JPS642191B2 - - Google Patents

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JPS642191B2
JPS642191B2 JP28312785A JP28312785A JPS642191B2 JP S642191 B2 JPS642191 B2 JP S642191B2 JP 28312785 A JP28312785 A JP 28312785A JP 28312785 A JP28312785 A JP 28312785A JP S642191 B2 JPS642191 B2 JP S642191B2
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JP
Japan
Prior art keywords
deposited film
reaction vessel
cvd method
plasma
substrate
Prior art date
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Expired
Application number
JP28312785A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS62142784A (en
Inventor
Shigeru Shirai
Masaya Kobayashi
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP28312785A priority Critical patent/JPS62142784A/en
Publication of JPS62142784A publication Critical patent/JPS62142784A/en
Publication of JPS642191B2 publication Critical patent/JPS642191B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G5/00Recording members for original recording by exposure, e.g. to light, to heat, to electrons; Manufacture thereof; Selection of materials therefor
    • G03G5/02Charge-receiving layers
    • 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

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

〔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、殊に半導体デイバイス、電子写真用の感光デ
イバイス、画像入力用のラインセンサー、撮像デ
イバイス、光起電力素子などに用いられるアモル
フアス状あるいは多結晶状等の非単結晶状の堆積
膜を形成するのに至適なプラズマCVD法による
装置に関する。 〔従来技術の説明〕 従来、半導体デイバイス、電子写真用の感光体
デイバイス、画像入力用ラインセンサー、撮像管
デイバイス、光起電力素子等に使用する素子部材
としては、アモルフアスシリコン例えば水素原子
又は/及びハロゲン原子を含有するアモルフアス
シリコン(以後、「a−Si(H,X)」と表記す
る。)膜等が提案され、その中のいくつかは実用
に付されている。そして、そうしたa−Si(H,
X)膜とともに、それ等a−Si(H,X)膜等の
形成法およびそれを実施する装置についてもいく
つか提案されていて、真空蒸着、イオンプレーテ
イング法、いわゆるCVD法、プラズマCVD法、
光CVD法等があり、中でもプラズマCVD法は至
適なものとして実用に付され、一般に広く用いら
れている。 ところで前記プラズマCVD法は、高周波また
はマイクロ波エネルギーを利用して堆積膜形成用
ガスを基体表面の近傍で励起種化(ラジカル化)
して化学的相互作用を生起させ、該基体表面に膜
堆積せしめるというものであり、そのための装置
として、例えば第2図に図示の装置が提案されて
いる。 第2図において、201は反応容器全体を示
し、202は側壁、203は底壁をそれぞれ示
す。204は多穿孔内壁、205は排気管、20
6は排気バルブ、207はガス導入管、208は
ガス導入管上に設けたバルブ、209は円筒状基
体、210は基体保持用円筒、211はヒータ
ー、212は支持脚、213は高周波またはマイ
クロ波の発生源、214は高周波またはマイクロ
波、215は導波部、216は誘電体窓をそれぞ
れ示し、Aは反応室、Bはガス室を示す。 こうした従来の堆積膜形成装置による堆積膜形
成は次のようにして行なわれる。即ち、反応容器
201の反応室A内のガスを、排気管205を介
して真空排気するとともに、円筒状基体209を
ヒーター211により所定温度に加熱、保持す
る。次に、原料ガス供給管207を介して、例え
ばa−Si(H,X)堆積膜を形成する場合であれ
ば、シラン等の原料ガスをガス室Bに導入し、該
原料ガスは、ガス室Bの多穿孔内壁204の多数
