JPS61281872A - 非晶質シリコンゲルマニウム膜の形成方法 - Google Patents
非晶質シリコンゲルマニウム膜の形成方法Info
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- JPS61281872A JPS61281872A JP12444985A JP12444985A JPS61281872A JP S61281872 A JPS61281872 A JP S61281872A JP 12444985 A JP12444985 A JP 12444985A JP 12444985 A JP12444985 A JP 12444985A JP S61281872 A JPS61281872 A JP S61281872A
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- atoms
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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。
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ゲ
ルマニウム膜を形成する方法に関するものである。
ルマニウム膜を形成する方法に関するものである。
従来の技術
非晶質シリコンゲルマニウム膜を形成する方法として、
従来量も良く利用されている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ＳｉＨ４ガスとＧ
ｅＨａガスの混合ガスをシャワー状に穴の開いた電極２
３を通して導入し、基板２４に対向配置された電極２３
に高周波電力を高周波電源２６から印加してプラズマを
発生させ原料ガスを分解し、ヒーター２６により２００
〜３５０″Ｃに加熱された基板２４表面上に非晶質シリ
コンゲルマニウム膜を形成する。
従来量も良く利用されている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ＳｉＨ４ガスとＧ
ｅＨａガスの混合ガスをシャワー状に穴の開いた電極２
３を通して導入し、基板２４に対向配置された電極２３
に高周波電力を高周波電源２６から印加してプラズマを
発生させ原料ガスを分解し、ヒーター２６により２００
〜３５０″Ｃに加熱された基板２４表面上に非晶質シリ
コンゲルマニウム膜を形成する。
発明が解決しようとする問題点
従来の非晶質シリコンゲルマニウム膜形成方法であるグ
ロー放電分解法では、基板上に堆積する膜の成膜速度が
〜３μｍ／ｈであり、電子写真用感光体で必要とされる
１６μｍ以上の膜を形成するのに６時間以上要するため
、半導体レーザーを光源とするレーザビームプリンタ用
非晶質シリコンゲルマニウム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高周波電力
を増加すると、原料ガス中の気相反応により粉状のシリ
コンおよびシリコンゲルマニウムが大量に発生し、成膜
装置内の排気系に目づまりを起こす問題を生じる。また
、グロー放電分解法では、１６゜°Ｃ以下の基板温度で
非晶質シリコンゲルマニウム膜を形成すると、膜中に３
０原子−以上の大量の水素が含まれ、光導電率が小さく
しかも経時変化のし易い不安定な膜しか得られない。従
って、グロー放電分解法では、光導電率の大きい安定な
膜℃ を得るためには成膜時の基板温度を少くとも１５０以上
に設定する必要があり、耐熱性の乏しい有機物上に光導
電率が大きく経時変化の少ない非晶質シリコンゲルマニ
ウム膜を形成することが困難であるという欠点を有する
。
ロー放電分解法では、基板上に堆積する膜の成膜速度が
〜３μｍ／ｈであり、電子写真用感光体で必要とされる
１６μｍ以上の膜を形成するのに６時間以上要するため
、半導体レーザーを光源とするレーザビームプリンタ用
非晶質シリコンゲルマニウム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高周波電力
を増加すると、原料ガス中の気相反応により粉状のシリ
コンおよびシリコンゲルマニウムが大量に発生し、成膜
装置内の排気系に目づまりを起こす問題を生じる。また
