JPS62151570A - 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、機能性膜、殊に半４体デバイス、電子写真用
の感光デバイス、光学的画商入力装置用の元入力センサ
ーデバイス等の電子デバイスノ用途ｌこ有用な半導体性
堆積膜の高速形成装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、機能性膜、殊に非晶質乃至多結晶質の半導体膜は
、所望される物理的特性や用途等の観点から個々ｌこ適
した成膜方法が採用されている。

例えば、必要に応じで、水素原子（、Ｈ）やハロゲン原
子（Ｘ）等の補償剤で不対１子が補償された非晶質や多
結晶質の非単結晶シリコン（以後「Ｎ０Ｎ−８ｉ　（Ｈ
、Ｘ　）　Ｊと略ｄ己し、その中でも殊に非晶質グリコ
／８示す場合ｌこは「Ａ−８ｉ（Ｈ，Ｘ）Ｊ、多結晶質
シリコンを示す場合にはｒｐｏｌｙ　−ｓ　ｉ　（Ｈ、
Ｘ）　Ｊ　　とｄ己す）膜等のシリコン系堆積膜（同、
俗に言う微結晶シリコンは、Ａ−８ｉ（Ｈ，Ｘ）の範＠
にはいることは断るまでもない）の形成には、真空蒸着
法、グ２ズマＣｖＤ法、熱ＯＶＤ法２反応スパッタリン
グ法。

イオングレーティング法２元ＯＶＤ法などが試みられて
おり、一般的には、プラズマＯＶＤ法が広く用いらｎ１
企業化されている。

第４図に示すものは従来のプラズマＯＶＤ法ｌこよる電
子写真感光体の製造ｆｃ置の１例である。

図中の４０２〜４０６のガスボ／べには、本発明の光導
を部材を形成するための原料ガスが密封されており、そ
の−例としてたとえば４０２は、Ｈｅで希釈さｎたＳｉ
Ｈ４ガス（純度９９．９９９チ、以下ＳｉＨ４／Ｈｅと
略Ｔ０）ボンベ、４０３はＨｅで希釈さＱたＧｅＨ＋ガ
ス（純度９９．９９９チ以下ＧｅＨ４／Ｈｅと略す。）
ボンベ、４０４はＨｅで希釈さｆ’Ｌ　７Ｌ　Ｓ　ｔ　
Ｆ　４ガス（純［９９，９９チ、以下ＳｉＦ４／Ｈｅと
略す。）ボンベ、４０５はＨｅで希釈されたＢｚ　Ｈａ
　ガス（純度９９．９９９チ、以下Ｂ２　Ｈ＠　／Ｈｅ
と略す。）ボンベ１４０６はＮＨ３ガス（純度９９．９
９９％）ボンベである。

これらのガスを反応室４０１に流入させるにはガスボン
ベ４０２〜４０６のパルプ４２２〜４２６゜リークパル
プ４３５が閉じられていることを確認し、又、流入パル
プ４１２〜４１６．流出パルプ４１７〜４２１．補助パ
ルプ４３２，４３３が開かれているこ、４　ｙｉ　４１
１　ｙして、先づメインパルプ４３４を開いて反応室４
０１、及び各ガス配管内を排気する。次ｌＣＸ空計４３
６の読みが約５×１０−’Ｔｏｒｒになった時点で補助
パルプ４３２゜４３３、流出パルプ４１７〜４２１を閉
じる。

次ｌこシリンダー状基体４３７上に巣−の非晶質層（１
）を形成する場合の一例をあげると、ガスボンベ４０２
よりＳｉＨ４／Ｈｅガス、ガスホンへ４０３よりＧ　ｅ
　Ｈ４／　Ｈｅガス、ガスボンベ４０５よりＢ！Ｈ４／
Ｈｅガスをパルプ４２２，４２３゜４２５を夫々間いて
出口圧ゲージ４２７．４２８４３０の圧−）　１　ｋｆ
ｌ／ｃｒ／ｌに調整し、流入パルプ４１２．４１３，４
１５を徐々に開けて、マスフロコ／ドロー２４０７，４
０８．４１０内に夫々流入させる。引き続いて流出パル
プ４１７．４１８゜４２０、補助パルプ４３２を徐々に
開いて夫々のガスを反応室４０１に流入させる。このと
きのＳｉＨ４／Ｈｅガスａ艦とＧ　ｅ　Ｈ４／　Ｈｅガ
ス流量とＢ２Ｈ＠／Ｈｅガス流量との比が所望の値にな
るように流出パルプ４１７，４１８，４２０’）調整し
、又、反応室４０１内の圧力が所望の値になるように真
空計４３６の読みを見ながらメインパルプ４３４の開口
を調整する。そして恭体４３７の温度が加熱ヒーター４
３８により５０〜４００℃の範囲の温度に設定されてい
ることを確認された後、峨源４４０を所望の直刃に設定
して反応室４０１１７′３にグロー放電を生起させ、同
時にあら力）しめ設計された変化率曲線に従ってＧｅＨ
４／Ｈｅガスの流瀘を手動あるいは外部駆動モータ等の
方法によってパルプ４１８の開口を漸次変化させる操作
を行なって形成される層中ｌこ含有されるゲルマニウム
原子の分布濃度を制御する。この様にして、基体１１３
７上ｌこ第一の非晶質層（１）を形成する。

