JPS63230880A - Device for forming functional deposited film by microwave plasma cvd method - Google Patents

Device for forming functional deposited film by microwave plasma cvd method

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JPS63230880A
JPS63230880A JP62063678A JP6367887A JPS63230880A JP S63230880 A JPS63230880 A JP S63230880A JP 62063678 A JP62063678 A JP 62063678A JP 6367887 A JP6367887 A JP 6367887A JP S63230880 A JPS63230880 A JP S63230880A
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JP
Japan
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raw material
deposited film
material gas
vacuum container
microwave
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JP62063678A
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Takashi Arai
新井 孝至
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Canon Inc
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    • G03G5/00Recording members for original recording by exposure, e.g. to light, to heat, to electrons; Manufacture thereof; Selection of materials therefor
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    • G03G5/04Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor
    • G03G5/08Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor characterised by the photoconductive material being inorganic
    • G03G5/082Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor characterised by the photoconductive material being inorganic and not being incorporated in a bonding material, e.g. vacuum deposited

Abstract

PURPOSE:To steadily form a functional deposited film with high efficiency by providing a means for efficiently introducing a raw gas into a plasma producing region and a means for adjusting the exhaust in the region to a raw gas supply means. CONSTITUTION:A raw gas supply pipe 10 has the shape of a triangular pole, a comb- line raw gas injection nozzle 10' is provided to one corner of the side wall, and the tip of the nozzle is directed to the inside of the plasma producing region 9. The inside of a vacuum vessel 1 is evacuated through an exhaust pipe 5, a cylindrical base body 7 is heated by a built-in heater, and the raw gas is injected into the vessel 1 through the nozzle 10' of the supply pipe 10. A microwave 4 is introduced into the vessel 1 through a waveguide 3, etc., and a deposited film is formed on the surface of the base body 7. The raw gas injected from the tip of the nozzle 10' is diffused into the region 9 in the direction as shown by the arrow, and the diffusion amt. to the outside of the region 9 is drastically reduced. When the gas in the region 9 is discharged through the exhaust pipe 5, the exhaust gas passes through the space between the base body 7 and the supply pipe 10 while lapping the body and pipe, hence the exhaust conductance is made constant, and the concn. of the active species is fixed.

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等の機能性堆積膜をマイクロ
波プラズマCVD法により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 functional deposited films such as amorphous semiconductors used in power devices and the like by microwave plasma CVD.

〔従来技術の説明〕[Description of prior art]

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、アモルファスシリコン、例え
ば水素又は/及びハロゲン(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、rA−3i(
H,X)J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
Conventionally, semiconductor devices, photosensitive devices for electrophotography,
Amorphous silicon, such as amorphous silicon compensated with hydrogen or/and halogen (e.g. fluorine, chlorine, etc.), is used as an element member for image input line sensors, imaging devices, photovoltaic elements, and various other electronic elements, optical elements, etc. Silicon (rA-3i (hereinafter referred to as rA-3i)
Deposited films of amorphous semiconductors such as H, X) J) have been proposed, and some of them have been put into practical use.

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、ステンレス、アルミニウ
ムなどの基体上にEl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。
Then, such a deposited film is deposited using a plasma CVD method, that is,
It is known that it is formed by a method in which raw material gas is decomposed by direct current, high frequency, microwave, or glow discharge to form an El film-like deposited film on a substrate such as glass, quartz, stainless steel, or aluminum. Various devices have also been proposed.

ところで近年、マイクロ波を使用するプラズマCVD法
(以下、rMW−PCVD法」と表記する。)が注目さ
れ、そのための装置がいくつか提案されていて、MW−
PCVD法による前述した堆積膜の工業的規模での生産
がはかられて来ている。そうした従来提案されているM
W−PCVD法による装置は、代表的には第4図の透視
略図で示される装置構成のものである。
By the way, in recent years, the plasma CVD method using microwaves (hereinafter referred to as rMW-PCVD method) has attracted attention, and several devices for that purpose have been proposed.
Efforts have been made to produce the above-mentioned deposited film on an industrial scale by the PCVD method. Such conventionally proposed M
An apparatus using the W-PCVD method typically has an apparatus configuration shown in a perspective schematic diagram in FIG. 4.

第4図において、1は真空容器、2はアルミナ・セラミ
ックス又は石英等の誘電体窓、3はマイクロ波を伝送す
る導波部、4はマイクロ波、5は排気管、6は原料ガス
供給管、7は円筒状基体、8は基体加熱ヒーターを示す
、なお、真空容器1は放電トリガー等を用いることなく
自励放電にて放電を開始せしめるため、該マイクロ波電
源(図示せず)の発振周波数に共振するような空胴共振
器構造とするのが一般的である。
In Fig. 4, 1 is a vacuum vessel, 2 is a dielectric window made of alumina ceramics or quartz, 3 is a waveguide for transmitting microwaves, 4 is a microwave, 5 is an exhaust pipe, and 6 is a raw material gas supply pipe. , 7 indicates a cylindrical substrate, and 8 indicates a substrate heating heater. Since the vacuum container 1 starts the discharge by self-excited discharge without using a discharge trigger etc., the oscillation of the microwave power source (not shown) is required. It is common to use a cavity resonator structure that resonates with the frequency.

