JPH0647738B2 - Method for forming deposited film by plasma CVD method - Google Patents

Method for forming deposited film by plasma CVD method

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JPH0647738B2
JPH0647738B2 JP61020198A JP2019886A JPH0647738B2 JP H0647738 B2 JPH0647738 B2 JP H0647738B2 JP 61020198 A JP61020198 A JP 61020198A JP 2019886 A JP2019886 A JP 2019886A JP H0647738 B2 JPH0647738 B2 JP H0647738B2
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plasma cvd
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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、光起電力素子など
に用いられるアモルファス上の堆積膜を形成するに至適
なプラズマCVD法による堆積膜形成方法に関する。
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, an imaging device, an optical device. The present invention relates to a deposited film forming method by a plasma CVD method that is most suitable for forming an amorphous deposited film used for an electromotive force element or the like.

〔従来技術の説明及び問題点〕[Description of the Prior Art and Problems]

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は、アモルファスシリ
コン、特に水素原子(H)又は/及びハロゲン原子(X)で補
償したアモルファスシリコン〔以下、「a-Si(H,
X)」と表記する。〕膜が提案されており、この中のい
くつかは実用に付されている。そしてこうしたa-Si
(H,X)膜とともにa-Si(H,X)膜の形成法につい
てもいくつか提案されており、例えば真空蒸着法、イオ
ンプレーティング法、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、一般に広く知られている。
Conventionally, semiconductor devices, photosensitive devices for electrophotography,
As element members used for image input line sensors, imaging devices, photovoltaic elements, etc., amorphous silicon, particularly amorphous silicon compensated with hydrogen atoms (H) or / and halogen atoms (X) [hereinafter referred to as "a- Si (H,
X) ". Membranes have been proposed, some of which have been put to practical use. And such a-Si
Several methods have been proposed for forming an a-Si (H, X) film together with a (H, X) film, such as a vacuum vapor deposition method, an ion plating method, a thermal CVD method, a plasma CVD method, and a photo CVD method. Among them, the plasma CVD method is put to practical use as an optimum method and is generally widely known.

ところで前記プラズマCVD法は、概要堆積膜形成用原
料ガス(例えばSiH4、Si2H4、SiF4等)又は該原料ガス
とH2ガス、Heガス、Arガス等の希釈ガスとを混合したガ
スに、高周波又はマイクロ波エネルギーを利用してプラ
ズマを発生せしめ、該プラズマ中に生成した励起種、遊
離基、イオン等の化学的に活性な種(ラジカル種)の
間、またはラジカル種と原料ガスの間の複雑な化学的作
用により基体表面に堆積膜を形成せしめるというもので
ある。
By the way, in the plasma CVD method, a raw material gas for forming a deposited film (for example, SiH 4 , Si 2 H 4 , SiF 4 or the like) or a raw material gas and a diluent gas such as H 2 gas, He gas or Ar gas are mixed. Plasma is generated in the gas by utilizing high frequency or microwave energy, and between chemically active species (radical species) such as excited species, free radicals and ions generated in the plasma, or between radical species and a raw material. It is to form a deposited film on the substrate surface by a complicated chemical action between the gases.

そしてこうした従来のプラズマCVD法による堆積膜形
成方法においては、原料ガスを希釈するのに用いる希釈
ガスの種類により、成膜されたa-Si(H,X)膜の膜質
が異なったり、また、a-Si(H,X)膜の有する光学
的、電気的、あるいは光導電的特性が異なったりすると
いう問題がある。
In such a conventional deposited film forming method by the plasma CVD method, the film quality of the formed a-Si (H, X) film may be different depending on the kind of the diluent gas used for diluting the source gas. There is a problem that the a-Si (H, X) film has different optical, electrical, or photoconductive properties.

