JPS61295375A - Formation apparatus for accumulated film by glow discharge decomposition method - Google Patents

Formation apparatus for accumulated film by glow discharge decomposition method

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JPS61295375A
JPS61295375A JP13394485A JP13394485A JPS61295375A JP S61295375 A JPS61295375 A JP S61295375A JP 13394485 A JP13394485 A JP 13394485A JP 13394485 A JP13394485 A JP 13394485A JP S61295375 A JPS61295375 A JP S61295375A
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JP
Japan
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cylindrical
deposited film
forming
neutral radical
anode electrode
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JP13394485A
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Japanese (ja)
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Yasutomo Fujiyama
藤山 靖朋
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Canon Inc
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    • 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
    • C23C16/50Chemical 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 using electric discharges
    • C23C16/505Chemical 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 using electric discharges using radio frequency discharges
    • C23C16/509Chemical 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 using electric discharges using radio frequency discharges using internal electrodes
    • C23C16/5093Coaxial electrodes

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Abstract

PURPOSE:To stably form an accumulated film which is uniform and homogeneous by providing a coaxial cylindrical anodic electrode between a cylindrical cathodic electrode and a coaxial cylindrical base material and providing many drawing-out ports of a neutral radical particle to the anodic electrode. CONSTITUTION:A coaxial cylindrical anodic electrode 11 is provided between a cylindrical base material 6 and a cathodic electrode 3. The drawing-out ports 11a of a neutral radical particle are provided to the anodic electrode 11. When impressing high frequency electric powder between the cathodic electrode 3 and the anodic electrode 11, the plasma discharge is caused in a space C. The produced electron and a negative particle are caught on the anodic cathode 11. Only the neutral radical particle contributing to the formation of an accumulated film or a nondecomposed gas is discharged to the inside of a film formation space D through the drawing-out ports 11a of the neutral radical particle. By this mechanism, the damage of the accumulated film due to the plasma shock is prevented and a stabilized semiconductor film can be regularly formed.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は、基体上に堆積膜、とりわけ機能性膜、特に半
導体ディバイス、電子写真用感光ディバイス、画像入力
用ラインセンサー、撮像ディバイス、光起電力素子等に
用いるアモルファス半導体膜を形成する装置に関する。
Detailed Description of the Invention [Technical Field to which the Invention Pertains] The present invention relates to a film deposited on a substrate, particularly a functional film, particularly a semiconductor device, a photosensitive device for electrophotography, a line sensor for image input, an imaging device, and a photosensitive device. The present invention relates to an apparatus for forming an amorphous semiconductor film used in power devices and the like.

〔従来技術の説明〕 従来、半導体ディバイス、電子写真用感光ディバイス、
画像入力用ラインセンサー、撮像ディバイス、光起電力
素子、その他各種のエレクトロニクス素子、光学素子等
に用いる素子部材として、例えばアモルファスシリコン
(以下、r a−8i Jと記す。)、水素化アモルフ
ァスシリコン(以下、ra−8i:Hjと記す。)等の
アモルファス半導体等の堆積膜が提案され、その中のい
くつかは実用に付されている。そして、こうした堆積膜
は、グロー放電分解法、即ち、原料ガスを直流又は高周
波グロー放電によって分解し、ガラス、石英、ステンレ
スなどの基板上に薄膜状の堆積膜を形成する方法により
形成されることが知られており、そのための装置も各種
提案されている。
[Description of Prior Art] Conventionally, semiconductor devices, photosensitive devices for electrophotography,
For example, amorphous silicon (hereinafter referred to as RA-8i J), hydrogenated amorphous silicon ( Deposited films of amorphous semiconductors such as ra-8i:Hj (hereinafter referred to as ra-8i:Hj) have been proposed, and some of them have been put into practical use. Such a deposited film is formed by a glow discharge decomposition method, that is, a method in which raw material gas is decomposed by direct current or high-frequency glow discharge to form a thin deposited film on a substrate such as glass, quartz, or stainless steel. is known, and various devices for this purpose have been proposed.

こうした従来のグロー放電分解法による堆積膜の形成装
置として、例えば、第8a図に示すごとき円筒状基体上
に効率よく堆積膜を形成することができる堆積膜の形成
装置が知られている。
As a conventional apparatus for forming a deposited film using the glow discharge decomposition method, there is known a deposited film forming apparatus capable of efficiently forming a deposited film on a cylindrical substrate as shown in FIG. 8a, for example.

第8a図は従来の円筒状基体への堆積膜形成のための装
置の1例を示す断面略図である。
FIG. 8a is a schematic cross-sectional view showing an example of a conventional apparatus for forming a deposited film on a cylindrical substrate.

図中、1は円筒状反応容器であり、土壁、周囲壁、およ
び底壁により密封され反応室を形成しており、内部には
同軸円筒状基体6を設置しである。反応容器1の周囲壁
の上下端部に絶縁リング2 a r 2 bを配設する
とともに、上、下絶縁リング2a、2bの間を二重壁構
造のカソード電極3とする。即ち、二重壁構造とした壁
のうち、外側の壁3aは、高周波電源4に導線を介して
接続する。内側壁3bは外側壁3aと電気的に接続して
いて、原料ガスを反応容器内Bに吹き出すためのガス放
出口6cを複数設ける。5は原料ガス供給管であり、カ
ソード電極3の分側壁3aを貫通して設け、一端は外側
壁3aと内側壁3bとで形成される空間Aに開口し、他
端は原料ガス供給源(図示せず)に連通している。円筒
状基体6は、アルミニウム等の金属でできており、電気
的に接地してアノード電極となり、前記カソード電極6
と円筒状基体(アノード電極)6の間に高周波電圧を印
加してグラズマ放電を生起せしめる。同軸円筒状基体6
の内部には、基体6を堆積膜形成に最適な温度にまで加
熱するためのヒーター7を内蔵せしめる。8は円筒状基
体を回転させるために設けられたモーターである。9は
反応容器1の底壁に設けられた排気口であり、反応容器
内部を真空排気するために、パルプ手段10を備えた排
気管を介して排気装置(図示せず)に接続する。
In the figure, 1 is a cylindrical reaction vessel, which is sealed by an earthen wall, a peripheral wall, and a bottom wall to form a reaction chamber, and a coaxial cylindrical base 6 is installed inside. Insulating rings 2 a r 2 b are disposed at the upper and lower ends of the peripheral wall of the reaction vessel 1, and a cathode electrode 3 having a double wall structure is provided between the upper and lower insulating rings 2a and 2b. That is, the outer wall 3a of the double-walled walls is connected to the high frequency power source 4 via a conductive wire. The inner wall 3b is electrically connected to the outer wall 3a, and is provided with a plurality of gas discharge ports 6c for blowing out raw material gas into the reaction vessel B. Reference numeral 5 denotes a raw material gas supply pipe, which is provided to penetrate the side wall 3a of the cathode electrode 3. One end opens into the space A formed by the outer wall 3a and the inner wall 3b, and the other end connects to the raw material gas supply source ( (not shown). The cylindrical base 6 is made of metal such as aluminum, and is electrically grounded to serve as an anode electrode, and serves as the cathode electrode 6.
A high frequency voltage is applied between the cylindrical substrate (anode electrode) 6 and the cylindrical substrate (anode electrode) 6 to generate a glazma discharge. Coaxial cylindrical base 6
A heater 7 for heating the substrate 6 to an optimal temperature for forming a deposited film is built inside. 8 is a motor provided to rotate the cylindrical base. Reference numeral 9 denotes an exhaust port provided on the bottom wall of the reaction vessel 1, which is connected to an exhaust device (not shown) via an exhaust pipe equipped with a pulp means 10 in order to evacuate the inside of the reaction vessel.

