JPS6115974A - プラズマcvd装置 - Google Patents

プラズマcvd装置

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JPS6115974A
JPS6115974A JP59135845A JP13584584A JPS6115974A JP S6115974 A JPS6115974 A JP S6115974A JP 59135845 A JP59135845 A JP 59135845A JP 13584584 A JP13584584 A JP 13584584A JP S6115974 A JPS6115974 A JP S6115974A
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gas chamber
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Yuji Enokuchi
裕次 江ノ口
Hirohisa Kitano
博久 北野
Masanori Fujiwara
正典 藤原
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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
    • C23C16/505Chemical 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 using radio frequency discharges
    • C23C16/509Chemical 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 using radio frequency discharges using internal electrodes
    • C23C16/5096Flat-bed apparatus

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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】 (産業上の利用分野) 本発明は、プラズマCVD装置における原料ガスのガス
室からの均等な吹外出しに関する。
(従来技術) プラズマCVD技術は、薄膜を比較的低温で成長できる
ことを特長とする成膜技術である。プラズマCVD技術
において、たとえば高周波放電により反応ガスを放電プ
ラズマ状態におくことにより、反応ガスの化学結合は低
温で分解され、活性化された粒子が作り出され、そして
、この活性化された粒子間の反応によりCVD膜が形成
される。
プラズマCVD技術は、種々の物質の成膜に利用されて
いて、たとえば非晶質シリコン(a−Si)を成膜する
こともできる。a−8iは、電子写真用感光体としても
適している。電子写真用感光体として使用する場合、a
−8i膜は、大面積の円筒状基板上に、比較的厚く(2
0〜50μl11)、且つ、均一に成膜されねばならな
い。
第8図は、従来のa−8i用プラズマCVD装置の−−
を示す。4個のアルミニウム円筒からなる基板1,1.
・・・が、その軸の周りに回転可能なように、その軸を
平行にして一列に配置される。この−列の基板1,1.
・・・の両側に平板状の電極2が配置される。この電極
2は、外壁2a内壁2bとからなり、外壁2aと内壁2
bとの間にガス室3を区画する。外壁2aには、ガスを
外部から導入するための導入口4が設けられ、一方、内
壁2bには、この内壁2bと基板1との間の空間(放電
領域)に原料ガスを供給するための図示しない多数の小
さな開口が設けられる。図において、矢印は、この原料
ガスを通してのガスの供給を示す。
基板1,1.・・・と電極2,2とは、チャンバー(真
空槽)5内に設置される。上記の開口から放電領域内に
導入されるガスは、チャンバー5に設置た排気口6か呟
真空ポンプ7によって排気され、所定の圧力に保たれる
。RF電源8は、導入口4,4を介して、電極2に接続
され、一方、基板1,1.・・・は接地される。なお、
図示しないが、ヒーターが基板1,1.・・・と電極2
,2とに取り付けられる。
第9図は、従来のa−3i用プラズマCVD装置の一例
を図式的に示す。アルミニウム円筒からなる基板1は、
その軸の周りに回転可能に、円筒状の電極2の内部に設
けられる。電極2は、この基板1と軸を共通に配置され
た二枚の円筒板2a、 2bからなり、ガス室3がこの
