JPS61190925A - 堆積膜形成法 - Google Patents

堆積膜形成法

Info

Publication number
JPS61190925A
JPS61190925A JP3105085A JP3105085A JPS61190925A JP S61190925 A JPS61190925 A JP S61190925A JP 3105085 A JP3105085 A JP 3105085A JP 3105085 A JP3105085 A JP 3105085A JP S61190925 A JPS61190925 A JP S61190925A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
active species
gas
germanium
activation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3105085A
Other languages
English (en)
Inventor
Shunichi Ishihara
俊一 石原
Shigeru Ono
茂 大野
Masahiro Kanai
正博 金井
Toshimichi Oda
小田 俊理
Isamu Shimizu
勇 清水
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP3105085A priority Critical patent/JPS61190925A/ja
Publication of JPS61190925A publication Critical patent/JPS61190925A/ja
Priority to US07/061,003 priority patent/US4726963A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • C23C16/22Chemical 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 deposition of inorganic material, other than metallic material
    • 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
    • C23C16/48Chemical 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 by irradiation, e.g. photolysis, radiolysis, particle radiation
    • C23C16/482Chemical 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 by irradiation, e.g. photolysis, radiolysis, particle radiation using incoherent light, UV to IR, e.g. lamps
    • 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
    • C23C16/48Chemical 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 by irradiation, e.g. photolysis, radiolysis, particle radiation
    • C23C16/483Chemical 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 by irradiation, e.g. photolysis, radiolysis, particle radiation using coherent light, UV to IR, e.g. lasers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02365Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02436Intermediate layers between substrates and deposited layers
    • H01L21/02439Materials
    • H01L21/02441Group 14 semiconducting materials
    • H01L21/0245Silicon, silicon germanium, germanium
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02365Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02518Deposited layers
    • H01L21/02521Materials
    • H01L21/02524Group 14 semiconducting materials
    • H01L21/02532Silicon, silicon germanium, germanium
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02365Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02518Deposited layers
    • H01L21/0257Doping during depositing
    • H01L21/02573Conductivity type
    • H01L21/02576N-type
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02365Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02518Deposited layers
    • H01L21/0257Doping during depositing
    • H01L21/02573Conductivity type
    • H01L21/02579P-type
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02365Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02612Formation types
    • H01L21/02617Deposition types
    • H01L21/0262Reduction or decomposition of gaseous compounds, e.g. CVD

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Photoreceptors In Electrophotography (AREA)

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】 〔発明の利用分野〕 本発明はゲルマニウムを含有する堆積膜、とりわけ機能
性膜、殊に半導体デバイス、電子写真用の感光デバイス
、画像入力用のラインセンサー、撮像デバイスなどに用
いるアモルファス状あるいは多結晶状等の非単結晶状の
ゲルマニウム含有堆積膜を形成するのに好適な方法に関
する。
〔従来技術〕
例えば、アモルファスゲルマニウム膜の形成には、真空
蒸着法、プラズマCVD法、CVD法、反応性スパッタ
リング法、イオンブレーティング法、光CVD法などが
試みられており。
一般的には、プラズマCVD法が広く用いられ、企業化
されている。
面乍らアモルファスゲルマニウムで構成される堆積膜は
電気的、光学的特性及び、繰返し使用での疲労特性ある
いは使用環境特性、更には均一性、再現性を含めた生産
性、量産性の点において、更に総合的な特性の向上を図
る余地がある。
従来から一般化されているプラズマCVD法によるアモ
ルファスゲルマニウム堆積膜の形成に於ての反応プロセ
スは、従来のCVD法に比較してかなり複雑であり、そ
の反応機構も不明な点が少なくなかった。又、その堆積
膜の形成パラメーターも多く、(例えば、基体温度、導
入カスの流量と比、形成時の圧力、高周波電力、電極構
造、反応容器の構造、排気速度、プラズマ発生方式など
)これら多くのパラメータの組合せによるため、時には
プラズマが不安定な状態になり、形成された堆積膜に著
しい悪影響を与えることが少なくなかった。そのうえ、
装置特有のパラメータを装置ごとに選定しなければなら
ず、したがって製造条件を一般化することがむずかしい
のが実状であった。一方、アモルファスゲルマニウム膜
として電気的、光学的、光導電的乃至は機械的特性の夫
々を十分に満足させ得るも゛のを発現させるためには、
現状ではプラズマCVD法によって形成することが醸良
とされている。
面乍ら、堆積膜の応用用途によっては、大面積化、膜厚
均一化、膜品質の均一性を十分満足させ、しかも高速成
膜によって再現性のある量産化を図ねばならないため、
プラズマCVD法によるアモルファスゲルマニウム堆積
膜の形成においては、量産装置に多大な設備投資が必要
となり、またその量産の為の管理項目も複雑になって、
管理許容幅も狭くなり、装置の調整も微妙であることか
ら、これらのことが、今後改善すべき問題点として指摘
されている。他方、通常のCVD法による従来の技術で
は、高温を必要とし、実用可能な特性を有する堆積膜が
得られていなかった。
上述の如く、アモルファスゲルマニウム膜の形成に於て
、その実用可能な特性、均一性を維持させながら、低コ
ストな装置で量産化できる形成方法を開発することが切
望されている。これ等のことは、他の機能性膜、例えば
窒化ゲルマニウム膜、炭化ゲルマニウム膜、酸化ゲルマ
ニウム膜に於ても同様なことがいえる。
本発明は、上述したプラズマCVD法の欠点を除去する
と共に、従来の形成方法によらない新規な堆積膜形成法
を提供するものである。
〔発明の目的及び概要〕
本発明の目的は、形成される膜の緒特性、成膜速度、再
現性の向上及び膜品質の均一化を図りながら、 I+!