上述のような堆積膜形成装置を用いて、円筒状基体上の
表面にアモルファス半導体膜を堆積するには、以下のよ
うにして行なわれる。
An amorphous semiconductor film is deposited on the surface of a cylindrical substrate using the above-described deposited film forming apparatus as follows.

即ち、排気装置(図示せず)により反応容器1内部のガ
スを排気口9から真空排気すると共に、円筒状基体6を
ヒーター7により200〜500℃に加熱、保持し、モ
ーター8を駆動して回転せしめる。次に原料ガス供給管
5から、例えばアモルファスシリコン堆積膜を形成する
場合であればシランガス等の原料ガスを空間A内に導入
する。空間A内に導入された原料ガスは、カソード電極
の内側壁3bに設けた多数のガス放出口3cを通って、
カソード内壁3bと円筒状基体(アノード電極)6とに
囲まれた反応空間Bに放出される。
That is, the gas inside the reaction vessel 1 is evacuated from the exhaust port 9 by an exhaust device (not shown), the cylindrical substrate 6 is heated and maintained at 200 to 500° C. by the heater 7, and the motor 8 is driven. Let it rotate. Next, a source gas such as silane gas is introduced into the space A from the source gas supply pipe 5, for example, in the case of forming an amorphous silicon deposited film. The raw material gas introduced into the space A passes through a large number of gas discharge ports 3c provided on the inner wall 3b of the cathode electrode.
It is discharged into a reaction space B surrounded by the cathode inner wall 3b and the cylindrical substrate (anode electrode) 6.

次に、周波数13.56MHzの高周波電圧を電源4か
らカソード電極3に印加すると、カソード電極内側壁3
bから電子が円筒状基体(アノード電極)乙に向けて放
出される。放出された電子は、シランガス等の分子と衝
突し、ガス分子を分解し、イオン粒子や中性ラジカル粒
子等を生成する。円筒状基体6表面には、これらの電子
、イオン粒子及び中性ラノカル粒子等が飛来するが、ア
モルファス半導体膜の堆積に寄与するものは主として中
性ラジカル粒子であり、これらの中性ラジカル粒子間ま
たは中性ラジカル粒子と原料ガスの間の、あるいは中性
ラノカル粒子と基体表面の間の複雑な反応の結果、基体
6上に堆積膜が形成されると考えられる。一方、電子や
イオン粒子は形成中あるいは形成後の堆積膜へ衝突し、
ダングリングがンド、ボイド、S IH2結合等のアモ
ルファス半導体膜には好ましくない構造欠陥の密度を増
大させる原因となることが判明している。
Next, when a high frequency voltage with a frequency of 13.56 MHz is applied from the power source 4 to the cathode electrode 3, the inner wall 3 of the cathode electrode
Electrons are emitted from b toward the cylindrical substrate (anode electrode) B. The emitted electrons collide with molecules such as silane gas, decompose the gas molecules, and generate ion particles, neutral radical particles, and the like. These electrons, ion particles, neutral Lanocal particles, etc. fly onto the surface of the cylindrical substrate 6, but it is mainly the neutral radical particles that contribute to the deposition of the amorphous semiconductor film, and the interaction between these neutral radical particles Alternatively, it is considered that a deposited film is formed on the substrate 6 as a result of a complex reaction between the neutral radical particles and the source gas or between the neutral ranocal particles and the surface of the substrate. On the other hand, electrons and ion particles collide with the deposited film during or after formation,
It has been found that dangling causes an increase in the density of undesirable structural defects in an amorphous semiconductor film, such as bonds, voids, and SIH2 bonds.

即ち、従来のグロー放電分解法による堆積膜の形成装置
においては、内部に設置した基体を直接プラズマ雰囲気
に曝らす構造となっているため、形成される堆積膜の諸
特性を低下せしめることが多々あり、高品質で均一かつ
均質な、優れた所望の特性を有する堆積膜を効率的にし
かも常時安定して得ることは困難である。
In other words, in the conventional apparatus for forming a deposited film using the glow discharge decomposition method, the structure is such that the substrate installed inside is directly exposed to a plasma atmosphere, so there is no risk of degrading the various properties of the deposited film that is formed. It is difficult to efficiently and always stably obtain a deposited film of high quality, uniformity, and excellent desired properties.

また、堆積膜の形成に影響を与えるものとして、原料ガ
ス濃度、ガス圧、ガス流量、投入パワー等があるが、従
来の装置においては、基体6表面上に形成される堆積膜
の膜厚分布を均一とする目的で原料ガス放出口5Cの分
布を調整していた。しかし、ガス分解過程においては、
プラズマ強度分布は、カソード電極形状、電位降下、あ
るいはカソード電極6と円筒状基体(アノード電極)6
0間隔等の影響を強く受けるため、ガス放出口6Cの分
布のみの調整だけでは、膜厚分布を均一にすることは困
難である。
In addition, although there are factors that influence the formation of the deposited film, such as source gas concentration, gas pressure, gas flow rate, input power, etc., in the conventional apparatus, the thickness distribution of the deposited film formed on the surface of the base 6 is The distribution of the raw material gas discharge ports 5C was adjusted in order to make it uniform. However, in the gas decomposition process,
The plasma intensity distribution is determined by the shape of the cathode electrode, the potential drop, or the difference between the cathode electrode 6 and the cylindrical substrate (anode electrode) 6.
It is difficult to make the film thickness distribution uniform by adjusting only the distribution of the gas discharge ports 6C because it is strongly influenced by the zero interval and the like.

