JPH11243062A

JPH11243062A - プラズマｃｖｄ方法及びプラズマｃｖｄ装置

Info

Publication number: JPH11243062A
Application number: JP10347797A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Takagi; 智高木; Koji Teranishi; 康治寺西
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-12-10
Filing date: 1998-11-20
Publication date: 1999-09-07
Anticipated expiration: 2018-11-20
Also published as: JP3501668B2; US6333079B1; KR19990062971A; KR100279306B1; US6279504B1

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、任意形状の大面積の基体上に膜厚が
極めて均一で且つ均質膜質である高品質な堆積膜を高速
度で安定に形成し、効率よく半導体デバイスを形成する
プラズマＣＶＤ方法及びプラズマＣＶＤ装置を提供する
ことを目的としている。【解決手段】減圧可能な反応容器、該反応容器内に配さ
れた基体保持手段、該反応容器内にプラズマＣＶＤの原
料ガスを供給する原料ガス供給手段、高周波電源によっ
て発振周波数が３０〜６００ＭＨｚの範囲にある高周波
電力をプラズマ発生用高周波電極に供給する高周波電力
供給手段、該反応容器内の反応後のガスを排気する排気
手段とを有し、該高周波電源で発生させた高周波電力を
該プラズマ発生用高周波電極に供給し、該基体保持手段
により保持される基体と該プラズマ発生用高周波電極と
の間にプラズマを発生させて基体に堆積膜を形成する高
周波プラズマＣＶＤ装置において、前記プラズマ発生用
高周波電極に、該電極の給電点の反対側の部分で反射電
力の位相を調整するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体デバイス、
電子写真用感光体デバイス、画像入力用ラインセンサ
ー、フラットパネルディスプレイ、撮像デバイス、光起
電力デバイス等の製造に用いられ得る、高周波を用いた
プラズマＣＶＤ方法及びプラズマＣＶＤ装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体デバイス等の製造プロセス
においては、プラズマＣＶＤ装置及びプラズマＣＶＤ法
が工業的に実用化されている。特に１３．５６ＭＨｚの
高周波を用いたプラズマＣＶＤ装置は基板材料、堆積膜
材料等が導電体、絶縁体に関わらず処理できるので広く
用いられている。従来のプラズマ発生用高周波電極及び
該高周波電極を用いたプラズマＣＶＤ装置及びプラズマ
ＣＶＤ法の一例として、平行平板型の装置について図９
を参照しながら説明する。反応容器１０１に絶縁性の高
周波電極支持台１０２を介して高周波電極１０３が配置
されている。高周波電極１０３は、対向電極１０５と平
行に配された平板であり、この電極間の静電容量で決ま
る電界によりプラズマを発生させる。プラズマが発生す
ると、実質的に導電体であるプラズマと、プラズマと両
電極や反応容器壁との間の等価的に主にコンデンサとし
て働くシースが電極間に発生してプラズマ発生前とは大
きくインピーダンスが異なる場合が多い。高周波電極１
０３の回りには、高周波電極１０３の側部と反応容器１
０１との間で放電が発生しないようにアースシールド１
０４が配置されている。高周波電極１０３には整合回路
１０９と高周波電力供給線１１０を介して高周波電源１
１１が接続されている。高周波電極と平行に配された対
向電極１０５にはプラズマＣＶＤを行うための平板状の
被成膜基体１０６が配置され、被処理基体１０６は、基
体温度制御手段（図示せず）により所望する温度に保た
れる。

【０００３】この装置を使用した場合のプラズマＣＶＤ
は以下のように行われる。反応容器１０１を真空排気手
段１０７によって高真空まで排気した後、ガス供給手段
１０８によって反応ガスを反応容器１０１内に導入し、
所定の圧力に維持する。高周波電源１１１より高周波電
力を高周波電極１０３に供給して高周波電極と対向電極
との間にプラズマを発生させる。こうすることにより、
反応ガスがプラズマにより分解、励起され被成膜基体１
０６上に堆積膜を形成する。高周波電力としては、１
３．５６ＭＨｚの高周波電力を用いるのが一般的であ
る。放電周波数が１３．５６ＭＨｚの場合、放電条件の
制御が比較的容易であり、得られる膜の膜質が優れてい
るといった利点を有するが、ガスの利用効率が低く、堆
積膜の形成速度が比較的小さい。

【０００４】こうした点に鑑みて、周波数が２５〜１５
０ＭＨｚ程度の高周波を用いたプラズマＣＶＤ法につい
ての検討がなされている。例えばＰｌａｓｍａＣｈｅ
ｍｉｓｔｒｙａｎｄＰｌａｓｍａＰｒｏｃｅｓｓ
ｉｎｇＶｏｌ７，Ｎｏ３，（１９８７）ｐ２６７−
２７３（以下、「文献１」という。）には、平行平板型
のグロー放電分解装置を使用して原料ガス（シランガ
ス）を周波数２５〜１５０ＭＨｚの高周波電力で分解し
てアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）膜を形成すること
が記載されている。具体的には、文献１には、周波数を
２５ＭＨｚ〜１５０ＭＨｚの範囲で変化させてａ−Ｓｉ
膜の形成を行い、７０ＭＨｚを使用した場合、膜堆積速
度が、２．１ｎｍ／ｓｅｃと最も大きくなり、これは上
述の１３．５６ＭＨｚを用いたプラズマＣＶＤ法の場合
の５〜８倍程度の形成速度であること、及び得られるａ
−Ｓｉ膜の欠陥密度、光バンドギャップ及び導電率は、
励起周波数によってはあまり影響を受けないことが記載
されている。

【０００５】上記文献１は実験室規模の平板状の基体を
処理するのに適したプラズマＣＶＤ装置の例が示されて
いる。大型の生産規模の被成膜基体（たとえば円筒状
の）の表面上に堆積膜を形成するのに適したプラズマＣ
ＶＤ装置の一例としては、たとえば米国特許第５５４０
７８１号明細書（以下、「文献２」という。）に記載さ
れている。この文献２には、周波数６０ＭＨｚ〜３００
ＭＨｚの所謂ＶＨＦ帯の高周波を用いたプラズマＣＶＤ
法及びプラズマＣＶＤ装置が開示されている。文献２に
示されるようなＶＨＦプラズマＣＶＤ装置を図面を参照
しながら説明する。図１０に示すプラズマＣＶＤ装置
は、文献２に記載されているＶＨＦプラズマＣＶＤ装置
である。図１０において、２００は反応容器を示す。反
応容器２００は、ベースプレート２０１と、絶縁部材２
０２Ａ、カソード電極２０３Ｃ、絶縁部材２２１Ｂ、カ
ソード電極２０３Ｂ、絶縁部材２２１Ａ、カソード電極
２０３Ａ、絶縁部材２０２Ｂ、及び上蓋２１５を有す
る。２０５Ａは基体ホルダーであり、該基体ホルダーは
内部にヒーター支柱２０５Ａ’を有している。２０５
Ａ”は、ヒーター支柱２０５Ａ’に取り付けられた基体
加熱用ヒーターである。２０６は基体ホルダー２０５Ａ
上に配設された円筒状の被成膜基体である。２０５Ｂは
円筒状の被成膜基体２０６の補助保持部材である。基体
ホルダー２０５Ａは、その底部にモーターに連結した回
転機構（図示せず）を備えていて、必要により回転でき
るようにされている。２０７は、排気バルブを備えた排
気パイプであり、該排気パイプは、真空ポンプを備えた
排気機構２０７’に連通している。２０８は、ガスボン
ベ、マスフローコントローラー、バルブ等で構成された
原料ガス供給系である。原料ガス供給系２０８は、ガス
供給パイプ２１７を介して複数のガス放出孔を備えたガ
ス放出パイプ２１６と接続している。原料ガスはガス放
出パイプ２１６の複数のガス放出孔を介して反応容器内
に供給される。２１１は高周波電源であり、ここで発生
した高周波電力は高周波電力供給線２１８及び整合回路
２０９を介してカソード電極２０３に供給される。図１
０に示したプラズマＣＶＤ装置においては、カソード電
極が円筒状の被成膜基体の軸方向に２０３Ａ、２０３
Ｂ、２０３Ｃの３つに電気的に分割されて構成されてい
る。高周波電源２１１で発生した高周波電力は、高周波
電力分割手段２２０により３分割され、整合回路２０９
Ａ、２０９Ｂ、２０９Ｃを介して、カソード電極２０３
Ａ、２０３Ｂ、２０３Ｃに供給される。

