JPS62294181A - マイクロ波プラズマcvd法による機能性堆積膜の形成方法及び装置 - Google Patents
マイクロ波プラズマcvd法による機能性堆積膜の形成方法及び装置Info
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- JPS62294181A JPS62294181A JP13796386A JP13796386A JPS62294181A JP S62294181 A JPS62294181 A JP S62294181A JP 13796386 A JP13796386 A JP 13796386A JP 13796386 A JP13796386 A JP 13796386A JP S62294181 A JPS62294181 A JP S62294181A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G5/00—Recording members for original recording by exposure, e.g. to light, to heat, to electrons; Manufacture thereof; Selection of materials therefor
- G03G5/02—Charge-receiving layers
- G03G5/04—Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor
- G03G5/08—Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor characterised by the photoconductive material being inorganic
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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】
3、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、とシわけ機能性膜、特に半
導体デバイス、電子写真用感光体デバイス、画像入力用
ラインセンサー、撮像デバイス、光起電力デバイス等に
用いるアモルファス半導体膜を形成する方法及び装置に
関する。
導体デバイス、電子写真用感光体デバイス、画像入力用
ラインセンサー、撮像デバイス、光起電力デバイス等に
用いるアモルファス半導体膜を形成する方法及び装置に
関する。
従来、半導体デバイス、電子写真用感光体デバイス、画
像入力用ラインセンサー、撮像デバイス、光起電力デバ
イス、その他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、アモルファス・シリコン、例
えば水素原子又は/及びハロゲン原子(例えばフッ素、
塩素等)で補償されたアモルファス・シリコン(以下、
「a −Si (H,X)Jと表記する。)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。
像入力用ラインセンサー、撮像デバイス、光起電力デバ
イス、その他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、アモルファス・シリコン、例
えば水素原子又は/及びハロゲン原子(例えばフッ素、
塩素等)で補償されたアモルファス・シリコン(以下、
「a −Si (H,X)Jと表記する。)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、プラズマCVD法、即ち、
原料ガスを直流、又は高周波、マイクロ波グロー放電に
よって分解し、ガラス、石英、耐熱性合成樹脂フィルム
、ステンレス、アルミニウムなどの基体上に薄膜状の堆
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。
原料ガスを直流、又は高周波、マイクロ波グロー放電に
よって分解し、ガラス、石英、耐熱性合成樹脂フィルム
、ステンレス、アルミニウムなどの基体上に薄膜状の堆
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。
ところで近年マイクロ波グロー放電分解によるプラズマ
CVD法(以下、rMW−PCVD法」と表記する。)
が工業的にも注目されて来ており、該MW−PCVD法
により堆積膜を形成するための装置は、代表的には第3
図の透視略図で示される装置構成のものである。
CVD法(以下、rMW−PCVD法」と表記する。)
が工業的にも注目されて来ており、該MW−PCVD法
により堆積膜を形成するための装置は、代表的には第3
図の透視略図で示される装置構成のものである。
第3図において、1は反応容器全体を示し、2は、気密
に形成された真空容器である。3は、マイクロ波電力を
真空容器2内に効率良く透過し、かp該容器内を気密に
保持し得るような材料(例えば、石英ガラス、アルミナ
・セラミックス、等)で形成された誘電体窓である。4
は、主と′して金属部材で形成された矩形形状のマイク
ロ波の導波路であり、三本柱整合器、アイソレーター(
図示せず)を介してマイクロ′波型源5に接続されてい
る。6は、一端が真空容器2内に開口し、他端が排気装
置(図示せず)に連通している排気バルブ(図示せず)
を備えた排気管である。8は、基体9の保持部であり、
基体9を誘電体窓3に密接して保持する構造となってい
る。10ば、基体9を好適な温度に加熱保持するための
ヒーター10′を内蔵する基体ホルダーである。
に形成された真空容器である。3は、マイクロ波電力を
