JPS61193431A

JPS61193431A - 堆積膜形成法

Info

Publication number: JPS61193431A
Application number: JP60033272A
Authority: JP
Inventors: 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
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1985-02-21
Filing date: 1985-02-21
Publication date: 1986-08-27

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、電子写真用は多結晶状等
の非単結晶状のゲルマニウム含有堆＆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、イオンブレーテインク法、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。

丙午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七
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
入ガスの流量と比、形成時の圧力、高周波電゛力、電極
構造１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、形成さイアた堆積膜
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逃足ｌ、なけれ
ばならす、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、光導電的乃至は機椋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６とは、現状ではプラズマＣ
ＶＤ法によって形成することが最良とされて因る。

面乍ら、堆積膜の応用用途によっては、大ｍ１積化、膜
厚均−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りては、量産装置に多大な設
備投餐が必要となり、捷だ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Ａ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−る。他方１通常のＣＶＤ法による
従来の技術では、冒温を必要とし、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。これ等のことば、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９ながら、膜の大面
積化に適し、膜の生産性の向上及び量産化を容易に達成
することのできる堆積膜形成法を提供することにある。

上記目的は、基体上ｌこ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）とを人夫別々に尋人し、これらに熱エネ
ルギーを作用させ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Ｍ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、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、これ等に熱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ｂνま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＃ｉ蝕髪ない。

又１本発明によれば、成膜空間の雰囲気温度。

基板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。

本発明において活性種（Ａ）又は／及び活性種（Ｂ）に
作用しこれ等の間で化学反応させるための熱エネルギー
は、成膜空間の少なくとも基体近望部分乃至は成膜空間
全体に作用されるものであり、使用する熱源に特に制限
はなく、抵抗加熱等の発熱体による加熱、高周波加熱な
どの従来公知の加熱媒体を用いることができる。あるい
は、光エネルギーから転換された熱エネルギーを使用す
ることもできる。また、所望により、熱エネルギーに加
えて光エネルギーを併用することができる。

光エネルギーは、適宜の光学系を用いて基体の全体に照
射することができるし、あるｂは所望部分のみに選択的
制御的に照射することもできるため、基体上における堆
積膜の形成位置及び膜厚等を制御（７易くすることがで
きる。

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ｂ
う）に於すて活性化された活性種を使うことである。こ
のことにより、従来のＣＶＤ法よシ成膜速度を飛躍的に
伸はすことができ、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でき
る。

本発明では、成膜空間に導入される活性化空間（Ａ、）
からの活性種は、生産性及び取扱い易さなどの点から、
その寿命が０．１秒以上、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＊は、活性化空間（Ｂ）に於すて、
活性化エネルギーを作用されて、活性化され成膜空間に
導入され熱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＠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。

例えば鎖状又は壌吠水累化ゲルマニウム化合物の水素原
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、例えは、Ｃ１，Ｂｒ及び■より選
択される少なくとも１釉の元素である。）で示される鎖
状ハロゲン化ゲル前述の意味を有する。）で示される環
状ハロゲンの意味を有する。ｘ　十ｙ　＝　２　ｕ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Ｇｅ１ｉ’、、（ＧｅＦ、）５．　（
ＧｅＦ２）、。

（Ｇ　ｅ　Ｆ、　）　、、Ｇｅ２Ｆ６、Ｇ１３．ｆｌ’
８、ＧｅＨＦ、、ＧｅＨＪ’ｔ、Ｇ　１３　Ｃｌ　４　
（０６Ｃｌ　！　）　５　ｓ　　Ｇ　ｅ　Ｂ　ｒ　４　
、　　（Ｇ　ｅ　Ｂ　ｒ　２　）　Ｈ５Ｇｅ２Ｃ１６、
Ｇ　ｅ　２　Ｂ　ｒ　６．　　Ｇ　ｅ　ＨＣ１３ｓ　ｓ
　　Ｇ　ｅ　ＨＢ　ｒ　ＢｌＱｅｌ（ｉ３．Ｑｅ、（：
：　ｔ、Ｆｓ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。

また、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される活性種（
Ａ）に加えて、ケイ素とハロゲンを含む化合物を分解す
ることにより生成される活性′Ｉｍ（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。

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（＋ｕ　Ｉｒ
ｅ　’１以上の整数、ＹはＦ　ｓ　Ｃｌ　ｓ　Ｂ　ｒ　
及び■より選択される少なくともｌａｆの元素である。