第一の非晶質層（１）中にノーロゲン原子を含有させる
場合には、上記のガスにνりえばＳ　ｉ　Ｆ４ガスを更
に付加して、グロー放ｔを生起させれば良い０又、第一
の非晶質層（１）中に水素原子を含有させずにハロゲン
原子を含有させる場合瘉こは、先のＳ　ｉ　Ｈ４／　Ｈ
ｅ　Ｊｊ　ス及びＧｅＨ４／Ｈｅガス０代りに、ＳｉＦ
４／Ｈｅガス及びＧ　ｅ　Ｆ　４　／　Ｈｅガスを使用
すれば良い。

上記の様にして所望層厚に形成された第一の非晶質層（
１）上に第二の非晶質層（１）を形成するには、第一の
非晶質層（１）の形成の１県と同様なパルプ操作によっ
て、例えばＳｉＨ４ガス、ＮＨ３ガスの夫々を必要に応
じてＨｅ等のＭ＆釈カスで稀釈して、所望の条件に従っ
て、グロー放電を生起させろことによって成される。

第二の非晶質層（１）中にノ・ロゲン原子７ｉ−含有さ
せるｌこは、例えばＳｉＦ４ガスとＮＨ３ガス、或いは
こｎにＳｉＨ４ガスを加えて上記と同様にして第二の非
晶質ノ＆（１）を形成すること１こよって成される０ 夫々の層を形成する際ｄこ必要なガスの流出パルプ以外
の流出パルプは全て閉じることは度うまでもなく、又夫
々の層を形成する際、前層の形成ｌこ使用したガスが反
応室４０１）’３、流出バルブ４１７〜４２１から反応
室４０１内に至るガス配雪内に残留することを避けるた
めに、流出バルブ４１７〜４２１を閉じ、補助パルプ４
３２，４３３を開いてメインパルプ４３４を全開して系
内を一旦高真空に排気する操作を必要に応じて行う。

第二の非晶質層（１）中に含有される窒素原子の量は例
えば、グロー放電による゛、場合は５ｆＨ４ガスと、Ｎ
Ｈ３ガスの反応室４０１内に導入される流量比を所望（
こ従って変えるか、或いは、スパッタリングで層形成す
る場合には、ターゲットを形成する際シリコンフェノ１
とグラフアイトウエノ１のスパッタ面積比率を変えるか
、又はシリコ／粉末はグ９７アイパト粉末の一混合比率
を変えてＪ÷、ゲｌツＪトを成型することによって所望
に応じて制御することが出来る。第二の非晶質１層１１
）中に含有さｎるハロゲン原子（Ｘ）の量は、ノ・ロゲ
ン原子導入用の原料ガス、例えばＳｉＦ４ガスが反応室
４０１内に導入される−の流量を鯛整することによって
成されるＯ 又、層形成を行っている間は層形成の均一化を計るため
基体４３７はモータ４３９により一定速度で回転させて
やるのが望ましい。

面乍ら、プラズマＯ￥Ｄ［によるシリコン系堆積膜の形
成に於ての反応プロセスは、前述した様に従来のＯＶＤ
法に比較してかなり複雑であり、その反応機構も不明な
点が少なくない。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、誦周波電力、電極構造９反応容器の構造、排気
の速度。

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態にな
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。

他方、７リコン系堆積膜として電気的１元学的特性を谷
用途毎に十分に溝足させ得るものを発現させるためには
、現状ではプラズマＯＶＤ法によって形成することが最
良とされてる。

面乍ら、シリコン糸堆積−の応用用途によっては、大Ｉ
ｆＪ積化、膜厚均−性、瞑品貞の均一性を十分＜６４足
させて再現性のある輩腫化を図らねばならないため、プ
ラズマＯＶＤ法によるシリコン系堆積膜の形成において
は、量産装置に多大な設備投資が必要となり、またその
量産の為の管理項目も複雑になり、管理許容幅も狭く、
装置のｇｌ整も微妙であることり）ら、これらのことが
、今後改醤すべき問題点として指摘さｎている。

又、プラズマＯＶＤ法の場合には、成膜される基体の配
されている成膜空間に於いて高周波或いはマイクロ波等
によって直接プラズマを生成している為に、発生する電
子や多数のイオン橿が成膜過程に於いて膜にダメージを
与え膜品質の低下、膜品質の不均一化の要因となってい
る。