二枚の円筒板2a、 2bにより区画される。外側の円
筒板2aには、図示しないガス供給装置から原料が冬を
導入するための導入口4が設けられ、一方、内側の円筒
板2bには、この円筒板2bの内部の空間(放電領域)
に原料ガスを導入するための図示しない多数の小さな開
口が設けられる。基板1と電極2とは、チャンバー5内
に設置される。チャンバー5内に上記の開口から導入さ
れるガスは、チャンバー5の下部か呟排気口6を介して
真空ポンプ7により排気される。RF電源8は、導入口
4を介して電極2に接続され、一方、基板1は、接地さ
れる。図示しないが、ヒーターは、それぞれ、基板1と
電極2に取り付けられ、ヒーター用電源に接続される。
第40図は、従来のa−8i用プラズマCVD装置の他
の例を図式的に示す。第9図に示した装置との第一の相
違は、電極2がチャンバー5の一部になっていることで
ある。チャンバー5は、電極2I上部5m、下部5bと
からなり、下部5bは電極2に対して絶縁されている。
第二の相違は、電極2の上側の側壁が円板状であり、放
電領域に面する部分に、多数の小さな開口が一様に設け
られていることである。第三の相違は、チャンバーの上
部5aと側壁5cとが−っの室3aを区画し、導入口4
が上部5aに取り付けられていることである。原料ガス
は、第10図に矢印で示すように、まず、ガス室3aに
導入され、次いで、一部は直接に、大部分は、ガス室3
を経て間接的に、放電領域に流れる。
プラズマCVDによるa−8iの成膜は、次のように行
われる。パッシェン則から、自続放電開始電圧は、電極
2と基板1との間隔dの気体の圧力pとの積pdに依存
して変化する。従来は、この間隔dは、気体の圧力がI
Torr近傍で自続放電開始電圧がほぼ最小になる30
〜50鰺−の範囲内で選定されていて、通常は、40s
n程度が選ばれる。
この領域では、放電の安定性と基板へのガスの均一な供
給とが得られやすいという長所がある。シラン等の原料
ガスは、ガス室3がら円筒板2bに設けられた多数の開
口を経て、第3図に矢印で示すように、電極2と基板1
との闇の空間内に導入される。チャンバー内の圧力は、
0.1〜10Torrに保たれる。基板1は、成膜の均
一性を保つために、10〜30rp−で回転される。基
板1の温度は、150〜300℃に加熱される。電極2
と電極(基板)1との間にRF電圧を印加すると、グロ
ー放電が生じ、原料が又は分解され、a−8i膜が、基
板1上に成膜される。
(発明の解決すべき問題点) 成膜に際し、特に電子写真用感光体のa−8i膜のよう
な厚い膜の製造に際しては、膜厚を均一に保つことが重
要である。このためには、複数種の原料からなる原料ガ
スを均一に混合することと、電極1,2の闇の空間に原
料ガスを均一に供給することがきわめて必要である。従
来の装置においては、電極2には一つのガス室3が設け
られ、その内壁に多数の開口が設けられている。原料ガ
スは、まず、ガス室3に導入され、均一化された後、開
口から吹き出す。この際に、開口の形状、分布、吹き出
し圧力、排気口の配置等の色々な対策が必要である。こ
れについては、たとえば、特開昭58−52471号公
報、特開昭58−526!50号公報、特開昭58−1
01735号公報、特開昭58−11.8111号公報
、特開昭59−38375号公報に開示されている。
しかし、電極面から基板へのガスの一様な供給は、基板
が大型化した場合や、円筒状である場合は、非常にむつ
かしい。このため、現状では、開口の径や配置等の変更
もしくは導入口の複数化などの手段により、ようやく膜
厚の均一性を得ることがでざる。
本発明の目的は、電極面からガスの均一な供給を容易に
達成できるプラズマCVD装置を提供することである。
(問題点を解決すべき手段) 本発明に係るプラズマCVD装置は、真空槽内にガスを
供給するためのガス室を設けた電極と上に膜を形成する
ための基板とを真空槽内に設けたプラズマCVD装置に
おいて、上記の電極が外壁、中壁、内壁および側壁から
なり、第一のガス室が外壁、中壁および側壁から構成さ
れ、第二のガス室が中壁、内壁および側壁から構成され
、外部から第一のガス室にガスな導入するためのガス導
入口が外壁に取り付けられ、中壁と内壁とには、それぞ
れ、ガス供給用の多数の開口が設けられていて、第一の
ガス室の圧力をPIT第二のガス室の圧力をP2+真空
槽の圧力をP3と表わすとき、Pl〉P2≧P3の関係
を保つように、上記の開口の分布、数、径が調整されて
いることを特徴とする。
(作用) 本発明に係るプラズマCVD装置においては、ガス室が
二重構造になっていて、且つ、二つのガス室の間に圧力
差が生じる。導入口から第1ガス室1に導入されたガス
