JPS60215766A - グロ−放電分解装置 - Google Patents

グロ−放電分解装置

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JPS60215766A
JPS60215766A JP6947184A JP6947184A JPS60215766A JP S60215766 A JPS60215766 A JP S60215766A JP 6947184 A JP6947184 A JP 6947184A JP 6947184 A JP6947184 A JP 6947184A JP S60215766 A JPS60215766 A JP S60215766A
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JP
Japan
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electrodes
glow discharge
substrate
cylindrical
bodies
Prior art date
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Pending
Application number
JP6947184A
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English (en)
Inventor
Yuji Marukawa
丸川 雄二
Toshiki Yamazaki
山崎 敏規
Akira Nishiwaki
彰 西脇
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Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
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Publication date
Application filed by Konica Minolta Inc filed Critical Konica Minolta Inc
Priority to JP6947184A priority Critical patent/JPS60215766A/ja
Publication of JPS60215766A publication Critical patent/JPS60215766A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/50Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 1、産業上の利用分野 本発明はグロー放電分解装置に関し、更に詳述すれば、
単一の装置内で複数の基体上に例えばアモルファス半導
体膜を形成するに好適なグロー放電分解装置に関する。
2、従来技術 例えばアモルファスシリコン(以下、 a−8i ト称
す。)膜は感光体の感光層に広く使用されており、その
形成はSiH,のグロー放電分解による所謂プラズマC
VD法によっている。
プラズマCVD法によって例えば円筒状の基体表面にa
−8i膜を形成する方法としては、反応室内に円筒状放
電電圧印加電極(以下、単に電極と称す。)に高周波電
圧を印加し、SiH,のグロー放電分解によって生成す
る励起された8iを上記基板上に堆積する方法が採られ
ている。
ところで、単一の装置内で複数の基板上に同時に上記a
−8i膜を堆積するようにすれば、生産性及び製膜コス
トの観点から甚だ好都合である。
上記の要鯖に応えんとする方法としては、単一の炉の中
に複数のドラムを設けると共に各ドラムの側面に対向す
る電極を設け、炉内に原料ガスを導入すると共に電極と
ドラムの間に電界を印加し、各ドラムを回転させながら
ドラム表面に原料ガスの分解により膜を形成する方法(
特開昭57−188671号公報)が提案されている。
その発明の態様の1例を挙げると、第1図に示すように
、図示しないベタジャー(炉)内に同一円周上に円筒状
基板(ドラム)laを配し、その周囲に局面を基板1a
のラジアル方向外側の表面に平行に成形された電極2a
を配し、同時に複数の基板la上にa−8i膜を形成す
る。
この例では、電極2aと等距離に位置する基板1aの表
面はその局面全体の1/2以下でしかない。このため、
製膜中に基板1aを必ず回転させることを要し、しかも
回転させたとしても、電極との距離が上記の如くに不均
一なために、形成されるa−8i膜の組成が変化し、均
一なa−8i114が形成されない。また、製膜に有効
な放電空間以外の空間、所謂デッドスペースが形成され
て製膜に寄与しない放電、即ちリーク放電による8i重
合体粉が生成し、これがa−8i膜中にピンホール等の
欠陥が生ずる原因となる。
上記発明のほかに、単一の炉の中に複数の一ドラムを炉
の底面に対し同じレベルに設けると共に各1゛ラムを挟
んで対向する対電極を設け、炉内に原料ガスを導入する
と共に電極に電圧を印加し、各ドラムを回転させながら
ドラム表面に原料ガスの分解により膜を形成する方法(
特開昭57−185971号公勧が提案されている。
その発明の態様の一例を挙げると、第2図に示すように
、図示しないペルジャー(炉)内に複数の円筒状基板(
ドラム)1bを一列に並べ、−表面が基板1bの表面に
平行になるように成形された2枚の電極2bを基板1b
tl−両側から挟むように配し、同時に複数の基板lb
上にa−8i膜を形成する。
この方法では第1図に示した前記発明に較べれば、基板
1bと電極2bとの距離が一定である基板1bの表面の
範囲が広くなってはいるが、前述のような問題点を解消
するには至っていない。
3、発明の目的 本発明は上記のような従来装置が有する問題点を解消し
、複数の基体上に同時にグロー放電分解による反応ガス
の分解成分を均一に堆積させる装置を提供することを目
的としている。
4、発明の構成 即ち、本発明は、単一の装置内で複数個の基体の表面上
に、反応ガスのグロー放電分解によって前記反応ガスの
分解成分を堆積させる装置におい堆積面全域に亘って実
質的に一定に保たれている仁とを特徴とするグロー放電
分解装置に係る。
5、実施例 予備実験 先ず、本発明が完成されるに至る経過について説明する
発明者はプラズマCVD法における基体電極間の距離の
形成されるアモルファス半導体膜の性状に及ぼす影響を
調べるため、以下の実験を行なった。
第3図に示すように、反応室5内で平板状基板3と平板
状電極4とを角度を持たせて対向して配し、両者を高周
波電源間に接続し、基板3t−接地して下記の条件で基
板3上にアモルファス炭化珪素膜を形成し、この膜の光
学的バンドギャップを測定した。
反応ガス供給量: 8 i H420CC/朋CH、2
0cC/m1n Ar 40cc /ynin 高周波供給電カニ40W 反応圧: 1.5 ’i’orr 結果は第4図に示す通りである。
同図から、基板電極間距離が大きくなるほど光学的バン
ドギャップが上昇し、15〜341Iの上記距離の範囲
で光学的バンドギャップは2.20〜2.32eVと大
きく変化することが解る。
周知のように光学的バンドギャップが大きいほどアモル
ファス炭化珪素膜の炭素含有量が増大することから、上
記距離は形成される膜の組成に強い影響を持つことが理
解される。
本発明は上記の知見からなされたものである。
実施例1 第6図の■−v線に沿う矢視断面図である第5図及び第
5図のVI−VI線に沿う矢視断面図である第6図に示
すように、グロー放電分解装置21は、周壁の一方の側
に反応ガス導入口22ai、その反対何に排気口22b
を備えた円筒状真空槽η内に、中央に1個の、その周囲
に同一円周上に等間隔に6個の、合計7個の円筒状電極
27ft配して設けである。各電極I内には予め表面を
清浄化した円筒状のM基板11が同軸に、かつ、回転可
能に挿入され、基板11を接地伺にして各電極ガ及咋板
11が図示省略した高周波電源に接続されていて、各基
板11はその内側に挿入された図示省略したヒータで内
側から所定温度に加熱されるようにしである。
このような装置において、真空槽n内のガス圧が10−
’Torrとなるように調節して排気し、かつ、基板4
1を所定温度、特に100〜350℃(望ましくは15
0〜300℃)に加熱保持する。次いで高純度の不活性
ガス、例えばArガスをキャリアガスとして水素化シリ
コンガスである8iH,ガス及び必要とあればB、H,
等を図示省略したガス供給源から適宜真空槽n内に導入
し、例えば0.01〜10Torrの反応圧下で高周波
電圧(例えば13.56 Mllz ) を印加する。
これによって上記反応ガスを電極nと基板11との間で
グロー放電分解し、a−8i:Hまたは不純物ドープド
a−8i:Hとして基板11上に堆積させる。
このようにして単一の真空槽の中で同時に複数個の、こ
の例では7個の基板上にa−8i膜が形成され、1かも
電極、基板間の距離が一定に保たれ、グロー放電のデッ
ドスペースがないので、純度の高いa−8i膜が均一に
形成される。
しかも、基体を特に回転させなくても、形成される膜は
品質が良好で、かつ、均一となり、基体を回転させると
、更に良好な結果が得られる。
実施例2 この例は反応ガスを円筒状電極の内周面から導入して、
導入された新しい反応ガスを直ちにグロー放電分解し、
よ妙均−なa−8i膜が形成されるよう、前記実施例1
の装置に改善を加えた例である。
第8図の■−■1線に沿う矢視断面図である第7図及び
第7図の■−■線に沿う矢視断面図である第8図に示す
ように、グロー放電分解装置51は、円筒状真空槽52
内に中央に1個の、その周囲に同一円周上に等間隔に6
個の、合計7個の円筒状電極57を配して設けである。
電極57は同軸に位置する内壁57 aと外壁57bと
を有し、外壁57 bには真空槽52を貫通するガス導
入口57cが設けられ、電極57中に導入された反応ガ
スは内壁57 a、外壁57− から電極57とその内
側に同 軸に挿入された円筒状基板41との間の空間に入り、排
気口52bを経て真空槽52外へ排気される。
その余の構造は前記実施例1におけると同様である。
第9図は電極と基板との関係を説明するための第8図の
部分拡大図である。第9図に示すように、グロー放電分
解装置51の真空槽52内では、円筒状の基板41が垂
直に回転可能にセットされ、ヒータIで基板41ヲ内側
から所定温度に加熱し得るようになっている。基板41
に対向してその周囲にガス導出口S付きの内壁57aと
ガス導入口57Gを設けた外壁57bを有する円筒状高
周波電極57が配され、基板41との間に高周波電源間
によりグロー放電が生ぜしめられる。なお、図中の62
は水素化シリコンガスであるSiH4の供給源、田はM
等のキャリアガス供給源、印は不純物ガス(例えばBz
Hs tたはPH3)供給源、67は各流量計である。
このグロー放電装置において、先ず支持体である例えば
M基板41の表面を清浄化した後に真空槽52内に配置
し、真空槽52内のガス圧が10=Torrとなるよう
に調節して排気し、かつ基板41金所定温度、特に10
0〜350℃(望ましくは150〜300℃) に加熱
保持する。次いで高純度の不活性ガスをキャリアガスと
して水素化シリコンでおるSiH,ガス及び必要とあれ
ばB、 H,等を適宜真空槽52内に導入し、例えば0
.01〜10Torrの反応圧下で高周波電源団により
高周波電圧(例えば13.56 MHz )を印加する
。これによって上記各反応ガスを電極57と基板41と
の間でグロー放電分解し、a−8i:Hまたは不純物ド
ープドa−8i:Hとして基板41七に堆積させる。
上記のように構成された電極の内周面から反応ガスを導
入することにより、前述したように形成されるa−8i
膜の純度、均一性が一層向上する。
前記実施例はいずれも円筒状電極を用いて円筒状基体上
にa−8i膜を形成する例であるが、基体は円筒状のも
のに限られるものではなく、例えば外周面が柱面をなす
筒状の基体、円柱状或いは角柱状の基体、平板状の基体
、その他種々の形状の基体にも本発明が適用できる。
また、前記実施例ではいずれもa−8i膜形成について
説明したが、本発明の装置はガス供給源を変更又は追加
して設けることにより 、a−8i膜以外のアモルファ
ス半導体膜、例えばアモルファス炭化珪素膜、アモルフ
ァス窒化珪素膜、アモルファス酸化珪素膜、アモルファ
スゲルマニウム膜等々、他のアモルファス半導体膜の形
成にも適用できることはいうまでもない。更に本発明は
鉄カルボニル化合物又はフッ素含有モノマーガスをグロ
ー放電分解して行う前者によるアモルファス鉄膜又は後
者によるフッ素樹脂膜の形成にも適用可能である。
6、発明の詳細 な説明したように、本発明の装置を使用するときは、単
一の装置内に複数個の基体を配し、放電電圧印加電極と
基体の堆積面との距離が堆積面全域に亘って実質的に一
定に保たれる構造としであるので、同時に複数個の基体
上にアモルファス半導体膜、その他の膜を形成すること
ができ、生産性が向上し、製膜コストが低減できる。し
かも、基体を特に回転させなくても、形成される膜は品
質が良好で、かつ、均一となり(基体を回転させると更
に結果が良好となる。)、本発明の工業上の利用価値は
大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は従来のグロー放電分解装置の電極と
基体との関係を示す図である。 第3図は電極、基体間の距離と膜の性質との関係をめる
に使用した実験装置の概略断面図、第4図は上記実験の
結果を示すグラフである。 第5図及び第6図は本発明の1例を示す断面図で、 第5図は第6図のv−v線断面図、 第6図は第5図のVl−Vl線断面図である。 第7図、第8図及び第9図は本発明の他の例を示す断面
図で、 第7図は第8図の■−■線断面図、 第8図は第7図の■−Vl線断面図、 第9図は第8図の部分拡大図 である。 なお、図面に示された符号において、 1a、1b、3.11.41−−一基板(基体)2a、
2b、4.27,57−−−電極21、あ・・・グロー
放電分解装置 5、Zl!、52@・・真空槽 22a、57c・・・ガス導入口 22b、52b・・・排気口 &・・嗜・ガス導出口 I・・・・ヒータ I・・・・高周波電源 57a・・・電極の内壁 57b・・・電極の外壁 62、田、鋪・・・ガス供給源 67・・・・流量計 である。 代理人 弁理土掻 坂 宏 (他1名)第10 第20 第30 第40 距 酊(4PL覚) 鏑50 第7國 第80 1

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、単一の装置内で複数個の基体の表面上に、反応ガス
    のグロー放電分解によって前記反応ガスの分解成分を堆
    積さlる装置において、放!電全域に亘って実質的に一
    定に保たれていることを特徴とするグロー放電分解装置
JP6947184A 1984-04-07 1984-04-07 グロ−放電分解装置 Pending JPS60215766A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6947184A JPS60215766A (ja) 1984-04-07 1984-04-07 グロ−放電分解装置

Applications Claiming Priority (1)

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JP6947184A JPS60215766A (ja) 1984-04-07 1984-04-07 グロ−放電分解装置

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JPS60215766A true JPS60215766A (ja) 1985-10-29

Family

ID=13403617

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6947184A Pending JPS60215766A (ja) 1984-04-07 1984-04-07 グロ−放電分解装置

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JP (1) JPS60215766A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62158879A (ja) * 1985-12-28 1987-07-14 Kyocera Corp グロ−放電分解装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62158879A (ja) * 1985-12-28 1987-07-14 Kyocera Corp グロ−放電分解装置

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