JPS60170932A - 成膜方法 - Google Patents
成膜方法Info
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- JPS60170932A JPS60170932A JP2599184A JP2599184A JPS60170932A JP S60170932 A JPS60170932 A JP S60170932A JP 2599184 A JP2599184 A JP 2599184A JP 2599184 A JP2599184 A JP 2599184A JP S60170932 A JPS60170932 A JP S60170932A
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- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02612—Formation types
- H01L21/02617—Deposition types
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01L21/02521—Materials
- H01L21/02524—Group 14 semiconducting materials
- H01L21/02532—Silicon, silicon germanium, germanium
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- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、グロー放電により円筒状基体の表面に一アモ
ルファスシリコン層を形成する成膜方法に関する。
ルファスシリコン層を形成する成膜方法に関する。
一般に、電子写真装置などにおいては、a−5e。
5e−Te、 ZnO,有機光導電体(o、p、c)な
どの感光体を用いているが、近年アモルファス・シリコ
ン(以下a−8iと書く。)が、耐熱性。
どの感光体を用いているが、近年アモルファス・シリコ
ン(以下a−8iと書く。)が、耐熱性。
長寿命、無公害、高い光感度等の利点を爾することから
注目をあびてきている。
注目をあびてきている。
このa −S i感光体は、8iH4,Si2H6等の
Siを含むガスのグロー放電により成膜される。
Siを含むガスのグロー放電により成膜される。
第1図は従来のa−8i感光体の成膜装置の側断面図で
あり、基台1上に反応容器としての真空チャンバー2を
気密可能に装着し、図示しない油拡散ポンプ及びロータ
リーポンプで真空チャンバー2内を10 Torrに減
圧するように構成される。真空チャンバー2内の基台1
にはドラム保持装置3が駆動装置4によシ回転可能に立
設されている。ドラム保持装置3はA】等の春型性材料
で作られたドラム状基体5を装着することができると共
に、ヒーター6を有してドラム状基体5を150〜25
0°Cの間の所定温度に加熱することができるように構
成される。
あり、基台1上に反応容器としての真空チャンバー2を
気密可能に装着し、図示しない油拡散ポンプ及びロータ
リーポンプで真空チャンバー2内を10 Torrに減
圧するように構成される。真空チャンバー2内の基台1
にはドラム保持装置3が駆動装置4によシ回転可能に立
設されている。ドラム保持装置3はA】等の春型性材料
で作られたドラム状基体5を装着することができると共
に、ヒーター6を有してドラム状基体5を150〜25
0°Cの間の所定温度に加熱することができるように構
成される。
またドラム保持装置3の周囲には、ガス導入部7が、こ
のドラム保持装置30捷わりを取り囲むように配置され
る。ガス導入部7のドラム保持装置tif 3に保持さ
れたドラム状基体5の外周面に対向する内周面は、複数
個のカス噴出孔8をイコするとともに電圧の印加により
放電を可能とする電(り9を兼ねている。ガス導入部7
はパイプ1 (+を介して真空チャンバー2外のパルプ
