JPH0627337B2 - Deposited film forming apparatus by plasma CVD method - Google Patents

Deposited film forming apparatus by plasma CVD method

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JPH0627337B2
JPH0627337B2 JP61065792A JP6579286A JPH0627337B2 JP H0627337 B2 JPH0627337 B2 JP H0627337B2 JP 61065792 A JP61065792 A JP 61065792A JP 6579286 A JP6579286 A JP 6579286A JP H0627337 B2 JPH0627337 B2 JP H0627337B2
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gas
reaction vessel
deposited film
film
cylindrical substrate
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達行 青池
淳 小池
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    • G03G5/08Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor characterised by the photoconductive material being inorganic
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431Constructional details of the reactor
    • H01J37/3244Gas supply means
    • H01J37/32449Gas control, e.g. control of the gas flow

Description

【発明の詳細な説明】 〔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、殊に半
導体ディバイス、電子写真用の感光ディバイス、画像入
力用のラインセンサー、撮像ディバイス、光起電力素子
などに用いられるアモルファス状あるいは多結晶状等の
非単結晶状の堆積膜を形成するのに至適なプラズマCVD
装置に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a deposited film on a substrate, particularly a functional film, particularly a semiconductor device, a photosensitive device for electrophotography, a line sensor for image input, and an imaging device. , Optimum plasma CVD for forming non-single crystalline deposition film such as amorphous or polycrystalline used for photovoltaic devices
Regarding the device.

〔従来技術の説明〕[Description of Prior Art]

従来、半導体ディバイス、電子写真用感光ディバイス、
画像入力用ラインセンサー、撮像ディバイス、光起電力
素子等に使用する素子部材として、例えば、シリコンを
含有する非晶質(以後単に「a−Si」と表記する。)膜
あるいは水素化シリコンを含有する非晶質(以後単に
「a−SiH」と表記する。)膜等が提案され、その中の
いくつかは実用に付される。そして、そうしたa−Si膜
やa−SiH膜とともにそれ等a−Si膜やa−SiH膜等の
形成法およびそれを実施する装置についてもいくつか提
案されていて、真空蒸着法、イオンプレーティング法、
いわゆる熱CVD 法、プラズマCVD 法、光CVD 法等があ
り、中でもプラズマCVD 法は至適なものとして実用に付
され、一般に広く用いられている。
Conventionally, semiconductor devices, photosensitive devices for electrophotography,
As an element member used for a line sensor for image input, an imaging device, a photovoltaic element, etc., for example, an amorphous film containing silicon (hereinafter simply referred to as “a-Si”) film or silicon hydride is contained. Amorphous (hereinafter simply referred to as "a-SiH") films and the like have been proposed, and some of them are put to practical use. There have also been proposed several methods for forming such a-Si films and a-SiH films, as well as methods for forming such a-Si films and a-SiH films, and apparatuses for carrying them out, such as vacuum deposition and ion plating. Law,
There are so-called thermal CVD method, plasma CVD method, optical CVD method, etc. Among them, the plasma CVD method is put to practical use as an optimum method, and is generally widely used.

ところで前記プラズマCVD 法は、直流、高周波またはマ
イクロ波エネルギーを利用して堆積膜形成用ガスを基体
表面の近傍で励起種化(ラジカル化)して化学的相互作
用を生起させ、該基体表面に膜堆積せしめるというもの
であり、そのための装置も各種提案されている。
By the way, in the plasma CVD method, the deposited film forming gas is excited and seeded (radicalized) in the vicinity of the substrate surface by utilizing direct current, high frequency or microwave energy to cause a chemical interaction, and the substrate surface is exposed. It is to deposit a film, and various devices have been proposed for that purpose.

第2図は、従来のプラズマCVD 法による堆積膜形成装置
の典型的一例を模式的に示す断面略図であつて、図中、
1は反応容器全体を示し、2は反応容器の側壁を兼ねた
カソード電極であり、3は反応容器の上壁、4は反応容
器の底壁である。前記カソード電極2と、上壁3及び底
壁4とは、夫々、碍子5で絶縁されている。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a typical example of a conventional deposited film forming apparatus by the plasma CVD method.
Reference numeral 1 denotes the entire reaction vessel, 2 is a cathode electrode which also serves as a side wall of the reaction vessel, 3 is an upper wall of the reaction vessel, and 4 is a bottom wall of the reaction vessel. The cathode electrode 2, the upper wall 3 and the bottom wall 4 are insulated by an insulator 5, respectively.

