JPS61247018A - 堆積膜形成法及び堆積膜形成装置 - Google Patents

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〕 本発明は堆積膜、とりわけ機能性膜、殊に半導体デ°バ
イス、成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、光起電力素子などに用いる
非晶質乃至は結晶質の堆積膜を形成するのに好適な方法
及びその装置に関する。

〔従来技術〕

例えばアモルファスシリコン膜の形成には、真空蒸着法
、プラズマＣＶＤ法、ＣＶＤ法２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。

両生ら、アモルファスシリコン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、再現性を含めて生産性
、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
ルファスシリコン堆積膜の形成に於ての反応プ四セスム
、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２
反応容器の構造、排気速度、プラズマ発生方式など）こ
れらの多くのパラメータの組み合せによるため、時には
プラズマが不安定な状部になり、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ー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
いというのが実状であった。

一方、アモルファスシリコン膜として電気的。

光学的特性が各用途を十分く満足させ得るものを発現さ
せるには、現状ではプラズマＣＶＤ法によって形成する
ことが最良とされている。

丙午ら、プラズマＣＶＤ法では、前記したように、堆積
膜の形成パラメーターが複雑なため、均一な成膜条件を
、くり返し作り出すことがむずかしく、特に、大面積に
わたって堆積膜を形成する場合には、形成される膜の膜
厚及び膜品質の均一性を十分に満足させて、膜形成を再
現性良くおこなうことが困難であった。ま九、量産化を
図る場合には、その量産の為の管理項目も複雑になり、
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、今後改善すべき間厘点として指摘
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、アモルファスシリコン膜の形成に於て、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、例えば窒化シリコン膜
、炭化シリコン膜、酸化シリコン膜に於ても各々同様の
ことがいえる。

〔発明の目的〕

本発明の目的、上述したプラズマＣＶＤ法の欠点を除失
すると同時に、従来の形成方法によらない新規な堆積膜
形成法及びその装置を提供するものである。

本発明の別の目的は、形成される膜の特性を保持し、堆
積速度の向上を図りなから膜厚の均一な堆積膜を大面積
にわたって再現性良く高効率で生産することができる堆
積膜形成法及びその装置を提供することである。

本発明の更に別の目的は、膜形成条件の管理の簡素化、
膜の量産化を容易に達成させることができる堆積膜形成
法及びその装置を提供することである。

〔発明の概要〕

本発明の堆積膜形成法は、基体上に堆積膜を形成する為
の成膜空間内に、タングステンから成るメツシュ状の活
性化手段を設けて水素を含むガスを活性化することを特
徴とする。

また、本発明の堆積膜形成装置は、基体上に堆４ｇ！膜
を形成する為の成膜室内に、水素を含むガスを活性化す
るためのタングステンから成るメツシュ状部材を設けた
ことを特徴とする。

〔実施例〕

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、成膜空間に、一方か
ら、活゛注化空間においてあらかじめ活性化された成膜
用の原料ガスより生成された活性種を導入し、また他方
から水素を含むガスを導入し、該ガスを成膜空間内に設
けられたタングステン（ト）から成るメツシュ状の活性
化手段の触媒作用により活性化して、前記あらかじめ活
性化空間において活性化された成膜用の原料ガスより生
成された活性種と化学反応させることにより、堆積膜を
形成するので、形成される堆積膜は、成膜中にエツチン
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ができる。

更に、水素を含むガスの活性種を、タングステンの触媒
作用により、堆積膜を形成する為の基体の近傍で生成す
ることができるため、比較的寿命の短い水素の活性種を
、効率良く基体上に供給することができ、したがって、
水素を含むガスの使用効率を格段に向上させるととがで
きる。

又、水素を含むガスを活性化する手段がメツシュ状であ
るため、このメツシュの面積を基板の膜形成面の大きさ
に応じて任意に調整することにより、膜形成面上に均一
な量の水素を含むガスより生成される活性種を供給する
ことができ、大面積にわたって均一な堆積膜を形成する
ことができる。