そしてこうした装置による堆積膜の形成は次のようにし
て行われる。即ち、真空容器1内部を、排気管5を介し
て真空排気すると共に、円筒状基体7を基体加熱ヒータ
ー8により所定温度に加熱、保持する0次に、原料ガス
供給管6を介して、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、水素ガス等の原
料ガスが該原料ガス供給管6に開口せられた複数のガス
放出孔6’ 、6’ 、・・・・・・を通して真空容器
l内に放出される。これと同時併行的に、マイクロ波電
源(図示せず)から周波数500MHz以上の、好まし
くは2.450H1のマイクロ波4を発生し、該マイク
ロ波は、導波部3を通り誘電体窓2を介して真空容器1
内に導入される。かくして、真空容器り内の導入原料ガ
スは、マイクロ波のエネルギーにより励起されて解離し
、中性ラジカル粒子、イオン粒子、電子等が生成され、
それ等が相互に反応し円筒状基体7の表面に堆積膜が形
成される。
Formation of a deposited film using such an apparatus is performed in the following manner. That is, the inside of the vacuum container 1 is evacuated via the exhaust pipe 5, and the cylindrical substrate 7 is heated and maintained at a predetermined temperature by the substrate heating heater 8. In the case of forming an amorphous silicon deposited film, a raw material gas such as silane gas or hydrogen gas is passed through a plurality of gas discharge holes 6', 6', . . . opened in the raw material gas supply pipe 6. It is discharged into a vacuum vessel l. At the same time, a microwave power source (not shown) generates microwaves 4 with a frequency of 500 MHz or more, preferably 2.450 H1, and the microwaves pass through the waveguide 3 and pass through the dielectric window 2. via vacuum container 1
be introduced within. In this way, the raw material gas introduced into the vacuum container is excited by the microwave energy and dissociated, producing neutral radical particles, ion particles, electrons, etc.
These react with each other to form a deposited film on the surface of the cylindrical substrate 7.

ところで、本発明者は、上述のごとき従来のMW−PC
VD法による機能性堆積膜形成装置における量産化を可
能にするため、真空容器内に複数本の円筒状基体を配置
しうるようにすればよいことを見い出した。第5図はこ
うした量産化を可能とする装置の典型的−例を示す透視
略図である。
By the way, the present inventor has discovered that the above-mentioned conventional MW-PC
In order to enable mass production of a functional deposited film forming apparatus using the VD method, we have discovered that it is sufficient to arrange a plurality of cylindrical substrates in a vacuum container. FIG. 5 is a schematic perspective view showing a typical example of a device that enables such mass production.

第5図において、1は真空容器、2はアルミナ・セラミ
ックス又は石英等の!Wt体窓、3はマイクロ波を伝送
する導波部、4はマイクロ波電源(図示せず)からのマ
イクロ波である。5は、一端が真空容器I内に開口し、
他端が排気バルブ(図示せず)を介して排気装置(図示
せず)に連通している排気管、6はバルブ(図示せず)
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、7は同心円上に配置された円筒状基体、
8は基体加熱ヒーター、9は誘電体窓3を通過したマイ
クロ波によって真空容器内に生起したプラズマ発生g域
である。プラズマ領域9は、誘電体窓2および基体7,
7.・・・・・・に囲まれたマイクロ波空胴共振構造と
なっており、導入されたマイクロ波のエネルギーを効率
良く吸収する。
In Figure 5, 1 is a vacuum container, 2 is alumina ceramics or quartz, etc.! A Wt body window, 3 a waveguide section for transmitting microwaves, and 4 microwaves from a microwave power source (not shown). 5 has one end opened into the vacuum container I,
An exhaust pipe whose other end communicates with an exhaust device (not shown) via an exhaust valve (not shown), 6 is a valve (not shown)
a raw material gas supply pipe communicating with a raw material gas supply source (not shown) via a cylindrical base 7 arranged concentrically;
Reference numeral 8 indicates a heater for heating the substrate, and reference numeral 9 indicates a plasma generation region g generated in the vacuum container by microwaves passing through the dielectric window 3. The plasma region 9 includes the dielectric window 2 and the base 7,
7. It has a microwave cavity resonant structure surrounded by... and efficiently absorbs the introduced microwave energy.