【０００６】文献２には、図１０のプラズマＣＶＤ装置
を用いたプラズマＣＶＤ法についても記述されている。
即ち、図１０において、円筒状の被成膜基体２０６を基
体ホルダー２０５Ａにセットした後、反応容器２００内
を排気機構２０７’を作動させて排気し、反応容器内を
所定の圧力に減圧する。ついで、ヒーター２０５Ａ”に
通電して基体２０６を所望の温度に加熱保持する。次
に、原料ガス供給系２０８からガス供給パイプ２１７及
びガス放出パイプ２１６を介して、原料ガスを反応容器
２００内に導入し、該反応容器内を所望の圧力に調整す
る。こうしたところで、高周波電源２１１により周波数
６０ＭＨｚ乃至３００ＭＨｚの範囲の高周波を発生さ
せ、高周波電力を高周波電力分配器２２０で分割し、整
合回路２０９Ａ、２０９Ｂ、２０９Ｃを介して、それぞ
れカソード電極２０３Ａ、２０３Ｂ、２０３Ｃに供給す
る。かくして円筒状の被成膜基体２０６とカソード電極
に囲まれた空間において、原料ガスは高周波エネルギー
により分解され活性種を生起し、円筒状の被成膜基体２
０６上に堆積膜を形成する。文献２においては、上述の
ような６０ＭＨｚ乃至３００ＭＨｚの範囲の波長の高周
波電力を用いたプラズマＣＶＤ装置において、円筒状カ
ソード電極を分割することにより、ＶＨＦ領域の高周波
プラズマＣＶＤでの利点である高い膜堆積速度を維持し
たまま大面積の円筒状の被成膜基体上に均一性の高い膜
堆積を達成できるとされている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、文献１
に記載の平行平板型装置での周波数２５〜１５０ＭＨｚ
の高周波電力による成膜は実験室規模のものであり、大
面積の膜の形成においてこうした効果が期待できるか否
かについて全く触れるところはない。一般に、励起周波
数が高くなるにしたがって、高周波電極上の定在波の影
響が顕著になり、特に平板電極では２次元の複雑な定在
波が生じてくる。この為、大面積の膜を均一に形成する
ことが困難になることが予想される。従来例の文献２に
記載のプラズマＣＶＤ法及びプラズマＣＶＤ装置におい
ては、円筒状の大面積の堆積膜の形成において、高堆積
速度且つ高均一性での堆積膜の形成が期待できるが、円
筒状の被成膜基体の径が大きくなると、ひとつのカソー
ド電極に複数の給電点が必要になり煩雑になってくるこ
と、及び平板状基体への対応が困難であるといったこと
が予想される。

【０００８】そこで、本発明は、上記従来技術における
課題を解決し、任意形状の大面積の基体上に膜厚が極め
て均一で且つ均質膜質である高品質な堆積膜を高速度で
安定に形成し、効率よく半導体デバイスを形成し得る高
周波を用いるプラズマＣＶＤ方法及びプラズマＣＶＤ装
置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を達
成するため、プラズマＣＶＤ方法及びプラズマＣＶＤ装
置を、つぎのように構成したことを特徴とするものであ
る。すなわち、本発明のプラズマＣＶＤ装置は、減圧可
能な反応容器、該反応容器内に配された基体保持手段、
該反応容器内にプラズマＣＶＤの原料ガスを供給する原
料ガス供給手段、高周波電源によって発振周波数が３０
〜６００ＭＨｚの範囲にある高周波電力をプラズマ発生
用高周波電極に供給する高周波電力供給手段、該反応容
器内の反応後のガスを排気する排気手段とを有し、該高
周波電源で発生させた高周波電力を該プラズマ発生用高
周波電極に供給し、該基体保持手段により保持される基
体と該プラズマ発生用高周波電極との間にプラズマを発
生させて基体上に堆積膜を形成するプラズマＣＶＤ装置
において、前記プラズマ発生用高周波電極には、該プラ
ズマ発生用高周波電極へ該高周波電力を供給するための
給電点の反対側の先端部分に反射電力の位相を調整する
位相調整回路が接続されていることを特徴としている。
また、本発明のプラズマＣＶＤ装置は、前記位相調整回
路が、ＬＣ回路により構成されていることを特徴として
いる。また、本発明のプラズマＣＶＤ装置は、前記プラ
ズマ発生用高周波電極には、該電極の給電側に補助整合
回路が配され、該補助整合回路によって前記プラズマ発
生用高周波電極の数よりも少ない数の高周波電源から分
岐して、各々の高周波電極に供給される高周波電力を制
御するように構成されていることを特徴としている。ま
た、本発明のプラズマＣＶＤ装置は、前記補助整合回路
が、ＬＣ回路で構成されていることを特徴としている。
また、本発明のプラズマＣＶＤ装置は、前記高周波電源
の発振周波数は、６０〜３００ＭＨｚの範囲にあること
を特徴としている。また、本発明のプラズマＣＶＤ装置
は、前記プラズマ発生用高周波電極とプラズマ発生空間
との間には、誘電体部材が配されていることを特徴とし
ている。また、本発明のプラズマＣＶＤ装置は、前記プ
ラズマ発生用高周波電極は、複数のプラズマ発生用高周
波電極からなり、該複数のプラズマ発生用高周波電極
が、少なくとも一部が誘電体部材からなる反応容器外
に、該反応容器を取り囲むように配列されていることを
特徴としている。また、本発明のプラズマＣＶＤ装置
は、前記プラズマ発生用高周波電極を、複数有し、該複
数のプラズマ発生用高周波電極が、反応容器内に、配置
される被成膜基体を取り囲むように配列されていること
を特徴としている。また、本発明のプラズマＣＶＤ装置
は、前記プラズマ発生用高周波電極を、複数有し、該複
数のプラズマ発生用高周波電極が、反応容器の反応容器
内若しくは反応容器外に、配置される被成膜基体を取り
囲むように配列されていることを特徴としている。ま
た、本発明のプラズマＣＶＤ装置は、前記被成膜基体を
回転するための回転機構を有することを特徴としてい
る。また、本発明のプラズマＣＶＤ装置は、前記基体が
平板状基体であり、配される平板状基体に対して平行に
なるよう複数の前記プラズマ発生用高周波電極が配列さ
れていることを特徴としている。また、本発明のプラズ
マＣＶＤ装置は、前記基体が成膜時に保持ロールより送
り出され、巻き取りロールにより巻き取られるシート状
基体であり、供給されるシート状基体に対して平行に複
数の前記プラズマ発生用高周波電極が配列されているこ
とを特徴としている。また、本発明のプラズマＣＶＤ装
置は、前記プラズマ発生用高周波電極は棒状もしくは板
状の導電性部材を有することを特徴としている。また、
本発明のプラズマＣＶＤ装置は、前記プラズマ発生用高
周波電極を複数有し、該位相調整回路は夫々のプラズマ
発生用高周波電極に対して設けられていることを特徴と
している。また、本発明のプラズマＣＶＤ装置は、更に
アースに直接接続されたプラズマ発生用高周波電極を有
することを特徴としている。

