JPH055897B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH055897B2
JPH055897B2 JP5729688A JP5729688A JPH055897B2 JP H055897 B2 JPH055897 B2 JP H055897B2 JP 5729688 A JP5729688 A JP 5729688A JP 5729688 A JP5729688 A JP 5729688A JP H055897 B2 JPH055897 B2 JP H055897B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
microwave
alumina
introduction window
window
alumina ceramics
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP5729688A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS6456873A (en
Inventor
Shigehira Iida
Takashi Arai
Junichiro Hashizume
Tetsuya Takei
Keishi Saito
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 JP5729688A priority Critical patent/JPS6456873A/en
Publication of JPS6456873A publication Critical patent/JPS6456873A/en
Publication of JPH055897B2 publication Critical patent/JPH055897B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G5/00Recording members for original recording by exposure, e.g. to light, to heat, to electrons; Manufacture thereof; Selection of materials therefor
    • G03G5/02Charge-receiving layers
    • G03G5/04Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor
    • G03G5/08Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor characterised by the photoconductive material being inorganic

Description

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

〔発明の属する技術分野〕 本発明は、基体上に堆積膜、とりわけ機能性
膜、特に半導体デバイス、電子写真用感光体デバ
イス、画像入力用ラインセンサー、撮像デバイ
ス、光起電力デバイス等に用いるアモルフアス半
導体膜を形成する装置及びエツチング装置等のマ
イクロ波プラズマCVD装置に関する。 〔従来技術の説明〕 従来、半導体デバイス、電子写真用感光体デバ
イス、画像入力用ラインセンサー、撮像デバイ
ス、光起電力デバイス、その他各種エレクトロニ
クス素子、光学素子、等に用いる素子部材とし
て、アモルフアス・シリコン、例えば水素又は/
及びハロゲン(例えばフツ素、塩素等)で補償さ
れアモルフアス・シリコン(以下〔A−Si(H、
Xナ〕と記す。)等のアモルフアス半導体等の堆
積膜が提案され、その中のいくつかは実用に付さ
れている。 そして、こうした堆積膜は、プラズマCVD法、
即ち、原料ガスを直流又は高周波、マイクロ波グ
ロー放電によつて分解し、ガラス、石英、耐熱性
合成樹脂フイルム、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によ
り形成されることが知られており、そのための装
置も各種提案されている。 特に近年マイクロ波グロー放電分解を用いたプ
ラズマCVD法(以下MW−PCVD法と記す)が
工業的にも注目されている。 そうした従来のMW−PCVD法による堆積膜形
成装置は代表的には第3図の透視略図で示される
装置構成のものである。 第3図において301は反応炉容器であり真空
気密化構造を成している。302はマイクロ波電
力を反応容器内に効率良く透過し、かつ真空気密
を保持し得る様な材料(例えば石英ガラス、アル
ミナセラミツクス等)で形成されたマイクロ波導
入窓であり、303は、マイクロ波の伝送部で主
として金属性の導波管であり、整合器アイソレー
タ(図示せず)を介してマイクロ波電源(図示せ
ず)に接続されている。304は、一端が反応炉
容器301内に開口し他端が排気装置(図示せ
ず)に連通している排気管である。305は、堆
積膜を形成すべき基体であり、306は基体によ
り囲まれた放電空間を示す。 こうした従来の堆積膜形成装置による堆積膜形
成は、以下の様にして行われる。第3図において
排気バルブ(図示せず)を開け、真空ポンプ(図
示せず)により真空容器301内を脱気し、反応
容器内圧力を1×10-7Torr以下に調製する。次
いでヒーター307に通電して基体305の温度
を膜堆積に好適な温度に加熱保持する。そこで図
示しない原料ガス供給手段を介して、例えばアモ
ルフアス・シリコン堆積膜を形成する場合であれ
ば、シランガス、水素ガス等の原料ガスが反応容
器内に導入される。それと同時併行的にマイクロ
波電源に通電して周波数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を通
じマイクロ波導入窓302を介して反応炉容器3
01内に導入される。かくして反応炉容器301
内のガスは、マイクロ波のエネルギーにより励起
されて解離し、基体表面に堆積膜が形成される。 この様な堆積膜形成装置において、従来技術の
欠点として、マイクロ波電力を反応容器内に導入
する際の導入窓の耐久性及び透過効率が問題とな
る。従来マイクロ波電力導入窓としては、透過損
失を極力防ぐために誘電率(E)、誘電体損失角
(tanδ)の小さな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、アルミナセラミツク
ス等が挙げられる。又、さらに導入窓材料として
具備すべき特性としては、放電熱輻射による耐熱
性、耐熱衝撃性、真空保持性が必要であり、この
特性を備えた導入窓材料として優れた材料が現存
しないのが現状である。従来のマイクロ波電力の
導入窓においてはマイクロ波電力を10W/cm2
50W/cm2の範囲で連続的に導入し、プラズマ放電
を励起、持続させた場合短時間内に窓材料の破壊
を生じる。この連続使用に対し高耐久性導入窓材
料が無く、生産性を考慮した場合実用に全く耐え
られない現状である。 〔発明の目的〕 本発明は、上述のごとき従来の装置における諸
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、光起電力素子、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
の堆積膜をマイクロ波プラズマCVD法により安
定して高速成膜しうる装置及びエツチング装置を
提供する事を目的とするものである。具体的に
は、マイクロ波導入窓として、 第1に、耐熱性に優れた高耐久マイクロ波導入
窓材料を提供する事にある。 第2に、耐熱衝撃性の優れた高耐久マイクロ波
導入窓材料を提供する事にある。 第3に、真空保持性に優れたマイクロ波導入窓
材料を提供する事にある。 第4に、マイクロ波電力透過特性に優れたマイ
クロ波導入窓、導入窓材料を提供する事にある。 〔発明の構成〕 本発明は、上述の目的を達成し得る、マイクロ
波プラズマ法による堆積膜形成装置を提供するも
のである。 本発明者は、従来の装置における前述の諸問題
を克服すべく鋭意研究を重ねたところ、A−Si
(H、X)を効率良く安定に堆積させるには、マ
イクロ波発振器から供給されるマイクロ波電力を
反応容器に効率良くかつ安定に伝送できるマイク
ロ波電力導入窓が必要不可欠であるとの結論に達
した。 本発明者は、前述の本発明目的を達成するため
には、高耐久性導入窓材料として、好適なアルミ
ナセラミツクスを使用する事により、問題を解決
出来る事を見い出した。 一般にアルミナセラミツクスとは、α−アルミ
ナ成分を約80%以上を含有しているセラミツクス
の事であるが、他成分すなわち不純物としては
SiO2、MgO、CaO等のガラス質が存在する。ア
ルミナセラミツクスの特徴である耐熱性、耐機械
的強度、高絶縁性等の性質は不純物としてのガラ
ス質の含有率により大きく支配される。すなわち
α−アルミナ成分を高くし、ガラス系成分を極力
低くした高純度アルミナ程、熱的、機械的、電気
的性質に優れるアルミナセラミスクスであるのが
一般的であり、α−アルミナ成分が99.5%以上の
アルミナセラミツクスが優れた特性を示してい
る。 一方本発明における、マイクロ波導入窓材料と
して、使用されるアルミナセラミツクスとして
は、必ずしも高純度アルミナセラミツクスが優れ
るとは限らない事が本発明者による研究の結果明
らかになつた。本発明の目的を達成し得るマイク
ロ波導入窓材料は、アルミナセラミツクスであ
り、かつ、SiO2、CaO、MgOBから選択される
不純物としてのガラス質成分比が1%以上1%以
下であり他成分がα−アルミナである事を特徴と
するアルミナセラミツクス、好ましくはSiO2
CaO、MgOから選択される不純物としてのガラ
ス質成分が1%以上8%以下であり他成分がα−
アルミナである事を特徴とするアルミナセラミツ
クスであるという結論に達した。 マイクロ波導入窓は真空保持性、耐熱性、耐熱
衝撃性、マイクロ波透過性に優れた性質を具備し
たものでなくてはならない。特に従来の窓材料に
おいてはマイクロ波電力の吸収発熱及びプラズマ
放電空間よりの輻射熱により熱衝撃によりマイク
ロ波導入窓が短時間の間に破壊されてしまつたが
本発明によるアルミナセラミツクス材料をマイク