本発明では、活性化空間で成膜用の原料ガスより生成さ
れる活性種は、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
用される。

本発明に於いて、活性化空間に導入される成膜用の原料
ガスとしては、ケイ素とハロゲンを含む化合物、炭素と
ハロゲンを含む化合物、ゲルマニウムとハロゲンを含む
化合物等が挙げられる。

これらの化合物は、それぞれ単独で用いても、また、適
宜必要に応じて併用しても差支えない。

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いられ、具体的には、例え
ば、５ｉｕＹ２ｕ４−２、（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１種の元
素である。）で示される鎖状ハロゲン化ケイ素、５ｉｙ
Ｙ２ｙ（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、５ｆｆｉｕＨＸＹ
ｙ（Ｕ及びＹは前述の意味を有する。ｘ＋ｙ＝２ｕ又は
２ｕ＋２である。）で示される鋼状又は環状化合物など
が挙げられる。

具・本釣には例えば８ｉＦ、　、　（ＳｉＦ、）、　、
（８ｉＦ、）、。

（Ｓ　１１’　２）　４　、　Ｓ　１！Ｆ６　＊　Ｓ　
ｌ　３Ｆ＠　＊　Ｓ　ｌＨＦ３　、　Ｓ　＋−Ｈ，Ｆ、
。

５ｉＣＩ、（５ｉＣ１１）ｓ　、　５ｉＢｒ、　、　（
５ｉＢｒ２）５　。

８ｉ２Ｃ１，、５ｉｔＢｒｓ　、　Ｓ　：ＨＣｌ、　、
　８　：ＨＢｒ３゜８　：ＨＩｓ　、　８ｉ１Ｃ１，Ｆ
、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！Ｍ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用いられ、具体的〈は
、例えば、ＣｕＹ！ｕ＋２（Ｕは１以上の整数、ＹはＦ
、（：：Ｉ、Ｂｒ及び工より選択される少なくても一種
の元素である。）で示される鎖状ハロゲン化炭素、Ｃｖ
Ｙ、ｖ（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＝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ＣＦ４．　（ＣＦ２）う、　（ｃｒｔ
）。。

（ＣＦ２）４　、　ＣｔＦａ　、　Ｃ５Ｆａ　、　ＣＨ
Ｆ５　、　ＣＨ，Ｆｚ、　ＣＣＩ。

（ＣＣ１２）ＩＩ　ｐ　ＣＢｒ４　（ＣＢｒ２）ａ　＋
　ＣｔＣＩｓ　ｔ　Ｃ２Ｂｒ６ｐＣ）（ＣＩ、　、　Ｃ
ＨＩ、　、　Ｃ，ＣＩ　、ＦＭ　　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種以上を併用し
てもよい。

また、ゲルマニウムとハロゲンを含む化合物としては、
例えば鎖状又は環状水素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、例えば、ＧｅｕＹ２ｕ＋ｚ　（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１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Ｇ　ｅ　ｖ　Ｙ、ｖ（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
ハロゲン化ゲルマニウム、ＧｅｕＨｘＹｙ　（ｕ及びＹ
は前述の意味を有する。ｘ　＋　ｙ　＝　２　ｕ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ＧｅＦ、、　（ＧｅＦ、）、、（Ｇｅ
Ｆ、）６゜（ＧｅＦ２）、　、　Ｇｅ、Ｆ、　、　Ｇｅ
３Ｆ６　、　ＧｅＨＦ、　、　ＧｅＨＢｒ３゜ＧｅＣ１
４（ＧｅＣ１，）ｓｐ　ＧｅＢｒ＋ｖ　（ＧｅＢｒ２）
、、ｔＧｅ、Ｃｉ６．　Ｇｅ２Ｂｒ６　、　ＧｅＨＣ１
ｓ、　ＧｅＨＢｒ３　。