【００１０】また、本発明のプラズマＣＶＤ方法は、減
圧下の反応容器内に成膜用の原料ガスを供給し、前記原
料ガスを３０ＭＨｚ〜６００ＭＨｚの範囲の周波数の高
周波電力によりプラズマ化して分解し、反応容器内に配
された基体表面上に堆積膜を形成するプラズマＣＶＤ方
法において、前記高周波電力によってプラズマを生成す
るために、複数の棒状若しくは板状の導電性のプラズマ
発生用高周波電極を用い、該高周波電極の給電点の反対
側の部分において反射電力の位相を調整して、プラズマ
を生成することを特徴としている。また、本発明のプラ
ズマＣＶＤ方法は、前記高周波電力は、６０ＭＨｚ〜３
００ＭＨｚの範囲であることを特徴としている。また、
本発明のプラズマＣＶＤ方法は、前記反応容器内に配さ
れた基体は、円筒状基体で構成され、該円筒状基体の周
囲に複数の前記プラズマ発生用高周波電極をその中心軸
が実質的に同一円周上に立設するように配列し、該円筒
状基体と該複数の前記プラズマ発生用高周波電極との間
にプラズマを発生させて円筒状基体の表面上に堆積膜を
形成することを特徴としている。また、本発明のプラズ
マＣＶＤ方法は、前記反応容器は一部が誘電体部材から
なり、前記複数のプラズマ発生用高周波電極が、前記一
部が誘電体部材からなる反応容器外に配列されているこ
とを特徴としている。また、本発明のプラズマＣＶＤ方
法は、前記複数のプラズマ発生用高周波電極は、反応容
器内に配列され、それぞれの電極が誘電体部材によりカ
バーされていることを特徴としている。また、本発明の
プラズマＣＶＤ方法は、前記基体が円筒状基体であり、
前記反応容器内に同一円周上に配された複数の円筒状基
体の周囲に、複数の前記プラズマ発生用高周波電極をそ
の中心軸が実質的に同一円周上に立設するように配列
し、円筒状基体と複数の前記プラズマ発生用高周波電極
との間にプラズマを発生させて円筒状基体の表面上に堆
積膜を形成することを特徴としている。また、本発明の
プラズマＣＶＤ方法は、前記基体を回転させながら円筒
状基体の表面上に堆積膜を形成することを特徴としてい
る。また、本発明のプラズマＣＶＤ方法は、前記基体が
平板状基体であり、平板状基体に対して平行に前記複数
のプラズマ発生用高周波電極を配列し、前記プラズマ発
生用高周波電極と平板状基体との間にプラズマを発生さ
せて平板状基体の表面上に堆積膜を形成することを特徴
としている。また、本発明のプラズマＣＶＤ方法は、前
記基体が成膜時に保持ロールより送り出され、巻き取り
ロールにより巻き取られるシート状基体であり、シート
状基体に対して平行に前記複数のプラズマ発生用高周波
電極を配列し、高周波電極とシート状基体との間にプラ
ズマを発生させてシート状基体の表面上に堆積膜を形成
することを特徴としている。また、本発明のプラズマＣ
ＶＤ方法は、前記堆積膜は、シリコン、ゲルマニウム、
カーボン又はそのいずれかの合金であることを特徴とし
ている。また、本発明のプラズマＣＶＤ方法は、前記堆
積膜は、電子写真感光体用のものであることを特徴とし
ている。また、本発明のプラズマＣＶＤ方法は、前記堆
積膜は、太陽電池用のものであることを特徴としてい
る。また、本発明のプラズマＣＶＤ方法は、前記堆積膜
は、薄膜トランジスタ用のものであることを特徴として
いる。また、本発明のプラズマＣＶＤ方法は、前記複数
の高周波電極の少なくとも隣り合う高周波電極の反射波
の位相が異なるように調整されることを特徴としてい
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明は、上記したとおり高周波
電極の給電点の反対側における反射電力の位相を調整
し、前述した本発明の課題を達成するようにしたもので
あるが、それは、本発明者らのつぎのような検討結果に
基づくものである。本発明者らは鋭意検討を行った結
果、高周波電力の周波数を３０ＭＨｚ以上にすると、気
相での重合反応が起こりにくい高真空領域での放電が可
能となり、非常に優れた膜特性を得ることができ、堆積
速度も１３．５６ＭＨｚの場合に比べて向上するが、ま
だ高真空領域での放電の安定性に問題があったり膜質と
堆積速度の分布は悪化する知見を得た。そこで、本発明
者らは、高周波電力の周波数を３０ＭＨｚ以上にすると
偏在的に膜質の悪化や堆積速度の低下が発生する原因を
解明すべく鋭意検討を行った。その結果、プラズマ電位
と偏在的な膜質悪化に強い相関があり、プラズマ中の電
子密度と堆積速度にも強い相関があることが判明した。
即ち、円筒状の被成膜基体の軸方向に亘ってラングミュ
アプローブ法によりプラズマ電位を測定したところ、偏
在的に膜質が悪化する位置に対応する箇所においてプラ
ズマ電位の低下が見られた。

【００１２】これらの検討結果から膜質分布及び堆積速
度分布の悪化は、高周波電極上に発生する定在波および
高周波電極上での高周波電力の減衰に起因するものと推
察された。一般に高周波電極と対向電極間に高周波電力
を印加することによってプラズマを生成する場合、電極
に印加した高周波電力の周波数と電極の大きさとの関係
から電極上に無視できない定在波が発生する場合があ
る。即ち、高周波電力の周波数が高くなる場合や高周波
電極の面積が大きくなる場合に定在波が発生し易くな
り、この定在波が大きいと、高周波電極内での電界分布
が悪くなり、電極間のプラズマ密度、プラズマ電位、電
子温度などのプラズマ分布が乱れ、プラズマＣＶＤの成
膜品質に悪影響を及ぼす。上述した実験においては、高
周波電極の先端で高周波電極上に反射波が発生し、入射
波との干渉により３０ＭＨｚ以上の周波数において膜
質、堆積速度に影響を与える定在波が発生したものと考
えられる。特に、定在波の節の位置では電界が弱くな
り、偏在的なプラズマ電位の低下を引き起こして偏在的
に膜質が低化したものと考えられる。