、グロー放電分解法では、１６゜°Ｃ以下の基板温度で
非晶質シリコンゲルマニウム膜を形成すると、膜中に３
０原子−以上の大量の水素が含まれ、光導電率が小さく
しかも経時変化のし易い不安定な膜しか得られない。従
って、グロー放電分解法では、光導電率の大きい安定な
膜℃ を得るためには成膜時の基板温度を少くとも１５０以上
に設定する必要があり、耐熱性の乏しい有機物上に光導
電率が大きく経時変化の少ない非晶質シリコンゲルマニ
ウム膜を形成することが困難であるという欠点を有する
。
また、グロー放電分解法で作製した非晶質シリコンゲル
マニウム膜の有する大きな問題点は〜膜を構成するゲル
マニウム原子にダングリングボンド（未結合手）を生じ
易いことである。グロー放電分解法で作製した非晶質シ
リコン膜のダングリングボンド密度は、電子スピン共鳴
（ＥＳＲ）法により１０１５〜１ｏ１６（個／ｃｉＩ）
であることが知られているが、非晶質シリコンゲルマニ
ウム膜のダングリングボンド密度ハ１０１６〜１０１７
（個／ｃｒ／ｌ）と非晶質シリコン膜に比べて１桁多い
。このダングリングボンドは、自由キャリヤのトラップ
や再結合中心として働くため、膜の光導電率に悪い影響
を与える。
マニウム膜の有する大きな問題点は〜膜を構成するゲル
マニウム原子にダングリングボンド（未結合手）を生じ
易いことである。グロー放電分解法で作製した非晶質シ
リコン膜のダングリングボンド密度は、電子スピン共鳴
（ＥＳＲ）法により１０１５〜１ｏ１６（個／ｃｉＩ）
であることが知られているが、非晶質シリコンゲルマニ
ウム膜のダングリングボンド密度ハ１０１６〜１０１７
（個／ｃｒ／ｌ）と非晶質シリコン膜に比べて１桁多い
。このダングリングボンドは、自由キャリヤのトラップ
や再結合中心として働くため、膜の光導電率に悪い影響
を与える。
本発明は、上記の問題点を解決するものであり、粉体を
生成することなく高速で成膜でき、膜中のダングリング
ボンド数が少なく、基板温度を室温付近に設定した場合
でも、光導電率の大きい安定な膜を形成できる非晶質シ
リコンゲルマニウム膜の形成方法に関するものである。
生成することなく高速で成膜でき、膜中のダングリング
ボンド数が少なく、基板温度を室温付近に設定した場合
でも、光導電率の大きい安定な膜を形成できる非晶質シ
リコンゲルマニウム膜の形成方法に関するものである。
問題点を解決するための手段
真空容器内の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
、そのプラズマを磁場を使って膜形成室に導き、膜形成
室に導入するシリコン原子含有の分子を有するガスおよ
びゲルマニウム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非晶質
シリコンゲルマニウム膜を形成する。
スを導入し、マイクロ波電力でそのガスをプラズマ化し
、そのプラズマを磁場を使って膜形成室に導き、膜形成
室に導入するシリコン原子含有の分子を有するガスおよ
びゲルマニウム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非晶質
シリコンゲルマニウム膜を形成する。
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で、２×１
０〜０．ＩＴｏｒｒの低圧力時でも放電の接続を可能に
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ため
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、基体表面上に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、プラズマの拡散が少ないことから、膜
形成室を構成する材料が膜形成室内に拡散して膜を汚染
する問題もない。
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で、２×１
０〜０．ＩＴｏｒｒの低圧力時でも放電の接続を可能に
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ため