11により真空チャンバー2内に導くガスの流動が調節
されるように構成されている。このパルプ11を開にし
て、SiH4,8i2H6等のSiを含むカスまたはS
iを含むカスとC,O,NのいJ゛れかを含むガス及び
周期律表第■a族または第va族のいずれかの元素を含
むガスとの混合ガスを真空チャンバー2内に導入する。
のドラム保持装置30捷わりを取り囲むように配置され
る。ガス導入部7のドラム保持装置tif 3に保持さ
れたドラム状基体5の外周面に対向する内周面は、複数
個のカス噴出孔8をイコするとともに電圧の印加により
放電を可能とする電(り9を兼ねている。ガス導入部7
はパイプ1 (+を介して真空チャンバー2外のパルプ
11により真空チャンバー2内に導くガスの流動が調節
されるように構成されている。このパルプ11を開にし
て、SiH4,8i2H6等のSiを含むカスまたはS
iを含むカスとC,O,NのいJ゛れかを含むガス及び
周期律表第■a族または第va族のいずれかの元素を含
むガスとの混合ガスを真空チャンバー2内に導入する。
また8iを含むガスまたはSiを含むカスと1[11の
ガスとの混合ガスは、ドラム状基体5の外側に設けであ
る電極9のカス噴出孔8から第1図に示すごとく電極9
とほぼ同軸を不するように対向配設されたドラム状基体
5に向けて噴きつけられる構造となっている。真空チャ
ンバー2内のガス圧が0.1〜0.5’lI’orrO
間の所定の値になるように排気系を調整した彼、電極9
に’fTt源12から13.56MHzの高周波電力(
以下RF。
ガスとの混合ガスは、ドラム状基体5の外側に設けであ
る電極9のカス噴出孔8から第1図に示すごとく電極9
とほぼ同軸を不するように対向配設されたドラム状基体
5に向けて噴きつけられる構造となっている。真空チャ
ンバー2内のガス圧が0.1〜0.5’lI’orrO
間の所定の値になるように排気系を調整した彼、電極9
に’fTt源12から13.56MHzの高周波電力(
以下RF。
パワーと書く。)10〜500Wを印加すると電極9と
ドラム状基体5との間にSiを含むガスまだはSiを含
むガスと他のガスとの混合ガスのプラズマ状態が発生し
、a−8i層の成膜が開始される。
ドラム状基体5との間にSiを含むガスまだはSiを含
むガスと他のガスとの混合ガスのプラズマ状態が発生し
、a−8i層の成膜が開始される。
ことでa−8i層の成膜に寄与しなかった残留ガスは、
排気口13、ダストトラップ14及びメカニカルプース
タボング15、ロータリーポンプ16を通過した後、図
示しない排ガス処理装置を経て安全に外気に排出される
。
排気口13、ダストトラップ14及びメカニカルプース
タボング15、ロータリーポンプ16を通過した後、図
示しない排ガス処理装置を経て安全に外気に排出される
。
ところが第1図に示すようなa−8i感光体の成膜装置
では、真空チャンバー2内のガスかドラム状基体5と′
電極9との間隙の気相で反応した事によって生ずるSi
重合体等の生成物や、電極90表面に着膜した後、剥離
したa−8i膜の一部等がゴミとしてドラム状基体5上
に付着し、ピンホールや膜はがれの原因となる。これは
ガスが電極9のカス噴出孔8からドラム状基体5に向か
ってほぼ垂直に吹きつけられることにより生ずる問題で
ある。
では、真空チャンバー2内のガスかドラム状基体5と′
電極9との間隙の気相で反応した事によって生ずるSi
重合体等の生成物や、電極90表面に着膜した後、剥離
したa−8i膜の一部等がゴミとしてドラム状基体5上
に付着し、ピンホールや膜はがれの原因となる。これは
ガスが電極9のカス噴出孔8からドラム状基体5に向か
ってほぼ垂直に吹きつけられることにより生ずる問題で
ある。
そこで、第2図の様なa−8i感光体の成膜装(代が提
案されている。これは)Jス噴出孔8が真空チャンバー
2の長手方向の一方だけに設けられており、真空チャン
バー2外のパルプ11を開くことによりバイブ10を通
してカスが真空チャンバー2の上部から下部にドラム状
基体50表面に平行に流れるようになっている。このた
め、Si重合体、a−8i膜の一部等のゴミがドラム状
