JPH0623571Y2

JPH0623571Y2 - プラズマｃｖｄ装置

Info

Publication number: JPH0623571Y2
Application number: JP13415689U
Authority: JP
Inventors: 博信辻本; 一幸後藤; 敏彦平谷; 猛夫深津; 靖雄岸
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1989-11-17
Filing date: 1989-11-17
Publication date: 1994-06-22
Anticipated expiration: 2004-06-22
Also published as: JPH0374662U

Description

【考案の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野本考案は原料ガスのプラズマ分解により基体表面に膜を
成膜するプラズマＣＶＤ装置に関する。

（ロ）従来の技術レーザプリンタや普通紙複写機の感光体ドラムとして、
アモルファスシリコン（以下ａ−Ｓｉと称す）感光体ド
ラムが研究開発されている。斯るａ−Ｓｉ感光体ドラム
ＳｉＨ_４、Ｓｉ_２Ｈ_６、等のＳｉ化合物ガスを原料ガス
とするプラズマＣＶＤ法により容易に製造することがで
きる。特公昭６３−５３８５４号公報に開示された先行
技術は、円筒形反応容器内に、同心円状の小径円筒電極
と大径円筒電極を設け、この両円筒電極間にグロー放電
を生起せしめ上記原料ガスを分解し、当該電極間のこれ
ら電極と同心円周上に等間隔でこの円周に沿って自転及
び公転可能に配設された円筒基体の外周面にａ−Ｓｉ膜
を成膜することによって、均質なａ−Ｓｉ感光体を一度
に多量に製造することができ極めて有益である。

しかしながら、一般にグロー放電により分解され成膜に
寄与する原料ガスは導入したガスのほんの一部であり、
その利用効率は悪く、更には上記先行技術では電極面積
に対し円筒基体の表面積が大きくなるため、成膜速度が
低下する好ましくない現象も発生する。

従って、製造コストの面から原料ガスの利用効率の向上
と、成膜速度の上昇が要求される。

特公昭６３−２９５８３号公報は、磁界によりプラズマ
密度を高めることにより、原料ガスの利用効率を向上さ
せる技術を開示している。この先行技術に開示された技
術は基体が平板であり、この平板基体に対して磁力線の
方向が平行になるように磁石が配設されている。

ところが、この先行技術にあっては、磁石の使用を教え
るものの基体を円筒状としたときに対する磁石の配置及
び磁界分布については何ら教示するところがない。

（ハ）考案が解決しょうとする課題本考案は成膜される膜を支持する基体として、円筒基体
を用いたときの原料ガスの利用効率の向上と、成膜速度
の上昇を解決せんとするものである。

（ニ）課題を解決するための手段本考案は上記課題を解決すべく、減圧し得る反応容器内
に同心的にその対向間にプラズマを発生させる一対の環
状電極を有し、当該環状電極間に成膜される膜を支持す
る円筒基体を回転可能に保持すると共に、上記環状電極
の中心又は外側の少なくとも一方に磁石を設け、この磁
石による磁界分布を時間的に可変すべく当該磁石を可動
自在とすることを特徴とする。

（ホ）作用上述の如く磁石による磁界分布を時間的に可変すべく当
該磁石を可動自在とすることによって、プラズマ密度の
向上と、当該プラズマ密度の成膜時における不均一分布
の平坦化を同時に実現する。

（ヘ）実施例第１図は本考案ＣＶＤ装置の概念を示す断面図であっ
て、反応容器(1)は、同心状の外側円筒(2)と有底の内側
円筒(3)と、これら両円筒(2)(3)の上部開口端を閉塞す
る蓋体(4)と、外側円筒(2)の底部を閉塞すると共に、後
述する自公転駆動機構を収納する底部閉塞体(5)とから
構成されている。そして、この反応容器(1)内には上記
外側円筒(2)の内壁に近接して円筒状の外側電極(6)と、
上記内側円筒(3)の外側に近接して円筒状の内側電極(7)
が設けられ、これら両電極(6)(7)も上記両円筒(2)(3)と
同心状の関係にある。