即ち、上述のプラズマCVD法による堆積膜形成方法
は、一般には、希釈ガスとしてArガス、Krガス、Xeガス
等の不活性ガスを用いる場合には、形成されるa-Si
(H,X)の膜質を良好なものにし、該堆積膜を電子写
真用の光受容層として用いた場合優れた電子写真特性を
有するものとされているところ、該方法は、導入ガスの
量と成膜条件を厳密に制御したにしても、時として基体
表面に堆積される膜は、原料ガスの導入と排気の方向に
より部分的に粉になりやすく、該粉体が堆積膜中に混入
してしまうことがあり、その場合、その形成された堆積
膜を電子写真用光受容部材に使用すれば、画像に画像欠
陥を生じさせるという問題がある。また、H2ガス、Heガ
ス等を希釈ガスとして使用する場合には、堆積膜の形成
速度が比較的速くなり、粉体生起の問題は少なく、した
がって成膜のラチチュードが広くなるという利点がある
ものの、形成されるa-Si(H,X)膜については、前述
の場合より劣り、該堆積膜を電子写真用の光受容層とし
て用いる場合、十分な電子写真特性が発揮されないとい
う問題がある。
That is, the above-described method for forming a deposited film by the plasma CVD method generally forms a-Si when an inert gas such as Ar gas, Kr gas, or Xe gas is used as the diluent gas.
When the quality of the (H, X) film is improved and the deposited film is used as a photoreceptive layer for electrophotography, it is said to have excellent electrophotographic characteristics. Even if the film forming conditions are strictly controlled, the film sometimes deposited on the surface of the substrate tends to be partially powdered depending on the direction of introduction and exhaust of the source gas, and the powder is mixed in the deposited film. In that case, if the formed deposited film is used for an electrophotographic light-receiving member, there is a problem that an image defect occurs in an image. Further, when H 2 gas, He gas, etc. are used as the diluent gas, there is an advantage that the formation rate of the deposited film becomes relatively high, the problem of powder generation is small, and therefore the deposition latitude is wide. However, the formed a-Si (H, X) film is inferior to the above-mentioned case, and when the deposited film is used as a photoreceptive layer for electrophotography, there is a problem that sufficient electrophotographic characteristics are not exhibited. .

このように、従来のプラズマCVD法による堆積膜形成
方法においては、成膜されたa-Si(H,X)膜の膜質が
良好で、機能性膜としての諸特性、例えば光感度、帯電
能、暗減衰等の特性が優れているとともに、これらの諸
特性のムラが少ないという要件を満たすと同時に、基体
表面での粉の生成が殆んど乃至全くなく成膜ラチチュー
ドが広いという要件を満たすような希釈ガスは見い出さ
れていないというのが実情であり、特に機能性膜の多様
化及び大面積化が要求されている現在、こうした問題の
解決が重要課題の一つとされ、その早急の解決が望まれ
ているところである。
As described above, in the conventional deposited film forming method using the plasma CVD method, the formed a-Si (H, X) film has good film quality and various characteristics as a functional film, such as photosensitivity and charging ability. In addition to satisfying the requirements that the characteristics such as dark decay are excellent and that there is little unevenness in these various characteristics, at the same time satisfying the requirement that the film formation latitude is wide with little or no generation of powder on the substrate surface. The reality is that such a dilution gas has not been found, and especially in the present day when diversification and large area of functional membranes are required, solving these problems is one of the important issues, and an urgent solution to them is needed. Is desired.

〔発明の目的〕 本発明は、電子写真用感光ディバイス、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、光起
電力素子等に使用する堆積膜を形成するのに用いられる
従来のプラズマCVD法による堆積膜形成法について、上
述の諸問題を解決することを目的とするものである。
[Object of the Invention] The present invention is based on a conventional plasma CVD method used for forming a deposited film used in a photosensitive device for electrophotography, a semiconductor device, a line sensor for image input, an imaging device, a photovoltaic device and the like. The purpose of the deposited film forming method is to solve the above-mentioned problems.

すなわち本発明の主たる目的は、形成される膜の膜質及
び膜厚が均一で、優れた光学的、電気的、光導電的特性
を有する堆積膜を定常的に得るためのプラズマCVD法
による堆積膜形成方法を提供することにある。
That is, a main object of the present invention is to deposit a deposited film by a plasma CVD method for constantly obtaining a deposited film having uniform film quality and film thickness and excellent optical, electrical and photoconductive properties. It is to provide a forming method.

本発明の他の目的は、成膜のラチチュードを広くし、堆
積膜の生産性の向上及び量産化を可能とするとともに、
膜の大面積化を可能にするプラズマCVD法による堆積
膜形成方法を提供することにある。
Another object of the present invention is to widen the latitude of film formation, to improve the productivity of the deposited film and to mass-produce it.
It is an object of the present invention to provide a method for forming a deposited film by the plasma CVD method, which enables an increase in the area of a film.

〔発明の構成〕[Structure of Invention]

本発明者らは、従来のプラズマCVD法による堆積膜形
成方法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、希釈ガスを二種以
上混合して用いることにより、放電プラズマ中の電子の
量とエネルギーを制御することが可能となり、前述の諸
問題を解決し、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った。
The inventors of the present invention have conducted intensive studies to overcome the above-mentioned problems of the conventional method of forming a deposited film by the plasma CVD method and achieve the above-mentioned object. As a result, two or more diluent gases are mixed. By using it, it is possible to control the amount and energy of electrons in the discharge plasma, solve the above-mentioned problems, and obtain the knowledge that the above-mentioned object can be achieved, thus completing the present invention.