ロ波導入窓材として使用する事により、連続的に
安定して、堆積膜形成可能である。 本発明によるアルミナセラミツクスの特徴は、
SiO2、CaO、MgOから選択される不純物成分と
してのガラス質成分が、マイクロ波導入窓材料と
しては最適な範囲で存在する必要がある事を示し
ている。すなわち、一方、SiO2、CaO、MgOか
ら選択されるガラス質成分がガラス質成分が組成
比において10%を越えて存在する場合は、ガラス
質自体がα−アルミナに比べ熱伝導性に劣るた
め、熱伝導性の低いアルミナセラミツクスとな
り、マイクロ波吸収発熱及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。一方ガラス質成分が組成比におい
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%を越えたアルミナセラミツクスの
場合、高温焼成する事により一般的用途としては
使用可能であるが、マイクロ波導入窓材として
は、アルミナ粒子同志の結合が弱く、マイクロ波
吸収発熱及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。 以上本発明の特徴である、SiO2、CaO、MgO
から選択される不純物としてのガラス質成分を組
成比として、1%以上10以下、好ましくは1%以
上8%以下含有し、他成分がα−アルミナであ
る、アルミナセラミツクス材料は、マイクロ波導
入窓材料としてまぬがれない、マイクロ波の吸収
によるアルミナセラミツクスの内部発熱、反応容
器側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、極めて安定であり長時間の連続反応を可
能にした。 以下本発明のマイクロ波導入窓を実施例により
詳しく説明するが、本発明のマイクロ波導入窓の
構造、マイクロ波プラズマCVDによる堆積膜形
成装置はこれによつて限定されるものではない。 第1図は、本発明のマイクロ波導入窓を使用し
た堆積膜形成装置の図であり、第1図aが、側面
断面図、第1図bが、第1図aのXの面における
横断面図をそれぞれあらわしている。第1図にお
いて、反応炉容器101は排気管104を通じ、
排気バルブ(図示せず)、真空ポンプ(図示せず)
より構成されている。反応炉容器101の中は円
筒状基体105が放電空間106に対し同心円状
に配置されており、隣りあう円筒状基体間には、
側面に複数のガス導入孔を有したガス導入パイプ
108が、同じく同心円状に配置されている。こ
のようなガス導入パイプの設置によりプラズマ空
間内のガスの流れの均一化が計れ、又、プラズマ
空間内へのプラズマの閉じ込め効果が増し、本発
明による効果とあいまつてプラズマのより一層の
安定化、均一化を計ることができる。プラズマ放
電は前記ガス導入パイプ108よりガスを導入
し、マイクロ波発生装置(図示せず)にて発生さ
せたマイクロ波電力を導波管103を通し、マイ
クロ波導入波102を介して、反応炉容器101
内に導入する。 マイクロ波導入窓形状は矩形、円形を問わない
が本実施例では円形すなわち円板状窓材を使用し
た。第2図において、マイクロ波導入窓単体及び
導入窓材料の形状を示したマイクロ波電力201
は矩形導波管202、円形導波管203を通じ導
入窓204を介して導入される。矩形導波管20
2と円形導波管203は、第2図においてはホー
ン型にて変換しているがホーン型変換部を使用せ
ず直接矩形より円形導波管へ変換しても良い。又
導入窓204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204は、使
用するマイクロ波モードがTE11モードの場合、
公知の下式により設計される。 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)、dは厚み(cm)、は比誘電率を表す。 そこで、アルミナセラミツクスの比誘電率≒
10、半径a=101.6cmの場合厚さd=1.91cmで共
振条件を満たす事が出来る。 ここでd=1.91cmの長さは、アルミナセラミツ
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。 アルミナセラミツクスの形状半径a=101.6cm、
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つても何
ら支障はない。本実施例では厚さ方向に1.27cmと
0.64cmの円板状セラミツクスの2枚重ね構成によ
りd=1.91cmとした。 本発明実施例では、上記第1図及び第2図の堆
積膜装置を用いて導入窓材料として、ガラス質成
分組成比の異なるアルミナセラミツクスを使用し
て、電子写真感光体ドラムを作製する条件におい
て、導入窓材料の評価を実施した。実施例におけ
る電子写真用感光ドラムの作成は以下の様にして
行われた。 即ち、第1図において、反応炉容器101内部
を排気バルブ(図示せず)を開ける事により排気
管104を通じ真空ポンプ(図示せず)にて真空
排気する、真空ポンプには油拡散ポンプ、メカニ
カルブースターポンプ、油回転ポンプを組み合わ
せて使用した。次に基体105に内蔵されたヒー
ター107により所定温度に加熱保持する。 次にガス導入パイプ108を介して、シランガ
ス、水素ガス等の原料ガスを反応炉容器101内
に1×10-2Torr以下の真空度を維持しながら供
給する。 次にマイクロ波発生装置(図示せず)より発生
させた2.45GHzのマイクロ波を導波管103、マ
イクロ波導入窓102を介して放電空間106内
に導入する。 かくして放電空間106内の原料ガスは、マイ
クロ波のエネルギーにより励起され解離し、中性
ラジカル粒子、イオン粒子、電子等が生成されそ
れ等が相互に反応して導電性基体上に堆積膜が形
成される。 実施例 1 マイクロ波導入窓材料として、ガラス質成分組
成比の異なるアルミナセラミツクスにて、第1表
に示す放電条件により、連続放電を実施し、放電
の安定性とアルミナセラミツ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。結果は第2表に示した。 第2表により明らかな様に、本発明によるアル
ミナセラミツクスは、放電安定性、耐熱性が極め
て優れている事が判明した。
[Technical field to which the invention pertains] The present invention relates to a film deposited on a substrate, particularly a functional film, particularly an amorphous amorphous material used for semiconductor devices, photoreceptor devices for electrophotography, line sensors for image input, imaging devices, photovoltaic devices, etc. The present invention relates to microwave plasma CVD devices such as devices and etching devices for forming semiconductor films. [Description of Prior Art] Amorphous silicon has conventionally been used as an element member for semiconductor devices, photoreceptor devices for electrophotography, line sensors for image input, imaging devices, photovoltaic devices, and various other electronic devices, optical devices, etc. , for example hydrogen or/
and amorphous silicon (hereinafter referred to as [A-Si (H,
It is written as [Xna]. ) have been proposed, and some of them have been put into practical use. These deposited films can be deposited using the plasma CVD method.
That is, it is formed by a method in which a raw material gas is decomposed by direct current, high frequency, or microwave glow discharge, and a thin film-like deposited film is formed on a substrate such as glass, quartz, heat-resistant synthetic resin film, stainless steel, or aluminum. This is known, and various devices for this purpose have been proposed. In particular, in recent years, a plasma CVD method (hereinafter referred to as MW-PCVD method) using microwave glow discharge decomposition has attracted industrial attention. Such a conventional deposited film forming apparatus using the MW-PCVD method typically has an apparatus configuration as shown in the perspective schematic diagram of FIG. In FIG. 3, 301 is a reactor vessel, which has a vacuum-tight structure. 