は、まず第一ガス室で均一化される。均一化されたガス
は、第二ガス室でさらに均一化される。こうして、ガス
は、電極全域にわたって、すみやかに且つ均等に分配さ
れる。
また、第二ガス室内のガスは、電極内壁と基板との開の
放電領域へは、一様に分布した多数の開口からほとんど
圧力差のない流れとなって拡散供給されるため、ガス流
速が強すぎることにより成膜時に生じる膜質の異常は生
じず、膜質は向上する。
(実施例) 以下、添付の図面を参照して、本発明の詳細な説明する
第1図に示したプラズマCVD装置は、電1i2の構成
を除いては、第8図に示した従来のプラズマCVD装置
と同じである。電極2は、平面状の外壁11a、中壁1
1b、内壁11cおよび側壁lidからなる。第一のガ
ス室12aは、外壁11a、中壁111)および側壁1
1dにより区画され、第二のガス室121+は、中壁1
1b、内壁11cおよび側壁lidにより区画される。
第2図(a)の図式的な部分断面図に示すよ)に、外壁
11aには、外部から原料ガスを導入するために、導入
口4が取り付けられ、中壁11bと内壁11cには、そ
れぞれ、多数の小さな開口す、 b、・・・とa、 a
、・・・が一様に設けられる。いま、第一ガス室12a
での圧力をpH第二〃スガス2bでの圧力をP21内壁
11cと基板1との開の空間(放電領域)での圧力をP
、とすると、 p、> p2≧P。
の関係を保つことが必要である。この実施例においては
、開口す、 I+、・・・とat a、・・・の内径は
、いずれも1.6v++とじた。また、第2図(b’)
の図式的な部分側面図に示すように、開口す、b、・・
・とa、 11.・・・の位置は重ならないようにする
。開口a、 at・・・の数は、開口す、 b、・・・
の数の約2倍とした。原料ガスは、第2図(、)に矢印
で示すように流れる。原料ガスは、第一ガス室12aで
均一に拡散し、第二ガス室12bでさらに均一に拡散し
、開口a、a、・・・からゆるやかに放電領域に吹き出
し、拡散する。
第3図に示すプラズマCVD装置は、電極2の構成を除
いては、第9図に示した従来のプラズマCVD装置と同
じである。ここで、チャンバー5の中央に、円筒状の基
板1が回転可能に設けられる。電極2は、基板1の軸と
同心円をなす円筒状の外壁11a、中壁11b、内壁1
.1cと側壁lidとからなる。第一のガス室1.2a
は、外壁11a。
中壁11bおよび側壁lidにより区画され、第二のガ
ス室12bは、中壁11b、内壁11cおよび側壁1i
dにより区画される。外壁11aには、外部から原料ガ
スを導入するために、導入口4が取1)付けられ、中壁
11bと内壁11cには、それぞれ、多数の小さな開口
が一様に設けられる。
第4図は、電極2の部分断面斜視図である。中壁111
]の開口と内壁11cの開口とは、第1図に示した第一
の実施例と同じく、 P、> P2≧P3 の関係を保つように設けられる。
原料ガスは、第3図に矢印で示すように流れる。
原料ガスは、第一ガス室12aで均一に拡散し、第二ガ
ス室12bでさらに均一に拡散し、内壁11cに設けた
開口からゆるやかに放電領域に吹外出し、拡散する。
第5図に示すプラズマCVD装置は、電極2の構成を除
いては、第10図に示した従来のプラズマCVD装置と
同じである。電極2は、外壁11a。
中壁11b、内壁lieおよび側壁lid、lieから
構成される。中壁11b、内壁11cおよび側壁lid
、lieは、カセットとして一体化されていて、着脱可
能である。第一のガス室12aは、外壁11a、中壁1
1bおよび側壁lidにより区画され、第二のガス室1
2bは、中壁11b、内壁11c、外壁11a、側壁l
ieにより区画される。
また、第三のガス室12cは、チャンバー上部Sa+外
壁11aおよび側壁lidにより区画され、第四のガス
室12dは、側壁11d、lleおよび中壁11bによ
り区画される。図示しないが、中壁11b。
内壁11cおよび側壁11d、lleには多数の開口が
設けられる。中壁11bと内壁1.1cとに設けた開口
は、 p、> p2≧P3 となるように内径等を調整する。同様に、第三のガス室
の圧力をP4、第四のガス室の圧力なP5としたときに
、側壁11d、lieに設けた開口は、P、> P5≧
P3 となるように内径等を調整する。
原料ガスは、第5図に矢印で示すように、まず第三ガス
室12cに入り均一に拡散する。次に、一部は、第四ガ
ス室12dに入り、均一に拡散した後、放電領域にゆる
やかに吹き出す。大部分は、一旦第一ガス室12aに入
り、均一に拡散した後、第二がス室12bに入り、さら
に均一に拡散した後、放電領域にゆるやかに吹き出す。