上記知見は、希釈ガスとして用いるガスの種類により、
放電しやすいガスと放電しにくいガスとがあり、放電し
やすいガスを希釈ガスとして用いるか、あるいは放電し
にくいガスを希釈ガスとして用いるかにより、発生する
プラズマの状態が異なり、そのために成膜された膜の膜
質及び、光学的、電気的、光導電的等の諸特性が異なっ
てくることが判明したことに基づくものである。
The above knowledge depends on the type of gas used as the dilution gas,
There are gas that is easy to discharge and gas that is difficult to discharge, and the state of the generated plasma differs depending on whether the gas that is easy to discharge is used as the dilution gas or the gas that is difficult to discharge is used as the dilution gas, and therefore a film is formed. It is based on the fact that the film quality of the film and the various properties such as optical, electrical and photoconductive are different.

即ち、Arガス、Krガス、Xe等のガスは、イオン化エネル
ギーが比較的小さく(例えば各々のガスのイオン化エネ
ルギーは、Arガスが15.76eV、Krガスが14.00 eV、Xeガ
スが12.13 eVである。)したがっで、放電しやすいた
め、高周波又はマイクロ波のエネルギーの大部分をこれ
らの希釈ガスが吸収してしまい、発生するプラズマ中に
は高エネルギーの電子が少なくなるため、良好な膜質の
a-Si(H,X)堆積膜の形成がもたらされるところとな
り、一方、H2ガス又はHeガスは、イオン化エネルギーが
比較的大きく(例えば各々のガスのイオン化エネルギー
は、Heガスが24.59 eV、Neガスが21.57 eVである。)、
したがって、放電しにくいため、高周波又はマイクロ波
のエネルギーの大部分は、SiH4、Si26、SiF4等の原料
ガスに吸収されてしまい、発生するプラズマ中には高エ
ネルギーの電子が多くなり、それらがSiH4、Si26、Si
F4等の原料ガスに接触するため、形成されるa-Si(H,
X)膜の堆積速度は速くなるものの、形成されるa-Si
(H,X)膜は、満足のゆく膜質のものではなくなって
しまう。
That is, gases such as Ar gas, Kr gas, and Xe have relatively small ionization energies (for example, the ionization energy of each gas is 15.76 eV for Ar gas, 14.00 eV for Kr gas, and 12.13 eV for Xe gas). Therefore, the diluent gas absorbs most of the high-frequency or microwave energy because it easily discharges, and the high-energy electrons are reduced in the plasma that is generated.
This results in the formation of an a-Si (H, X) deposited film, while H 2 gas or He gas has a relatively high ionization energy (for example, the ionization energy of each gas is 24.59 eV for He gas, Ne gas is 21.57 eV.),
Therefore, since it is difficult to discharge, most of the high frequency or microwave energy is absorbed by the source gas such as SiH 4 , Si 2 H 6 , and SiF 4 , and the generated plasma contains many high-energy electrons. And SiH 4 , Si 2 H 6 , Si
For contacting a raw material gas for F 4, etc., it is formed a-Si (H,
X) Film deposition rate increases, but a-Si formed
The (H, X) film is no longer of satisfactory film quality.

そこで本発明者らは更に研究を続け、放電しやすいガス
と放電しにくいガスのように、異なる希釈ガスの少なく
とも二種を混合して用い、それらのガスの混合比を変化
させてみたところ、特定割合に二種またはそれ以上の希
釈ガスを混合した場合、形成されるa-Si(H,X)堆積
膜は定常的に良質の膜質のものとなり、特性についても
所望のものになることを確認した。
Therefore, the present inventors continued their research, and used a mixture of at least two different dilution gases, such as a gas that is easy to discharge and a gas that is difficult to discharge, and tried to change the mixing ratio of those gases. When two or more kinds of diluent gases are mixed in a specific ratio, the a-Si (H, X) deposited film formed is constantly of good quality and the desired properties are obtained. confirmed.

本発明はこうした知見に基づいて完成したものであり、
その骨子は、堆積膜形成用原料ガスに高周波またはマイ
クロ波エネルギーを照射して基体表面上に堆積膜を形成
するに際して、前記堆積膜形成用原料ガスと共に、少な
くとも二種の希釈ガスを混合して使用する点にある。
The present invention has been completed based on these findings,
The essence is that when forming a deposited film on the surface of a substrate by irradiating the deposited film forming raw material gas with high frequency or microwave energy, at least two kinds of diluent gases are mixed with the deposited film forming raw material gas. There is a point to use.