真空容器2内に効率良く透過し、かp該容器内を気密に
保持し得るような材料(例えば、石英ガラス、アルミナ
・セラミックス、等)で形成された誘電体窓である。4
は、主と′して金属部材で形成された矩形形状のマイク
ロ波の導波路であり、三本柱整合器、アイソレーター(
図示せず)を介してマイクロ′波型源5に接続されてい
る。6は、一端が真空容器2内に開口し、他端が排気装
置(図示せず)に連通している排気バルブ(図示せず)
を備えた排気管である。8は、基体9の保持部であり、
基体9を誘電体窓3に密接して保持する構造となってい
る。10ば、基体9を好適な温度に加熱保持するための
ヒーター10′を内蔵する基体ホルダーである。
7は、一端は反応容器の基体9近傍て開口し、他端はバ
ルブ手段71を介して原料ガス供給源(図示せず)に連
通している、原料ガス供給管である。
ルブ手段71を介して原料ガス供給源(図示せず)に連
通している、原料ガス供給管である。
11は、誘電体窓3と基体9を透過したマイクロ波51
によって真空容器内に生起したプラズマを示す。
によって真空容器内に生起したプラズマを示す。
こうした従来のMW−PCVD法による堆積膜形成装置
を使用しての堆積膜形成は、以下のようにして行われる
。
を使用しての堆積膜形成は、以下のようにして行われる
。
即ち、バルブ71を閉じ、排気管6から真空容器2内を
脱気し、内圧をI X 1O−6Torr以下にする。
脱気し、内圧をI X 1O−6Torr以下にする。
ついで、基体加熱ヒーター10′に通電して基体9の温
度を膜堆積に好適な温度に加熱、保持する。そこで、バ
ルブ71を開き原料ガス供給管7のガス放出孔7“、7
″・・・を介して、シランガス、水素ガスの混合ガスか
らなる原料ガスを系内圧力がI X 1O−2Torr
になるまで導入し、それと同時にマイクロ波電源5に通
電して周波数2.45 GHzのマイクロ波を誘電体窓
3及び誘電体基体9を介して真空容器2内に放射し、プ
ラズマを生起させて所定時開成膜を行う。その後、基体
の加熱、ガスの供給、マイクロ波の放射等を中止し、基
体を放冷した後、該基体を系外に搬出して成膜を完了す
る。
度を膜堆積に好適な温度に加熱、保持する。そこで、バ
ルブ71を開き原料ガス供給管7のガス放出孔7“、7
″・・・を介して、シランガス、水素ガスの混合ガスか
らなる原料ガスを系内圧力がI X 1O−2Torr
になるまで導入し、それと同時にマイクロ波電源5に通
電して周波数2.45 GHzのマイクロ波を誘電体窓
3及び誘電体基体9を介して真空容器2内に放射し、プ
ラズマを生起させて所定時開成膜を行う。その後、基体
の加熱、ガスの供給、マイクロ波の放射等を中止し、基
体を放冷した後、該基体を系外に搬出して成膜を完了す
る。
ところで、このような従来のM W −P CV D法
による堆積膜形成においては、一般に周波数13.56
MHzの高周波電力を用いる高周波プラズfcVD法
(以下、こAをrl’%F−PCVD法」と表記する。
による堆積膜形成においては、一般に周波数13.56
MHzの高周波電力を用いる高周波プラズfcVD法
(以下、こAをrl’%F−PCVD法」と表記する。
)とは異なり、無電極放電によってプラズマが生起する
。すなわち、第3図に示すようにマイクロ波51が導入
される誘電体窓3を中心としてプラズマ11が生起する
。すなわち、この誘電体窓の口径が、生起されるプラズ
マの口径を決定する主要な因子となる。そのため、大面
積基体にa−8i:H:X膜といった堆積膜を形成させ
る場合には、この誘電体窓の口径も太きくしなければな
らないという問題がある。また、この誘電体窓はマイク
ロ波を効率良く真空容器内に伝搬させるための伝送路の
一部であることから、その厚みと大きさは使用するマイ
クロ波の周波数と共振する大きさでなければならない。
。すなわち、第3図に示すようにマイクロ波51が導入
される誘電体窓3を中心としてプラズマ11が生起する
。すなわち、この誘電体窓の口径が、生起されるプラズ
マの口径を決定する主要な因子となる。そのため、大面
積基体にa−8i:H:X膜といった堆積膜を形成させ
る場合には、この誘電体窓の口径も太きくしなければな
らないという問題がある。また、この誘電体窓はマイク
ロ波を効率良く真空容器内に伝搬させるための伝送路の
一部であることから、その厚みと大きさは使用するマイ
クロ波の周波数と共振する大きさでなければならない。
しかしながら、この共振条件を満たしながら誘電体窓の
口径を太きくしようとすれば、窓の厚みが薄くなり、真
空隔壁としてのもう一方の条件を強度上溝たせなくなる
という問題がある。
口径を太きくしようとすれば、窓の厚みが薄くなり、真
空隔壁としてのもう一方の条件を強度上溝たせなくなる
という問題がある。
さらに、マイクロ波が伝送路の終端短絡面で戻って来る
反射波との干渉によって形成される定在波は、真空容器
内で生起するプラズマの密度分布にもマイクロ波の定在
波と同様の粗密を生じる。このため、基体上に形成され
る堆積膜の膜厚分布にも、該電磁波のモードと一致する
ような分布が生じてしまう。しかも、このような膜厚分
布は基体面積が小さい場合、すなわち誘電体窓の口径が
小さいときは、さ程問題にならない程度であったが、大
面積基体においては、同−基体上に形成される堆積膜に
ついて膜厚、特性等のバラツキをもたらす原因になる。
反射波との干渉によって形成される定在波は、真空容器
内で生起するプラズマの密度分布にもマイクロ波の定在
波と同様の粗密を生じる。このため、基体上に形成され
る堆積膜の膜厚分布にも、該電磁波のモードと一致する
ような分布が生じてしまう。しかも、このような膜厚分
布は基体面積が小さい場合、すなわち誘電体窓の口径が
