐熱性が極めて優れ
ていることが判明した。 実験3 セラミックス材料はその焼成条件により特性が変化する
。そこで導入窓の作製温度による影響を調べるためにプ
レス成形体の仮焼温度を600 〜1400℃まで変化
させて、仮焼体の外観上の評価をし、良好な仮焼体のみ
、1100〜1700℃まで変化させて焼成し導入窓を
作製した。作製した導入窓を図1に示すMW−PCVD
装置に用いて、実験2と同様な評価を行なった。但し、
アルミナ−ジルコニアの組成比はサンプル6(アルミナ
/ジルコニア=80/20 )の条件で配合し、泥漿の
調整条件は実験1に準じた。その結果を表5−1および
5−2に示す。
[Table 4] Here, ◎ means durability time of 150 minutes or more, and ○ means durability time of 11 minutes.
0 minutes or more, △ means durability time of 60 minutes or more, × means durability time of 3 minutes
It means less than 0 minutes. As is clear from Table 4, the alumina-zirconia composite ceramic according to the present invention has an alumina/zirconia composition ratio of 99/1 to 10/1 even when used repeatedly under such harsh conditions of alkali etching and sandblasting. Excellent discharge stability and heat resistance in the range of 90%, especially in the range of 95/5 to 50%.
It was found that the discharge stability and heat resistance were extremely excellent in the range of /50. Experiment 3 The characteristics of ceramic materials change depending on the firing conditions. Therefore, in order to investigate the influence of the production temperature of the introduction window, the calcining temperature of the press-formed body was varied from 600 to 1400°C, and the appearance of the calcined body was evaluated. The introduction window was produced by firing at a temperature varying to ℃. The introduced window prepared by MW-PCVD is shown in Figure 1.
The same evaluation as in Experiment 2 was conducted using the device. however,
The alumina-zirconia composition ratio was blended under the conditions of Sample 6 (alumina/zirconia = 80/20), and the conditions for preparing the slurry were the same as in Experiment 1. The results are shown in Tables 5-1 and 5-2.

【0031】[0031]

【表5】[Table 5]

【0032】[0032]

【表6】 表5−1はプレス成形後の成形体の仮焼温度と仮焼後の
仮焼体の評価を示す。ここで◎は非常に良好、○は良好
、△は仮焼が不十分あるいは端部に微細なクラックの発
生、×は仮焼が大幅に不十分あるいは部分的に大きなク
ラックの発生を意味している。また表5−2は導入窓の
連続放電に対する耐久性を示す。ここで◎は耐久時間1
50 分以上、○は耐久時間110 分以上、△は耐久
時間60分以上、×は耐久時間30分未満を意味してい
る。表5−1および5−2から明らかなように、本発明
におけるマイクロ波導入窓の仮焼温度および本焼成温度
はそれぞれ700〜1200℃、1200 〜1700
℃、好ましくはそれぞれ750 〜1150℃、125
0 〜1650℃、好ましくはそれぞれ800 〜11
00℃、1300〜1600℃の範囲であることがわか
る。さらに表1に示す組成のサンプル3からサンプル1
3に対しても同様の操作と同様の評価を行ったところ同
様に良好な結果を得た。
[Table 6] Table 5-1 shows the calcination temperature of the molded body after press molding and the evaluation of the calcined body after calcination. Here, ◎ means very good, ○ means good, △ means insufficient calcination or the occurrence of minute cracks at the edges, × means very insufficient calcination or the occurrence of large cracks in some parts. There is. Furthermore, Table 5-2 shows the durability of the introduction window against continuous discharge. Here ◎ is durability time 1
50 minutes or more, ○ means durability time of 110 minutes or more, Δ means durability time of 60 minutes or more, and × means durability time of less than 30 minutes. As is clear from Tables 5-1 and 5-2, the calcination temperature and main calcination temperature of the microwave introduction window in the present invention are 700 to 1200°C and 1200 to 1700°C, respectively.
°C, preferably 750 to 1150 °C, 125 °C, respectively
0 to 1650°C, preferably 800 to 11°C, respectively
It can be seen that the temperature ranges from 00°C to 1300 to 1600°C. Furthermore, sample 3 to sample 1 with the composition shown in Table 1
Similar operations and similar evaluations were performed on Sample No. 3, and similarly good results were obtained.

【0033】以上、本実験に用いた導入窓の作製条件は
、アルミナ/ジルコニアの組成比80/20 ,プレス
圧力1500kg/cm2、仮焼温度1000℃、本焼
成温度1600℃とした。
The conditions for manufacturing the introduction window used in this experiment were as follows: alumina/zirconia composition ratio of 80/20, pressing pressure of 1500 kg/cm2, calcination temperature of 1000°C, and main firing temperature of 1600°C.

【0034】本発明によるアルミナ−ジルコニア系複合
セラミックスの特徴は、主原料であるα−アルミナに対
して部分安定化ZrO2が最適な範囲で存在する必要が
あることを示している。すなわち未安定ZrO2が組成
比において50%以上をこえて存在する場合は、強度的
には問題はないが、マイクロ波の透過率が若干低下する
ため反応容器内へのマイクロ波電力の投入時の損失が大
きくなるため好ましくない。一方部分安定化ZrO2が
組成比において1%未満すなわちα−アルミナ成分が組
成比において99.5%を越えて存在する場合、高温焼
成することにより一般用途として使用可能であるが、マ
イクロ波導入窓材料としては、アルミナ粒子同志の結合
が弱く、マイクロ波吸収発熱およびプラズマ輻射熱によ
る熱衝撃に耐えられなく、破壊されてしまうため、好ま
しくない。従って本発明の特徴であるα−アルミナに混
合する部分安定化ZrO2の組成比の有効な範囲は1%
以上90%以下、好ましくは5%以上50%以下である
The characteristics of the alumina-zirconia composite ceramic according to the present invention indicate that partially stabilized ZrO2 must be present in an optimal range with respect to α-alumina, which is the main raw material. In other words, if the composition ratio of unstable ZrO2 exceeds 50%, there will be no problem in terms of strength, but the microwave transmittance will decrease slightly, making it difficult to apply microwave power to the reaction vessel. This is not preferable because it increases the loss. On the other hand, if the partially stabilized ZrO2 is less than 1% in composition ratio, that is, the α-alumina component is present in more than 99.5%, it can be used for general purposes by firing at a high temperature, but it cannot be used for microwave introduction windows. This is not preferable as a material because the bonds between alumina particles are weak and cannot withstand thermal shock due to microwave absorption heat generation and plasma radiant heat, resulting in destruction. Therefore, the effective range of the composition ratio of partially stabilized ZrO2 mixed with α-alumina, which is a feature of the present invention, is 1%.
It is 90% or less, preferably 5% or more and 50% or less.