2の大面積化に適し、膜の生産性の向−ヒ及び量産化を
容易に達成することのできる11i積膜形成法を提供す
ることにある。
上記目的は、基体上に堆積膜を形成する為の成膜空間内
に、ゲルマニウムとハロゲンを含む化合物を分解するこ
とにより生成される活性種(A)と、該活性種(A)と
化学的相互作用をする、成膜用の化学物質より生成され
る活性種(B)とを夫々別々に導入し、これらに光エネ
ルギーを照射して化学反応させる事によって、前記基体
上に堆積膜を形成する事を特徴とする本発明の堆積膜形
成法によって達成される。
〔実施態様〕
本発明方法では、堆積膜を形成する為の成膜空間におい
てプラズマを生起させる代りに、光エネルギーを用い成
膜原料のガスを励起し反応させるためゲルマニウムとハ
ロゲンを含む化合物を分解することにより生成される活
性種(A)と成膜用の化学物質より生成される活性種(
B)との共存下に於いて、これ等に光エネルギーを作用
させることにより、これ等による化学的相互作用を生起
させ、或いは促進、増幅させるため、形成される堆積膜
は、エツチング作用、或いはその他の例えば異常放電作
用などによる悪影響を受けることはない。
又、本発明によれば、成膜空間の雰囲気温度、基体温度
を所望に従って任意に制御することにより、より安定し
たCVD法とすることができる。
更に、励起エネルギーは成膜用の基体近傍に到達した各
活性種に一様にあるいは選択的制御的に付与されるが、
光エネルギーを使用すれば、適宜の光学系を用いて基体
の全体に照射して堆積膜を形成することができるし、あ
るいは所望部分のみに選択的制御的に照射して部分的に
堆積膜を形成することができ、またレジスト等を使用し
て所定の図形部分のみに照射し堆積膜を形成できるなど
の便利さを有しているため、有利に用いられる。
本発明の方法が従来のCVD法と違う点の1つは、あら
かじめ成膜空間とは異なる空間(以下、活性化空間とい
う)に於いて活性化された活性種を使う事である。この
ことにより、従来のCVD法より成膜速度を飛躍的に伸
ばすことができ、加えて堆積膜形成の際の基体温度も一
層の低温化を図ることが可能になり、膜品質の安定した
堆積膜を工業的に大量に、しかも低コストで提供モきる
本発明では、成膜空間に導入される活性化空間(A)か
らの活性種(A)は、生産性及び取扱い易さなどの点か
ら、その寿命がO,1秒置L、より好ましくは1秒以上
、最適には10秒以上あるものが、所望に従って選択さ
れて使用され、この活性種(A)の構成要素が成膜空間
で形成される堆積膜を構成する成分を構成するものとな
る。又、成膜用の化学物質は活性化空間(B)に於いて
、活性化エネルギーを作用されて活性化されて成膜空間
に導入され、光エネルギーの作用により励起されて、堆
積膜を形成する際、同時に活性化空間(A)から導入さ
れ、形成される堆積膜の構成成分となる構成要素を含む
活性種(A)と化学的に相互作用する。その結果、所望
の基体上に所望の堆積膜が容易に形成される。
本発明において、活性化空間(A)に導入されるゲルマ
ニウムとハロゲンを含む化合物としては1例えば鎖状又
は環状水素化ゲルマニム化合物の水素原子の一部乃至全
部をハロゲン原子で置換した化合物が用いられ、具体的
には1例えば、Ge2Br6(uは1以上の整数、Yは
F、CI 、Br及び工より選択される少なくとも一種
の元素である。)で示される鎖状ハロゲン化ゲルマニウ
ム、GeY2v(vは3以との整数、Yは前述の意味を
有する。)で示されル環状ハロゲン化ケルマニウム、G
e11H)(Yy(u及びYは前述の意味を有する。x
+y=2u又は2u+2である。)で示される鎖状又は
環状化合物などが挙げられる。
具体的には例えばGeF4.(GeF2)5  、  
(Ge、F 2)  s  、  (GeF2)a  
、Ge  2Fs、Ge  3 Fa、GeHF3 、
GeH2F 2 。
GeCl4.  (GeC12)5.GeBr4 。
GeBr2)5.Ge2C16,Ge2Br6゜GeH
Cl  3 、GeHBr  3 、GeHI3  。
Ge2CI3F3などのガス状態の又は容易にガス化し
得るものが挙げられる。
又、本発明においては、前記ゲルマニウムとハロゲンを
含む化合物を分解することにより生成する活性種(A)
に加えて、ケイ素とハロゲンを含む化合物を分解するこ
とにより生成する活性種(SX)及び/又は炭素とハロ
ゲンを含む化合物を分解することにより生成される活性
種(CX)を併用することができる。このケイ素とハロ
ゲンを含む化合物としては1例えば鎖状又は環状シラン
化合物の水素原子の一部乃至全部をハロゲン原子で置換