小さいときは、さ程問題にならない程度であったが、大
面積基体においては、同−基体上に形成される堆積膜に
ついて膜厚、特性等のバラツキをもたらす原因になる。
本発明の目的は、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バイス、電子写真用感光体デバイ
ス、光起電力素子、その他の各種エレクトロニクス素子
、光学素子等に用いられる素子部材としての堆積膜を、
MW−PCVD法により、安定して高速形成しうる方法
、及び諸方法を実施するに適した装置を提供することに
ある。
題を克服して半導体デバイス、電子写真用感光体デバイ
ス、光起電力素子、その他の各種エレクトロニクス素子
、光学素子等に用いられる素子部材としての堆積膜を、
MW−PCVD法により、安定して高速形成しうる方法
、及び諸方法を実施するに適した装置を提供することに
ある。
本発明の他の目的は、M W −P CV D法により
a−8i:H:X膜を形成するについて、マイクロ波エ
ネルギーを効率的に利用してa−8i :H:X膜を大
面積基板上に連続して、高速かつ均一に堆積せしめる方
法、及び該方法を実施するに適した装置を提供すること
にある。
a−8i:H:X膜を形成するについて、マイクロ波エ
ネルギーを効率的に利用してa−8i :H:X膜を大
面積基板上に連続して、高速かつ均一に堆積せしめる方
法、及び該方法を実施するに適した装置を提供すること
にある。
本発明者は、従来の方法、装置における前述の諸問題を
克服して、上述の本発明の目的を達成すべく鋭意研究を
重ねたところ、MW−PCVD法によりa−8i :H
:X膜を大面積にわたって均一にして均質に形成するに
ついては、基体表面の直線上に均一なプラズマを生起さ
せるとともに、堆積中の該基体を該直線と直交する方向
に逐次移動させることによって、連続的に堆積膜を形成
する場合好ましい結果が得られることが判った。
克服して、上述の本発明の目的を達成すべく鋭意研究を
重ねたところ、MW−PCVD法によりa−8i :H
:X膜を大面積にわたって均一にして均質に形成するに
ついては、基体表面の直線上に均一なプラズマを生起さ
せるとともに、堆積中の該基体を該直線と直交する方向
に逐次移動させることによって、連続的に堆積膜を形成
する場合好ましい結果が得られることが判った。
そして本発明者は、上述の、直線上に長いプラズマを生
起させる手段として、ある条件下において生起した良導
電体としてのプラズマがマイクロ波の進入を遮断すると
同時に、それを反射するという性質を利用して、このプ
ラズマ界面をマイクロ波導波路の一部として構成したマ
イクロ波空胴共振器を用いるのが有効である知見を得た
。
起させる手段として、ある条件下において生起した良導
電体としてのプラズマがマイクロ波の進入を遮断すると
同時に、それを反射するという性質を利用して、このプ
ラズマ界面をマイクロ波導波路の一部として構成したマ
イクロ波空胴共振器を用いるのが有効である知見を得た
。
本発明者は、さらに研究を重ね、プラズマ密度分布が前
記マイクロ波空胴共振器の基本波長に一致していること
を見い出した。
記マイクロ波空胴共振器の基本波長に一致していること
を見い出した。
そして、本発明者は、前記空胴共振器と同一構造のもの
を並設し、各々の共振器内に形成される定在波の位相を
、該共振器の終端短絡板の調整によって相対位置で1/
4波長分ずらすこと(でよって、生起されるプラズマの
密度が直線上で均一になり、形成される堆積膜の膜厚、
膜質分布を均一にすることができる知見を得るに至った
。
を並設し、各々の共振器内に形成される定在波の位相を
、該共振器の終端短絡板の調整によって相対位置で1/
4波長分ずらすこと(でよって、生起されるプラズマの
密度が直線上で均一になり、形成される堆積膜の膜厚、
膜質分布を均一にすることができる知見を得るに至った
。
さらに、前記の直線上に均一にされたプラズマと直交す
る方向に基体を逐次移動させることによって、該プラズ
マの直線方向の長さを幅として、無限長の基体に所望の
堆積膜の形成を行うことができる知見を得た。そして、
該共振器の長さは、プラズマによるマイクロ波電力の吸
収、減衰がプラズマ密度分布に影響をおよぼさない範囲
内であれば、該基本波長の整数倍の長さであれば良く、
幅の広い基体への堆積膜形成も可能であることを確認し
た。また、該マイクロ波の減衰によってプラズマ密度が
変化する以上の幅をもった基体に対しては、該基体の幅
方向に該共振器と同一構造のプラズマ発生装置を組み合
わせて用いることによって無限幅の基体への成膜も可能
であることも確認した。
る方向に基体を逐次移動させることによって、該プラズ
マの直線方向の長さを幅として、無限長の基体に所望の
堆積膜の形成を行うことができる知見を得た。そして、
該共振器の長さは、プラズマによるマイクロ波電力の吸
収、減衰がプラズマ密度分布に影響をおよぼさない範囲
内であれば、該基本波長の整数倍の長さであれば良く、
幅の広い基体への堆積膜形成も可能であることを確認し
た。また、該マイクロ波の減衰によってプラズマ密度が
変化する以上の幅をもった基体に対しては、該基体の幅
方向に該共振器と同一構造のプラズマ発生装置を組み合
わせて用いることによって無限幅の基体への成膜も可能
であることも確認した。
ところで、a−8i:H:X膜のように半導体としての
機能を奏する機能性堆積膜を前述した従来公知の類の装
置で形成する場合、a−8i :H:X膜が堆積するに
つれてマイクロ波導入窓に膜堆積が生じたりしてマイク
ロ波の成膜室への透過量が減少し、それにより長時間の
連続成膜を不可能にしてしまうといった問題がある。
機能を奏する機能性堆積膜を前述した従来公知の類の装
置で形成する場合、a−8i :H:X膜が堆積するに