6は反応容器内に設置された円筒状基体であり、該円筒
状基体6は接地されてアノード電極となるものである。
円筒状基体6の中には、基体加熱用ヒーター7が設置さ
れており、成膜前に基体を設定温度に加熱したり、成膜
中に基体を設定温度に維持したり、あるいは成膜後基本
をアニール処理したりするのに用いる。また、円筒状基
体6は軸を介して回転駆動手段8に接続されており、成
膜中、円筒状基体6を回転せしめる。
Reference numeral 6 denotes a cylindrical substrate provided in the reaction vessel, and the cylindrical substrate 6 is grounded to serve as an anode electrode.
A heater 7 for heating a substrate is installed in the cylindrical substrate 6, and the substrate is heated to a set temperature before film formation, the substrate is maintained at the set temperature during film formation, or after film formation. It is used to anneal the base. The cylindrical substrate 6 is connected to the rotation driving means 8 via a shaft, and rotates the cylindrical substrate 6 during film formation.

9は、円筒状基体6の同軸外周円上に円筒状基体6の長
手方向に沿つて複数本設けられた堆積膜形成用原料ガス
放出管であつて、夫々のガス放出管9,9…は反応容器
の側壁に向けて該原料ガスを放出するためのガス放出孔
9a,9a…が多数設けられている。また、これらの原料
放出管9,9…、バルブ11を有するガス導入管10を
介して、堆積膜形成用原料ガス供給系20に連通してい
る。
Reference numeral 9 denotes a deposition film forming raw material gas discharge pipe provided on the coaxial outer circumferential circle of the cylindrical base member 6 along the longitudinal direction of the cylindrical base member 6, and each of the gas discharge pipes 9, 9 ... A large number of gas discharge holes 9a, 9a, ... Are provided for discharging the source gas toward the side wall of the reaction vessel. Further, the raw material gas supply system 20 for forming a deposited film is communicated with each other through the raw material discharge pipes 9, 9 ... And a gas introduction pipe 10 having a valve 11.

該堆積膜形成用原料ガス供給系20は、堆積膜形成用原
料ガスを密封したガスボンベ201 〜205 、ガスボンベ20
1 〜205 の夫々に設けられたバルブ211 〜215 、マスフ
ロコントローラー221 〜225 、マスフロコントローラー
への流入バルブ231 〜235 、マスフロコントローラーか
らの流出バルブ241 〜245 、及びガス圧調整器251 〜25
5 からなつている。
The raw material gas supply system 20 for forming a deposited film includes gas cylinders 201 to 205 in which a raw material gas for forming a deposited film is sealed, and a gas cylinder 20.
1 to 205, valves 211 to 215, mass flow controllers 221-225, inflow valves 231-235 to the mass flow controller, outflow valves 241-245 from the mass flow controller, and gas pressure regulator 251-2. twenty five
It starts from 5.

12は、反応容器内を真空排気するための排気管であ
り、排気バルブ13を介して真空排気装置(図示せず)
に連通している。
Reference numeral 12 denotes an exhaust pipe for evacuating the inside of the reaction vessel, and a vacuum exhaust device (not shown) via an exhaust valve 13.
Is in communication with.

14はカソード電極2への電圧印加手段である。Reference numeral 14 is a means for applying a voltage to the cathode electrode 2.

こうした従来のプラズマCVD 法による堆積膜形成装置の
操作は次のようにして行なわれる。即ち、反応容器内の
ガスを、排気管12を介して真空排気すると共に、円筒
状基体6を加熱用ヒーター7により所定温度に加熱、保
持し、さらに回転駆動手段8により回転せしめる。次
に、原料ガス導入管9を介して、例えばa−SiH堆積膜
を形成する場合であれば、シラン等の原料ガスを反応容
器内に導入し、該原料ガスは、ガス導入管のガス放出孔
9aから基体表面に向けて放出される。これと同時併行
的に、電圧印加手段14から、例えば高周波をカソード
電極2と基体(アソード電極)6間に印加しプラズマ放
電を発生せしめる。かくして、反応容器内の原料ガスは
励起され励起種化し、Si*、SiH等(*は励起状態
を表わす。)のラジカル粒子、電子、イオン粒子等が生
成され、それ等が相互反応して円筒状基体の表面にa−
SiHの堆積膜が形成される。
The operation of the conventional deposited film forming apparatus by the plasma CVD method is performed as follows. That is, the gas in the reaction vessel is evacuated through the exhaust pipe 12, the cylindrical substrate 6 is heated and held at a predetermined temperature by the heater 7 for heating, and further rotated by the rotation driving means 8. Next, for example, in the case of forming an a-SiH deposited film through the raw material gas introducing pipe 9, a raw material gas such as silane is introduced into the reaction vessel, and the raw material gas is released from the gas introducing pipe. It is emitted from the holes 9a toward the surface of the substrate. Simultaneously with this, for example, a high frequency is applied from the voltage applying means 14 between the cathode electrode 2 and the base body (ash electrode) 6 to generate plasma discharge. Thus, the raw material gas in the reaction vessel is excited to generate excited species, and radical particles such as Si * , SiH *, etc. (* represents an excited state), electrons, ion particles, etc. are generated, and these react with each other. A- on the surface of the cylindrical substrate
A deposited film of SiH is formed.

