JPS63100183A - 堆積膜形成法 - Google Patents
堆積膜形成法Info
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- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、機能性膜、殊に半導体デバイス或いは電子写
真用の感光デバイスなどの用途に有用な堆積膜の形成法
に関する。
真用の感光デバイスなどの用途に有用な堆積膜の形成法
に関する。
例えばアモルファスシリコン膜の形成には、真空蒸着法
、プラズマCVD法、CVD法、反応性スパッタリング
法、イオンブレーティング法、光CVD法などが試みら
れており、一般的には、プラズマCVD法が広く用いら
れ、企業化されている。
、プラズマCVD法、CVD法、反応性スパッタリング
法、イオンブレーティング法、光CVD法などが試みら
れており、一般的には、プラズマCVD法が広く用いら
れ、企業化されている。
丙午ら、アモルファスシリコンで構成される堆積膜は電
気的、光学的特性及び、繰返し使用での疲労特性あるい
は使用環境特性、更には均一性、再現性を含めて生産性
、量産性の点において更に総合的な特性の向上を図る余
地がある。
気的、光学的特性及び、繰返し使用での疲労特性あるい
は使用環境特性、更には均一性、再現性を含めて生産性
、量産性の点において更に総合的な特性の向上を図る余
地がある。
従来から一般化されているプラズマCVD法によるアモ
ルファスシリコン塩!nPIAの形成に於ての反応プロ
セスに、従来のCVD法に比較してかなり?Xl9iで
あり、その反応機構も不明な点が少なくなかった。又、
その堆積膜の形成パラメーターも多く(例えば、基板温
度、導入ガスノ流量と比、形成時の圧力、高周波電力、
電極構造、反応容器の構造、排気速度、プラズマ発生方
式など)これらの多くのパラメーターの組み合せによる
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fJlt膜に著しい悪影響を与えることが少なくな
かつた。そのうえ、装置特有のパラメーターを装置ごと
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。
ルファスシリコン塩!nPIAの形成に於ての反応プロ
セスに、従来のCVD法に比較してかなり?Xl9iで
あり、その反応機構も不明な点が少なくなかった。又、
その堆積膜の形成パラメーターも多く(例えば、基板温
度、導入ガスノ流量と比、形成時の圧力、高周波電力、
電極構造、反応容器の構造、排気速度、プラズマ発生方
式など)これらの多くのパラメーターの組み合せによる
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fJlt膜に著しい悪影響を与えることが少なくな
かつた。そのうえ、装置特有のパラメーターを装置ごと
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。
一方、アモルファスシリコン膜として電気的、光学的特
性が各用途を十分に満足させ得るものを実現させるには
、現状ではプラズマCVD法によって形成することが最
良とされている。
性が各用途を十分に満足させ得るものを実現させるには
、現状ではプラズマCVD法によって形成することが最
良とされている。
丙午ら、堆積膜の応用用途によっては、大面積化、膜厚
の均一性、膜品質の均一性を十分に満足させて、再現性
のある′Mka化を図らねばならないため、プラズマC
VD法によるアモルファスシリコン堆積膜の形成におい
ては、量産装3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
なり、装置の調整も微妙であることから、これらのこと
が、今後改善すべき問題点として指摘されている。
の均一性、膜品質の均一性を十分に満足させて、再現性
のある′Mka化を図らねばならないため、プラズマC
VD法によるアモルファスシリコン堆積膜の形成におい
ては、量産装3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
なり、装置の調整も微妙であることから、これらのこと
が、今後改善すべき問題点として指摘されている。
他方、通常のCVD法による従来の技術では、高温を必
要とし、実用可能な特性を有する堆積膜が得られていな
かフた。
要とし、実用可能な特性を有する堆積膜が得られていな
かフた。
上述の如く、アモルファスシリコン膜の形成に於て、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
装置で量産化できる形成方法を開発することが切望され
ている。
の実用可能な特性、均一性を維持させながら低コストな
装置で量産化できる形成方法を開発することが切望され
ている。
これ等のことは、他の機能性膜、例えば窒化シリコン膜
、炭化シリコン膜、酸化シリコン膜に於ても各々同様の
ことがいえる。
、炭化シリコン膜、酸化シリコン膜に於ても各々同様の
ことがいえる。
本発明は、上述したプラズマCVD法の欠点を除去する
と同時に、従来の形成方法にしたがい新規な堆積膜形成
法を提供するものである。
と同時に、従来の形成方法にしたがい新規な堆積膜形成
法を提供するものである。
本発明の目的は、堆積膜を形成する堆積空間(A)に於
て、プラズマ反応を用いないで形成させる膜の特性を保
持し、堆積速度の向上を図りながら、膜形成条件の管理
の簡素化、膜の量産化を容易に達成させることである。
て、プラズマ反応を用いないで形成させる膜の特性を保
持し、堆積速度の向上を図りながら、膜形成条件の管理
の簡素化、膜の量産化を容易に達成させることである。
本発明は、基板上に堆積膜を形成する為の堆積空間(A
)に、分解空間(C)に於て生成される堆積膜形成用の
原料となる前駆体と、分解空間(C)に於て生成され、