302 is a microwave introduction window made of a material (for example, quartz glass, alumina ceramics, etc.) that can efficiently transmit microwave power into the reaction vessel and maintain vacuum tightness; The transmission section is mainly a metal waveguide, and is connected to a microwave power source (not shown) via a matching box isolator (not shown). 304 is an exhaust pipe that opens into the reactor vessel 301 at one end and communicates with an exhaust system (not shown) at the other end. 305 is a substrate on which a deposited film is to be formed, and 306 is a discharge space surrounded by the substrate. Formation of a deposited film using such a conventional deposited film forming apparatus is performed in the following manner. In FIG. 3, an exhaust valve (not shown) is opened, and the inside of the vacuum container 301 is degassed using a vacuum pump (not shown) to adjust the pressure inside the reaction container to 1×10 -7 Torr or less. Next, the heater 307 is energized to maintain the temperature of the substrate 305 at a temperature suitable for film deposition. Therefore, in the case of forming, for example, an amorphous silicon deposited film, a raw material gas such as silane gas or hydrogen gas is introduced into the reaction vessel via a raw material gas supply means (not shown). At the same time, a microwave power supply is energized to generate microwaves with a frequency of 500 MHz or more, preferably 2.45 GHz, which are passed through the waveguide and through the microwave introduction window 302 to the reactor vessel 3.
01. Thus reactor vessel 301
The gas inside is excited by microwave energy and dissociates, forming a deposited film on the substrate surface. In such a deposited film forming apparatus, a drawback of the conventional technology is the durability and transmission efficiency of the introduction window when introducing microwave power into the reaction vessel. Conventionally, materials with small dielectric constant (E) and small dielectric loss angle (tan δ) have been used for microwave power introduction windows 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. In addition, the characteristics that an introduction window material should have include heat resistance due to discharge heat radiation, thermal shock resistance, and vacuum holding ability, and the reason why there is no existing material that is excellent as an introduction window material with these characteristics. This is the current situation. In the conventional microwave power introduction window, microwave power is 10W/cm 2 ~
If plasma discharge is excited and sustained by continuous introduction in the range of 50 W/cm 2 , the window material will be destroyed within a short period of time. There is no highly durable window material available for this continuous use, and the current situation is that it cannot withstand practical use at all when productivity is considered. [Object of the Invention] The present invention overcomes various problems in conventional devices as described above, and is applicable to semiconductor devices, photosensitive devices for electrophotography, line sensors for image input, imaging devices, photovoltaic devices, and other various electronics. The object of the present invention is to provide an apparatus and an etching apparatus that can stably and rapidly form a deposited film as an element member used for an element, an optical element, etc. by microwave plasma CVD method. Specifically, the first objective is to provide a highly durable microwave introduction window material with excellent heat resistance. The second objective is to provide a highly durable microwave introduction window material with excellent thermal shock resistance. The third object is to provide a microwave introduction window material that has excellent vacuum retention properties. Fourth, it is an object of the present invention to provide a microwave introducing window and an introducing window material that have excellent microwave power transmission characteristics. [Structure of the Invention] The present invention provides a deposited film forming apparatus using a microwave plasma method, which can achieve the above-mentioned objects. The present inventor conducted extensive research to overcome the above-mentioned problems in conventional devices, and found that A-Si