）で示される鎖状ハロゲン化ケイ素、Ｓｉ　Ｙ　　２ｖ（Ｖは３以上の整数、Ｙｋ′ｉ前述の意味を有する。）
（Ｕ及びＹは前述の意味を有する。ｘ＋ｙ＝２ｕ又は２
ｕ＋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、（ＳｉＦｔ）ｓ、　（Ｓｉ
Ｆｔ）ａ。

（ＳｉＦ、）、、　Ｓｉ、Ｆ、、ＳｉｍＦａ、　５ｉＨ
Ｆｓ、ｓｔＨ，ｐ、。

Ｓｉ’Ｃ１，（ＳｉＣ１ｇ）ａ−５ｉＢｒ４ｓ　　（Ｓ
ＩＢｒｔ）ｓ、　□Ｓ　ｉｌｃ　’６ｍ　Ｓ　ＩＪｒ６
−　Ｓ　ｔＨｃＡ’ｓ、５ｉＨＢｒ、、ＳＩ　ＨＩ　ｓ
　ｓ　Ｓ　１　ｔｃ　ｌ　ｓＦｍ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。

これらのケイ素化合物は、１種用いても２種以上を併用
してもよい。

また、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（Ｕは１以上の整数、
ＹはＦ、ＣＩ＝　Ｂｒ　　及び■より選択される少なく
とも１柚の元素である。）３以上の整数、Ｙは前述の意
味含有する。）で示びＹは前述の意味を有する。ｘ十ｙ
＝２ｕ又は２ｕ＋２である。〕で示される知状又は根状
化合物などが挙げられる。

具体的にに′ｉ例えばＣＦ　４　、　　（ＣＦ　ｔ　）
　ｉ、（ＣＦ２）、、（ＣＦりい　・Ｃ２Ｆａ、ＣｌＩ
Ｆ５、ＣＨＦ３．　Ｃｉ（□Ｆ２゜ＣＣｌ　４　（ＣＣ
ｌ　２　）　５、ＣＢｒ４．　　（ＣＢｒ２）ｉｎ　Ｃ
ｚＣｌａ。

Ｃ，Ｂ　ｒ６、ＣＨＣｌ５、ＣＨＢｒ３、ＣＨＩ　ｓ、
　Ｃ２Ｃｌ　ｓ　Ｆ　ａなどのガス状態の又は容易にガ
ス化し得るものが皐げられる。

これらの炭素化合物は、１棟用すでも２稙以上を併用し
てもより０活性種（Ａ）８生成させるためには１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
ム単体等信のゲルマニウム化合物、水素、ハロゲン化合
物、（例えばＦ！ガス、Ｃ１２ガス、ガス化したＢｒ２
、■７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）で活性種を生成させ
る方法とし、では、各々の条件、装置を前照してマイク
ロ波、ＲＦ、低周波、ＤＣ等の電気エネルギー、ヒータ
ー加熱、赤外線加熱等による熱エネルギー、光エネルギ
ー々と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１元。

電気などの活性化エネルギーを加えることにより、活性
ａｔ（Ａ）が生成される。

本発明の方法で用いられる活性化空間（Ｂ）に於いて、
活性ｍ（Ｂ）ｆ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／又はハロゲン化合物（例えばＦ２ガ
ス、Ｃ１２ガス、ガス化したＢｒ２、■２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
、例えばヘリウム。

アルゴン、ネオン等の不活性ガスを用することもできる
。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糺し、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
化空間省こ導入して、夫々個別に活性化することもでき
る。

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１ｌｔ１：１０〜１０：１（導入流量
比）が適当であり、より好ましくは２：８〜６：４とさ
れるのが望ましい。

壕だ本発明の方法により形成される堆ａＴ膜は。

成膜中又は成膜後に不純物元素でドーピングすることが
可能である。使用する不純物元素としては。

ｐ型不純物として１周期律表第１１１族Ａの元素。

例えばＢ　、Ａ　ｌ　ｒ　Ｇ　ａｒ　Ｉ　ｎ　、Ｔ　Ｉ
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１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、あるし
は少なくとも活性化条件下で気体であシ、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込。