上述の、従来のプラズマCVD 法による堆積膜装置は、至
適なものとして一般に広く用いられているものではある
が、次のようないくつかの問題点がある。
Although the above-described conventional deposited film apparatus by the plasma CVD method is widely used as an optimum apparatus, it has some problems as follows.

即ち、プラズマCVD 法による堆積膜の形成において、反
応空間に導入する原料ガスのガス圧、ガス流量、投入パ
ワー等が形成される膜の膜質や膜厚に影響することが知
られており、膜厚および膜質が均一な堆積膜を形成する
には、ガス導入管9の原料ガス放出孔9aから反応空間
内に放出される原料ガスの反応空間内における分布が重
要な因子となるが、第3図に示すごとき従来装置におい
ては、反応容器の周囲壁(カソード電極2)が円筒形で
あるため、原料ガス放出孔9a,9a…から放出される原
料ガスと、反応容器内に形成される放電プラズマとが均
一に混ざりにくいという問題がある。
That is, in forming a deposited film by the plasma CVD method, it is known that the gas pressure, gas flow rate, input power, etc. of the source gas introduced into the reaction space affect the film quality and film thickness of the formed film. In order to form a deposited film having a uniform thickness and film quality, the distribution of the source gas released from the source gas release hole 9a of the gas introduction pipe 9 into the reaction space is an important factor. In the conventional apparatus as shown in the figure, since the peripheral wall (cathode electrode 2) of the reaction vessel is cylindrical, the source gas released from the source gas release holes 9a, 9a ... And the discharge formed in the reaction vessel. There is a problem that it is difficult to mix with plasma uniformly.

この点について、第2図に図示した従来装置の反応容器
の横断面を示す第3図を用いて説明する。図中、2は反
応容器の周囲壁(カソード電極)、6は円筒状基体(ア
ノード電極)、9は原料ガス放出管、矢印は原料ガスの
流れを夫々示している。原料ガス放出管9,9…に設け
られたガス放出孔9a,9a…から周囲壁2に向けて放出
された原料ガスは、周囲壁2が円筒形状であるため、整
流されて流れるため、原料ガスと放電プラズマとが均一
に混合せず、その結果、形成される堆積膜の膜厚及び膜
質について、円筒状基体の周方向でバラつきが生じてし
まう。
This point will be described with reference to FIG. 3 showing a cross section of the reaction vessel of the conventional apparatus shown in FIG. In the figure, 2 is the peripheral wall of the reaction container (cathode electrode), 6 is a cylindrical substrate (anode electrode), 9 is a source gas discharge pipe, and arrows show the flow of source gas. The raw material gas discharged toward the peripheral wall 2 from the gas discharge holes 9a, 9a ... Provided in the raw material gas discharge pipes 9, 9 ... Is rectified and flows because the peripheral wall 2 has a cylindrical shape. The gas and the discharge plasma are not uniformly mixed, and as a result, the film thickness and film quality of the formed deposited film vary in the circumferential direction of the cylindrical substrate.

こうした問題は、円筒状基体6を回転駆動手段8により
回転させることである程度は解消されるが完全とはいえ
ず、更にこうした回転駆動手段8の設置は装置自体を複
雑なものとしてしまい、装置設計上の無理が多くなつて
しまうという問題もある。
Such a problem can be solved to some extent by rotating the cylindrical substrate 6 by the rotation driving means 8, but it cannot be said to be complete. Further, the installation of such rotation driving means 8 complicates the apparatus itself, and the apparatus design. There is also a problem that the above-mentioned unreasonableness increases.