さらには原料ガスの利用効率という点からは、原料ガス
はプラズマの生起している対向電極間のすべての空間に
おいて活性化されて堆積膜の形成に有効な励起種を生成
する為、話体機面以外の基体と対向する成極表面や排気
管等の中ｌこも一般にポリ７ランと呼ばれる黄色い粉末
を形成し、該粉末は堆積膜裏通装置を汚染ターるばかり
でなく成−中に飛散して堆積膜表面に付層してその特注
を劣化させる大きな要因となつＣいる。このようＧこ堆
横膜夷造装置中に尋人される原料ガスのほとんどはボリ
ア２ノとなるか未反応のまま排気さ几てしまい、実際に
堆積膜としてＭ動態用さ几る開会は１０〜１５％程反に
Ｔぎない。

便って、高速成課を行なおうとする１曾には、原料ガス
の流量を瑠したり、原料ガスの分解の効率を上げるため
にプラズマ互変を増したりするが１いずれも限界があり
時により堆積膜が黒化するなどして膜質を保持しなから
成膜速匿を増すことは困難である。

以上の点の改良として提案されている方法には、間接プ
２ズマＯＶＤ法がある。

該間接プ２ズマＯＶＤ法は、成膜空間から離れた上流位
置Ｃごてマイクロ波等によってプラズマを生成し、該グ
ラズ７７そ成膜空間まで輸送することで、成膜ｌこ有効
な化字種を選択的に使用出来る様に計ったものである。

丙午ら、斯かるプラズマ０ＶＤｆｉでも、プラズマの輸
送が必須であることから、成膜に有効な化学椙の寿命が
長くなればならず、すなわち、比較的安定な化字種を使
用することから反応性に乏しく高速成膜には不向きであ
り、また自ずと、使用するガス種が制限され、種々の堆
積膜が得られないこと、及びプラズマを発生する為に多
大なエネルギーを要すること、成膜に有効な化字種の生
成及び量が簡便な管理下に本質的に置かれないこと等の
問題点は桟積している。

プラズマＣｖＤ法に対して、元ＯＶＤ法は、成膜時と膜
品質にダメージを与えるイオン橿や電子が発生しないと
いう点で有利ではあるが、光源にそれ程多くの種類がな
いこと、光源の波長も紫外に片寄っていること、工業化
する場合には大盤の光源とその電源を要すること、光源
からの元を成膜空間に導入する窓が成膜時に被膜さｎて
仕舞う為に成膜中に元菫の低下、強いては、光源からの
元が成膜空間に入射さ几なくなるので、やはり高速成膜
には不向きであるという問題点がある。

上述の如く、シリコン系堆積膜の形成に於ては、解決さ
れるべき点は、まだまだ残っており、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省エネル
ギー化を計ってｔ産化できる形成方法を開発することが
切望されている。殊に、ｐ型＊ｎ屋ｔＪ！の伝導型の半
導体膜をドーピング率を高めながら成膜する場合に、上
記要求の度合は高い。これ等のことは、他の機能性膜、
例えば半導体性の、窒化シリコン膜、炭化シリコン膜。

酸化シリコン膜等のシリコン系の膜やゲルマニウム系の
膜に於ても各々同様の解決されるべき問題として挙げる
ことが出来る。

〔目的〕

本発明の目的は、上述した堆積膜形成法の欠点を除去す
ると同時に、従来の形成方法によらない新規な高速の堆
積膜形成法及び装置を提供するものである。

本発明の他の目的は、原料ガスの利用効率を高めるとと
もに省エネルギー化を計り、膜品質の管理が容易で大面
積に亘って均一特性の価電子制御剤がドーピングされた
半導体性の堆積膜が得られる高速堆積膜形成装置を提供
するものである。

本発明の更に別の目的は、生産性、量産性に優ｎｓ高品
質で電気的２元学的−半導体的等の物】特性に優れた膜
が簡便に得られる高速堆積膜形成装置を提供することで
もある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成する本発明の高速堆積膜形成装置は、堆
積膜形成用の気体状原料物質と、該原料物質に酸化作用
をする性質を有する気体状ハロゲン系酸化剤とを接触さ
せ堆積膜を形成する装置において堆積膜形成用支持体設
置手段を堆積膜形成室の中央に設置し、堆積室壁面と前
記堆積膜形成用支持体設置手段との間に複数個の前記気
体状原１科物質と前記気体状−・ロゲン系酸化剤との混
合放出手段を設置し、前記堆積膜形成用の気体状原料物
質と前記気体状ハロゲン系酸化剤との混合手段が前記堆
積膜形成用支持体設置手段を取り囲む様に配置され、前
記堆積膜形成用の気体状原料物質と前記気体状ハロゲン
系酸化剤との混合手段において、前記堆積膜形成用の気
体状原料物質の放出用の放出孔と前記気体状ハロゲン系
酸化剤の放出用の放出孔とが前記堆積膜形成用支持体設
置手段の方向を向いていることを特徴としでいる。