した化合物が用いられ、具体的には、例えば、S i 
uY2u+2(Uは1以上の整数、YはF、CI、Br
及び工より選択される少なくとも一種の元素である。)
で示される鎖状ハロゲン化ケイ素、5ivY2v(vは
3以上の整数、Yは前述の意味を有する。)で示される
環状ハロゲン化ケイ素、S i uHxYy (u及び
Yは前述の意味を有する。x+y=2u又は2u+2で
ある。)で示される鎖状又は環状化合物などが挙げられ
る。
具体的には例えばSiF4.(SiF2)5 。
(SiF2) 6.C3sF2)a、5t2F6゜5i
3FB、SiHF3.SiH2F2゜5iC14,(S
iC12)5,5iBra。
(SiBr2)5,5i2C16,5i2Br6,5i
HC13,5iHBr3.5iHI3,5i2C13F
3などのガス状態の又は容易にガス化し得るものが挙げ
られる。
又、炭素とハロゲンを含む化合物としては、例えば鎖状
又は環状炭化水素化合物の水素原子の一部乃至全部をハ
ロゲン原子で置換した化合物が用いられ、具体的には、
例えば、cuy2u+2(uは1以上の整数、YはF、
CI。
Br及びIより選択される少なくとも一種の元素である
。)で示される鎖状ハロゲン化炭素、CVY2V(Vは
3以上の整数、Yは前述の意味を有する。)で示される
環状ハロゲン化ケイ素、CuHxYy (u及びYは前
述の意味を有する。x+y=2u又は2u+2である。
)で示される鎖状又は環状化合物などが挙げられる。
具体的には例えばCFa 、(CF2)5 。
(CF2)6 、(CF2)4 、C2F6 、C3F
B 、CHF3 、CH2F2 、CCl 4.(CC
12)5 、CBra、(CBr2)5 、C2C16
,C2Br6.CHCl3.CHBr3゜CHI3.C
2Cl3F3などのガス状態の又は容易にガス化し得る
ものが挙げられる。これらの炭素化合物は、1種用いて
も2種以上併用ロゲン化合物(例えばF2ガス、cfL
2ガス。
活性種(A)を生成させるためには、例えば前記ゲルマ
ニウムとハロゲンを含む化合物の活性種を生成させる場
合には、この化合物に加えて、必要に応じてゲルマニウ
ム単体等能のゲルマニウム化合物、水素、ハロゲン化合
物(例え1fF2ガス、cu2ガス、ガス化したBr2
゜T2等〕などを併用することができる。
本発明において、活性化空間(A)及び(B)で活性種
(A)及び(B)を夫々生成させる方法としては、各々
の条件、装置を考慮してマイクロ波、R,F、低周波、
DC等の電気エネルギー、ヒータ加熱、赤外線加熱等に
よる熱エネルギー、光エネルギーなどの活性化エネルギ
ーが使用される。
上述したものに、活性化空間(A)で熱、光、電気など
の活性化エネルギーを加えることにより、活性種(A)
が生成される。
本発明の方法で用いられる、活性化空間CB)に於いて
、活性種(B)を生成させる前記成膜用の化学物質とし
ては、水素ガス及び/又はハゲすることが可能である。
使用する不純物元素ガス化したBr2 、I2等)が有
利に用いられる。また、これらの成膜用の化学物質に加
えて1例えばヘリウム、アルゴン、ネオン等の不活性ガ
スを用いることもできる。これらの原料ガスの複数を用
いる場合には、予め混合して活性化空間(B)内にガス
状態で導入することもできるし、あるいはこれらの成膜
用の化学物質をガス状態で夫々独立した供給源から各個
別に供給し、活性化空間(B)に導入することもできる
し、又、夫々独立の活性化空間に導入して、夫々個別に
活性化することもできる。
本発明に於いて、成膜空間に導入される前記活性種(k
)と前記活性種(ζ)との量の割合は、成膜条件、活性
種の種類などで適宜所望に従って決められるが、好まし
くは10:1〜にlO(導入量比)が適当であり、より
好ましくは8:2〜4:6とされるのが望ましい。
また本発明の方法により形成される堆積膜は、成膜中又
は成膜後に不純物元素でドーピンとしでは、p型不純物
として1周期律表第■族Aの元素、例えばB、AI、G
a、In、TI等が好適なものとして挙げられ、n型不
純物としては、周期律表第V族Aの元素、例えばP。
As、Sb、Bi等が好適なものとして挙げられるが、
特にB、Ga、P、Sb等が最適で゛ある。ドーピング
される不純物の量は、所望される電気的・光学的特性に
応じて適宜決定される。
かかる不純物元素を成分として含む物質(不純物導入用
物質)としては、常温常圧でガス状態であるか、あるい
は少なくとも活性化条件下で気体であり、適宜の気化装
置で容易に気化し得る化合物を選択するのが好ましい、
この様な化合物としては、PH3、P2H4、PF3.
