JPS61281519A - 非晶質シリコン膜の形成方法 - Google Patents
非晶質シリコン膜の形成方法Info
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- JPS61281519A JPS61281519A JP60124442A JP12444285A JPS61281519A JP S61281519 A JPS61281519 A JP S61281519A JP 60124442 A JP60124442 A JP 60124442A JP 12444285 A JP12444285 A JP 12444285A JP S61281519 A JPS61281519 A JP S61281519A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/549—Organic PV cells
Landscapes
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Photovoltaic Devices (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。
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、基体たとえば導電性基板に非晶質シリコン膜
を形成する方法に関するものである。
を形成する方法に関するものである。
従来の技術
ハロゲン原子を含む非晶質シリコン膜（以下ａ−８ｉ
：Ｘ：Ｈ膜と略記する。但し、Ｘ＝Ｆ 、Ｃ１、Ｂｒ
）３へ− は、水素のみ含有する非晶質シリコン膜（以下ａ−３ｉ
：Ｈ，膜と略記する。）に比べて、耐熱性が優れており
、才だ光照射による膜構造の変化が少ない等の利点をも
つことから、太陽電池捷たは電子写真感光体への開発が
活発に行われている。中でも、原料ガスであるＳ Ｉ
Ｆ４が低価格で入手し易く、しかも膜の電気的特性およ
び安定性が優れていることから、ａ−３ｉ：Ｆ：Ｈ膜に
関する研究が最も盛んに行われている。
：Ｘ：Ｈ膜と略記する。但し、Ｘ＝Ｆ 、Ｃ１、Ｂｒ
）３へ− は、水素のみ含有する非晶質シリコン膜（以下ａ−３ｉ
：Ｈ，膜と略記する。）に比べて、耐熱性が優れており
、才だ光照射による膜構造の変化が少ない等の利点をも
つことから、太陽電池捷たは電子写真感光体への開発が
活発に行われている。中でも、原料ガスであるＳ Ｉ
Ｆ４が低価格で入手し易く、しかも膜の電気的特性およ
び安定性が優れていることから、ａ−３ｉ：Ｆ：Ｈ膜に
関する研究が最も盛んに行われている。
従来、ａ−３ｉ ：Ｘ：Ｈ（Ｘ＝Ｆ 、 ＣＩ 、 Ｂ
ｒ ）膜の形成方法として最も良く利用されているの
がグロー放電分解法である。この方法は、第２図に示す
ように、真空容器２１内にガス導入口２２から原料ガス
たとえばＳ ｒ Ｆ４とＨ２の混合ガスあるいはＳ ｚ
Ｆ４と５ＩＨ４の混合ガスを、シャワー状に穴を開け
た電マを発生させて原料ガスを分解し、ヒーター２６に
より２００〜３５０°Ｃに加熱された基板２４表面上に
ａ−８ｔ ：Ｆ：Ｈ膜を形成する。
ｒ ）膜の形成方法として最も良く利用されているの
がグロー放電分解法である。この方法は、第２図に示す
ように、真空容器２１内にガス導入口２２から原料ガス
たとえばＳ ｒ Ｆ４とＨ２の混合ガスあるいはＳ ｚ
Ｆ４と５ＩＨ４の混合ガスを、シャワー状に穴を開け
た電マを発生させて原料ガスを分解し、ヒーター２６に
より２００〜３５０°Ｃに加熱された基板２４表面上に
ａ−８ｔ ：Ｆ：Ｈ膜を形成する。
発明が解決しようとする問題点
従来のａ −８ｉ ： Ｆ ：Ｈ膜の形成方法であるＳ
ｚ Ｆ４とＨ２の混合ガスを原料ガスとするグロー放
電分解法では、プラズマ中のフッ素ラジカルがエツチン
グ作用をもつため、成膜可能な条件が非常に狭い領域に
限られており、成膜できる場合においても成膜速度は１
〜２μｍ／ｈと小さい。成膜可能な条件を広クシ、かつ
成膜速度を上げるため、５ＩＦ４と弓の混合ガスを使用
する代わりに、５ＩＦ４とＳ ｉＨａの混合ガス甘たは
、Ｓ ｔ Ｆ４とＳ ｉＨ４とＨ２の混合ガスまたは５
ＩＨ２Ｆ２を原料ガスとして使用することが試みられて
いるが、成膜速度は２〜３μｍ／ｈと小さく 、ａ−３
ｉ：Ｆ：Ｈ膜の成膜速度の大幅な向上は実現できていな
い。従って、電子写真用感光体で必要とされる１５μｍ
以上のａ−８ｉ：Ｆ：Ｈ膜を形成するためには５時間以
上を要することになり、電子写真用感光体の迅速な量産
を可能にできない。また、成膜速度を上げるためにＳｉ
Ｈ４流量を増加すると、原料ガス中の気相反応により粉
状のシリコンが大量に発生し、成膜装置内の排気系に目
づまりを起こす問題を生じる。
ｚ Ｆ４とＨ２の混合ガスを原料ガスとするグロー放