上述の装置による堆積膜の形成は、第4図に図示の装置
による場合と同様にして行われる。
Formation of a deposited film using the above-mentioned apparatus is performed in the same manner as in the case using the apparatus shown in FIG.

即ち、真空容器1内部を、排気管5を介して真空排気す
ると共に、円筒状基体7,7.・・・を駆動モーター(
図示せず)により所定の回転速度で一定に回転させ、か
つ、基体7,7.・・・・・・に内蔵された加熱ヒータ
ー(図示せず)により所定温度に加熱、保持する1次に
原料ガスを原料ガス供給管6.6.・・・・・・に開口
せられた複数のガス放出孔6′。
That is, the inside of the vacuum container 1 is evacuated via the exhaust pipe 5, and the cylindrical substrates 7, 7 . ...drive motor (
) at a predetermined rotational speed, and the substrates 7, 7 . The primary raw material gas is heated and maintained at a predetermined temperature by a heater (not shown) built in the raw material gas supply pipe 6.6. A plurality of gas discharge holes 6' are opened in .

6′、・・・・・・を介して真空容器1内に放出させる
6', . . . into the vacuum container 1.

これと同時併行的にマイクロ波4を導波部3および誘電
体窓2を介して真空容器内に導入し、円筒状基体7,7
.・・・・・・の表面上に堆積膜を形成せしめる。
At the same time, microwaves 4 are introduced into the vacuum container via the waveguide 3 and the dielectric window 2, and the cylindrical bases 7, 7 are
.. A deposited film is formed on the surface of...

ところで、上述のごとき装置においては、第6図に示す
ように、円筒状基体7と円筒状基体7の間に、複数のガ
ス放出孔6’ 、6’ 、・・・・・・が設けられた原
料ガス供給管6が設置されているため、原料ガスの分解
により塩1m膜が形成される際に、該ガス放出孔6’ 
、6’ 、・・・・・・から放出される原料ガスは、プ
ラズマ発生領域9以外にも拡散してしまう、第7図は、
第5図に示す装置における原料ガスの流れを示すための
横断面略図である。第7図に示すごとく、ガス放出孔6
’ 、6’ 、・・・・・・から放出される原料ガスは
、プラズマ発生領域9内に流れ込む(実線の矢印)のは
もちろんであるが、円筒状基体7.7.・・・・・・ 
の真空容器1の器壁側にも拡散しく点線の矢印)、すな
わち、プラズマ発生領域9以外にも拡散するため、原料
ガスのプラズマ発生領域内9に導入される効率は悪くな
り、基体表面に堆積する膜の堆積速度が小さく、所望の
厚さにまで堆積させようと思うと非常に多くの時間を要
するという問題がある。
By the way, in the above-mentioned apparatus, as shown in FIG. 6, a plurality of gas discharge holes 6', 6', . Since the raw material gas supply pipe 6 is installed, when a 1 m salt film is formed by decomposing the raw material gas, the gas discharge hole 6'
, 6', . . . will be diffused outside the plasma generation region 9, as shown in FIG.
6 is a schematic cross-sectional view showing the flow of raw material gas in the apparatus shown in FIG. 5. FIG. As shown in FIG. 7, the gas release hole 6
',6', .・・・・・・
(dotted line arrow), that is, to areas other than the plasma generation region 9, the efficiency with which the raw material gas is introduced into the plasma generation region 9 decreases, and the There is a problem in that the deposition rate of the deposited film is slow and it takes a very long time to deposit it to a desired thickness.

更に、第7図に示すように、円筒状基体7と同筒状基体
7との間に設置された原料ガス供給管6は円柱状である
ため、排気管5を介して真空容器1内を排気する際、基
体7と基体7間でそれぞれ排気のコンダクタンスが異な
り、基体7のプラズマ発生領域8側表面での反応にあず
かる活性種の濃度が場所によって異なるところとなり、
その結果、プラズマ発生領域8内での放電が不安定とな
りやすく、基体7上に形成される堆積膜の膜厚が一定と
ならず、その特性も不均一となってしまう場合があると
いう問題がある。
Furthermore, as shown in FIG. 7, since the raw material gas supply pipe 6 installed between the cylindrical base bodies 7 is cylindrical, the inside of the vacuum vessel 1 is passed through the exhaust pipe 5. During evacuation, the conductance of the evacuation differs between the substrates 7 and 7, and the concentration of active species that participate in the reaction on the surface of the substrate 7 on the plasma generation region 8 side differs depending on the location.
As a result, the discharge within the plasma generation region 8 tends to become unstable, and the thickness of the deposited film formed on the substrate 7 may not be constant and its characteristics may also become non-uniform. be.