前記前駆体と相互作用をする活性種とを夫々別々に導入
することによって、前記基板上に堆積膜を形成する事を
特徴とするものである。
)に、分解空間(C)に於て生成される堆積膜形成用の
原料となる前駆体と、分解空間(C)に於て生成され、
前記前駆体と相互作用をする活性種とを夫々別々に導入
することによって、前記基板上に堆積膜を形成する事を
特徴とするものである。
本発明の方法では、所望の堆積膜を形成する堆積空間(
A)でプラズマを使用しないので、堆積膜の形成パラメ
ーターが導入する前駆体及び活性種の導入量、基板及び
堆積空間内の温度、堆積空間内の内圧となり、したがっ
て堆積膜形成のコントロールが容易になり、再現性、f
fi産性のある堆積膜を形成させることができる。
A)でプラズマを使用しないので、堆積膜の形成パラメ
ーターが導入する前駆体及び活性種の導入量、基板及び
堆積空間内の温度、堆積空間内の内圧となり、したがっ
て堆積膜形成のコントロールが容易になり、再現性、f
fi産性のある堆積膜を形成させることができる。
尚、本発明での「前駆体」とは、形成される堆積膜の原
料には成り得るがそのままのエネルギー状態では堆積膜
を形成することが全く又は殆ど出来ないものを言う、「
活性種」とは、前記前駆体と化学的相互作用を起して例
えば前駆体にエネルギーを与えたり、前駆体と化学的に
反応したりして、前駆体を堆積膜を形成することが出来
る状態にする役目を荷うものを云う、従って、活性種と
しては、形成される堆積膜を構成する構成要素に成る構
成要素を含んでいても良く、或いはその様な構成要素を
含んでいなくとも良い。
料には成り得るがそのままのエネルギー状態では堆積膜
を形成することが全く又は殆ど出来ないものを言う、「
活性種」とは、前記前駆体と化学的相互作用を起して例
えば前駆体にエネルギーを与えたり、前駆体と化学的に
反応したりして、前駆体を堆積膜を形成することが出来
る状態にする役目を荷うものを云う、従って、活性種と
しては、形成される堆積膜を構成する構成要素に成る構
成要素を含んでいても良く、或いはその様な構成要素を
含んでいなくとも良い。
本発明では、堆積空間(A)に導入される分解空間(B
)からの前駆体は、その寿命が好ましくは0.01秒以
上、より好ましくは0.1秒以上、最適には1秒以上あ
るものが、所望に従って選択されて使用され、−この前
駆体の構成要素が堆積空間(A)で形成させる堆積膜を
構成する主成分を構成するものとなる。又、分解空間(
C)から導入される活性種は、その寿命が好ましくは1
0秒以下、より好ましくは8秒以下、最適には5秒以下
のものである。この活性種は堆積空間(A)で堆積膜を
形成する際、同時に分解空間CB)から堆積空間(A)
に導入され、形成される堆積膜の主構成成分となる構成
要素を含む前記前駆体と化学的に相互作用する。その結
果、所望の基板上に所望の堆積膜が容易に形成される。
)からの前駆体は、その寿命が好ましくは0.01秒以
上、より好ましくは0.1秒以上、最適には1秒以上あ
るものが、所望に従って選択されて使用され、−この前
駆体の構成要素が堆積空間(A)で形成させる堆積膜を
構成する主成分を構成するものとなる。又、分解空間(
C)から導入される活性種は、その寿命が好ましくは1
0秒以下、より好ましくは8秒以下、最適には5秒以下
のものである。この活性種は堆積空間(A)で堆積膜を
形成する際、同時に分解空間CB)から堆積空間(A)
に導入され、形成される堆積膜の主構成成分となる構成
要素を含む前記前駆体と化学的に相互作用する。その結
果、所望の基板上に所望の堆積膜が容易に形成される。
本発明の方法によれば、堆積空間(A)内でプラズマを
生起させないで形成される堆積膜は、エツチング作用、
或いはその他の例えば異常放電作用等による悪影響を受
けることは、実質的にない、又、本発明によれば堆積空
間(A)の容囲気温度、基板温度を所望に従りて任意に
制御することにより、より安定したCVD法とすること
ができる。
生起させないで形成される堆積膜は、エツチング作用、
或いはその他の例えば異常放電作用等による悪影響を受
けることは、実質的にない、又、本発明によれば堆積空
間(A)の容囲気温度、基板温度を所望に従りて任意に
制御することにより、より安定したCVD法とすること
ができる。
本発明の方法が従来のCVD法と違う点の1つは、あら
かじめ堆積空間(A)とは異なる空間に於て活性化され
た活性種を使うことである。このことにより、従来のC
VD法より堆積速度を飛躍的に伸ばすことが出来、加え
て堆積膜形成の際の基板温度も一層の低温化を図ること
が可能になり、膜品質の安定した堆積膜を工業的に大量
に、しかも低コストで提供出来る。
かじめ堆積空間(A)とは異なる空間に於て活性化され
た活性種を使うことである。このことにより、従来のC
VD法より堆積速度を飛躍的に伸ばすことが出来、加え
て堆積膜形成の際の基板温度も一層の低温化を図ること
が可能になり、膜品質の安定した堆積膜を工業的に大量
に、しかも低コストで提供出来る。
本発明に於て分解空間(C)で生成される活性種は放電
、光、熱等のエネルギーで或いはそれ等の併用によって
励起されるばかりではなく、触媒などとの接触、あるい
は添加により生成されてもよい。
、光、熱等のエネルギーで或いはそれ等の併用によって
励起されるばかりではなく、触媒などとの接触、あるい
は添加により生成されてもよい。
本発明に於て、分解空間(B)に導入される原材料とし
ては、硅素原子に電子吸引性の高い原子又は原子団、或
いは極性基が結合しているものが利用される。その様な
ものとしては、例えば、S i n X2n*1(n−
1,2,3−、X”F。
ては、硅素原子に電子吸引性の高い原子又は原子団、或
いは極性基が結合しているものが利用される。その様な
ものとしては、例えば、S i n X2n*1(n−
1,2,3−、X”F。
C1,、Br、I)、(SiXz )n (n≧3゜
X WmF 、Cj! 、B r 、! ) 、 3
16 HX 2tt” 1(n=1.2.3−、X−F