つれてマイクロ波導入窓に膜堆積が生じたりしてマイク
ロ波の成膜室への透過量が減少し、それにより長時間の
連続成膜を不可能にしてしまうといった問題がある。
本発明者はこの点にも着眼し、且つ上述の本発明者の得
た知見を基にして研究を重ね、基体をマイクロ波透過性
材質のものにし、これをマイクロ波導入窓に密接若しく
は極近接せしめ、マイクロ波を上述のマイクロ波空胴共
振器、前記マイクロ波導入窓そして前記基体を透過させ
前記基体についての成膜空間即ち、前記マイクロ波導入
窓とは反対側の空間でプラズマを生起させて前記基体の
被成膜表面上に膜を堆積せしめるようにしたところ、マ
イクロ波導入窓への膜堆積は全くなくして基体の被成膜
表面に効率的に膜堆積され、マイクロ波が該堆積される
膜に遮断されることなくして所望の堆積膜成品が得られ
、上述の問題が一挙に解決できて、連続成膜が可能にな
ることが判った。そしてまた、その際、即ち成膜操作中
に基体を移動させて移動基体表面に項次成膜することが
可能になり、それにより大面積基体であってもその表面
に所望の堆積膜を形成することが可能になることが判っ
た。
た知見を基にして研究を重ね、基体をマイクロ波透過性
材質のものにし、これをマイクロ波導入窓に密接若しく
は極近接せしめ、マイクロ波を上述のマイクロ波空胴共
振器、前記マイクロ波導入窓そして前記基体を透過させ
前記基体についての成膜空間即ち、前記マイクロ波導入
窓とは反対側の空間でプラズマを生起させて前記基体の
被成膜表面上に膜を堆積せしめるようにしたところ、マ
イクロ波導入窓への膜堆積は全くなくして基体の被成膜
表面に効率的に膜堆積され、マイクロ波が該堆積される
膜に遮断されることなくして所望の堆積膜成品が得られ
、上述の問題が一挙に解決できて、連続成膜が可能にな
ることが判った。そしてまた、その際、即ち成膜操作中
に基体を移動させて移動基体表面に項次成膜することが
可能になり、それにより大面積基体であってもその表面
に所望の堆積膜を形成することが可能になることが判っ
た。
然るに本発明は、上述の本発明者が得た知見及び本発明
者が確認した事実に基いて完成するに至ったものであり
、MW−PCVD法による改善された機能性堆積膜形成
法と該方法を実施するに至適な装置とを包含するもので
ある。
者が確認した事実に基いて完成するに至ったものであり
、MW−PCVD法による改善された機能性堆積膜形成
法と該方法を実施するに至適な装置とを包含するもので
ある。
即ち本発明により提供される機能性堆積膜の形成法は、
基体をマイクロ波透過性材質のものにし、該基体をマイ
クロ波導入窓に密接若しくは極近接せしめ、マイクロ波
をその上に位置するマイクロ波空胴共振手段を介して前
記マイクロ波導入窓そして前記基体を透過させて前記マ
イクロ波導入窓とは反対側の原料ガスの導入されている
成膜空間に放射し、そこにプラズマを生起させて前記基
体の被成膜表面上に膜を堆積せしめることを骨子とする
ものである。
基体をマイクロ波透過性材質のものにし、該基体をマイ
クロ波導入窓に密接若しくは極近接せしめ、マイクロ波
をその上に位置するマイクロ波空胴共振手段を介して前
記マイクロ波導入窓そして前記基体を透過させて前記マ
イクロ波導入窓とは反対側の原料ガスの導入されている
成膜空間に放射し、そこにプラズマを生起させて前記基
体の被成膜表面上に膜を堆積せしめることを骨子とする
ものである。
そして本発明により提供される機能性堆積膜の他の形成
法は、上記形成法にあって、同一構造の上記マイクロ波
空胴共振手段を複数個並設使用し、各々の共振手段内に
形成される定在波の位相を相対位置で1/4波長分ずら
して上記成膜空間内で生起するプラズマの密度を直線状
に均一にすることを骨子とするものである。
法は、上記形成法にあって、同一構造の上記マイクロ波
空胴共振手段を複数個並設使用し、各々の共振手段内に
形成される定在波の位相を相対位置で1/4波長分ずら
して上記成膜空間内で生起するプラズマの密度を直線状
に均一にすることを骨子とするものである。
本発明により提供されるMW−PCVD法による機能性
堆積膜の形成装置は上記堆積膜形成法を実施するに至適
なものであって、マイクロ波発生源に接続されたマイク
ロ波電力の伝送路と、該伝送路に結合された大気圧雰囲
気で共振する短絡板を内部終端に備えた方形空胴共振器
と成膜室とを有し、前記方形空胴共振器と前記成膜室と
が前記方形空胴共振器の内部で発生する定在波の電界の
向きに垂直で且つその伝搬方向に平行な該方形空胴共振
器の壁と前記成膜室の壁とを兼ねたマイクロ波電力透過
窓を隔てて有機的に結合しており、前記透過窓の前記成
膜室側面にマイクロ波透過性材質の基体を密接若しくは
極近接せしめてなることを骨子とするものである。
堆積膜の形成装置は上記堆積膜形成法を実施するに至適
なものであって、マイクロ波発生源に接続されたマイク
ロ波電力の伝送路と、該伝送路に結合された大気圧雰囲
気で共振する短絡板を内部終端に備えた方形空胴共振器
と成膜室とを有し、前記方形空胴共振器と前記成膜室と
が前記方形空胴共振器の内部で発生する定在波の電界の
向きに垂直で且つその伝搬方向に平行な該方形空胴共振
器の壁と前記成膜室の壁とを兼ねたマイクロ波電力透過
窓を隔てて有機的に結合しており、前記透過窓の前記成
膜室側面にマイクロ波透過性材質の基体を密接若しくは
極近接せしめてなることを骨子とするものである。
本発明は、更に、上記本発明の堆積膜形成法を実施する
:でより至適な、MW−PCVD法による機能性堆積膜
の形成装置を提供するものであって、該装置は、上記装
置にあって、上記方形空胴共振器を複数個隣接して有し
、該複数個の方形空胴共振器はそれぞれ一方のものに対
し他方が、一方の定在波とは相対位置で基本波長のし4
の長さズレた定在波を生ぜしめるものであり、上記基体