電分解法では、プラズマ中のフッ素ラジカルがエツチン
グ作用をもつため、成膜可能な条件が非常に狭い領域に
限られており、成膜できる場合においても成膜速度は１
〜２μｍ／ｈと小さい。成膜可能な条件を広クシ、かつ
成膜速度を上げるため、５ＩＦ４と弓の混合ガスを使用
する代わりに、５ＩＦ４とＳ ｉＨａの混合ガス甘たは
、Ｓ ｔ Ｆ４とＳ ｉＨ４とＨ２の混合ガスまたは５
ＩＨ２Ｆ２を原料ガスとして使用することが試みられて
いるが、成膜速度は２〜３μｍ／ｈと小さく 、ａ−３
ｉ：Ｆ：Ｈ膜の成膜速度の大幅な向上は実現できていな
い。従って、電子写真用感光体で必要とされる１５μｍ
以上のａ−８ｉ：Ｆ：Ｈ膜を形成するためには５時間以
上を要することになり、電子写真用感光体の迅速な量産
を可能にできない。また、成膜速度を上げるためにＳｉ
Ｈ４流量を増加すると、原料ガス中の気相反応により粉
状のシリコンが大量に発生し、成膜装置内の排気系に目
づまりを起こす問題を生じる。
寸だ、グロー放電分解法では、膜形成に費されるエネル
ギの一部を基板加熱による熱エネルギが担っており、８
１ 原子とＦ原子の結合エネルギが８１原子とＮ原子の
結合エネルギに比べて大きいことから、ａ−３ｉ：Ｆ：
Ｈ膜の成膜時の基板温度は、ａ−３ｉ：Ｈ膜の場合より
も高くしなければならず、通常２５０’Ｃ以」二に設定
される。従って、グロー放電分解法では、耐熱性の乏し
い有機物上にａ−８ｉ：Ｆ：Ｈ膜を形成することが困難
であるという欠点を有する。
ギの一部を基板加熱による熱エネルギが担っており、８
１ 原子とＦ原子の結合エネルギが８１原子とＮ原子の
結合エネルギに比べて大きいことから、ａ−３ｉ：Ｆ：
Ｈ膜の成膜時の基板温度は、ａ−３ｉ：Ｈ膜の場合より
も高くしなければならず、通常２５０’Ｃ以」二に設定
される。従って、グロー放電分解法では、耐熱性の乏し
い有機物上にａ−８ｉ：Ｆ：Ｈ膜を形成することが困難
であるという欠点を有する。
更に、グロー放電分解法で作製したａ−３ｔ：Ｆ：Ｈ膜
の大きな問題点は、成膜中に膜が汚染され易いことであ
る。グロー放電分解法で作製したａ−８ｉ：Ｆ：Ｈ膜中
には、Ｃ原子、０原子およびＮ原子が１０１８〜１０２
０（個／、１）不純物として混入していることが、イオ
ンマイクロプローブ分析法（ＩＭＡ）や二次イオン質量
分析法（ＳＩＭＳ） によって明らかにされている。
の大きな問題点は、成膜中に膜が汚染され易いことであ
る。グロー放電分解法で作製したａ−８ｉ：Ｆ：Ｈ膜中
には、Ｃ原子、０原子およびＮ原子が１０１８〜１０２
０（個／、１）不純物として混入していることが、イオ
ンマイクロプローブ分析法（ＩＭＡ）や二次イオン質量
分析法（ＳＩＭＳ） によって明らかにされている。
これらの不純物は、プラズマ中のフッ素ラジカルが真空
容器壁や電極６へ− と反応し、プラズマ中にＦ原子と結合した不純物が取り
込まれ、膜中に混入したものと考えられている。！！：
た、このように膜中に混入した不純物は、膜の電気的特
性の劣化を引き起こすため、ａ−３ｉ：Ｆ：Ｈ膜の電気
的特性がａ−３ｉ：Ｈ膜に比べて劣っている原因にもな
っている。
容器壁や電極６へ− と反応し、プラズマ中にＦ原子と結合した不純物が取り
込まれ、膜中に混入したものと考えられている。！！：
た、このように膜中に混入した不純物は、膜の電気的特
性の劣化を引き起こすため、ａ−３ｉ：Ｆ：Ｈ膜の電気
的特性がａ−３ｉ：Ｈ膜に比べて劣っている原因にもな
っている。
本発明は、」二記の問題点を解決するためのものであり
、粉体を生成することなく高速で成膜でき、膜中への不
純物の混入を抑制し、基板温度を室温に設定しても成膜
を可能にしたａ−８ｉ：Ｘ：Ｈ（Ｘ＝Ｆ 、ＣＩ 、Ｂ
ｒ ）膜の形成方法に関するものである。
、粉体を生成することなく高速で成膜でき、膜中への不
純物の混入を抑制し、基板温度を室温に設定しても成膜
を可能にしたａ−８ｉ：Ｘ：Ｈ（Ｘ＝Ｆ 、ＣＩ 、Ｂ
ｒ ）膜の形成方法に関するものである。
問題点を解決するだめの手段
真空容器内に膜形成室とプラズマ生成室を分割して設け
、画室はプラズマ流の通過窓を介して接続する。プラズ
マ生成室に所定のプラズマ生成用ガスを導入し、マイク
ロ波電力でそのガスをプラズマ化し、そのプラズマに磁
場を作用させることによりプラズマ中に電子サイクロト
ロン共鳴を発生させてプラズマを膜形成室に導き、膜形
成室に導入するシリコン原子およびハロゲン原子含有の
分子を有するガスとプラズマとを接触させて、膜形成室
内に配置した基体上にａ−３ｉ ：Ｘ：Ｈ（Ｘ＝Ｆ 。
、画室はプラズマ流の通過窓を介して接続する。プラズ
マ生成室に所定のプラズマ生成用ガスを導入し、マイク
ロ波電力でそのガスをプラズマ化し、そのプラズマに磁
場を作用させることによりプラズマ中に電子サイクロト
ロン共鳴を発生させてプラズマを膜形成室に導き、膜形
成室に導入するシリコン原子およびハロゲン原子含有の