さらにまた、プラズマで生成された正イオン粒子により
カソード電極材料がス・ぐツタされ、円筒状基体6の表
面に飛来することにより、堆積膜中に不純物として混入
し、堆積膜の諸特性を低下させる原因の1つとなるとい
う問題もある。
Furthermore, the cathode electrode material is splattered by the positive ion particles generated by the plasma and flies to the surface of the cylindrical substrate 6, which causes it to be mixed into the deposited film as impurities and deteriorate various properties of the deposited film. There is also the problem of being one of the causes of this.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は、上述のごとき従来の装置における諸問題を克
服して、半導体ディバイス、電子写真用感光ディバイス
、画像入力用ラインセンサー、撮像ディバイス、光起電
力素子、その他の各種エレクトロニクス素子、光学素子
等に用いる素子部材としての堆積膜を、グロー放電分解
法により、定常的に安定して形成しうる装置を提供する
ことを目的とするものである。
The present invention overcomes the problems in conventional devices as described above, and provides semiconductor devices, photosensitive devices for electrophotography, line sensors for image input, imaging devices, photovoltaic devices, various other electronic devices, optical devices, etc. It is an object of the present invention to provide an apparatus capable of regularly and stably forming a deposited film as an element member used in a device using a glow discharge decomposition method.

即ち、本発明の主たる目的は、プラズマ衝撃による堆積
膜の損傷をなくシ、均一かつ均質にして、良質の、優れ
た所望の特性を有する堆積膜を定常的に安定して形成し
うるグロー放電分解法による堆積膜の形成装置を提供す
ることにある。
That is, the main object of the present invention is to eliminate damage to the deposited film due to plasma bombardment, to make it uniform and homogeneous, and to produce a glow discharge that can constantly and stably form a deposited film of good quality and excellent desired properties. An object of the present invention is to provide an apparatus for forming a deposited film using a decomposition method.

また、本発明の他の目的は、形成される堆積膜の膜厚及
び膜質の制御を容易に行なうことができ、膜厚分布が均
一でかつ膜質が均一な堆積膜を形成することができるグ
ロー放電分解法による堆積膜の形成装置を提供すること
にある。
Another object of the present invention is to provide a glow that can easily control the thickness and quality of the deposited film to be formed, and can form a deposited film with a uniform thickness distribution and uniform quality. An object of the present invention is to provide an apparatus for forming a deposited film using a discharge decomposition method.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

本発明は、上述の目的を達成しうるグロー放電分解法に
よる堆積膜の形成装置を提供するものである。
The present invention provides an apparatus for forming a deposited film using a glow discharge decomposition method that can achieve the above-mentioned objects.

本発明者は、従来の装置における前述の諸問題を克服す
べく、鋭意研究を続けたところ、基体が直接グラズマ雰
囲気に曝らされることがないようにするためには、従来
同じであったプラズマ放電空間と成膜空間を分離させれ
ばよいという知見を得た。さらに研究を重ねたところ、
円筒状カソード電極3と同軸円筒状基体6の間に、同軸
円筒状アノード電極を設置し、該円筒状アノード電極に
は、イオン種および電子の通過を阻止し中性ラジカル種
及び未分解反応ガスを通過せしめる中性ラジカル粒子引
き出し口を多数設けることにより、反応室内をプラズマ
放電空間と成膜空間に分離せしめ、該円筒状アノード電
極に、グラズマ放電生起のための対向電極としての機能
の他に、基体6がプラズマ雰囲気に直接曝されることを
防ぐためのプラズマ遮蔽板としての機能を保有させれば
よいという知見を得た。
In order to overcome the above-mentioned problems in conventional devices, the present inventor continued intensive research and found that in order to prevent the substrate from being directly exposed to the glazma atmosphere, it was found that We obtained the knowledge that it is sufficient to separate the plasma discharge space and the film formation space. After further research,
A coaxial cylindrical anode electrode is installed between the cylindrical cathode electrode 3 and the coaxial cylindrical substrate 6, and the cylindrical anode electrode blocks the passage of ionic species and electrons and contains neutral radical species and undecomposed reaction gas. By providing a large number of outlets for neutral radical particles to pass through, the reaction chamber is separated into a plasma discharge space and a film forming space, and the cylindrical anode electrode has the function of a counter electrode for generating a glazma discharge. It has been found that it is sufficient to have a function as a plasma shielding plate to prevent the base body 6 from being directly exposed to a plasma atmosphere.

本発明の装置は、この知見に基づいて完成せしめたもの
であり、土壁、側壁及び下壁で包囲密封形成されてなる
反応室を備えた円筒状反応容器と、反応室内に原料ガス
を導入する手段と、反応室内を真空排気する手段とを有
し、反応容器内に設置された同軸円筒状基体上にグロー
放電分解法により堆積膜を形成する装置において、反応
容器の側壁を兼ねる円筒状カソード電極を有し、該反応
容器内に堆積膜を形成させるための円筒状基体を同軸状
に配設するとともに、前記円筒状カソード電極と前記円
筒状基体との間に、円筒状アノード電極を同軸状に配設
したものであって、さらに該円筒状アノード電極の壁面
にグロー放電により生成したイオン粒子及び電子の通過
を阻止し、中性ラジカル粒子および未分解反応ガスのみ
を選択的に通過せしめる形状とした複数の中性ラジカル
粒子引き出し口を設けたことを特徴とするものである。
The apparatus of the present invention was completed based on this knowledge, and includes a cylindrical reaction vessel equipped with a reaction chamber surrounded and sealed by a soil wall, a side wall, and a bottom wall, and a raw material gas introduced into the reaction chamber. In an apparatus for forming a deposited film by a glow discharge decomposition method on a coaxial cylindrical substrate installed in a reaction vessel, the apparatus has a means for evacuating the inside of the reaction chamber. A cylindrical substrate having a cathode electrode and for forming a deposited film in the reaction vessel is disposed coaxially, and a cylindrical anode electrode is disposed between the cylindrical cathode electrode and the cylindrical substrate. The cylindrical anode electrode is arranged coaxially, and further blocks the passage of ion particles and electrons generated by glow discharge on the wall of the cylindrical anode electrode, and selectively passes only neutral radical particles and undecomposed reaction gas. The present invention is characterized in that a plurality of neutral radical particle extraction ports are provided in a shape that allows the neutral radical particles to exit.

本発明の前記構成の、グロー放電分解法による堆積膜の
形成装置を図面の実施例により、より詳しく説明するが
、本発明はこれによって限定されるものではない。第1
図は、本発明の至適な1例の装置の断面略図であり、第
2図は、第1図の装置におけるアノード電極の配設状態
を示す斜視図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The apparatus for forming a deposited film by the glow discharge decomposition method having the above-mentioned structure of the present invention will be explained in more detail with reference to the embodiments of the drawings, but the present invention is not limited thereto. 1st
The figure is a schematic cross-sectional view of an apparatus according to an optimal example of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view showing the arrangement of anode electrodes in the apparatus of FIG. 1.