そして、前記希釈ガスについては、H2ガス、Heガス及び
Neガスからなる群から選ばれる少なくとも一種と、Arガ
ス、Krガス及びXeガスからなる群から選ばれる少なくと
も一種とを混合して用い、好ましくはH2ガス、Heガス及
びNeガスからなる群から選ばれる少なくとも一種を5〜
50容量%と、Arガス、Krガス及びXeガスからなる群か
ら選ばれる少なくとも一種を95〜50容量%を混合し
て用いる。
And, regarding the diluent gas, H 2 gas, He gas and
At least one selected from the group consisting of Ne gas, Ar gas, Kr gas and at least one selected from the group consisting of Xe gas are mixed and used, preferably H 2 gas, from the group consisting of He gas and Ne gas. 5 to at least one selected
50% by volume and 95 to 50% by volume of at least one selected from the group consisting of Ar gas, Kr gas and Xe gas are mixed and used.

本発明の方法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っ
ても採用することができるが、例えば、a-Si(H,X)
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。さらに、a-Si(H,
X)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室内
に導入することができる。
The source gas used for forming the deposited film by the method of the present invention is of the kind that excites species by high frequency or microwave energy and chemically interacts to form the desired deposited film on the surface of the substrate. Any material can be adopted as long as it is, for example, a-Si (H, X)
In the case of forming a film, specifically, gas such as silanes and halogenated silanes in which hydrogen, halogen, hydrocarbon or the like is bonded to silicon, or those which can be easily gasified are gas. It can be used. These source gases may be used alone or in combination of two or more. Furthermore, a-Si (H,
The film X) can be doped with a p-type impurity element or an n-type impurity element, and a raw material gas containing these impurity elements as a constituent is used alone or for the above-mentioned raw material gas and / or for dilution. It can be mixed with the gas and introduced into the reaction chamber.

また基体については、導電性のものであっても、半導電
性のものであっても、あるいは電気絶縁性のものであっ
てもよく、具体的には金属、セラミックス、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 is generally in the range of 30 to 450 ° C, preferably 50 to 350 ° C.

また、堆積膜を形成するにあたっては、原料ガスを導入
する前に反応室内の圧力を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
は反応室内の圧力を1×10-2〜1Torr、好ましくは5
×10-2〜1Torrとするのが望ましい。
In forming the deposited film, the pressure in the reaction chamber is set to 5 × 10 −6 Torr or less, preferably 1 × 10 −6 Torr or less before introducing the source gas, and when the source gas is introduced, the pressure in the reaction chamber is reduced. The pressure is 1 × 10 -2 to 1 Torr, preferably 5
It is desirable to set it to × 10 -2 to 1 Torr.

なお、本発明の装置による堆積膜形成は、通常は、前述
したように原料ガスを事前処理(励起種化)することな
く反応室に導入し、そこで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、化学的相互作用を生起せし
めることにより行われるが、二種以上の原料ガスを使用
する場合、その中の一種を事前に励起種化し、次いで反
応室に導入するようにすることも可能である。
Incidentally, the deposited film formation by the apparatus of the present invention is usually introduced into the reaction chamber without pretreatment (excitation seeding) of the source gas as described above, where the seeding is excited by high-frequency or microwave energy, Although it is carried out by causing a chemical interaction, when two or more kinds of raw material gases are used, it is also possible to pre-excite one of them and then introduce them into the reaction chamber.

〔実施例〕〔Example〕

以下、実施例により本発明についてより具体的に説明す
るが、本発明はこれらによって限定されるものではな
い。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto.

第1図は、各実施例において用いられるところの、本発
明のプラズマCVD法による堆積膜形成方法を実施する
のに適した装置の一例を模式的に示す断面略図である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of an apparatus suitable for carrying out the deposited film forming method by the plasma CVD method of the present invention, which is used in each example.