ＧｅＨＩ、　、　Ｇｅ、Ｃｌ３Ｆ３　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。

本発明におい七、活性化空間で活性種を生成させる方法
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、
赤外線加熱等の熱エネルギー、光エネルギーなどの活性
化エネルギーが使用される。成膜用の原材ガスの複数を
用いる場合には、予め混合して活性化空間内に導入する
こともできるし、あるいはこれらの成膜用の原料ガスを
夫々独立した供給源から各個別に供給し、活性化空間に
導入することもできる。

また、成膜空間に導入されて、タングステン（ト）から
成るメツシュ状の活性化手段の触媒作用により活性化さ
れる水素を含むガスとしては、水素単体、あるいは水素
とハロゲン化合物（例えばＦ、ガｙ、、ＣＩ、ガス、ガ
ス化したＢｒｌ、Ｉ、等）、Ａｒ、Ｈｅ等の不活性ガス
を併用したものを挙げることができる。

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グすることが可能である。

使用する不純物元素としては、ｎ型不純物として、周期
律表第１族Ａの元素９例えばＢ　、ＡＩ　、Ｇａ　、Ｉ
ｎ　、Ｔ１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、
８ｂ。

Ｂｉ等が好適なものとして挙げられるが、特にＢ、’Ｇ
ａ、Ｐ、８ｂ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ｔ気的・光光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
は少なくとも堆積膜形成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、ＰＨ，、Ｐ、Ｈ，、ＰＦ
、　。

ＰＦ、、ＰＣＩＢ、ＡｓＨ，、ＡｓＦ３．ＡｓＦ、。

Ａ３Ｃ１，，８ｂＨｓ、ＳｂＦ、、８ｉＨ，、ＢＦ、。

ＢＣｌｇ、ＢＢｒ、、Ｂ２Ｈ，、Ｂ４Ｈ１６、ＢＡＨ＠
　。

Ｂ、Ｈ，、、Ｂ、Ｈ，。、ＢＩＩＨ１２，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。

不純物元素を成分として含む化合物は、ガス状態で直接
、或いは水素を含むガスと混合して成膜空間内に導入し
ても差支えないし、或いは成膜用の原料ガスと同様に、
活性化空間であらかじめ活性化して、その後成膜空間に
導入することもできる。

本発明に於いて用いられるタングステンから成るメツシ
ュ状部材は、タングステン線を用いてメツシュ状とした
ものでもよいし、また少なくとも表面がタングステンか
ら成る細いパイプを用いてメツシュ状としたものでもよ
い。この場合には、パイプの基体に面する側に、複数個
の孔を設けて、成膜用の原料ガスより生成される活性種
を、パイプを通して導入し、上記複数個の孔より基体上
の膜形成面上に供給するような構造とすることができる
。

メツシュ状部材の大きさは、膜形成をおこなう基体の大
きさによって決定されるものであるが、より好ましくは
、基体の一方向の長さと同等あるいはそれ以上の長さを
メツシュ状部材が有しているのが望ましい。

次に、本発明方法によって形成される電子写真用像形成
部材としての光導電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光導電部材の
構成例を説明する為の模式図である。

第１図に示す光導電部材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ｎ１
２、及び感光層１３で構成される層構成を有している。

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、ｘテン
レスｔ　Ａ　１　、　Ｃｒ　、　Ｍ　ｏ　。

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
成樹脂め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、（：’ｒ、Ｍｏ、Ａｕ、Ｉｒ、Ｎｂ、Ｔａ。

、　Ｖ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｐｂ、Ｉｎ２Ｏ，、ＳｎＯ，。

ＩＴｏ　（Ｉｎ、Ｏ，＋ＳｎＯ，）等の薄膜を設けるこ
とによって導電処理され、或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、Ｔｉ。

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゛返子写真用像
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の側への通過を容易に許す機能を有する。

この中間層１２は、水素原子（Ｈ）及び／又はハロゲン
原子（Ｘ）を含有するアモルファスシリコン（以下、ａ
−、Ｓｉ’（Ｈ，Ｘ）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ｐ型不純物が含有
されている。