中壁11bと内壁11cとを一体として外壁11aに対
して着脱できるので、保守が非常にやりゃすくなった。
第6図に示したプラズマCVD装置は、電極2゜2が、
チャンバー5の一部をなしていることを除いて、第1図
に示したプラズマCVD装置と同様である。詳しい説明
は、省略する。
第7図に示したプラズマCVD装置は、円筒状の電極2
の内側に、4個の円筒状基板1,1.・・・をその軸を
同一円周上に配置した装置である。電極2は、円筒状の
外壁11a、中壁11b、内壁11cおよび図示しない
側壁から構成される。第一ガス室12aは、外壁11a
、中壁11bおよび側壁によ59区画され、第二ガス室
12bは、中壁11b。
内壁11cおよび側壁より区画される。外壁11aには
、導入口4が設けられ、中壁11bと内壁ticとには
、図示しない多数の小さな開口が設けられる。この開口
は、 p、> P2≧P3 となるように、内径等が調整される。
(発明の効果) 本発明に係るプラズマCVD装置において、ガスが放電
領域に均等にゆるやかに拡散供給される。
このため、良好な膜質が得られる。また、成膜条件、真
空槽内圧、ガス流量等に幅広く適合し、全く調整の必要
がない。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明に係るプラズマCVD装置の一例の図
式的な断面図である。 第2図(a)は、電極の部分断面図であり、第2図(b
)は、電極の部分平面図である。 第3図は、本発明に係るプラズマCVD装置の一例の図
式的な断面図である。 第4図は、基板と電極との部分切欠き斜視図である。 第5図、第6図及び第7図は、それぞれ、本発明に係る
プラズマCVD装置の一例の図式的な断面図である。 第8図、第9図及び第10図は、それぞれ、従来のプラ
ズマCVD装置の図式的な断面図である。 1・・・基板、   2・・・電極、   5・・・真
空槽、11a・・・外壁、  llb・・・中壁、  
11c・・・内壁、12a・・・第一ガス室、   1
2b・・・第二ガス室。 特許出願人   ミノルタカメラ株式会社代  理  
人 弁理士 青白 葆 ほか2名第1ffl 第2図(a)    第2図(b) 第3図 第5図 第7図 第8図 第9図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)真空槽内にガスを供給するためのガス室を設けた
    電極と上に膜を形成するための基板とを真空槽内に設け
    たプラズマCVD装置において、上記の電極が外壁、中
    壁、内壁および側壁からなり、第一のガス室が外壁、中
    壁および側壁から構成され、第二のガス室が中壁、内壁
    および側壁から構成され、外部から第一のガス室にガス
    を導入するためのガス導入口が外壁に取り付けられ、中
    壁と内壁とには、それぞれ、ガス供給用の多数の開口が
    設けられていて、第一のガス室の圧力をP_1、第二の
    ガス室の圧力をP_2、真空槽の圧力をP_3と表わす
    とき、P_1>P_2≧P_3の関係を保つように、上
    記の開口の分布、数、径が調整されていることを特徴と
    するプラズマCVD装置。
JP59135845A 1984-06-29 1984-06-29 プラズマcvd装置 Expired - Lifetime JPH0694591B2 (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1989003587A1 (en) * 1987-10-14 1989-04-20 The Furukawa Electric Co., Ltd. Method and apparatus for thin film formation by plasma cvd
US5789468A (en) * 1997-03-27 1998-08-04 E. I. Du Pont De Nemours And Company Internal anticratering agent for cathodic electrocoating compositions
US6132581A (en) * 1999-04-22 2000-10-17 Ppg Industries Ohio, Inc. Electrocoating compositions containing polyvinylpyrrolidone crater control agents

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