第1図において、1は高周波電源、2はマッチングボッ
クス、3は拡散ポンプおよびメカニカルブースターポン
プ、4は基体回転用モータ、5は基体、6は基体加熱用
ヒータ、7はガス導入管、8は高周波導入用カソード電
極、9はシールド板、10はヒータ用電源、21〜2
7、41〜47はバルブ、31〜37はマスフロコント
ローラー、51〜57はレギュレータ、61は水素(H2
ガスボンベ、61はアルゴン(Ar)ガスボンベ、63はシ
ラン(SiH4)ガスボンベ、64はジボラン(B2H6)ガス
ボンベ、65は酸化窒素(NO)ガスボンベ、66はメタ
ン(CH4)ガスボンベ、67はアルゴン(Ar)ガスボン
ベ、を夫々示している。
In FIG. 1, 1 is a high frequency power supply, 2 is a matching box, 3 is a diffusion pump and a mechanical booster pump, 4 is a motor for rotating a substrate, 5 is a substrate, 6 is a heater for heating a substrate, 7 is a gas introduction pipe, and 8 is High frequency introduction cathode electrode, 9 shield plate, 10 heater power supply, 21 to 2
7, 41-47 are valves, 31-37 are mass flow controllers, 51-57 are regulators, 61 is hydrogen (H 2 ).
A gas cylinder, 61 is an argon (Ar) gas cylinder, 63 is a silane (SiH 4 ) gas cylinder, 64 is a diborane (B 2 H 6 ) gas cylinder, 65 is a nitric oxide (NO) gas cylinder, 66 is a methane (CH 4 ) gas cylinder, and 67 is Argon (Ar) gas cylinders are shown respectively.

以下、各実施例においては該第1図に示す装置を用い
て、電子写真用光受容層を形成する例について記載する
が、本発明の方法により形成される堆積膜の用途を限定
するものではない。
Hereinafter, in each of the examples, an example of forming a photoreceptive layer for electrophotography by using the apparatus shown in FIG. 1 will be described, but the use of the deposited film formed by the method of the present invention is not limited. Absent.

実施例1 本実施例においては、基体として円筒状のAl支持体(長
さ357mm、径(r)80mm)を使用し、該Al支持体上に、電
荷注入阻止層、感光層及び表面層を以下の様にして堆積
した。
Example 1 In this example, a cylindrical Al support (length 357 mm, diameter (r) 80 mm) was used as a substrate, and a charge injection blocking layer, a photosensitive layer and a surface layer were formed on the Al support. It was deposited as follows.

ボンベ61〜67の元栓をすべてしめ、すべてのマスフ
ロコントローラーおよびバルブを開け、拡散ポンプ3に
より堆積装置内を10-7Torrまで減圧した。これと同時
にヒーター6によりAl支持体5を250℃まで加熱し、250
℃で一定に保った。Al支持体温度が250℃で一定になっ
た後、バルブ21〜27、41〜47、51〜57を閉
じ、ボンベ61〜67の元栓を開き、拡散ポンプ3をメ
カニカルブースターポンプに代える。レギュレーター5
1〜57付きバルブの二次圧を1.5kg/cm2に設定し、マ
スフロコントローラー31を50SCCMに設定し、バルブ
41とバルブ21を順に開いて堆積装置内にH2ガスを導入
した。次に、ボンベ62のArガスを、マスフロコントロ
ーラー32の設定を250 SCCMに設定して、H2ガスの導入
と同様の操作で堆積装置内に導入した。
All the main plugs of the cylinders 61 to 67 were closed, all mass flow controllers and valves were opened, and the pressure inside the deposition apparatus was reduced to 10 −7 Torr by the diffusion pump 3. At the same time, the heater 6 heats the Al support 5 to 250 ° C.
It was kept constant at ° C. After the Al support temperature becomes constant at 250 ° C., the valves 21 to 27, 41 to 47, and 51 to 57 are closed, the main plugs of the cylinders 61 to 67 are opened, and the diffusion pump 3 is replaced with a mechanical booster pump. Regulator 5
The secondary pressure of the valve with 1 to 57 is set to 1.5 kg / cm 2 , the mass flow controller 31 is set to 50 SCCM, and the valve
41 and the valve 21 were sequentially opened to introduce H 2 gas into the deposition apparatus. Next, Ar gas in the cylinder 62 was introduced into the deposition apparatus by the same operation as the introduction of H 2 gas, with the mass flow controller 32 set to 250 SCCM.

次に、ボンベ63のSiH4ガスをマスフロコントローラー
32の設定を150 SCCMに設定して、H2ガスの導入と同様
の操作で堆積装置に導入した。次にボンベ64のB2H6
スのガス流量が、SiH4ガス流量の1600 ppmになるように
マスフロコントローラー34を設定して、H2ガスと同様
にしてB2H6ガスを導入し、最後にボンベ65のNOガスの
ガス流量が、SiH4ガス流量の3.4%になるようにマス
フロコントローラー35を設定して、H2ガスと同様にし
てNOガスを導入した。
Next, the SiH 4 gas in the cylinder 63 was introduced into the deposition apparatus by the same operation as the introduction of the H 2 gas, with the mass flow controller 32 set to 150 SCCM. Next, the mass flow controller 34 is set so that the gas flow rate of the B 2 H 6 gas in the cylinder 64 becomes 1600 ppm of the SiH 4 gas flow rate, and the B 2 H 6 gas is introduced in the same manner as the H 2 gas. Finally, the mass flow controller 35 was set so that the gas flow rate of the NO gas in the cylinder 65 was 3.4% of the SiH 4 gas flow rate, and the NO gas was introduced in the same manner as the H 2 gas.