【００１３】本発明は以上の検討結果を基礎として完成
するに至ったものである。以下、図面を参照しながら本
発明を説明する。まず、本発明の高周波プラズマＣＶＤ
装置に用いるプラズマ発生用高周波電極について図１
（Ａ）及び図１（Ｂ）を用いて説明する。説明を単純化
する為に、プラズマ発生用高周波電極３は、円柱形の棒
状のものを用いて、その周りに円柱状の誘電体部材４を
設置した。誘電体の周囲にプラズマ（図示せず）が発生
するど内部導体がプラズマ発生用高周波電極３、外部導
体がプラズマ、誘電体部材４が伝送媒体となる同軸導波
管となる。プラズマ発生用高周波電極の長さは、同軸導
波管内での使用する高周波の周波数での同軸導波管内の
波長λの１／２とする。高周波電源１１で発生した高周
波電力は、負荷に効率よく高周波電力を供給するように
整合回路１０を介して２分割して、それぞれさらに補助
整合回路２を介して各々の高周波電極３の個体差による
整合条件の違いに対応して、各々の高周波電極３に供給
される。左側の高周波電極３の先端の位相調整回路１を
開放端にして、右側の高周波電極３の先端の位相調整回
路１の先端を閉端にした場合に発生する定在波の電界エ
ネルギー分布も図１（Ａ）に示している（たて軸は電極
位置、横軸は電界エネルギー（任意単位））。プラズマ
発生用高周波電極からプラズマに供給するエネルギー
が、高周波の電界エネルギーに比例するとすれば、プラ
ズマの均一性は１つの高周波電極を用いるよりも、図１
（Ａ）及び図１（Ｂ）に示した２つの高周波電極を用い
た方が、Ｚ方向のプラズマの均一性は飛躍的に良くな
る。実際には、プラズマは理想的な同軸の外部導体では
なくかなりの高周波電力の吸収体であり、またプラズマ
の拡散等も考慮する必要があり、適度な位相調整により
均一なプラズマの形成が可能であり、また状況に応じて
プラズマ発生用高周波電極の数を増やして適宜位相調整
する方法も有効である。位相の調整を行う位相調整回路
は所謂ＬＣ回路が適用でき、簡単にはコンデンサを介し
てアースに接続するようにしてもよい。プラズマのイン
ピーダンス変化が大きい場合には、図１（Ｂ）に示して
いる位相調整回路のように、可変コンデンサや可変コイ
ルを用いたほうが良い。図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示
した位相調整回路は可変の直列ＬＣ回路になっている
が、並列ＬＣ回路も適用可能である。また、位相調整回
路のインピーダンスの値によっては各々の高周波電極に
投入される電力量に偏りが生じる場合がある。この場
合、プラズマの不均一を引き起こすことがあり、その場
合には、補助整合回路２のインピーダンスを調整するこ
とにより、各々の高周波電極に投入される電力量の比を
調整することが可能となる。この補助整合回路もＬＣ回
路が適用できる。プロセスによりプラズマのインピーダ
ンスの変化が小さい場合は、位相調整回路、補助整合回
路共に固定のＬＣ回路を用いても問題はない。本発明の
プラズマ発生用高周波電極は、使用する高周波電力の周
波数が３０〜６００ＭＨｚの範囲にあることがより好ま
しい。

【００１４】本発明の上記構成のプラズマ発生用高周波
電極を用いたプラズマＣＶＤ装置及びプラズマＣＶＤ法
においては、以上に述べたように均一なプラズマを形成
できるプラズマ発生用高周波電極を用いている為、極め
て均一性の良い膜質及び膜厚の堆積膜を形成できる。以
下に詳しく説明する。図２及び図３に示したプラズマＣ
ＶＤ装置は本発明のプラズマＣＶＤ装置の好適な一例を
示すものである。尚、図３は図２のＸ−Ｘ’断面図であ
る。図２及び図３において、１２は反応容器を示す。反
応容器１２内には、１個の基体ホルダー６Ａが反応容器
中心に置かれている。５は基体ホルダー６Ａ上に配され
た成膜用の円筒状の被成膜基体である。それぞれの基体
ホルダー６Ａの内部にはヒーター７が設けられていて円
筒状の被成膜基体５を内側より加熱できるようにされて
いる。また、それぞれの基体ホルダー６Ａは、モーター
（図示せず）に連結したシャフト（図示せず）に接続し
ており、回転できるようにされている。

【００１５】６Ｂは円筒状の被成膜基体５の補助基体ホ
ルダーである。３はプラズマ生起領域の中心に位置した
高周波電力投入用の高周波電極である。高周波電力は、
高周波電源１１で発生し、整合回路１０を介して分割さ
れ、補助整合回路２を介して高周波電極３の一端に供給
される。高周波電極３は、反応容器１２の一部を構成し
ている誘電体部材４を介して放電空間と隔離されてお
り、給電点と反対側の先端に位相調整回路１を介して接
地されている。ガスの排気は、排気バルブを備えた排気
パイプを介して、真空ポンプを備えた真空排気手段９に
よって行われる。８は、ガスボンベ、マスフローコント
ローラ、バルブ等で構成された原料ガス供給系であり、
ガス供給パイプを介して複数のガス放出孔を備えたガス
放出パイプに接続される。

【００１６】この装置を使用した場合のプラズマＣＶＤ
は以下のように行われる。反応容器１２を排気機構９に
よって高真空まで排気した後、ガス供給手段８からガス
供給パイプ及びガス放出パイプを介して原料ガスを反応
容器１２内に導入し、所定の圧力に維持する。こうした
ところで、高周波電源１１より高周波電力を整合回路１
０を介して分割した後補助整合回路２を介して、高周波
電極３に供給して高周波電極と円筒状の被成膜基体５と
の間にプラズマを発生させる。こうすることにより、原
料ガスがプラズマにより分解、励起され円筒状の被成膜
基体５上に堆積膜が形成される。

【００１７】本発明において、誘電体部材４に使用する
誘電体材料は任意の公知のものを選択できるが、誘電損
の小さい材料が好ましく、誘電正接が０．０１以下であ
るものが好ましく、より好ましくは０．００１以下がよ
い。高分子誘電体材料ではポリ四フッ化エチレン、ポリ
三フッ化塩化エチレン、ポリフッ化エチレンプロピレ
ン、ポリイミドなどが好ましく、ガラス材料では、石英
ガラス、ホウケイ酸ガラスなどが好ましく、磁器材料で
は窒化ホウ素、窒化シリコン、窒化アルミニウム、など
や酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化ケイ素な
どの元素酸化物の中の単数または複数の元素酸化物を主
成分とする磁器が好ましい。

【００１８】本発明において、高周波電極３の形状は円
柱状、円筒状、多角柱状などの棒状のもの、長板状のも
のが好ましい。本発明において、高周波電源１１の周波
数は好ましくは３０〜６００ＭＨｚ、更に好適には６０
〜３００ＭＨｚの範囲とするのが望ましい。本発明にお
いて、装置構成は図４及び図５に示すように、円筒状の
被成膜基体５の周囲の反応容器１２内に貫通した複数の
高周波電極３を配置したものでもよい。すなわち、図４
及び図５に示される装置においては、被成膜基体５の周
囲に高周波電力導入手段として誘電体部材４で覆われた
高周波電極３が配されている。本例では４つの高周波電
力導入手段が等間隔で配されている。ガス放出パイプ１
４は、それら高周波電力導入手段の間に配されている。
また、本発明において、装置構成は、図６に示すよう
に、複数の円筒状の被成膜基体５を、同一円周上に配列
したものでも良い。

【００１９】図６に示される装置は、反応容器１２の中
心に誘電体部材４で覆われた高周波電極３と該反応容器
１２を構成する誘電体部材４の外側、すなわち反応容器
１２の外側周囲に高周波電極３を有する。被成膜基体５
は反応容器１２の中心に設けられた高周波電極３を取り
囲むように配されており、ガス放出パイプ１４は被成膜
基体５の間に位置するように配置されている。反応容器
１２の外側の高周波電極３はまた被成膜基体５の間、図
では隣接する被成膜基体５に等距離の位置に配される。
外側の高周波電極３の周囲をアースシールド１３が取り
囲み、高周波の外部への漏洩を防止している。本発明に
おいて、装置構成は図７に示すように平板状の被成膜基
体５に対して平行に複数の高周波電極３を配置したもの
でもよい。こうすることにより、大面積平板状の被成膜
基体上に膜厚が極めて均一で且つ均質膜質である高品質
な堆積膜を高速度で形成することができる。本発明にお
いて、装置構成は図８に示すように成膜時に保持ロール
１５より送り出され、巻き取りロール１６に巻き取られ
るシート状の被成膜基体５に対して平行に複数の高周波
電極３を配置したものでもよい。こうすることにより、
大面積のシート状基体上に膜厚が極めて均一で且つ均質
膜質である高品質な堆積膜を高速度で形成することがで
きる。