この様な化合物としては、ＰＨＩＳＰ！Ｈ４、ＰＦ、、
　ＰＦ、、ＰＣｌ５゜ＡＢＨｈＡ８Ｆ’、１１　ＡｓＦ
、、　ＡｓＣ１，、ＳｂＨ，。

ＳｂＦ、、ＳｉＨ３、ＢＦ、、　ＢＣＩ、、ＢＢｒ、ｓ
、　Ｂ２Ｈａ−Ｂ４ＨＩＯ１Ｂｄ（ｇ−Ｂｉｆ（＋＋、
ＢｌｌＨＩＯｍ　Ｂ６Ｈ１ｉ、ＡｌＣｌ。

等を挙げることができる。不純物元素を含む化合物は、
１珈用すでも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ａｉ（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”’　Ｌｔ　ｓ或いは、活性化空間（Ａ）及び活性化
空間（Ｂ）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ＣＢ）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）又は／及び活性種（Ｂ）と予め混合
されて、又に、独立に成膜空間に導入される。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Ｈの典
型的な例を挙げて本発明を説明する。

第１図は１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１に示す光導電部材１０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１ｏが感光層１３の表面を化学
的、物質的に保護する為に設けられる保論層、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
け／及び上部障壁層を有する場合には、これ等を１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、Ａ１、Ｃｒｓ　Ｍ２Ｓ　ｐｕｓ
Ｉｒ、Ｎｂ、’ｌ”ａ、Ｖ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、等の金
属又はこれ等の合金が挙げられる。

電気絶縁性支持体どしては、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１気絶縁性支持体は、好適には少なくともその
二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Ｎ　Ｉ　Ｃｒ−ｓＡ
ｌ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ａｕ、Ｉｒ、Ｎｂ、Ｔａ、ｖ。

Ｔｉ、Ｐｔ、Ｐｄｓ　Ｉｎ！０．ＳｎＯ，、ＩＴＯ（Ｉ
　ｎ、０８＋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＊　Ｎ　Ｉ　Ｃｒ％ＡＩ。

Ａ　ｇ　ｓ　Ｐ　ｂ　＊　Ｚ　ｎ　＊　Ｎ　ｉ　ｓ　Ａ
　ｕ　＊　Ｃｒ　＊　Ｍ　ｏ−Ｉ　ｒ　ｓＮｂ、Ｔａ、
Ｖｓ　Ｔｉ、ｐｔ等のｉｓ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１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、例えは、
第１図の光導電部材１０を電子写真用像形成Ｓ＠とじて
使用するのであれば、連続高速複写の場合には、無端ベ
ルト状又は円部状とするのが望ましｂ０中間層１２にｌ
ま、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ｍ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の側への通過を容易に許す機
能を有する。

この中間層１２Ｆｉ、ゲルマニウム原子と必要に応じて
ケイ素（Ｓｔ）、水素（Ｈ）、ノ１０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　）と記す。）で構成される
Ｌ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ｂはリンＣＰ）等のｐ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．
００１〜５Ｘ　１０’ａｔｏｍｉｃ　　ｐｐｍ　。

より好適にはＯ，’５〜Ｉ　Ｘ　１０’　ａｔｏｍｉｃ
　　ｐｐｍ　、　　最適にｕ　１〜５　Ｘ　１０Ｂａｔ
ｏｒｎｉｃ　　ｐｐｍ　とされル（７）　カ□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の形成には、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種（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シ生成される活性種と、
を夫々別々に或すは適宜必要に応じて混合して支持体１
１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察囲気条件に熱エネルギーを作用
させることにより、前記支持体ｌｌ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）ｌこ導入
されて活性種（Ａ）ｆ生成するゲルマニウムとハロゲン
を含む化合物は、例えは容易にＧｅｌ”ｔ”　の如き活
性種（Ａ）’Ｅ生成する化合物を、前記の化合物の中よ
り選択するのが望ましい。

中間層１２の層厚は、好ましくは、３０八〜１０μ、よ
り好適には４０Ａ〜８μ、最適には５０Ａ〜５μとされ
るのが望ましい。

感光層１３は、例えば、シリコンを母体とし必要に応じ
て水素、ノ・ログン、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−８ｉ（Ｈ。

Ｘ、Ｇｅ）又はシリコンゲルマニウムを母体トし必要に
応じて水素、ハロゲン等を構成原子とするアモルファス
シ１１コンゲルマニウムａ−５ＩＱｅ（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Ｃる。感光層１３の層厚としては、好ま
しくは、ｌ−１００μ。