、CA、Br、I)。
X WmF 、Cj! 、B r 、! ) 、 3
16 HX 2tt” 1(n=1.2.3−、X−F
、CA、Br、I)。
S i o H2X2n(n−1、2,3・・・、 x
=F。
=F。
Cf1.Br、I)などが挙げられる。
具体的には例えばSiF4.(SiF2)s。
(SiF、)6.(SiF2)a、5i2Fa。
SiHF3.S’iH,F、、5iCf、、(SiCf
22)S、SiBr4.、(SiBr2)5などのガス
状態の又は容易にガス化し得るものが挙げられる。
22)S、SiBr4.、(SiBr2)5などのガス
状態の又は容易にガス化し得るものが挙げられる。
又、S i H2(CIB HB)2 、 S i H
2(CN) 2なども形成される堆積膜の使用目的によ
っては使用される。
2(CN) 2なども形成される堆積膜の使用目的によ
っては使用される。
上述したものに、分解空間(B)で熱、光、放電などの
分解エネルギーを加えることにより、前駆体が生成され
る。この前駆体を堆積空間(A、)へ導入する。この際
、前駆体の寿命が望ましくは、0.01秒以上あること
が必要で、堆積効率及び堆積速度の上昇を促進させ、堆
積空間(A)に於て、分解空間(C)から導入される活
性種との活性化反応の効率を増し、その際、必要であれ
ばプラズマなどの放電エネルギーを使用しないで、堆積
空間内あるいは基板上に熱、光などのエネルギーを与え
ることで、所望の堆積膜の形成が達成される。
分解エネルギーを加えることにより、前駆体が生成され
る。この前駆体を堆積空間(A、)へ導入する。この際
、前駆体の寿命が望ましくは、0.01秒以上あること
が必要で、堆積効率及び堆積速度の上昇を促進させ、堆
積空間(A)に於て、分解空間(C)から導入される活
性種との活性化反応の効率を増し、その際、必要であれ
ばプラズマなどの放電エネルギーを使用しないで、堆積
空間内あるいは基板上に熱、光などのエネルギーを与え
ることで、所望の堆積膜の形成が達成される。
本発明に於て、分解空間(C)に導入され、活性種を生
成させる原料としては、H,、S i H,。
成させる原料としては、H,、S i H,。
SiH3F、SiH,Cf2.SiH3Br、StH,
1などの他、He、Ar等の稀ガスが挙げられる。
1などの他、He、Ar等の稀ガスが挙げられる。
本発明に於て堆積空間(A)に於ける分解空間(B)か
ら導入される前駆体の量と分解空間(C)から導入され
る活性種の量の割合は、堆積条件、活性種の種類などで
適宜所望に従って決められるが好ましくは10:1〜1
:10(導入流量比)が適当であり、より好ましくは8
:2〜4:6とされるのが望ましい。
ら導入される前駆体の量と分解空間(C)から導入され
る活性種の量の割合は、堆積条件、活性種の種類などで
適宜所望に従って決められるが好ましくは10:1〜1
:10(導入流量比)が適当であり、より好ましくは8
:2〜4:6とされるのが望ましい。
本発明に於て分解空間(B)、及び分解空間(C)で前
駆体及び活性種を生成させる方法としては各々の条件、
装置を考慮して放電エネルギー、熱エネルギー、光エネ
ルギーなどの励起エネルギーが使用される。
駆体及び活性種を生成させる方法としては各々の条件、
装置を考慮して放電エネルギー、熱エネルギー、光エネ
ルギーなどの励起エネルギーが使用される。
次に木発明の堆積膜製造方法によって形成される電子写
真用像形成部材の典型的な例を挙げて本発明を説明する
。
真用像形成部材の典型的な例を挙げて本発明を説明する
。
第1図は、木発明によって得られる典型的な光導電部材
の構成例を説明する為の図である。
の構成例を説明する為の図である。
第1図に示す光導電部材100は、電子写真用像形成部
材として適用させ得るものであって、光導電部材用とし
ての支持体101の上に、必要に応じて設けられる中間
FilO2と表面層104、光導電部103とが構成さ
れる層構造を有している。
材として適用させ得るものであって、光導電部材用とし
ての支持体101の上に、必要に応じて設けられる中間
FilO2と表面層104、光導電部103とが構成さ
れる層構造を有している。
支持体101としては、導電性でも電気絶縁性であって
も良い、導電性支持体としては、例えばN i Cr、
ステンレス、AJ2.Cr、Mo。
も良い、導電性支持体としては、例えばN i Cr、
ステンレス、AJ2.Cr、Mo。
Au、I r、Nb、Ta、V、Ti、Pt、Pd等の
金運又はこれ等の合金が挙げられる。
金運又はこれ等の合金が挙げられる。
電気絶縁性支持体としては、ポリエステル、ポリエチレ
ン、ポリカーボネート、セルロース、アセテート、ポリ
プロピレン、ポリ塩化ビニル、ボリ塩化ビニリデン、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、紙等が通常使用される。こ
れ等の電気絶縁性支持体は、好適には少なくともその一
方の表面が導電処理され、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。
ン、ポリカーボネート、セルロース、アセテート、ポリ
プロピレン、ポリ塩化ビニル、ボリ塩化ビニリデン、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、紙等が通常使用される。こ
れ等の電気絶縁性支持体は、好適には少なくともその一
方の表面が導電処理され、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。
Al1.Cr、Mo、Au、I r、Nb、Ta。
V、Ti、Pt、Pd、In2 o、、Snow 。
ITO(I n= O,+5n02 )等の薄膜を設け
ること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、NiCr、Al2
.Ag、Pb、Zn、Ni、Au。