PF5.PCl3.ASH3,A5F3.AsF5.A
sCl3.SbH3,SbF5.SiH3,BF3.B
Cl3.BBr3.B2He。
B4H10,B5H9、B5Hu、BeHlo。
B6H12,AlCl3等を挙げることができる。不純
物元素を含む化合物は、1種用いても2種以上併用して
もよい。
不純物導入用物質は、活性化空間(A)又は/及び活性
化空間(B)に、活性種(A)及び活性種(B)の夫々
を生成する各物質と共に導入されて活性化しても良いし
、或いは、活性化空間(A)及び活性化空間(E)とは
別の第3の活性化空間(C)に於いて活性化されても良
い、不純物導入用物質を活性化するには、活性種(A)
及び活性種(B)を生成するに列記された前述の活性化
エネルギーを適宜選択して採用することが出来る。不純
物導入用物質を活性化して生成される活性種(PN)は
活性種(A)ヌは/及び活性種(B)と予め混合されて
、又は、独立に成膜空間に導入される。
不純物元素を成分として含む化合物は、ガス状態で直接
成膜空間内に導入しても差支えないし、或いは、予め活
性化空間(B)乃至は活性化空間(B)、又は第3の活
性化空間(C)で活性化して、その後、成膜空間に導入
することが出来る。
次に、本発明方法によって形成される電子写真用像形成
部材の典型的な例を挙げて本発明を説明する。
第1図は本発明によって得られる典型的な電子写真用像
形成部材としての光導電部材の構成例を説明するための
模式図である。
第1図に示す光導電部材lOは、電子写真用像形成部材
として適用させ得るものであって。
光導電部材用としての支持体11の上に、必要に応じて
設けられる中間層12、及び感光層13で構成される層
構成を有している。
光導電部材10の製造に当っては、中間層12又は/及
び感光層13を本発明の方法によって作成することが出
来る。更に、光導電部材10が感光層13の表面を化学
的、物理的に保護する為に設けられる保護層、或いは電
気的耐圧力を向上させる目的で設けられる下部障壁層又
は/及び上部障壁層を有する場合には、これ等を本発明
の方法で作成することも出来る。
支持体11としては、導電性でも電気絶縁性であっても
良い、導電性支持体としては、例えばNiCr、ステン
レス、Al、−Cr、Mo。
Au、Ir、Nb、Ta、V、Ti 、Pt+Pd等の
金属又はこれ等の合金が挙げられる。
電気絶縁性支持体としては、ポリエステル。
ポリエチレン、ポリカーボネート、セルローズアセテー
ト、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリ
デン、ポリスチレン、ポリアミド等の合成樹脂のフィル
ム又はシート、ガラス、セラミック、紙等が通常使用さ
れる。これらの電気絶縁性支持体は、好適には少なくと
もその一方の表面が導電処理され、該導電処理された表
面側に他の層が設けられるのが望ましい。
例えばガラスであれば、その表面がNiCr。
AI、Cr、Mo、Au、Ir、Nb、Ta。
V、TL、Pt、Pd、In2O3,5n02゜ITO
(I n203+5n02)等の薄膜を設けることによ
って導電処理され、あるいはポリエステルフィルム等の
合成樹脂フィルムであれば、NiCr、AI 、Ag、
Pb、Zn、Ni 。
Au、Cr、Mo、Ir、Nb、Ta、V。
T[、Pt等の金属で真空蒸着、電子ビーム蒸着、スパ
ッタリング等で処理し、又は前記金属でラミネート処理
して、その表面が導電処理される。支持体゛の形状とし
ては、円筒状、ベルト状、板状等、任意の形状とし得、
所望によって、その形状が決定されるが、例えば、第1
図の光導電部材10を電子写真用像形成部材として使用
するのであれば、連続高速複写の場合には、無端ベルト
状又は円筒状とするのが望ましい。
中間層12には、例えば支持体11の側から感光層13
中への°キャ・リアの流入を効果的に阻止し且つ電磁波
の照射によって感光層13中に生じ、支持体11の側に
向って移動するフォトキャリアの感光層13の側から支
持体11の側(H)、ハロゲン(X)等を構成原子とす
るアモルファスゲルマニウム(以下、a−Ge(Si、
H,X)J と記す、)で構成されると共に、電気伝導
性を支配する物質として、例えばホウ素(B)等のp型
不純物あるいは燐(P)等のn型不純物が含有されてい
る。
本発明に於て、中間層12中に含有されるB、P等の伝
導性を支配する物質の含有量としては、好適には、0.