〔作用〕

上記の本発明の堆積膜形成装置によれば、堆積膜の膜質
を保持しながら高速成膜が可能となり、省エネルギー化
と同時ｌこ大面積化、膜厚均一性。

膜品質の均一性を十分満足させて管理の簡素化♂°量産
化を図り、量産装置に多大な設備投資も必要とせず、ま
たその量産の為の′ｇ理項目も明確になり、管理許容幅
も広く、装置の調整も簡単になる。

本発明の堆積膜形成装置に於いて、使用される堆積膜形
成用の気体状原料物質及び価電子制御剤となる成分を構
成要素として含む気体状物質（Ｄ）は、気体状酸化剤と
の化学的接触により酸化作用をうけるものであり、目的
とする堆積膜の種類。

特性、用途等によって所望に従って適宜選択される。本
発明に於いては、上記の気体状原料物質。

気体状物質（Ｄ）及び気体状酸化剤は、反応空間内に導
入されて接触をする際に気体状とされるものであわば良
く、通常の場合は、気体でも液体でも固体であっても差
支えない。

堆積膜形成用の原料物質、物質（Ｄ）あるいは酸化剤が
通常状態の場合に液体又は固体である場合には、Ａｒ、
Ｈｅ、Ｎ！　ｓＨｌ等のキャリアーガスを使用し、必要
に応じては熱も加えながらバブリングを行なって反応空
間に堆積膜形成用の原料物質、物質（Ｄ）及び酸化剤を
気体状として導入する。

この際、上記気体状原料物質、気体状物質（Ｄ）及び気
体状酸化剤の分圧及び混合比は、キャリアーガスの流量
あるいは堆積膜形成用の原料物質及び気体状酸化剤の蒸
気圧を調節することにより設定される。

本発明に於いて使用される堆積膜形成用の原料物質とし
ては、例えば、半導体性のシリコン堆積膜やゲルマニウ
ム堆積膜等のテトラヘドラル系の堆積膜を得るのであわ
ば、直鎖状、及び分岐状の鎖状シラン化合物、環状シ２
ン化合物、鎖状ゲルマニウム化合物等が有効なものとし
て挙げることが出来る。

具体的には、直鎖状シラン化合物としては８１ｎ）ｒｌ
ｎ＋２（ｎ−１ｔ２ｅ３＊４＋５ｓｂ＊７．８）、分岐
状鎖状シラン化合物としては、５ｉＨ３ＳｉＨ（５ｉＨ
１）８ｉＨ１８ｉＨ１、環状シラン化合物としては５ｉ
ｎＨ１ｎ（ｎ−３ｔ　４　＊　５　ｔ　６月鎖状ゲルマ
ン化合物としては、ＧｅｍＨｌ　ｍ　＋　２（ｍ　”　
１　ｇ　２　ｔ　３　ｓ　４　＊　５＋）等が挙げらｎ
る。これ等の化合物に加えて、例えば８ｎＨ４等の水素
化スズを堆積膜形成用の原料物、質として一緒に使用す
ることも出来る。

勿論、これ等のシリコン系化合物及びゲルマニウム系化
合物は１種のみならず２種以上混合して使用することも
出来る。

本発明に於いて使用される酸化剤は、反応空間内ｌζ導
入される際気体状とされ、同時に反応空間内に導入され
る堆積膜形成用の気体状原料物質に接触するだけで効果
的−こ酸化作用をする性質を有するもので、酸素系酸化
剤、窒素系酸化剤、ハロゲン系酸化剤を挙げることが出
来、具体的には空気、酸素、オゾン等０）　［；ｇ類、
　Ｎ！　Ｏａ　　−Ｎｓ　Ｏｓ　−Ｎ、ｏ、Ｎｏ等の酸
素の或いは釜素の化合物、Ｈ！　（ｈ等の過酸化物、Ｆ
！　＊　ＣＪ１２　　ｔ　Ｂｒ！ｔ　１１等の・・ロゲ
ンガス、発生期状態の弗素、塩素、臭素等が有効なもの
としで挙げることが出来る。

これ等の咳化剤は気体状で、前記の堆積膜形成用の原料
物質の気体及び前記の物質ＣＤ）の気体と共に所望の流
量と供給圧を与えられて反応空間内に導入されて前記原
料物質及び前記物質（Ｄ）と混合衝突することで化学反
応を起こし、前記原料物質及び前記の物＊（Ｄ）に酸化
作用をして励起状態の前駆体を含む複数種の・前駆体θ
率的に生成する。生成される励起状態のｌ！ｔｌ駆体及
び他の前駆体は、少なくともそのいずれか１つが形成さ
れる堆積膜の構成要素の供給源として働く。