基体50表面に付着することなく、残留ガスと供に排気
口13から排出され、ピンホールや膜はがれのないa−
8i感光体の成膜を行うことができる。
案されている。これは)Jス噴出孔8が真空チャンバー
2の長手方向の一方だけに設けられており、真空チャン
バー2外のパルプ11を開くことによりバイブ10を通
してカスが真空チャンバー2の上部から下部にドラム状
基体50表面に平行に流れるようになっている。このた
め、Si重合体、a−8i膜の一部等のゴミがドラム状
基体50表面に付着することなく、残留ガスと供に排気
口13から排出され、ピンホールや膜はがれのないa−
8i感光体の成膜を行うことができる。
ところが、第2図の様なa−8i感光体の成膜装置によ
りドラム状基体5の表面に成膜を行うとガスの流れる方
向に清って、膜厚及び電気的特性に大きなばらつきが生
じることが見い出された。例えば第3図けSiH4ガス
を用いて2時間の成膜を行った時のa−8i層の膜厚の
ばらつきを示すものである。ここでカス導入孔側という
のは第2図に示すA領域であり、ガス吸引孔側は13領
域である。第3図かられかるように膜厚はガス導入孔側
か厚くガス吸引孔側が助くなる。又電気的特性について
もが、2図に示すa −131感光体の成膜装置により
成膜されたa Si感光体を用いてコロナ帯電を行なっ
たところ表面電位にばらつきが生じることがわかった。
りドラム状基体5の表面に成膜を行うとガスの流れる方
向に清って、膜厚及び電気的特性に大きなばらつきが生
じることが見い出された。例えば第3図けSiH4ガス
を用いて2時間の成膜を行った時のa−8i層の膜厚の
ばらつきを示すものである。ここでカス導入孔側という
のは第2図に示すA領域であり、ガス吸引孔側は13領
域である。第3図かられかるように膜厚はガス導入孔側
か厚くガス吸引孔側が助くなる。又電気的特性について
もが、2図に示すa −131感光体の成膜装置により
成膜されたa Si感光体を用いてコロナ帯電を行なっ
たところ表面電位にばらつきが生じることがわかった。
これはガス導入孔側には未反応カスが滞留するのに対し
ガス吸引孔側にはカス導入孔側で一礼励起して使い古し
たガスが再度励起して滞留することによるもので、プラ
ズマ分光器でプラズマ状態をm、測する事によって明ら
かになったものである。
ガス吸引孔側にはカス導入孔側で一礼励起して使い古し
たガスが再度励起して滞留することによるもので、プラ
ズマ分光器でプラズマ状態をm、測する事によって明ら
かになったものである。
本発明は、上記事情にもとづいてなされたもので、a−
8i層の膜厚及び電気的特性のばらつきが少ない均一特
性のa−8i悪感光の成膜方法を提供することを目的と
する。
8i層の膜厚及び電気的特性のばらつきが少ない均一特
性のa−8i悪感光の成膜方法を提供することを目的と
する。
本発明は、上記目的を達成するために、円筒状基体表面
からの距離が、カスの流れる方向に沿って異なって設け
られた電極に電力を印加して成膜し、a−8i層の膜厚
及び電気的特性のばらつきが少ない均一特性のa−8i
718光体の成膜が可能な成膜方法である。
からの距離が、カスの流れる方向に沿って異なって設け
られた電極に電力を印加して成膜し、a−8i層の膜厚
及び電気的特性のばらつきが少ない均一特性のa−8i
718光体の成膜が可能な成膜方法である。
以下、本発明の一実施例を図を参照しながら説明する。
・1〜4図は本発明の一実施例である成膜方法を用いる
に適したa−8i悪感光の成膜装置である。
に適したa−8i悪感光の成膜装置である。
これは第2図に示すa−8i悪感光の成膜装置と同様、
ガス噴出孔8が真空チャンバー2の長手方向の一方だけ
に設けられていてガスの流れは7N空チヤンバー2の上
部から下部にドラム状基体50表面に平行である。とこ
ろが電析9の形状がテーパ状になっている点で8p、2
図に示す装置と異なってい8゜このためドラム状基体5
0表面と電極9の内側面との距離がガスの流れる方向に
沼って異なった状態となっている。即ちガス導入孔側の
C領域では距離が短く、ガス吸引孔側のD領域では距離
が長くなっている。この理由は以下に述べることにする