より好適に１１１１〜８０μ、最適には２〜５０μとさ
れるのが望ましｂｏ感光層１３け、ノンドープのａ−８ｉ（Ｈ，Ｘ。

Ｇ６　）又はａＳ　ｔ　Ｇｅ　（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込し、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
る実際の童が多め場合には、顔量よりも一段と少ない量
にして含有させてもより０感光層１３の形成の場合も、本発明の方法により生成さ
れるのであれば中間層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の他に例
えばケイ素とハロゲンを含む化合物等が導入され、高温
下でこれ等を分解することにより或は、電気エネルギー
や光エネルギーを作用させて、励起することで活性種（
Ａ）が試生成され、該活性種（Ａ）成膜空間に導入される。

第２図は１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−８ｉＧｅ（Ｈ，Ｘ）堆極膜を利
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、２１ｉ１を基板、２２及び２７に′ｉ薄膜電極。

２３Ｆ１半導体膜であり、ｎ型半導体層２４、ｎ型半導
体層２５．ｐ型半導体層２６によって構成される。半導
体層２４，２５．２６の−ずれか一層の作成に本発明を
適用することが出来るが、殊に半導体層２６を本発明の
方法で作成することにより、変換効率を高めることが出
来る。本発明の方法で半導体層２６を作成する場合には
、半導体層２６は、例えば、シリコン原子とゲルマニウ
ム原子と水素原子又は／及びハロゲン原子とを構成とす
る非晶質材料（以後ｒＡ−８ＩＧｏ（Ｈ、Ｘ）Ｊと記す
）で構成することが出来る。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ｂは電ネ絶縁性
のものが用いられる。基体２１が導電性である場合には
、薄膜電極２２は省略しても差支えない。半導電性基板
としては、例えば、Ｓｌ。

Ｇｅ、ＧａＡｓ、　ＺｎＯ１ＺｎＳ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　ｉＣｒ
　ｓ　Ａ　ｌ　ｓ　Ｃｒ　ｓ　Ｍｏ　ｓ　Ａｕ　＊　　
Ｉ　ｒ　ｓ　Ｎ　ｂ　−Ｔａ。

Ｖ％Ｔｉｎ　Ｐｔ１ｌ　ＰｂＳ　　Ｉｎｔｏ、ｓｎｏ、
、ＩＴＯ（Ｉ　ｎ２０．　十Ｓ　ｎ　０２）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、好普しく￥ｉ３０〜５　Ｘ　１
０’Ａ、より好捷しくは１００〜５Ｘ１０”Ａとされる
のが望ましい。

ａ−８ｉＧｅ　（Ｈ、Ｘ）　　の半導体層を構成する膜
体を必要に応じてｎ型又はｐ型とするには１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
込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型のａ−８ｉＧｅ　（Ｈ、Ｘ）層を形
成するには、本発明方法により、活性化空間（Ａ）にゲ
ル−７ニウムとノ１０ゲンを苫む化合物の他にケイ素と
７１０ゲンを含む化合物等が導入され。

導入される。また、これとは別に活性化壁間（旧に導入
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、又は適宜混合して支持体
１１の設置して該ある成膜空間に導入する。熱成膜空間に導入された活性
種は熱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、促進或は、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　−５ｉＧ
ｅ　（Ｈ、Ｘ　）層の層厚としては、好ましくは１００
〜１０’Ａ、　　より好ましくは３００〜２０００Ｈの
範囲が望ましい。

また、ｉ型のａ３　ｉＧｅ　（Ｈ＊　Ｘ　）層の層厚と
しては、好ましくは５００〜１０’Ｘ、より好ましくは
１０００〜１００ＯＯＡの範囲が望ましい。

尚、第２図に示すＰＩＮ型ダ型ダイオードディスは、ｐ
型、ｉ型及びｎ型の全ての層を本発明方法で作製する必
要は必ずしもｆｔ＜、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シ、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型及びｎ型のａＱｅ　（８１＊Ｈ９Ｘ）堆積膜を
形成した。

第３図におして、１０１は成膜室であり、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ｐ、導線１（１５；
ｆｔ介して給電され１発熱する。基体温度は特に制限さ
れないが、本発明方法を実施するにあたっては、好まし
くは３０〜４５０°伝より好ましくは５０〜３５０℃で
あることが望ましい。