It was concluded that in order to efficiently and stably deposit (H, Reached. The inventors of the present invention have found that, in order to achieve the above-mentioned objects of the present invention, the problems can be solved by using alumina ceramics, which is suitable as a highly durable introduction window material. In general, alumina ceramics are ceramics that contain approximately 80% or more of α-alumina components, but other components or impurities are
Glassy substances such as SiO 2 , MgO, and CaO are present. The characteristics of alumina ceramics, such as heat resistance, mechanical strength, and high insulation properties, are largely controlled by the content of glass as an impurity. In other words, the higher the α-alumina content and the lower the glass-based components, the higher the thermal, mechanical, and electrical properties of alumina ceramics, and the α-alumina content is 99.5%. % or more alumina ceramics have shown excellent properties. On the other hand, as a result of research conducted by the present inventors, it has become clear that high purity alumina ceramics are not necessarily superior as alumina ceramics used as the microwave introducing window material in the present invention. The microwave introduction window material that can achieve the object of the present invention is alumina ceramics, and has a glassy component ratio of 1% to 1% as an impurity selected from SiO 2 , CaO, and MgOB, and other components. is α-alumina, preferably SiO 2 ,
The glassy component as an impurity selected from CaO and MgO is 1% to 8%, and other components are α-
We came to the conclusion that it is alumina ceramics, which is characterized by being alumina. The microwave introduction window must have excellent properties such as vacuum retention, heat resistance, thermal shock resistance, and microwave transmission. In particular, with conventional window materials, the microwave introduction window was destroyed in a short period of time due to thermal shock due to heat absorption of microwave power and radiant heat from the plasma discharge space. By using it as a window material, it is possible to form a deposited film continuously and stably. The characteristics of the alumina ceramics according to the present invention are:
This shows that the glassy component as an impurity component selected from SiO 2 , CaO, and MgO needs to be present in an optimal range for the microwave introduction window material. That is, on the other hand, if the glassy component selected from SiO 2 , CaO, and MgO is present in a composition ratio exceeding 10%, the glassy component itself has poor thermal conductivity compared to α-alumina. This is not preferable because it becomes alumina ceramics with low thermal conductivity, cannot withstand thermal shock due to microwave absorption heat generation and plasma radiant heat, and is likely to be destroyed. On the other hand, in the case of alumina ceramics in which the glassy component is less than 1% in composition ratio, that is, the α-alumina component exceeds 99.5% in composition ratio, it can be used for general purposes by firing at a high temperature, but microwave introduction is not possible. As a window material, it is not preferable because the bond between alumina particles is weak and it cannot withstand thermal shock due to microwave absorption heat generation and plasma radiant heat, resulting in destruction. As mentioned above, the characteristics of the present invention are SiO 2 , CaO, MgO
An alumina ceramic material containing a glassy component as an impurity selected from 1% or more and 10% or less, preferably 1% or more and 8% or less, and other components being α-alumina, is suitable for microwave introduction windows. As a material, alumina ceramics is extremely stable against extremely severe thermal shock from both its internal heat generation due to microwave absorption and external heat due to radiation from plasma generated on the reaction vessel side. Enables continuous reaction over a long period of time. Hereinafter, the microwave introduction window of the present invention will be explained in detail with reference to Examples, but the structure of the microwave introduction window of the present invention and the apparatus for forming a deposited film by microwave plasma CVD are not limited thereto. Fig. 1 is a diagram of a deposited film forming apparatus using the microwave introduction window of the present invention, in which Fig. 1a is a side sectional view, and Fig. 1b is a cross-sectional view in the plane of Each represents a side view. In FIG. 1, a reactor vessel 101 has an exhaust pipe 104,