ところで、前述の各種ディバイスが多様化してきてお
り、そのための素子部材として各種幅広い特性を有する
堆積膜を形成するとともに、場合によつては大面積化さ
れた堆積層を形成することが社会的要求としてあり、こ
うした要求を満たす堆積膜を、定常的に量産化しうる装
置を開発するについて、反応空間内における原料ガスの
分布を調整し、形成される堆積膜の膜厚及び膜質の均一
化を図るという課題はより一層重大なものとなつてきて
いる。
By the way, the above-mentioned various devices have been diversified, and it is a social requirement to form a deposited film having various wide characteristics as an element member therefor and, in some cases, to form a deposited layer having a large area. Therefore, in order to develop an apparatus capable of steadily mass-producing a deposited film that meets these requirements, the distribution of the source gas in the reaction space is adjusted to achieve uniform film thickness and film quality of the formed deposited film. The problem is becoming more serious.

〔発明の目的〕[Object of the Invention]

本発明は、光起電力素子、半導体ディバイス、画像入力
用ラインセンサー、撮像ディバイス、電子写真用感光デ
ィバイス等に使用する堆積膜を形成する従来装置につい
て上述の諸問題を解決し、上述の要求を満たすようにす
ることを目的とするものである。
The present invention solves the above-mentioned problems and solves the above-mentioned demands with respect to a conventional apparatus for forming a deposited film used for a photovoltaic device, a semiconductor device, an image input line sensor, an imaging device, an electrophotographic photosensitive device, and the like. The purpose is to satisfy.

即ち、本発明の主たる目的は、形成される膜の膜厚、膜
質及び諸特性の均一化をはかりながら、膜の生産性向上
と共に、特に量産化を可能にし、同時に膜の大面積化
を、可能にするプラズマCVD 法による堆積膜形成装置を
提供することにある。
That is, the main object of the present invention is to improve the productivity of the film while at the same time making the film thickness, film quality and various characteristics of the film to be formed, in particular, enabling mass production, and at the same time increasing the area of the film. It is an object of the present invention to provide a deposited film forming apparatus by the plasma CVD method that enables the deposition.

また、本発明の別の目的は、装置構成が簡単で、種々の
特性を有する堆積膜を効率的に量産化しうるプラズマCV
D 法による堆積膜形成装置を提供することにある。
Another object of the present invention is a plasma CV which has a simple apparatus configuration and can efficiently mass-produce deposited films having various characteristics.
It is to provide a deposited film forming apparatus by the D method.

〔発明の構成、効果〕[Constitution and effect of the invention]

本発明者らは、従来のプラズマCVD 法による堆積膜形成
装置についての前述の諸問題を克服して、上述の目的を
達成すべく鋭意研究を重ねた結果、ガス放出管に対向す
る周囲壁(カソード電極)2の形状を、原料ガスが拡散
する形状とすることにより、前述の諸問題が解決され、
且つ上述の目的を達成しうるという知見を得、本発明を
完成するに至つた。
The inventors of the present invention have earnestly studied to achieve the above-mentioned object by overcoming the above-mentioned problems of the conventional deposited film forming apparatus by the plasma CVD method, and as a result, the surrounding wall ( By making the shape of the cathode electrode) 2 into a shape in which the raw material gas diffuses, the above-mentioned problems are solved,
Moreover, the inventors have obtained the knowledge that the above-mentioned object can be achieved, and completed the present invention.

本発明のプラズマCVD法による堆積膜形成装置は、上
壁、周囲壁及び底壁で密封形成されてなる反応容器と、
該反応容器内に円筒状基体を設置する手段と、該円筒状
基体の同軸外周円上に円筒状基体の長手方向に沿って設
けられた堆積膜形成用原料ガス放出管と、該原料ガスを
励起させて励起種化するための放電エネルギーを印加す
る手段と、前記反応容器内を排気する手段とからなるプ
ラズマCVD法による堆積膜形成装置であって、前記反
応容器の周囲壁に前記円筒状基体の長手方向に沿って複
数の凹部を設け、前記原料ガスを前記凹部に向けて放出
し、前記原料ガスを乱流状態で拡散せしめるようにした
ことを骨子とするものである。
The deposited film forming apparatus by the plasma CVD method of the present invention includes a reaction container hermetically formed by an upper wall, a peripheral wall and a bottom wall,
A means for placing a cylindrical substrate in the reaction vessel, a deposition gas forming source gas discharge pipe provided on a coaxial outer circumferential circle of the cylindrical substrate along the longitudinal direction of the cylindrical substrate, and the source gas What is claimed is: 1. A deposited film forming apparatus by a plasma CVD method, comprising: a means for applying discharge energy for exciting to generate excited species; and a means for exhausting the inside of the reaction vessel, wherein the cylindrical shape is formed on a peripheral wall of the reaction vessel. The essence is that a plurality of recesses are provided along the longitudinal direction of the substrate, the source gas is discharged toward the recesses, and the source gas is diffused in a turbulent state.

以下、本発明の装置について図面を用いて詳しく説明す
るが、本発明は実施例により限定されるものではない。
Hereinafter, the apparatus of the present invention will be described in detail with reference to the drawings, but the present invention is not limited to the embodiments.

本発明の装置は、第2図に示す従来装置と反応容器の周
囲壁(カソード電極)2の形状が異なるだけで、その他
の装置構成は全く同じである。
The apparatus of the present invention is the same as the conventional apparatus shown in FIG.

第1(A)〜(C)図は、本発明の装置における周囲壁の形
状の典型的な例を模式的に示す横断面略図である。図
中、2は周囲壁、6は円筒状基体、9はガス放出管、矢
印は原料ガスの流れを夫々示している。
1 (A) to (C) are schematic cross-sectional views schematically showing a typical example of the shape of the peripheral wall in the device of the present invention. In the figure, 2 is a peripheral wall, 6 is a cylindrical substrate, 9 is a gas discharge pipe, and arrows show the flow of raw material gas.

本発明の装置においては、反応容器の周囲壁2を第1
(A)〜(C)に図示するごとき形状とすることによつて、
ガス放出下9のガス放出孔9aから放出される原料ガスは
矢印で示す様な乱流となるため、反応容器内で原料ガス
と放電プラズマが均一に分布し、その結果、円筒状基体
表面に形成される堆積膜の膜厚及び膜質が、円筒状基体
の周方向について均一となる。
In the apparatus of the present invention, the peripheral wall 2 of the reaction vessel is
By making the shape as shown in (A) to (C),
Since the raw material gas released from the gas release hole 9a under the gas release 9 becomes a turbulent flow as shown by the arrow, the raw material gas and the discharge plasma are uniformly distributed in the reaction vessel, and as a result, the surface of the cylindrical substrate is The film thickness and film quality of the deposited film formed are uniform in the circumferential direction of the cylindrical substrate.

本発明の装置の上記形状を有する周囲壁は、公知の種々
の方法で形成することができるが、その1例として、押
し出し成型法がある。
The peripheral wall having the above-mentioned shape of the device of the present invention can be formed by various known methods, one of which is an extrusion molding method.

本発明の装置により堆積膜を形成するについて使用され
る原料ガスは、高周波またはマイクロ波のエネルギーに
より励起種化し、化学的相互作用して基体表面上に所期
の堆積膜を形成する類のものであれば何れのものであつ
ても採用することができるが、例えばa−Si膜を形成す
る場合であれば、具体的には、ケイ素に水素、ハロゲ
ン、あるいは炭化水素等が結合したシラン類及びハロゲ
ン化シラン類等のガス状態のもの、または容易にガス化
しうるものをガス化したものを用いることができる。こ
れらの原料ガスは1種を使用してもよく、あるいは2種
以上を併用してもよい。また、これ等の原料ガスは、He
、Ar 等の不活性ガスにより稀釈して用いることもあ
る。さらに、a−Si膜はP型不純物元素又はn型不純物
元素をドーピングすることが可能であり、これ等の不純
物元素を構成成分として含有する原料ガスを、単独で、
あるいは前述の原料ガスまたは/および稀釈用ガスと混
合して反応空間内に導入することができる。
The source gas used for forming the deposited film by the apparatus of the present invention is of a type that excites species by high frequency or microwave energy and chemically interacts to form a desired deposited film on the substrate surface. Any one can be used as long as it is, for example, when forming an a-Si film, specifically, silanes in which hydrogen, halogen, hydrocarbon or the like is bonded to silicon. In addition, it is possible to use those in a gas state such as halogenated silanes, or gasified substances that can be easily gasified. These source gases may be used alone or in combination of two or more. Also, these source gases are He
It may be used after diluting with an inert gas such as Ar, Ar. Furthermore, the a-Si film can be doped with a P-type impurity element or an n-type impurity element, and a source gas containing these impurity elements as constituents is used alone.
Alternatively, it can be mixed with the above-mentioned raw material gas and / or the diluting gas and introduced into the reaction space.