分子を有するガスとプラズマとを接触させて、膜形成室
内に配置した基体上にａ−３ｉ ：Ｘ：Ｈ（Ｘ＝Ｆ 。
Ｃ１、、Ｂｒ ） 膜を形成する。
作 用
真空容器内のプラズマ生成室は、マイクロ波電力および
磁場によりプラズマを生成する室であり、電子サイクロ
トロン共鳴を発生させる条件に設定することにより、２
Ｘ １０ −０． Ｉ Ｔｏｒｒの低圧力時において
も放電の持続を可能にしている。基体を配置した膜形成
室とプラズマ生成室は、プラズマ流をプラズマ生成室か
ら基体へ輸送するだめの窓を設けた壁で分離されている
。従って、低圧力下で基体表面上にのみ電離度の高いプ
ラズマが接触するため、基体表面上にイオンおよびラジ
カルの輸送が効率良く行われ、基体表面上のみ高速度で
膜成長を行うことができ、基体を除く他の部分への膜の
付着および粉体の生成がない。また、膜形成室において
プラズマは、基体を除く他の部分□との接触がないこと
から、膜形成室の壁やガス導入管などからプラズマ中に
不純物が混入し、膜が汚染される問題もない。
磁場によりプラズマを生成する室であり、電子サイクロ
トロン共鳴を発生させる条件に設定することにより、２
Ｘ １０ −０． Ｉ Ｔｏｒｒの低圧力時において
も放電の持続を可能にしている。基体を配置した膜形成
室とプラズマ生成室は、プラズマ流をプラズマ生成室か
ら基体へ輸送するだめの窓を設けた壁で分離されている
。従って、低圧力下で基体表面上にのみ電離度の高いプ
ラズマが接触するため、基体表面上にイオンおよびラジ
カルの輸送が効率良く行われ、基体表面上のみ高速度で
膜成長を行うことができ、基体を除く他の部分への膜の
付着および粉体の生成がない。また、膜形成室において
プラズマは、基体を除く他の部分□との接触がないこと
から、膜形成室の壁やガス導入管などからプラズマ中に
不純物が混入し、膜が汚染される問題もない。
膜形成に消費されるエネルギは、基体に入射するイオン
の有するエネルギで与えられるため、基板温度を室温付
近に設定している場合においても膜形成を行うことが可
能である。
の有するエネルギで与えられるため、基板温度を室温付
近に設定している場合においても膜形成を行うことが可
能である。
実施例
第１図は、本発明の実施例において使用したａ−３ｔ
：Ｘ：Ｈ（Ｘ＝Ｆ 、 Ｃ７ｌ 、 Ｂ ｒ ） 膜
形成装置である。
：Ｘ：Ｈ（Ｘ＝Ｆ 、 Ｃ７ｌ 、 Ｂ ｒ ） 膜
形成装置である。
真空容器は、基板１を配置した膜形成室２と、マグネト
ロン電源３が導波管４で接続されたプラズマ生成室５か
ら成る。プラズマ生成室５の周囲には、プラズマ中に電
子サイク・ロトロン共鳴を引き起し、更にプラズマを膜
形成室２内の基板１上に。
ロン電源３が導波管４で接続されたプラズマ生成室５か
ら成る。プラズマ生成室５の周囲には、プラズマ中に電
子サイク・ロトロン共鳴を引き起し、更にプラズマを膜
形成室２内の基板１上に。
窓６から引き出すための磁場を形成する磁気コイル７が
設置されている。壕だ、基板１は、ヒーター８による加
熱あるいは、給排水口９に冷却水を循環することにより
冷却を行うことができる。プ９ｔ、− Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ）膜形成には、Ｈ２，ＮＯ２，Ｎ０９Ｎ
２ｏ。
設置されている。壕だ、基板１は、ヒーター８による加
熱あるいは、給排水口９に冷却水を循環することにより
冷却を行うことができる。プ９ｔ、− Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ）膜形成には、Ｈ２，ＮＯ２，Ｎ０９Ｎ
２ｏ。
ＮＨ３，Ｎ２，０２．（Ｊ２．Ｈｅ７．ＨＢｒ、ＳＯ２
，Ｈ２Ｓ。
，Ｈ２Ｓ。
ｃｏ、ｃｏ２．Ｈｅ、Ｎｏ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ、ＣＨ４
，Ｃ２Ｈ６のうち何れか１つあるいはこれらの組合せか
ら成る混合ガスの使用が好ましい。！、た、ａ−８ｉ：
Ｘ：Ｈ・’（Ｘ＝Ｆ 、Ｃ７，Ｂｒ、 ）膜の原料ガス
は、窓６と基体１との間に設置されたリング状の第２ガ
ス導入管１１より膜形成室２に供給され、ＳｉＦ４．Ｓ
ｉ２Ｆ２，５ｔＨＦ３゜ＳｉＨ２Ｆ２．ＳｉＨ３Ｆ、５
ｉＣ１４，５ｉＨＣ１３，５ｉＨ２Ｃ１２，ＳｉＨ３Ｃ
ｌ。
，Ｃ２Ｈ６のうち何れか１つあるいはこれらの組合せか
ら成る混合ガスの使用が好ましい。！、た、ａ−８ｉ：
Ｘ：Ｈ・’（Ｘ＝Ｆ 、Ｃ７，Ｂｒ、 ）膜の原料ガス
は、窓６と基体１との間に設置されたリング状の第２ガ
ス導入管１１より膜形成室２に供給され、ＳｉＦ４．Ｓ
ｉ２Ｆ２，５ｔＨＦ３゜ＳｉＨ２Ｆ２．ＳｉＨ３Ｆ、５
ｉＣ１４，５ｉＨＣ１３，５ｉＨ２Ｃ１２，ＳｉＨ３Ｃ
ｌ。
５ｉＨ３Ｂｒ、５ｉＨ２Ｂｒ２，５ＩＨＢｒ３，５ｉＣ
１３Ｂｒ、５ｉＣ１２Ｂｒ２゜Ｓ １ＣＩＪ Ｂ ｒ