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、基体表面上に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、プラズマの拡散が少ないことから、膜
形成室を構成する材料が膜形成室内に拡散して膜を汚染
する問題もない。
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でも膜形成を行うことが可能であ
る。また、膜成長表面に入射するイオンおよび電子の衝
撃が、膜構造を緻密にし、欠陥やダングリングボンドの
生成を抑制するため、光導電性の優れた良質の非晶質シ
リコンゲルマニウム膜を基板温度を上げることなく低温
で形成できる。
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でも膜形成を行うことが可能であ
る。また、膜成長表面に入射するイオンおよび電子の衝
撃が、膜構造を緻密にし、欠陥やダングリングボンドの
生成を抑制するため、光導電性の優れた良質の非晶質シ
リコンゲルマニウム膜を基板温度を上げることなく低温
で形成できる。
実施例
第１図は、本発明の実施例において使用した非晶質シリ
コンゲルマニウム膜形成装置である。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６から成る。プラズマ生
成室６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が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。また、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。プラズマ生成用のガスは、
プラズマ生成室６に第１ガス導入口１０より供給され、
非晶質シリコンゲルマニウム膜形成には、Ｈ，、Ｎｏ２
．Ｎｏ、Ｎ２０．ＮＨ３，Ｎ２Ｏ２゜Ｃ１２，ＨＣｌ、
ＳＯ２，Ｈ２！３ 、Ｃｏ 、Ｃｏ２．Ｈｅ 、Ｎｏ
、Ａｒ。
コンゲルマニウム膜形成装置である。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６から成る。プラズマ生
成室６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が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。また、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。プラズマ生成用のガスは、
プラズマ生成室６に第１ガス導入口１０より供給され、
非晶質シリコンゲルマニウム膜形成には、Ｈ，、Ｎｏ２
．Ｎｏ、Ｎ２０．ＮＨ３，Ｎ２Ｏ２゜Ｃ１２，ＨＣｌ、
ＳＯ２，Ｈ２！３ 、Ｃｏ 、Ｃｏ２．Ｈｅ 、Ｎｏ
、Ａｒ。
Ｋｒ、Ｘｅ、ＨＢｒ 、ＣＨ４，Ｃ２Ｈ６のうち何れが
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
が好ましい。また、非晶質シリコンゲルマニウム膜の原
料ガスは、窓６と基板１との間に設置されたリング状の
第２ガス導入口１１より膜形成室２に供給され、Ｓ１原
子の原料ガスとしてＳｉＨ４゜５ｔ２Ｈ６，Ｓ ｉ、）
Ｉ８，５ｉ４Ｈ１ｏ、ＳｉＦ４，５Ｌ２Ｆ６．Ｓ １Ｈ
Ｆ３゜ＳｉＨ２Ｆ２，３ｉＨ３Ｆ、５ｉＣ１４，５ｉＨ
Ｃ／３，５ＩＨ２ＣＡ’２．５ｉＨ３（Ｊ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が、Ｇｏ原子
の原料ガスとしてＧｅｒ４ｐＧｅ２Ｈ６，ＧｅＦ４．Ｇ
ｅ２Ｆ６．ＧｅＣｌ４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が用いられる。ここで、上記の
原料カスは、Ｈ２ｐ Ｈｅ ｐ Ｎｅ ｐＡｒ 。
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
が好ましい。また、非晶質シリコンゲルマニウム膜の原
料ガスは、窓６と基板１との間に設置されたリング状の
第２ガス導入口１１より膜形成室２に供給され、Ｓ１原
子の原料ガスとしてＳｉＨ４゜５ｔ２Ｈ６，Ｓ ｉ、）
Ｉ８，５ｉ４Ｈ１ｏ、ＳｉＦ４，５Ｌ２Ｆ６．Ｓ １Ｈ
Ｆ３゜ＳｉＨ２Ｆ２，３ｉＨ３Ｆ、５ｉＣ１４，５ｉＨ