従って、こうした原料ガス供給管6のみを使用して堆積
膜を量産化しようとすると、非常に歩留りが悪いという
のが実状である。
Therefore, if it is attempted to mass-produce deposited films using only such raw material gas supply pipe 6, the actual situation is that the yield will be extremely low.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は、上述のごとき従来のMW−PCVD法による
堆積膜形成装置における上述の諸問題を克服して、半導
体ディバイス、電子写真用感光体ディバイス、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
素子部材としての機能性堆積膜を、MW−PCVD法に
より定常的に高効率で形成することを可能にする装置を
提供することを目的とするものである。
The present invention overcomes the above-mentioned problems in the conventional deposited film forming apparatus using the MW-PCVD method, and provides semiconductor devices, electrophotographic photoreceptor devices, image input line sensors, imaging devices, and photovoltaic devices. The purpose of the present invention is to provide an apparatus that enables constant and highly efficient formation of functional deposited films as element members used for elements, various other electronic elements, optical elements, etc. by MW-PCVD method. It is something.

即ち、本発明の目的は、MW−PCVD法による機能性
堆積膜形成装置において、基体間および同一基体上に形
成される堆積膜の膜厚および膜質の均一化を可能にし、
良質な堆積膜を定常的に量産しうる装置を提供すること
にある。
That is, an object of the present invention is to make it possible to make the thickness and quality of deposited films uniform between substrates and on the same substrate in a functional deposited film forming apparatus using the MW-PCVD method,
The object of the present invention is to provide an apparatus that can regularly mass-produce high-quality deposited films.

また本発明の他の目的は、MW−PCVD法による機能
性堆積膜形成装置において、高品質で、電気的、光学的
、あるいは光導電的に優れた特性を有する堆積膜を、効
率的に量産化しうる装置を提供することにある。
Another object of the present invention is to efficiently mass-produce deposited films of high quality and having excellent electrical, optical, or photoconductive properties using a functional deposited film forming apparatus using the MW-PCVD method. The objective is to provide a device that can be used to

〔発明の構成、効果〕[Structure and effect of the invention]

本発明者は、従来のMW−P CV D法による堆積膜
形成装置における上述の諸問題を解決し、前記本発明の
目的を達成すべく本発明者が鋭意研究を重ねたところ、
従来のMW−P CV D法による堆積膜形成装置にお
ける諸問題は、原料ガスをプラズマ発生領域内に効率良
く導入する手段と、プラズマ発生領域内の排気を調整す
る手段とを設けることにより解決しうる手段とを設ける
ことにより解決しうるという知見を得た。さらに本発明
者は、該知見に基づいて更に検討を重ねたところ、原料
ガス供給手段を、該2つの機能、即ち、原料ガスをプラ
ズマ発生領域内に効率よく導入する機能と、プラズマ発
生領域内の排気を調整する機能とを兼ね備えた形状とす
ることにより解決しうろことを見い出した。
The present inventor has conducted extensive research in order to solve the above-mentioned problems in the conventional deposited film forming apparatus using the MW-P CVD method and to achieve the object of the present invention.
Various problems in the conventional deposited film forming apparatus using the MW-P CVD method can be solved by providing a means for efficiently introducing raw material gas into the plasma generation region and a means for adjusting the exhaust air in the plasma generation region. We have found that the problem can be solved by providing a means to remove the problem. Furthermore, after further studies based on this knowledge, the present inventor found that the raw material gas supply means has two functions, namely, the function of efficiently introducing the raw material gas into the plasma generation region, and the function of efficiently introducing the raw material gas into the plasma generation region. We have found a solution to this problem by creating a shape that also has the function of adjusting the exhaust gas.

本発明のマイクロ波プラズマ°法による機能性堆積膜形
成装置は、上述の知見に基づいて完成せしめたものであ
り、密封された真空容器、該真空容器内に複数の機能性
堆積膜形成用基体を保持する手段、該真空容器内に原料
ガスを供給する手段、該真空容器内を排気する手段、お
よび該真空容器、内にマイクロ波放電プラズマを生成せ
しめる手段とからなるマイクロ波プラズマCVD法によ
り複数の基体上に機能性堆積膜を形成する装置であって
、前記原料ガス供給手段が、プラズマ発生領域内に原料
ガスを効率良く導入する機能と、プラズマ発生領域内の
排気を調整する機能とを兼ね備えていることを特徴とす
るものである。
The apparatus for forming a functional deposited film using the microwave plasma method of the present invention has been completed based on the above-mentioned knowledge, and includes a sealed vacuum container and a plurality of substrates for forming functional deposited films in the vacuum container. By a microwave plasma CVD method comprising a means for holding, a means for supplying a raw material gas into the vacuum container, a means for evacuating the inside of the vacuum container, and a means for generating microwave discharge plasma in the vacuum container. An apparatus for forming functional deposited films on a plurality of substrates, wherein the raw material gas supply means has a function of efficiently introducing raw material gas into a plasma generation region and a function of adjusting exhaust gas in the plasma generation region. It is characterized by having the following.