図中、前述の従来の装置と同一の機能を有する部分につ
いては、第8a図と同一の記号を用いた。即ち、1は反
応容器、2a、2bは絶縁リング、3はカソード電極、
3aはその外側壁、3bはその内側壁、3cは3bに設
けられたガス放出口、4は高周波電源、5は原料ガス・
供給管、6は同軸円筒状基体、7はヒーター、8はモー
ター、9は排気口、10はバルブを示している。11と
同様に電気的に接地されている。カソード電極6と同軸
状アノード電極11の間に高周波電力を印加した場合、
カソード電極内側壁3bとアノード電極110間に形成
される空間Cでプラズマ放電が生起される。アノード電
極11は、プラズマ放電が、アノード電極11と円筒状
基体乙の間に形成される成膜空間りに漏れることがない
ようにプラズマ遮蔽板として機能するとともに、プラズ
マ放電空間Cで生成された中性粒子及び未分解反応ガス
のみを選択的に成膜空子引き出し口11aを複数設けて
おく。該アノード電極11を円筒状基体6とカソード電
極内側壁6bの間に設けることにより、プラズマ放電空
間Cで生成された電子や負イオン粒子はアノード電極1
1に捕獲され、中性ラジカル粒子や未分解ガス等の中性
粒子のみを成膜空間り内に導入することが可能となる。
In the figure, the same symbols as in FIG. 8a are used for parts having the same functions as those of the conventional device described above. That is, 1 is a reaction vessel, 2a and 2b are insulating rings, 3 is a cathode electrode,
3a is an outer wall thereof, 3b is an inner wall thereof, 3c is a gas discharge port provided in 3b, 4 is a high frequency power source, and 5 is a source gas source.
A supply pipe, 6 a coaxial cylindrical base, 7 a heater, 8 a motor, 9 an exhaust port, and 10 a valve. Similarly to 11, it is electrically grounded. When high frequency power is applied between the cathode electrode 6 and the coaxial anode electrode 11,
Plasma discharge is generated in the space C formed between the cathode electrode inner wall 3b and the anode electrode 110. The anode electrode 11 functions as a plasma shielding plate to prevent plasma discharge from leaking into the film forming space formed between the anode electrode 11 and the cylindrical substrate B, and also functions as a plasma shield plate to prevent plasma discharge from leaking into the film forming space formed between the anode electrode 11 and the cylindrical substrate B. A plurality of vacancy extraction ports 11a are provided to selectively form a film of only neutral particles and undecomposed reaction gas. By providing the anode electrode 11 between the cylindrical substrate 6 and the cathode inner wall 6b, electrons and negative ion particles generated in the plasma discharge space C are transferred to the anode electrode 1.
1, it becomes possible to introduce only neutral particles such as neutral radical particles and undecomposed gas into the film forming space.

なお、アノード電極11と円筒状基体6は電気的に接地
され、同電位に保たれているため、両者の間ではプラズ
マ放電は生起しない構造となっている。
Note that since the anode electrode 11 and the cylindrical substrate 6 are electrically grounded and maintained at the same potential, the structure is such that no plasma discharge occurs between them.

ところで前記円筒状アノード電極11に設けた中性ラジ
カル粒子引き出し口11aからは堆積膜の形成に寄与す
る中性ラジカル粒子または未分解ガスのみが放出され、
一方、堆積膜の膜質に悪影響を及ぼすところの電子や負
イオン粒子は円筒状アノード電極11に捕獲されること
が重要な要件であるが、本発明者はこの点について種々
検討したところ、中性ラジカル粒子引き出し口11aの
開口形状が大きな要因となることが判明した。
By the way, only neutral radical particles or undecomposed gas contributing to the formation of a deposited film are released from the neutral radical particle outlet 11a provided in the cylindrical anode electrode 11.
On the other hand, it is an important requirement that electrons and negative ion particles, which have an adverse effect on the film quality of the deposited film, be captured by the cylindrical anode electrode 11. After various studies on this point, the inventor found that neutral It has been found that the opening shape of the radical particle extraction port 11a is a major factor.

因みに、本発明者は中性ラジカル粒子引き出し口の開口
サイズについて、以下のような実験を行って、その結果
開口サイズを5 mm以下にする必要のあることを確認
した。
Incidentally, the present inventor conducted the following experiment regarding the opening size of the neutral radical particle extraction port, and as a result, confirmed that the opening size should be 5 mm or less.

即ち、本発明者は上述の結論に至るについて以下の実験
を行なった。
That is, the inventor conducted the following experiment to arrive at the above conclusion.

第3図は、本発明の装置に用いる円筒状アノード電極の
1例を示すものであり、中性ラノカル粒子引き出し口と
して、円筒状基板の中心軸方向に平行な多数のスリット
状の開口を有するものである。
FIG. 3 shows an example of a cylindrical anode electrode used in the device of the present invention, which has a large number of slit-shaped openings parallel to the central axis direction of the cylindrical substrate as neutral Lanocal particle extraction ports. It is something.

放電空間Cで生起した電子や負イオン粒子が、中性ラジ
カル粒子引き出し口として設けたスリット状の開口を通
して放電空間Cから成膜空間りに放出される場合の条件
は、中性ラジカル粒子引き出し口の開口サイズ以外に、
放電圧力及び高周波電力の大きさによっても変化する場
合がある。そこで、中性ラジカル粒子引き出し口の開口
サイズaが異なるものを用い、各々の場合について、電
子や負イオン粒子が成膜空間に放出される条件を調べて
みた。第4図は、開口サイズが10朋のものについて、
放電空間から成膜空間に電子や負イオン粒子が侵入する
条件を実験的に確かめた結果を図に表わしたものであり
、第1図に示す装置を用い、アノード電極とカソード電
極間の間隔を50罰、原料ガスとしてはシランガス10
0%、水素ガス100%、およびシランガス/水素ガス
=1:1.03の6種類のガスを利用し、これらのガス
のガス流量を一定とし、排気量を調整して放電圧力を制
御することにより実験を行なった結果を表わしている。
When electrons and negative ion particles generated in the discharge space C are released from the discharge space C to the film forming space through a slit-shaped opening provided as a neutral radical particle extraction port, the conditions are as follows: In addition to the aperture size of
It may also change depending on the discharge pressure and the magnitude of high-frequency power. Therefore, using neutral radical particle extraction ports with different opening sizes a, the conditions under which electrons and negative ion particles are released into the film-forming space in each case were investigated. Figure 4 shows the opening size of 10 mm.
The figure shows the experimental results of the conditions under which electrons and negative ion particles invade from the discharge space to the film formation space. Using the apparatus shown in Figure 1, the distance between the anode and cathode electrodes 50 punishment, 10 silane gas as raw material gas
Using six types of gases: 0%, hydrogen gas 100%, and silane gas/hydrogen gas = 1:1.03, the gas flow rate of these gases is kept constant, and the discharge pressure is controlled by adjusting the exhaust volume. The results of the experiment are shown below.

第4図における各曲線〔圧力(Press )−高周波
電力(pp i?クワ−曲線〕の右側領域においては、
電子や負イオン粒子が成膜空間に侵入する条件となるこ
とを表わしている。
In the right-hand region of each curve [Pressure (Press) - High frequency power (ppi? Ku-curve]) in Fig. 4,
This indicates that electrons and negative ion particles are required to enter the film forming space.