001〜5X104atomic  PPm、より好適
には0.5〜IX1lX104ato  ppm、最適
には1〜5X103atomic  ppmとされるの
が望ましい。
中間層12が感光層13と構成成分が類似、或いは同じ
である場合には中間層12の形成は、中間層12の形成
に続けて感光層13の形成まで連続的に行なうことがで
きる。その場合には、中間層形成用の原料として、活性
化空間(A)で生成された活性種(A)と、成膜用の化
学物質より生成される活性[(B)と必要に応じて不活
性ガス及び不純物元素を成分として含む化合物のガス等
を活性化することにより生成された活性種(B)と、を
夫々別々に或いは適宜必要に応じて混合して支持体11
の設置しである成膜空間に導入し、各導入された活性種
の共存雰囲気に光エネルギーを作用させることにより、
前記支持体11上に中間層12を形成させればよい。
中間層12を形成させる際に活性化空間(A)に導入さ
れて活性種(A)を生成するゲルマニウムとハロゲンを
含む化合物は、例えば容易にGeF2)kの如き活性種
(A)を生成する化合物を前記の中の化合物より選択す
るのがより望ましい。
中間層12の層厚は、好ましくは、30人〜10 JL
、より好適には40人〜8ル、最適には50人〜5ルと
されるのが望ましい。
感光層13は、例えばシリコン原子を母体とし、必要に
応じて水素、ハロゲン、ゲルマニウム等を構成原子とす
るアモルファスシリコンa−S t (H+ X 、G
 e )又はゲルマニウムを母体とし、必要に応じて水
素、ハロゲン等を構成a子とするアモルファスゲルマニ
ウムa−Ge(H,X)で構成され、レーザー光の照射
によってフォトキャリアを発生する電荷発生機能と、該
電荷を輸送する電荷輸送機能の両機能を有する。
感光層13の層厚としては、好ましくは。
l〜t o o %、より好適には1〜80ル、最適に
は2〜50pとされるのが望ましい。
感光層13はノンドープのa−3i(H。
X、Ge)又はa−5iGe(H,X)層であるが、所
望により中間層12に含有される伝導特性を支配する物
質の極性とは別の極性(例えばn型)の伝導特性を支配
する物質を含有させてもよいし、あるいは、同極性の伝
導特性を支配する物質を、中間層12に含有される実際
の量が多い場合には、該量よりも一段と少ない量にして
含有させてもよい。
感光層13の形成の場合も、本発明の方法によって成さ
れるものであれば中間層12の場合と同様に、活性化空
間(A)にゲルマニウムとハロゲンを含む化合物及びこ
れとは別にケイ素とハロゲンを含む化合物が導入され、
高温下でこれ等を分解することにより、或いは放電エネ
ルギーや光エネルギーを作用させて励起することで活性
種(A)が生成され、該活性種(A)が成膜空間に導入
される。
また、これとは別に、成膜原料のガスに必要に応じて、
不活性ガス、不純物元素を成分として含む化合物のガス
等より生成される活性種(B)とを、支持体11の設置
しである成膜空間に導入し、光エネルギーを作用させて
、前記支持体11上に中間層12を形成させればよい。
第2図は、本発明方法を実施して作製される不純物元素
でドーピングされたA−3iGe(H,X)堆積膜を利
用したPIN型ダイオード・デバイスの典型例を示した
模式図である。
図中、21は基体、22及び27は薄膜電極、23は半
導体膜であり、n型の半導体層24.i型の半導体層2
5、p型の半導体層26によって構成される。
本発明の方法は、これ等の半導体層の何れの層の作成に
於いても適用することで出来るものである。28は外部
電気回路装置と結合される導線である。
基体21としては導電性、半導電性、あるいは電気絶縁
性のものが用いられる。基体21が導電性である場合に
は、 fiJllt&22は省略しても差支えない、半
導電性基体としては、例えば、Si+ G e r G
 a A 5 、Z n O+ Z n S等の半導体
が挙げられる。薄膜電極22.27としては例えば、N
fCr、AI、Cr、Mo。
Au、I r、Nb、Ta、V、Ti 、Pt 。
Pd 、I n203.5n02 、ITO(I n2
03 + S n O2)等の薄膜を、真空蒸着、電子
ビーム蒸着、スパッタリング等の処理で基体21上に設
けることによって得られる。電極22.27の膜厚とし
ては、好ましくは30〜’5X104人、より好ましく
は100〜5×103人とされるのが望ましい。
a−3iGe (H,X)c7)半導体層23を構成す
る膜体を必要に応じてn型又はp型とするには、層形成
の際に、不純物元素のうちn型不純物又はp型不純物、
あるいは両不純物を形成される層中にその量を制御し乍
らドーピングしてやる事によって形成される。
n型、i型及びp型(7)&−3iGe(H。
X)層を形成するには1本発明方法により活性化空間(
A)にゲルマニウムとハロゲンヲ含ム化合物及びこれと
は別にケイ素とハロゲンを7含む化合物が導入され、活
性化エネルギーの作用下でこれ等を励起し、分解するこ
とで、例えばGeF2*、SiF2*等の活性種(A)
が生成され、成膜空間に導入される。また、これとは別
に、活性化空間(B)に導入された成膜用の化学物質と
、必要に応じて不活性ガス及び不純物元素を成分として
含む化合物のガス等を、夫々活性化エネルギーによって
励起し、分解して、夫々の活性種を生成し、夫々を別々
に又は適宜に混合して支持体11の設置しである成膜空
間に導入する。成膜空間に導入された活性種は光エネル
ギーを用いることにより、化学的相互作用を生起され、
又は促進あるいは増幅されて、支持体ll上に堆積膜が
形成される。n型及びp型のa−S fGe (H,X
)暦の層厚としては、好ましくは100〜104大、よ
り好ましくは300〜2000人の範囲が望ましい。