以下、本発明のマイクロ波プラズマCVD法による機能
性堆M1膜形成装置を図面の実施例により更に詳しく説
明するが、本発明の堆積膜形成装置はこれによって限定
されるものではない。
Hereinafter, the apparatus for forming a functional deposited M1 film using the microwave plasma CVD method of the present invention will be explained in more detail with reference to the embodiments of the drawings, but the apparatus for forming a deposited film of the present invention is not limited thereto.

第1図は、本発明のマイクロ波プラズマCVD法による
堆積膜形成装置の典型的−例を模式的に示す透視略図で
あって、該図において、前述の第5図において付したも
のと同一の符号を付したものは同一の[能を有するもの
を示しており、1は真空容器、2はマイクロ波を真空容
器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、例えば石英ガラス等で形成された誘電体窓3は
主として金属製の矩形導波管からなり、三本柱整合器(
図示せず)及びアイソレーター(図示廿ず)を介してマ
イクロ波電源(図示せず)に接続しているマイクロ波導
波部、4はマイクロ波、5は一端が真空容器I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管
、7は円筒状基体、9はプラズマ発生領域、10は三角
柱状の原料ガス供給管、10′は該原料ガス供給管の側
壁の1つの角からクシ型状に突出している原料ガスの放
、  出ノズル、をそれぞれ示している。第2図は、該
原料ガスの放出ノズル14′を有する原料ガス供給管I
4の側面図であり、第3図は第1図に示す装置の横断面
略図である。なお、第2.3図において付した符号は第
1図における符号と同一のものを付してあり、第3図に
おける矢印は原料ガスの拡散状態を示している。
FIG. 1 is a perspective view schematically showing a typical example of a deposited film forming apparatus using the microwave plasma CVD method of the present invention, and in this figure, the same elements as those shown in FIG. 5 above are shown. Items with numerals indicate those having the same function, 1 is a vacuum container, and 2 is a material that can efficiently transmit microwaves into the vacuum container and maintain vacuum tightness, such as quartz. The dielectric window 3 made of glass or the like is mainly made of a metal rectangular waveguide, and has a three-pillar matching box (
A microwave waveguide 4 is connected to a microwave power source (not shown) via an isolator (not shown) and an isolator (not shown); 5 is a microwave; An exhaust pipe whose end communicates with an exhaust device (not shown), 7 a cylindrical base, 9 a plasma generation region, 10 a triangular prism-shaped source gas supply tube, and 10' a side wall of the source gas supply tube. The source gas discharge and output nozzles are shown protruding in a comb shape from one corner. FIG. 2 shows a raw material gas supply pipe I having a discharge nozzle 14' for the raw material gas.
4, and FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the device shown in FIG. 1. Note that the symbols given in FIG. 2.3 are the same as those in FIG. 1, and the arrows in FIG. 3 indicate the diffusion state of the raw material gas.

第1〜3図に示す装置においては、原料ガス供給管14
の形状を三角柱状とするとともに、側壁の1つの角から
クシ型状に原料ガス放出ノズル14’を設け、ノズル1
4′の先端をプラズマ発生領域9内に向けているため、
ノズル14’の先端から放出された原料ガスは、第3図
に示す矢印の方向、即ちプラズマ発生NNA内に拡散す
るため、プラズマ発生領域9外へ拡散する原料ガスの量
が大幅に減少するところとなり、原料ガスの利用効率が
大幅に向上する。従って、該装置を用いれば、所望の膜
厚を有する堆積膜を形成する場合に短時間で形成するこ
とができる。
In the apparatus shown in FIGS. 1 to 3, the raw material gas supply pipe 14
The shape of the nozzle 1 is triangular prism, and a comb-shaped raw material gas discharge nozzle 14' is provided from one corner of the side wall.
Since the tip of 4' is directed into the plasma generation region 9,
The raw material gas discharged from the tip of the nozzle 14' diffuses in the direction of the arrow shown in FIG. This greatly improves the utilization efficiency of raw material gas. Therefore, by using this apparatus, a deposited film having a desired thickness can be formed in a short time.

更に、第1〜3図に示すように、原料ガス供給管14が
三角形状となっているため、プラズマ発生領域9内のガ
スを排気管5を介して排気する場合に、排気ガスが円筒
状基体7とガス供給管14の間をなめるように通り抜け
るため、円筒状基体7と円筒状基体7の間の各々の排気
コンダクタンスは一定となり、円筒状基体7のプラズマ
発生領域9(11表面での反応に寄与する活性種の濃度
は場所によらず一定となる。この結果、円筒状基体7上
に堆積する膜の膜厚及び特性が均一となる。
Furthermore, as shown in FIGS. 1 to 3, since the raw material gas supply pipe 14 has a triangular shape, when the gas in the plasma generation region 9 is exhausted through the exhaust pipe 5, the exhaust gas has a cylindrical shape. Since the gas supply pipe 14 passes through the gap between the base 7 and the gas supply pipe 14, the exhaust conductance between each cylindrical base 7 becomes constant, and the plasma generation area 9 (11) on the surface of the cylindrical base 7 becomes constant. The concentration of the active species contributing to the reaction remains constant regardless of the location.As a result, the film deposited on the cylindrical substrate 7 has uniform thickness and properties.