本発明において、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
．００１〜５　Ｘ　１０’　ａｔｏｍｉｃｐｐｍ、より
好適には０．５〜Ｉ　Ｘ　１０’　ａｔｏｍｉｃｐｐｍ
、最適には１〜５　Ｘ　１０”　ａｔｏｍｉｃ　ｐｐｍ
とされるのが望ｔ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でケイ素とハロ
ゲンを含む化合物より生成された活性種と、水素を含む
ガス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を夫々支持体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水素を含むガスは、タングステン
から成るメツシュ状部材の触媒作用により活性化され、
活性化空間から導入された活性種と化学反応して、前記
支持体１１上に中間層１２を形成させる。

中間層１２を形成させる際に活性化空間に導入されて活
性種を生成するケイ素とハロゲンを含む化合物としては
、例えば容易に８ｉＦ−の如き活性種を生成する化合物
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・〜１０μ、
より好適には４０λ〜８μ、最適には５０λ〜５μとさ
れるのが望ましい。

感光層１３は、例えばａ　−Ｓ　ｉ　（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、１〜１００μ
、より好適には１〜８０μ、最適には２〜５０μとされ
るのが望ましい。

感光層１３はノンドープのａ−８ｉ（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
れるのであれば中間層１２の場合と同様に、成膜空間に
活性化空間でケイ素とハロゲンを含む化合物より生成さ
れた活性種と水素を含むガスと必要に応じて不純物元素
を成分として含む化合物のガス等を導入し、これらのガ
スを、タングステンの触媒作用により活性化して、前記
活性種と反応させることにより、中間層１２上に感光Ｎ
１３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−８ｉ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ａ−８ｉ　（Ｈ。

Ｘ）層２４、ｉ型のａ　−Ｓ　ｉ　（Ｈ、Ｘ　）層２５
、ｐ型のａ　−Ｓ　ｉ　（Ｈ、Ｘ　）層２６によって構
成される。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、半導蒐性、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、薄膜
′成極２２は省略しても差支えない。半導を性基板とし
ては、例えば、８ｉｐＧｅ　、ＧａＡｓ　、ＺｎＯ，Ｚ
ｎ８等の半導体が挙げられる。薄膜電極２２．２７とし
ては例えば、ＮｉＣｒ、ＡＩ　、Ｃｒ、Ｍｏ、Ａｌｌ、
Ｉｒ　。

Ｎｂ、Ｔａ、Ｖ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｎ、Ｏｌ。

ＳｎＯ，、ＩＴｏ（Ｉｎ、Ｏ，＋８ｎＯ，）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３０〜５Ｘ１０’人
、より好ましくは１００〜５Ｘ１０”人とされるのが望
ましい。

ａ−８ｉ（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、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型のａ−８ｉ（Ｈ，Ｘ）層を形成する
には、本発明方法により成膜空間に活性化空間でケイ素
とハロゲンを含む化合物より生成される活性種が導入さ
れ、また、これとは別に、水素を含むガスと、必要に応
じて不純物元素を成分と、して含む化合物のガスを成膜
空間に導入し、導入された水素を含むガスは、タングス
テンから成るメツシュ部材の触媒作用により活性化され
、活性化空間から導入された活性種と化学反応して、基
体２１上に堆積膜が形成される。ｎ型およびｐ型のａ　
−Ｓ　ｉ　（Ｈ，Ｘ）層の層厚としては、好ましくは１
００〜１０４人、より好ましくは３００〜２０００Ａの
範囲が望ましい。

また、ｉ型のａ　−Ｓ　ｉ　（Ｈ、Ｘ　）層の層厚とし
ては、好ましくは５００〜１０’Ａ、より好ましくは１
０００〜１００００人の範囲が望ましい０ 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ａ
　−Ｓ　ｉ　（Ｈ、Ｘ　）堆積膜を形成した。