生成される前駆体は分解して又は反応して別の励起状態
の前駆体又は別の励起状態にある前駆体になって、或い
は必要に応じてエネルギーを放出はするがそのままの形
態で成膜空間に配設さ几た基体表面に触れることで基体
弐面温度が比較的低い場合には三次元ネットワーク構造
の堆積膜が基体表面＠度が高い場合には結晶質の堆ａ膜
が作成される。

本発明に於いては、堆積膜形成プロセスが円滑に進行し
、高品質で所望の物理ｆＦａを有する膜が形成される町
く、成膜因子としての、原料物質及びハロゲン系酸化剤
のａ類と組み合せ、これ等の混曾比、混合時の圧力、流
量、成膜空間内圧、ガスの［！Ｊ、成膜温度（基体温度
及び雰囲気温度）が所望に応じて適宜選択される。これ
等の成膜因子は有機的に関連し、単独で決定されるもの
ではなく相互関連の下に夫々に応じて決定される。

本発明に於いて、ハロゲン系ば他剤と、酸素系の又は／
及び窒素系の酸化剤の反応空間への導入量の割合は、作
成される堆積膜の種類及び所望される特性ｌこ応して適
宜決めら几るが、好ましくは、１０００／１〜１１５０
．より好ましくは５００／１〜１　／　２０　、最適に
は１００／１〜１／ｌＯとされるのが望ましい〇 不発明の方法に於いて、価電子制御剤となる成分を構成
要素として含む物質（Ｄ）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Ｏ 本発明に於いて使用される。物質（Ｄ）としては１シリ
コン系半導体膜及びゲルマニウム系半導体膜の場合ｌこ
は、ｐ型の価電子制御剤、所ｉＪ　ｐ型不純物として働
く周期率表第Ｖ族Ａの元素、例えばＢ、ＡＪ　、Ｇａ　
　、　Ｉｎ　、’ｆ’ｌ　ｈ４を含む化合物、及びｎ型
の価−子制御剤、所謂ｎｇ不純物として慟く周期率表第
Ｖ族Ａの元素、例えばＮ、Ｐ、’Ａｓ。

Ｓｂ、Ｂｉ等を含む化合物を挙げることが出来る。

具体的には、ＮＨ３，）ＩＮｓ、　Ｎ、　Ｈ，Ｎ、　　
、　Ｎ、　Ｈ’４　。

ＮＨ４Ｎ３　　、　ＰＨＩ　　、　Ｐ！）１４　　、　
ＡｓＨ３、ＳｂＨ３。

ＢｉＨ３、Ｂ２Ｈ６、Ｂ４Ｈ１６１ＢＢＨｇ　　Ｉ　Ｂ
５Ｈ１１。

Ｂ６　’Ｈ１６＋　Ｂ＠　Ｈ１２ｔ　ｋｌ　（ＯＨＢ　
）＠　　、　Ａｌ（Ｏ鵞Ｈ６）Ｇａ（ＯＨ３）＠　、　
Ｉｎ（０）ｉ３　）Ｈ等をＭ効なものとして挙げること
が出来る口 上記物質（Ｄ）の気体を反応空間内ｆこ導入するには、
予め前記堆ＪｅＩＲ膜形成用の原料物質と混合して導入
するか、あるいは独立した複数のガス供給源より導入す
ることができる。

本発明に於いては、堆積膜形成プロセスが円滑に進行し
、高品質で所望の物理特性を有する膜が形成される町く
、成膜因子としての堆積膜形成用の、原料物質、物質（
Ｄ）及び酸化剤の種類と組み合せ、これ等の混合比、？
ｊｋ−會啼の圧力、・流量１．成膜窒間内圧、ガスの流
型、成膜温度（基体温度及び雰囲気温度ンが所望に応じ
て適宜選択さｎる口これ等の成膜因子は有機的に関連し
、単独で決定されるものではなく相互関連の下に夫々に
応じて決定される。本発明に於いて、反応空間に導入さ
几る堆積膜形成用の気体状原料物質と気体状酸化剤との
量の割合は、上記成膜因子の中関連する成膜因子との関
係に於いて適宜所望に従って決めら几るが、導入流量比
で、好ましくは、１／２０〜１００／１が適当であり、
より好ましくは１１５〜５０／ｌとさｎるのが望ましい
。

又、気体状物ＩＣＤ）の導入量の割合は、前記気体状原
料物質の５ａ類及び作成される堆積膜の所望される半導
体特性に応じて適宜所望に従って設定されるが、前記気
体状原料物質に対して、好ましくは１／１００００００
〜１／１０．より好ましくは１／１０００００〜１／２
０．最適にはｌ／１０００００〜１１５０とされるのが
望ましい。

反応空間に導入される際の＃、＆時の圧力としでは前記
気体状原料物質及び気体状物質（Ｄ）と前記気体状酸化
剤との化学的接触を確率的により高める為ｌこは、より
高い方が良いが、反応避を考慮して適宜所望に応じて蛙
適値を決定するのが艮い０前記混合時の圧力としては、
上記の様にして決めら几るが、夫々の導入時の圧力とし
て、好ましくはｌＸｌ０−’気圧〜５気圧、より好まし
くは１×１０−６気圧〜２気圧とされるのが望ましい。