本発明の装置により堆積膜を形成するについて使用され
る原料ガスは、高周波またはマイクロ波のエネルギーに
より励起種化し、化学的相互作用して基体表面上に所期
の堆積膜を形成する類のものであれば何れのものであっ
ても採用することができるが、例えばA−3i(H,X
) Illを形成する場合であれば、具体的には、ケイ
素に水素、ハロゲン、あるいは炭化水素等が結合したシ
ラン類及びハロゲン化シラン類等のガス状態のもの、ま
たは容易にガス化しうるちのをガス化したものを用いる
ことができる。これらの原料ガスはIllを使用しても
よく、あるいは2種以上を併用してもよい、また、これ
等の原料ガスは、He r Ar等の不活性ガスにより
稀釈して用いることもある。さらに、A−3t(H,X
)膜はp型不純物元素又はn型不純物元素をドーピング
することが可能であり、これ等の不純物元素を構成成分
として含有する原料ガスを、単独で、あるいは前述の原
料ガスまたば/および稀釈用ガスと混合して反応室内に
導入することができる。
The raw material gas used to form the deposited film by the apparatus of the present invention is one that is excited and speciated by high frequency or microwave energy, and undergoes chemical interaction to form the desired deposited film on the substrate surface. For example, A-3i (H,
) In the case of forming Ill, specifically, silanes and halogenated silanes in which hydrogen, halogen, or hydrocarbon, etc. are bonded to silicon, or those that can be easily gasified are used. A gasified version can be used. Ill may be used as these raw material gases, or two or more types may be used in combination, and these raw material gases may be used after being diluted with an inert gas such as Her Ar. Furthermore, A-3t(H,X
) The film can be doped with a p-type impurity element or an n-type impurity element, and a raw material gas containing these impurity elements as a constituent can be used alone or with the aforementioned raw material gas and/or for dilution. It can be mixed with a gas and introduced into the reaction chamber.

また基体については、導電性のものであっても、半導電
性のものであっても、あるいは電気絶縁性のものであっ
てもよく、具体的には金属、セラミックス、ガラス等が
挙げられる。そして成膜操作時の基体温度は、特に制限
されないが、30〜450℃の範囲とするのが一般的で
あり、好ましくは5゜〜350℃である。
The substrate may be conductive, semiconductive, or electrically insulating, and specific examples thereof include metal, ceramics, glass, and the like. The substrate temperature during the film forming operation is not particularly limited, but is generally in the range of 30 to 450°C, preferably 5 to 350°C.

また、堆積膜を形成するにあたっては、原料ガスを導入
する前に反応室内の圧力を5X10−’Torr以下、
好ましくはI X 10−”Torr以下とし、原料ガ
スを導入した時には反応室内の圧力をI X 10”i
〜l Torr 、好ましくは5X10−”〜ITor
rとするのが望ましい。
In addition, when forming a deposited film, the pressure in the reaction chamber must be set to 5X10-'Torr or less before introducing the raw material gas.
Preferably, the pressure in the reaction chamber is set to I X 10-" Torr or less, and when the raw material gas is introduced, the pressure inside the reaction chamber is I X 10"i
~l Torr, preferably 5X10-”~ITor
It is desirable to set it to r.

なお、本発明の装置による堆積膜形成は、通常は、前述
したように原料ガスを事前処理(励起種化)することな
く反応室に導入し、そこでマイクロ波のエネルギーによ
り励起種化し、化学的相互作用を生起せしめることによ
り行われるが、二種以上の原料ガスを使用する場合、そ
の中の一種を事前に励起種化し、次いで反応室に導入す
るようにすることも可能である。
Note that in forming a deposited film using the apparatus of the present invention, the raw material gas is normally introduced into the reaction chamber without prior treatment (excitation speciation) as described above, where it is excited speciation by microwave energy and chemically generated. This is carried out by causing interaction, but when using two or more types of raw material gases, it is also possible to make one of them into an excited species in advance and then introduce it into the reaction chamber.

〔実施例〕〔Example〕

以下、第1図に示す本発明の装置を用いた機能性堆積膜
の形成について、実施例および比較例を用いて具体的に
説明するが、本発明はこれらによって限定されるもので
はない。
Hereinafter, the formation of a functional deposited film using the apparatus of the present invention shown in FIG. 1 will be specifically explained using Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited thereto.