【００２０】本発明のプラズマＣＶＤ装置を使用するに
際して、使用するガスについては、形成する堆積膜の種
類に応じて公知の成膜に寄与する原料ガスを適宜選択使
用される。例えば、ａ−Ｓｉ系の堆積膜を形成する場合
であれば、シラン、ジシラン、高ジシラン等あるいはそ
れらの混合ガスが好ましい原料ガスとして挙げらる。他
の堆積膜を形成する場合であれば、例えば、ゲルマン、
メタン、エチレン等の原料ガスまたはそれらの混合ガス
が挙げられる。いずれの場合にあっても、成膜用の原料
ガスはキャリアーガスと共に反応容器内に導入すること
ができる。キャリアーガスとしては、水素ガス、及びア
ルゴンガス、ヘリウムガス等の不活性ガスを挙げること
ができる。

【００２１】堆積膜のバンドギャップを調整する等の特
性改善用ガスを使用することもできる。そうしたガスと
しては、例えば、窒素、アンモニア等の窒素原子を含む
ガス、酸素、酸化窒素、酸化二窒素等の酸素原子を含む
ガス、メタン、エタン、エチレン、アセチレン、プロパ
ン等の炭化水素ガス、四フッ化珪素、六フッ化二珪素、
四フッ化ゲルマニウム等のガス状フッ素化合物またはこ
れらの混合ガス等が挙げられる。形成される堆積膜をド
ーピングするについてドーパントガスを使用することも
できる。そうしたドーピングガスとしては、例えば、ガ
ス状のジボラン、フッ化ホウ素、ホスフィン、フッ化リ
ン等が挙げられる。堆積膜形成時の基体温度は、適宜設
定できるが、アモルファスシリコン系の堆積膜を形成す
る場合には、好ましくは６０℃〜４００℃、より好まし
くは１００℃〜３５０℃とするのが望ましい。

【００２２】高周波電極の位相調整は隣接する高周波電
極の反射波の位相が異なるように調整することは好まし
い。特に隣接する高周波電極の周辺の電界エネルギー分
布の強弱を補うように調整することが望ましい。また、
本発明において、プラズマ発生用高周波電極には、該電
極の給電側に補助整合回路が配され、該補助整合回路に
よって前記プラズマ発生用高周波電極の数よりも少ない
数の高周波電源から分岐して、各々の高周波電極に供給
される高周波電力を制御するように構成してもよい。こ
の場合、補助整合回路は、ＬＣ回路で構成することがで
きる。なお、プラズマ発生用高周波電極とプラズマ発生
空間との間には、誘電体部材が配されていることは好ま
しい。また、プラズマ発生用高周波電極を、複数有し、
該複数のプラズマ発生用高周波電極が、被成膜基体が配
された、少なくとも一部が誘電体部材からなる反応容器
外に、該反応容器を取り囲むように実質的に同一円周上
に立設するように配列してもよい。また、プラズマ発生
用高周波電極を、複数有し、該複数のプラズマ発生用高
周波電極が、被成膜基体が配された反応容器内に、該被
成膜基体を取り囲むように実質的に同一円周上に立設す
るように配列してもよい。また、プラズマ発生用高周波
電極を、複数有し、該複数のプラズマ発生用高周波電極
が、複数の被成膜基体が配された反応容器の反応容器内
若しくは反応容器外に、該複数の被成膜基体を取り囲む
ように実質的に同一円周上に立設するように配列するこ
とは好ましい。また、被成膜基体が、回転機構によって
回転可能に構成することは望ましい。この場合、被成膜
基体は円筒形状とするのが望ましい。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明するが、
本発明はこれらによって限定されるものではない。［実施例１］本実施例に使用したプラズマＣＶＤ装置の
模式図を図２に示す。図３は、図２のＸ−Ｘ’で示した
位置での断面図である。高周波電源１１として周波数１
３．５６ＭＨｚ〜６５０ＭＨｚの範囲の周波数を有する
電力を出力することができる電源を使用した。高周波電
極３は、円柱状のものを用い、反応容器１２外に配置し
ており、アルミナセラミックス製の誘電体部材４を介し
て放電空間と隔離されている。高周波電極は、その一端
を高周波電力の給電点とし反対側の一端に位相調整回路
１を介して接地した構成のものである。位相調整回路１
はアースとのリアクタンスを調整可能なものを用いた。
本実施例では、４つの位相調整回路１のうち対向する１
組の高周波電極３については反応容器１２の内部で高周
波電極３を直接アースに短絡し、残りの対向する１組は
アースに接続せずに位相調整回路１内の浮遊容量のみの
ほぼ開放端とした。

【００２４】本実験では、直径１０８ｍｍ、長さ３５８
ｍｍ、厚さ５ｍｍのＡｌ製円筒状の被成膜基体を反応容
器１２内に設置して基体は回転させながら成膜実験を行
った。高周波電極３には、Ａｌ製の直径２０ｍｍ、長さ
４５０ｍｍ、の円柱状のものを用いた。膜質の評価用と
して、電気特性評を価用するためのＣｒ製の２５０μｍ
ギャップの櫛形電極を蒸着したコーニング＃７０５９ガ
ラス基板を電気特性評価基板として円筒状被成膜基体表
面上の軸方向の長さ３５８ｍｍに亘って設置し、以下の
手順で実験を行った。まず反応容器１２内を排気機構９
を作動して排気し、反応容器１２内を１×１０^-6Ｔｏｒ
ｒの圧力に調整した。ついで、基板加熱ヒーター７に通
電して円筒状の被成膜基体５を２５０℃の温度に加熱保
持した。ついで以下の手順で成膜を行った。即ち、原料
ガス供給手段８からガス放出パイプ１４を介して、Ｓｉ
Ｈ₄ガスを５００ｓｃｃｍの流量で反応容器１２内に導
入し、該反応容器内を１０ｍＴｏｒｒの圧力に調整し
た。こうしたところで、高周波電源１１により周波数１
３．５６ＭＨｚ乃至６５０ＭＨｚの高周波を１ＫＷ発生
させ、該高周波を整合回路１０を介して４つに分割し、
補助整合回路２を介して均等に高周波電極３に供給し
た。ここで高周波電源１１としては上述した範囲の周波
数が与えられるよう、所定の高周波電源を用いた。整合
回路１０は、当該高周波電源の周波数に応じて適宜調整
した。かくして円筒状の被成膜基体５上及び前記の電気
特性評価基板上にアモルファスシリコン膜が形成され
た。

【００２５】以上のようにして形成したアモルファスシ
リコン膜の膜質および膜質分布、並びに堆積速度および
堆積速度分布を以下の方法で評価した。膜質及び膜質分
布は電気特性評価基板の上端から下端までに亘って約２
０ｍｍおきの１８箇所の位置で明／暗導電率比（（光導
電率σｐ）／（暗音導電率σｄ））を測定することによ
り評価した。ここでは、光導電率σｐは、１ｍＷ／ｃｍ
²の強度のＨｅ−Ｎｅレーザー（波長６３２．８ｎｍ）
の照射時の導電率により評価している。本発明者らのこ
れまでの電子写真感光体作製からの知見によると、上記
の方法による明／暗導電率比が１０³以上の品質の堆積
膜を得られる条件を基に最適化して作製した電子写真感
光体において実用に値する画像が得られる。しかし、近
年の画像の高コントラスト化を考えると、上述の明／暗
導電率比が１０⁴以上のものが好ましくなってきてお
り、更に近い将来１０⁵以上の明／暗導電率比が求めら
れることが予想される。このような観点から、今回の実
験では明／暗導電率比の値を下記の基準で評価した。 ◎：明／暗導電率比が１０⁵以上であり、非常に優れた
膜特性である。 ○：明／暗導電率比が１０⁴以上であり、良好な膜特性
である。 △：明／暗導電率比が１０³以上であり、実用上問題な
し。 ×：明／暗導電率比が１０³未満であり、実用に適さな
い場合がある。