Exhaust valve (not shown), vacuum pump (not shown)
It is composed of Inside the reactor vessel 101, cylindrical substrates 105 are arranged concentrically with respect to the discharge space 106, and between the adjacent cylindrical substrates,
A gas introduction pipe 108 having a plurality of gas introduction holes on the side surface is also arranged concentrically. By installing such a gas introduction pipe, the flow of gas within the plasma space can be made uniform, and the effect of confining the plasma within the plasma space is increased, which, together with the effects of the present invention, further stabilizes the plasma. , uniformity can be measured. For plasma discharge, gas is introduced from the gas introduction pipe 108, microwave power generated by a microwave generator (not shown) is passed through the waveguide 103, and the microwave is introduced into the reactor via the microwave introduction wave 102. Container 101
to be introduced within. The shape of the microwave introduction window may be rectangular or circular, but in this example, a circular, disc-shaped window material was used. In Figure 2, the microwave power 201 shows the shape of the microwave introduction window alone and the introduction window material.
is introduced through a rectangular waveguide 202, a circular waveguide 203, and an introduction window 204. Rectangular waveguide 20
2 and the circular waveguide 203 are converted into a horn type in FIG. 2, but they may be directly converted from a rectangular waveguide to a circular waveguide without using a horn type conversion section. Alternatively, the light may be guided directly to the introduction window 204 using a rectangular waveguide without circular conversion. When the microwave mode used is TE 11 mode, the microwave introduction window 204
It is designed using the well-known formula below. 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, d is the thickness (cm), and is the relative dielectric constant. Therefore, the dielectric constant of alumina ceramics ≒
10. When the radius a = 101.6 cm, the resonance condition can be satisfied with the thickness d = 1.91 cm. Here, the length d=1.91 cm corresponds to 1/2 the wavelength of the microwave propagating within the alumina ceramics. Alumina ceramics shape radius a = 101.6 cm,
For the thickness d=1.91 cm, it is preferable to use one layer in the thickness direction, but there is no problem even if the layer is divided into multiple layers in the thickness direction. In this example, the thickness is 1.27cm in the thickness direction.
d = 1.91 cm by stacking two 0.64 cm disc-shaped ceramics. In the embodiment of the present invention, under the conditions of manufacturing an electrophotographic photoreceptor drum using the deposition film apparatus shown in FIGS. , conducted an evaluation of the introduced window materials. The electrophotographic photosensitive drum in Examples was produced as follows. That is, in FIG. 1, the interior of the reactor vessel 101 is evacuated by a vacuum pump (not shown) through an exhaust pipe 104 by opening an exhaust valve (not shown). A booster pump and oil rotary pump were used in combination. Next, the substrate 105 is heated and maintained at a predetermined temperature by a heater 107 built into the substrate. Next, a raw material gas such as silane gas or hydrogen gas is supplied into the reactor vessel 101 through the gas introduction pipe 108 while maintaining a vacuum level of 1×10 -2 Torr or less. Next, a 2.45 GHz microwave generated by a microwave generator (not shown) is introduced into the discharge space 106 via the waveguide 103 and the microwave introduction window 102. In this way, the source gas in the discharge space 106 is excited and dissociated by the microwave energy, generating neutral radical particles, ion particles, electrons, etc., which react with each other to form a deposited film on the conductive substrate. be done. Example 1 Continuous discharge was carried out using alumina ceramics with different vitreous component composition ratios as the microwave introduction window material under the discharge conditions shown in Table 1, and the stability of discharge and the failure of alumina ceramics to continue discharge due to destruction were evaluated. The discharge maintenance time until it became possible was measured. The results are shown in Table 2. As is clear from Table 2, the alumina ceramics according to the present invention were found to have extremely excellent discharge stability and heat resistance.