また、i型c7)a−S iGe (H、X)層の層厚
としては、好ましくは500〜104人、より好ましく
は1000−1000人の範囲が望ましい。
尚、第2図に示すPIN型ダイオードデバイスは、p型
、1型及びn型の全ての暦を未発明方法で作製する必要
は必ずしもなく、p型、i型及びn型のうちの少なくと
も1層を本発明方法で作製することにより、本発明を実
施することができる。
以下に、本発明の具体的実施例を示す。
実施例1 第3図に示した装置を用い、以下の如き操作によってi
型、p型およびn型のa−Ge(Si、H,X)堆積膜
を形成した。
第3図において、101は成膜空間としての堆積室であ
り、内部の基体支持台102上に所望の基体103が載
置される。
104は基体加熱用のヒーターであり、該ヒーター10
4は、成膜処理前に基体104をすする際に使用され、
導M105を介して給電され、発熱する。成膜中は、該
ヒーター104は駆動されない。
106乃至10’9は、ガス供給−系であり、成膜用の
ガス、及び必要に応じて用いられる不活性ガス、不純物
元素を成分とする化合物のガスの種類に応じて設けられ
る。これ等のガスが標準状態に於いて液状のものを使用
する場合には、適宜の気化装置を具備させる。
図中ガス供給系106乃至109の符合にaを付したの
は分岐管、bを付したのは流量計、Cを付したのは各流
量計の高圧側の圧力を計測する圧力計、d又はeを付し
たのは各気体流量を調整するためのバルブである。12
3は活性種(B)を生成する為の活性化室(B)であり
、活性化室123の周りには、活性種(B)を生成させ
る為の活性化エネルギーを発生するマイクロ波プラズマ
発生装置122が設けられている。ガス導入管110よ
り供給される活性種(B)生成用の原料ガスは、活性化
室(B)123内に於いて活性化され、生じた活性種C
B)は導入管124を通じて成膜室101内に導入され
る。111はガス圧力計である。
図中112は活性化室(A)、113は電気炉、114
は固体Ge粒8115は活性種(A)の原料となる気体
状態のゲルマニウムとハロゲンを含む化合物の導入管で
あり、活性化室(A)112で生成された活性種(A)
は導入管116を介して成膜室Lot内に導入される。
また、Geの他にSt等を構成原子とする膜体を形成す
る場合には、112と同様の図示しない活性化室(C)
を別に設けてケイ素とハロゲンを含む化合物と例えば固
体Si粒等から活性種(SX)を生成させ、成膜室10
1内に導入することができる。
117は光エネルギー発生装置であって、例えば水銀ラ
ンプ、キセノンランプ、炭醜ガスレーザー、アルゴンイ
オンレーザ−、エキシマレーザ−等が用いられる。
光エネルギー発生装置117から適宜の光学系を用いて
基体103全体あるいは基体103の所望部分に向けら
れた光118は、矢印119の向きに流れている活性種
に照射され、照射された活性種は相互的に化学反応する
事によって基体103の全体あるいは所望部分にA−G
e (Si 、H,X)の堆積膜を形成する。また、図
中、120は排気バルブ、121は排気管である。
先スポリエチレンテレフタレートフイルム製の基体10
3を支持台102上に載置し。
排気装置(不図示)を用いて成膜室101内を排気し、
約1O−6Torrに減圧した。ガス供給用ボ7べ10
6よりH2ガス150SCCM、あるいはこれとPH3
ガスまたはB2H8ガス(何れもloooppm水素ガ
ス希釈)405CCMとを混合したガスをガス導入管1
10を介して活性化室(B)123に導入した。活性化
室CB)123内に導入されたH2ガス等はマイクロ波
プラズマ発生装置122により活性化されて活性化水素
等とされ、導入管124を通じて、活性化水素等を成膜
室101に導入した。
また他方、活性化室(A)102に固体Ge粒114を
詰めて、電気炉113により加熱し、Geを溶融し、そ
こへボンベからGeF4の導入管115によりGeF4
を吹き込むことにより、GeF2*の活性種(A)を生
成させ、導入管116を経て、成膜室101へ導入した
また、これと同様にして、必要に応じてSiF2*等の
活性種を成膜室101へ導入した。
このようにして、成膜室101内の圧力を0・4 T 
o r rに保ちつつ1KWXeランプから基体103
に垂直に照射して、ノンドープのあるいはドーピングさ
れたa−Ge(Si、H。
X)膜(M厚700人)を形成した。成膜速度は21又
/ s e cであった・ 次いで、得られたノンドープのあるいはp型(7)&−
Ge (S i 、 H、X)膜試料を蒸着槽に入れ、
真空度1O−5Torrでクシ型のAtギャップ電極(
ギヤツブ長zsog、巾5mm)を形成した後、印加電
圧10Vで暗電流を測定し、暗導電率σdを求めて、各
試料の膜特性を評価した。結果を第1表に示した。
実施例2 ガス供給ボンベ106等からのH2ガスの代りにH2/
F2混合ガスを用いた以外は、実施例1と同様の方法と
手順に従ってa−Ge(3i、H,X)膜を形成した。
各試料に就いて暗導電率を測定し、結果を第1表に示し
た。
第  1  表 成膜室201にAIシリンダー基体211を第1表から
1本発明によると電気特性に優れ。
りa−Ge (S i 、 H、X)膜が得られ、また
、ドーピングが十分に行なわれたa−Ge(S i+ 
H+ X )膜が得られることが判かった。
実施例3 第4図に示す装置を使い、以下の如き操体によって第1
図に示した如き層構成のドラム状電子写真用像形成部材
を作成した。
第4図において、201は成膜室、202は活性化室(
A)、203は電気炉、204は固体Ge粒、205は
活性種(A)の原料物質導入管、206は活性種(A)
導入管、207はモーター、208は第3図の104と
同様に用いられる加熱ヒーター、209,210は吹き