こうしたところで、堆積装置内の内圧が0.2Torrとな
るべく調整し、内圧が安定した後、高周波電源1のスイ
ッチを入れ、マッチングボックス2を調節して、Al支持
体5とカソード電極8間にグロー放電を生じさせ、高周
波電力を150Wとし、a-Si:O:H:B層(電荷注入阻止層)
を堆積した。この様にして5μm厚のa-Si:O:H:B層を堆
積した後、放電を切らずにバルブ24及び25を閉じてB2
H6及びNOガスの流入を止め、前述の電荷注入阻止層の形
成の場合と同様にして、a-Si:H層(感光層)を堆積し
た。該a-Si:H層の層厚が20μmとなったところで、放
電を切り、バルブ21、22を閉じてH2ガス及びArガス
の流入を止め、マスフロコントローラー33の設定を3
5SCCMに変更し、更にガスボンベ66のCH4ガス流量とS
iH4ガス流量の比がSiH4/CH4=1/30となる様にあらか
じめ設定されているマスフロコントローラー36から、
バルブ25を開けることによってCH4ガスを導入し、高
周波電力150Wで、0.5μm層のa-SiC(H)層(表面
層)を堆積した。
At such a place, after adjusting the internal pressure in the deposition apparatus to 0.2 Torr and stabilizing the internal pressure, the high frequency power supply 1 is turned on, the matching box 2 is adjusted, and the glow between the Al support 5 and the cathode electrode 8 is adjusted. Discharge is generated, high frequency power is 150W, a-Si: O: H: B layer (charge injection blocking layer)
Was deposited. After depositing the 5 μm thick a-Si: O: H: B layer in this way, the valves 24 and 25 are closed without shutting off the discharge and the B 2
The inflow of H 6 and NO gas was stopped, and an a-Si: H layer (photosensitive layer) was deposited in the same manner as in the case of forming the charge injection blocking layer described above. When the layer thickness of the a-Si: H layer became 20 μm, the discharge was stopped, the valves 21 and 22 were closed to stop the inflow of H 2 gas and Ar gas, and the mass flow controller 33 was set to 3
Change to 5 SCCM, further CH 4 gas flow rate and the S of the gas cylinder 66
From the mass flow controller 36 preset so that the ratio of iH 4 gas flow rate becomes SiH 4 / CH 4 = 1/30,
CH 4 gas was introduced by opening the valve 25, and a 0.5 μm layer of a-SiC (H) layer (surface layer) was deposited with a high-frequency power of 150 W.

最後に、高周波電源1及びガスのバルブをすべて閉じ、
堆積装置内を排気し、Al支持体の温度を室温まで下げ
て、光受容層を形成したAl支持体を取り出した。
Finally, close all the high frequency power supply 1 and the gas valve,
The inside of the deposition apparatus was evacuated, the temperature of the Al support was lowered to room temperature, and the Al support on which the light receiving layer was formed was taken out.

この様にして形成された電子写真用光受容部材につい
て、帯電能と画像性について評価を行うとともに、従来
の希釈ガスをH2ガスだけにした場合と希釈ガスをArガス
だけにした場合に得られた電子写真用光受容部材につい
ても帯電能と画像性について評価し、比較をおこなっ
た。
With respect to the electrophotographic light-receiving member thus formed, the charging ability and the image property were evaluated, and obtained when the conventional diluent gas was H 2 gas only and the diluent gas was only Ar gas. The chargeability and imageability of the obtained electrophotographic light-receiving member were also evaluated and compared.

これらの評価については、キャノン製デジタル複写機NP
9030を用い、同一の帯電条件下における帯電能と画像性
を測定することにより行なった。帯電能は、一次帯電の
コロナ電圧+7.5KVのときの暗部表面電位を現像器の
位置で測定し、画像性は、A3画像上のドラム1周分の全
領域(縦251mm×横297mm)上の直径0.3mm以上の画像
欠陥(白地に黒丸、又は黒地に白丸)の発生の数によっ
て行なった。
For these evaluations, see Canon Digital Copier NP
9030 was used to measure the charging ability and the image quality under the same charging condition. The chargeability is measured by measuring the surface potential of the dark area at the position of the developing device when the corona voltage of the primary charge is +7.5 KV, and the image quality is on the entire area of one round of the drum on the A3 image (length 251 mm x width 297 mm). The number of image defects (black circles on a white background, or white circles on a black background) having a diameter of 0.3 mm or more was generated.