【表】【table】

【表】【table】

【表】 実施例 2 マイクロ波導入窓材料として、ガラス質成分組
成比の異なるアルミナセラミツクスにて、第3表
に示す、放電条件により連続放電を実施し、円筒
基板状への堆積膜の堆積速度及びアルミナセラミ
ツ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。 結果は第4表に示した。
[Table] Example 2 Using alumina ceramics with different vitreous component composition ratios as a microwave introduction window material, continuous discharge was performed under the discharge conditions shown in Table 3, and the deposition rate of the deposited film on a cylindrical substrate shape was measured. And the discharge maintenance time until the alumina ceramics became unable to continue discharge due to destruction was measured. The results are shown in Table 4.

【表】【table】

【表】 上記の結果より明らかな様に、本発明によるア
ルミナセラミツクスは堆積速度が高く、すなわ
ち、マイクロ波導入窓におけるマイクロ波透過性
に優れ、かつ放電安定性及び耐熱性が極めて優れ
ている事が分かる。ガラス質が10%を越えたアル
ミナセラミツクスにおいて堆積速度が減少してい
るのは、ガラス質は熱伝導性が悪いため、マイク
ロ波導入窓として使用したアルミナセラミツクス
表面の付着膜が高温化により結晶化し、マイクロ
波透過性を阻害し、結果的に堆積速度を低下さ
せ、かつ、マイクロ波導入窓破壊を発生させてい
る。 実施例 3 第1図に示す堆積膜形成装置を用いて、第5表
に示す堆積膜形成条件で、第4図に示す層構成の
電子写真用像形成部材を、実施例2に示すアルミ
ナセラミツクス材のマイクロ波導入窓を使用して
形成した。 本発明のマイクロ波導入窓に適した電子写真用
像形成部材は、第4図に示すように、アルミニウ
ムの円筒状基板401上に基板からの電荷の注入
を阻止する機能を有する第1の層402と、光照
射によつて電荷の発生と輸送を行つて、画像形成
の主な機能を示す第2層403と、自由表面40
5を有し、コロナ帯電等によるイオン電荷を保持
し、第2層への電荷の注入を阻止し帯電能を向上
させる機能を有する第3層とから構成した。 実施例2のアルミナセラミツクス窓2−1〜2
−7について、電子写真用像形成部材D3−1〜
D3−8を作成した。 電子写真用像形成部材形成中のアルミナセラミ
ツクス窓のわれの有無及び電子写真特性の結果を
第6表に示す。 アルミナセラミツクス窓試料2−1,2−7,
2−8は、実施例2と同様に堆積膜形成中に破壊
した。またアルミナセラミツクス窓試料2−2〜
2−6は実施例2と同様に破壊することはなかつ
た。 更に、作成した電子写真用像形成部材を、複写
機(キヤノン(株)製NP7550)に搭載して電子写真
特性を測定した。試料D3−1,D3−7,D3
−8は、アルミナセラミツクス窓が割れたため、
試料が薄く、電子写真特性が評価できなかつた。
アルミナセラミツクス窓の割れなかつた試料D3
−2〜D3−6は、実用に十分な電子写真特性を
示した。
[Table] As is clear from the above results, the alumina ceramics according to the present invention has a high deposition rate, that is, it has excellent microwave transparency in the microwave introduction window, and has extremely excellent discharge stability and heat resistance. I understand. The reason that the deposition rate decreases in alumina ceramics with a glass content of over 10% is because glass has poor thermal conductivity, and the film deposited on the surface of the alumina ceramic used as a microwave introduction window crystallizes due to high temperature. , inhibits microwave transmission, resulting in a decrease in deposition rate, and also causes destruction of the microwave introduction window. Example 3 Using the deposited film forming apparatus shown in FIG. 1 and under the deposited film forming conditions shown in Table 5, an electrophotographic image forming member having the layer structure shown in FIG. 4 was formed using the alumina ceramics shown in Example 2. The material was formed using a microwave introduction window. As shown in FIG. 4, an electrophotographic image forming member suitable for the microwave introduction window of the present invention has a first layer formed on an aluminum cylindrical substrate 401 and having a function of blocking charge injection from the substrate. 402, a second layer 403 that generates and transports charges through light irradiation and exhibits the main function of image formation, and a free surface 40.
5, and a third layer having the function of retaining ionic charges due to corona charging, etc., and preventing injection of charges into the second layer to improve charging ability. Alumina ceramic windows 2-1 to 2 of Example 2
Regarding -7, electrophotographic image forming member D3-1~
D3-8 was created. Table 6 shows the presence or absence of cracks in the alumina ceramic window during formation of an electrophotographic image forming member and the results of the electrophotographic properties. Alumina ceramic window samples 2-1, 2-7,
Similarly to Example 2, Sample No. 2-8 was destroyed during the formation of the deposited film. Also, alumina ceramic window sample 2-2~
Similar to Example 2, Sample No. 2-6 did not break. Furthermore, the produced electrophotographic image forming member was mounted on a copying machine (NP7550 manufactured by Canon Inc.), and the electrophotographic characteristics were measured. Samples D3-1, D3-7, D3
-8 was because the alumina ceramic window was broken.
The sample was thin and the electrophotographic properties could not be evaluated.
Unbroken sample D3 of alumina ceramic window
-2 to D3-6 exhibited electrophotographic properties sufficient for practical use.