成膜空間内の圧力、即ち、その表面に成膜される基体が
配設されている空間内の圧力は、反応空間に於いて生成
される励起状態の前駆体（Ｅ）及び場合によって該前駆
体＜ｇ＞より派生的に生ずる前駆体ＣＦ　）が成膜プロ
雪スｌこ効果的に褐与する様に適宜所望に応じて設定さ
れる。

本発明における成膜空間内の圧力は、反応空間に導入さ
れる気体状原料物質と気体状物質ＣＤ）と気体状酸化剤
の導入圧力との関係に於いて決められるが、好ましくは
、０．００１　Ｔｏｒｒ〜ｌ　Ｑ　ＱＴｏｒｒ、より好
ましくは０．０１　Ｔｏｒｒ〜３　ＱＴｏｒｒ、最適に
は０．０５’ｆ’ｏｒｒ〜１０’ｆ’ｏｒｒとされるの
が座談しい。

成膜時の基体温度（ＴＳ）としては、使用されるガス捌
及び形成される堆積膜の種類と要求される特性に応じて
、個々に適宜所望に従って設定されるが、非晶質の膜を
得る場合には好ましくは室已から４５０℃、より好まし
くは５０〜４００°Ｃとされるのが望ましい。殊に中導
体注や光４′ｔｌｉ性等の特性がより良好なシリコン系
堆積膜を形成する場合には、基体温度（Ｔｓ　）は７０
〜４０　（１’Ｑとさｎろのが望ましい。また、多結晶
の＠を侍る場合には、好ましくは２００〜６５０°Ｃ１
より好ましくは３００〜７００°０とされ°るのが望ま
しい。

成頃空間の雰囲気＠度（Ｔａｔ）　　としては、生成さ
れる前記前駆体（Ｅ）及び前記前駆体（Ｆ）が成膜に不
適当な化学種に変化せず、且つ効率良く前記前駆体ＣＢ
）が生成される様に基体温度（Ｔｓ）との関連で適宜所
望ｆこ応じて決められる。

本発明に於いて使用される基体としては、形成される堆
積膜の用途ｌこ応じて、ｉ１！宜所望に応じて選択され
るのであれば導電性でも電気絶縁性であっても良い。導
電性基体としては、例えば、Ｎｉ０ｒ。

ステンｖｘ、Ａｌ　、Ｏｒ　、Ｍｏ　、Ａｕ　、Ｉｒ　
　、Ｎｂ。

Ｔａ　、Ｖ、Ｔｆ　　、Ｐｔ　　、Ｐｄ等の金属又はコ
ｎ、等の合金が挙げられる。

電気絶縁性基体としては、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のフィルム又はシート
、ガラス、セラミック等が通常使用される。これらの電
気絶縁性基体は、好適には少なくともその一万の六面が
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、Ｏｒ　、Ｍｏ　、Ａｕ　、Ｉｒ　、Ｎｂ　、Ｔａ
　、Ｖ。

Ｔｉ　ｓ　Ｐ　ｔ　＊　Ｐ　ｄ　ｐ　Ｉｎ２０ｓ　　ｔ
　５ｎＯｚ　　ｔ　ｒ’ｒ。

（Ｉｎｘ　Ｏｓ　＋５ｎＯｓ　）等の薄膜を設ける事に
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、Ｎｉ０ｒ　、ｋｌ　ｔＡｇ
、Ｐｂ　、Ｚｎ　、Ｎｉ　、Ａｕ　、Ｏｒ　、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２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。

基体は、基体と膜との密着性及び反応性を考慮して上記
の中より選ぶのが好ましい。更に両者の熱膨張の差が大
きいと膜中に多量の歪が生じ、良品質の膜が得らｎない
場合があるので、両者の熱膨張の差が近接している基体
を選択して使用するのが好ましい。

又、基体の表面状態は、膜の構造（配向）や錐状組織の
発生に直接関係するので、所望の特性が得られる様な膜
構造と膜組織となる様に基体の表面を処理するのが望ま
しい。

本発明におけるガスの流証に就いては、反応見間への前
記堆積膜形成用の原料物質、物質（Ｄ）及び酸化剤の導
入の際にこれ等が均一に効率良く混合され、前記前駆体
（Ｅ）が効率的に生成され且つ成膜が支障なく適切にな
される様に、ガス導入口と基体とガス排気口との幾何学
的配置を考慮して設計される必要がある。この幾何学的
な配置の好適な例の１つが第１図に示される。