【0035】このような本発明のアルミナ−ジルコニア
系複合セラミックス材料は、マイクロ波導入窓材料とし
てまぬがれることのできない、マイクロ波の吸収による
アルミナセラミックスの内部発熱と、反応容器内で生起
させたプラズマからの輻射による外部熱の双方からの特
徴のある極めて過酷な熱衝撃に対して、極めて安定であ
り、かつ長時間の連続反応を可能とし、さらに成膜と成
膜後の後処理である導入窓の堆積膜の除去(アルカリエ
ッチング/サンドブラスト)との繰り返しの使用に対し
てもその耐久性を大幅に向上することが可能となった。
The alumina-zirconia composite ceramic material of the present invention can be used as a microwave introduction window material because of the internal heat generation of the alumina ceramic due to microwave absorption and the plasma generated in the reaction vessel. It is extremely stable against extremely severe thermal shocks from both external heat due to radiation and enables continuous reactions for long periods of time. It has become possible to significantly improve the durability of the product even when used repeatedly to remove the deposited film (alkaline etching/sandblasting).

【0036】本発明におけるマイクロ波導入窓材のアル
ミナとしては、粒径0.01〜10μm の好ましくは
0.05〜5.0 μmのα−アルミナが適している。 また同様にジルコニアとしては、粒径0.001 〜5
.0 μm の好ましくは0.05〜3.0 μm の
部分安定化ジルコニアが適している。またジルコニアの
安定化剤としてはCeO2、CaO 、MgO 、Y2
O3 等、何れの安定化剤を用いても有効である。さら
に未安定ジルコニアと安定化または部分安定ジルコニア
を併用することも同様に有効である。また本発明の導入
窓の反応容器側表面を荒らすことも有効である。粉体の
混合方法としては、乾式混合でも湿式混合でも問題はな
く、アルミナとジルコニアが均一に分散すればよい。成
形方法としては、鋳込み成形法、加圧成形法、熱間加圧
成形法、熱間静水圧成形法等どの成形法においても有効
である。
As the alumina for the microwave introducing window material in the present invention, α-alumina having a particle size of 0.01 to 10 μm, preferably 0.05 to 5.0 μm is suitable. Similarly, zirconia has a particle size of 0.001 to 5.
.. Partially stabilized zirconia of 0 μm, preferably 0.05 to 3.0 μm, is suitable. In addition, as stabilizers for zirconia, CeO2, CaO, MgO, Y2
It is effective to use any stabilizer such as O3. Furthermore, it is equally effective to use unstabilized zirconia and stabilized or partially stabilized zirconia in combination. It is also effective to roughen the surface of the introduction window on the side of the reaction vessel according to the present invention. As for the powder mixing method, there is no problem with either dry mixing or wet mixing, as long as alumina and zirconia are uniformly dispersed. As the forming method, any forming method such as casting method, pressure forming method, hot pressing method, hot isostatic pressing method, etc. is effective.

【0037】本発明における導入窓の形状は矩系、円形
を問わないが本実験では円形すなわち円盤状窓材を使用
した。図2において導入窓単体および導入窓材料の形状
を示した。マイクロ波電力200 は矩形導波管201
 、円形導波管202 を通じ導入窓203を介して導
入される。矩形導波管201 と円形導波管202 は
、図2においてはホーン型にて変換しているが、ホーン
型変換部を使用せず直接矩形型より円形導波管へ変換し
ても良い。また、導入窓203 まで円形変換せずに、
直接矩形導波管で導いても良い。マイクロ波導入窓20
3 は、使用するマイクロ波モードがTE11モードの
場合、公知の次式により設計される。λ=2π/((1
.84/a√ε)2 +(π/d√ε)2 )1/2 
式中においてλは共振波長(2.45GHz マイクロ
波の場合は12.245cm ),aは円形導入窓の半
径(cm)εは比誘電率を表す。そこで、アルミナセラ
ミックスの比誘電率ε≒10、半径a=5.08cm、
厚さd=1.91cmで共振条件を満たすことができる
The shape of the introduction window in the present invention may be rectangular or circular, but in this experiment, a circular, ie, disc-shaped window material was used. FIG. 2 shows the shape of the introduction window itself and the introduction window material. Microwave power 200 is rectangular waveguide 201
, are introduced through an introduction window 203 through a circular waveguide 202 . Although the rectangular waveguide 201 and the circular waveguide 202 are converted into a horn type in FIG. 2, they may be directly converted from a rectangular waveguide to a circular waveguide without using a horn type conversion unit. Also, without circular conversion up to the introduction window 203,
It may also be guided directly through a rectangular waveguide. Microwave introduction window 20
3 is designed by the following well-known formula when the microwave mode to be used is TE11 mode. λ=2π/((1
.. 84/a√ε)2 + (π/d√ε)2 )1/2
In the formula, λ is the resonant wavelength (12.245 cm for 2.45 GHz microwave), a is the radius (cm) of the circular introduction window, and ε is the relative dielectric constant. Therefore, the dielectric constant ε≒10 of alumina ceramics, radius a=5.08 cm,
The resonance condition can be satisfied with the thickness d=1.91 cm.