第３図において、３０７は成膜室であり、内部の基体支
持台３１０上に、所望の基体３１１が載置されている。

３１２は遮蔽板である。３１３は基体加熱用ヒーターで
あり、導線３１５を介して給電され、発熱する。該ヒー
タ３１３は成膜前に基体３１１を加熱処理したり、成膜
後に′形成された膜の特性を一層向上させる為にアニー
ル処理したり、また必要に応じて成膜中に基体３１１を
加熱する際に使用される。本発明方法を実施するにあた
って、基体を加熱する場合には、基体加熱温度は好まし
くは３０〜４５０’Ｏ，より好ましくは５０〜３５０℃
であることが望ましい。１４は温度をモニタする熱電対
である。３０１は導入管であり、成膜用の原料ガスは、
不図示のガス供給源より、該導入管３０１を介して活性
化室３０３に導入される。

活性化室３０３内には、原料ガスと反応する固体粒３０
４が充填されている。３０６は成膜用の原料ガスを活性
化するための活性化手段であり、該原料ガスは、活性化
室３０３であらかじめ活性化されて活性種となり、成膜
室３０７に導入される。一方、導入管３０２から、水素
を含むガスが、成膜室３０７に導入される。成膜室３０
７内には、タングステンから成るメツシユ状部材３０９
が設置されており、導！３１５を介して給電され所望の
温度に加熱されている。

導入管３０２より導入される水素を含むガスは、タング
ステンから成るメツシュ状部材３０９を通過する際、そ
の触媒作用により活性化され、活性化水素等となり、こ
れらが前記した活性種と反応することにより、基体上に
所望の堆積膜が形成される。

尚、本発明では、成膜室で、必要に応じて、光エネルギ
ー熱エネルギー、放電エネルギー等の励起エネルギーを
、補助的に用いてもよい。

先ず基体３１１として、コーニング７０５９ガラスを用
い、支持台３１０上に載置し、排気装！（不図示）を用
いて成膜室３０７内を排気し、１０４ＴＯｒｒに減圧し
た。基板加熱用ヒーター３１３によりフーニング７０５
９ガラス基板を２００　’Ｏに加熱した。活性化室３０
３に、固体Ｓｉ粒３０４を詰めて、電気炉３０６により
加熱し、約１１５０℃に保ち、Ｓｉを赤熱状態とし、そ
こへ導入管３０１を通じて不図示のボンベよりＳｉＦ、
を３０ＳＣＣＭ吹き込むことにより、活性種としての５
ｉＦ−を生成させ該８ｉＦ−を成膜室３０７へ導入した
。また、他方、導入管３０２よりＨ，ガスをｔｏｓｃｃ
Ｍ成膜室３０７へ導入した。成膜室内のタングステンメ
ツシュ３０９を約２０００℃に加熱し、基体３１３とタ
ングステンメツシュ３０９は、その距離が約１ｃｍとな
るように配置した。

この状態で成膜をおこない、基体上にアモルファスシリ
コン（ａ−８ｉ　（Ｈ，Ｘ））膜を堆積した。得られた
膜の膜厚は、１．８μｍであった。

次いで、得られたａ　−８ｉ　（Ｈ、Ｘ　）膜試料を蒸
着槽に入れ、真空度１０’Ｔｏｒｒでクシ型のＡｊギャ
ップ電極（ギャップ長２５０μ、巾５　ｍ　ｍ　）を形
成した後印加電圧５０Ｖで暗電流を測定し、暗導電率σ
ｄを求めて、膜特性を評価した。　　　　゛ 得られた暗導電率は５　Ｘ　１０”　（Ω−ｃｍ　）−
’であった。次に１．００　ｍｗ／ｍの白色光を照射し
、明導電率σｐを求めた。得られた明導電率σｐは７Ｘ
１０′ｓ（Ω−ｃ　ｍ　）−’で、良好な光導電特性の
膜が得られた。

