JPH0568096B2 - - Google Patents

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JPH0568096B2
JPH0568096B2 JP58116842A JP11684283A JPH0568096B2 JP H0568096 B2 JPH0568096 B2 JP H0568096B2 JP 58116842 A JP58116842 A JP 58116842A JP 11684283 A JP11684283 A JP 11684283A JP H0568096 B2 JPH0568096 B2 JP H0568096B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、プラズマCVD（Chemical Vapor
Deposition）装置に関する。
近年、薄膜形成法として、プラズマCVD法が
注目されている。この方法は、反応室を高真空に
減圧し、原料ガスを反応室に供給し後、グロー放
電又はアーク放電により原料ガスを分解し、反応
室内に配置された基体上に薄膜を形成するもので
ある。この方法によりシラン（SiH4）ガスを原
料ガスとして形成した非晶質珪素（アモルフアス
シリコン、以下ａ−Siという。）膜は、ａ−Siの
禁止帯中に存在する局材準位が比較的少なく、置
換型不純物のドーピングにより価電子制御可能と
なり、電子写真感光体として使用できる。
第１図は、円筒形の基体３上にａ−Si槽を成膜
するプラズマCVD装置として、単一の真空槽１
及び１０から成る典型的な所謂バツチ式プラズマ
CVD装置の側面断面図である。真空槽本体１０
底部中央にはモータＭにより駆動される回転機構
５が配置され、回転機構５上には円筒形の基体３
が載置、固定され、基体３は、その内部に配置さ
れるヒータ４により加熱される。この加熱は、基
体３上に安定したａ−Si槽を成膜するために、基
体３を高温度（例えば250℃）に維持するのに必
要である。基体３の回りには、高周波電源７に接
続された円筒形のカソード電極２が配置され、更
に電極２の回りには、プラズマを閉じ込めるため
の円筒形のシールド６が配置されている。反応室
内に原料ガス（シランガス）を導入するためのガ
ス導入系８は、そのガス導入口をシールド６の底
部に配置され、反応炉を真空にするための排気系
９は、その排気口が真空槽本体１０の底部に配置
されている。この装置において、基体３が加熱さ
れ、原料ガス反応炉内（シールド６内）において
下方から上方向に導入されると、カソード電極２
に電源７より高周波電力が印加され、電極２とア
ノード電極である基体３との間にプラズマ放電が
発生し、シランガスが分解し、従つて基体３の表
面にａ−Si膜が形成される。反応後の残ガスは、
シールド６の上方に形成された孔６ａから排出さ
れ、シールド６の外壁と真空槽本体１０の内壁と
の間を下降し、排気系９により装置の外へ排気さ
れる。
しかしながら、上記従来例のプラズマCVD装
置においては、１つの反応炉で１つの基体しか成
膜することができず、加工能率が悪い、すなわち
大量生産に不向きであるという欠点がある。更に
プラズマ反応はシールドにより囲まれた反応炉内
で発生するので、プラズマに曝される総ての面す
なわち基体の表面のみならず高周波電極（カソー
ド電極）の表面及びシールト内壁にも同様に堆積
し、従つて原料ガスの導入量に対する基体上に膜
として形成される量の割合が少なくなつて無駄が
多くなり、またこのカソード電極やシールドの内
壁に堆積したａ−Siが剥がれてゴミとなり、基体
に付着して欠陥を生ぜしめるという欠点がある。
加えて原料ガスの導入と反応後の残ガスの排気
は、構造上真空槽内で上下方向から行わざるを得
ず、従つて反応ガスの流れの方法に従つて形成さ
れた基体上の膜が基体の上下方向に不均一になる
という不都合が生じる。
本発明は、上記従来例の欠点に鑑み、多数の基
体を同時にかつ均一に成膜することができ、更に
堆積効率の優れたプラズマCVD装置を提供する
ことを目的とする。
以下図面を参照して本発明の一実施例を説明す
る。第２図は、本発明の一実施例の側面断面図、
第３図は、第２図のＡ−Ａに沿つた上面断面図で
ある。
円筒形の真空槽１１の底部中央には、円筒形の
金属部材１３がその底部において中心軸線上に固
定され、部材１３の側面には複数個のガス排気口
としての孔１３ａが形成され、部材１３の内部
は、真空槽１１の外に設けられて反応室を真空に
維持するための排気系１４に接続されている。更
に部材１３は、高周波電力を発生する電源１８に
接続されてカソード電極として作用する。尚電源
１８の他端は接地１９されている。真空槽１１の
内壁近傍の底部には、複数個の基体回転機構１６
が設けられ、この回転機構１６上には、それぞれ
アルミニウム等の複数個の円筒形の基体１２が載
置、固定される。この回転機構１６は、装置の作
動中すなわち後述する原料ガスの反応中、第２図
に示すごとく基体１２と共に回転し、基体１２の
表面に形成される薄膜（ａ−Si膜）を均一にする