【００２６】堆積速度及び堆積速度分布の評価は、ａ−
Ｓｉ膜を形成した円筒状の被成膜基体の軸方向に亘って
上述した明／暗導電率比の測定位置と同様に約２０ｍｍ
おきの１８箇所について渦電流式膜厚計（Ｋｅｔｔ科学
研究所製）を使用して膜厚を測定することにより評価し
た。堆積速度は１８箇所における膜厚に基づいて算出
し、得られた値の平均値を平均堆積速度とした。堆積速
度分布の評価は次のようにして行った。即ち、軸方向の
堆積速度分布については、軸方向１８箇所における堆積
速度の最大値と最小値との差を求め、該差を１８箇所の
平均堆積速度で割り、堆積速度分布｛（最大値−最小
値）／平均値｝を求め、これを軸方向の堆積速度分布と
して百分率で表した。成膜した試料の明／暗導電率比、
平均堆積速度及び堆積速度分布の評価結果を表１に示
す。

【００２７】

【表１】１３．５６ＭＨｚの場合、１０ｍＴｏｒｒで放電が生起
しなかった為評価できなかった。３０ＭＨｚの周波数を
持つ高周波電力により成膜したものは、全ての試料にお
いて明／暗導電率比が１×１０⁴〜３×１０⁴の範囲にあ
り良好な膜特性（〇）であった。平均堆積速度は２．０
ｎｍ／ｓであり堆積速度分布は３％であった。６０ＭＨ
ｚ〜３００ＭＨｚの周波数を持つ高周波電力により成膜
したものは全ての試料において明／暗導電率比が１×１
０⁵〜５×１０⁵であり非常に優れた膜特性（◎）であっ
た（表１）。平均堆積速度は４．０〜７．１ｎｍ／ｓで
あり、堆積速度分布は４〜５％であった。４００ＭＨｚ
〜６００ＭＨｚの周波数を持つ高周波電力による試料に
おいては、明／暗導電率比が５×１０⁴〜８×１０⁴であ
り良好な膜特性（〇）であった（表１）。平均堆積速度
は２．０〜２．８ｎｍ／ｓであり、堆積速度分布は６〜
７％であった。６５０ＭＨｚの場合は、放電が不安定に
なり堆積膜の形成はできなかった。以上のように本実施
例においては、３０ＭＨｚ乃至６００ＭＨｚの放電周波
数条件で、明／暗導電率比、平均堆積速度分布共に良好
なアモルファスシリコン膜が得られており、６０ＭＨｚ
乃至３００ＭＨｚにおいては特に優れたアモルファスシ
リコン膜が得られた。

【００２８】（比較例１）実施例１と同様の条件で、す
べての位相調整回路（１）をはずして、全てのカソード
電極（３）の先端を開放端にしたものについても検討を
行い、実施例１と同様の評価を行った。評価結果を表２
に示す。表１の実施例１の結果に比べて、全ての放電周
波数で、明／暗導電率比の落ち込みや堆積速度分布の不
均一性が大きい。

【００２９】

【表２】［実施例２］図２及び図３に示す装置を用い、実施例１
で明／暗導電率比１０⁵以上の値が得られた条件、即
ち、電源周波数６０ＭＨｚ、１００ＭＨｚ、２００ＭＨ
ｚ、３００ＭＨｚの各々の条件で、電子写真感光体を作
製した。尚、位相調整回路１は実施例１で用いたものと
同様のものを用いた。高周波電極３の給電点と反対側は
実施例１と同様に調整した。電子写真感光体は、表３に
示す成膜条件でＡｌ製の円筒状の被成膜基体上に、電荷
注入阻止層、光導電層及び表面保護層をこの順序で形成
した。各々の電源周波数の条件で得られた試料につい
て、帯電能、画像濃度、画像欠陥について評価した。そ
の結果、いずれの電子写真感光体もこれらの評価項目に
ついて電子写真感光体全面に亘って非常に優れた結果を
示した。このことからいずれの電子写真感光体も電子写
真特性に優れたものであることが判った。

【００３０】

【表３】［実施例３］図４及び図５に示した装置を用い、直径１
０８ｍｍ、長さ３５８ｍｍ、厚さ５ｍｍのＡｌ製円筒状
の被成膜基体５を反応容器１２内に配置して成膜を行っ
た。高周波電極３は実施例１と同様のものを反応容器内
に入れ、円筒形の誘電体部材４によりカバーしたものを
用いた。図５に示すように４本の高周波電極を反応容器
に配置した。高周波電源の周波数は１００ＭＨｚのもの
を用い、実施例１と同様の成膜条件で円筒状の被成膜基
体上にアモルファスシリコン膜を形成し、実施例１と同
様の手順で明／暗導電率比、堆積速度及び堆積速度分布
の評価を行った。高周波電極３の給電点と反対側は実施
例１と同様に設定した。その結果、明／暗導電率は全て
の位置で１×１０⁵〜３×１０⁵であり、平均堆積速度は
６．７ｎｍ／ｓ、堆積速度分布は４％となり、均一で優
れた特性のアモルファスシリコン膜が得られた。

【００３１】［実施例４］実施例３で用いた同一の装置
構成で、電子写真感光体を作製した。

【００３２】電子写真感光体は、実施例２と同様に表３
示す成膜条件でＡｌ製の円筒状の被成膜基体上に、電荷
注入阻止層、光導電層及び表面保護層をこの順序で形成
した。得られた試料について、帯電能、画像濃度、画像
欠陥について評価した。その結果、いずれの電子写真感
光体もこれらの評価項目について電子写真感光体全面に
亘って非常に優れた結果を示した。このことからいずれ
の電子写真感光体も電子写真特性に優れたものであるこ
とが判った。

【００３３】［実施例５］図６に示した装置を用い、直
径１０８ｍｍ、長さ３５８ｍｍ、厚さ５ｍｍの６本のＡ
ｌ製円筒状の被成膜基体５を反応容器１２内に配置して
成膜を行った。高周波電極３の構成は実施例１と同様の
ものを、図６に示すように７本の高周波電極３のうち６
本を反応容器１２外に配置し、１本を反応容器内の中央
に配置した。反応容器１２の一部は誘電体部材４により
構成されており、反応容器外の高周波電極からの高周波
電力を反応容器内に供給できるようになっている。反応
容器中央に挿入した高周波電極３は誘電体部材６により
被覆されている。中央の高周波電極に接続している位相
調整回路（図示せず）はアースに短絡して、周囲の６本
の高周波電極３に接続した位相調整回路（図示せず）
は、内部で２０ｐＦの静電容量を持つコンデンサを介し
てアースに接続されている。コンデンサはセラミックコ
ンデンサ、真空コンデンサ等の任意のものが使用でき
る。高周波電源の周波数は１００ＭＨｚのものを用い
た。成膜条件は、高周波電力４（ｋＷ）、ＳｉＨ4流量
１５００（ｃｃ）、成膜圧力１０（ｍＴｏｒｒ）、基体
温度２５０（℃）として、６本の円筒状の被成膜基体上
にアモルファスシリコン膜を形成し、実施例１と同様の
手順で明／暗導電率比、堆積速度及び堆積速度分布の評
価を行った。