【表】【table】

【表】 * ×……破壊 ○……破壊無し
〔発明の効果の概要〕 以上実施例に基づき説明した様に本発明による
マイクロ波プラズマCVD法による堆積膜形成装
置において、マイクロ波導入窓材料として、
SiO2、CaO、MgOから選択されるガラス質成分
をその組成比において1%以上10%以下、好まし
くは1%以上8%以下であり他の成分がα−アル
ミナであるアルミナセラミツクスを使用すること
により極めて効率の良いマイクロ波透過性を示
し、かつ、長時間使用に対し、極めて安定した特
性を有する本発明によるマイクロ波導入窓材料を
使用する事により、量産性に優れたデバイス生産
装置が可能である。
[Table] * ×... Destruction ○... No destruction [Summary of the effects of the invention] As explained above based on the examples, in the deposited film forming apparatus by the microwave plasma CVD method according to the present invention, ,
Use alumina ceramics in which the composition ratio of a glassy component selected from SiO 2 , CaO, and MgO is 1% to 10%, preferably 1% to 8%, and the other component is α-alumina. By using the microwave introduction window material of the present invention, which exhibits extremely efficient microwave transmission and has extremely stable characteristics over long periods of use, it is possible to create device production equipment with excellent mass productivity. It is.

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

第1図aは、本発明のマイクロ波プラズマ
CVD法による堆積膜形成装置の側面断面図であ
り第1図bは、第1図aのXの面における横断面
図である。第2図は、マイクロ波導入窓見取図で
あり、第3図は、従来のマイクロ波プラズマ
CVD法による堆積膜形成装置の透視略図である。
又、第4図は、実施例で用いた電子写真用像形成
部材の層構成を示す図である。 図において、101……反応炉容器、102,
204……マイクロ波導入窓、103……導波
管、104……排気管、105……円筒状基体、
106……放電空間、107……ヒーター、10
8……ガス導入パイプ、109……移動フラン
ジ、110……基体回転用モーター、201……
マイクロ波、202……矩形導波管、203……
円形導波管、301……反応炉容器、302……
マイクロ波導入窓、303……導波管、304…
…排気管、305……円筒状基体、306……放
電空間、307……ヒーター、400……像形成
部材の断面図、401……アルミニウム基板、4
02……下部電荷注入阻止層、403……光導電
層、404……表面層、405……自由表面。
FIG. 1a shows the microwave plasma of the present invention.
FIG. 1b is a side cross-sectional view of a deposited film forming apparatus using the CVD method, and FIG. 1b is a cross-sectional view taken along the plane X in FIG. 1a. Figure 2 is a diagram of the microwave introduction window, and Figure 3 is a diagram of the microwave introduction window.
1 is a schematic perspective view of a deposited film forming apparatus using a CVD method.
Further, FIG. 4 is a diagram showing the layer structure of the electrophotographic image forming member used in the examples. In the figure, 101...reactor vessel, 102,
204... Microwave introduction window, 103... Waveguide, 104... Exhaust pipe, 105... Cylindrical base,
106...Discharge space, 107...Heater, 10
8... Gas introduction pipe, 109... Moving flange, 110... Base rotation motor, 201...
Microwave, 202... Rectangular waveguide, 203...
Circular waveguide, 301... Reactor vessel, 302...
Microwave introduction window, 303... Waveguide, 304...
... Exhaust pipe, 305 ... Cylindrical base, 306 ... Discharge space, 307 ... Heater, 400 ... Cross-sectional view of image forming member, 401 ... Aluminum substrate, 4
02... Lower charge injection blocking layer, 403... Photoconductive layer, 404... Surface layer, 405... Free surface.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 基体を収容する実質的に閉止された反応容器
と該反応容器内に少なくとも1種の反応ガスを導
入する手段と、該反応容器内にマイクロ波エネル
ギーを導入する手段より構成され、前記反応容器
内にグロー放電を励起する事により基体に薄膜を
堆積するマイクロ波プラズマCVD装置であつて、
前記マイクロ波エネルギーを導入する手段が、該
反応容器のガス雰囲気を保持すると共にマイクロ
波エネルギーを導入するマイクロ波透過性の材料
で構成されたものであつて、該材料がSiO2
CaO、MgOから選択されるガラス質成分をその
組成比において1%以上10%以下を含有し、他の
成分が実質的にα−アルミナであるアルミナセラ
ミツ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 consisting of a substantially closed reaction vessel accommodating a substrate, means for introducing at least one reaction gas into the reaction vessel, and means for introducing microwave energy into the reaction vessel; A microwave plasma CVD device that deposits a thin film on a substrate by exciting a glow discharge inside the device,
The means for introducing microwave energy is made of a microwave-transparent material that maintains the gas atmosphere of the reaction vessel and introduces microwave energy, and the material is SiO 2 ,