ること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、NiCr、Al2
.Ag、Pb、Zn、Ni、Au。
Cr、Mo、I r、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、又は前記金属でラミネート処理して、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、任意の形状として得、所望によフて、
その形状は決定されるが、例えば、第1図の光導電部材
100を電子写真用像形成部材として使用するのであれ
ば連続高速複写の場合には、無端ベルト状又は円筒状と
するのが望ましい。
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、又は前記金属でラミネート処理して、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、任意の形状として得、所望によフて、
その形状は決定されるが、例えば、第1図の光導電部材
100を電子写真用像形成部材として使用するのであれ
ば連続高速複写の場合には、無端ベルト状又は円筒状と
するのが望ましい。
中間層102は例えばシリコン原子及び炭素原子又は窒
素原子又は酸素原子又はハロゲン原子(X)を含む非光
導電性のアモルファス材料で構成され、支持体101の
側から光導電F1103中へのキャリアの流入を効果的
に阻止し且つF磁波の照射によって光導電層103中に
生じ、支持体101の側に向って移動するフォトキャリ
アの光導電6103の側から支持体101の側への通過
を容易に許す機能を有するものである。
素原子又は酸素原子又はハロゲン原子(X)を含む非光
導電性のアモルファス材料で構成され、支持体101の
側から光導電F1103中へのキャリアの流入を効果的
に阻止し且つF磁波の照射によって光導電層103中に
生じ、支持体101の側に向って移動するフォトキャリ
アの光導電6103の側から支持体101の側への通過
を容易に許す機能を有するものである。
中間層102を形成する場合には、光導TiF+103
の形成まで連続的に行うことが出来る。その場合には、
中間層形成用の原料ガスを、必要に応じてHe、Ar等
の稀釈ガスと所定量の混合比で混合して、各々を所定の
分解空間(B)と分解空間(C)とに導入し、所望の勘
気エネルギーを夫々の空間に加えて、各々の前駆体及び
活性種を生成させ、それらを支持体101の設置しであ
る真空堆積用の堆積空間(A)に導入し、必要に応じて
は、これ等に膜形成用のエネルギーを与えることによフ
て、前記支持体101上に中間層102を形成させれば
良い。
の形成まで連続的に行うことが出来る。その場合には、
中間層形成用の原料ガスを、必要に応じてHe、Ar等
の稀釈ガスと所定量の混合比で混合して、各々を所定の
分解空間(B)と分解空間(C)とに導入し、所望の勘
気エネルギーを夫々の空間に加えて、各々の前駆体及び
活性種を生成させ、それらを支持体101の設置しであ
る真空堆積用の堆積空間(A)に導入し、必要に応じて
は、これ等に膜形成用のエネルギーを与えることによフ
て、前記支持体101上に中間層102を形成させれば
良い。
中間F!J102を形成する為に分解空間(C)に導入
される活性種を生成する有効な出発物質は、Ar、He
、82 、SiとHとを構成原子とするSiH< 、S
iH3Cfl、SiH3F、5LH3Br等の水素の多
いハロゲン化シラン、N′+構成原子とする、或いはN
とHとを構成原子とする例えば窒素(N2)、アンモニ
ア(NHり)、ヒドラジン(82NNH2)、アジ化水
素(HN3)。
される活性種を生成する有効な出発物質は、Ar、He
、82 、SiとHとを構成原子とするSiH< 、S
iH3Cfl、SiH3F、5LH3Br等の水素の多
いハロゲン化シラン、N′+構成原子とする、或いはN
とHとを構成原子とする例えば窒素(N2)、アンモニ
ア(NHり)、ヒドラジン(82NNH2)、アジ化水
素(HN3)。
アジ化アンモニウム(NH4Ns )等のガス内の又は
ガス化し得る窒素、窒化物及びアジ化物等の窒素化合物
、CとHを構成原子とする例えば炭素数1〜5の飽和炭
素化水素、炭素数2〜5のエチレン系炭化水素、炭素数
2〜4のアセチレン系炭化水素等、具体的には、飽和炭
化水素としてはメタン(CH4)、エタン(C2Ha)
、プロパンCC3Ha )、n−ブタン(n−C4H+
o) 、ペンタン(CsH+z)、エチレン系炭化水素
としては、エヂレン(C2H4)、プロピレン(CSH
6)、ブテン−1(C4Hll)、ブテン−2(C4H
8)、イソブチレン(C4)(a)、ペンテン(CS)
(to)、アセチレン系炭化水素としては、アセチレン
(CzHz)、メチルアセチレン(C3H4)。
ガス化し得る窒素、窒化物及びアジ化物等の窒素化合物
、CとHを構成原子とする例えば炭素数1〜5の飽和炭
素化水素、炭素数2〜5のエチレン系炭化水素、炭素数
2〜4のアセチレン系炭化水素等、具体的には、飽和炭
化水素としてはメタン(CH4)、エタン(C2Ha)
、プロパンCC3Ha )、n−ブタン(n−C4H+
o) 、ペンタン(CsH+z)、エチレン系炭化水素
としては、エヂレン(C2H4)、プロピレン(CSH
6)、ブテン−1(C4Hll)、ブテン−2(C4H
8)、イソブチレン(C4)(a)、ペンテン(CS)
(to)、アセチレン系炭化水素としては、アセチレン
(CzHz)、メチルアセチレン(C3H4)。
ブチン(C4Ha)等、さらに、これ等の他に例えば、
Pd素(02) 、オゾン(0コ)、−酸化炭素(CO
)、二酸化炭素(CO2)、−酸化窒素(No)、二酸
化窒素(NO2)、−酸化二窒素(N20)等を挙げる
ことが出来る。
Pd素(02) 、オゾン(0コ)、−酸化炭素(CO
)、二酸化炭素(CO2)、−酸化窒素(No)、二酸
化窒素(NO2)、−酸化二窒素(N20)等を挙げる
ことが出来る。