【0038】ここでd=1.91cmの長さは、アルミ
ナセラミックス内を伝搬するマイクロ波の波長の1/2
の長さに相当する。
Here, the length d=1.91 cm is 1/2 of the wavelength of the microwave propagating within the alumina ceramics.
corresponds to the length of

【0039】アルミナセラミックスの形状半径a=5.
08cm 、厚さd=1.91cmは厚さ方向に対し1
枚構成が好ましいが、厚さ方向に分割し、多数枚構成で
あっても何等支障はない。本実験では厚さ方向に1.2
7cmと0.64cmの円盤状セラミックスの2枚重ね
構造によりd=1.91cmとした。
Shape radius a of alumina ceramics a=5.
08cm, thickness d=1.91cm is 1 in the thickness direction
Although it is preferable to use a multilayer structure, there is no problem even if the structure is divided into multiple layers in the thickness direction. In this experiment, 1.2
The d=1.91 cm was obtained by stacking two ceramic discs of 7 cm and 0.64 cm.

【0040】本発明における円筒状基体の加熱方法は、
真空仕様である発熱体であればいずれでもよく、具体的
にはシース状の巻き付けヒーター、板状ヒーター、セラ
ミックスヒーター等の電気抵抗発熱体、ハロゲンランプ
、赤外線ランプ等の熱放射ランプ発熱体、液体、気体等
を温媒とし熱交換手段による発熱体等が挙げられる。 加熱手段の表面材質は、ステンレス、ニッケル、アルミ
ニウム、銅等の金属類、セラミックス、耐熱性高分子樹
脂等を使用することができる。また、それ以外にも、反
応容器以外に加熱専用の容器を設け、加熱した後、反応
容器内に真空中で気体を搬送する等の方法も使用するこ
とができる。更にこれらの手段と併用し、または単独で
、放電に使用するマイクロ波自身により(例えば、必要
に応じて強度を変えることにより)基体温度を制御する
事も可能である。
[0040] The method of heating a cylindrical substrate in the present invention is as follows:
Any heating element with vacuum specifications may be used. Specifically, electric resistance heating elements such as sheathed wrap heaters, plate heaters, ceramic heaters, heat radiation lamp heating elements such as halogen lamps and infrared lamps, and liquid heating elements. , a heating element using a heat exchange means using gas or the like as a heating medium, and the like. As the surface material of the heating means, metals such as stainless steel, nickel, aluminum, and copper, ceramics, heat-resistant polymer resins, and the like can be used. In addition, other methods may also be used, such as providing a heating-only container in addition to the reaction container and, after heating, transporting gas into the reaction container in a vacuum. Furthermore, in combination with these means or alone, it is also possible to control the substrate temperature by the microwave itself used for discharge (for example, by changing the intensity as necessary).

【0041】本発明では、堆積膜の原料ガスとしては、
例えばシラン(SiH4)、ジシラン(Si2H6 )
等のアモルファスシリコン形成用原料ガス、ゲルマン(
GeH4)、メタン(CH4 )等の他の機能性堆積膜
形成原料ガスまたはそれらの混合ガスが挙げられる。
In the present invention, the raw material gas for the deposited film is as follows:
For example, silane (SiH4), disilane (Si2H6)
raw material gas for forming amorphous silicon such as germane (
Examples include other functional deposited film forming raw material gases such as GeH4), methane (CH4), and mixed gases thereof.

【0042】希釈ガスとしては水素(H2)、アルゴン
(Ar)、ヘリウム(He)、ネオン(Ne)等が挙げ
られる。
Examples of the diluent gas include hydrogen (H2), argon (Ar), helium (He), and neon (Ne).

【0043】また、堆積膜のバンドギャップ幅を変化さ
せる等の特性改善ガスとしては、アンモニア(NH3 
)、窒素(N2)等の窒素原子を含む元素、酸素(O2
)、酸化窒素(NO)、酸化二窒素(N2O )等の酸
素原子を含む元素、メタン(CH4 )、エタン(C2
H6)、エチレン(C2H4)、アセチレン(C4H2
)、プロパン(C3H8)等の炭化水素、四弗化硅素(
SiF4)、六弗化二硅素(Si2F6 、四弗化ゲル
マニウム(GeF4)等の弗素化合物またはこれらの混
合ガスも用いることができる。
In addition, ammonia (NH3
), elements containing nitrogen atoms such as nitrogen (N2), oxygen (O2
), elements containing oxygen atoms such as nitrogen oxide (NO), dinitrogen oxide (N2O), methane (CH4), ethane (C2
H6), ethylene (C2H4), acetylene (C4H2
), hydrocarbons such as propane (C3H8), silicon tetrafluoride (
Fluorine compounds such as SiF4), disilicon hexafluoride (Si2F6), germanium tetrafluoride (GeF4), or a mixed gas thereof can also be used.

【0044】さらにドーピングを目的としてジボラン(
B2H6)、フッ化ほう素(BF3 )、ホスフィン(
PH3 )等のドパントガスを同時に放電空間に導入し
ても本発明は同様に有効である。
Furthermore, diborane (
B2H6), boron fluoride (BF3), phosphine (
The present invention is equally effective even if a dopant gas such as PH3) is simultaneously introduced into the discharge space.

【0045】本発明では、放電空間の圧力値のいずれの
領域でも効果が現れたが、特に100mTorr以下、
好ましくは50mTorr 以下で特に良好な結果が再
現性が良く得られた。
In the present invention, the effect appeared in any range of the pressure value of the discharge space, but especially in the range of 100 mTorr or less,
Particularly good results were obtained with good reproducibility, preferably at 50 mTorr or less.