評価の結果、本発明の方法、即ち、H2ガスとArガスの混
合ガスを希釈ガスとして堆積膜を形成した場合には、従
来の方法、即ち、H2ガスのみを希釈ガスとした場合、お
よびArガスのみを希釈ガスとした場合よりも、帯電能に
優れ、かつ画像欠陥の殆んどない電子写真用光受容部材
が得られることが判明した。
As a result of the evaluation, the method of the present invention, that is, when a deposited film is formed by using a mixed gas of H 2 gas and Ar gas as a diluent gas, a conventional method, that is, when H 2 gas alone is used as a diluent gas, It was found that a photoreceptive member for electrophotography having excellent charging ability and almost no image defects was obtained as compared with the case where only Ar gas was used as a diluent gas.

実施例2 希釈ガスとして用いるH2ガスとArガスの混合比(Ar/H2
+Ar)を0〜1に変化させた以外は、すべて実施例1と
同様にして電子写真用光受容部材を形成し、得られた各
々の電子写真用光受容部材について、実施例1と同様に
して帯電能及び画像性について評価を行なった。第2図
はその結果を示したものであり、横軸はAr/H2+Arを表
わし、縦軸は、帯電能(V/μ)及び画像欠陥の数(個)
を表わしている。−○−は画像欠陥の変化を示し、−●
−は帯電能の変化を示している。
Example 2 Mixing ratio of H 2 gas and Ar gas used as a diluent gas (Ar / H 2
+ Ar) was changed to 0 to 1 to form an electrophotographic light-receiving member in the same manner as in Example 1, and the respective electrophotographic light-receiving members obtained were the same as in Example 1. Then, the charging ability and the image quality were evaluated. Fig. 2 shows the results, where the horizontal axis represents Ar / H 2 + Ar and the vertical axis represents the charging ability (V / μ) and the number of image defects (pieces).
Is represented. − ○ − indicates changes in image defects, − ●
-Indicates a change in charging ability.

第2図から明らかなごとく、帯電能に関しては、Arガス
が100%〜53.5%の領域において25V/μ以上と良好な
結果が得られた。一方、画像性については、Arガス0%
〜97.5%までほぼ同一の良好な結果が得られたが、97.5
%を越えた領域から膜ハガレや異常成長による画像欠陥
が目立ち始め、実用上不可となった。また、膜の表面性
も次第に悪化していった。
As is clear from FIG. 2, regarding the charging ability, a good result of 25 V / μ or more was obtained in the region where Ar gas was 100% to 53.5%. On the other hand, with regard to image quality, Ar gas is 0%.
Approximately the same good results were obtained up to 97.5%, but 97.5%
Image defects due to film peeling and abnormal growth began to stand out from the area exceeding%, which was not practically possible. Also, the surface property of the film was gradually deteriorated.

この結果、Arガスの比率は、97.5%〜53.5%とすること
が必要であることが明らかとなった。
As a result, it became clear that the Ar gas ratio must be 97.5% to 53.5%.

さらにH2ガスに代えて、Heガス、Neガスを用いた場合に
も同様の結果が得られた。
Similar results were obtained when He gas or Ne gas was used instead of H 2 gas.

更にまた、Arガスに代えて、Krガス、Xeガスを用いた場
合にも同様の結果が得られた。
Furthermore, similar results were obtained when Kr gas or Xe gas was used instead of Ar gas.

実施例3 実施例1と同様の操作により、Al支持体上に長波長吸収
層、電荷注入阻止層、感光層及び表面層を形成して電子
写真用光受容部材を得た。なお、各々の層を形成する際
の原料ガス流量及び層厚は下記の表のごとく設定した。
Example 3 By the same operation as in Example 1, a long wavelength absorption layer, a charge injection blocking layer, a photosensitive layer and a surface layer were formed on an Al support to obtain a photoreceptive member for electrophotography. The raw material gas flow rate and layer thickness when forming each layer were set as shown in the table below.

こうして得られた電子写真用光受容部材について実施例
1と同様にして帯電能及び画像性を評価したところ、帯
電能及び画像性が共に優れた電子写真用光受容部材であ
ることが判明した。
The electrophotographic light-receiving member thus obtained was evaluated for charging ability and image property in the same manner as in Example 1. As a result, it was found that the electrophotographic light-receiving member was excellent in both chargeability and image property.