ｓ のうち１種類あるいはこれらの組合せからなる混
合ガスの使用が好捷しい。ここで、上記の原料ガスは、
成膜速度を上げるために・５ｉＨ４Ｓｉ２′Ｈ６，Ｓｉ
３Ｈ８，５ｉ４Ｈ１ｏの゛ようなシランガスを混合して
も良く、また、Ｈ２，Ｈｅ’、Ｎｅ、Ａｒ、Ｎ２（７）
ようなガスで希釈して使用することも可能である゛。
１３Ｂｒ、５ｉＣ１２Ｂｒ２゜Ｓ １ＣＩＪ Ｂ ｒ
ｓ のうち１種類あるいはこれらの組合せからなる混
合ガスの使用が好捷しい。ここで、上記の原料ガスは、
成膜速度を上げるために・５ｉＨ４Ｓｉ２′Ｈ６，Ｓｉ
３Ｈ８，５ｉ４Ｈ１ｏの゛ようなシランガスを混合して
も良く、また、Ｈ２，Ｈｅ’、Ｎｅ、Ａｒ、Ｎ２（７）
ようなガスで希釈して使用することも可能である゛。
ａ−８ｉ ：Ｘ：Ｈ（Ｘ＝Ｆ 、 Ｃ１、Ｂ ｒ ）膜
ノルｎ制御には不純物のドーピングが必要であり、ｐ型
非晶質シリ；〜膜の場合、ドーピングガスとしてＢ２Ｈ
６゜ＢＦ３ ＋ ＢＣＡ’ ３ ＋ ＢＢｒ３ ？ （
ＣＨｓ ）’３Ａｌｔ （Ｃ２Ｈ５） ３ ＡＡ！ ｔ
１０ベー、゛ （ｉＣ４Ｈ９）３Ａｌ、（Ｃ２Ｈ５）３Ｉｎ、（ＣＨ３
）３Ｇａ、（Ｃ２Ｈ６）３Ｇａの使用が好ましく、ｎ型
非晶質シリコン膜の場合、ＰＨ３，ＰＦ３．ＰＦ６．Ｐ
Ｃ１２Ｆ、ＰＣ１２Ｆ３．ＰＣｌ３．ＰＢｒ３゜ＡｓＨ
３，ＡｓＦ３．ＡｓＦ６．Ａｓ（Ｊ３．ＡｓＢｒ３．Ｓ
ｂＨ３，ＳｂＦ３゜５ｂ（Ｊ３．ｑ、Ｓｅをドーピング
ガスとして使用できる。
ノルｎ制御には不純物のドーピングが必要であり、ｐ型
非晶質シリ；〜膜の場合、ドーピングガスとしてＢ２Ｈ
６゜ＢＦ３ ＋ ＢＣＡ’ ３ ＋ ＢＢｒ３ ？ （
ＣＨｓ ）’３Ａｌｔ （Ｃ２Ｈ５） ３ ＡＡ！ ｔ
１０ベー、゛ （ｉＣ４Ｈ９）３Ａｌ、（Ｃ２Ｈ５）３Ｉｎ、（ＣＨ３
）３Ｇａ、（Ｃ２Ｈ６）３Ｇａの使用が好ましく、ｎ型
非晶質シリコン膜の場合、ＰＨ３，ＰＦ３．ＰＦ６．Ｐ
Ｃ１２Ｆ、ＰＣ１２Ｆ３．ＰＣｌ３．ＰＢｒ３゜ＡｓＨ
３，ＡｓＦ３．ＡｓＦ６．Ａｓ（Ｊ３．ＡｓＢｒ３．Ｓ
ｂＨ３，ＳｂＦ３゜５ｂ（Ｊ３．ｑ、Ｓｅをドーピング
ガスとして使用できる。
これらのドーピングガスは、第１ガス導入口１０から上
記のプラズマ生成用ガスと混合して導入する。あるいは
、第２ガス導入口１１から、上記の原料ガスに混合して
膜形成室２に導入する。
記のプラズマ生成用ガスと混合して導入する。あるいは
、第２ガス導入口１１から、上記の原料ガスに混合して
膜形成室２に導入する。
また、膜の高抵抗化を図るために、＆−８ｉ：Ｘ：Ｈ（
Ｘ＝Ｆ 、ＣＩ 、Ｂｒ ）膜に炭素を添加する場合、
ＣｎＨ２ｎ＋２．ＣｎＨ２ｎ（ｎ＝１，２，３，４，６
）、ＣＨ３Ｆ。
Ｘ＝Ｆ 、ＣＩ 、Ｂｒ ）膜に炭素を添加する場合、
ＣｎＨ２ｎ＋２．ＣｎＨ２ｎ（ｎ＝１，２，３，４，６
）、ＣＨ３Ｆ。
ＣＨ３Ｃｌ、Ｃ２Ｈ５Ｃ１，ＣＨ３Ｂｒ、Ｃ２Ｈ３Ｂｒ
（ＣＨ３）４Ｓｉのうち何れか１つあるいはこれ″らの
組合せから成る混合ガスを上記プラズマ生成用ガスと混
合して第１ガス導入口１ｏから導入する。または、上記
原料ガスと混合して第２ガス導入口１１より膜形成室２
に導入する。
（ＣＨ３）４Ｓｉのうち何れか１つあるいはこれ″らの
組合せから成る混合ガスを上記プラズマ生成用ガスと混
合して第１ガス導入口１ｏから導入する。または、上記
原料ガスと混合して第２ガス導入口１１より膜形成室２
に導入する。
実施例１
第１図に示す真空排気したプラズマ生成室５に、Ｓ Ｉ
Ｆ４：４０ｓｃＣＴｎ、を第２ガス導入口１１より膜形
成室２に導入し、膜形成室２内の圧力を１×１Ｑ−２〜
１×１０ Ｔｏｒｒ に排気バルブを調節した。磁気
コイル７に電流を流し、プラズマ生成室６内に出湯を発
生させ、１００〜６００ Ｗ 、 ２．４５ＧＨｚのマ
イクロ波電力をプラズマ生成室６に印加してプラズマを
発生させ、５０〜２５０°Ｃに加熱したＡＩ 基板上１
上に０．５〜２．０μｍのｐ型ａ−３ｔ：Ｆ：Ｈ膜を形
成した。続いて、水素希釈した２ ｐｐｍ１１度のＢ２
Ｈ６：２０ ｓ ｃｍを第１ガス導入口１０より導入し
、５ｉＦａ：４０ｓｃ濡を第２ガス導入口１１より導入
し、圧力１×１ｏ 〜１×１０ Ｔｏｒｒ、マイクロ波
電力１ｏｏ〜６００Ｗの条件でｉ型ａ−８ｉ ：Ｆ：Ｈ
膜を１５〜２ｏ／１ｍを堆積した。次に、Ｆ２：２０
ｓ ｃｔｙｍ。
Ｆ４：４０ｓｃＣＴｎ、を第２ガス導入口１１より膜形
成室２に導入し、膜形成室２内の圧力を１×１Ｑ−２〜
１×１０ Ｔｏｒｒ に排気バルブを調節した。磁気
コイル７に電流を流し、プラズマ生成室６内に出湯を発
生させ、１００〜６００ Ｗ 、 ２．４５ＧＨｚのマ
イクロ波電力をプラズマ生成室６に印加してプラズマを
発生させ、５０〜２５０°Ｃに加熱したＡＩ 基板上１
上に０．５〜２．０μｍのｐ型ａ−３ｔ：Ｆ：Ｈ膜を形
成した。続いて、水素希釈した２ ｐｐｍ１１度のＢ２
Ｈ６：２０ ｓ ｃｍを第１ガス導入口１０より導入し