Microwave plasma CVD characterized by being alumina ceramics containing a glassy component selected from CaO and MgO in a composition ratio of 1% to 10%, and other components being substantially α-alumina. Device.
JP5729688A 1988-03-10 1988-03-10 Microwave plasma cvd device having improved microwave introducing window Granted JPS6456873A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5729688A JPS6456873A (en) 1988-03-10 1988-03-10 Microwave plasma cvd device having improved microwave introducing window

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5729688A JPS6456873A (en) 1988-03-10 1988-03-10 Microwave plasma cvd device having improved microwave introducing window

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6456873A JPS6456873A (en) 1989-03-03
JPH055897B2 true JPH055897B2 (en) 1993-01-25

Family

ID=13051590

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5729688A Granted JPS6456873A (en) 1988-03-10 1988-03-10 Microwave plasma cvd device having improved microwave introducing window

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6456873A (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5129359A (en) * 1988-11-15 1992-07-14 Canon Kabushiki Kaisha Microwave plasma CVD apparatus for the formation of functional deposited film with discharge space provided with gas feed device capable of applying bias voltage between the gas feed device and substrate
JPH0613197A (en) * 1992-06-15 1994-01-21 Nippon Koshuha Kk High frequency electric power introducing passage

Also Published As

Publication number Publication date
JPS6456873A (en) 1989-03-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4840139A (en) Apparatus for the formation of a functional deposited film using microwave plasma chemical vapor deposition process
US4532199A (en) Method of forming amorphous silicon film
US4785763A (en) Apparatus for the formation of a functional deposited film using microwave plasma chemical vapor deposition process
JPH0510428B2 (en)
US5038712A (en) Apparatus with layered microwave window used in microwave plasma chemical vapor deposition process
US5145711A (en) Cyclotron resonance chemical vapor deposition method of forming a halogen-containing diamond on a substrate
US5120625A (en) Carbon material containing a halogen and deposition method for same
US5360484A (en) Microwave plasma CVD apparatus provided with a microwave transmissive window made of specific ceramics for the formation of a functional deposited film
JPH0459390B2 (en)
JP2841243B2 (en) Deposition film forming apparatus by microwave plasma CVD method
US4930442A (en) Microwave plasma CVD apparatus having an improved microwave transmissive window
US4909184A (en) Apparatus for the formation of a functional deposited film using microwave plasma chemical vapor deposition process
JPH055897B2 (en)
JPH02133577A (en) Formation of deposited film by microwave plasma cvd and device therefor
JPH01100275A (en) Functional deposit film-forming apparatus by microwave plasma cvd method
JPH0686665B2 (en) Functional deposited film forming apparatus by microwave plasma CVD method
JP2553337B2 (en) Functional deposited film forming apparatus by microwave plasma CVD method
JPS62142783A (en) Deposited film forming device by plasma cvd method
JP2554867B2 (en) Functional deposited film forming apparatus by microwave plasma CVD method
JPS637375A (en) Method and apparatus for forming functional deposited film by microwave plasma cvd method
JPS63230880A (en) Device for forming functional deposited film by microwave plasma cvd method
JPH04333573A (en) Microwave plasma cvd apparatus
JP2994658B2 (en) Apparatus and method for forming deposited film by microwave CVD
JPH04280976A (en) Microwave plasma cvd equipment with improved microwave introducing window
JPS62196375A (en) Method and device for forming deposited film by microwave plasma chemical vapor deposition process

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees