JPH0645895B2

JPH0645895B2 - 堆積膜形成装置

Info

Publication number: JPH0645895B2
Application number: JP60294453A
Authority: JP
Inventors: 正博金井; 政昭広岡; 純一半那; 勇清水
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1985-12-26
Filing date: 1985-12-26
Publication date: 1994-06-15
Anticipated expiration: 2009-06-15
Also published as: JPS62151571A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、機能性膜、殊に半導体デバイス、電子写真用
の感光デバイス、光学的画像入力装置用の光入力センサ
ーデバイス等の電子デバイスの用途に有用な半導体性堆
積膜の形成装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、機能性膜、殊に非結晶質乃至多結晶質の半導体膜
は、所望される物理的特性や用途等の観点から個々に適
した成膜方法が採用されている。

例えば、必要に応じて、水素原子（Ｈ）やハロゲン原子
（Ｘ）等の補償剤で不対電子が補償された非晶質や多結
晶質の非単結晶シリコン（以後「ＮＯＮ−Ｓｉ（Ｈ，
Ｘ）」と略記し、その中でも殊に非結晶質シリコンを示
す場合には「Ａ−Si（Ｈ，Ｘ）」、多結晶質シリコンを
示す場合には「poly−Ｓｉ（Ｈ，Ｘ）」と記す）膜等の
シリコン系堆積膜（尚、俗に言う微結晶シリコンは、Ａ
−Ｓｉ（Ｈ，Ｘ）の範疇にはいることは断るまでもな
い）の形成には、真空蒸着法、プラズマＣＶＤ法、熱Ｃ
ＶＤ法、反応スパッタリング法、イオンプレーティング
法、光ＣＶＤ法などが試みられており、一般的には、プ
ラズマＣＶＤ法が広く用いられ、企業化されている。

第４図に示すものは従来のプラズマＣＶＤ法による電子
写真感光体の製造装置の１例である。

図中の３０２〜３０６のガスボンベには、本発明の光導
電部材を形成するための原料ガスが密封されており、そ
の一例としてたとえば３０２は、Ｈｅで希釈されたＳｉ
Ｈ_４ガス（純度99.999％、以下SiH₄/Heと略す。）ボン
ベ、３０３はＨｅで希釈されたGeH₄ガス（純度99.999％
以下、GeH₄/Heと略す。）ボンベ、３０４はＨｅで希釈
されたSiF₄ガス（純度99.99％、以下SiF₄/Heと略す。）
ボンベ３０５はHeで希釈されたB₂H₆ガス（純度99.999
％、以下B₂H₆/Heと略す。）ボンベ、３０６はNH₃ガス
（純度99.999％）ボンベである。

これらのガスを反応室３０１に流入させるにはガスボン
ベ３０２〜３０６のバルブ３２２〜326リークバルブ３
３５が閉じられていることを確認し、又、流入バルブ３
１２〜３１６、流出バルブ３１７〜３２１、補助バルブ
３３２、３３３が開かれていることを確認して、先づメ
インバルブ３３４を開いて反応室３０１、及び各ガス配
管内を排気する。次に真空計３３６の読みが約５×10^-6
torrになった時点で補助バルブ３３２、３３３、流出バ
ルブ３１７〜３２１を閉じる。

次にシリンダー状基体３３７上に第一の非晶質層(1)を
形成する場合の一例をあげると、ガスボンベ３０２より
HiH₄/Heガス、ガスボンベ３０３よりGeH₄/Heガス、ガス
ボンベ３０５よりB₂H₆/Heガスをバルブ３２２、３２
３、３２５を夫々開いて出口圧ゲージ３２７、３２８、
３３０の圧を１kg/cm³に調整し、流入バルブ３１２、３
１３、３１５を徐々に開けて、マスフロコントローラ３
０７、３０８、３１０内に夫々流入させる。引き続いて
流出バルブ３１７、３１８、３２０、補助バルブ３３２
を徐々に開いて夫々のガスを反応室３０１に流入させ
る。このときのSiH₄/Heガス流量とGeH₄/Heガス流量とB₂
H₆/Heス流量との比が所望の値になるよう流出バルブ３
１７、３１８、３２０を調整し、又、反応室３０１内の
圧力が所望の値になるように真空計３３６の読みを見な
がらメインバルブ３３４の開口を調勢する。そして基体
３３７の温度が加熱ヒーター３３８により５０〜４００
℃の範囲の温度に設定されていることを確認された後、
電源３４０を所望の電力に設定して反応室３０１内にグ
ロー放電を生起させ、同時にあらかじめ設計された変化
率曲線に従ってGeH₄/Heガスの流量を手動あるいは外部
駆動モータ等の方法によってバルブ３１８の開口を漸次
変化させる操作を行なって形成される層中に含有される
ゲルマニウム原子の分布濃度を制御する。この様にし
て、基体３３７上に第一の非晶質層(1)を形成する。

第一の非晶質層(1)中にハロゲン原子を含有させる場合
には、上記のガスに例えばSiF₄ガスを更に付加して、グ
ロー放電を生起させれば良い。

又、第一の非晶質層(1)中に水素言子を含有させずにハ
ロゲン原子を含有させる場合には、先のSiH₄/Heガス及
びGeH₄/Heガスの代りに、SiF₄/Heガス及びGeF₄/Heガス
を使用すれば良い。

上記の様にして所望層厚に形成された第一の非晶質層
(I)上に第二の非晶質層(II)を形成するには、第一の非
晶質層(I)の形成の際と同様なバルブ操作によって、例
えばSiH₄ガス、NH₃ガスの夫々を必要に応じてHe等の希
釈ガスで希釈して、所望の条件に従って、グロー放電を
生起させることによって成される。

第二の非晶質層(II)中にハロゲン原子を含有させるに
は、例えばSiF₄ガスとNH₃ガス、或いはこれにSiH₄ガス
を加えて上記と同様にして第二の非晶質層(II)を形成す
ることによって成される。

夫々の層を形成する際に必要なガスの流出バルブ以外の
流出バルブは全て閉じることは言うまでもなく、又、夫
々の層を形成する際、前層の形成に使用したガスが反応
室３０１内、流出バルブ３１７〜３２１から反応室３０
１内に至るガス配管内に残留することを避けるために、
流出バルブ３１７〜３２１を閉じ、補助バルブ３３２、
３３３を開いてメインバルブ３３４を全開して系内を一
旦高真空に排気する操作を必要に応じて行う。

第二の非晶質層(II)中に含有される窒素原子の量は例え
ば、グロー放電による場合はSiH₄ガスと、NH₃ガスの反
応室３０１内に導入される流量比を所望に従って変える
か、或いは、スパッタリングで層形成する場合には、タ
ーゲットを形成する際シリコンウエハとグラフアイトウ
エハのスパッタ面積比率を変えるか、又はシリコン粉末
とグラフアイト粉末の混合比率を変えてターゲットを成
型することによって所望に応じて制御することが出来
る。第二の非晶質層(II)中に含有されるハロゲン原子
（Ｘ）の量は、ハロゲン原子導入用の原料ガス、例えば
SiF₄ガスが反応室３０１内に導入される際の流量を調整
することによって成される。

又、層形成を行っている間は層形成の均一化を計るため
基体３３７はモータ３３９により一定速度で回転させて
やるのが望ましい。

而乍ら、プラズマＣＶＤ法によるシリコン系堆積膜の形
成に於ての反応プロセスは、前述した様に従来のＣＶＤ
法に比較してかなり複雑であり、その反応機構も不明な
点が少なくない。又、その堆積膜の形成パラメーターも
多く（例えば、基体温度、導入ガスの流量と比、形成時
の圧力、高周波電力、電極構造、反応容器の構造、排気
の速度、プラズマ発生方式など）これらの多くのパラメ
ータの組み合せによるため、時にはプラズマが不安定な
状態になり、形成された堆積膜に著しい悪影響を与える
ことが少なくなかった。そのうえ、装置特有のパラメー
タを装置ごとに選定しなければならず、したがって製造
条件を一般化することがむずかしいというのが実状であ
った。

他方、シリコン系堆積膜として電気的、光学的特性を各
用途毎に十分に満足させ得るものを発現させるために
は、現状ではプラズマＣＶＤ法によって形成することが
最良とされている。

而乍ら、シリコン系堆積膜の応用用途によっては、大面
積化、膜厚均一性、膜品質の均一性を十分満足させて再
現性のある量産化を図らねばならないため、プラズマＣ
ＶＤ法によるシリコン系堆積膜の形成においては、量産
装置に多大な設備投が必要となり、またその量産の為の
管理項目も複雑になり、管理許容幅も狭く、装置の調整
も微妙であることから、これらのことが、今度改善すべ
き問題点として指摘されている。

又、プラズマＣＶＤ法の場合には、成膜される基体の配
されている成膜空間に於いて高周波或いはマイクロ波等
によって直接プラズマを生成している為に、発生する電
子や多数のイオン種が成膜過程に於いて膜にダメージを
与え膜品質の低下、膜品質の不均一化の要因となってい
る。

さらには、原料ガスの利用効率という点からは、原料ガ
スはプラズマの生起している対向電極間のすべての空間
において活性化されて堆積膜の形成に有効な励起種を生
成する為、基体表面以外の基体と対向する電極表面や排
気管等の中にも一般にポリシランと呼ばれる黄色い粉末
を形成し、微粉末は堆積膜製造装置を汚染するばかりで
なく、成膜中に飛散して堆積膜表面に付着してその特性
を劣化させる大きな要因となっている。このように堆積
膜製造装置中に導入される原料ガスのほとんどはポリシ
ランとなるか未反応のまま排気されてしまい実際に堆積
膜として有効利用される割合は１０〜１５％程度にすぎ
ない。

この点の改良として提案されている方法には、間接プラ
ズマＣＶＤ法がある。

該間接プラズマＣＶＤ法は、成膜空間から離れた上流位
置にてマイクロ波等によってプラズマを生成し、該プラ
ズマを成膜空間まで輸送することで、成膜に有効な化学
種を選択的に使用出来る様に計ったものである。

而乍ら、斯かるプラズマＣＶＤ法でも、プラズマの輸送
が必須であることから、成膜に有効な化学種の寿命が長
くなればならず、自ずと、使用するガス種が制限され、
種々の堆積膜が得られないこと、及びプラズマを発生す
る為に多大なエネルギーを要すること、成膜に有効な化
学種の生成及び量が簡便な管理下に本質的に置かれない
こと等の問題点は残積している。

プラズマＣＶＤ法に対して、光ＣＶＤ法は、成膜時と膜
品質にダメージを与えるイオン種や電子が発生しないと
いう点で有利ではあるが、光源にそれ程多くの種類がな
いこと、光源の波長も紫外に片寄っていること、工業化
する場合には大型の光源とその電源を要すること、光源
からの光を成膜空間に導入する窓が成膜時に被膜されて
仕舞う為に成膜中に光量の低下、強いては、光源からの
光が成膜空間に入射されなくなるという問題点がある。

上述の如く、シリコン系堆積膜の形成に於ては、解決さ
れるべき点は、まだまだ残っており、その実用可能な特
性、均一性を維持させながら低コストな装置で省エネル
ギー化を計って量産化できる形成方法を開発することが
切望されている。殊に、ｐ型，ｎ型，ｉ型の伝導型の半
導体膜をドーピング率を高めながら成膜する場合に、上
記要求の度合いは高い。これ等のことは、他の機能性
膜、例えば半導体性の、窒化シリコン膜、炭化シリコン
膜、酸化シリコン膜等のシリコン系の膜やゲルマニウム
系の膜に於ても各々同様の解決されるべき問題として挙
げることが出来る。

〔目的〕

本発明の目的は、上述した堆積膜形成法の欠点を除去す
ると同時に、従来の形成方法によらない新規な堆積膜形
成法及び装置を提供するものである。

本発明の他の目的は、原料ガスの利用効率を高めるとと
もに、省エネルギー化を計り、膜品質の管理が容易で大
面積に亘って均一特性の価電子制御剤がドーピングされ
た半導体性の堆積膜が得られる堆積膜形成装置を提供す
るものである。

本発明の更に別の目的は、生産性、量産性に優れ、高品
質で電気的、光学的、半導体的等の物理特性に優れた膜
が簡便に得られる堆積膜形成装置を提供することでもあ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成する本発明の堆積膜形成装置は、堆積膜
形成用の気体状原料物質と、該原料物質に酸化作用をす
る性質を有する気体状ハロゲン系酸化剤とを接触させ堆
積膜を形成する装置において堆積膜形成用支持体設置手
段を、堆積膜形成室の中央に設置し、堆積室壁面に気体
状のハロゲン系酸化剤を放出する放出孔を設け、堆積膜
形成用支持体設置手段と堆積室壁面との間に堆積膜形成
用の気体状原料物質放出用の放出孔のある放出管を具備
し、さらに堆積膜形成用の気体状原料物質放出用の放出
管の放出孔が堆積膜形成用支持体設置手段の方向を向い
ていることを特徴としている。

〔作用〕

上記の本発明の堆積膜形成装置によれば、省エネルギー
化と同時に大面積化、膜厚均一性、膜品質の均一性を十
分満足させて管理の簡素化と量産化を図り、量産装置に
多大な設備投資も必要とせず、またその量産の為の管理
項目も明確になり、管理許容幅も広く、装置の調整も簡
単になる。

本発明の堆積膜形成装置に於いて、使用される堆積膜形
成用の気体状原料物質及び価電子制御剤となる成分を構
成要素として含む気体状物質（Ｄ）は、気体状酸化剤と
の化学的接触により酸化作用をうけるものであり、目的
とする堆積膜の種類、特性、用途等によって所望に従っ
て適宜選択される。本発明に於いては、上記の気体状原
料物質、気体状物質（Ｄ）及び気体状酸化剤は、反応空
間内に導入されて接触をする際に気体状とされるもので
あれば良く、通常の場合は、気体でも液体でも固体であ
っても差支えない。

堆積膜形成用の原料物質、物質（Ｄ）あるいは酸化剤が
通常状態の場合に液体又は固体である場合には、Ar,He,
N₂,H₂等のキャリアーガスを使用し、必要に応じては熱
も加えながらバブリングを行なって反応空間に堆積膜形
成用の原料物質、物質（Ｄ）及び酸化剤を気体状として
導入する。

この際、上記気体状原料物質、気体状物質（Ｄ）及び気
体状酸化剤の分圧及び混合比は、キャリアーガスの流量
あるいは堆積膜形成用の原料物質及び気体状酸化剤の蒸
気圧を調節することにより設定される。

本発明に於いて使用される堆積膜形成用の原料物質とし
ては、例えば、半導体性のシリコン堆積膜やゲルマニウ
ム堆積膜等のテトラヘドラル系の堆積膜を得るのであれ
ば、直鎖状、及び分岐状の鎖状シラン化合物、環状シラ
ン化合物、鎖状ゲルマニウム化合物等が有効なものとし
て挙げることが出来る。

具体的には、直鎖状シラン化合物としては、SinH₂n+
₂（ｎ＝１，２，３，４，５，６，７，８）、分岐状鎖
状シラン化合物としては、SiH₃SiH(SiH₃)SiH₂SiH₃，環
状シラン化合物としてはSinH₂N（ｎ＝３，４，５，
６）、鎖状ゲルマン化合物としては、GemH₂m+₂（ｍ＝
１，２，３，４，５）等が挙げられる。これ等の化合物
に加えて、例えばSnH₄等の水素化スズを堆積膜形成用の
原料物質として一緒に使用することも出来る。

勿論、これ等のシリコン系化合物及びゲルマニウム系化
合物は１種のみならず２種以上混合して使用することも
出来る。

本発明に於いて使用される酸化剤は、反応室間内に導入
される際気体状とされ、同時に反応空間内に導入される
堆積膜形成用の気体状原料物質に接触するだけで効果的
に酸化作用をする性質を有するもので、酸素系酸化剤、
窒素系酸化剤、ハロゲン系酸化剤を挙げることが出来、
具体的には空気、酸素、オゾン等の酸素類、N₂O₄,N₂O₃,
N₂O,ＮＯ等の酸素の或いは窒素の化合物、H₂O₂等の過酸
化物、Ｆ_２，Cl₂,Br₂,Ｉ_２等のハロゲンガス、発生期状
態の弗素、塩素、臭素等が有効なものとして挙げること
が出来る。

これ等の酸化剤は気体状で、前記の堆積膜形成用の原料
物質の気体及び前記の物質（Ｄ）の気体と共に所望の流
量と供給圧を与えられて反応空間内に導入されて前記原
料物質及び前記物質（Ｄ）と混合衝突することで化学反
応を起こし、前記原料物質及び前記の物質（Ｄ）に酸化
作用をして励起状態の前駆体を含む複数種の前駆体を効
率的に生成する。生成される励起状態の前駆体及び他の
前駆体は、少なくともそのいずれか１つが形成される堆
積膜の構成要素の供給源として働く。

生成される前駆体は分解して又は反応して別の励起状態
の前駆体又は別の励起状態にある前駆体になって、或い
は必要に応じてエネルギーを放出はするがそのままの形
態で成膜空間に配設された基体表面に触れることで、基
体表面温度が比較的低い場合には三次元ネットワーク構
造の堆積膜が基体表面温度が高い場合には結晶質の堆積
膜が作成される。

本発明に於いては、堆積膜形成プロセスが円滑に進行
し、高品質で所望の物理特性を有する膜が形成される可
く、成膜因子としての、原料物質及びハロゲン系酸化剤
の種類と組み合せ、これ等の混合比、混合時の圧力、流
量、成膜空間内圧、ガスの流型、成膜温度（基体温度及
び雰囲気温度）が所望に応じて適宜選択される。これ等
の成膜因子は有機的に関連し、単独で決定されるもので
はなく相互関連の下に夫々に応じて決定される。

本発明に於いて、ハロゲン系酸化剤と、酸素系の又は／
及び窒素系の酸化剤の反応空間への導入量の割合は、作
成される堆積膜の種類及び所望される特性に応じて適宜
決められるが、好ましくは、１０００／１〜１／５０、
より好ましくは５００／１〜１／２０、最適には１００
／１〜１／１０とされるのが望ましい。

本発明の方法に於いて、価電子制御剤となる成分を構成
要素として含む物質（Ｄ）としては、常温常圧でガス状
態であるか、あるいは少なくとも堆積膜形成条件下で気
体であり、適宜の気化装置で容易に気化し得る化合物を
選択するのが好ましい。

本発明に於いて使用される物質（Ｄ）としては、シリコ
ン系半導体膜及びゲルマニウム系半導体膜の場合には、
ｐ型の価電子制御剤、所謂ｐ型不純物として働く周期率
表第III族Ａの元素、例えばB,Al,Ga,In,Tl等を含む化合
物、及びｎ型の価電子制御剤、所謂ｎ型不純物として働
く周期率表第Ｖ族Ａの元素、例えばＮ，Ｐ，As,Sb,Bi等
を含む化合物を挙げることが出来る。

具体的には、NH₃,HN₃,N₂H₅N₃,N₂H₄,NH₄N₃,PH₃,P₂H₄,AsH
₃,SbH₃,BiH₃,B₂H₆,B₄H₁₀,B₅H₉,B₅H₁₁,B₆H₁₀,B₆H₁₂,Al(C
H₃)₃,Al(C₂H₅)₃,Ga(CH₃)₃,In(CH₃)₃等を有効なものとし
て挙げることが出来る。

上記物質（Ｄ）の気体を反応空間内に導入するには、予
め前記堆積膜形成用の原料物質と混合して導入するか、
あるいは独立した複数のガス供給源より導入することが
できる。

本発明においては、堆積膜形成プロセスが円滑に進行
し、高品質で所望の物理特性を有する膜が形成される可
く、成膜因子としての堆積膜形成用の、原料物質、物質
（Ｄ）及び酸化剤の種類と組み合せ、これ等の混合比、
混合時の圧力、流量、成膜空間内圧、ガスの流型、成膜
温度（基体温度及び雰囲気温度）が所望に応じて適宜選
択される。これ等の成膜因子は有機的に関連し、単独で
決定されるものではなく相互関連の下に夫々に応じて決
定される。本発明に於いて、反応空間に導入される堆積
膜形成用の気体状原料物質と気体状酸化剤との量の割合
は、上記成膜因子の中関連する成膜因子との関係に於い
て適宜所望に従って決められるが、導入流量比で、好ま
しくは、１／２０〜１００／１が適当であり、より好ま
しくは１／５〜５０／１とされるのが望ましい。

又、気体状物質（Ｄ）の導入量の割合は、前記気体状原
料物質の種類及び作成される堆積膜の所望される半導体
特性に応じて適宜所望に従って設定されるが、前記気体
状原料物質に対して、好ましくは１／1000000〜１／１
０、より好ましくは１／100000〜１／２０、最適には1/
100000〜１／５０とされるのが望ましい。

反応空間に導入される際の混合時の圧力としては前記気
体状原料物質及び気体状物質（Ｄ）と前記気体状酸化剤
と化学的接触を確率的により高める為には、より高い方
が良いが、反応性を考慮して適宜所望に応じて最適値を
決定するのが良い。前記混合時の圧力としては、上記の
様にして決められるが、夫々の導入時の圧力として、好
ましくは１×１０^-7気圧〜５気圧、より好ましくは１×
１０^-6気圧〜２気圧とされるのが望ましい。

成膜空間内の圧力、即ち、その表面に成膜される基体が
配設されている空間内の圧力は、反応空間に於いて生成
される励起状態の前駆体（Ｅ）及び場合によって該前駆
体（Ｅ）より派生的に生ずる前駆体（Ｆ）が成膜プロセ
スに効果的に寄与する様に適宜所望に応じて設定され
る。

本発明における成膜空間内の圧力は、反応空間に導入さ
れる気体状原料物質と気体状物質（Ｄ）と気体状酸化剤
の導入圧力との関係に於いて決められるが、好ましく
は、0.001Torr〜100Torr，より好ましくは、0.01Torr〜
３０Torr，最適には、0.05Torr〜１０Torrとされるのが
望ましい。

成膜時の基体温度（Ｔｓ）としては、使用されるがガス
種及び形成される堆積膜の種類と要求される特性に応じ
て、個々に適宜所望に従って設定されるが、非晶質の膜
を得る場合には好ましくは室温から４５０℃、より好ま
しくは５０〜４００℃とされるのが望ましい。殊に半導
体性や光導電性等の特性がより良好なシリコン系堆積膜
を形成する場合には、基体温度(Ts)は７０〜４００℃と
されるのが望ましい。また、多結晶の膜を得る場合に
は、好ましくは２００〜６５０℃、より好ましくは３０
０〜７００℃とされるのが望ましい。

成膜空間の雰囲気温度(Tat)としては、生成される前記
前駆体（Ｅ）及び前記前駆体（Ｆ）が成膜に不適当な化
学種に変化せず、且つ効率良く前記前駆体（Ｅ）が生成
される様に基体温度(Ts)との関連で適宜所望に応じて決
められる。

本発明に於いて使用される基体としては、形成される堆
積膜の用途に応じて適宜所望に応じて選択されるのであ
れば導電性でも電気絶縁性であっても良い。導電性基体
としては、例えば、NiCr、ステンレス、Al,Cr,Mo,Au,I
r,Nb,Ta,V,Ti,Pt,Pd等の金属又はこれ等の合金が挙げら
れる。

電気絶縁性基体としては、ポリエステル，ポリエチレ
ン，ポリカーボネート，セルロースアセテート，ポリプ
ロピレン，ポリ塩化ビニル，ポリ塩化ビニリデン，ポリ
スチレン，ポリアミド等の合成樹脂のフィルム又はシー
ト、ガラス、セラミック等が通常使用される。これらの
電気絶縁性基体は、好適には少なくともその一方の表面
が導電処理され、該導電処理された表面側に他の層が設
けられるのが望ましい。

例えばガラスであれば、その表面がNiCr,Al,Cr,Mo,Au,I
r,Nb,Ta,V,Ti,Pt,Pd,In₂O₃,SnO₂,ITO(In₂O₃+SnO₂)等の
薄膜を設ける事によって導電処理され、或いはポリエス
テルフィルム等の合成樹脂フィルムであれば、NiCr,Al,
Ag,Pb,Zn,Ni,Au,Cr,Mo,Ir,Nb,Ta,V,Ti,Pt等の金属で真
空蒸着、電子ビーム蒸着、スパッタリング等で処理し、
又は前記金属でラミネート処理して、その表面が導電処
理される。支持体の形状としては、円筒状、ベルト状、
板状等、任意の形状として得、所望によって、その形状
が決定される。

基体は、基体と膜との密着性及び反応性を考慮して上記
の中より選ぶのが好ましい。更に両者の熱膨張の差が大
きいと膜中に多量の歪が生じ、良品質の膜が得られない
場合があるので、両者の熱膨張の差が近接している基体
を選択して使用するのが好ましい。

又、基体の表面状態は、膜の構造（配向）や錐状組織の
発生に直接関係するので、所望の特性が得られる様な膜
構造と膜組織となる様に基体の表面を処理するのが望ま
しい。

本発明におけるガスの流型に就いては、反応空間への前
記堆積膜形成用の原料物質、物質（Ｄ）及び酸化剤の導
入の際にこれ等が均一に効率良く混合され、前記前駆体
（Ｅ）が効率的に生成され且つ成膜が支障なく適切にな
される様に、ガス導入口と基体とガス排気口との幾何学
的配置を考慮して設計される必要がある。この幾何学的
な配置の好適な例の１つが第１図に示される。

第１図に示す堆積膜形成装置は、装置上面図(a)及び装
置側面図(b)で説明される。

真空チャンバー１０４は不図示の排気装置より堆積室１
０５の壁面に配設された排気口１０３ａより排気され、
排気ガスの流れ１０３ｂを生じ、気体状原料物質は、円
筒状基体１０６の方向に向って放出孔１０１ｃを有する
気体状原料物質の放出管１０１ａより、１０１ｂの原料
物質のガスの流れを生ずる。又、ハロゲン系酸化剤は堆
積室の壁面に配設された放出孔１０２ａより、１０２ｂ
のガスの流れを生ずる。円筒状基体１０６は基体支持具
１０８によって支持され、駆動装置１１０により、回転
軸１０９を介して回転させることができる。

１０７ａは、基体１０６を成膜時に適当な温度に加熱し
たり、或いは、成膜前に基体１０６を予備加熱したり、
更には、成膜後、膜をアニールする為に加熱する基体加
熱用ヒータである。

基体加熱ヒータ１０７ａは、導線１０７ｂを介して不図
示の電源により電力が供給される。

１１１は、基体温度(Ts)の温度を測定する為の熱電対で
温度表示装置１１２に接続されている。

本発明の場合、基体表面と気体状原料物質の放出管のガ
ス放出孔との距離は、形成される堆積膜の種類及びその
所望される特性、ガス流量、真空チャンバーの内圧等を
考慮して適切な状態になる様に決められるが、好ましく
は、数mm〜２０cm、より好ましくは、５mm〜１５cm程度
とされるが望ましい。

堆積室１０５内に満たされたハロゲン系酸化剤と、気体
状原料物質とは、放出孔１０１ｃの近傍で接触し、化学
反応を生起し、堆積膜の形成に必要な前駆体をガスの流
れ１０１ｂの方向に向って生成し、基体表面上に堆積膜
を形成する。