、５ｉＦａ：４０ｓｃ濡を第２ガス導入口１１より導入
し、圧力１×１ｏ 〜１×１０ Ｔｏｒｒ、マイクロ波
電力１ｏｏ〜６００Ｗの条件でｉ型ａ−８ｉ ：Ｆ：Ｈ
膜を１５〜２ｏ／１ｍを堆積した。次に、Ｆ２：２０
ｓ ｃｔｙｍ。
を第１ガス導入口１０より導入し、ＳｉＦ４：２０５ｃ
ｍ。
ｍ。
ＣＨ４：２０５ｃｍを第２ガス導入口１１より導入して
、圧力１×１０−２〜５×１Ｏ−４Ｔｏｒｒ、マイクロ
波電力３００〜６０ｏＷの条件で表面層として炭素添加
しだａ−３ｉ ：Ｆ：Ｈ膜を５００〜２０００人作成し
、電子写真感光体を形成した。
、圧力１×１０−２〜５×１Ｏ−４Ｔｏｒｒ、マイクロ
波電力３００〜６０ｏＷの条件で表面層として炭素添加
しだａ−３ｉ ：Ｆ：Ｈ膜を５００〜２０００人作成し
、電子写真感光体を形成した。
上記の様にして得られた電子写真感光体は、帯電４位＋
６００〜＋９６０Ｖ、白色光における表面電位の半減露
光量（以下光感度Ｅ６゜と定義する）０、５５＋〜１
、２０１ ｕｘ −５ｅｃ であり、良好な特性を示
した。
６００〜＋９６０Ｖ、白色光における表面電位の半減露
光量（以下光感度Ｅ６゜と定義する）０、５５＋〜１
、２０１ ｕｘ −５ｅｃ であり、良好な特性を示
した。
実施例２
プラズマ生成室５に水素希釈した４００ｐｐｍｍ度のＰ
Ｈ３： ２０ ｓ ｃｃｍ−を第１ガス導入口１０より
導入し、Ｓ ｚ Ｆ２ ：４０ ｓ ｃｍを第２ガス導
入口１１より膜形成室２に導入し、膜形成室２内の圧力
が１×１０〜ｌＸ１０ Ｔｏｒｒになるよう排気バル
ブを調節し、１００〜６００ Ｗ、 ２．４５ＧＥ（Ｚ
ノマイクロ波電力をプラズマ生成室５に印加し、磁気
コイル７に電流を流し、５０〜２６０°Ｃに加熱したＡ
ｌ基板１上に、ｎ型ａ−８ｔ ：Ｆ：Ｈ膜を０．５〜２
．０７Ｚｍ形成し、次に、Ｆ２：２０ ｓ ｃｅｗｒ、
を第１ガス導入口１０から、ＳｉＨ２Ｆ２： ４０ ｓ
ｃｒ＆を第２ガス導入口１１より導入し、圧力１×１
０−２〜１×１０−４１３ ｔ、 Ｔｏｒｒ 、 マイクロ波電力１ｏＯ〜６０ｏＷでノン
ドープａ−３ｉ：Ｆ：Ｈ膜を１６〜２０μｍ形成した。
Ｈ３： ２０ ｓ ｃｃｍ−を第１ガス導入口１０より
導入し、Ｓ ｚ Ｆ２ ：４０ ｓ ｃｍを第２ガス導
入口１１より膜形成室２に導入し、膜形成室２内の圧力
が１×１０〜ｌＸ１０ Ｔｏｒｒになるよう排気バル
ブを調節し、１００〜６００ Ｗ、 ２．４５ＧＥ（Ｚ
ノマイクロ波電力をプラズマ生成室５に印加し、磁気
コイル７に電流を流し、５０〜２６０°Ｃに加熱したＡ
ｌ基板１上に、ｎ型ａ−８ｔ ：Ｆ：Ｈ膜を０．５〜２
．０７Ｚｍ形成し、次に、Ｆ２：２０ ｓ ｃｅｗｒ、
を第１ガス導入口１０から、ＳｉＨ２Ｆ２： ４０ ｓ
ｃｒ＆を第２ガス導入口１１より導入し、圧力１×１
０−２〜１×１０−４１３ ｔ、 Ｔｏｒｒ 、 マイクロ波電力１ｏＯ〜６０ｏＷでノン
ドープａ−３ｉ：Ｆ：Ｈ膜を１６〜２０μｍ形成した。
続いて％ Ｎ２ ：２０８ ＣＣＭ＆を第１ガス導入口
１０から、Ｓ ｉ Ｆ２ Ｆ２ ：１５ ｓ ｃｍを第
２ガス導入口１１から導入し、圧力Ｉ Ｘ １０””’
〜Ｉ Ｘ １０ Ｔｏｒｒ 、 マイクロ波電力３０
０〜６００Ｗで表面保護層の窒化シリコン膜を６００〜
１５００人堆積し、電子写真感光体を形成した。
１０から、Ｓ ｉ Ｆ２ Ｆ２ ：１５ ｓ ｃｍを第
２ガス導入口１１から導入し、圧力Ｉ Ｘ １０””’
〜Ｉ Ｘ １０ Ｔｏｒｒ 、 マイクロ波電力３０
０〜６００Ｗで表面保護層の窒化シリコン膜を６００〜
１５００人堆積し、電子写真感光体を形成した。
上記の様にして得られた電子写真感光体は、帯電４位−
６５０〜−９４０Ｖで、白色光における光感度Ｅ６゜は
０．６４〜１．２０７ｕｘ・露であり、良好な特性を示
した。
６５０〜−９４０Ｖで、白色光における光感度Ｅ６゜は
０．６４〜１．２０７ｕｘ・露であり、良好な特性を示
した。
実施例３
ＩＴＯ透明電極を蒸着したガラス板上に、１−フェニル
−３−（Ｐ−ジエチルアミノスチリル）−ｔｓ−（Ｐ−
ジエチルアミノフェニル）ピラゾリン：１ｇ、ポリカー
ボネート：１ｇ、塩化メチレン：１ｇから成る塗布液を
塗布乾燥し、真空中８゜°Ｃでアニールして、１０〜２
０μｍの有機半導体層を形成した。このＩＴＯ電極上に
有機半導体層１４へ−′ を形成したガラス′板１を膜形成室２内に配置し、真空
排気した後、プラズマ生成室らにＦ２ ： ２ ＯＢ
０ｒｉｎを第１ガス導入口１ｏより導入し、更に、Ｓｉ
Ｆ４：２０ ｓ ｃｃｒＩＬ、 ＳｉＨ４：５ ｓ ｃ
ｔｍを第２ガス導入口１１より膜形成室２に導入し、圧
力１×１０〜Ｉ Ｘｌ ０ Ｔｏｒｒ、マイクロ波電
力１ｏＯ〜６００Ｗでノンドープ非晶質シリコン膜０．
６〜２１ｔｍを有機半導体層上に形成した。続いて、プ
ラズマ生成室５にＡｒ ：２０ ｓ ｃｔｙｖｒ、を第
１ガス導入口１０より導入し、ＳｉＦ４：１０５ｃｍ、