これらの中間層102形成用の出発物質は、所定の原子
が413成原子として、形成される中間層102中に含
まれ、特に、層形成の際に適宜選択されて使用される。
が413成原子として、形成される中間層102中に含
まれ、特に、層形成の際に適宜選択されて使用される。
一方、中間層102を形成する際に分解空間(B)に導
入されて前駆体を生成し得る出発物質としては、SiF
4.SiH2F2等が有効なものとして挙げられ、これ
等は高温下で容易にSiF2の如き長寿命の前駆体を生
成する。
入されて前駆体を生成し得る出発物質としては、SiF
4.SiH2F2等が有効なものとして挙げられ、これ
等は高温下で容易にSiF2の如き長寿命の前駆体を生
成する。
中間層102の層厚としては、好ましくは、30〜10
00人、より好適には50〜600人とされるのが望ま
しい。
00人、より好適には50〜600人とされるのが望ま
しい。
先導?jJq103は、電子写真用像形成部材としての
機能を十分に発揮することができるような光導電特性を
持つようにシリコン原子を母体とし、ハロゲン(X)を
含み、必要に応じて水素(H)を含むアモルファスシリ
コンa−SiX(H)で形成される。
機能を十分に発揮することができるような光導電特性を
持つようにシリコン原子を母体とし、ハロゲン(X)を
含み、必要に応じて水素(H)を含むアモルファスシリ
コンa−SiX(H)で形成される。
光導電層103の形成も、中間層102と同様に分解空
間CB)にSiF4,5iF2H2等の原料ガスが導入
され、これ等を分解することで高温下にて前駆体が生成
される。前駆体は堆積空間(A)に導入される。他方、
分解空間(C)にはH2、SiH,,5iHs Fなど
の原料ガスが導入され、所定の勘気エネルギーにより活
性種が生成される。活性種は堆積空間(A)に導入され
、分解空間(B)から堆積空間(A)に導入されて来る
前駆体と化学的相互作用を起こし、その結果所望の光導
電WJ103が堆積される。光導電F!J103の層厚
としては、通用するものの目的に適合させて所望に従っ
て適宜決定される。
間CB)にSiF4,5iF2H2等の原料ガスが導入
され、これ等を分解することで高温下にて前駆体が生成
される。前駆体は堆積空間(A)に導入される。他方、
分解空間(C)にはH2、SiH,,5iHs Fなど
の原料ガスが導入され、所定の勘気エネルギーにより活
性種が生成される。活性種は堆積空間(A)に導入され
、分解空間(B)から堆積空間(A)に導入されて来る
前駆体と化学的相互作用を起こし、その結果所望の光導
電WJ103が堆積される。光導電F!J103の層厚
としては、通用するものの目的に適合させて所望に従っ
て適宜決定される。
第1図に示される光導電層103の層厚としては、光導
電層103の機能及び中間F+102の機能が各々有効
に活されている様に中間層102との層厚関係に於て′
a宣所望に従って決められるものであり、通常の場合、
中間層102の層厚に対して数百〜数千倍以上の層厚と
されるのが好ましいものである。
電層103の機能及び中間F+102の機能が各々有効
に活されている様に中間層102との層厚関係に於て′
a宣所望に従って決められるものであり、通常の場合、
中間層102の層厚に対して数百〜数千倍以上の層厚と
されるのが好ましいものである。
具体的な値としては、好ましくは1〜100μより好適
には2〜50μの範囲とされるのが好ましい。
には2〜50μの範囲とされるのが好ましい。
第1図に示す光導電部材の光導電層中に含有されるH又
はXの量は(X:lIFなどハロゲン原子)好ましくは
1〜40atomic%、より好適には5〜30ato
mic%とされるのが望ましい。
はXの量は(X:lIFなどハロゲン原子)好ましくは
1〜40atomic%、より好適には5〜30ato
mic%とされるのが望ましい。
第1図の光導電部材の表面Fi104は必要に応じて中
間層102、及び光導電層103と同様に形成される。
間層102、及び光導電層103と同様に形成される。
シリコンカーバイド膜であれば、例えば、分解空間(B
)にS i F4を、分解空間(C)にSiH,とCH
aとH2あるいは5tH4とSiH,(CH3)2など
の原料ガスを導入し、各々分解エネルギーで励起させて
、前駆体及び活性種の夫々を夫々の空間で生成しそれ等
を別々に堆積空間(A)へ導入させるとにより表面層1
04が堆積される。また、表面層104としては、窒化
シリコン、酸化シリコン膜などのバンドギャップの広い
堆積膜が好ましく、光導電層103から表面層104へ
その膜組成を連続的に変えることも可能である。表面[
104の層厚は、好ましくは0.01μ〜5μ、より好
ましくは0.05μ〜1μの範囲が望ましい。
)にS i F4を、分解空間(C)にSiH,とCH
aとH2あるいは5tH4とSiH,(CH3)2など
の原料ガスを導入し、各々分解エネルギーで励起させて
、前駆体及び活性種の夫々を夫々の空間で生成しそれ等
を別々に堆積空間(A)へ導入させるとにより表面層1
04が堆積される。また、表面層104としては、窒化
シリコン、酸化シリコン膜などのバンドギャップの広い
堆積膜が好ましく、光導電層103から表面層104へ
その膜組成を連続的に変えることも可能である。表面[
104の層厚は、好ましくは0.01μ〜5μ、より好
ましくは0.05μ〜1μの範囲が望ましい。
先導4層103を必要に応じてn型又はp型とするには
、層形成の際に、n型不純物又は、p型不純物、或いは
両不純物を形成される層中にその量を制御し乍らドーピ
ングしてやる事によって成される。
、層形成の際に、n型不純物又は、p型不純物、或いは
両不純物を形成される層中にその量を制御し乍らドーピ
ングしてやる事によって成される。
光導電層中にドーピングされる不純物としては、p型不
純物として、周期律表第■族Aの元素、例えば、B、A
ll、Ga、In、TJ2等が好適なものとして挙げら
れ、n型不純物としては、周期律第V族Aの元素、例え