。
ガス噴出孔8が真空チャンバー2の長手方向の一方だけ
に設けられていてガスの流れは7N空チヤンバー2の上
部から下部にドラム状基体50表面に平行である。とこ
ろが電析9の形状がテーパ状になっている点で8p、2
図に示す装置と異なってい8゜このためドラム状基体5
0表面と電極9の内側面との距離がガスの流れる方向に
沼って異なった状態となっている。即ちガス導入孔側の
C領域では距離が短く、ガス吸引孔側のD領域では距離
が長くなっている。この理由は以下に述べることにする
。
第5図は、一般に第2図に示す様な装置においてドラム
状基体50表面と電極9の内側面との距離を樵々に変化
させることによって得られたグラフであり距離が増加す
るに従って、成膜速度は上昇する傾向があることを示し
ている。
状基体50表面と電極9の内側面との距離を樵々に変化
させることによって得られたグラフであり距離が増加す
るに従って、成膜速度は上昇する傾向があることを示し
ている。
また、第3図かられかるようにガス導入孔からの距離が
増加するに従って、成膜速度は下降する傾向がある。
増加するに従って、成膜速度は下降する傾向がある。
以上の事を考え合わせると、膜厚の均一性を得る為には
、カス尋人孔から離れるに従ってドラム状〃:体50表
面と電極9の内側面との距離を犬きくすればよいことが
わかる。例えば第3図によると、ドラム状基体5の長手
方向の両端でC成膜速度33μm / Hの差がある。
、カス尋人孔から離れるに従ってドラム状〃:体50表
面と電極9の内側面との距離を犬きくすればよいことが
わかる。例えば第3図によると、ドラム状基体5の長手
方向の両端でC成膜速度33μm / Hの差がある。
そこで第5図によると33μm/1]の成膜速度の差を
解消。
解消。
するには、カス導入孔側とカス吸引孔側とで電極間距離
に10mmの差があればよいことがわかる。このことか
ら第4図におけるC領域の電極量比S!# aとD領域
のul、極間距離すとの差b −aがl Q manで
あれば均一な膜厚を持つa−8i悪感光を成膜すること
が解る。
に10mmの差があればよいことがわかる。このことか
ら第4図におけるC領域の電極量比S!# aとD領域
のul、極間距離すとの差b −aがl Q manで
あれば均一な膜厚を持つa−8i悪感光を成膜すること
が解る。
以上の様((構成された成膜装置を用いて、本発明の5
’i fJ:大力、去を説明する。
’i fJ:大力、去を説明する。
まず真空チャンバー2を図示しない油拡赦ポンプ、ロー
タリーポンプにより5 X 10−6Torrまで真空
に引く。そしてドラム状基体5を駆動装置4によって回
転させながらヒーター6によって200°Cに加熱させ
、パルプ11を開いてパイプ10よりS r H4ガス
500SMCCを真空チャンバー2内に導入し、内部の
ガス圧がQ、5Torrになる様、メカニカルブースタ
ーポンプ15とロータリーポンプ16で排気する。
タリーポンプにより5 X 10−6Torrまで真空
に引く。そしてドラム状基体5を駆動装置4によって回
転させながらヒーター6によって200°Cに加熱させ
、パルプ11を開いてパイプ10よりS r H4ガス
500SMCCを真空チャンバー2内に導入し、内部の
ガス圧がQ、5Torrになる様、メカニカルブースタ
ーポンプ15とロータリーポンプ16で排気する。
次に電極9に電源12よ#) 13.56 MHz の
14 、 F、パワーを300W印加する。このときS
iH4カスは矢印に示すようにガス噴出孔8より噴出さ
れ、ガス導入部7内を一ト降する。このようにすると真
空チャンバー2におけるグロー故知、によりS i −
H,8i −H2,S 1−Haなどのラジカルが形成
されドラム状基体5上には約2時間の成膜時間でa−8
i層が成膜さiする。
14 、 F、パワーを300W印加する。このときS
iH4カスは矢印に示すようにガス噴出孔8より噴出さ
れ、ガス導入部7内を一ト降する。このようにすると真
空チャンバー2におけるグロー故知、によりS i −
H,8i −H2,S 1−Haなどのラジカルが形成