ＣＨ４：１０ｓｃｍ−を第２ガス導入口１１より膜形成
室２に導入し、圧力１×１０−２〜１×１０ Ｔｏｒｒ
、マイクロ波電力３００〜６００Ｗで、表面保護層とし
て５００〜２０００人のシリコンカーバイド膜を堆積し
、機能分離型電子写真感光体を形成した。但し、非晶質
シリコン膜およびシリコンカーバイド膜形成時の基板温
度は、給排水口９から冷却水を循環させることによす、
常に室温に保った。このため、非晶質シリコン膜および
シリコンカーバイド膜を有機半導体膜上に形成しても、
有機半導体層表面の変形および１５ ／、 変質は生じなかった。
−３−（Ｐ−ジエチルアミノスチリル）−ｔｓ−（Ｐ−
ジエチルアミノフェニル）ピラゾリン：１ｇ、ポリカー
ボネート：１ｇ、塩化メチレン：１ｇから成る塗布液を
塗布乾燥し、真空中８゜°Ｃでアニールして、１０〜２
０μｍの有機半導体層を形成した。このＩＴＯ電極上に
有機半導体層１４へ−′ を形成したガラス′板１を膜形成室２内に配置し、真空
排気した後、プラズマ生成室らにＦ２ ： ２ ＯＢ
０ｒｉｎを第１ガス導入口１ｏより導入し、更に、Ｓｉ
Ｆ４：２０ ｓ ｃｃｒＩＬ、 ＳｉＨ４：５ ｓ ｃ
ｔｍを第２ガス導入口１１より膜形成室２に導入し、圧
力１×１０〜Ｉ Ｘｌ ０ Ｔｏｒｒ、マイクロ波電
力１ｏＯ〜６００Ｗでノンドープ非晶質シリコン膜０．
６〜２１ｔｍを有機半導体層上に形成した。続いて、プ
ラズマ生成室５にＡｒ ：２０ ｓ ｃｔｙｖｒ、を第
１ガス導入口１０より導入し、ＳｉＦ４：１０５ｃｍ、
ＣＨ４：１０ｓｃｍ−を第２ガス導入口１１より膜形成
室２に導入し、圧力１×１０−２〜１×１０ Ｔｏｒｒ
、マイクロ波電力３００〜６００Ｗで、表面保護層とし
て５００〜２０００人のシリコンカーバイド膜を堆積し
、機能分離型電子写真感光体を形成した。但し、非晶質
シリコン膜およびシリコンカーバイド膜形成時の基板温
度は、給排水口９から冷却水を循環させることによす、
常に室温に保った。このため、非晶質シリコン膜および
シリコンカーバイド膜を有機半導体膜上に形成しても、
有機半導体層表面の変形および１５ ／、 変質は生じなかった。
」１記の様にして得られた電子写真感光体は、帯電々位
は＋５００〜＋９００■で、白色光における光感度Ｅ６
ｏは１ 、２〜３．６１１ｕｘ−ｓｅｃであった。
は＋５００〜＋９００■で、白色光における光感度Ｅ６
ｏは１ 、２〜３．６１１ｕｘ−ｓｅｃであった。
実施例１〜３で作製したａ−３ｉ：Ｆ：Ｈ膜の成膜速度
は８〜１６μｍ／ｈであり、グロー放電分解法で得られ
る成膜速度の２〜４倍有り、高い成膜速度を得た。更に
シリコンの粉体はほとんど生じることがなかった。！、
た。Ｃ，Ｏ，Ｎ原子を故意にドープしていないａ−８ｉ
：Ｆ：）（膜の膜中に含まれているＣ、Ｏ，Ｎ原子の密
度を、二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ） を使って
測定したところ、〜１ｏ１７（個／ｃｒ７１１）とグロ
ー放電分解法で得られるａ−８ｉ：Ｆ：Ｈ膜に比べて１
桁以上小さい値が得られ、本発明により作製したａ−８
ｉ：Ｆ：Ｈ膜は、不純物の汚染が少ないことが明らかに
なった。また、実施例１〜３では、平板の電子写真感光
体を製作したが、基板が円筒状の場合でも、円筒の軸を
中心に回転しながら膜形成を行えば、容易に電子写真感
光ドラムを製作できる。
は８〜１６μｍ／ｈであり、グロー放電分解法で得られ
る成膜速度の２〜４倍有り、高い成膜速度を得た。更に
シリコンの粉体はほとんど生じることがなかった。！、
た。Ｃ，Ｏ，Ｎ原子を故意にドープしていないａ−８ｉ
：Ｆ：）（膜の膜中に含まれているＣ、Ｏ，Ｎ原子の密
度を、二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ） を使って
測定したところ、〜１ｏ１７（個／ｃｒ７１１）とグロ
ー放電分解法で得られるａ−８ｉ：Ｆ：Ｈ膜に比べて１
桁以上小さい値が得られ、本発明により作製したａ−８
ｉ：Ｆ：Ｈ膜は、不純物の汚染が少ないことが明らかに
なった。また、実施例１〜３では、平板の電子写真感光
体を製作したが、基板が円筒状の場合でも、円筒の軸を
中心に回転しながら膜形成を行えば、容易に電子写真感
光ドラムを製作できる。
発明の効果
本発明は、真空容器内をプラズマ生成室および膜形成室
に分離し、プラズマ生成室で生成したプラズマを膜形成
室内に配置した基体上に吹出し、基体表面上に効率良く
、イオンおよびラジカルを輸送し、基体上にａ−３ｉ
：Ｘ：Ｈ（Ｘ＝Ｆ 、 （Ｊ 、 Ｂ ｒ ）膜を形成
する方法であり、粉体を発生させることなく高速で膜を
堆積することができ、しかも不純物の膜への汚染が少な
く、室温の基板上にも高光導電率の膜形成が可能である
ため、非晶質シリコン膜を使用するデバイスの量産性を