ばN、P、As。
純物として、周期律表第■族Aの元素、例えば、B、A
ll、Ga、In、TJ2等が好適なものとして挙げら
れ、n型不純物としては、周期律第V族Aの元素、例え
ばN、P、As。
Sb、Bi等が好適なものとして挙げられるが、殊にB
、Ga、P、Sb等が最適である。
、Ga、P、Sb等が最適である。
本発明に於て所望の伝導型を有する為に光導電層103
中にドーピングされる不純物の量は、所望される電気的
・光学的特性に応じて適宜決定されるが、周期律表第1
11族Aの不純物の場合3×10−’atomic%以
下のffi範囲でドーピングしてやれば良く、周期律表
第■族Aの不純物の場合Pには5xlO−3atomi
c%以下の全範囲でドーピングしてやれば良い。
中にドーピングされる不純物の量は、所望される電気的
・光学的特性に応じて適宜決定されるが、周期律表第1
11族Aの不純物の場合3×10−’atomic%以
下のffi範囲でドーピングしてやれば良く、周期律表
第■族Aの不純物の場合Pには5xlO−3atomi
c%以下の全範囲でドーピングしてやれば良い。
光導電層103中に不純物をドーピングするには、層形
成の際に不純物導入用の原料物質をガス状態で分解空間
(A)あるいは(C)中に導入してやれば良い。その際
には分解空間(B)の方ではなく、分解空間(C)方へ
導入し、そこからその活性!Iを堆積空間(A)に導入
する方が好ましい。
成の際に不純物導入用の原料物質をガス状態で分解空間
(A)あるいは(C)中に導入してやれば良い。その際
には分解空間(B)の方ではなく、分解空間(C)方へ
導入し、そこからその活性!Iを堆積空間(A)に導入
する方が好ましい。
この様な不純物導入用の原料物質としては、常温常圧で
ガス状態の又は、少なくとも層形成条件下で容易にガス
化し得るものが採用される。その様な不純物導入用の出
発物質として具体的には、PH3、H2H4、P H3
、pc、I2.、AsHs。
ガス状態の又は、少なくとも層形成条件下で容易にガス
化し得るものが採用される。その様な不純物導入用の出
発物質として具体的には、PH3、H2H4、P H3
、pc、I2.、AsHs。
AsF、、AsCf、、SbH3,5bFS。
BiH3、BF3 、BCj!3 、BBr= 、B2
H6・ B4HIO・ BS H9・ BSHII・
B6HIO,B(I HI3.Aj2C13等を上げる
ことが出来る。
H6・ B4HIO・ BS H9・ BSHII・
B6HIO,B(I HI3.Aj2C13等を上げる
ことが出来る。
実施例1
第2図に示す装置を使い、以下の如き操作によってドラ
ム状の電子写真用像形成部材を作成した。
ム状の電子写真用像形成部材を作成した。
第2図において、lは堆積空間(A)、2は分解空間(
B)、3は分解空間(C)、4は電気炉、5は固体Si
粒、6は前駆体の原料物質導入管、7は前駆体導入管、
8は電気炉、9は活性種の原料物X導入管、10は活性
種導入管、11はモーター、12は加熱ヒーター、13
は吹き出し管、14は吹き出し管、15はAnシリンダ
ー、16は排気バルブを示している。
B)、3は分解空間(C)、4は電気炉、5は固体Si
粒、6は前駆体の原料物質導入管、7は前駆体導入管、
8は電気炉、9は活性種の原料物X導入管、10は活性
種導入管、11はモーター、12は加熱ヒーター、13
は吹き出し管、14は吹き出し管、15はAnシリンダ
ー、16は排気バルブを示している。
堆積空間(A)1にAJZシリンダー15をつり下げ、
その内側に加熱ヒーター12を備え、そ−ター11によ
り回転できるようにし、分解空間(B)2からの前駆体
を導入する導入管7を経て、吹き出し管13と、分解空
間(C)3からの活性種を導入する導入管10を経て、
吹き出し管14を備える。
その内側に加熱ヒーター12を備え、そ−ター11によ
り回転できるようにし、分解空間(B)2からの前駆体
を導入する導入管7を経て、吹き出し管13と、分解空
間(C)3からの活性種を導入する導入管10を経て、
吹き出し管14を備える。
分解空間(B)2に固体Si粒5を詰めて、電気炉4に
より加熱し、1100℃に保ち、Siを溶融し、そこへ
ボンベからSiF4の導入管6により、S i H4を
吹き込むことにより、SiF2の活性種を生成させ、導
入管7を経て、堆積空間(A)1の吹き出し管13へ導
入する。一方、分解空間(C)3に導入管9から、S
i HaとH2を導入し、電気炉8により600℃に加
熱し、S iH2% S t H% S L Hs s
Hなどの活性種を生成させ、導入管10から吹き出し
管14へ導入する。このとき、導入管10の長さは、装
置上、可能な限り短縮し、その活性種の有効効率を落さ
ないようにする。堆積空間(A)内のAjZシリンダー
は300℃にヒーター12により加熱、保持され、回転
させ、排ガスは排気バルブ16を通じて排気させる。こ
のようにして光導電Z 103が形成されるが、同様に
中間層102、表面層104も形成される。
より加熱し、1100℃に保ち、Siを溶融し、そこへ
ボンベからSiF4の導入管6により、S i H4を
吹き込むことにより、SiF2の活性種を生成させ、導
入管7を経て、堆積空間(A)1の吹き出し管13へ導
入する。一方、分解空間(C)3に導入管9から、S
i HaとH2を導入し、電気炉8により600℃に加
熱し、S iH2% S t H% S L Hs s
Hなどの活性種を生成させ、導入管10から吹き出し
管14へ導入する。このとき、導入管10の長さは、装
置上、可能な限り短縮し、その活性種の有効効率を落さ
ないようにする。堆積空間(A)内のAjZシリンダー
は300℃にヒーター12により加熱、保持され、回転
させ、排ガスは排気バルブ16を通じて排気させる。こ
のようにして光導電Z 103が形成されるが、同様に
中間層102、表面層104も形成される。
実施例2
一般的°なプラズマCVD法により、Si、F、と5i
HaおよびH2から第2図の堆積空間(A)1に13.