【0046】本発明で用いられる円筒状基体の材料とし
ては、例えば、ステンレス、Al、Cr、Mo、Au、
In、Nb、Te、V 、Ti、Pt、Pd、Fe等の
金属、これらの合金または表面を導電処理したポリカー
ボネート等の合成樹脂、硝子、セラミックス、紙等が本
発明では通常使用される。 円筒状基体の直径は特に制限はないが実用的には20m
m以上、500mm 以下であり、長さは10mm以上
、1000mm以下が好ましい。
Materials for the cylindrical substrate used in the present invention include, for example, stainless steel, Al, Cr, Mo, Au,
Metals such as In, Nb, Te, V 2 , Ti, Pt, Pd, and Fe, alloys thereof, synthetic resins such as polycarbonate whose surfaces have been subjected to conductive treatment, glass, ceramics, paper, and the like are usually used in the present invention. There is no particular limit to the diameter of the cylindrical base, but in practice it is 20 m.
The length is preferably 10 mm or more and 1000 mm or less.

【0047】さらに本発明の円筒状基体相互間の間隔は
1mm以上、50mm以下が放電空間を安定して維持す
る上で好ましい。また円筒状基体の数は放電空間を形成
できるならばいずれでも良いが3本以上、より好ましく
は4本以上が適当である。
Further, the distance between the cylindrical substrates of the present invention is preferably 1 mm or more and 50 mm or less in order to stably maintain the discharge space. Further, the number of cylindrical substrates may be any number as long as a discharge space can be formed, but three or more, more preferably four or more is suitable.

【0048】次に、本発明のマイクロ波導入窓を実施例
により詳細に説明するが、本発明のマイクロ波の導入窓
の構造を含むMW−PCVDによる堆積膜形成装置であ
るマイクロ波プラズマCVD装置はこれによってなんら
限定されるものではない。
[0048] Next, the microwave introduction window of the present invention will be explained in detail with reference to examples. A microwave plasma CVD apparatus, which is a deposited film forming apparatus by MW-PCVD, includes the structure of the microwave introduction window of the present invention. is not limited in any way by this.

【0049】図1(A)、(B)は本発明のマイクロ波
プラズマCVD装置の一実施例の軸線に沿う部分縦断面
図とそのX−X切断面に沿う横断面図、図2(A)、(
B)は図1(A)に示す導波管103 と導入窓102
 に相当する導波管と導入窓の斜視図である。
FIGS. 1A and 1B are a partial vertical cross-sectional view along the axis of an embodiment of the microwave plasma CVD apparatus of the present invention, a cross-sectional view taken along the line X--X, and FIG. ), (
B) shows the waveguide 103 and introduction window 102 shown in FIG. 1(A).
FIG. 2 is a perspective view of a waveguide and an introduction window corresponding to FIG.

【0050】本発明の実施例では、図2(A)、(B)
および図1(A)、(B)に示すマイクロ波プラズマC
VD装置により、導入窓材料として本発明のアルミナ−
ジルコニア系複合材料を使用し、電子写真感光ドラムを
作成する条件に基づいて導入窓材料の評価を実施した。
In the embodiment of the present invention, FIGS. 2(A) and 2(B)
and microwave plasma C shown in Figures 1(A) and (B).
The alumina of the present invention was introduced as a window material using a VD device.
Using a zirconia-based composite material, the introduced window material was evaluated based on the conditions for producing an electrophotographic photosensitive drum.

【0051】また、図2(A)、(B)に示すような本
発明の導入窓203 を設置した図1(A)、(B)で
示す本発明のマイクロ波プラズマCVD装置を用いて実
際に堆積膜を形成する手順の一例を以下に示す。
[0051] Furthermore, the microwave plasma CVD apparatus of the present invention shown in FIGS. An example of the procedure for forming a deposited film is shown below.

【0052】まず真空ポンプ(図示せず)により排気管
104 を介して、反応容器101 を排気し、反応容
器101 内の圧力を1×10−7Torr以下に調整
する。ついでヒーター107により、円筒状基体105
 の温度を最適な温度に加熱保持する。そこで例えばア
モルファスシリコン堆積膜を作製するのであればシラン
等の原料ガスを原料ガス導入口109 より入れ、原料
ガス導入部108 より放電空間106 へ放出される
。それと同時併行的にマクイロ波電源(図示せず)によ
り周波数2.45GHz のマイクロ波を発生させ、導
波管103 を通じ、図中斜線で示してある本発明の導
入窓102 を介して反応容器101 内に導入する。 かくして円筒状基体105 により囲まれた放電空間1
06 において、原料ガスはマイクロ波のエネルギーに
より励起されて解離し、円筒状基体105 の表面に堆
積膜が形成される。この時、回転軸110 をモーター
111により回転させ、円筒状基体105 を基体母線
方向の中心軸の回りに回転させることにより、円筒状基
体105 の全周に渡って均一に堆積膜が形成されるこ
とになる。
First, the reaction vessel 101 is evacuated by a vacuum pump (not shown) through the exhaust pipe 104, and the pressure inside the reaction vessel 101 is adjusted to 1×10 -7 Torr or less. Then, the heater 107 heats the cylindrical base 105.
heating and maintaining the temperature at the optimum temperature. Therefore, for example, if an amorphous silicon deposited film is to be produced, a raw material gas such as silane is introduced from the raw material gas inlet 109 and discharged from the raw material gas inlet 108 into the discharge space 106 . At the same time, a microwave power source (not shown) generates microwaves with a frequency of 2.45 GHz, and the microwaves are introduced into the reaction vessel 101 through a waveguide 103 and an inlet window 102 of the present invention shown by diagonal lines in the figure. to be introduced within. Thus, the discharge space 1 surrounded by the cylindrical base 105
At step 06, the source gas is excited and dissociated by microwave energy, and a deposited film is formed on the surface of the cylindrical substrate 105. At this time, the rotating shaft 110 is rotated by the motor 111, and the cylindrical substrate 105 is rotated around the central axis in the direction of the substrate's generatrix, thereby forming a deposited film uniformly over the entire circumference of the cylindrical substrate 105. It turns out.