Ｃ／３，５ＩＨ２ＣＡ’２．５ｉＨ３（Ｊ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が、Ｇｏ原子
の原料ガスとしてＧｅｒ４ｐＧｅ２Ｈ６，ＧｅＦ４．Ｇ
ｅ２Ｆ６．ＧｅＣｌ４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が用いられる。ここで、上記の
原料カスは、Ｈ２ｐ Ｈｅ ｐ Ｎｅ ｐＡｒ 。
Ｎ２ のようなガスで希釈して使用することも可能で
ある。また、上記のＳｔ原子の原料ガスとＧ。
ある。また、上記のＳｔ原子の原料ガスとＧ。
原子の原料ガスの混合は、第１図の様に第２ガス導入口
１１が１つの場合、膜形成室２へ導入される直前で混合
されるのが望ましく、第２ガス導入口１１を膜形成室２
内に２つ設置して、膜形成室２で混合しても良い。
１１が１つの場合、膜形成室２へ導入される直前で混合
されるのが望ましく、第２ガス導入口１１を膜形成室２
内に２つ設置して、膜形成室２で混合しても良い。
非晶質シリコンゲルマニウム膜のｐｎ制御には、不純物
のドーピングが必要であり、ｐ型非晶質シリコンゲルマ
ニウム膜の場合、ドーピングガスとり、、 テＢ２Ｈ６
ｔ ＢＦ３ｔ ＢＣｌ３ 、 ＢＢｒｓ ｐ （””３
）３Ａｌ ｔ （Ｃ２Ｈ６）３Ａ’ 。
のドーピングが必要であり、ｐ型非晶質シリコンゲルマ
ニウム膜の場合、ドーピングガスとり、、 テＢ２Ｈ６
ｔ ＢＦ３ｔ ＢＣｌ３ 、 ＢＢｒｓ ｐ （””３
）３Ａｌ ｔ （Ｃ２Ｈ６）３Ａ’ 。
（ｔＣ４Ｈ９）３Ａｌ 、 （Ｃ２Ｈ６）３Ｉｎ 、
（ＣＨ，）３Ｇａ 、ｐ、Ｈ５）３Ｇａの使用が好まし
く％”型非晶質シリコンゲルマニウム膜の場合、ＰＨ３
，ＰＦ３．ＰＦ、、Ｐ（Ｊ２Ｆ。
（ＣＨ，）３Ｇａ 、ｐ、Ｈ５）３Ｇａの使用が好まし
く％”型非晶質シリコンゲルマニウム膜の場合、ＰＨ３
，ＰＦ３．ＰＦ、、Ｐ（Ｊ２Ｆ。
Ｐ ＣＩ２ Ｆ３ 、Ｐ Ｃ６３ｙ Ｐ Ｂ ｒ ｓ
ｔ ＡｓＨ３ｔＡｓ Ｆ３ ｒＡｓ Ｆｓ ｔＡｓＣ１
３，ＡｓＢｒ３．Ｓｂ％、ＳｂＦ３，５ｂ（Ｉ３．Ｈ２
Ｓｅ をドーピングガスとして、使用できる。これらの
ドービズマ生成用ガスと混合して導入しても良く、ある
いは、第２ガス導入口１１から、上記のＳｔ 原子の原
料ガスおよびＧｏ原子の原料ガスに混合して膜形成室２
に導入しても良い。
ｔ ＡｓＨ３ｔＡｓ Ｆ３ ｒＡｓ Ｆｓ ｔＡｓＣ１
３，ＡｓＢｒ３．Ｓｂ％、ＳｂＦ３，５ｂ（Ｉ３．Ｈ２
Ｓｅ をドーピングガスとして、使用できる。これらの
ドービズマ生成用ガスと混合して導入しても良く、ある
いは、第２ガス導入口１１から、上記のＳｔ 原子の原
料ガスおよびＧｏ原子の原料ガスに混合して膜形成室２
に導入しても良い。
また、膜の高抵抗化を図るために、非晶質シリコンゲル
マニウム膜に炭素を添加する場合、ＣｎＨ２ｎ＋２．Ｃ
ｎＨ２ｎ、（ｎ＝１．１２．３，４．５ ）、 （ＣＨ
３）４Ｓｔのうち何れか１種類あるいは、これらの組合
せからなる混合ガスを上記Ｓｔ 原子の原料ガスおよび
Ｇｏ 原子の原料ガスと混合して、第２ガス導入口１
１より膜形成室２へ導入する。あるいは上記のプラズマ
生成用ガスと混合して第１ガス導入口１゜より導入して
も良い。
マニウム膜に炭素を添加する場合、ＣｎＨ２ｎ＋２．Ｃ
ｎＨ２ｎ、（ｎ＝１．１２．３，４．５ ）、 （ＣＨ
３）４Ｓｔのうち何れか１種類あるいは、これらの組合
せからなる混合ガスを上記Ｓｔ 原子の原料ガスおよび
Ｇｏ 原子の原料ガスと混合して、第２ガス導入口１
１より膜形成室２へ導入する。あるいは上記のプラズマ
生成用ガスと混合して第１ガス導入口１゜より導入して
も良い。
実施例１
第１図に示す真空排気したプラズマ生成室５に水素希釈
した１１０００ｐｐ濃度（Ｄ Ｂ２Ｈ６：ａｏｓ Ｑ（
ｍおよびＮＯ：１５ｃｍを第１ガス導入口１０よシ導入
し、５ｉｎ４： １０１１ ＣｍおよびＧｅＨ４： １
０ ｓ ｃｃＮＬを第２ガス導入口１１より膜形成室２
に導入し、膜形成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内に磁場を生成し、１
ｏＯ〜６ Ｇ ＯＷ 、 ２．４５ＧＨｚのマイクロ波
電力をプラズマ生成室６に印加し、プラズマを発生させ
、６０〜２００″Ｃに温度制御したＭ基板１上に０．６
〜２．０μｍのｐ型非晶質シリコンゲルマニウム膜を形