１０６乃至１０９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。

これらのガスが標準状態にお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の符号に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針側する圧力計、ｄ又はｅを付し
たのは各気体流量を調整するためのパルプである。１２
３は活性１ｆ（Ｂ）を生成する為の活性化室（Ｂ）であ
り、活性化室１２３の周）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ークロ波プラズ
マ発生装置１２２が設けられて−る。ガス導入管１１０
よシ供給される活性種（Ｂ）生成用の原料ガスは活性化
室（Ｂ）１２３内におりて活４！化すれ、生じた活性種
（Ｂ）は導入管１２４を通じて成膜室１０１内に導入さ
れる。１１１Ｆｉ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、１１５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；：二響Ｔ工
に貰：上二二工　・にＳｉ等を構成原子とする膜体を形成する場合に　　　：
は、１１２と同様の図示しなし活性化室（Ｃ）を別に設
けてケイ素とハロゲンを含む化合物と例え　　　ンば固
体Ｓｉ粒等から活性種（ＳｉＸ）を生成させ、成膜室１
０１内に導入することができる。

１１７は熱エネルギー発生装置であって１例えば通常の
電気炉、高周波加熱装置、各種発熱体等が用−られる。

熱エネルギー発生装置１１７からの熱は、矢印１１９の
向きに流れてｈる活性種等に作用され、　　　□作用さ
せられた各活性種は、相互的に化学反応する事によって
基体１０３の全体ある因ハ所望部分にａ−Ｇ　ｅ　（３
ｉ　＊　Ｈ＊　Ｘ　）の堆積膜を形成する。

捷だ１図中％１２０は排気バルブ、１２１は排気管であ
る。

先ず、ポリエチレンテレフタ１．、−　）　フィルム族
の基体１０３を支持台１０２上に載置し、排気装置（不
図示）を用すて成膜室１０１内を排気し。

約１　（１−”ｌ’ｏｒｒ　　に減圧した。カス供給用
ボンベ１０６よシＨ２ガス１５０ＳＣＣＭ、あるいはこ
れとＰＨ８ガス又はＢ　＊　Ｈａガス　（何れも１１０
００ｐｐ水素ガス希釈）４０８ＣＣＭとを混合したガス
をガス導入管１１０を介して活性化’Ｍ　（Ｂ　）１２
３に導入した。

活性化室（Ｂ）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、ＧｅＦｔの活性種（Ａ）を生成させ、
導入管１１６を経て、１０１へ導入した。

この様にし、て成膜室１０１内の圧力ｆ　０．４　’ｌ
’ｏｒｒに保ちつつ、熱エネルギー発生装置により成膜
空間１０１内を２００℃に保持して、ノンドープのある
いはドーピングされたａ　　Ｇ　ｅ　（Ｓ　ｉ＋　Ｈ＊
Ｘ）（膜厚７００Ｘ）を形成した。成膜速度は３２Ａ／
ｓｅｅであツタ。

次いで、得られたノンドープのあるいはｐ型およびｎ型
のａ−Ｇｅ　（Ｓ　ｉ　、Ｈ，Ｘ）膜試料を蒸着槽に入
れ、真空度１Ｏ−ＩＩ　ＴＯｒｒでクシ型のＡｌギャッ
プ電極（ギャップ長２５０μ、中５龍）を形成した後、
印加電圧１０Ｖで暗電流を測定し。

暗導電率　　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／
Ｆ、混合ガスを用すた以外は、実施例１と同様の方法と
手順に従ってａ−Ｇｅ（ｓｉ、Ｈ。

Ｘ）膜を形成した。各試料に就て暗導電率を測定Ｌ７、
結果を第１表に示した。

第１表から、本発明によると電気特性に優れた、ａ　−
Ｑ　ｅ　（Ｓ　ｉ　、　ｒ−Ｔ　、　Ｘ）膜が得られ、
ドーピングが十分に行なわれたａ−ｏｅ　（Ｓ　ｉ　、
Ｈ，Ｘ）膜が得られることが判った。

実施例Ａ第４図に示す装置を使い、以下の如き操作によって第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（
４）、２０３は電気炉、２０４は固体００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、２０）８は第３図の１０４
と同様に用いられる加熱ヒーター、２０９　、２１・Ｏ
は吹き出し管、２１１はＡＩシリンダー等の基体、２１
２は排気パルプを示している。

また、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、２１７＝’ｌはガス導入
管である。

成膜室２０１にＡＩシリンダー基体２１１をつり下げ、
その内側に加熱ヒーター２０８を備え、モーター２０７
により回転できる様にする。２１８は熱エネルギー発生
装置であって、例えば通常の電気炉、高周波加熱装置、
各種発熱体等が用い　　　□られる。