〔発明の効果の概要〕[Summary of Effect of Invention]

本発明のプラズマCVD法による堆積膜形成方法は、堆
積膜形成用原料ガスと共に少なくとも二種以上の希釈ガ
スを混合して用いることにより、形成された堆積膜の膜
質及びその光学的、電気的あるいは光導電的特性が良好
である堆積膜を得ることができるとともに、成膜中にお
ける粉体生起の問題がないため、成膜ラチチュードが広
くなり、生産性の向上及び大面積化を可能とすることが
できるものである。
The method for forming a deposited film by the plasma CVD method of the present invention uses a raw material gas for forming a deposited film and a mixture of at least two or more kinds of diluent gases to use the film quality of the formed deposited film and optical, electrical or A deposited film with good photoconductive properties can be obtained, and since there is no problem of powder generation during film formation, the deposition latitude can be widened, and productivity can be improved and area can be increased. Is something that can be done.

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

第1図は本発明のプラズマCVD法による堆積膜形成方
法を実施するのに適した装置の一例を模式的に示す断面
略図である。第2図は、希釈ガスの混合比(Ar/H2+A
r)を変化させた場合の帯電能と画像性の変化を表わす
図であり、縦軸は帯電能と画像欠陥の数を表わし、横軸
は希釈ガスの混合比(Ar/H2+Ar)を表わしている。 第1図について 1……高周波電源、2……マッチングボックス、3……
拡散ポンプ、メカニカルブースターポンプ、4……基体
回転用モータ、5……基体、6……基体加熱用ヒータ
ー、7……ガス導入管、8……高周波導入用カソード電
極、9……シールド板、10……ヒーター用電源、21
〜27、41〜47……バルブ、31〜37……マスフ
ロコントローラー、51〜57……レギュレータ、61
〜67……ガスボンベ
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view schematically showing an example of an apparatus suitable for carrying out the deposited film forming method by the plasma CVD method of the present invention. Figure 2 shows the mixing ratio of the diluent gas (Ar / H 2 + A
FIG. 4 is a diagram showing changes in charging ability and image quality when r) is changed, the vertical axis represents the charging ability and the number of image defects, and the horizontal axis represents the mixing ratio (Ar / H 2 + Ar) of the dilution gas. It represents. About Fig. 1 1 …… High frequency power source, 2 …… Matching box, 3 ……
Diffusion pump, mechanical booster pump, 4 ... Substrate rotation motor, 5 ... Substrate, 6 ... Substrate heating heater, 7 ... Gas introduction tube, 8 ... High frequency introduction cathode electrode, 9 ... Shield plate, 10 ... power supply for heater, 21
~ 27, 41-47 ... Valve, 31-37 ... Mass flow controller, 51-57 ... Regulator, 61
~ 67 …… Gas cylinder

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 31/0248 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Internal reference number FI technical display location H01L 31/0248

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】堆積膜形成用原料ガスに、高周波またはマ
イクロ波エネルギーを照射して基体表面上に堆積膜を形
成するに際して、前記堆積膜形成用原料ガスと共に、少
なくとも二種の希釈ガスを混合して使用することを特徴
とするプラズマCVD法による堆積膜形成方法。
1. When forming a deposited film on a surface of a substrate by irradiating a deposited film forming raw material gas with high frequency or microwave energy, at least two kinds of diluent gases are mixed with the deposited film forming raw material gas. A method for forming a deposited film by a plasma CVD method, characterized in that
【請求項2】混合使用する希釈ガスが、Arガス、Krガス
及びXeガスからなる群から選ばれる少なくとも一種と、
H2ガス、Heガス及びNeガスからなる群から選ばれる少な
くとも一種とである特許請求の範囲第(1)項に記載され
たプラズマCVD法による堆積膜形成方法。
2. The diluent gas to be mixed and used is at least one selected from the group consisting of Ar gas, Kr gas and Xe gas,
The method for forming a deposited film by the plasma CVD method according to claim (1), which is at least one selected from the group consisting of H 2 gas, He gas, and Ne gas.
【請求項3】混合使用する希釈ガスが、ArガスとH2ガス
を混合したものである特許請求の範囲第(2)項に記載さ
れたプラズマCVD法による堆積膜形成方法。
3. The method for forming a deposited film by the plasma CVD method according to claim (2), wherein the diluent gas to be mixed and used is a mixture of Ar gas and H 2 gas.
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