出し管、211はA1シリンダー等の基体、212は排
気バルブを示している。又、213乃至216は第3図
中106乃至109と同様の原料ガス供給系であり、2
17−1はガス導入管である。
水套となり、道λ曽217−2を通1−丁古暉宕え、モ
ーター207により回転できる様にする。218は光エ
ネルギー発生装置であって、AIシリンダー基体211
の成膜面の所望部分に向けて光219が照射される。
また、活性化室(A)202に固体Ge粒204を詰め
て、電気炉203により加熱し、Geを赤熱状態とし、
そこへ導入管206を通じて不図示のボンベよりGeF
4を吹き込むことにより、活性種(A)としてのGeF
2*を生成させ、該GeF2)kを導入管206を経て
、成膜室201へ導入した。
また、202と同様の構造の活性化室(C)(不図示)
により、固体Si粒とSiF4よりS i F2)kの
活性種(SX)を生成させ成膜室201へ導入した。
導入されたB2ガスは活性化室(B)220に於いてマ
イクロ波プラズマ発生装置221によりプラズマ化等の
活性化処理を受けて活性化/J%バー1−ノ17八日−
五−−1履シ(塙灰工PH3,82H6等の不純物ガス
も活性化室(B)220内に導入されて活性化された0
次いで成膜室201内の内圧を1.0Torrに保ちつ
つ、IKWXeランプ218からAIクシリンダ−基体
211の周面に対し垂直に光照射した。
AIシリンダー基体211は回転させ、排ガスは排気バ
ルブ212の開口を適宜に調整して排気させた。このよ
うにして感光層13が形成された。
また、中間層12は、感光層13に先立ち、導入管21
7−1よりB2/B2H6(容量%でB2H6ガスが0
.2%)の混合ガスを導入し、1142000人で成膜
された。
比較例l GeF4とSiF4とB2及びB2H8の各ガスを使用
して成膜室201と同様の構成の成膜室を用意して13
.56MHzの高周波装置を備え、一般的なプラズマC
vD法にヨリ、第1図に示す層構成の電子写真用像形成
部材を形成した。
実施例3及び比較例1で得られたドラム状の電子写真用
像形成部材の製造条件と性能を第2表に示した。
実施例6 第3図の装置を用いて、第2図に示したPIN型ダイオ
ードを作製した。
まず、1000人のITO膜22を蒸着したポリエチレ
ンナフタレートフィルム21を支持台に載置し、1O−
6Torrに減圧した後、実施例1と同様にして生成さ
れた活性種GaF2木と活性種S i F2*を成膜室
lot内に導入した。又、H2ガス、PH3ガス(10
00ppm水素ガス稀釈)の夫々を活性化室(B)12
3に導入して、活性化した。
次いでこの活性化されたガスを導入管116を通じて成
膜室101内に導入した。成膜室101内の内力をO,
l T o r rに保ちながらIKWXeランプで光
照射してpでドーピングされたn型A−3i(re(−
H,X)[24(膜厚700人)を形成した。
次いで、PH3ガスの導入を停止しSiF2* / Q
F4F 2 *の値を3倍にした以外はn型A−SiG
e(H,X)膜の場合と同一の方法でノンドープ(7)
A−S iGe (H、X)膜25(膜厚5000人)
を形成した。
次いで、H2ガスとともにB2H6ガス(1000pp
m水素ガス稀釈)を使用し、それ以外はn型と同じ条件
でBでドーピングされたP型A−3iGe(H,X)膜
26(膜厚700人)を形成した。さらに、このp型膜
上に真空蒸着により膜厚1000人のAt電極27を形
成し、PIN型ダイオードを得た。
かくして得られたダイオード素子(面積1cm2)のI
−V特性を測定し、整流特性及び光起電力効果を評価し
た。結果を第3表に示した。
また、光照射特性においても基体側から光を導入し、光
照射強度AMI (約100mW/cm2)で、変換効
率8.0%以上、開放端電圧0、87 V 、短絡電流
9.7 m A / c m2が得られた。
実施例7 導入管110からのH2ガスの代りに、H2/F2混合
ガス(H2/F2=15)を用いた以外は、実施例6と
同様にして実施例6で作成したのと同様のPIN型ダイ
オードを作製した。この試料に就いて整流特性および光
起電力効果を評価し、結果を第3表に示した。
第3表から、本発明によれば、従来に比べて良好な光学
的・電気的特性を有するA−3tce (H,X)PI
N型ダイオードが得られることが判かった。
〔発明の効果〕
本発明の堆積膜形成法によれば、形成される膜に所望さ
れる電気的、光学的、光導電的及び機械的特性が向上し
、しかも基体を高温に保持することなく高速成膜が可能
となる。また、成膜における再現性が向上し、膜品質の
向上と膜質の均一化が可能になると共に、膜の大面積化
に有利であり、膜の生産性の向上並びに量産化を容易に
達成することができる。更に励起エネルギーとして光エ
ネルギーを用いるので、耐熱性に乏しい基体上にも成膜
できる。低温処理によって工程の短縮化を図れるといっ
た効果が発揮される。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明方法を用いて製造される電子写真用像形
成部材の構成例を説明するための模成因である。 図である。 第3図及び第4図はそれぞれ実施例で用いた発明方法を
実施するための装置の構成を説明するための模式図であ
る。 10−−−一電子写真用像形成部材、 11−−m−基体、 12−−−一中間層、 13−−−一感光層、 21−−−一基体。 22.27−−−−薄膜電極。 24−−一−n型半導体層、 25−−−−i型半導体層。 26−−−−p型半導体層、 101.201−一−−成膜室、 214.215,216−−−−ガス供給系。 103 、211−−−一基体。 117.218−−−一光エネルギー発生装置。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】  基体上に堆積膜を形成する為の成膜空間内 に、ゲルマニウムとハロゲンを含む化合物を分解するこ