を駆動手段を介して順次移動せしめるようにしたことを
骨子とするものである。
:でより至適な、MW−PCVD法による機能性堆積膜
の形成装置を提供するものであって、該装置は、上記装
置にあって、上記方形空胴共振器を複数個隣接して有し
、該複数個の方形空胴共振器はそれぞれ一方のものに対
し他方が、一方の定在波とは相対位置で基本波長のし4
の長さズレた定在波を生ぜしめるものであり、上記基体
を駆動手段を介して順次移動せしめるようにしたことを
骨子とするものである。
なお、本発明により提供される上記装置においては、マ
イクロ波方形空胴共振器は、−壁面が、プラズマによっ
て形成される構造のものであり、該共振器内部の定在波
の位相を該共振器内部の終端部に設けた短絡板により調
整することのできる構造のものである。
イクロ波方形空胴共振器は、−壁面が、プラズマによっ
て形成される構造のものであり、該共振器内部の定在波
の位相を該共振器内部の終端部に設けた短絡板により調
整することのできる構造のものである。
また、使用する基体についてはマイクロ波の透過する材
質のものであればいずれのものであってもよいが、使用
マイクロ波が一般には500MH7以上の周波数のもの
であることから、そうしたマイクロ波に対して誘電体損
失角(tanδ)が0.005以下で比誘電率(Er)
が10以下のものでちることが好ましく、その具体例の
代表的なものとして石英ガラス、アルミナ・セラミック
等を挙げることができる。
質のものであればいずれのものであってもよいが、使用
マイクロ波が一般には500MH7以上の周波数のもの
であることから、そうしたマイクロ波に対して誘電体損
失角(tanδ)が0.005以下で比誘電率(Er)
が10以下のものでちることが好ましく、その具体例の
代表的なものとして石英ガラス、アルミナ・セラミック
等を挙げることができる。
以下本発明を、図面の実施例により更に詳しく説明する
が、本発明はこれにより何ら限定されるものではない。
が、本発明はこれにより何ら限定されるものではない。
第1図は、本発明のMW−PCVD法による堆積膜形成
方法を実施するに適した装置例の断面略図である。
方法を実施するに適した装置例の断面略図である。
図中、前述の従来装置(第3図に図示)と同一機能の装
置構成部分については、第3図におけると同様の記号に
て示した。
置構成部分については、第3図におけると同様の記号に
て示した。
図中、1は本発明の真空容器全体を示し、2は該真空容
器プラズマを発生させて成膜を行う反応容器である。3
は、マイクロ波を反応容器2内に効率良く透過し、かつ
真空気密を保持し得るような材料(例えば石英ガラス)
で形成された誘電体窓である。4は、マイクロ波の導波
路であって、通常は金属部材で矩形構造を成して形成さ
れ、三本柱整合器、アイソレーター(図示せず)を介し
てマイクロ波電源5に接続されている。6ば、一端が真
空容器2内に開口し、他端が排気装置(図示せず)に連
通している排気パルプ6′を備えた排気管である。8は
、基体9の保持部であり、基体9を誘電体窓3に密接し
て保持する構造となっている。なお基体9は、マイクロ
波を効率良く透過する例えば石英ガラス等の材質の誘電
体材料で形成された板状部材である。
器プラズマを発生させて成膜を行う反応容器である。3
は、マイクロ波を反応容器2内に効率良く透過し、かつ
真空気密を保持し得るような材料(例えば石英ガラス)
で形成された誘電体窓である。4は、マイクロ波の導波
路であって、通常は金属部材で矩形構造を成して形成さ
れ、三本柱整合器、アイソレーター(図示せず)を介し
てマイクロ波電源5に接続されている。6ば、一端が真
空容器2内に開口し、他端が排気装置(図示せず)に連
通している排気パルプ6′を備えた排気管である。8は
、基体9の保持部であり、基体9を誘電体窓3に密接し
て保持する構造となっている。なお基体9は、マイクロ
波を効率良く透過する例えば石英ガラス等の材質の誘電
体材料で形成された板状部材である。
基体9ば、基板保持部8によって誘電体窓3に密接して
保持され、基体9と誘電体窓3の界面においてプラズマ
の生起がないようにされている。10は、基体ホルダー
であり基体9の加熱用ヒーター10′を内蔵している。
保持され、基体9と誘電体窓3の界面においてプラズマ
の生起がないようにされている。10は、基体ホルダー
であり基体9の加熱用ヒーター10′を内蔵している。
なお本装置例においては基体加熱用ヒーター10′を基
体9の真空(lIII K配置し、輻射熱によって間接
加熱する構造としたが、マイクロ波の伝送を阻げない位
置であれば真空容器2の壁面に取付けて、基体9を直接
加熱する構造にしてもよい。
体9の真空(lIII K配置し、輻射熱によって間接
加熱する構造としたが、マイクロ波の伝送を阻げない位
置であれば真空容器2の壁面に取付けて、基体9を直接
加熱する構造にしてもよい。
7ば、一端は反応容器内に開口し、他端は原料ガス供給
源(図示せず)に連通している、バルブ7′を備えた原
料ガス供給管である。
源(図示せず)に連通している、バルブ7′を備えた原
料ガス供給管である。
11は、誘電体窓3と基体9を透過したマイクロ波51
によって反応容器内に生起したプラズマを示し、該プラ
ーズマは、基体9の誘電体窓3とは反対面側で生起する
。
によって反応容器内に生起したプラズマを示し、該プラ
ーズマは、基体9の誘電体窓3とは反対面側で生起する
。
12は、マイクロ波導波路4に接続された方形空胴共振
器であり、その終端には短絡板13が配置されており、
その−壁面は見かけ上前記マイクロ波透過窓3で形成さ
れた構造になっている。空胴共振器12においては、プ
ラズマ11が生起することによって、そのプラズマ界面