スJLfLL まず、真空容器1の内部を、排気管5を介して真空排気
するとともに、基円筒状基体7,7.・・・・・・に内
蔵されたヒーター(図示せず)により所定温度に加熱保
持し、駆動モーター(図示せず)を用いて所望の回転速
度で一定に回転させた。
First, the inside of the vacuum container 1 is evacuated via the exhaust pipe 5, and the base cylindrical bases 7, 7. It was heated and maintained at a predetermined temperature using a built-in heater (not shown), and was constantly rotated at a desired rotational speed using a drive motor (not shown).

こうしたところへ、原料ガス供給管10を介して、シラ
ンガス(stHn)、水素ガス(Hg)、ジボランガス
(B&H&)等の原料ガスを第1表に示す条件で真空容
器1内に、I X 10−”Torr以下の真空度を維
持しながら放出した0次に、周波数2.45GHzのマ
イクロ波を導波部3及びマイクロ波透過性誘電体窓を介
してプラズマ発生領域9内に導入し、円筒状基体7.7
.・・・・・・上に、電荷注入阻止層、感光層、及び表
面層の夫々を統々に形成せしめ、阻止型構造の感光体ド
ラムを得た。
To these places, a raw material gas such as silane gas (stHn), hydrogen gas (Hg), diborane gas (B&H&), etc. is supplied via the raw material gas supply pipe 10 into the vacuum vessel 1 under the conditions shown in Table 1. ``0-order microwaves with a frequency of 2.45 GHz emitted while maintaining a degree of vacuum below Torr are introduced into the plasma generation region 9 through the waveguide 3 and the microwave-transparent dielectric window, and the cylindrical Base 7.7
.. A charge injection blocking layer, a photosensitive layer, and a surface layer were each formed on top of the drum to obtain a photosensitive drum having a blocking structure.

この時の感光層の堆積速度を第2表に示す。Table 2 shows the deposition rate of the photosensitive layer at this time.

以上の様にして作成した感光ドラム8本を、キャノン株
式会社製複写機NP7550に設置し、画像を出力した
ところ第2表に示す結果とな9た。
Eight photosensitive drums prepared as described above were installed in a copier NP7550 manufactured by Canon Co., Ltd., and an image was outputted with the results shown in Table 2.

なお、第2表における「感光層の堆積速度の平均」は8
本の感光ドラムの平均であり、「画像性」とは濃度が高
く、ハーフトーンが鮮明に出て、且つ解像度の高い画像
をもたらすか否かを調べた結果である。
In addition, the "average deposition rate of photosensitive layer" in Table 2 is 8
This is the average of photosensitive drums for books, and "image quality" is the result of examining whether an image with high density, clear halftones, and high resolution is produced.

第   l   表 第   2   表 O・・・ 非常に良好  ○ ・・・ 良好× ・・・
 非実用的 ス鳳糎l 感光層の作製条件を第3表の様に変えた以外は、実施例
1と同様の作製条件にて、複数のドラムを作製し、実施
例1と同様の測定、評価を行ったところ、第4表に示す
様な良好な結果を得た。
Table l Table 2 Table O... Very good ○... Good×...
A plurality of drums were produced under the same production conditions as in Example 1, except that the production conditions of the photosensitive layer were changed as shown in Table 3, and the same measurements as in Example 1 were carried out. As a result of the evaluation, good results as shown in Table 4 were obtained.

第   3   表 第   4   表 O・・・ 非常に良好  0 ・・・ 良好× ・・・
 非実用的 止較■ 第5図の成膜装置を用いて、第1表の作製条件により、
実施例1と同様な方法で感光ドラムを作製し、同様の測
定、評価を行ったところ、第5表に示すような結果を得
た。
Table 3 Table 4 O... Very good 0... Good×...
Impractical comparison ■ Using the film forming apparatus shown in Figure 5 and the manufacturing conditions shown in Table 1,
A photosensitive drum was prepared in the same manner as in Example 1, and the same measurements and evaluations were performed, and the results shown in Table 5 were obtained.

第   5   表 ◎ ・・・ 非常に良好  O・・・ 良好X ・・・
 非実用的 〔発明の効果の概要〕 本発明のMW−PCVD法による機能性堆積膜形成装置
は、原料ガス供給管の形状を、原料ガスをプラズマ発生
領域内に効率良く導入する機能と、プラズマ発生領域内
の排気を調整する機能とを兼ね備えた形状とすることに
より、安定なプラズマを生起させることができ、また、
プラズマ発生領域へのガス導入効率が大幅に向上し、そ
の結果、基体上に安定かつ高速で堆積膜を形成できる。
Table 5 ◎... Very good O... Good X...
Impractical [Summary of Effects of the Invention] The functional deposited film forming apparatus using the MW-PCVD method of the present invention has the shape of the raw material gas supply pipe that has the function of efficiently introducing the raw material gas into the plasma generation region, and the plasma By having a shape that also has the function of adjusting the exhaust in the generation area, stable plasma can be generated, and
The gas introduction efficiency into the plasma generation region is greatly improved, and as a result, a deposited film can be formed on the substrate stably and at high speed.