成した。続いて、水素希釈した１ ｐｐｍ濃度のＢ２Ｈ
６：４ｏｓｃｍを第１ガス導入口１０より導入し、Ｓｉ
Ｈ” １０ｓ ａｔｘ 、ＧｅＨ４： １０ｓ ａｍを
第２ガス４・ 導入口１１より導入し、圧力１×１０−２〜１×１０″
″’Ｔｏｒｒ、？イクロ波電力１００〜６０゜Ｗの条件
で１型非晶質シリコンゲルマニウム膜１５〜２０μｍを
堆積した。次に、馬＋の８−を第１ガス導入口１０より
導入し、ＳｉＨ４：１０１％ｌａ。
した１１０００ｐｐ濃度（Ｄ Ｂ２Ｈ６：ａｏｓ Ｑ（
ｍおよびＮＯ：１５ｃｍを第１ガス導入口１０よシ導入
し、５ｉｎ４： １０１１ ＣｍおよびＧｅＨ４： １
０ ｓ ｃｃＮＬを第２ガス導入口１１より膜形成室２
に導入し、膜形成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内に磁場を生成し、１
ｏＯ〜６ Ｇ ＯＷ 、 ２．４５ＧＨｚのマイクロ波
電力をプラズマ生成室６に印加し、プラズマを発生させ
、６０〜２００″Ｃに温度制御したＭ基板１上に０．６
〜２．０μｍのｐ型非晶質シリコンゲルマニウム膜を形
成した。続いて、水素希釈した１ ｐｐｍ濃度のＢ２Ｈ
６：４ｏｓｃｍを第１ガス導入口１０より導入し、Ｓｉ
Ｈ” １０ｓ ａｔｘ 、ＧｅＨ４： １０ｓ ａｍを
第２ガス４・ 導入口１１より導入し、圧力１×１０−２〜１×１０″
″’Ｔｏｒｒ、？イクロ波電力１００〜６０゜Ｗの条件
で１型非晶質シリコンゲルマニウム膜１５〜２０μｍを
堆積した。次に、馬＋の８−を第１ガス導入口１０より
導入し、ＳｉＨ４：１０１％ｌａ。
ＧｅＨ” １０ｓ ａｍ、ＣＨ４： ２０ｓ ｃｃｓａ
を第２ガス導入口４・ １１より導入し、圧力Ｉ Ｘｌ ０−２〜Ｉ Ｘ１０
Ｔｏｒｒ。
を第２ガス導入口４・ １１より導入し、圧力Ｉ Ｘｌ ０−２〜Ｉ Ｘ１０
Ｔｏｒｒ。
マイクロ波電力３００〜５ｏｏＷの条件で表面層として
炭素添加した非晶質シリコンゲルマニウム膜を５００〜
２０００人作成し、電子写真感光体を形成した。
炭素添加した非晶質シリコンゲルマニウム膜を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＋
４６０−）７５０Ｖ、波長８００ ｎｍの単色光におけ
る表面電位の半減露光量（以下光感度Ｅ５０（ｓｏｏ）
と定義する） ２．６〜５．７ｅｒｇ／ｃｊ でアラた
。
４６０−）７５０Ｖ、波長８００ ｎｍの単色光におけ
る表面電位の半減露光量（以下光感度Ｅ５０（ｓｏｏ）
と定義する） ２．６〜５．７ｅｒｇ／ｃｊ でアラた
。
実施例２
プラズマ生成室６に水素希釈した５ ００ ｐＰｍ濃度
のＰＨ３：５０ｓｃｏａを第１ガス導入口１０より導入
し、ＳｉＦ４：１０５ｃｍおよびＧｅＦ４： Ｏｓ ５
ｓ ｃ偽を第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Ｉ Ｘ １０−”〜Ｉ Ｘ
１０−’ Ｔｏｘｘになるよう排気バルブを調節し、１
ｏｏ〜６００Ｗ、２．４５αｈの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、６
０〜２００°Ｃに加熱したＡｌ基板１上に、ｎ型非晶質
シリコンゲルマニウム膜を０．６〜２．０μｍ形成し、
次に、Ｈ２：２０ｓａｍを第１ガス導入口１ｏから、５
ｔｙ４：１ｏａａｍおよびＧｅＦ４：０．５ｓｃａａを
第２ガス導入口１１より導入し、圧力１×１０−２〜Ｉ
Ｘ １０−’Ｔｏｒｒ、−ｒイクロ波電力１ｏＯ〜６
００Ｗでノンドープ非晶質シリコンゲルマニウム膜を１
６〜２０μｍ形成した。続イテ、Ｎ２：２０５ｃｍを第
１ガス導入口１ｏから、Ｓ ｉ ２Ｈ６：６ ｓ ｃｃ
ＩＩＩ−を第２ガス導入口１１から導入し、圧力１×１
０−２〜ｌＸ１０ Ｔｏｒｒ、−ｒイクロ波電力３０
０〜６ｏＯＷで表面保護層として窒化シリコン膜をｅｏ
ｏ〜１ｏ００人形成し、電子耳形成光体を形成した。
のＰＨ３：５０ｓｃｏａを第１ガス導入口１０より導入
し、ＳｉＦ４：１０５ｃｍおよびＧｅＦ４： Ｏｓ ５
ｓ ｃ偽を第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Ｉ Ｘ １０−”〜Ｉ Ｘ
１０−’ Ｔｏｘｘになるよう排気バルブを調節し、１
ｏｏ〜６００Ｗ、２．４５αｈの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、６