でマイクロ波が反射されて短絡面を形成することから、
前記終端短絡板13の位置を調整することによって、マ
イクロ波51と共振するようになり、その内部に基本波
長λの定在波14が生起する。なお、図中の矢印Eば、
定在波14の電界強度とその方向を表わす。図示するよ
うに、定在波14の電界強度は基本波長の1/4の間隔
で変化することから、反応容器2内に生起するプラズマ
密度もこれに沿って粗密となり、基体9表面に堆積する
堆積膜の堆積速度にも速い領域と遅い領域がλ/4の間
隔で交互に現われる。
器であり、その終端には短絡板13が配置されており、
その−壁面は見かけ上前記マイクロ波透過窓3で形成さ
れた構造になっている。空胴共振器12においては、プ
ラズマ11が生起することによって、そのプラズマ界面
でマイクロ波が反射されて短絡面を形成することから、
前記終端短絡板13の位置を調整することによって、マ
イクロ波51と共振するようになり、その内部に基本波
長λの定在波14が生起する。なお、図中の矢印Eば、
定在波14の電界強度とその方向を表わす。図示するよ
うに、定在波14の電界強度は基本波長の1/4の間隔
で変化することから、反応容器2内に生起するプラズマ
密度もこれに沿って粗密となり、基体9表面に堆積する
堆積膜の堆積速度にも速い領域と遅い領域がλ/4の間
隔で交互に現われる。
第2図は、本発明の、MW−PCVD法による堆積膜形
成方法を実施する至適装置例の透視略図である。
成方法を実施する至適装置例の透視略図である。
図中、第1図における装置構成部材と同一機能を有する
部分については、同一記号を用いて表示した。
部分については、同一記号を用いて表示した。
第2図において、12aおよび12bはそれぞれ第1図
において説明した方形空胴共振器と同一構造のものであ
り、それらが並列て隣接配置されている。
において説明した方形空胴共振器と同一構造のものであ
り、それらが並列て隣接配置されている。
共振器12a 、 12b内に生起する定在波即ち、1
4aおよび14bば、各々の終端短絡板13a 。
4aおよび14bば、各々の終端短絡板13a 。
13bの位置を調整することにより、位相がλ/4ズレ
るようにされている。これにより、各々のマイクロ波透
過窓3aおよび3bと基体9を透過して、反応容器2内
で生起するプラズマは各々の粗密分布を補完し合って、
基板9の幅方向に均一な分布となる。
るようにされている。これにより、各々のマイクロ波透
過窓3aおよび3bと基体9を透過して、反応容器2内
で生起するプラズマは各々の粗密分布を補完し合って、
基板9の幅方向に均一な分布となる。
そして第2図に図示の本装置例においては、基板9ば、
前記プラズマと直交する方向(図中の矢印の方向)に図
示しない駆動手段を介して逐次移動できるようにされて
いて、移動完了後には基体9全面にわたって均一にして
均質な膜が堆積されるようになっている。
前記プラズマと直交する方向(図中の矢印の方向)に図
示しない駆動手段を介して逐次移動できるようにされて
いて、移動完了後には基体9全面にわたって均一にして
均質な膜が堆積されるようになっている。
なお前記装置例では、マイクロ波プラズマ発生用の方形
空胴共振器を2台1組だけ使用したが、これを複数組、
基体搬送方向に配置し、搬送速度を速くすることで成膜
タクト時間゛を短縮することができる。また、基体の幅
方向に組み、合わせると、幅広の基体への成膜も可能と
なる。
空胴共振器を2台1組だけ使用したが、これを複数組、
基体搬送方向に配置し、搬送速度を速くすることで成膜
タクト時間゛を短縮することができる。また、基体の幅
方向に組み、合わせると、幅広の基体への成膜も可能と
なる。
さらにまた、各反応容器に供給する原料ガスにホスヒン
、ジボラン等の価電子制御ガスを選択して供給すること
によって、連続して多層膜を形成することもできる。
、ジボラン等の価電子制御ガスを選択して供給すること
によって、連続して多層膜を形成することもできる。
また前記装置例では、平板基体を用いて説明したが、プ
ラズマ発生装置を中心軸と平行に配置し、基体を円筒状
のものを使用し、中心軸のまわりに基体を移動させて成
膜する構造のものにすることは勿論可能である。
ラズマ発生装置を中心軸と平行に配置し、基体を円筒状
のものを使用し、中心軸のまわりに基体を移動させて成
膜する構造のものにすることは勿論可能である。
更に、プラズマを上述したように線状に均一に生起させ
ることからして、プラズマ発生装置の共振器は方形であ
る必要はなく、円形あるいは同軸共振器にし、その導体
面をプラズマで形成する構造のものであってもよい。
ることからして、プラズマ発生装置の共振器は方形であ
る必要はなく、円形あるいは同軸共振器にし、その導体
面をプラズマで形成する構造のものであってもよい。
〔実施例〕
以下に、本発明のMW−PCVD法による装置(第1乃
至2図)を操作して堆積膜を形成せしめる例を述べて本
発明を更に説明するが、本発明はこれにより何ら限定さ
れるものではない。
至2図)を操作して堆積膜を形成せしめる例を述べて本
発明を更に説明するが、本発明はこれにより何ら限定さ
れるものではない。
実施例
本例においては、基体9として、100m(幅)×40
0rtan(長さ)×2wn(厚さ)の石英板を使用し
た。
0rtan(長さ)×2wn(厚さ)の石英板を使用し
た。
まず、パルプ7′を閉にしておいて、排気パルプ6′を
開いて排気管6を介して真空容器2内を脱気して内圧を
1 :l’、 10−’ Torr以下にし、ついでヒ
ーター10’に通電して基体9の温度を250℃に加熱
し、該温度に保持した。そうしたところでシランガス5
008CCM、水素ガス200SCC?4の混合ガスを
パルプ7′を開いて原料ガス供給管7から系内圧力がI