56MHzの高周波装置を備えて、アモルファスシリコ
ン堆積膜を形成した。
HaおよびH2から第2図の堆積空間(A)1に13.
56MHzの高周波装置を備えて、アモルファスシリコ
ン堆積膜を形成した。
実施例3
実施例1と同様に堆積膜を形成するが、分解空間(C)
3に導入する原料ガスをH2として、電気炉によって加
熱する代りに13.56MHzのプラズマ反応を発生さ
せ、水素プラズマ状態を作り、Hの活性種を吹き出し管
14へ導入し、ドラム状の電子写真用像形成部材を作成
した。
3に導入する原料ガスをH2として、電気炉によって加
熱する代りに13.56MHzのプラズマ反応を発生さ
せ、水素プラズマ状態を作り、Hの活性種を吹き出し管
14へ導入し、ドラム状の電子写真用像形成部材を作成
した。
上記した実施例!、2.3のドラム状の電子写真用像形
成部材のt!A造条件と性能を第1表に示す。
成部材のt!A造条件と性能を第1表に示す。
実施例1.3の中間層102は分解空間(B)にSiF
<、分解空間(C)にS i H4/ H2/No/B
2HQ(容量%でNO:2%、B、H,:0.2%)を
各々導入し各々の励起エネルギーで前駆体及び活性種を
生成し、堆積空間(A)へ導入して形成し、中間層10
2の層厚は、2000人とする。
<、分解空間(C)にS i H4/ H2/No/B
2HQ(容量%でNO:2%、B、H,:0.2%)を
各々導入し各々の励起エネルギーで前駆体及び活性種を
生成し、堆積空間(A)へ導入して形成し、中間層10
2の層厚は、2000人とする。
比較例の場合も実施例1.3と同様な組成のSI H4
/ H2/ N O/ B 2 H6のガスを用いてプ
ラズマCVD法で中間層102を形成し、その層7を2
000人とする。
/ H2/ N O/ B 2 H6のガスを用いてプ
ラズマCVD法で中間層102を形成し、その層7を2
000人とする。
実施例1.3の表面層104は、分解空間CB)にSi
F、を導入し、また分解空間(C)にはS i Ha
/ CHa / H2を容景比10:100:50で導
入し、各々の励起熱エネルギーで前駆体及び活性種を生
成し、堆積空間(A)へ導入して形成し、表面層104
の層厚は、1000人とする。
F、を導入し、また分解空間(C)にはS i Ha
/ CHa / H2を容景比10:100:50で導
入し、各々の励起熱エネルギーで前駆体及び活性種を生
成し、堆積空間(A)へ導入して形成し、表面層104
の層厚は、1000人とする。
実施例2の場合もS I H4/ CH4/ H2を同
組成で導入し、プラズマCVD法で表面層104を形成
し、その層厚を1000人とする。
組成で導入し、プラズマCVD法で表面層104を形成
し、その層厚を1000人とする。
実施例1,2.3のドラム状の電子写真用像形成部材を
、十帯電、露光、転写によるカールソンプロセスに於て
一トナーによる熱定着方式の複写装置に装着し、全面I
Q部全面明部あるいは全面ハーフトーン部のA3サイズ
の複写を行い、画像中に不均一なノイズが発生するか否
かについて観察したものが平均画像欠陥の数である。又
、その際にドラムの周方向、母船方向の受容電位の均一
性を測定した。
、十帯電、露光、転写によるカールソンプロセスに於て
一トナーによる熱定着方式の複写装置に装着し、全面I
Q部全面明部あるいは全面ハーフトーン部のA3サイズ
の複写を行い、画像中に不均一なノイズが発生するか否
かについて観察したものが平均画像欠陥の数である。又
、その際にドラムの周方向、母船方向の受容電位の均一
性を測定した。
これらの結果は、第1表に示す。
実施例4
第3図において、17は回転機構を備えた移動式区会、
18は冷却空間、19は加熱空間、20は堆積空間を示
している。
18は冷却空間、19は加熱空間、20は堆積空間を示
している。
本実施例は、第3図に示す様に、加熱室19、堆積室2
0、冷却室18から成り、各々の空間に、A文シリンダ
ー15を回転機構を備えた移動式立合17上に置き、連
続的に1つの堆積空間で多数本のドラム状の電子写真用
像形成部材が作成される装置である。木装置L¥を使用
して、実施例1と同様な作成方法を試みたところ、堆積
空間の温度、AJ2シリンダーの温度、分解空間(B)
からの導入管7を経て吹き出し管13からと、分解空間
(C)からの導入910を経て吹き出し管14からの各
々の前駆体及び活性種の吹き出し量を制御することによ
り、均一で再現性のある堆積膜をもつドラム状の電子写
真用像形成部材を低コストで量産することができること
が確認された。
0、冷却室18から成り、各々の空間に、A文シリンダ
ー15を回転機構を備えた移動式立合17上に置き、連
続的に1つの堆積空間で多数本のドラム状の電子写真用
像形成部材が作成される装置である。木装置L¥を使用
して、実施例1と同様な作成方法を試みたところ、堆積
空間の温度、AJ2シリンダーの温度、分解空間(B)
からの導入管7を経て吹き出し管13からと、分解空間
(C)からの導入910を経て吹き出し管14からの各
々の前駆体及び活性種の吹き出し量を制御することによ
り、均一で再現性のある堆積膜をもつドラム状の電子写
真用像形成部材を低コストで量産することができること
が確認された。
プラズマCVD法では、このように1つの堆積空間内で
、多本数のドラム状の電子写真用像形成部材を作成しよ
うとすると、放電の均一性や製造条件の複雑なパラメー
タの相互の相乗効果もあって、再現性よく均一な堆積膜
を持つドラム状の電子写真用像形成部材を作成すること
が不可能であった。
、多本数のドラム状の電子写真用像形成部材を作成しよ
うとすると、放電の均一性や製造条件の複雑なパラメー
タの相互の相乗効果もあって、再現性よく均一な堆積膜
を持つドラム状の電子写真用像形成部材を作成すること
が不可能であった。
実施例5
第4図において、21は高周波電源−(13゜56Mz
)、22はプラズマ空間、23は50メツシユステンレ
ス金属、24は基板、25は支持台、26は同電位にす
るアースを示す。
)、22はプラズマ空間、23は50メツシユステンレ
ス金属、24は基板、25は支持台、26は同電位にす
るアースを示す。
本実施例においては、第4図に示すように分解空間(C
)と堆積空間(A)を同−室の中に配置し、分解空間(
B)を別に備えた装置において、分解空間(B)で実施
例1と同様にSiF、を生成させ、堆積空間(A)へ導
入し、分解空間(C)・ではSiH4とH2を導入しプ
ラズマを生起させ、SiF、と作用させ、メツシュを通
して堆積空間(A)内の280℃に保持された基板上に
堆積させる。この堆積膜の光導電層は、略導電率0D=
2×10日Ω−’cm−’、開環電率aP=3X10’
Ω−1c m−1であり、良好な特性を示した。
)と堆積空間(A)を同−室の中に配置し、分解空間(