〔実施例２〕 導入管３０２から、Ｈ２ガスに加えてＢ、Ｈ。

ガスを８ｉＦ、ガス流量に対しｓｏｏｏｐｐｍ導入した
以外は実施例１と同様にして、ａ−８ｉ（Ｈ、Ｘ　）膜
を形成し、特性を評価した。実施例１と同様にくし型の
Ａ　ｚ　電極を蒸着して測定した暗導電率σｄは８ＸＩ
Ｑ４（Ω−ｃ　ｍ　）　−’　であった。また熱起電力
の測定により、得られた膜はｐ型であった。

〔実施例３〕 導入管３０２から、Ｈ，ガスに加えてＰＨ，ガスをＳｉ
Ｆ、ガス流量に対し１５００ｐｐｍ導入した以外は実施
例１と同様にして、ａ−８ｔ（Ｈ，Ｘ）膜を形成し、特
性を評価した。実施例１と同様にくし型のＡＩ！′ｆ４
Ｌ極を蒸着して測定した暗導電率σｄは７×１０″（Ω
−ｃ　ｍ　）　’であ・　つた。また熱起電力の測定に
より、得られた換はＮ型であった。

〔実施例４〕 第４図に示す装置を使い、以下の如き操作によって、９
４１図に示した如き層構成のドラム状を子写真用像形成
部材を作成した。

第４図において、４４０は成膜室、４２１はケイ素とハ
ロゲンを含む化合物ガス導入管、４２２は活性化室、４
２４は固体Ｓｉ粒、４２３は電気炉、４２６は活性種導
入管開口部、４３１はタングステンメツシュ、４３２は
円筒状基体、４３３は円筒状基体を加熱するための赤外
線ランプ、４３４は反射板である。また、４２７゜４２
８はＨ，ガス導入管であり、その放出部４２９．４３０
はその放出口に向って径が広がっている形状となってい
る。４３５は排気管である。

成膜室４４０内にｈｅクシンダー基体４３２を設置し、
赤外線ランプにより約３００℃に加熱した。

活性化室４２２に固体Ｓｉ粒４２４を詰めて、電気炉２
３により加熱し、１１５０℃に保ち、Ｓｉを赤熱状態と
し、導入管４２１を通じて不図示のボンベより、ＳｉＦ
、ガスを３００８ＣＣＭ吹き込むことにより、活性種と
しての８ｉＦ１”を生成させ、該５ｉＦ−を成膜室４４
０内に導入した。また他方、導入管４２８より、５００
０ｐｐｍのＢ、Ｈ，を含んだＨ，ガスをａ　ｏ　ｏ　ｓ
ｃＣＭ成膜室４４０に導入した。

成膜室４４０内には、タングステンメツシュ４３１をｈ
ｐシリンダー基体４３２と約１ｃｍの距離をおいて同心
円状に設置した。タングステンメツシュ４３１を、通電
することにより、約２０００°ＯＫ加熱した。成膜室の
内圧をＩＴｏｒｒに保ち、この状態で基体を回転し、成
膜をおこない、Ａ／シリンダー基体上にＢを含有するａ
−８ｉ（Ｈ，Ｘ）層を形成した。

次に、Ｂ、Ｈ，ガスの導入をやめ、ＳｉＦ４ガスを６０
０８ＣＣＭ　　Ｈｚガスを１２００ＳＣＣＭとすること
により、ノンドープのａ　−Ｓ　ｉ　（、Ｈ。

Ｘ）層を形成した。

〔比較例１〕 ＳｉＦ、、ＳｉＨ，、Ｈ２，Ｂ、Ｈ，の各ガスを使用し
て、１３．５６ＭＨｚの高周波装置を備えた一般的なプ
ラズマＣＶＤ法により、第１図に示す層構成のドラム状
電子写真用像形成部材を形成した。