また、同一条件において、中性ラノカル引き出し口の開
口サイズaが51111のものについても実験を行なっ
た。その結果、高周波電力が2 kW以下では電子や負
イオン粒子が成膜室に侵入することはなかった。
Further, under the same conditions, an experiment was also conducted using a neutral Lanocal outlet with an opening size a of 51111. As a result, when the high frequency power was 2 kW or less, electrons and negative ion particles did not enter the film forming chamber.

これ等の実験の結果、例えば電子写真感光体用アモルフ
ァスシリコン膜を形成する条件が圧力0.3Torr 
SRFパワー350 w、  5iH4/H2混合ガス
雰囲気中では、中性ラジカル放出口の開口サイズを10
朋とした場合、第4図から明らかなごとく電子や負イオ
ン粒子等が成膜空間に侵入してしまうが、開口サイズを
5朋とした場合は侵入しないことが明らかとなった。
As a result of these experiments, it was found that the conditions for forming an amorphous silicon film for electrophotographic photoreceptors were, for example, a pressure of 0.3 Torr.
SRF power 350 W, 5i In H4/H2 mixed gas atmosphere, the opening size of the neutral radical release port is 10
When the opening size was set to 5mm, electrons, negative ion particles, etc. entered the film forming space as is clear from FIG. 4, but it became clear that they did not enter when the opening size was set to 5mm.

以上のことから、グロー放電により生じるプラズマによ
り円筒状基体が曝されることをなくすという本発明の目
的を達成するには、円筒状アノード電極に設ける中性ラ
ジカル引き出し口の開口サイズは5 ms以下とするこ
とが必要であるという知見を得た。
From the above, in order to achieve the objective of the present invention, which is to prevent the cylindrical substrate from being exposed to plasma generated by glow discharge, the opening size of the neutral radical extraction port provided in the cylindrical anode electrode should be 5 ms or less. We obtained the knowledge that it is necessary to

本発明の装置におけるアノード電極11の中性ラジカル
引き出し口11aの形状は、第3図に示したものに限ら
れず、その開口サイズaが5n以下のものであればどの
ようなものであってもよく、例えば第5図、第6図のよ
うな形状のものであってもよい。即ち、第6図に示すよ
うに開口穴11aの形状が円形である場合には、直径a
を51m以下とすればよい。
The shape of the neutral radical extraction port 11a of the anode electrode 11 in the device of the present invention is not limited to that shown in FIG. 3, but may be of any shape as long as the opening size a is 5n or less. For example, it may have a shape as shown in FIGS. 5 and 6. That is, when the opening hole 11a has a circular shape as shown in FIG.
may be set to 51 m or less.

ところで、第8a図に示すごとき従来の装置を用いて堆
積膜を形成する場合、円筒状基体表面に形成される堆積
膜の該基体の中心軸方向の膜厚分布を均一にするために
は、ガス放出口3Cの形状および分布を調整することに
より行なっていた。即ち、カソード電極内側壁3bのガ
ス放出口3cの形状および分布を調整することにより、
反応空間Bでのガス濃度分布を制御し、基体上に形成さ
れる膜厚を制御していたものである。
By the way, when forming a deposited film using a conventional apparatus as shown in FIG. 8a, in order to make the film thickness distribution of the deposited film formed on the surface of a cylindrical substrate uniform in the central axis direction of the substrate, This was done by adjusting the shape and distribution of the gas discharge ports 3C. That is, by adjusting the shape and distribution of the gas discharge ports 3c of the cathode electrode inner wall 3b,
The gas concentration distribution in reaction space B was controlled to control the thickness of the film formed on the substrate.

しかし、原料ガスの濃度分布を均一にしても、カソード
電極3での電位降下やカソード電極の形状、あるいはカ
ソード電極とアノード電極の間隔等のため、発生するプ
ラズマ強度が不均一となり、基体上に形成される堆積膜
の膜厚分布はプラズマ強度分布の影響を強くうけること
が知られている。第8b乃至8d図は、従来の堆積膜形
成装置を用いた場合のパラメーター依存の様子を示す図
であって、第8b図は反応空間Bにおけるガス濃度分布
を、第8C図は反応空間Bにおけるプラズマ強度分布を
、第8d図は基体表面に形成される膜厚分布を示す図で
ある。このように膜厚分布が、プラズマ強度分布の影響
を強くうけるのは、成膜に寄与する中性ラジカル粒子の
生成量分布がプラズマ強度により異なるためであると考
えられる。さらに、従来のように、カソード電極内側壁
のガス放出口の形状及び/又は分布を調整することによ
りガス濃度分布を調整し、膜厚を均一化することは不可
能であるばかりでなく、ガス濃度分布を極端に不均一に
することにより膜厚を均一化することは、反応空間にお
ける圧力分布が不均一となり、そのため、ガスの分解過
程が変動し、形成される膜質が不均一になるという欠点
が生じるため好ましくないものでちる。
However, even if the concentration distribution of the raw material gas is made uniform, the intensity of the generated plasma becomes uneven due to the potential drop at the cathode electrode 3, the shape of the cathode electrode, the distance between the cathode electrode and the anode electrode, etc. It is known that the thickness distribution of the deposited film formed is strongly influenced by the plasma intensity distribution. Figures 8b to 8d are diagrams showing parameter dependence when a conventional deposited film forming apparatus is used. Figure 8b shows the gas concentration distribution in reaction space B, and Figure 8C shows the gas concentration distribution in reaction space B. FIG. 8d is a diagram showing the plasma intensity distribution and the film thickness distribution formed on the substrate surface. The reason why the film thickness distribution is strongly influenced by the plasma intensity distribution is considered to be because the distribution of the amount of neutral radical particles produced that contributes to film formation differs depending on the plasma intensity. Furthermore, it is not only impossible to adjust the gas concentration distribution and make the film thickness uniform by adjusting the shape and/or distribution of the gas discharge ports on the inner wall of the cathode electrode, as in the past; Making the film thickness uniform by making the concentration distribution extremely non-uniform results in non-uniform pressure distribution in the reaction space, which changes the gas decomposition process and results in non-uniform film quality. It is undesirable to use because it causes defects.

これに対し、本発明の装置を用いた場合には、円筒状ア
ノード電極に設けられた中性ラノカル粒子引き出し口の
形状及び/又は分布を調整することにより、成膜空間に
導入される中性ラジカル粒子の濃度分布を直接制御する
ことができるものである。例えば、アノード電極の電位
降下等によるプラズマ強度の不均一分布が生じる場合で
あっても、それを該中性ラジカル粒子引き出し口の形状
及び/又は分布を調整することにより、成膜空間に導入
される中性ラジカル粒子を制御し、均一かつ均質な堆積
膜を安定して形成することができる。
On the other hand, when using the apparatus of the present invention, by adjusting the shape and/or distribution of the neutral Lanocal particle outlet provided in the cylindrical anode electrode, the neutral particles introduced into the film forming space can be It is possible to directly control the concentration distribution of radical particles. For example, even if non-uniform distribution of plasma intensity occurs due to potential drop of the anode electrode, etc., it can be introduced into the film forming space by adjusting the shape and/or distribution of the neutral radical particle extraction port. It is possible to control the neutral radical particles that cause the formation of a uniform and homogeneous deposited film in a stable manner.