なお本発明の堆積膜形成装置は、該実施例により制限さ
れるものではない。

第１図に示す堆積膜形成装置は、装置上面図（ａ）、及
び装置側面図（ｂ）で説明される。また、第２図（ａ）
　、　（ｂ）には本発明に用いられる気体状原料物質及
びハロゲン系酸化剤の混合手段として用いられるガス放
出管を示す。

真空チャンバー１０１は不図示の排気装置より堆積室１
０５の下部に配設された排気口１０６より排気され、気
体状原料物質は、円筒状基体１０６の方向に向って放出
孔１０２ｂｉ有する放出管１０２ａより、又ハロゲン系
酸化剤は放出管１０２ａに配設された放出孔１０２ｃよ
り放出される。

放出管１０２ａは円筒状気体１０３を取り囲む様ｌこ配
設されているが、所望する成膜速度によりその本数が適
宜決定される。高速成膜を実施しようとするのであれは
好ましくは４本以上、より好ましくは６本以上、最適ｌ
こは８本以上とされるのが望ましい。

円筒状基体１０３は基体支持具１０８によって支持され
、駆動装置１１０により、回転軸１０９を介して回転さ
せることができる。

１０４は、基体１０３を成膜時に適当な温度に加熱した
り、或いは、成膜前に基体１０３を予備加熱したり、更
１こは、成膜後、膜をアニールする為に加熱する基体加
熱用ハロゲンランプである。

基体加熱用ハロゲンランプは、導線１１１を介して不図
示の電源Ｉこより電力が供給される。

１１６は、基体温度（Ｔｓ）の温度を測定する為の熱電
対で温度表示装置１１７に接続されている。

第２図（ａ）は本発明ｌこおいて使用されるガス放出管
である。スリットガス放出孔２０２よりガス導入管２０
５より導入された気体状原料物質、スリット状ガス放出
孔２０３よりガス導入管２０４より導入された気体状ハ
ロゲン物質が放出される構造になっている。夫々のガス
放出孔のスリット幅は基体形状、導入されるガス流量、
成膜空間内の圧力等によって適宜選択されるが、好まし
くは０．０１〜５０朋、より好ましくは０．０５〜３０
關、最適ｔこは０．１〜２０龍ξされるのが望ましい。

同様にスリット長さは使用する基体の長さによって適宜
決定される。

第２図（ｂ）は円形のガス放出孔２０６及び２０７を交
互に配設したガス放出管であり、ガス導入管２０８より
導入された気体状原料物質が、ガス導入管２０９より導
入された気体状ハロゲン物質が夫々のガス放出孔より放
出される構造になっている。ガス放出孔２０６及び２０
７の直径は、基体形状、導入されるガス流量、成膜′ｇ
！、関内の圧力等によって適宜決定されるが、好ましく
は０．０１〜５０絽、より好ましくは０．０５〜３ｏ朋
、最適ｌこは０．１〜２０ｍ、とされるのが照ましい。

配役される放出孔の数は使用する基体の長さ及び放出孔
の直径により適宜決定される。

なお、本発明に於て使用されるガス放出管は、前記した
第２図（ａ）　ｔ　（ｂ）によって限定されるものでは
な（縦方向にガスの放出が有効になされるものであれば
、いかなる構造のものをも使用できるＯ 本発明の場合、基体表面と放出管１０２ａのガス放出孔
の距離は、形成される堆積膜の種類及びその所望される
特性、ガス流量、真空チャンバーの内圧等を考慮して適
切な状態ｌこなる様に決められるが、好ましくは、数量
〜２０ｃＭＬ１より好ましくは、５　ｍｔｘ〜１５！ａ
度とされるのが望ましい。

気体状原料物質とハロゲン系酸化剤とは、放出孔１０２
ｂ及び１０２Ｃの近傍で接触し、化学反応を生起し、堆
積膜の形成に必要な前駆体を生成し、基体表面上に堆積
膜を形成Ｔる。

以上実施例に従って、本発明を具体的に説明する。

実施列ｌ 第１図（ａ）　、　（ｂ）及び第２図（ａ）に示す成膜
装置を用いて、次の様ｆこし本発明の方法による光導電
部材を作成した〇 はじめｌこ、第３図に作成した電子写真用光導電部材の
層構成を示す。アルミニウム製基体３００の上に、ａ　
；　Ｓｉ　”、ＧｅＱ、’　Ｈ”、Ｆ　’、Ｂから成る
非晶質層ａ０１、ｐ型伝導特性を有するａ−ｓｉ：０：
Ｈ：Ｆ：Ｂから成る非晶質層３０２、光導電性を有する
ａ　−Ｓ　ｉ　：　Ｈ：　Ｆから成る非晶質層３０３、
ｆｉ面保藤層となるａ−８ｉ：０：Ｈ：Ｆから成る非晶
質層３０４が堆積されている。