０〜２００°Ｃに加熱したＡｌ基板１上に、ｎ型非晶質
シリコンゲルマニウム膜を０．６〜２．０μｍ形成し、
次に、Ｈ２：２０ｓａｍを第１ガス導入口１ｏから、５
ｔｙ４：１ｏａａｍおよびＧｅＦ４：０．５ｓｃａａを
第２ガス導入口１１より導入し、圧力１×１０−２〜Ｉ
Ｘ １０−’Ｔｏｒｒ、−ｒイクロ波電力１ｏＯ〜６
００Ｗでノンドープ非晶質シリコンゲルマニウム膜を１
６〜２０μｍ形成した。続イテ、Ｎ２：２０５ｃｍを第
１ガス導入口１ｏから、Ｓ ｉ ２Ｈ６：６ ｓ ｃｃ
ＩＩＩ−を第２ガス導入口１１から導入し、圧力１×１
０−２〜ｌＸ１０ Ｔｏｒｒ、−ｒイクロ波電力３０
０〜６ｏＯＷで表面保護層として窒化シリコン膜をｅｏ
ｏ〜１ｏ００人形成し、電子耳形成光体を形成した。
上記の様にして得られた電子写真感光体は、帯電４位−
５００〜−７８０Ｖで波長８００ｎｍの単色光に対する
光感度Ｅ６゜（ａＯＯ）は２．９〜６、Ｏｅｒｇ声であ
った。
５００〜−７８０Ｖで波長８００ｎｍの単色光に対する
光感度Ｅ６゜（ａＯＯ）は２．９〜６、Ｏｅｒｇ声であ
った。
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）−ｓ−（ｐ−ジエ
チルアミノフェニル）ヒラソリン：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、１０〜２０μｍ
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５にＨ２：３ｏＩＩＣ
ＯＩＬを第１ガス導入口１ｏより導入し、更にＳ ｉ
Ｈ４：３０ｓｃｃｔａｈ、 ＧｅＨ４：１０５ｃｍを
第２ガス導入口１１より膜形成室２に導入し、圧力１
Ｘ １０−２〜Ｉ Ｘ １０ Ｔｏｒｒ、 ？イクロ
波電力１ｏｏ〜６ｏ。
３−（ｐ−ジエチルアミノスチリル）−ｓ−（ｐ−ジエ
チルアミノフェニル）ヒラソリン：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、１０〜２０μｍ
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５にＨ２：３ｏＩＩＣ
ＯＩＬを第１ガス導入口１ｏより導入し、更にＳ ｉ
Ｈ４：３０ｓｃｃｔａｈ、 ＧｅＨ４：１０５ｃｍを
第２ガス導入口１１より膜形成室２に導入し、圧力１
Ｘ １０−２〜Ｉ Ｘ １０ Ｔｏｒｒ、 ？イクロ
波電力１ｏｏ〜６ｏ。
Ｗでノンドープ非晶質シリコンゲルマニウム膜０．５〜
２μｍを有機半導体層上に形成した。続いてプラズマ生
成室６にＡｒ ： ２０ ｓ ｃｃｍを第１ガス導入口
１０より導入し、５ＬＨ４：１０ｓｃｃ＋ａ、ＣＨ４：
１０１０５ｃ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、
？イクロ波電力３００〜６００Ｗで、表面保護層として
６００〜２０００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
リコンゲルマニウム膜およびシリコンカーバード膜形成
時の基板温度は、給排水口９を通して冷却水を循環させ
ることにより、常に室温に保った。このため、非晶質シ
リコンゲルマニウム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、有機半導体層の変形および
変質は生じなかった。
２μｍを有機半導体層上に形成した。続いてプラズマ生
成室６にＡｒ ： ２０ ｓ ｃｃｍを第１ガス導入口
１０より導入し、５ＬＨ４：１０ｓｃｃ＋ａ、ＣＨ４：
１０１０５ｃ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、
？イクロ波電力３００〜６００Ｗで、表面保護層として
６００〜２０００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
リコンゲルマニウム膜およびシリコンカーバード膜形成
時の基板温度は、給排水口９を通して冷却水を循環させ
ることにより、常に室温に保った。このため、非晶質シ
リコンゲルマニウム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、有機半導体層の変形および
変質は生じなかった。