高め、製造コストを低減できる。
に分離し、プラズマ生成室で生成したプラズマを膜形成
室内に配置した基体上に吹出し、基体表面上に効率良く
、イオンおよびラジカルを輸送し、基体上にａ−３ｉ
：Ｘ：Ｈ（Ｘ＝Ｆ 、 （Ｊ 、 Ｂ ｒ ）膜を形成
する方法であり、粉体を発生させることなく高速で膜を
堆積することができ、しかも不純物の膜への汚染が少な
く、室温の基板上にも高光導電率の膜形成が可能である
ため、非晶質シリコン膜を使用するデバイスの量産性を
高め、製造コストを低減できる。
第１図は、本発明の一実施例におけるａ−３ｉ ：Ｘ：
Ｈ（Ｘ＝Ｆ 、Ｃ１、Ｂｒ ）膜の形成方法を示す断面
模式図、第２図は、従来のａ−８ｉ：Ｘ：Ｈ（Ｘ＝Ｆ、
ＣＩ！、Ｂｒ）膜の形成方法を示す断面模式図である。 １・・・・・・基板、２・・・・・・膜形成室、３・・
・・・・マイクロ波電源、４・・・・・・マイクロ波導
波管、６・・・・・・プラズマ生成室、６・・・・・・
窓、７・・・・・・磁気コイル、８・・・・・・１７ペ
ージ ヒーター、９・・・・・・給排水口、１ｏ・・・・・・
第１ガス導入口、１１・・・・・・第２ガス導入口。
Ｈ（Ｘ＝Ｆ 、Ｃ１、Ｂｒ ）膜の形成方法を示す断面
模式図、第２図は、従来のａ−８ｉ：Ｘ：Ｈ（Ｘ＝Ｆ、
ＣＩ！、Ｂｒ）膜の形成方法を示す断面模式図である。 １・・・・・・基板、２・・・・・・膜形成室、３・・
・・・・マイクロ波電源、４・・・・・・マイクロ波導
波管、６・・・・・・プラズマ生成室、６・・・・・・
窓、７・・・・・・磁気コイル、８・・・・・・１７ペ
ージ ヒーター、９・・・・・・給排水口、１ｏ・・・・・・
第１ガス導入口、１１・・・・・・第２ガス導入口。
Claims (4)
- （１）真空容器内をプラズマ生成室及び膜形成室に分割
し、前記プラズマ生成室に所定のプラズマ生成用ガスを
導入し、マイクロ波電力を前記プラズマ生成用ガスに印
加し、前記プラズマ生成室内にプラズマを発生させ、そ
のプラズマを磁場を使って基体を配置した前記膜形成室
に導き、前記膜形成室にシリコン原子含有の分子を有す
るガスを導入し、前記プラズマと前記シリコン原子含有
の分子を有するガスを接触させて、前記基体上に少くと
もハロゲン原子を含有する非晶質シリコン膜を形成する
ことを特徴とする非晶質シリコン膜の形成方法。 - （２）プラズマ生成用ガスが、水素ガス、ハロゲンガス
、希ガス、窒素原子含有の分子を有するガス、酸素原子
またはイオウ原子含有の分子を有するガスのうちの何れ
か１つまたはそれらの組合せからなるガスであることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の非晶質シリコン
膜の形成方法。 - （３）シリコン原子含有の分子を有するガスおよびプラ
ズマ生成用ガスのうち少くとも１つに、炭素原子含有の
分子を有するガスを混合することを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の非晶質シリコン膜の形成方法。 - （４）シリコン原子含有の分子を有するガスおよびプラ
ズマ生成用ガスのうち少くとも１つに、周期率表中の第
IIIｂ族または第Ｖｂ族または第VIｂ族の元素を含む分
子を含有するガスを混合することを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の非晶質シリコン膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60124442A JPH081895B2 (ja) | 1985-06-07 | 1985-06-07 | 非晶質シリコン膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60124442A JPH081895B2 (ja) | 1985-06-07 | 1985-06-07 | 非晶質シリコン膜の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61281519A true JPS61281519A (ja) | 1986-12-11 |
| JPH081895B2 JPH081895B2 (ja) | 1996-01-10 |
Family
ID=14885603
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60124442A Expired - Lifetime JPH081895B2 (ja) | 1985-06-07 | 1985-06-07 | 非晶質シリコン膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH081895B2 (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62295411A (ja) * | 1986-06-16 | 1987-12-22 | Hitachi Ltd | シリコン系アモルフアス膜の形成方法 |