X 1O−2Torrになるまで導入し、それと同時
にマイクロ波電源5に通電して2.45 GHzの周波
数のマイクロ波を方形空胴共振器12a及び12b1誘
電体窓3a及び3b、そして基体9を介して真空容器2
内に放射し、プラズマを生起させ、該成膜域に基体9の
最初の成膜面を所定時間さらしてそこに1μm厚の成膜
を行い、ついで該基体9の成膜さ九た部分を移動させ、
次の表面部分に前記と同様に成膜を行って基体9の全表
面への成膜が完了したところで冷却し、系外ンζ搬出し
た。かくして、得られた堆積膜’ri a−8i :H
:Xで構成されるものであり、これを各種のテストに付
して調べたところ、幅、長さ方向についてともに極めて
緻密組成の均質な膜質であり、電気的、光学的そして、
光導電特性がムラなく優れたものであることがわかった
。
開いて排気管6を介して真空容器2内を脱気して内圧を
1 :l’、 10−’ Torr以下にし、ついでヒ
ーター10’に通電して基体9の温度を250℃に加熱
し、該温度に保持した。そうしたところでシランガス5
008CCM、水素ガス200SCC?4の混合ガスを
パルプ7′を開いて原料ガス供給管7から系内圧力がI
X 1O−2Torrになるまで導入し、それと同時
にマイクロ波電源5に通電して2.45 GHzの周波
数のマイクロ波を方形空胴共振器12a及び12b1誘
電体窓3a及び3b、そして基体9を介して真空容器2
内に放射し、プラズマを生起させ、該成膜域に基体9の
最初の成膜面を所定時間さらしてそこに1μm厚の成膜
を行い、ついで該基体9の成膜さ九た部分を移動させ、
次の表面部分に前記と同様に成膜を行って基体9の全表
面への成膜が完了したところで冷却し、系外ンζ搬出し
た。かくして、得られた堆積膜’ri a−8i :H
:Xで構成されるものであり、これを各種のテストに付
して調べたところ、幅、長さ方向についてともに極めて
緻密組成の均質な膜質であり、電気的、光学的そして、
光導電特性がムラなく優れたものであることがわかった
。
また、上記成膜操作を繰返し行って5枚の成膜板を得て
それらについて上記と同様に調べたところ、5枚目のも
のであっても1枚目のものと何ら変ることなく優れたも
のであることがわかった。そして、誘電体窓3a及び3
bには、5回の成膜操作を連続して行った後にあっても
a−8i :H:Xの膜堆積が生じていないことがわか
った。
それらについて上記と同様に調べたところ、5枚目のも
のであっても1枚目のものと何ら変ることなく優れたも
のであることがわかった。そして、誘電体窓3a及び3
bには、5回の成膜操作を連続して行った後にあっても
a−8i :H:Xの膜堆積が生じていないことがわか
った。
本発明のMW−PCVD法による堆積膜形成装置による
と、空胴共振器を設は基体を真空容器内に生起するプラ
ズマと直交して移動させるようにしていることから、基
体が大面積のものであっても、均一厚で均質の堆積膜を
高速で形成することができる。
と、空胴共振器を設は基体を真空容器内に生起するプラ
ズマと直交して移動させるようにしていることから、基
体が大面積のものであっても、均一厚で均質の堆積膜を
高速で形成することができる。
また、本発明のMW−PCVD法による堆積膜形成装置
によると、基体をマイクロ波透過窓に極近配置して、そ
の反対面側でプラズマを生起させて該反体面表面に成膜
を行うようにしていることから、従来装置において問題
となるマイクロ波透過窓に膜堆積の生ずる問題はなく、
したがって堆積膜形成を連続して効率的に行うことがで
きる。
によると、基体をマイクロ波透過窓に極近配置して、そ
の反対面側でプラズマを生起させて該反体面表面に成膜
を行うようにしていることから、従来装置において問題
となるマイクロ波透過窓に膜堆積の生ずる問題はなく、
したがって堆積膜形成を連続して効率的に行うことがで
きる。
第1図は、本発明のMW−PCVD法による装置例の断
面略図であり、第2図は、前記本発明の装置の至適な装
置例の透視略図である。第3図は、従来のMW−PCV
D法による堆積膜形成装置の断面略図である。 図において、 1・・・真空容器、2・・・反応容器、3a 、3b・
・・マイクロ波導入窓、4・・・マイクロ波導波路、5
・・・マイクロ波発振電源、51・・・マイクロ波、6
・・・排気管、6′・・・バルブ、7・・・原料ガス供
給管、7′・・・バルブ、7“・・・ガス放出孔、71
・・・バルブ、8・・・基体保持具、9・・・基体、1
0・・・基体ホルダー、10′・・・基体加熱ヒーター
、11・・・プラズマ、12゜12a 、 12b−空
胴共振器、13 、13a 、 13b −短絡板、1
4 、14a 、 14b 一定在波。 第1図 第2図
面略図であり、第2図は、前記本発明の装置の至適な装
置例の透視略図である。第3図は、従来のMW−PCV
D法による堆積膜形成装置の断面略図である。 図において、 1・・・真空容器、2・・・反応容器、3a 、3b・
・・マイクロ波導入窓、4・・・マイクロ波導波路、5
・・・マイクロ波発振電源、51・・・マイクロ波、6
・・・排気管、6′・・・バルブ、7・・・原料ガス供
給管、7′・・・バルブ、7“・・・ガス放出孔、71
・・・バルブ、8・・・基体保持具、9・・・基体、1
0・・・基体ホルダー、10′・・・基体加熱ヒーター
、11・・・プラズマ、12゜12a 、 12b−空
胴共振器、13 、13a 、 13b −短絡板、1
4 、14a 、 14b 一定在波。 第1図 第2図
Claims (6)
- (1)マイクロ波透過性材質の基体を使用し、該基体を
マイクロ波導入窓に密接若しくは極近接せしめ、マイク
ロ波を、その上に位置するマイクロ波空胴共振手段を介
して前記マイクロ波導入窓そして前記基体を透過させて
前記マイクロ波導入窓とは反対側の原料ガスの導入され