上記外側電極(6)と内側電極(7)との間には当該両電極
(6)(7)より等距離の同一円周上に夫々等しい間隔を置い
て個々の軸方向を上記両電極(6)(7)の中心軸と平行にし
て成膜すべき膜を支持する複数本の円筒基体(8)(8)…が
保持テーブル(9)の回転ホルダー(10)(10)…に取り出し
可能に設けられる。そして斯る円筒基体(8)(8)…は反応
容器(1)の底部に設けられたモータ(11)によりベルト(1
2)を介して各回転ホルダー(10)(10)…を駆動させること
により回転せしめられる。

成膜に供する原料ガスは、外側円筒(2)の外壁及び内側
円筒(3)の内壁に配管されたガス導入管(15)(16)により
輸送され、両円筒(2)(3)に穿たれた多数のガス導入口(1
7)(18)…から反応容器(1)内部に導入される。反応容器
(1)は真空ポンプ(19)と排気口(20)を介して連通してお
り、当該反応容器(1)内を所定の減圧状態下に保持する
ことが可能である。このような真空ポンプ(19)の稼働に
より一旦高真空に排気後、原料ガスを減圧状態で導入し
両電極(6)(7)の各々に所定の電力を電源(21a)(21b)から
供給することによって、グロー放電が当該両電極(26)(2
7)の各々と円筒基体(8)(8)…の各々の表面との間で生起
される。

而して、本考案ＣＶＤ装置の特徴は、反応容器(1)の中
心、即ち両電極(6)(7)の中心である内側円筒(3)の内部
に多極円筒磁石(22)を配置すると共に、この磁石(22)に
よる磁石分布を円筒基体(8)(8)…の回転過程で平坦化さ
れるように第２図に示すごとく円筒基体(8)(8)…の回転
方向（矢印Ｑ方向）と逆方向に回転する構成としたとこ
ろにある。

第３図は多極円筒磁石(22)磁界分布と円筒基体(8)との
関係を模式的に示したものである。多極円筒磁石(22)
は、ドーナツ状の外側に一方の磁極を配置し、内側に他
方の磁極を設けたフェライト磁石(23)(23)…を非磁性体
のスペーサ(24)を挟んで隣接する磁石(23)(23)…の磁極
が異極となると共に、当該多極円筒磁石(22)の中心軸に
対して載置面が直交するのではなくこの直交面に対して
θの角度を持って傾斜して積層されている。即ち、多極
円筒磁石(22)がモータ(25)の駆動による回転動作中のこ
の角度θは、円筒基体(8)が時間的に対向する磁界の強
さが変動するように設定したある。従って、上記円筒基
体(8)が矢符Ｑ方向に回転する間に円筒基体(8)のどの部
分にあっても磁界の強い部分と弱い部に平均的に対向し
て通過することとなる。例えば、多極円筒磁石(22)の直
径を１２０mm、隣り合う磁石の中心部の間隔を４０mm、
傾斜角θを１５度とした。

その結果、円筒基体(8)が一回転する間に磁界の強い部
分、即ちプラズマ密度の高い領域を２回通ることとな
り、成膜過程において円筒基体(8)が面するプラズマ密
度の位置的バラツキが平均化される。

斯る実施例装置を用いてａ−Ｓｉ感光体ドラムを作成す
べく、磁界強度を内側電極(7)付近での垂直成分を２０
０ガウスとし、０．３Torrの減圧下でガス導入口(17)(1
8)…よりモノシランを導入したところ、本考案の如く多
極円筒磁石(22)を使用しない従来の成膜に比して、成膜
速度が３割以上向上することが確認できた。そしてその
ａ−Ｓｉ膜の膜厚ムラも±５％以下の変動に抑制でき
た。

第４図は本考案の他の実施例を示し、第１図乃至第３図
の実施例とは、円筒基体(8)(8)…の回転形態と多極円筒
磁石(22′)の可動形態とが異なる。先ず、円筒基体(8)
(8)…の回転形態は第５図に示すごとく矢印Ｑ方向に自
転し、矢印Ｐ方向に公転する。斯る円筒基体(8)(8)…の
自公転は、回転ホルダ(10)(10)…を回転自在に保持する
テーブル(9′)を当該テーブル(9′)の中心軸回りにモー
タ(11)により回転せしめるとともに、各回転ホルダ(10)
(10)…の底部に設けられた小歯車(25)(25)…と、底部閉
塞体(5)に固定された内歯車(26)との歯合とが相俟って
行われる。