実施例４及び比較例１で得られたドラム状の亀子写真用
像形成部材の製造条件と性能を第１表に示した。

〔実施例５〕 第３図に示した装置を用い、以下の如き操作によって、
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を蒸着したコーニング
７０５９ガラス基体２１を支持台に載置し、１０″Ｔｏ
ｒｒに減圧した後、ヒーター３１３により、ガラス基板
２１を２００℃に加熱した。実施例１と同様に活性化室
３０３に固体８ｉ粒３０４を詰めて電気炉３０６により
加熱し、約１１５０℃に保ち、Ｓｉを赤熱状態とし、そ
こへ導入管３０１を通じて、不図示のボンベよりＳｉＦ
、を３０８ＣＣＭ吹き込むことにより、活性種として８
ｔＦ、を生成させ、該５ＩＦ−・　　　米 を成膜室３０７へ導入した。また他方、導入管３０２よ
りＨ，ガスで１５０００ｐｐｍに希釈し九Ｂ、Ｈ，ガス
を１０　ＳＣＣＭ成膜室３０７へ導入した。成膜室内の
タングステンメツシュ３０９を約２０００℃に加熱した
状態で成膜をおこない、ＩＴＯ膜２膜上２上２０ＯＡの
ｐ型のａ　−Ｓ　ｉ　（Ｈ、Ｘ　）膜２３を成膜した。

次に、Ｈ，ガスで希釈し九Ｂ、Ｈ，ガスのかゎりに純Ｈ
，ガス１１０８ＣＣを導入管３０２より成膜室３０７へ
導入した。

タングステンメツシュ３０９を約２０００℃に加熱した
状態で成膜した。その結果ｐ型のａ−８ｉ（Ｈ，Ｘ）膜
２３上に約５００ＯＡの１型のａ　−８ｉ　（Ｈ、Ｘ　
）膜２４を成膜した。

次に１純Ｈ，ガスのかわりに、Ｈ，ガスで４５００ｐｐ
ｍに希釈したＰＨ，、Ｆ／スｔ−，１０ＳＣＣＭ導入管
３０２より、成膜室３０７へ導入した。

・ｐ層ｅｉＮ成膜時と同様に、タングステンメツシュ３
０９を約２０００　’ｏに加熱した状態で、成膜した。

その結果Ｉ型のａ　−Ｓ　ｉ　（Ｈ、Ｘ　）膜２４上に
約５ｏＯ人のＮ型アモルファスシリコン膜２５を成膜し
た。

次いで、上記方法で得られたＰＩＮ型のａ−８ｉ　（Ｈ
，Ｘ）膜試料を真空蒸着槽にいれ、真空度Ｉ　Ｘ　１０
’　Ｔｏｒｒで電子ビーム加熱によりＮ型ａ−８ｉ　（
、Ｈ，Ｘ）８２５上に直径１１．８ｍｍのＡｌ電極を１
０００人形成し、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１ｍ）に、ＩＴＯ展側よ
り光照度１００ｍＷ／ｃｒｉの白色光を照射したところ
、変換効率６．９％以上、開放端電圧０．７２Ｖ、短絡
電流１５ｍＡ′／ｃｍが得られた。

〔発明の効果〕

本発明の堆積膜形成法及びその装置によれば、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。また特に大面積にわたって堆
積膜を形成する場合、再現性良く高効率で堆積膜を形成
することができ、膜形成条件の管理の簡素化、膜の量産
化を容易に達成することができる。

【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、それぞれ本発明の堆積膜形成装置
の構成図である。 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、３０
７．４４０・・・・・・−・成膜室、３０３．４２２・
・・・・・・・・活性化室、３１１．４３２・・・・・
・・・・基体、３０９．４３１・曲・・・・タングステ
ンメツシュ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）基体上に堆積膜を形成する為の成膜空間内にタン
   グステンから成るメッシュ状の活性化手段を設けて水素
   を含むガスを活性化することを特徴とする堆積膜形成法
   。
2. （２）基体上に堆積膜を形成する為の成膜室を有し、該
   成膜室内に水素を含むガスを活性化するためのタングス
   テンから成るメッシュ状部材を設けたことを特徴とする
   堆積膜形成装置。