【0053】以下、本発明者らの行なった実施例および
比較例について記載する。 実施例1 図2(A)、(B)に示す本発明の導入窓(アルミナ/
ジルコニア=80/20 )を図1(A)、(B)に示
すマイクロ波プラズマCVD装置に設置し、表6の条件
により、3層構成によりなるアモルファスシリコン感光
ドラムを作製した。このようにして作製したアモルファ
スシリコン感光ドラムの電子写真特性を以下のように評
価した。
Examples and comparative examples conducted by the present inventors will be described below. Example 1 The introduction window of the present invention (alumina/
Zirconia = 80/20) was installed in the microwave plasma CVD apparatus shown in FIGS. 1(A) and 1(B), and an amorphous silicon photosensitive drum having a three-layer structure was produced under the conditions shown in Table 6. The electrophotographic characteristics of the amorphous silicon photosensitive drum thus produced were evaluated as follows.

【0054】[0054]

【表7】 作製した感光ドラムを実験用複写機に入れ、通常の複写
プロセスにより転写紙上に画像を作製した。ただし、こ
の時、帯電器に6KVの電圧で印加し帯電を行なった。 画像欠陥:黒原稿を原稿台に置きコピーした時に得られ
た画像サンプルの同一面積内にある白点の数により評価
を行った。また1回の堆積膜作製で得られる6本のドラ
ムについて同様の評価を行ない、その中で1番悪いもの
について次の判断をした。
[Table 7] The produced photosensitive drum was placed in an experimental copying machine, and an image was produced on transfer paper by a normal copying process. However, at this time, a voltage of 6 KV was applied to the charger to perform charging. Image defects: Evaluation was made based on the number of white spots within the same area of an image sample obtained when a black original was placed on a document table and copied. Further, the same evaluation was performed on six drums obtained in one deposition film production, and the following judgment was made for the worst drum among them.

【0055】◎  …  良好。0055 ◎… Good.

【0056】○  …  一部小さな白点有り。○ … There are some small white spots.

【0057】△  …  全面に白点があるが文字の認
識には支障無し。
[0057] △...There are white spots on the entire surface, but there is no problem in character recognition.

【0058】×  …  文字が読みにくいほど白点が
多い。 帯電能むら:複写装置に堆積膜が形成されたアルミシリ
ンダーを搭載し、ドラムを回転させながら一定帯電量の
もとのドラムの表面電位を現像器位置で測定する。ドラ
ムの上から下にかけて3cm おきに表面電位を測定し
その平均を帯電能とした。そして1本のドラムにおいて
平均値から一番離れている値を求めてそれを帯電能むら
とした。1回の堆積膜形成において得られた6本のドラ
ムについて同じ評価を行ない、帯電能むらの一番大きい
ものについて以下の判定をした。
[0058] ×... The more difficult the characters are to read, the more white dots there are. Charging performance unevenness: An aluminum cylinder on which a deposited film has been formed is installed in a copying machine, and while the drum is rotating, the surface potential of the drum under a constant charge amount is measured at the developing unit position. The surface potential was measured every 3 cm from the top to the bottom of the drum, and the average thereof was taken as the charging capacity. Then, the value farthest from the average value for one drum was determined, and this value was defined as the chargeability unevenness. The same evaluation was performed on the six drums obtained in one deposition film formation, and the following judgment was made for the drum with the largest chargeability unevenness.

【0059】◎  …  10V以下であり非常にすぐ
れた均一性である。
◎...The voltage was 10 V or less, and the uniformity was very excellent.

【0060】○  …  20V以下でありすぐれた均
一性である。
○... 20V or less and excellent uniformity.

【0061】△  …  30V以下であり実用上問題
なし。
[0061] △... 30V or less, causing no practical problems.

【0062】×  …  30V以上であり非常に高画
質で高速の複写装置に用いる場合には、不十分である。 感度むら:上記と同様の方法で帯電させ、一定露光量の
もとに、1本のドラムの上から下まで3cm おきに表
面電位の測定を行ない、その平均値を感度とした。また
同様にそれらの値のうち平均値より一番離れている値を
感度むらとした。そして一回の堆積膜作製で得られる6
本のドラムについて同じ評価を行ない、一番感度むらの
大きいものについて以下のように判断した。
[0062] ×...The voltage is 30 V or more, which is insufficient when used in a high-speed copying device with very high image quality. Sensitivity unevenness: The drum was charged in the same manner as above, and the surface potential was measured every 3 cm from the top to the bottom of one drum under a constant exposure amount, and the average value was taken as the sensitivity. Similarly, among these values, the value farthest from the average value was defined as the sensitivity unevenness. And 6 obtained by one-time deposited film fabrication
The same evaluation was performed on book drums, and the one with the largest sensitivity unevenness was judged as follows.

【0063】◎  …  3 V以下であり非常にすぐ
れた均一性である。
[0063] ◎... It is 3 V or less and has very excellent uniformity.

【0064】○  …  6 V以下でありすぐれた均
一性である。
○... 6 V or less and excellent uniformity.

【0065】△  …  10V以下であり実用上まっ
たく問題ない。
[0065] △... It is 10V or less, and there is no problem at all in practice.

【0066】×  …  10V以上であり、高温高湿
や低温低質等のきびしい条件下で品質が低下する危険性
がある。 細線再現性:白地に全面文字よりなる通常の原稿を原稿
台に置きコピーした時に得られた画像サンプルを観察し
、画像上の細線が途切れずにつながっているか評価した
。但しこの時画像上でむらがある時は、全画像領域で評
価し一番悪い部分の結果を示した。また1回の堆積膜作
製で得られる6本のドラムについて同様の評価を行ない
、その中で1番悪いものについて次の判断をした。
[0066] ×... It is 10V or more, and there is a risk that the quality will deteriorate under severe conditions such as high temperature and high humidity, and low temperature and poor quality. Thin line reproducibility: An image sample obtained when copying a normal manuscript consisting of full-page text on a white background was placed on a document table, and an image sample obtained was observed to evaluate whether the thin lines on the image were connected without interruption. However, if there was unevenness on the image at this time, the entire image area was evaluated and the results for the worst part were shown. Further, the same evaluation was performed on six drums obtained in one deposition film production, and the following judgment was made for the worst drum among them.

【0067】◎  …  良好。0067 ◎… Good.