上記の様にして得られた電子写真感光体は、帯電４位は
＋ｓｏｏ〜＋１ｏＯｏｖで光感度Ｅ５゜（８ｏｏ）は、
５〜１５ ｅｒｇ／ｄであった。
＋ｓｏｏ〜＋１ｏＯｏｖで光感度Ｅ５゜（８ｏｏ）は、
５〜１５ ｅｒｇ／ｄであった。
実施例１〜３で作製した非晶質シリコンゲルマニウム膜
の成膜速度は１０〜２０μｍ／ｈであり、グロー放電分
解法で得られる成膜速度の３〜７倍あり、非常に高い成
膜速度を得た。更に、シリコンおよびシリコンゲルマニ
ウムの粉体はほとんど生じることがなかった。また、膜
中のダングリングボンド密度を電子スピン共鳴法（ＥＳ
Ｒ）で測定したとコロ、６Ｘ１０１５〜６×１０１６（
個／、りと非晶質シリコン膜のそれと同程度の値が得ら
れた。
の成膜速度は１０〜２０μｍ／ｈであり、グロー放電分
解法で得られる成膜速度の３〜７倍あり、非常に高い成
膜速度を得た。更に、シリコンおよびシリコンゲルマニ
ウムの粉体はほとんど生じることがなかった。また、膜
中のダングリングボンド密度を電子スピン共鳴法（ＥＳ
Ｒ）で測定したとコロ、６Ｘ１０１５〜６×１０１６（
個／、りと非晶質シリコン膜のそれと同程度の値が得ら
れた。
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。
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取出し、基体表面上に効率良く
、イオンおよびラジカルを輸送し、基体上に非晶質シリ
コンゲルマニウム膜を形成するものであり、粉体を発生
することなく、高速で膜を堆積することができ、しかも
室温で欠陥の少ない高光導電率の膜が得られるため、非
晶質シリコンゲルマニウム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取出し、基体表面上に効率良く
、イオンおよびラジカルを輸送し、基体上に非晶質シリ
コンゲルマニウム膜を形成するものであり、粉体を発生
することなく、高速で膜を堆積することができ、しかも
室温で欠陥の少ない高光導電率の膜が得られるため、非
晶質シリコンゲルマニウム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非晶質シリコンゲ
ルマニウム膜の形成方法を示す断面模式図、第２図は、
従来の非晶質シリコンゲルマニウム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・・
・・・・マグネトロン電源、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・・・・・・ヒー
タ、９・・・・・・給排水口、１ｏ・・・・・・第１ガ
ス導入口、１１・・・・・・第２ガス導入口。
ルマニウム膜の形成方法を示す断面模式図、第２図は、
従来の非晶質シリコンゲルマニウム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・・
・・・・マグネトロン電源、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・・・・・・ヒー
タ、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
ガスおよびゲルマニウム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
有するガスおよびゲルマニウム原子含有の分子を有する
ガスを接触させて、前記基体の表面に少くとも水素原子
および／またはハロゲン原子を含有する非晶質シリコン
ゲルマニウム膜を形成することを特徴とする非晶質シリ
コンゲルマニウム膜の形成方法。 - （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
含有の分子を有するガス、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成
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ゲルマニウム膜の形成方法。 - （３）シリコン原子含有の分子を有するガスおよびゲル
マニウム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ゲルマニウム膜の形成方法。 - （４）シリコン原子含有の分子を有するガスおよびゲル