まず、内筒状基体１０３を真空チャンバー１０５内に配
置し、堆積室内を１０″″’Ｔｏｒｒ程度に減圧してか
ら、基体加熱用ハロゲンランプ１０４により基体を２８
０℃に加熱した。次に、パルプ１１４．１１５を開け、
ガス供給用パイプを介して不図示のボンベよりガスを導
入しガス放出孔１０２ｃよりＦ＊　　／　Ｏｘ　／Ｈｅ
　（Ｄ混曾ガ、１．（１０ｓｃｃｍ／８　ｓｅｃｍ１５
０　ｓｃｃｍ　）＠、ガス放出管１０１ａよりＳｉＨ４
／ＧｅＨ４／Ｂ２Ｈ，（１％Ｈ。

稀釈）の混合ガス（３０ｓｃｃｍ／１５　ｓｃｃｍ／Ｉ
　Ｑ　ｓｃｃｍ）を８分間放出させ約／μｍのａ−８ｉ
：Ｇｅ：Ｏ：Ｈ：Ｆ：Ｂ膜を堆積させた。このとき、堆
積室１０５内の圧力は排気バルブ１０７の開度を調整し
て、０．３ＴｏｒｒＲ：保った。堆積速度は約２ＯＡ’
／ｓｅｃ　　であツタ。

以下、第１表に示す成膜条件ｌこて、前記電子写真用光
導電部材を作成した。

作成した電子写真用光導電部材について画虚特性評１１
ｆｆｉを行ったところ、従来のａ　−８ｉ電子写真用光
導′嶋部材と比較して、緒特性は１３％以上向上し、画
隊欠陥の故は１０チ以上減少し、実用に耐ん得るもので
あった。

〔幼果〕

以上の詳細な説明及び′２）実施例より、本発明の堆積
暎形成ｇ＆直によれば、堆積膜の膜質８保持しながら高
速成膜が可能となり省エネルギー化を計り、膜品質の管
理が容易で大面積に亘って均−物境狩性の堆積膜が得ら
れる０又、生産性、斌慮性ｌｃ愛れ、高品質で電気的２
元学的、半導体的等の物理時性ｌこ優れた膜を簡便に得
ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に用いた成膜装置１の模式的概
略図である。 第２図は本発明に於いて用いたガス放出管の模式的概略
図である。 第３図は本発明に於いて作成した電子写真用光導α部材
の層構成の模式的概略図である。 ある。 １０１　・・・　真空チャンバー １０２ａ・・・　ガス放出管 １０２ｂ、１０２ｃ・・・ガス放出孔 １０３・・・基体 １０４　　・・・　基体加熱用−１０ゲンラ／ブ１０５
　・・・　堆積空間 １０６　　・・・　排気管 １０７　・・・　排気パルプ １０８　・・・　基体支持具 １０９　・・・　回転軸 １１０　・・・　駆！！２７装置 １１１・・・導線 １１２．１１３・・・ガス供給パイプ １１４．１１５・・・パルプ １１６　・・・　熱電対 １１７　・・・　１ＭＬ匿狭示装置 ２０１　・・・　ガス放出管 ２０２．２０３，２０６，２０７　　・・・ガス放田孔
２０４．２０５，２０８，２０９　　・・・ガス導入管
３００・・・基体 ３０１　　・・・　非晶７質層 ３０２　・・・　ｐ型非晶質層 ３０３　・・・　非晶質層 ３０４　・・・　表面保護層 ４０１　・・・　反応呈 ４０２〜４０６・・・ガスボンベ ４０７〜４１１・・・マスフローメーター４１２〜４２
６，４３２〜４３５・・・バルブ４２７〜４３１・・・
圧力ゲージ ４３６　・・・　圧力畔 ４３７・・・基体 ４３８　・・・　基本力０熱用ヒーター４３９　・・・
　モーター ４４０　・・・　’Ｉｔ　　源

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）堆積膜形成用の気体状原料物質と、該原料物質に
   酸化作用をする性質を有する気体状のハロゲン系酸化剤
   とを接触させ堆積膜を形成する装置において堆積膜形成
   用支持体設置手段を堆積膜形成室の中央に設置し、堆積
   室壁面と前記堆積膜形成用支持体設置手段との間に複数
   個の前記気体状原料物質と前記気体状ハロゲン系酸化剤
   との混合放出手段を設置したことを特徴とする堆積膜形
   成装置。
2. （２）前記堆積膜形成用の気体状原料物質と前記気体状
   ハロゲン系酸化剤との混合手段が前記堆積膜形成用支持
   体設置手段を取り囲む様に配置されている特許請求の範
   囲第１項に記載の堆積膜形成装置。
3. （３）前記堆積膜形成用の気体状原料物質と前記気体状
   ハロゲン系酸化剤との混合手段において、前記堆積膜形
   成用の気体状原料物質の放出用の放出孔と前記気体状ハ
   ロゲン系酸化剤の放出用の放出孔とが前記堆積膜形成用
   支持体設置 手段の方向を向いている特許請求の範囲第１項に記載の
   堆積膜形成装置。