また基体については、導電性のものであつても、半導電
性のものであつても、あるいは電気絶縁性のものであつ
てもよく、具体的には金属、セラミツクス、ガラス等が
挙げられる。そして成膜操作時の基体温度は、特に制限
されないが、30〜450℃の範囲とするのが一般的であ
り、好ましくは50〜350℃である。
The substrate may be conductive, semi-conductive, or electrically insulating, and specific examples thereof include metals, ceramics, and glass. The substrate temperature during the film forming operation is not particularly limited, but it is generally in the range of 30 to 450 ° C, and preferably 50 to 350 ° C.

また、堆積膜を形成するにあたつては、本発明の装置の
反応空間内を減圧条件下におくのが好ましいが、常圧条
件でも勿論よく、場合によつては加圧条件下におくこと
もできる。減圧下において堆積膜を形成する場合、原料
ガスを導入する前に反応空間内の圧力を5×10-6Torr以
下、好ましくは1×10-6Torr以下とし、原料ガスを導入
した時には反応空間内の圧力を1×10-2〜1Torr好ましく
は5×10-1〜1Torrとするのが望ましい。
Further, in forming the deposited film, it is preferable that the reaction space of the apparatus of the present invention is under a reduced pressure condition, but it may be a normal pressure condition and, in some cases, a pressurized condition. You can also When forming a deposited film under reduced pressure, the pressure in the reaction space before introducing the source gas is set to 5 × 10 -6 Torr or less, preferably 1 × 10 -6 Torr or less, and the reaction space is set when the source gas is introduced. It is desirable to set the internal pressure to 1 × 10 -2 to 1 Torr, preferably 5 × 10 -1 to 1 Torr.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の装置を操作して堆積膜を形成した実施例
を記載するが、本発明はこれにより限定されるものでは
ない。
Examples in which the apparatus of the present invention is operated to form a deposited film will be described below, but the present invention is not limited thereto.

本例においては、第2図に示すプラズマCVD 装置の反応
容器1を、第1(A)図に示す断面形状の周囲壁(カソー
ド電極)2を有する反応容器とし、Al製シリンダー上
に、電荷注入阻止層、感光層及び表面層からなる光受容
層を形成した。なお、本例における装置の大きさは以下
に示すとおりである。
In this example, the reaction vessel 1 of the plasma CVD apparatus shown in FIG. 2 is a reaction vessel having a peripheral wall (cathode electrode) 2 having a cross-sectional shape shown in FIG. A light-receiving layer including an injection blocking layer, a photosensitive layer and a surface layer was formed. The size of the device in this example is as follows.

また、ガスボンベ201 にはSiHガス、ガスボンベ202
にはB2H6ガス、ガスボンベ203 にはNOガス、ガスボン
ベ204 にはCH4ガス、ガスボンベ205 にはH2ガスを夫々
密封した。
In addition, the gas cylinder 201 is SiH 4 gas and the gas cylinder 202.
The gas cylinder 203 was sealed with B 2 H 6 gas, the gas cylinder 203 was sealed with NO gas, the gas cylinder 204 was sealed with CH 4 gas, and the gas cylinder 205 was sealed with H 2 gas.

まず最初にガスボンベのバルブ211 〜215 のすべてを閉
じ、その他のガス供給系20のバルブ231 〜235 ,241 〜
245 ,11および排気バルブ13を開けて反応容器1内
を10-7Torrまで減圧した。それと同時に加熱用ヒーター
7によりAl製シリンダー6を250℃に加熱し、250℃で
一定に保った。Al製シリンダーの温度が安定したとこ
ろで、流入バルブ231 〜235 、流出バルブ241 〜245 及
びバルブ11のすべてを閉じ、ガスボンベ205 のバルブ
215 を開いて、マスフロコントローラー225 を300 SCCM
に設定し、流入バルブ235 、流出バルブ245 及びバルブ
11を順に開いてH2ガスを反応容器1内に導入した。
First of all, close all the valves 211 to 215 of the gas cylinder and the valves 231 to 235 and 241 to the other gas supply system 20.
245, 11 and the exhaust valve 13 were opened to reduce the pressure in the reaction vessel 1 to 10 -7 Torr. At the same time, the Al cylinder 6 was heated to 250 ° C. by the heating heater 7 and kept constant at 250 ° C. When the temperature of the Al cylinder is stable, all of the inflow valves 231-235, the outflow valves 241-245 and the valve 11 are closed, and the valve of the gas cylinder 205 is closed.
Open 215 and mass flow controller 225 to 300 SCCM
Set to inflow valve 235, outflow valve 245 and valve
11 was sequentially opened and H 2 gas was introduced into the reaction vessel 1.