B)を別に備えた装置において、分解空間(B)で実施
例1と同様にSiF、を生成させ、堆積空間(A)へ導
入し、分解空間(C)・ではSiH4とH2を導入しプ
ラズマを生起させ、SiF、と作用させ、メツシュを通
して堆積空間(A)内の280℃に保持された基板上に
堆積させる。この堆積膜の光導電層は、略導電率0D=
2×10日Ω−’cm−’、開環電率aP=3X10’
Ω−1c m−1であり、良好な特性を示した。
第1図は、本発明の方法を用いて作成される光導電部材
の一実施悪様例を説明するために層413造を示した模
式図である。第2図は、本発明の製造法を具現化するた
めの装置の一例を示す模式的説明図である。第3図は、
本発明の製造法が工業的に量産化可能なことを示す具体
的な装慢例を示した模式図である。第4図は、本発明に
係わる別の装置例を示した模式図である。 l:堆積空間(A) 2:分解空間CB)3;分
解空間(C) 4:電気炉5:固体Si粒
6:SiF、+の導入管7:前駆体導入管 8:
電気炉 9:活性種の原料物質導入管 10:活性種導入管 11:モーター12:加熱ヒー
ター 13:吹き出し管14:吹き出し管 15
:AJ2シリンダー16:排気バルブ 17:回転機構を備えた移動式置台 18:冷却空間 19:加熱空間20:堆積空間
21:高周波電源22:プラズマ空間 23 : 50メツシュステンレス 24:基板 25:支持台 26:同電位にするアース 100二光導電部材 101:支持体 102:中間層 103:光導電層104:表面層
の一実施悪様例を説明するために層413造を示した模
式図である。第2図は、本発明の製造法を具現化するた
めの装置の一例を示す模式的説明図である。第3図は、
本発明の製造法が工業的に量産化可能なことを示す具体
的な装慢例を示した模式図である。第4図は、本発明に
係わる別の装置例を示した模式図である。 l:堆積空間(A) 2:分解空間CB)3;分
解空間(C) 4:電気炉5:固体Si粒
6:SiF、+の導入管7:前駆体導入管 8:
電気炉 9:活性種の原料物質導入管 10:活性種導入管 11:モーター12:加熱ヒー
ター 13:吹き出し管14:吹き出し管 15
:AJ2シリンダー16:排気バルブ 17:回転機構を備えた移動式置台 18:冷却空間 19:加熱空間20:堆積空間
21:高周波電源22:プラズマ空間 23 : 50メツシュステンレス 24:基板 25:支持台 26:同電位にするアース 100二光導電部材 101:支持体 102:中間層 103:光導電層104:表面層
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 基板上に堆積膜を形成するための堆積空間 (A)に、分解空間(B)に於て生成される堆積膜形成
用の原料となる前駆体と、分解空間(C)に於て生成さ
れ、前記前駆体と相互作用をする活性種とを夫々別々に
導入することによって、前記基板上に堆積膜を形成する
事を特徴とする堆積膜形成法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62136454A JPS63100183A (ja) | 1987-05-30 | 1987-05-30 | 堆積膜形成法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62136454A JPS63100183A (ja) | 1987-05-30 | 1987-05-30 | 堆積膜形成法 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58149366A Division JPS6041047A (ja) | 1983-08-16 | 1983-08-16 | 堆積膜形成法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63100183A true JPS63100183A (ja) | 1988-05-02 |
Family
ID=15175490
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62136454A Pending JPS63100183A (ja) | 1987-05-30 | 1987-05-30 | 堆積膜形成法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63100183A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20090223448A1 (en) * | 2008-01-31 | 2009-09-10 | Hitachi Kokusai Electric Inc. | Substrate processing apparatus and method for manufacturing semiconductor device |
-
1987
- 1987-05-30 JP JP62136454A patent/JPS63100183A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20090223448A1 (en) * | 2008-01-31 | 2009-09-10 | Hitachi Kokusai Electric Inc. | Substrate processing apparatus and method for manufacturing semiconductor device |
US20120122318A1 (en) * | 2008-01-31 | 2012-05-17 | Hitachi Kokusai Electric Inc. | Substrate processing apparatus and method for manufacturing semiconductor device |
US8461062B2 (en) * | 2008-01-31 | 2013-06-11 | Hitachi Kokusai Electric Inc. | Substrate processing apparatus and method for manufacturing semiconductor device |
US8828141B2 (en) * | 2008-01-31 | 2014-09-09 | Hitachi Kokusai Electric Inc. | Substrate processing apparatus and method for manufacturing semiconductor device |
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