【００３４】その結果、明／暗導電率は全ての位置で１
×１０⁵〜３×１０⁵であり、平均堆積速度は６．２ｎｍ
／ｓ、堆積速度分布は５％となり、均一で優れた特性の
アモルファスシリコン膜が得られた。

【００３５】［実施例６］実施例５で用いた同一の装置
構成で、電子写真感光体を作製した。電子写真感光体
は、表４に示す成膜条件で６本のＡｌ製の円筒状の被成
膜基体上に、電荷注入阻止層、光導電層及び表面保護層
をこの順序で形成した。得られた試料について、帯電
能、画像濃度、画像欠陥について評価した。その結果、
いずれの電子写真感光体もこれらの評価項目について電
子写真感光体全面に亘って非常に優れた結果を示した。
このことからいずれの電子写真感光体も電子写真特性に
優れたものであることが判った。

【００３６】

【表４】［実施例７］図７に示した装置を用い、縦５００ｍｍ、
横５００ｍｍ、厚さ１ｍｍのガラス製の平板状の被成膜
基体５を反応容器に配置して成膜を行った。図７に示す
ように４本の高周波電極３を配置した。高周波電極の一
端は補助整合回路２を介してまとめられた後、整合回路
１０を介して２００ＭＨｚの発信周波数をもつ高周波電
源１１に繋げられている。高周波電極の他端は、位相調
整回路１により反射電力の位相を調整するが、今回は４
つの位相調整回路を開放端、短絡端、開放端、短絡端の
順に設定した。高周波電力４ｋＷ、ＳｉＨ4流量１００
０ｓｃｃｍ、成膜圧力１０ｍＴｏｒｒ、基体温度２５０
℃の成膜条件で平板状基体上にアモルファスシリコン膜
を形成し、以下の手順で堆積速度及び堆速度分布を評価
した。アモルファスシリコン膜を形成した平板状基体縦
方向に約３０ｍｍおきに線を引き、横方向にも約３０ｍ
ｍおきに線を引いた場合の交点２５６箇所について実施
例１と同様に膜厚を測定し各測定箇所における堆積速度
を算出し、得られた値の平均値を平均堆積速度とした。
得られた平均堆積速度は７．４ｎｍ／ｓであった。堆積
速度分布は、測定点２５６箇所における堆積速度の最大
値と最小値との差を求め、該差を平均堆積速度で割り堆
積速度分布として１００分率で表した。得られた堆積速
度分布は７％であった。明／暗導電率比も同様に評価し
て、全測定点において、１×１０⁵〜３×１０⁵であり、
均一で優れた特性のアモルファスシリコン膜が得られ
た。

【００３７】［実施例８］図８に示した装置を用い、幅
５００ｍｍ、厚さ０．１ｍｍのステンレス製のシート状
の基体５を反応容器に配置して、保持ロール１５から送
り出し、巻き取りロール１６に巻き取りながら成膜を行
った。高周波電極の構成はＡｌ製の断面が４０ｍｍ×１
０ｍｍ角で長さ６００ｍｍの長板状の高周波電極３に、
厚み５ｍｍのアルミナセラミックス製の誘電体部材４を
覆ったものを用い、２本の板状の高周波電極を反応容器
に配置した。高周波電源の周波数は３００ＭＨｚのもの
を用い、高周波電力２ｋＷ、ＳｉＨ₄流量７５０ｃｃ、
成膜圧力１０ｍＴｏｒｒ、基体温度２５０℃の成膜条件
でシート状基体上にアモルファスシリコン膜を形成し
た。又、高周波電極３の一端に接続された位相調整用回
路は開放端、短絡端と設定し、反射電力の位相を調整し
た。長さ５００ｍｍのシート状基体を切り出して実施例
６と同様の手順で明／暗導電率比、堆積速度及び堆速度
分布を評価した。明／暗導電率比は全測定点で１×１０
⁵〜３×１０⁵、平均堆積速度は４．５ｎｍ／ｓ、堆積速
度分布は５％であり、優れた特性のアモルファスシリコ
ン膜を均一に形成することができた。

【００３８】

【発明の効果】本発明は、以上のとおり、プラズマ発生
用高周波電極の給電点の反対側の先端部分に反射電力の
位相を調整する位相調整回路を接続するように構成する
ことにより、種々の形状の大面積基体、即ち、円筒状の
被成膜基体、平板状基体、シート状基体などに膜厚が極
めて均一で且つ均質膜質である高品質な堆積膜を高速度
で形成できる。したがって、本発明によれば大面積高品
質の半導体デバイスを効率的に作製することができ、特
に、電子写真特性に優れた大面積堆積膜を安定して量産
することが可能となる。尚、給電点の反対側に接続され
た位相調整回路による位相の調整は開放、短絡に限定さ
れない。リアクタンスなどの調整によって適宜所望の状
態に設定し、定在波を制御するようにしても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）及び（Ｂ）は夫々プラズマ発生のための
高周波電極への給電と位相調整回路の接続例を説明する
ための概略的構成図である。