次にガスボンベ201 のSiHガス、ガスボンベ202 のB2H
ガス、ガスボンベ203のNOガスを、上述の同様の操
作をくりかえして、順に反応容器1内に導入した。な
お、SiHガス、B2Hガス、NOガスの夫々の流量は、
SiHガスが150 SCCM、B2HガスがSiHガス流量に対
して1600Vol ppm 、NOガスがSiHガス流量に対して
3.4Vol %となるように設定した。
Next, SiH 4 gas in gas cylinder 201 and B 2 H in gas cylinder 202
6 gas and NO gas in the gas cylinder 203 were sequentially introduced into the reaction vessel 1 by repeating the same operation as described above. The flow rates of SiH 4 gas, B 2 H 6 gas, and NO gas are
The SiH 4 gas was set at 150 SCCM, the B 2 H 6 gas was set at 1600 Vol ppm with respect to the SiH 4 gas flow rate, and the NO gas was set at 3.4 Vol% with respect to the SiH 4 gas flow rate.

各々のガスの流量が安定したところで、排気バルブ13
を調整して、系内が0.2Torr になるようにし、系内
の圧力が安定したところで電圧印加手段14を用いて高
周波放電(13.56 MHz 、150W)を生じさせ、膜厚が
5μmのa−Si:H:B:Oで構成された電荷注入阻止
層を形成した。
When the flow rate of each gas becomes stable, the exhaust valve 13
Is adjusted so that the pressure in the system becomes 0.2 Torr, and when the pressure in the system becomes stable, high-frequency discharge (13.56 MHz, 150 W) is generated using the voltage applying means 14, and the film thickness of a- A charge injection blocking layer composed of Si: H: B: O was formed.

次に、B2Hガス及びNOガスの流入を止めた以外は前
述と同様にして、膜厚20μmのa−Si:Hで構成され
た感光層を形成した。
Next, a photosensitive layer made of a-Si: H having a film thickness of 20 μm was formed in the same manner as described above except that the inflow of B 2 H 6 gas and NO gas was stopped.

更に、SiHガス量を35SCCMとし、CHガス流量をSiH
ガス流量に対してSiH/CH=1/30となるようにした
以外はすべて前述と同様にして、膜厚0.5μmのa−S
i:C(H)からなる表面層を形成した。
Furthermore, the amount of SiH 4 gas was set to 35 SCCM, and the flow rate of CH 4 gas was changed to SiH 4
All were the same as above, except that SiH 4 / CH 4 = 1/30 was set for the gas flow rate.
i: A surface layer made of C (H) was formed.

最後にガスのバルブをすべて閉じ、放電及び加熱用ヒー
ターを止め、反応容器内を排気し、Al製シリンダーの
温度を室温まで下げ、形成された受光部材を系外にとり
出した。
Finally, all the gas valves were closed, the discharge and heating heaters were stopped, the inside of the reaction vessel was evacuated, the temperature of the Al cylinder was lowered to room temperature, and the formed light receiving member was taken out of the system.

得られた光受容部材について、膜厚及び膜電位を、Al
製シリンダー中央の周方向における8つの点(第1(A)
図A,B,A,B…)で測定した。その結果を下記の第
1表に示す。なお、膜電位は、キャノン(株)製複写機
(NP-9030)に感光ドラムとして搭載し、7.5KVのコ
ロナ帯電をした時の膜の表面電位である。
Regarding the obtained light receiving member, the film thickness and the film potential are
Eight points in the circumferential direction of the center of the manufactured cylinder (No. 1 (A)
The measurements were made in FIGS. A, B, A, B ...). The results are shown in Table 1 below. The membrane potential is the surface potential of the membrane when it is mounted on a copier (NP-9030) manufactured by Canon Inc. as a photosensitive drum and subjected to corona charging of 7.5 KV.

次に、比較例1として、第3図に示す断面形状を有する
反応容器(従来装置)を用いた以外は前述と同一の条件
で光受容部材を形成した。なお、比較例における装置の
大きさは以下に示すとおりである。
Next, as Comparative Example 1, a light receiving member was formed under the same conditions as described above except that a reaction container (conventional device) having a cross-sectional shape shown in FIG. 3 was used. The size of the device in the comparative example is as shown below.

更に、比較例2として、Alシリンダー6を回転させた
以外は前述の比較列1と同じ条件で堆積膜を形成した。
Further, as Comparative Example 2, a deposited film was formed under the same conditions as in Comparative Row 1 described above except that the Al cylinder 6 was rotated.