マニウム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ゲルマニウム膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12444985A JPS61281872A (ja) | 1985-06-07 | 1985-06-07 | 非晶質シリコンゲルマニウム膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12444985A JPS61281872A (ja) | 1985-06-07 | 1985-06-07 | 非晶質シリコンゲルマニウム膜の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61281872A true JPS61281872A (ja) | 1986-12-12 |
Family
ID=14885792
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12444985A Pending JPS61281872A (ja) | 1985-06-07 | 1985-06-07 | 非晶質シリコンゲルマニウム膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61281872A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63214346A (ja) * | 1987-02-27 | 1988-09-07 | Sumitomo Metal Ind Ltd | プラズマプロセス装置 |
| JPH01294864A (ja) * | 1988-05-23 | 1989-11-28 | Hitachi Ltd | ゲルマニウム系アモルファス合金膜の形成方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5562781A (en) * | 1978-11-01 | 1980-05-12 | Canon Inc | Preparation of amorphous photoconductive portion material |
| JPS56155535A (en) * | 1980-05-02 | 1981-12-01 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Film forming device utilizing plasma |
-
1985
- 1985-06-07 JP JP12444985A patent/JPS61281872A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5562781A (en) * | 1978-11-01 | 1980-05-12 | Canon Inc | Preparation of amorphous photoconductive portion material |
| JPS56155535A (en) * | 1980-05-02 | 1981-12-01 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Film forming device utilizing plasma |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63214346A (ja) * | 1987-02-27 | 1988-09-07 | Sumitomo Metal Ind Ltd | プラズマプロセス装置 |
| JPH0510427B2 (ja) * | 1987-02-27 | 1993-02-09 | Sumitomo Metal Ind | |
| JPH01294864A (ja) * | 1988-05-23 | 1989-11-28 | Hitachi Ltd | ゲルマニウム系アモルファス合金膜の形成方法 |
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