【0068】○  …  一部途切れあり。○  … There are some interruptions.

【0069】△  …  途切れは多いが文字として認
識できる。
△...There are many breaks, but it can be recognized as characters.

【0070】×  …  文字として認識できないもの
もある。 白地かぶり:白地に全面文字よりなる通常の画像サンプ
ルを原稿台に置き複写した時に得られた画像サンプルを
観察し、白地の部分のかぶりを評価した。また1回の堆
積膜作製で得られる6本のドラムについて同様の評価を
行ない、その中で1番悪いものについて次の判断をした
×... Some characters cannot be recognized as characters. White background fog: An ordinary image sample consisting of full-page characters on a white background was placed on a manuscript table, and the resulting image sample was observed and the fog on the white background was evaluated. Further, the same evaluation was performed on six drums obtained in one deposition film production, and the following judgment was made for the worst drum among them.

【0071】◎  …  良好。0071 ◎… Good.

【0072】○  …  一部僅かにかぶりあり。○ … There is a slight fog in some parts.

【0073】△  …  全面に渡りかぶりあるが文字
の認識には支障無し。
[0073] △: There is a fog over the entire surface, but there is no problem with character recognition.

【0074】×  …  文字が読みにくい程かぶりが
ある。 画像むら:全面ハーフトーンの原稿を原稿台に置きコピ
ーした時に得られた画像サンプルを観察し、濃淡のむら
を評価した。また1回の堆積膜作製で得られる6本のド
ラムについて同様の評価を行ない、その中で1番悪いも
のについて次の判断をした。
[0074]×: There is fog to the extent that the characters are difficult to read. Image unevenness: An image sample obtained when copying a full-page halftone original was placed on a document table and the image sample obtained was observed to evaluate the unevenness of shading. Further, the same evaluation was performed on six drums obtained in one deposition film production, and the following judgment was made for the worst drum among them.

【0075】◎  …  良好。0075 ◎… Good.

【0076】○  …  一部僅かな濃淡の差有り。○ … There is a slight difference in shading in some parts.

【0077】△  …  全面に渡り濃淡の差があるが
文字の認識には支障無し。
[0077] △... There is a difference in shading over the entire surface, but there is no problem in character recognition.

【0078】×  …  文字が読みにくい程むらがあ
る。
×... The characters are so uneven that they are difficult to read.

【0079】結果を表7に示す。 比較例1 表9に示す組成で作製した本発明外の従来の導入窓Aを
図4(A)、(B)に示すマイクロ波プラズマCVD装
置に設置し、実施例1と同様の実験を行い同様の評価を
行った。
The results are shown in Table 7. Comparative Example 1 A conventional introduction window A other than the present invention manufactured with the composition shown in Table 9 was installed in the microwave plasma CVD apparatus shown in FIGS. 4(A) and 4(B), and the same experiment as in Example 1 was conducted. A similar evaluation was conducted.

【0080】その結果を実施例1の結果と併せて表7に
示す。 比較例2 表9に示す組成で作製した本発明外の従来の導入窓Bを
図4(A)、(B)に示すマイクロ波プラズマCVD装
置に設置し、実施例1と同様の実験を行い同様の評価を
行った。
The results are shown in Table 7 together with the results of Example 1. Comparative Example 2 A conventional introduction window B other than the present invention manufactured with the composition shown in Table 9 was installed in the microwave plasma CVD apparatus shown in FIGS. 4(A) and 4(B), and an experiment similar to Example 1 was conducted. A similar evaluation was conducted.

【0081】その結果を実施例1および比較例1の結果
と併せて表7に示す。
The results are shown in Table 7 together with the results of Example 1 and Comparative Example 1.

【0082】[0082]

【表8】 比較例3 表9に示す組成で作製した本発明外の従来の導入窓Cを
図4(A)、(B)に示すマイクロ波プラズマCVD装
置に設置し、実施例1と同様の実験を行い同様の評価を
行った。
[Table 8] Comparative Example 3 A conventional introduction window C other than the present invention manufactured with the composition shown in Table 9 was installed in the microwave plasma CVD apparatus shown in FIGS. An experiment was conducted and similar evaluations were made.

【0083】その結果を実施例1および比較例1、2の
結果と併せて表7に示す。 実施例2 図2に示す本発明の導入窓(アルミナ/ジルコニア=8
0/20 )を図1(A)、(B)に示すマイクロ波プ
ラズマCVD装置に設置し、実施例1と同一条件により
アモルファスシリコン感光ドラムを作製した。成膜後に
導入窓と円筒状基体を反応容器から取り出し、導入窓の
反応容器側に堆積した堆積膜を実験例2と同一条件でア
ルカリエッチングした後サンドブラストにより除去した
。この成膜と堆積膜除去の操作を50回繰り返し、それ
ぞれの成膜によって得られた感光ドラムを実施例1と同
様の評価を行った。その結果を表8−1に示す。
The results are shown in Table 7 together with the results of Example 1 and Comparative Examples 1 and 2. Example 2 The introduction window of the present invention shown in FIG. 2 (alumina/zirconia = 8
0/20 ) was installed in the microwave plasma CVD apparatus shown in FIGS. 1(A) and 1(B), and an amorphous silicon photosensitive drum was produced under the same conditions as in Example 1. After the film formation, the introduction window and the cylindrical substrate were taken out from the reaction vessel, and the deposited film deposited on the reaction vessel side of the introduction window was subjected to alkali etching under the same conditions as in Experimental Example 2, and then removed by sandblasting. This operation of film formation and deposited film removal was repeated 50 times, and the photosensitive drums obtained by each film formation were evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 8-1.

【0084】[0084]

【表9】 比較例4 表9に示す組成で作製した本発明外の従来の導入窓Aを
図4(A)、(B)に示すマイクロ波プラズマCVD装
置に設置し、実施例2と同様の実験を行い同様の評価を
行った。
[Table 9] Comparative Example 4 A conventional introduction window A other than the present invention manufactured with the composition shown in Table 9 was installed in the microwave plasma CVD apparatus shown in FIGS. We conducted an experiment and made similar evaluations.