第7a乃至70図は、第8d図に示すような膜厚分布の
不均一が生じた場合に用いられる調整用アノード電極の
典製的であるが、本発明の装置におけるアノード電極は
、これ等によって限定されるものではない。
Figures 7a to 70 are typical adjustment anode electrodes used when uneven film thickness distribution occurs as shown in Figure 8d. It is not limited by.

第7a乃至70図に示す例では、膜厚の薄くなる領域は
開口サイズを大きく(図中のa)し、膜厚の厚くなる領
域は開口サイズを小さく(図中のb)する。即ち、51
111≧a ) bの関係が成り立つようにする。第7
a図は、円筒状アノード電極の中心軸方向に多数のスリ
ットを設け、該スリット幅が円周方向にs mii≧a
 ) bの関係が成り立つように連続的に変化させた例
、第7b図は円筒状アノード電極の円周方向に多数のス
リットを設け、該スリット幅が中心軸方向に5fii!
≧a ) bの関係が成り立つように連続的に変化させ
た例、さらに第7C図はアノード電極に多数の円形開口
を設け、その径が中心軸方向に5露≧a ) bの関係
が成り立つように連続的に変化させた例である。
In the examples shown in FIGS. 7a to 70, the aperture size is increased in the region where the film thickness becomes thinner (a in the figure), and the aperture size is made smaller in the region where the film thickness becomes thicker (b in the figure). That is, 51
111≧a) Make sure that the relationship b holds true. 7th
In Figure a, a large number of slits are provided in the central axis direction of a cylindrical anode electrode, and the slit width is s mii≧a in the circumferential direction.
) Figure 7b shows an example in which the relationship b is continuously changed so that the relationship b holds true, in which a large number of slits are provided in the circumferential direction of a cylindrical anode electrode, and the slit width is 5fii! in the central axis direction.
≧a) An example of continuous change so that the relationship of b holds true.Furthermore, in Fig. 7C, a large number of circular openings are provided in the anode electrode, and the diameter thereof is 5 mm in the central axis direction.The relationship of ≧a) b holds. This is an example of continuous change.

本発明の装置における同軸円筒状アノード電極は、上述
のように円筒状基体が電子やイオン粒子による衝撃をう
けることを防ぐ、遮蔽板としての機能を有する他、円筒
状アノード電極に開口した中性ラジカル粒子引き出し口
の形状、分布を調整することにより、膜の堆積に寄与す
る中性ラジカル粒子の濃度分布を調整することができ、
形成される堆積膜の膜厚分布を制御することができると
ともに、従来の装置のようにプラズマ強度分布の変化に
よる中性ラジカル粒子濃度変化の影響をうけにくくなり
、その結果、膜質が均質で、膜厚分布の均一な堆積膜を
再現性よく形成することができるものである。またさら
に、本発明の装置における円筒状アノード電極は、プラ
ズマ中の正イオン粒子がカソード電極内側壁をス/’P
ツタすることにより飛び出した電極材料が円筒状基体表
面に到達するのを妨げる遮蔽板としての機能をも有する
ものである。
The coaxial cylindrical anode electrode in the device of the present invention has a function as a shielding plate that prevents the cylindrical substrate from being bombarded by electrons and ion particles as described above, and also has the function of a neutral By adjusting the shape and distribution of the radical particle outlet, the concentration distribution of neutral radical particles that contribute to film deposition can be adjusted.
In addition to being able to control the thickness distribution of the deposited film that is formed, it is less susceptible to changes in neutral radical particle concentration due to changes in plasma intensity distribution, unlike conventional devices, and as a result, the film quality is homogeneous. A deposited film with a uniform thickness distribution can be formed with good reproducibility. Furthermore, the cylindrical anode electrode in the device of the present invention allows positive ion particles in the plasma to pass through the inner wall of the cathode electrode.
It also has the function of a shielding plate that prevents the electrode material that has sprung out due to the vines from reaching the surface of the cylindrical substrate.

さらに上述の本発明の装置を用いて堆積膜を形成するに
は次のようにして行なう。
Further, a deposited film is formed using the above-described apparatus of the present invention in the following manner.

例えば電子写真用感光ディバイスとしてのアモルファス
シリコン(以下、ra−si」と記ス。)半導体膜を製
造する場合には、円筒状基体としてアルミニウムドラム
を用い、原料ガスとしては5IH4、S1□H6等のシ
ランガス、あるいはハロゲン化シランガス等を用いる。
For example, when manufacturing an amorphous silicon (hereinafter referred to as RA-SI) semiconductor film as a photosensitive device for electrophotography, an aluminum drum is used as the cylindrical substrate, and the raw material gas is 5IH4, S1□H6, etc. silane gas or halogenated silane gas.

これらの原料ガスは一種を用いるかあるいは二種以上を
併用することもでき、He、Ar等の不活性ガスにより
稀釈して用いることもできる。さらに、a−8i堆積膜
中にはn型不純物、n型不純物、その他の原子をドーピ
ングさせることができ、そのためには、n型不純物原子
、n型不純物原子、その他の原子を供給しうる原料ガス
を、単独で、あるいは前述の原料ガスに混合して用いる
ことができる。
These raw material gases can be used alone or in combination of two or more, and can also be used after being diluted with an inert gas such as He or Ar. Furthermore, the a-8i deposited film can be doped with n-type impurities, n-type impurities, and other atoms. The gas can be used alone or in combination with the above-mentioned source gas.

最初にバルブ10を開いて反応容器内部のガスを真空排
気装置(図示せず)により排気口9を介して真空排気し
、反応容器内の気圧を好ましくは5 X 10−6To
rr以下、より好ましくは1x10= Torr以下と
する。
First, the valve 10 is opened and the gas inside the reaction vessel is evacuated through the exhaust port 9 by a vacuum exhaust device (not shown), and the pressure inside the reaction vessel is preferably reduced to 5×10−6To.
rr or less, more preferably 1×10=Torr or less.

次にシランガス等の原料ガスを原料ガス導入管5から、
円筒状二重壁構造のカソード電極6の内部Aに導入する
。原料ガスはカソード電極の内側壁3bに開口したガス
放出口5Cから、プラズマ放電空間Cに放出される。パ
ルブトOを調整することによりガスを導入したときの反
応容器内の圧力を好ましくは1×10″″2〜100T
orr。
Next, a raw material gas such as silane gas is introduced from the raw material gas introduction pipe 5,
It is introduced into the interior A of the cathode electrode 6 having a cylindrical double wall structure. The source gas is discharged into the plasma discharge space C from a gas discharge port 5C opened in the inner wall 3b of the cathode electrode. By adjusting Parbuto O, the pressure inside the reaction vessel when gas is introduced is preferably 1 x 10''2 to 100T.
orr.