| JPS63152115A (ja) * | 1986-12-17 | 1988-06-24 | Hitachi Ltd | シリコン系アモルフアス膜の形成方法 |
| JPS63152116A (ja) * | 1986-12-17 | 1988-06-24 | Hitachi Ltd | シリコン系アモルフアス合金膜の形成方法 |
| JPS63169385A (ja) * | 1987-01-05 | 1988-07-13 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 複写感光体作製方法 |
| JPS6456874A (en) * | 1987-03-27 | 1989-03-03 | Canon Kk | Microwave plasma cvd device |
| JPH01184827A (ja) * | 1988-01-13 | 1989-07-24 | Hitachi Ltd | マイクロ波プラズマ処理方法及び装置 |
| JPH01295412A (ja) * | 1988-05-24 | 1989-11-29 | Sumitomo Metal Ind Ltd | プラズマ気相成長装置 |
| JPH03260071A (ja) * | 1990-03-08 | 1991-11-20 | Mitsubishi Electric Corp | プラズマ反応装置 |
| US6676760B2 (en) | 2001-08-16 | 2004-01-13 | Appiled Materials, Inc. | Process chamber having multiple gas distributors and method |
| US7384828B2 (en) | 2001-06-01 | 2008-06-10 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor film, semiconductor device and method of their production |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55102237A (en) * | 1979-01-31 | 1980-08-05 | Hitachi Ltd | Method and apparatus for plasma processing |
| JPS59131511A (ja) * | 1983-01-17 | 1984-07-28 | Zenko Hirose | アモルフアスシリコン膜の成膜方法 |
-
1985
- 1985-06-07 JP JP60124442A patent/JPH081895B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS55102237A (en) * | 1979-01-31 | 1980-08-05 | Hitachi Ltd | Method and apparatus for plasma processing |
| JPS59131511A (ja) * | 1983-01-17 | 1984-07-28 | Zenko Hirose | アモルフアスシリコン膜の成膜方法 |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH0577747B2 (ja) * | 1987-01-05 | 1993-10-27 | Handotai Energy Kenkyusho | |
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| JPH0510428B2 (ja) * | 1987-03-27 | 1993-02-09 | Canon Kk | |
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| US6676760B2 (en) | 2001-08-16 | 2004-01-13 | Appiled Materials, Inc. | Process chamber having multiple gas distributors and method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH081895B2 (ja) | 1996-01-10 |
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