【0085】その結果を表8−2に示す。The results are shown in Table 8-2.

【0086】[0086]

【表10】 比較例5 表9に示す組成で作製した本発明外の従来の導入窓Bを
図4(A)、(B)に示すマイクロ波プラズマCVD装
置に設置し、実施例2と同様の実験を行い同様の評価を
行った。
[Table 10] Comparative Example 5 A conventional introduction window B other than the present invention manufactured with the composition shown in Table 9 was installed in the microwave plasma CVD apparatus shown in FIGS. We conducted an experiment and made similar evaluations.

【0087】その結果を表8−3に示す。The results are shown in Table 8-3.

【0088】[0088]

【表11】 注:表中[−]は成膜の途中で導入窓が破壊したことを
意味する。比較例6 表9に示す組成で作製した本発明外の従来の導入窓Cを
図4(A)、(B)に示すマイクロ波プラズマCVD装
置に設置し、実施例2と同様の実験を行い同様の評価を
行った。
[Table 11] Note: [-] in the table means that the introduction window was broken during film formation. Comparative Example 6 A conventional introduction window C other than the present invention manufactured with the composition shown in Table 9 was installed in the microwave plasma CVD apparatus shown in FIGS. 4(A) and (B), and the same experiment as in Example 2 was conducted. A similar evaluation was conducted.

【0089】その結果を表8−4に示す。The results are shown in Table 8-4.

【0090】[0090]

【表12】[Table 12]

【0091】[0091]

【表13】   表8−1〜4に示すように、成膜/堆積膜除去の操
作が比較的少ない場合は表9に示す従来の導入窓Bおよ
びCでも本発明の導入窓でも同様に製品の規格を満足す
る良質のアモルファスシリコンドラムの作製が可能であ
る。しかし、この繰り返しの操作の回数が増えるに従っ
て従来の導入窓は、窓からの膜剥れに起因する画像欠陥
の増加や、導入窓そのものの融解や破壊が発生する。こ
れに対して本発明の導入窓は成膜/堆積膜除去の繰り返
しの使用においてもその機能を長期間維持することが可
能となった。このように本発明のマイクロ波導入窓は、
成膜/堆積膜除去の繰り返しの使用回数が増加しても作
製した感光ドラムはその画像性において非常に良好な結
果が得られることがわかる。 実施例3 図2(A)、(B)は図1(A)、(B)に示す導波管
103 、導入窓102 を含むマイクロ波導入部の斜
視図と導入窓の斜視図である。
[Table 13] As shown in Tables 8-1 to 8-4, when the number of operations for film formation/removal of deposited films is relatively small, the products can be manufactured using the conventional introduction windows B and C shown in Table 9 as well as the introduction window of the present invention. It is possible to manufacture high-quality amorphous silicon drums that meet the standards of However, as the number of repetitions of this operation increases, conventional introduction windows suffer from an increase in image defects due to film peeling from the window, and melting or destruction of the introduction window itself. In contrast, the introduction window of the present invention can maintain its function for a long period of time even after repeated use of film formation/deposited film removal. In this way, the microwave introduction window of the present invention is
It can be seen that even if the number of repetitions of film formation/removal of deposited films increases, the produced photosensitive drums can still produce very good results in terms of image quality. Embodiment 3 FIGS. 2(A) and 2(B) are a perspective view of a microwave introduction part including the waveguide 103 and introduction window 102 shown in FIGS. 1(A) and 1(B), and a perspective view of the introduction window.

【0092】図2(A)、(B)に示す本発明の導入窓
と表9に示す組成で作製した本発明外の従来の導入窓A
、B、Cをそれぞれ図1(A)、(B)および図4(A
)、(B)に示すマイクロ波プラズマCVD装置に設置
し、表10の条件により、4層構成よりなるアモルファ
スシリコン感光ドラムを作製した。このようにして作製
したアモルファスシリコン感光ドラムの電子写真特性を
実施例1と同様の評価を行なったところ実施例2および
比較例4、5、6と全く同じ結果が得られた。
The introduction window of the present invention shown in FIGS. 2(A) and 2(B) and the conventional introduction window A other than the present invention manufactured with the composition shown in Table 9
, B, and C in Figures 1(A), (B), and Figure 4(A), respectively.
) and (B), and an amorphous silicon photosensitive drum having a four-layer structure was produced under the conditions shown in Table 10. When the electrophotographic characteristics of the amorphous silicon photosensitive drum thus produced were evaluated in the same manner as in Example 1, the results were exactly the same as in Example 2 and Comparative Examples 4, 5, and 6.

【0093】[0093]

【表14】 実施例4 図3は図2(A)、(B)に示す導入窓の装着部の断面
図である。
Table 14 Example 4 FIG. 3 is a cross-sectional view of the mounting portion of the introduction window shown in FIGS. 2(A) and 2(B).

【0094】図3において、マイクロ波300 は、導
波管306 から導かれ、本発明の導入窓302 と本
発明の導入窓301 を通して反応容器に入り、導入窓
302 は外側の導波管305 の先端部にOリング3
04 を介して内側の導波管306 によって押し付け
られ、導入窓301 は導波管305 の先端部と窓押
え303 で保持されている。
In FIG. 3, the microwave 300 is guided from the waveguide 306 and enters the reaction vessel through the introduction window 302 of the present invention and the introduction window 301 of the present invention, and the introduction window 302 is connected to the outer waveguide 305. O-ring 3 at the tip
04 and is pressed by the inner waveguide 306 , and the introduction window 301 is held by the tip of the waveguide 305 and the window holder 303 .