以下、実施例に従って、本発明を具体的に説明する。

実施例1. 第１図に示す成膜装置を用いて、次の様にし、本発明の
方法による光導電部材を作成した。

はじめに、第２図に作成した電子写真用光導電部材の層
構成を示す。アルミニウム製基体２００の上に、ａ−S
i;Ge;O:H:F:Bから成る非晶質層２０１、ｐ型伝導特性を
有するａ−Si：Ｏ：Ｈ：Ｆ：Ｂから成る非晶質層２０
２、光導電性を有するａ−Si：Ｈ：Ｆから成る非晶質層
２０３、表面保護層となるａ−Si：Ｃ：Ｈ：Ｆから成る
非晶質層２０４が堆積されている。

まず、円筒状基体１０６を真空チャンバー104内に配置
し、堆積室内を１０^-6Torr程度に減圧してから、基体加
熱用ヒータ１０７ａにより基体を２５０℃に加熱した。
次に、壁面ガス放出孔１０２ａよりF₂/O₂/Heの混合ガス
（１５sccm／１０sccm／５０sccm）を、ガス放出管101a
よりSiH₄/GeH₄/B₂H₆（１％Ｈ_２希釈）の混合ガス（５０
sccm／１５sccm／１０sccm）を１０分間放出させ約１μ
ｍのａ−Si:Ge:O:Ｈ：Ｆ：Ｂ膜を堆積させた。このと
き、堆積室１０５内の圧力は排気装置の能力を調整し
て、0.3Torrに保った。

以下第１表に示す成膜条件にて、前記電子写真用光導電
部材を作成した。ガスの利用効率は２０％以上となっ
た。

作成した電子写真用光導電部材について画像特性評価を
行ったところ、母線方向の電位ムラは±１０Ｖ、周方向
の電位ムラは±１５Ｖ、画像欠陥の数は初期１０個、５
万枚耐久試験後１２個、20万枚耐久試験後１４個、５０
万枚耐久試験後１５個であり、実用に耐え得る特性を有
していた。

〔効果〕以上の詳細な説明及び各実施例より、本発明の堆積膜形
成装置によれば、原料ガスの利用効率を高めるとともに
省エネルギー化を計り、膜品質の管理が容易で大面積に
亘って均一物理特性の堆積膜が得られる。又、生産性、
量産性に優れ、高品質で電気的、光学的、半導体的等の
物理特性に優れた膜を簡便に得ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に用いた成膜装置の模式的概略
図である。第２図は、本発明に於いて作成した電子写真用光導電部
材の層構成の模式的概略図である。２００……基体２０１……非晶質層２０２……ｐ型非晶質層２０３……非晶質層２０４……表面保護層第３図は従来のプラズマＣＶＤ法の成膜装置を示す図で
ある。３０１……反応室３０２〜３０６……ガスボンベ３０７〜３１１……マスフローメーター 312〜326,332〜335……バルブ３２７〜３３１……圧力ゲージ３３６……圧力計３３７……基体３３８……基体加熱用ヒーター３３９……モーター３４０……電源１０１ａ……ガス放出管１０１ｂ，１０２ｂ……ガスの流れ１０１ｃ，１０２ａ……ガス放出孔１０３ａ……排気口１０３ｂ……排気ガスの流れ１０４……真空チャンバー１０５……堆積空間１０６……基体１０７ａ……基体加熱用ヒーター１０７ｂ……導線１０８……基体支持具１０９……回転軸１１０……駆動装置１１１……熱電対１１２……温度表示装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】堆積膜形成用の気体状原料物質と該原料物
質に酸化作用をする性質を有する気体状のハロゲン系酸
化剤とを接触させ堆積膜を形成する装置において、堆積
膜形成用支持体設置手段を、堆積膜形成室の中央に設置
し、堆積室壁面に気体状のハロゲン系酸化剤を放出する
放出孔を設け、堆積膜形成用支持体設置手段と堆積室壁
面との間に堆積膜形成用の気体状原料物質放出用の放出
孔のある放出管を具備することを特徴とする堆積膜形成
装置。
【請求項２】前記堆積膜形成用の気体状原料物質放出用
の放出管の放出孔が堆積膜形成用支持体設置手段の方向
を向いている特許請求の範囲第１項に記載の堆積膜形成
装置。