【図２】位相調整回路を有するプラズマＣＶＤ装置の好
適な一例を説明するための模式的断面図である。

【図３】位相調整回路を有するプラズマＣＶＤ装置の好
適な一例を説明するための模式的断面図である。

【図４】位相調整回路を有するプラズマＣＶＤ装置の好
適な一例を説明するための模式的断面図である。

【図５】位相調整回路を有するプラズマＣＶＤ装置の好
適な一例を説明するための模式的断面図である。

【図６】位相調整回路を有するプラズマＣＶＤ装置の好
適な一例を説明するための模式的断面図である。

【図７】位相調整回路を有するプラズマＣＶＤ装置の好
適な一例を説明するための模式的斜視図である。

【図８】位相調整回路を有するプラズマＣＶＤ装置の好
適な一例を説明するための模式的斜視図である。

【図９】平行平板電極を有するプラズマＣＶＤ装置の一
例を示す模式的断面図である。

【図１０】円筒状基体上に堆積膜を形成することのでき
るプラズマＣＶＤ装置の一例を示す模式的断面図であ
る。

【符号の説明】

１：位相調整回路２：誘電体板３：高周波電極４：誘電体部材５：被成膜基体６Ａ：基体ホルダー６Ｂ：補助基体ホルダー７：基体加熱ヒータ８：ガス供給手段９：真空排気手段１０：整合回路１１：高周波電源１２：反応容器１３：アースシールド１４：ガス放出パイプ１０１：反応容器１０２：高周波電極支持台１０３：高周波電極１０４：アースシールド１０５：対向電極１０６：被成膜基体１０７：真空排気手段１０８：ガス供給手段１０９：整合回路１１０：高周波ケーブル１１１：高周波電源２００：反応容器２０１：ベースプレート２０２Ａ，２０２Ｂ：絶縁部材２０３Ａ，２０３Ｂ，２０３Ｃ：カソード電極２０５Ａ：基体ホルダー２０５Ａ’：ヒーター支柱２０５Ａ”：基体加熱用ヒーター２０６：被成膜基体２０７：排気パイプ２０８：原料ガス供給系２０９Ａ，２０９Ｂ，２０９Ｃ：整合回路２１１：高周波電源２１６：ガス放出パイプ２１７：ガス供給パイプ２２０：高周波電力分配器２２１Ａ，２２１Ｂ：絶縁部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】減圧可能な反応容器、該反応容器内に配さ
れた基体保持手段、該反応容器内にプラズマＣＶＤの原
料ガスを供給する原料ガス供給手段、高周波電源によっ
て発振周波数が３０〜６００ＭＨｚの範囲にある高周波
電力をプラズマ発生用高周波電極に供給する高周波電力
供給手段、該反応容器内の反応後のガスを排気する排気
手段とを有し、該高周波電源で発生させた高周波電力を
該プラズマ発生用高周波電極に供給し、該基体保持手段
により保持される基体と該プラズマ発生用高周波電極と
の間にプラズマを発生させて基体上に堆積膜を形成する
プラズマＣＶＤ装置において、前記プラズマ発生用高周波電極には、該プラズマ発生用
高周波電極へ該高周波電力を供給するための給電点の反
対側の先端部分に反射電力の位相を調整する位相調整回
路が接続されているプラズマＣＶＤ装置。
【請求項２】前記位相調整回路が、ＬＣ回路により構成
されている請求項１に記載のプラズマＣＶＤ装置。
【請求項３】前記プラズマ発生用高周波電極には、該電
極の給電側に補助整合回路が配され、該補助整合回路に
よって前記プラズマ発生用高周波電極の数よりも少ない
数の高周波電源から分岐して、各々の高周波電極に供給
される高周波電力を制御するように構成されている請求
項１又は２に記載のプラズマＣＶＤ装置。
【請求項４】前記補助整合回路が、ＬＣ回路で構成され
ている請求項３に記載のプラズマＣＶＤ装置。
【請求項５】前記高周波電源の発振周波数は、６０〜３
００ＭＨｚの範囲にある請求項１〜４のいずれかに記載
のプラズマＣＶＤ装置。
【請求項６】前記プラズマ発生用高周波電極とプラズマ
発生空間との間には、誘電体部材が配されている請求項
１〜５のいずれかに記載のプラズマＣＶＤ装置。
【請求項７】前記プラズマ発生用高周波電極は、複数の
プラズマ発生用高周波電極からなり、該複数のプラズマ
発生用高周波電極が、少なくとも一部が誘電体部材から
なる反応容器外に、該反応容器を取り囲むように配列さ
れている請求項１〜６のいずれかに記載のプラズマＣＶ
Ｄ装置。
【請求項８】前記プラズマ発生用高周波電極を、複数有
し、該複数のプラズマ発生用高周波電極が、反応容器内
に、配置される被成膜基体を取り囲むように配列されて
いる請求項１〜６のいずれかに記載のプラズマＣＶＤ装
置。
【請求項９】前記プラズマ発生用高周波電極を、複数有
し、該複数のプラズマ発生用高周波電極が、反応容器の
反応容器内若しくは反応容器外に、配置される被成膜基
体を取り囲むように配列されている請求項１〜６のいず
れかに記載のプラズマＣＶＤ装置。
【請求項１０】前記被成膜基体を回転するための回転機
構を有する請求項１〜９のいずれかに記載のプラズマＣ
ＶＤ装置。
【請求項１１】前記基体が平板状基体であり、配される
平板状基体に対して平行になるよう複数の前記プラズマ
発生用高周波電極が配列されている請求項１〜６のいず
れかに記載のプラズマＣＶＤ装置。
【請求項１２】前記基体が成膜時に保持ロールより送り
出され、巻き取りロールにより巻き取られるシート状基
体であり、供給されるシート状基体に対して平行に複数
の前記プラズマ発生用高周波電極が配列されている請求
項１〜６のいずれかに記載のプラズマＣＶＤ装置。
【請求項１３】前記プラズマ発生用高周波電極は棒状も
しくは板状の導電性部材を有する請求項１〜１２のいず
れかに記載のプラズマＣＶＤ装置。
【請求項１４】前記プラズマ発生用高周波電極を複数有
し、該位相調整回路は夫々のプラズマ発生用高周波電極
に対して設けられている請求項１〜１２のいずれかに記
載のプラズマＣＶＤ装置。
【請求項１５】更にアースに直接接続されたプラズマ発
生用高周波電極を有する請求項１〜１２のいずれかに記
載のプラズマＣＶＤ装置。
【請求項１６】減圧下の反応容器内に成膜用の原料ガス
を供給し、前記原料ガスを３０ＭＨｚ〜６００ＭＨｚの
範囲の周波数の高周波電力によりプラズマ化して分解
し、反応容器内に配された基体表面上に堆積膜を形成す
るプラズマＣＶＤ方法において、前記高周波電力によってプラズマを生成するために、複
数の棒状若しくは板状の導電性のプラズマ発生用高周波
電極を用い、該高周波電極の給電点の反対側の部分にお
いて反射電力の位相を調整して、プラズマを生成するプ
ラズマＣＶＤ方法。
【請求項１７】前記高周波電力は、６０ＭＨｚ〜３００
ＭＨｚの範囲である請求項１６に記載のプラズマＣＶＤ
方法。
【請求項１８】前記反応容器内に配された基体は、円筒
状基体で構成され、該円筒状基体の周囲に複数の前記プ
ラズマ発生用高周波電極をその中心軸が実質的に同一円
周上に立設するように配列し、該円筒状基体と該複数の
前記プラズマ発生用高周波電極との間にプラズマを発生
させて円筒状基体の表面上に堆積膜を形成する請求項１
６又は１７に記載のプラズマＣＶＤ方法。
【請求項１９】前記反応容器は一部が誘電体部材からな
り、前記複数のプラズマ発生用高周波電極が、前記一部
が誘電体部材からなる反応容器外に配列されている請求
項１６に記載のプラズマＣＶＤ方法。
【請求項２０】前記複数のプラズマ発生用高周波電極
は、反応容器内に配列され、それぞれの電極が誘電体部
材によりカバーされている請求項１６に記載のプラズマ
ＣＶＤ方法。
【請求項２１】前記基体が円筒状基体であり、前記反応
容器内に同一円周上に配された複数の円筒状基体の周囲
に、複数の前記プラズマ発生用高周波電極をその中心軸
が実質的に同一円周上に立設するように配列し、円筒状
基体と複数の前記プラズマ発生用高周波電極との間にプ
ラズマを発生させて円筒状基体の表面上に堆積膜を形成
する請求項１６〜２０のいずれかに記載のプラズマＣＶ
Ｄ方法。
【請求項２２】前記基体を回転させながら円筒状基体の
表面上に堆積膜を形成する請求項１６〜２１のいずれか
に記載のプラズマＣＶＤ方法。
【請求項２３】前記基体が平板状基体であり、平板状基
体に対して平行に前記複数のプラズマ発生用高周波電極
を配列し、前記プラズマ発生用高周波電極と平板状基体
との間にプラズマを発生させて平板状基体の表面上に堆
積膜を形成する請求項１６，１９，２０のいずれかに記
載のプラズマＣＶＤ方法。
【請求項２４】前記基体が成膜時に保持ロールより送り
出され、巻き取りロールにより巻き取られるシート状基
体であり、シート状基体に対して平行に前記複数のプラ
ズマ発生用高周波電極を配列し、高周波電極とシート状
基体との間にプラズマを発生させてシート状基体の表面
上に堆積膜を形成する請求項１６，１９，２０のいずれ
かに記載のプラズマＣＶＤ方法。
【請求項２５】前記堆積膜は、シリコン、ゲルマニウ
ム、カーボン又はそのいずれかの合金である請求項１６
〜２４のいずれかに記載のプラズマＣＶＤ方法。
【請求項２６】前記堆積膜は、電子写真感光体用のもの
である請求項２５に記載のプラズマＣＶＤ方法。
【請求項２７】前記堆積膜は、太陽電池用のものである
請求項２５に記載のプラズマＣＶＤ方法。
【請求項２８】前記堆積膜は、薄膜トランジスタ用のも
のである請求項２５に記載のプラズマＣＶＤ方法。
【請求項２９】前記複数の高周波電極の少なくとも隣り
合う高周波電極の反射波の位相が異なるように調整され
る請求項１６〜２８のいずれかに記載のプラズマＣＶＤ
方法。