【0095】実施例1および2の本実験においては、前
述したように導入窓を厚さ方向に分割した2枚重ね構造
になっているが、図3に示すように導波管側の導入窓3
02 を従来の材質にして、プラズマにさらされる反応
容器側の導入窓301 のみを本発明の材質にして実施
例1および2と同様の実験を行ったところ実施例1およ
び2と同様に良好な結果が得られた。 実施例5 本発明の導入窓においてSiO2、MgO 、CaO 
等の不純物の影響を調べたところ不純物の含有量が10
%以内であればアルミナ/ジルコニアの組成比が90/
10 〜60/40 の範囲内において実施例2と同様
に良好な結果を得た。
In the experiments of Examples 1 and 2, the introduction window was divided into two layers in the thickness direction as described above, but as shown in FIG. 3, the introduction window on the waveguide side 3
02 was made of a conventional material, and only the introduction window 301 on the side of the reaction vessel exposed to plasma was made of the material of the present invention. As a result, similar experiments as in Examples 1 and 2 were conducted. The results were obtained. Example 5 SiO2, MgO, CaO in the introduction window of the present invention
When examining the influence of impurities such as, the content of impurities was 10
If it is within %, the alumina/zirconia composition ratio is 90/
As in Example 2, good results were obtained within the range of 10 to 60/40.

【0096】[0096]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、1%以上
90%以下の範囲のZrO2を含有し、他の成分をアル
ミナージルコニア系複合セラミックスとする導入窓を有
することにより、特に成膜/堆積膜除去の繰り返しの過
酷な使用条件においても均一膜質で光学的および電気的
諸特性の要求を満足し、かつ欠陥の非常に少ない堆積膜
を定常的に安定して高収率(高歩留まり)でしかも非常
に低コストで作製することが可能になり、また成膜と堆
積膜除去という過酷な条件の繰り返し使用に対してその
特性を従来の導入窓と比較して長期間維持することが可
能となり、さらに、高温高湿のような帯電条件の悪い場
合、あるいは低温低質のような現像条件の悪い場合にも
すぐれた電子写真特性を維持した堆積膜の作成を可能と
する効果がある。
Effects of the Invention As explained above, the present invention has an introduction window that contains ZrO2 in the range of 1% to 90% and other components are alumina-zirconia composite ceramics. / Even under harsh usage conditions with repeated removal of deposited films, it is possible to consistently produce deposited films with uniform film quality that satisfies the requirements for various optical and electrical properties, and with very few defects at a high yield (high yield). ) Moreover, it can be manufactured at a very low cost, and its characteristics can be maintained for a long period of time compared to conventional introduction windows even when used repeatedly under harsh conditions of film formation and deposited film removal. Furthermore, it is possible to create a deposited film that maintains excellent electrophotographic properties even when charging conditions are poor, such as high temperature and high humidity, or when developing conditions are poor, such as low temperature and low quality.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

【図1】(A)、(B)は、本発明のマイクロ波プラズ
マCVD装置の軸線に沿う部分縦断面図と、そのX−X
切断面に沿う横断面図である。
[Fig. 1] (A) and (B) are partial longitudinal cross-sectional views along the axis of the microwave plasma CVD apparatus of the present invention, and its X-X
FIG.

【図2】(A)、(B)は図1に示す導波管103 、
導入窓102 相当の導波管と、導入窓の斜視図である
FIGS. 2A and 2B show the waveguide 103 shown in FIG.
Introduction window 102 is a perspective view of a corresponding waveguide and an introduction window.

【図3】図2に示す導入窓の装着部の断面図である。FIG. 3 is a sectional view of the mounting portion of the introduction window shown in FIG. 2;

【図4】(A)、(B)はマイクロ波プラズマCVD装
置の従来例の軸線に沿う部分縦断面図と、そのX−X切
断面に沿う横断面図である。
FIGS. 4A and 4B are a partial vertical cross-sectional view along the axis of a conventional microwave plasma CVD apparatus, and a cross-sectional view taken along the XX section thereof.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101    反応容器 102、203    導入窓 103    導波管 104    排気管 105    円筒状基体 106    放電空間 107    基体加熱用ヒーター 108、109    原料ガス導入管110    
回転軸 111    モーター 200、300    マイクロ波 201    矩形導波管 202    円形導波管 301    反応容器側導入窓 302    導波管側導入窓 303    窓押さえ 304    Oリング 305    導波管 306    導波管
101 Reaction vessel 102, 203 Introduction window 103 Waveguide 104 Exhaust pipe 105 Cylindrical substrate 106 Discharge space 107 Substrate heating heater 108, 109 Raw material gas introduction tube 110
Rotating shaft 111 Motors 200, 300 Microwave 201 Rectangular waveguide 202 Circular waveguide 301 Reaction container side introduction window 302 Waveguide side introduction window 303 Window holder 304 O-ring 305 Waveguide 306 Waveguide

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  実質的に密封し得る反応容器内に基体
を配置し、該基体と接する放電空間にマイクロ波をマイ
クロ波導入窓を介して導入し、マイクロ波放電プラズマ
を生成する手段と、原料ガスを供給する手段と、該反応
容器内を排気する手段とを有するマイクロ波プラズマC
VD法により堆積膜を形成するマイクロ波プラズマCV
D装置において、前記マイクロ波導入窓が、Al2O3
 と ZrO2 とから組成されたものであり、そのう
ち安定化剤によって部分安定化または安定化した Zr
O2 をその組成比において1%以上90%以下の範囲
内で含有し、他の成分が実質的にα−アルミナであるア
ルミナ−ジルコニア系複合セラミックスであることを特
徴とするマイクロ波プラズマCVD装置。
1. A means for generating microwave discharge plasma by arranging a substrate in a reaction vessel that can be substantially sealed, and introducing microwaves into a discharge space in contact with the substrate through a microwave introduction window; Microwave plasma C having means for supplying raw material gas and means for evacuating the inside of the reaction vessel
Microwave plasma CV to form deposited film by VD method
In device D, the microwave introduction window is made of Al2O3
and ZrO2, of which Zr is partially stabilized or stabilized with a stabilizer.
A microwave plasma CVD apparatus comprising an alumina-zirconia composite ceramic containing O2 in a composition ratio of 1% or more and 90% or less, the other component being substantially α-alumina.
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