    とにより生成される活性種(A)と、該活性種(A)と
    化学的相互作用をする成膜用の化学物質より生成される
    活性種(B)とを夫々別々に導入し、これらに光エネル
    ギーを照射して化学反応させる事によって、前記基体上
    に堆積膜を形成する事を特徴とする堆積膜形成法。
JP3105085A 1985-02-19 1985-02-19 堆積膜形成法 Pending JPS61190925A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3105085A JPS61190925A (ja) 1985-02-19 1985-02-19 堆積膜形成法
US07/061,003 US4726963A (en) 1985-02-19 1987-06-09 Process for forming deposited film

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3105085A JPS61190925A (ja) 1985-02-19 1985-02-19 堆積膜形成法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS61190925A true JPS61190925A (ja) 1986-08-25

Family

ID=12320654

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3105085A Pending JPS61190925A (ja) 1985-02-19 1985-02-19 堆積膜形成法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS61190925A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5593497A (en) * 1986-03-31 1997-01-14 Canon Kabushiki Kaisha Method for forming a deposited film

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52140267A (en) * 1976-05-19 1977-11-22 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Vapor epitaxial crystal growing device
JPS52143980A (en) * 1976-05-25 1977-11-30 Nec Corp Equipment for plasma deposition
JPS59207621A (ja) * 1983-05-12 1984-11-24 Ricoh Co Ltd 薄膜形成方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52140267A (en) * 1976-05-19 1977-11-22 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Vapor epitaxial crystal growing device
JPS52143980A (en) * 1976-05-25 1977-11-30 Nec Corp Equipment for plasma deposition
JPS59207621A (ja) * 1983-05-12 1984-11-24 Ricoh Co Ltd 薄膜形成方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5593497A (en) * 1986-03-31 1997-01-14 Canon Kabushiki Kaisha Method for forming a deposited film

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS62163311A (ja) 堆積膜形成法
JPS61190925A (ja) 堆積膜形成法
JPS61189625A (ja) 堆積膜形成法
JPS61222116A (ja) 堆積膜形成法
JPS61222117A (ja) 堆積膜形成法
JPS61228613A (ja) 堆積膜形成法
JPS61179870A (ja) 堆積膜形成法
JPS61179869A (ja) 堆積膜形成法
JPS61234030A (ja) 堆積膜形成法
JPS61189628A (ja) 堆積膜形成法
JPS61179868A (ja) 堆積膜形成法
JPS61220324A (ja) 堆積膜形成法
JPS61191024A (ja) 堆積膜形成法
JPS61185919A (ja) 堆積膜形成法
JPS61183924A (ja) 堆積膜形成法
JPS61220323A (ja) 堆積膜形成法
JPS61191020A (ja) 堆積膜形成法
JPS61190922A (ja) 堆積膜形成法
JPS61219131A (ja) 堆積膜形成法
JPS61184817A (ja) 堆積膜形成法
JPS61234031A (ja) 堆積膜形成法
JPS61190924A (ja) 堆積膜形成法
JPS61222115A (ja) 堆積膜形成法
JPS61220322A (ja) 堆積膜形成法
JPS61196521A (ja) 堆積膜形成法