ためのものである。また、基体１２は、反応ガス
の流れを一様にするために、0.5〜１mm程度の隙
間をおいて配置するのが望ましい。基体１２の内
部には、それぞれ加熱ヒータ１７が設けられ、こ
のヒータ１７は、原料ガス反応中の基体１２の望
ましい温度を維持する。尚基体１２の据着け、取
外しは真空槽１１の上部の蓋１１ａを開閉して行
う。加えて真空槽１１の外側面の中央部には原料
ガスを真空槽１１内に導入するためのガス導入系
１５が配置されている。尚、真空槽１１と基体１
２は接地１９されており、同電位に保たれる。
上記実施例の作動を説明すると、複数個の回転
機構１６上にそれぞれ載置、固定された基体１２
は、その内部に配置されたヒータ１７により、ａ
−Si成膜に必要な温度に加熱されるとともに、そ
れぞれ軸線中心に回転され、同時に接地１９され
る。また真空槽１１内は、電極１３の側面に形成
された孔１３ａを介して排気系１４により排気さ
れ、真空状態に維持され、次いで導入系１５か
ら、室温の原料ガスすなわちシラン（SiH4）ガ
スが導入される。このガスは、第２図に示すごと
く基体１２の軸方向の中央部から両端部に向け、
また第３図に示すごとく真空槽１１の内壁と基体
１２の間から、基体１２の間を通過し、カソード
電極１３の孔１３ａに向け均一に流れる。プラズ
マ反応（後述）後の残ガスは、孔１３ａから排気
系１４により装置外へ排出される。
真空槽１１内にシランガスが供給されると、カ
ソード電極１３に、電源１８により高周波電力が
印加され、カソード電極１３とアノード電極であ
る基体１２との間にプラズマ放電が発生し、シラ
ンガスが分解され、従つて基体１２の表面にａ−
Si膜が形成される。
上記の如く、多くの基体を一度に成膜できると
ともに、基体１２と真空槽１１とは接地されて同
電位であるためこの間にはプラズマ放電が発生せ
ず、真空槽１１の内壁にはａ−Si膜は形成されな
い。従つてこの装置では、従来の装置に比してガ
ラスのより多くの部分が基体１２上に成膜され、
堆積効率が向上する。また真空槽１１内のガスの
流れが上下一様に流れるため、基体１２上に均一
性に優れたａ−Si膜が形成される。このように基
体１２以外の部分すなわち真空槽１１の内壁に成
膜されることがなく、従来の装置のごとくそのよ
うな無駄な膜が剥がれて基体に付着して欠陥を生
ぜしめることがない。
上記実施例では、カソード電極１３に排気孔１
３ａが形成されているが、別個に構成することが
可能である。更に反応ガスの導入系１５と排気系
１４を置換して、ガスを孔１３ａから基体１２の
方向に流すように構成してもよい。この場合に
は、排気効率を高めるために基体１２の間隙は１
mm以上に構成することが望ましい。
以上説明したように、本発明によれば原料ガス
の基体成膜に寄与する堆積効率が優れ、基体以外
の部材に付着するａ−Si膜がゴミとなることが最
小限にすることができる。また基体上の膜質が均
一となり、更に基体の大量生産に効率が良いとい
う効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図は、従来のプラズマCVD装置の側面断
面図、第２図は、本発明の一実施例の側面断面
図、第３図は、第２図のＡ−Ａに沿つた上面断面
図である。 １１……真空槽、１２……基体、１３……カソ
ード電極、１４……ガス排気系、１５……ガス導
入系。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 真空槽内に自転可能な複数の円筒形基体を１
    つの同心円上に隣り合う基体どうしが隙間を形成
    するように配し、かつ前記複数の基体が配された
    中心のみにカソード電極を配し、前記複数の基体
    と前記カソード電極との間にプラズマ放電を生起
    させ、前記真空槽内に導入される原料ガスを分
    解、反応させ、前記複数の基体上に堆積膜を形成
    するプラズマCVD装置であつて、前記複数の基
    体の各々と、前記真空槽とが同電位となるように
    設計されているとともに、前記カソード電極には
    多数のガス排気口が設けられていて、前記基体間
    の隙間に前記原料ガスを流し、前記排気口に前記
    原料ガスの反応後の残ガスを流すようにしたこと
    を特徴とするプラズマCVD装置。
JP58116842A 1983-06-30 1983-06-30 プラズマｃｖｄ装置 Granted JPS6010618A (ja)

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US07/358,510 US4909183A (en) 1983-06-30 1989-05-30 Apparatus for plasma CVD

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JPS6010618A JPS6010618A (ja) 1985-01-19
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