より好ましくは1×10−2〜I Torrとする。一
方、円筒状基体6であるアルミニウム製ドラムをヒータ
ー7により30〜450℃、好ましくは200〜300
℃に加熱し、モーター8を駆動して回転させておく。
More preferably, it is 1×10 −2 to I Torr. On the other hand, the aluminum drum serving as the cylindrical substrate 6 is heated to 30 to 450°C, preferably 200 to 300°C using a heater 7.
℃ and drive the motor 8 to rotate.

こうしたところで、カソード電極乙に高周波電源4から
高周波電圧を印加すると、カソード電極3とアノード電
極10の間のプラズマ放電空間Cでプラズマ放電が生起
される。プラズマ放電空間Cでは導入されたシランガス
が分解され、イオン粒子、中性ラジカル粒子等が生成さ
れる。ここでアノード電極11は、カソード電極3が負
の電位になっているのに対して、接地されて正の電位と
なっており、生成されたイオン粒子の内の負イオン粒子
と電子はアノード電極11へ、正イオン粒子はカソード
電極3側へ飛来する。アノード電極11で負イオン粒子
や電子が捕獲され、中性ラジカル粒子および未分解ガス
等の中性粒子のみが、中性粒子引き出し口11.aを通
って成膜空間りに導入される。成膜空間りに導入された
中性ラジカル粒子等は、ヒーター7によって加熱された
アルミニウムドラム表面に沿って、排気口9に向って流
れ、アルミニウム基体6の表面にa−8i半導体膜を堆
積する。堆積に寄与しなかった中性ラジカル粒子や未分
解ガスは、円筒状基体6の中心軸方向上下端に配設され
た排気口9から排気装置(図示せず)により堆積膜の形
成装置外へと排気される。
At this point, when a high frequency voltage is applied from the high frequency power supply 4 to the cathode electrode B, a plasma discharge is generated in the plasma discharge space C between the cathode electrode 3 and the anode electrode 10. In the plasma discharge space C, the introduced silane gas is decomposed to generate ion particles, neutral radical particles, and the like. Here, the anode electrode 11 is grounded and has a positive potential, whereas the cathode electrode 3 has a negative potential, and the negative ion particles and electrons among the generated ion particles are transferred to the anode electrode. 11, the positive ion particles fly toward the cathode electrode 3 side. Negative ion particles and electrons are captured by the anode electrode 11, and only neutral particles such as neutral radical particles and undecomposed gas are captured by the neutral particle extraction port 11. It is introduced into the film forming space through a. The neutral radical particles introduced into the film forming space flow toward the exhaust port 9 along the surface of the aluminum drum heated by the heater 7, and deposit an A-8I semiconductor film on the surface of the aluminum substrate 6. . Neutral radical particles and undecomposed gases that did not contribute to the deposition are removed from the deposition film forming apparatus by an exhaust device (not shown) through exhaust ports 9 provided at the upper and lower ends of the cylindrical substrate 6 in the central axis direction. is exhausted.

〔発明の効果の概略〕[Summary of effects of the invention]

本発明の装置は、円筒状カソード電極とその内部の同軸
円筒状基体の間に、中性ラジカル粒子引き出し口を有す
る同軸円筒状アノード電極を設け、さらに該中性ラジカ
ル粒子引き出し口の開口サイズを5ス冨以下とすること
により、該同軸円筒状アノード電極がプラズマ放電生起
のための対向電極としての機能を果す他に、円筒状基体
が直接プラズマに曝されることを防ぐプラズマ遮蔽板と
しての機能を果すため、円筒状基体上に堆積中の膜が電
子や負イオン粒子の衝撃により損傷をうけることがなく
なり、構造欠陥の密度が極めて小さく、良好な所望の特
性を有する堆積膜を、効率的に安定して得ることができ
る。
In the device of the present invention, a coaxial cylindrical anode electrode having a neutral radical particle extraction port is provided between a cylindrical cathode electrode and a coaxial cylindrical substrate inside the cathode electrode, and the opening size of the neutral radical particle extraction port is adjusted. By setting the thickness to 5 or less, the coaxial cylindrical anode electrode not only functions as a counter electrode for generating plasma discharge, but also serves as a plasma shielding plate to prevent the cylindrical substrate from being directly exposed to plasma. In order to achieve this function, the film being deposited on the cylindrical substrate will not be damaged by the bombardment of electrons or negative ion particles, and the deposited film with a very low density of structural defects and good desired properties can be produced efficiently. can be obtained stably.

また、本発明の装置は、前記円筒状アノード電極に設け
た中性ラジカル粒子引き出し口の形状および分布を調整
することにより、堆積膜の形成゛に寄与する中性ラジカ
ル粒子の濃度分布を調整できるものである。従って、従
来のグロー放電法による堆”積膜の形成装置の場合のよ
うにプラズマ強度分布の変化による中性ラジカル粒子濃
度変化の影響を受けることなく、膜厚および膜質分布の
均一な堆積膜を再現性良く、効率的に形成することがで
きるものである。
Furthermore, the device of the present invention can adjust the concentration distribution of neutral radical particles that contribute to the formation of a deposited film by adjusting the shape and distribution of the neutral radical particle outlet provided in the cylindrical anode electrode. It is something. Therefore, unlike conventional glow discharge method deposited film forming equipment, it is not affected by changes in neutral radical particle concentration due to changes in plasma intensity distribution, and deposited films with uniform thickness and quality distribution can be produced. It can be formed efficiently with good reproducibility.

更にまた、本発明の装置は、前記円筒状アノード電極が
、プラズマ中の正イオン粒子が円筒状カソード電極表面
をスパッタリングすることにより飛び出した電極材料が
円筒状基体表面に到達するのを妨げる遮蔽板としての機
能を果たすため、カソード電極材料が堆積膜中に混入し
て不純物として作用し、半導体緒特性を低下させるとい
う現象が生じることを防止しうるもの第1図は、本発明
の実施例装置の断面略図。
Furthermore, in the apparatus of the present invention, the cylindrical anode electrode includes a shielding plate that prevents electrode material ejected by positive ion particles in the plasma from sputtering on the cylindrical cathode electrode surface from reaching the cylindrical substrate surface. Figure 1 shows an embodiment of an apparatus according to the present invention. Schematic cross-sectional diagram of.

第2図は、本発明の実施例装置におけるアノード電極の
配設状態を示す斜視図。第5図、第5図、第6図は本発
明の装置におけるアノード電極の典型例を示す斜視図。
FIG. 2 is a perspective view showing the arrangement of anode electrodes in the apparatus according to the embodiment of the present invention. FIG. 5, FIG. 5, and FIG. 6 are perspective views showing typical examples of anode electrodes in the device of the present invention.