更に、電気的、光学的あるいは光導電的に優れ、緻密な
堆積膜を、効率的に量産することができる。
Furthermore, dense deposited films that are electrically, optically, or photoconductively excellent can be efficiently mass-produced.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明のMW−PCVD法による機能性堆積
膜形成装置の典型例を示す透視略図、第2図は、第1図
に示す装置における原料ガス供給管の側面図、第3図は
、第1図に示す装置の横断面略図である。第4図は、従
来のMW−PCVD法による機能性堆積膜形成装置の透
視略図、第5図は量産化に適したMW−PCVD法によ
る機能性堆積膜形成装置の透視略図、第6図は第5図に
示す装置における原料ガス供給管の側面図、第7図は第
5図に示す装置の横断面略図である。 図において、1・・・真空容器、2・・・誘電体窓、3
・・・導波部、4・・・マイクロ波、5・・・排気管、
6・・・原料ガス供給管、6′・・・原料ガス放出孔、
7・・・円筒状基体、8・・・内蔵加熱ヒーター、9・
・・プラズマ発生領域、lO・・・原料ガス供給管、1
0’ ・・・原料ガス放出ノズル。
FIG. 1 is a schematic perspective view showing a typical example of a functional deposited film forming apparatus using the MW-PCVD method of the present invention, FIG. 2 is a side view of a raw material gas supply pipe in the apparatus shown in FIG. 1, and FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of the apparatus shown in FIG. 1; FIG. 4 is a schematic perspective view of a functional deposited film forming apparatus using the conventional MW-PCVD method, FIG. 5 is a schematic perspective view of a functional deposited film forming apparatus using the MW-PCVD method suitable for mass production, and FIG. FIG. 5 is a side view of the raw material gas supply pipe in the apparatus shown in FIG. 5, and FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of the apparatus shown in FIG. In the figure, 1... vacuum container, 2... dielectric window, 3
... waveguide section, 4 ... microwave, 5 ... exhaust pipe,
6... Raw material gas supply pipe, 6'... Raw material gas discharge hole,
7... Cylindrical base, 8... Built-in heater, 9...
...Plasma generation area, lO... Raw material gas supply pipe, 1
0'... Raw material gas discharge nozzle.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)密封された真空容器、該真空容器内に複数の機能
性堆積膜形成用基体を保持する手段、該真空容器内に原
料ガスを供給する手段、該真空容器内を排気する手段、
および該真空容器内にマイクロ波放電プラズマを生成せ
しめる手段とからなるマイクロ波プラズマCVD法によ
り複数の基体上に機能性堆積膜を形成するための装置で
あって、前記原料ガス供給手段が、プラズマ発生領域内
に原料ガスを効率よく導入する機能と、プラズマ発生領
域内の排気を調整する機能とを兼ね備えていることを特
徴とするマイクロ波プラズマCVD法により複数の基体
上に機能性堆積膜を同時に形成する装置。
(1) A sealed vacuum container, means for holding a plurality of functional deposited film forming substrates in the vacuum container, means for supplying raw material gas into the vacuum container, and means for evacuating the inside of the vacuum container;
and a means for generating microwave discharge plasma in the vacuum container. Functional deposited films are formed on multiple substrates using the microwave plasma CVD method, which is characterized by having both the function of efficiently introducing source gas into the plasma generation region and the function of adjusting exhaust gas within the plasma generation region. A device that forms at the same time.
(2)前記原料ガス供給手段が、三角柱状のガス供給管
であって、かつ、該三角柱の側壁の1つの角からクシ型
状に突出した複数のノズルを有しているガス供給管であ
る特許請求の範囲第(1)項に記載されたマイクロ波C
VD法により複数の基体上に機能性堆積膜を同時に形成
する装置。
(2) The source gas supply means is a triangular prism-shaped gas supply pipe having a plurality of nozzles protruding in a comb shape from one corner of the side wall of the triangular prism. Microwave C described in claim (1)
A device that simultaneously forms functional deposited films on multiple substrates using the VD method.
(3)前記原料ガス供給手段が、基体間に少なくとも1
つ設置された特許請求の範囲第(1)項または第(2)
項に記載されたマイクロ波CVD法により複数の基体上
に機能性膜を同時に形成する装置。
(3) The raw material gas supply means has at least one
Claim (1) or (2)
An apparatus for simultaneously forming functional films on a plurality of substrates by the microwave CVD method described in 1.
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