また、活性化室（Ａ１２０２に固体００粒２０４を詰め
て、電気炉２０３により加熱し、Ｑｅを赤熱状態とし、
そこへ導入管２０６を通じて、不図示Ｆ、＊を導入管２
０６を経て、成膜室２０１へ導入した。また、２（）２
と同様の図示しない活性化室（Ｃ）により、固体Ｓｉ粒
とＳｉＦ４とからｓＩｐ。

＊の活性種（ＳｉＸ）を生成させ成膜室２０１へ　　　
゛導入した。

ズ寸発生装置２２１によりプラズマ化等の活性化処理を
受けて活性化水素となり、導入管２１７−２を通じて、
成膜室２０１内に導入された。このを月Ｓ＝Ｏ℃に保持
する。

−２０８により加熱、保持され、回転させ、排ガスは排
気バルブ２１２の開口を適当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、中間層は１２は感光層１３に先立ち、導入管２１
７よりＨ，／Ｂ、Ｈ，（容１％でＢ−Ｈｓガスが０．２
％）の混合ガスを導入し、膜厚２０００Ａで成膜された
。

比較例ＩＧｅＦ’、とＳｉＨ，とＨｌ及びＢ、Ｈ，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１
３．５６ＭＨ２の高周波装置を備え一般的なプラズマＣ
ＶＤ法により第１図に示す層構成の電子写真用１象形成
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。

／′ 実施例各第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。

筐す、１００ＯＡ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（−１１０
”１７ｏｒｒに減圧した後、実施例１と同様に生成され
た活性種ＧｅＦ−と活性種ＳＩＦ・＊を成膜室１０１円
に導入した。又、Ｈ２ガス、Ｐ　Ｈ、ガス（ＰＨ，１１
０００ｐｐ水素カス噛釈）の夫々を活性化室（Ｂ）　１
２３に導入して活性化した。次いで、この活性化された
ガスを導入管なから、Ｐでドーピングされたｎ型ａ−８
ｉＱｅ（Ｈ，Ｘ）膜２４（膜厚７００Ａ）を形成した。

次いで、ＰＨ，ガスの導入を停止し、８＋Ｆｍ＊／Ｇｅ
Ｆ、＊の値を２倍にした以外はｎ型ａ　−８ｉＧｅ（Ｈ
，Ｘ）膜の場合と同一の方法でノンドープのａ−８ｉ　
Ｇｅ　（Ｈ、Ｘ）膜２５（膜厚５０００Ａ）を形成した
。

次いで、Ｔ（、ガスと共にＢ、Ｈ，ガス（１００ｏｐｐ
ｍ水累ガス希釈）、それ以外はｎ型と同じ条件でＢでド
ーピングされたｐｍａ−８ｉ　Ｇ　ｅ（Ｈ。

Ｘ）膜２６（膜厚７００　Ａ）を形成した。更に、′こ
のｐ型膜上に真空蒸着により膜厚１０００ＡのＡＩ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１ｉ）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１０　ｏ、ｍｗ／ｆｆ１）で、変
換効率８．０チ以上、開放端電圧０８７■、短絡電流９
．７ｍＡ／ｃｒ＆が得られた。

実施例撃導入管１１．０からのＨ、ガスの代りに、Ｈ，／Ｆ、混
合ガス（混合比Ｈ，／Ｆ、＝１５）を用いた以外は、実
施例基と同様にして実施例４で作成したのと同様のＰＩ
Ｎ型ダイオードを作製した。

この試料に就で整流特性及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
的中電気的特性を有するａ　−Ｓ　ｉ　Ｇ　ｅ（Ｈ＋Ｘ
）ＰＩＮ型ダイオードが得られる。

〔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　。

積比に有利であり、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、成膜時／プラズマエ
ツチングの影響を受は易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式図である。第２図は本発明方法を用いて製造されるＰＩＮ型ダイオ
ードの構成例を説明するための模式図である。第３図及び第４図はそれぞれ実施例で用いた本発明方法
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・・・・・・電子写真用像形成部材、１１・・・・
・・基体、１２・・・・・・中間層、１３・・・・・・感光層、２１・・・・・・基体、２２．２７・・・・・・薄膜電極、２４・・・・・・ｎ型半導：体層、２５・・・・・・ｉ型半導体層、　　　。２６・・・・・・ｐ型半導体層１．１０６．１０７，１０８，１０９，２１３゜２１４．２
１５，２１６・・・・・・ガス供給系、　゛１０３　、
２１１・・・・・・基体、１１７　、２１８・−−−熱エネルギー発生装置ｉ！［
′。

Claims

【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、これらに熱エネルギーを作
用させ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。