ている成膜空間に放射し、そこにプラズマを生起させて
前記基体の被成膜表面上に膜を堆積せしめることを特徴
とする機能性堆積膜の形成法。 - (2)同一構造の前記マイクロ波空胴共振手段を複数個
併設使用し、各々の共振手段内に形成される定在波の位
相を相対位置で1/4波長分ずらして前記成膜空間内で
生起するプラズマの密度を直線状に均一にする特許請求
の範囲第(1)項に記載の機能性堆積膜の形成法。 - (3)成膜の完了した基体表面分だけ基体を移動させて
基体表面全体にわたる成膜を連続して行う特許請求の範
囲第(1)項または第(2)項に記載の機能性堆積膜の
形成法。 - (4)マイクロ波発生源に接続されたマイクロ波電力の
伝送路と、該伝送路に結合された大気圧雰囲気で共振す
る、短絡板を内部終端に備えた方形空胴共振器と、成膜
室とを有し、前記方形空胴共振器と前記成膜室とが、前
記方形空胴共振器の内部で発生する定在波の電界の向き
に垂直で且つその伝搬方向に平行な該共振器の壁と前記
成膜室の壁とを兼ねたマイクロ波電力透過窓を隔てて有
機的に結合しており、前記透過窓の前記成膜室側にマイ
クロ波透過性材質の基体を密接若しくは極近接せしめて
固定するようにしてなることを特徴とする機能性堆積膜
の形成装置。 - (5)前記方形空胴共振器を複数個隣接して有し、該複
数個の方形空胴共振器はそれぞれ、一方のものに対し他
方が、一方の定在波とは相対位置で基本波長の1/4の
長さズレた定在波を生ぜしめるものである特許請求の範
囲第(4)項に記載の堆積膜形成装置。 - (6)前記基体を駆動手段により順次移動できるように
した特許請求の範囲(4)又は(5)項に記載の機能性
堆積膜形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13796386A JPS62294181A (ja) | 1986-06-13 | 1986-06-13 | マイクロ波プラズマcvd法による機能性堆積膜の形成方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13796386A JPS62294181A (ja) | 1986-06-13 | 1986-06-13 | マイクロ波プラズマcvd法による機能性堆積膜の形成方法及び装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62294181A true JPS62294181A (ja) | 1987-12-21 |
Family
ID=15210821
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13796386A Pending JPS62294181A (ja) | 1986-06-13 | 1986-06-13 | マイクロ波プラズマcvd法による機能性堆積膜の形成方法及び装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62294181A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6389683A (ja) * | 1986-10-01 | 1988-04-20 | Hitachi Ltd | プラズマ装置 |
US5024182A (en) * | 1988-07-15 | 1991-06-18 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Thin film forming apparatus having a gas flow settling device |
EP0644575A1 (en) * | 1993-09-17 | 1995-03-22 | Hitachi, Ltd. | Plasma generating method and apparatus and plasma processing method and apparatus |
EP0796355A1 (en) * | 1995-01-11 | 1997-09-24 | Deposition Sciences, Inc. | Apparatus for generating plasma by plasma-guided microwave power |
WO2006109754A1 (ja) * | 2005-04-06 | 2006-10-19 | Toyo Seikan Kaisha, Ltd. | 表面波プラズマによる蒸着膜の形成方法及び装置 |
JP2006322066A (ja) * | 2005-04-19 | 2006-11-30 | Toyo Seikan Kaisha Ltd | プラズマcvd用マイクロ波供給装置及び該マイクロ波供給装置を備えた蒸着膜形成装置 |
-
1986
- 1986-06-13 JP JP13796386A patent/JPS62294181A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6389683A (ja) * | 1986-10-01 | 1988-04-20 | Hitachi Ltd | プラズマ装置 |
US5024182A (en) * | 1988-07-15 | 1991-06-18 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Thin film forming apparatus having a gas flow settling device |
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