比較例1,2で得られた光受容部材について、実施例1
と同様にして膜厚及び膜電位を測定し、下記の第1表に
示す結果を得た。
Regarding the light receiving members obtained in Comparative Examples 1 and 2, Example 1
The film thickness and the film potential were measured in the same manner as above, and the results shown in Table 1 below were obtained.

第1表の結果から、従来装置によるものは成膜時にAl
製シリンダーを回転させない時には周方向において膜
厚、膜質のムラが大きくなるのに対し、本発明装置を用
いた場合には、回転を行なわない場合でも膜厚及び膜質
の周方向のムラが著しく改善されていることがわかる。
From the results shown in Table 1, the results obtained by the conventional apparatus were
When the manufacturing cylinder is not rotated, the unevenness in the film thickness and the film quality becomes large in the circumferential direction, whereas when the device of the present invention is used, the unevenness in the film thickness and the film quality in the circumferential direction is significantly improved even when the rotation is not performed. You can see that it is done.

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

第1(A)乃至(C)図は、本発明のプラズマCVD 法による
堆積膜形成装置における、周囲壁の形状の典型的な例を
示す断面略図である。第2図は、従来のプラズマCVD 法
による堆積膜形成装置の典型的一例を模式的に示す断面
略図であり、第3図は、該従来装置における周囲壁の形
状を示す断面略図である。 第1乃至第3図について、 1……反応容器、2……カソード電極を兼ねた周囲壁、
3……上壁、4……底壁、5……碍子、6……円筒状基
体、7……加熱用ヒーター、8……回転駆動手段、9…
…ガス導入管、9a……ガス放出口、10……ガス供給管、
11……バルブ、12……排気管、13……排気バルブ、14…
…電圧印加手段、20……堆積膜形成用原料ガス供給系、
201 〜205 ……ガスボンベ、211 〜215 ……バルブ、22
1 〜225 ……マスフロコントローラー、231 〜235 ……
流入バルブ、241 〜245 ……流出バルブ、251 〜255 …
…ガス圧調整器
FIGS. 1 (A) to (C) are schematic cross-sectional views showing typical examples of the shape of the peripheral wall in the deposited film forming apparatus by the plasma CVD method of the present invention. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view schematically showing a typical example of a conventional deposited film forming apparatus by the plasma CVD method, and FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the shape of a peripheral wall in the conventional apparatus. Regarding FIGS. 1 to 3, 1 ... Reactor container, 2 ... Peripheral wall also serving as a cathode electrode,
3 ... Top wall, 4 ... Bottom wall, 5 ... Insulator, 6 ... Cylindrical substrate, 7 ... Heating heater, 8 ... Rotation drive means, 9 ...
… Gas inlet pipe, 9a …… Gas outlet, 10 …… Gas supply pipe,
11 ... Valve, 12 ... Exhaust pipe, 13 ... Exhaust valve, 14 ...
… Voltage applying means, 20 …… Source gas supply system for forming deposited film,
201-205 …… Gas cylinder, 211-215 …… Valve, 22
1 to 225 …… Masflo controller, 231-235 ……
Inflow valve, 241-245 ... Outflow valve, 251-255 ...
… Gas pressure regulator

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】上壁、周囲壁及び底壁で密封形成されてな
る反応容器と、該反応容器内に円筒状基体を設置する手
段と、該円筒状基体の同軸外周円上に円筒状基体の長手
方向に沿って設けられた堆積膜形成用原料ガス放出管
と、該原料ガスを励起させて励起種化するための放電エ
ネルギーを印加する手段と、前記反応容器内を排気する
手段とからなるプラズマCVD法による堆積膜形成装置
であって、前記反応容器の周囲壁に前記円筒状基体の長
手方向に沿って複数の凹部を設け、前記原料ガスを前記
凹部に向けて放出し、前記原料ガスを乱流状態で拡散せ
しめるようにしたことを特徴とするプラズマCVD法に
よる堆積膜形成装置。
1. A reaction vessel hermetically formed by an upper wall, a peripheral wall and a bottom wall, a means for installing a cylindrical substrate in the reaction vessel, and a cylindrical substrate on a coaxial outer circumference of the cylindrical substrate. A deposition film forming raw material gas discharge pipe provided along the longitudinal direction of the, a means for applying discharge energy for exciting the raw material gas to generate excited species, and a means for exhausting the inside of the reaction vessel. And a plurality of recesses provided along the longitudinal direction of the cylindrical substrate on the peripheral wall of the reaction vessel, wherein the source gas is discharged toward the recesses. An apparatus for forming a deposited film by a plasma CVD method, characterized in that a gas is diffused in a turbulent state.
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