されドラム状基体5上には約2時間の成膜時間でa−8
i層が成膜さiする。
−力、輿望テヤイバー2内のSiH4ガスはメカニカル
ブースターポンプ15.ロータリーポンプ16により排
気され、図示されない排ガス処理装置を経て排出される
。
ブースターポンプ15.ロータリーポンプ16により排
気され、図示されない排ガス処理装置を経て排出される
。
以上の様にして成膜されたa−8i悪感光を成膜後、大
気中に取り出して膜厚を測定したところ、第1表に示す
ように20μm±0.5μmで非常にばらつきが小さか
った。また比較の為、第2図に示す従来の成膜装置によ
って全く同じ条件で成膜を行なったものも第1表に示し
であるが、11痺J1ば17〜21μmと非常にばらつ
きが大きかった。捷た電気的特性についても第1表に示
す通り帯電特性のばらつきも極めて少ない事がわかる。
気中に取り出して膜厚を測定したところ、第1表に示す
ように20μm±0.5μmで非常にばらつきが小さか
った。また比較の為、第2図に示す従来の成膜装置によ
って全く同じ条件で成膜を行なったものも第1表に示し
であるが、11痺J1ば17〜21μmと非常にばらつ
きが大きかった。捷た電気的特性についても第1表に示
す通り帯電特性のばらつきも極めて少ない事がわかる。
〔第 1 表〕
なお、上記実施例では、ドラム状基体5と電接9との距
離がガスの流れる方向で10 ’m m変化させたが、
この電極間距離は装置依存性があるので1.0 +nm
に限定するものではない。
離がガスの流れる方向で10 ’m m変化させたが、
この電極間距離は装置依存性があるので1.0 +nm
に限定するものではない。
また、上記実施例では、電極9を線形に変化させだが、
装置t Kよっては非線形が望ましいという事も考えら
れる。例えば第3図及び第51図のグラフが非線形の場
合にはIJx極9の形状は非線形が望ましい事になる。
装置t Kよっては非線形が望ましいという事も考えら
れる。例えば第3図及び第51図のグラフが非線形の場
合にはIJx極9の形状は非線形が望ましい事になる。
第6図は、本発明の他の実施例を適用したものであり、
真空チャンバー2の内部にドラム状基体5を5つ並列に
配設して成膜する成膜装置dである。第7図fd 、こ
の族1莫装置を第6図のIC方向力)ら見た場合のドラ
ム状基体と矩1撓との位j4関係を説明するための図で
ある。この成膜装置では、一対の対向電極17をに1〔
隔して立設し、その間に5つのドラム状基体5を対向′
電極17と実質的に平行に並列に配設する。ここで対向
電極17は#G7図を見てわかるようにドラム状基体5
0表面との距離が下部に行<tlど犬きくなる様に構成
きれている。電源12から1356MHzのR、F 、
パワーを印加することにより対向電極17とドラム状
基体5.!:の間KSiを含むガスまたはSrを含むガ
スと他のガスとの混合ガスのプラズマ状態が発生し、a
−8rJ@の成膜か行われる。これにより膜厚及び電気
的特性にほらつきの少ないa−8i悪感光を量産するこ
とができる。
真空チャンバー2の内部にドラム状基体5を5つ並列に
配設して成膜する成膜装置dである。第7図fd 、こ
の族1莫装置を第6図のIC方向力)ら見た場合のドラ
ム状基体と矩1撓との位j4関係を説明するための図で
ある。この成膜装置では、一対の対向電極17をに1〔
隔して立設し、その間に5つのドラム状基体5を対向′
電極17と実質的に平行に並列に配設する。ここで対向
電極17は#G7図を見てわかるようにドラム状基体5
0表面との距離が下部に行<tlど犬きくなる様に構成
きれている。電源12から1356MHzのR、F 、
パワーを印加することにより対向電極17とドラム状
基体5.!:の間KSiを含むガスまたはSrを含むガ
スと他のガスとの混合ガスのプラズマ状態が発生し、a
−8rJ@の成膜か行われる。これにより膜厚及び電気
的特性にほらつきの少ないa−8i悪感光を量産するこ
とができる。
なト、第6図及び第7図に示す成膜装置ではドラム状基
体を5つ配設したがその数はこれに限られない。
体を5つ配設したがその数はこれに限られない。
以−ヒ説明したように本発明によれば、a Sj層の膜
厚及び電気的特性のばらつきが少ない均r蒋件のa、−
8i悪感光の成膜が可能である。
厚及び電気的特性のばらつきが少ない均r蒋件のa、−
8i悪感光の成膜が可能である。
第1図及び第2図は、従来のa−8i悪感光の族1莫装
置の側断面図、第3図は第2図の装置におけるカス導入
孔からの距離と成膜速度の関係を示すグラフ、第4図は
本発明の一笑施例である成膜方法を用いるに適したa−
8i悪感光の成;漢装置の側断面図、第5図は電極間距
離と成膜速1現の関係を示すグラフ、第6図は、本発明
の一実施例である成膜方法を用いるに適したa−Si感
光体の量産装置の側断面図、第7図は第6図の成膜装置
を第6図のE方向から見た場合の電極とドラム状基体と
の位置関係を説明するだめの図である。 5・・・円筒状基体(ドラム状基体)、9・・・箱、極
、17・・・平板電極(対向電極)。 第 1 図 第 3 図 第5図 電極用距離〔携担〕 第 6 図 第 7 図
置の側断面図、第3図は第2図の装置におけるカス導入
孔からの距離と成膜速度の関係を示すグラフ、第4図は
本発明の一笑施例である成膜方法を用いるに適したa−
8i悪感光の成;漢装置の側断面図、第5図は電極間距
離と成膜速1現の関係を示すグラフ、第6図は、本発明
の一実施例である成膜方法を用いるに適したa−Si感
光体の量産装置の側断面図、第7図は第6図の成膜装置
を第6図のE方向から見た場合の電極とドラム状基体と
の位置関係を説明するだめの図である。 5・・・円筒状基体(ドラム状基体)、9・・・箱、極
、17・・・平板電極(対向電極)。 第 1 図 第 3 図 第5図 電極用距離〔携担〕 第 6 図 第 7 図
Claims (4)
- (1)電析に電力を印加し、導入したガスで放電させる
ことにより円筒状基体の表面にアモルファス/リコン層
を成膜する方法において、この円筒状基体表面からの距
離がカスの流れる方向に溜って異なって設けられた電極
に電力を印加して成膜することを特徴とする成膜方法。 - (2)前記円筒状基体表面と前記′#a、極との距離が
、カスを吸引する側よりカスを導入する側の方が短いこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の成膜方法。 - (3)前記電極が前記円筒状基体とほぼ同軸を有するよ
うに対向配設した円筒状電極であることを特徴とする特
許請求の範囲第1項又は第2項いずれかに記載の成膜方
法。 - (4)前記電極が一対の平板電極であることを特徴とす
る特許請求の範囲第1項又は第2項いずれかに記載の成
膜方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2599184A JPS60170932A (ja) | 1984-02-16 | 1984-02-16 | 成膜方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2599184A JPS60170932A (ja) | 1984-02-16 | 1984-02-16 | 成膜方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60170932A true JPS60170932A (ja) | 1985-09-04 |
Family
ID=12181179
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2599184A Pending JPS60170932A (ja) | 1984-02-16 | 1984-02-16 | 成膜方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60170932A (ja) |
-
1984
- 1984-02-16 JP JP2599184A patent/JPS60170932A/ja active Pending
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