第4図は開口サイズ10zmの中性ラジカル粒子引き出
し口を有する円筒状アノード電極を用いた場合の成膜空
間へのプラズマ侵入条件を示す圧力−高周波電力曲線図
FIG. 4 is a pressure-high-frequency power curve diagram showing conditions for plasma entry into the film forming space when a cylindrical anode electrode having a neutral radical particle outlet with an opening size of 10 zm is used.

第7a〜70図は、本発明の装置における調整用アノー
ド電極の典型例を示す斜視図。第8a図は、従来のグロ
ー放電法による堆積膜の形成装置の1例を示す断面略図
。第8b〜8d図は、従来の装置におけるガス濃度分布
、プラズマ強度分布、及び円筒状基体表面の堆積膜の膜
厚分布を示す図。
7a to 70 are perspective views showing typical examples of anode electrodes for adjustment in the apparatus of the present invention. FIG. 8a is a schematic cross-sectional view showing an example of a conventional apparatus for forming a deposited film using a glow discharge method. 8b to 8d are diagrams showing the gas concentration distribution, plasma intensity distribution, and film thickness distribution of the deposited film on the surface of the cylindrical substrate in the conventional apparatus.

1・・・反応容器、2a、2b・・・絶縁リング、6・
・・カソード電極、3a・・・カソード電極の外側壁、
6b・・・基体、7・・・ヒーター、8・・・モーター
、9・・・排気C・・・プラズマ放電空間、D・・・成
膜空間、a、b・・・開口サイズ 第1図 第4図 放電侵入境界条件 RFパワー(W) 第8b図 第8c図 第8d図
1... Reaction container, 2a, 2b... Insulation ring, 6.
... Cathode electrode, 3a... Outer wall of cathode electrode,
6b... Base, 7... Heater, 8... Motor, 9... Exhaust C... Plasma discharge space, D... Film forming space, a, b... Opening size Fig. 1 Figure 4: Discharge entry boundary condition RF power (W) Figure 8b Figure 8c Figure 8d

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)グロー放電分解法による堆積膜の形成装置におい
て、反応容器の側壁を兼ねる円筒状カソード電極を有し
、該反応容器内に堆積膜を形成させるための円筒状基体
を同軸状に配設するとともに、前記円筒状カソード電極
と前記円筒状基体との間に、円筒状アノード電極を同軸
状に配設したものであって、さらに該円筒状アノード電
極の壁面にグロー放電により生成したイオン種及び電子
の通過を阻止し、中性ラジカル種および未分解反応ガス
のみを選択的に通過せしめる形状とした複数の中性ラジ
カル粒子引き出し口を設けたことを特徴とする堆積膜の
形成装置。
(1) An apparatus for forming a deposited film by glow discharge decomposition method, which has a cylindrical cathode electrode that also serves as a side wall of a reaction vessel, and a cylindrical base body for forming a deposited film inside the reaction vessel is arranged coaxially. At the same time, a cylindrical anode electrode is disposed coaxially between the cylindrical cathode electrode and the cylindrical base, and further, ion species generated by glow discharge are disposed on the wall surface of the cylindrical anode electrode. and a deposited film forming apparatus, characterized in that a plurality of neutral radical particle extraction ports are provided in a shape that blocks the passage of electrons and selectively allows only neutral radical species and undecomposed reaction gas to pass.
(2)中性ラジカル粒子引き出し口の開口サイズを5m
m以下としたことを特徴とする特許請求の範囲第(1)
項目記載の堆積膜の形成装置。
(2) The opening size of the neutral radical particle outlet is 5m.
Claim No. (1) characterized in that it is less than or equal to m.
An apparatus for forming a deposited film as described in the item.
(3)中性ラジカル粒子引き出し口の形状および/又は
分布を調整することにより、該中性ラジカル粒子引き出
し口から放出される中性ラジカル粒子の濃度分布を調整
したことを特徴とする特許請求の範囲第(1)項目また
は第(2)項目記載の堆積膜の形成装置。
(3) A patent claim characterized in that the concentration distribution of neutral radical particles released from the neutral radical particle outlet is adjusted by adjusting the shape and/or distribution of the neutral radical particle outlet. An apparatus for forming a deposited film according to item (1) or item (2) of the range.
(4)中性ラジカル粒子引き出し口の形状および/又は
分布を、円筒状基体の中心軸方向に連続的に変化させた
ことを特徴とする特許請求の範囲第(3)項目記載の堆
積膜の形成装置。
(4) The deposited film according to claim (3), wherein the shape and/or distribution of the neutral radical particle outlet is continuously changed in the direction of the central axis of the cylindrical substrate. Forming device.
(5)円筒状カソード電極と円筒状アノード電極とは、
絶縁材により電気的に絶縁分離されていることを特徴と
する特許請求の範囲第(1)項目記載の堆積膜の形成装
置。
(5) What is a cylindrical cathode electrode and a cylindrical anode electrode?
The deposited film forming apparatus according to claim 1, wherein the deposited film forming apparatus is electrically isolated by an insulating material.
(6)円筒状カソード電極と円筒状アノード電極とを、
グロー放電を生起しうる間隔に保ち、プラズマ放電空間
を形成したことを特徴とする特許請求の範囲第(1)項
目記載の堆積膜の形成装置。
(6) A cylindrical cathode electrode and a cylindrical anode electrode,
The apparatus for forming a deposited film according to claim 1, wherein a plasma discharge space is formed by maintaining an interval at which a glow discharge can occur.
(7)円筒状アノード電極と円筒状基体により形成され
る空間の中心軸上下端部に反応容器内を真空排気するた
めの排気口を配置したことを特徴とする特許請求の範囲
第(1)項目記載の堆積膜の形成装置。
(7) Claim (1) characterized in that exhaust ports for evacuating the inside of the reaction vessel are arranged at the upper and lower ends of the central axis of the space formed by the cylindrical anode electrode and the cylindrical base. An apparatus for forming a deposited film as described in the item.
(8)円筒状基体がアルミニウム等の金属からなり、電
気的に接地されていることにより、円筒状アノード電極
と同電位に保たれていることを特徴とする特許請求の範
囲第(1)項目記載の堆積膜の形成装置。
(8) Item (1) of the claim, characterized in that the cylindrical substrate is made of a metal such as aluminum and is electrically grounded so that it is maintained at the same potential as the cylindrical anode electrode. An apparatus for forming the deposited film described above.
(9)円筒状基体の内部に、それを加熱するための加熱
手段を配設したことを特徴とする特許請求の範囲第(1
)項目記載の堆積膜の形成装置。
(9) Claim (1) characterized in that a heating means for heating the cylindrical base is disposed inside the cylindrical base.
) Deposited film forming apparatus described in the item.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4962727A (en) * 1988-09-12 1990-10-16 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Thin film-forming apparatus
US7684733B2 (en) 2006-03-30 2010-03-23 Kyocera Corporation Electrophotographic photosensitive member rotatably supported in an image forming apparatus

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