一方、多極円筒磁石(22′)の可動形態は、蓋体(4)に設
けられたモータ(25)の稼働によりカム(27)が回転し、当
該多極円筒磁石(22′)を吊下するアーム(28)を上下動さ
せることにより揺動することになる。この実施例に用い
られる多極円筒磁石(22′)の構成は第３図のような傾斜
円筒の磁石(23)…を積層したものであっても良いが、第
６図の様に円筒状の磁石(23′)…を非磁性体(24′)…を
挟んで積層したもので十分である。このような多極円筒
磁石(22′)を用いたときの、上記揺動によるストローク
は少なくとも隣り合う磁石の中心部の間隔長となるよう
にすれば磁界強度の平坦化が達成できる。即ち、成膜過
程において円筒基体(8)…が面するプラズマ密度に位置
的バラツキが平均化される。この実施例装置にあって
も、先の実施例と同等の成膜速達の向上と膜厚ムラの変
動を抑制できた。

第７図は本考案の更に他の実施例を示し、反応容器(1)
の外側円筒(2)の更に外周に同心的に回転する回転磁石
(29)を設けたところに特徴点が存在する。第８図は回転
磁石(29)を軸方向から切断したときの状態を示したもの
であり、磁性体円筒(30)の内壁の軸方向に、一方の磁極
を内方に向け、他方の磁極を当該磁性体円筒(30)に結合
したロ字状磁石(31)と、このロ字状磁石(31)によって周
囲が包まれ他方の磁極を内方に向けた棒状磁石(32)から
なる磁界発生部(33)を数個備えた構成となっている。斯
る回転磁石(29)は、蓋体(4)上のモータ(25)の稼働と、
磁性体円筒(29)の上部内壁に刻設された内歯車(34)と上
記モータ(25)とベルト(35)を介して連なる小歯車(36)と
の歯合により回転せしめられる構成となっている。この
構成によれば、第９図に示す如く円筒基体(8)(8)…の公
転方向Ｐと回転磁石(29)の回転方向Ｔとを逆方向とする
ことによって、円筒基体(1)(1)…の成膜時におけるプラ
ズマ密度の平坦化が行われる。特にこの実施例では、磁
界発生部(33)の数を多くすればする程、成膜速度の上昇
が図れる。

尚、以上の実施例では磁石の配置は反応容器(1)の内側
電極(7)の内方或いは外側電極(6)の外方であったが、両
方に設ける構成としても良い。

（ト）考案の効果本考案ＣＶＤ装置は以上の説明から明らかな如く、円筒
基体表面近傍におけるプラズマ密度の向上と、当該プラ
ズマ密度に成膜時における不均一分布の平坦化を同時に
実現できるので、膜厚変動を抑制しつつ原料ガスの利用
効率の向上と、成膜速度の上昇を達成することができ
る。

【図面の簡単な説明】

図は本考案ＣＶＤ装置の実施例を示し、第１図は一実施
例の縦断面図、第２図は円筒基体と多極円筒磁石の回転
を説明するための上面図、第３図は多極円筒磁石と円筒
基体との磁界分布との関係を説明するための模式的断面
図、第４図は他の実施例の縦断面図、第５図は円筒基体
の自公転を説明するための上面図、第６図は多極円筒磁
石の側面図、第７図は更に他の実施例の縦断面図、第８
図は回転磁石の模式的断面図、第９図は回転磁石と円筒
基体との磁界分布との関係を説明するための上面図であ
る。 (1)……反応容器、(6)……外側電極、(7)…内側電極、
(8)……円筒基体、(22)(22′)……多極円筒磁石、(29)
……回転磁石。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者深津猛夫大阪府守口市京阪本通２丁目18番地三洋電機株式会社内 (72)考案者岸靖雄大阪府守口市京阪本通２丁目18番地三洋電機株式会社内

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】減圧し得る反応容器内に同心的にその対向
間にプラズマを発生させる一対の環状電極を有し、当該
環状電極間に成膜される膜を支持する円筒基体を回転可
能に保持すると共に、上記環状電極の中心又は外側の少
なくとも一方に磁石を設け、この磁石による磁界分布を
時間的に可変すべく当該磁石を可動自在とすることを特
徴とするプラズマＣＶＤ装置。