の孔から反応室A内に放出される。これと同時併
行的に、発生源213から、例えばマイクロ波2
14を発生し、該マイクロ波214は、導波部2
15を通り、誘電体窓216を介して反応室A内
に導入される。かくして反応室A内の原料ガス
は、マイクロ波のエネルギーにより励起されて活
性化(励起種化)し、Si*、SiH*等(*は励起状
態を表わす。)の、ラジカル粒子、電子、イオン
粒子等が生起され、それ等が相互に反応して基体
209の表面に堆積膜が形成される。 上述の、従来のプラズマCVD法による堆積膜
形成装置は、至適なものとして一般に広く採用さ
れてはいるものの、いくつかの問題がある。 即ち、導波管そして多くの場合基体保持手段も
固定されていることから、反応室内に放射される
高周波またはマイクロ波の電界は、導波管端部に
設けられた誘電体窓側に強く、それと対向方向に
進行するに従つて弱く分布し、そして該電界の強
度分布は適用する高周波またはマイクロ波の波長
に依存するため、結果的には、反応系中に導入さ
れる堆積膜形成用の原料ガスは、該電界の強度分
布に従つた密度で励起されて励起種化するところ
となり、基体表面に堆積される膜の膜厚はおのず
と電界の強い領域では厚くなり、一方、電界の弱
い部分では薄くなる。こうした膜厚の不均一は、
基体の長さが高周波またはマイクロ波の波長より
も長い場合、更に一層顕著なものとなる。また、
こうした電界強度分布の差は、堆積される膜の膜
厚のみならず、膜の密度、硬度あるいは組成等の
点についても不均一となるという悪影響を与えて
しまい、諸特性発現性を具備する所望の堆積膜、
特に大面積の堆積膜を定常的に得るのは困難であ
るという問題がある。 特に原料ガスの利用効率を向上せしめ、製品の
コスト低下をはかるために複数の基体に同時に堆
積膜を形成せしめることが提案されているが、こ
うした場合、上述の問題は一層深刻なものとな
る。 更に、堆積膜形成過程において、基体表面上に
すでに形成されている堆積膜が、プラズマ中で発
生したイオンによる衝撃を受け、形成された堆積
膜の特性に悪影響を及ぼすという問題もある。即
ち該イオンの衝撃により、堆積膜中の原子間の結
合が切れたり、イオンが打ち込まれて堆積膜中に
残存する等、堆積膜の構造欠陥の原因となり、そ
の結果、堆積膜の光学的、電気的又は光導電的特
性が低下したり、あるいはこれ等の特性が経時的
に変化したりする。 また更に、導波管を介して放射される高周波ま
たはマイクロ波は、反応容器内に配置された基体
やガス導入管、反応容器の形状、あるいは排気管
の配置等によつて影響を受けるため、安定した電
界の形成、インピーダンスのマツチング調整、均
一な電界強度分布の形成等が困難となり、不必要
な領域でプラズマが生じたり、異常放電が発生す
るといつた問題もある。 また別に、前述の各種デイバイスが多様化して
きており、そのための素子部材、即ち、各種特性
等の要件を総じて満足するとともに適用対象、用
途に相応し、そして場合によつては大面積化され
た、安定な堆積膜製品を低コストで定常的に供給
することが、社会的要求となつてきており、この
要求を満たす装置の開発が切望されている。 〔発明の目的〕 本発明は、光起電力素子、半導体デイバイス、
画像入力用ラインセンサー、撮像デイバイス、電
子写真用感光体デイバイス等に使用する堆積膜を
形成する従来装置について、上述の諸問題を解決
し、上述の要求を満たすようにすることを目的と
するものである。 すなわち本発明の主たる目的は、形成される膜
の膜厚及び膜質が均一で、優れた光学的、電気
的、光導電的特性を有する堆積膜を定常的に生産
するためのプラズマCVD法による堆積膜形成装
置を提供することにある。 本発明の他の目的は、原料ガスの利用効率を向
上させて膜の生産性の向上及び量産化を可能にす
るとともに、膜の大面積化を可能にするプラズマ
CVD法による堆積膜形成装置を提供することに
ある。 本発明の更にもう一つの目的は、堆積膜形成過
程において、基体上に形成される堆積膜がプラズ
マの影響を直接受けることがないプラズマCVD
法による堆積膜形成装置を提供することにある。 〔発明の構成および効果〕 本発明者は、従来のプラズマCVD法による堆
積膜形成装置についての前述の諸問題を克服し
て、上述の目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結
果、高周波またはマイクロ波発生源に導波管を接
続し、反応容器の直前において該導波管に電磁ホ
ーンを接続し、該電磁ホーンを反応容器内に配置
されている円筒状の基体支持手段の基体支持面と
平行になるようにして、反応容器内に複数本導入
するとともに、該電磁ホーンの先端を、高周波ま
たはマイクロ波が通過しない程度の大きさの孔を
多数有する金属板または金属メツシユで構成し、
該電磁ホーンの終端部に原料ガスを導入してプラ
ズマを発生せしめたところ、前記金属板の孔又は
金属メツシユを通してプラズマは放出されず、励
起種化された原料ガスのみが反応容器内に分散放
出され、前述の諸問題が解決され、且つ上述の目
的が達成しうる知見を得、本発明を完成するに至
つたものである。 即ち、本発明のプラズマCVD法による堆積膜
形成装置は、基体上に堆積膜を形成するための反
応容器と、該反応容器内に堆積膜形成用の原料ガ
スを導入する手段と、該原料ガスを励起種化する
ための高周波またはマイクロ波発生手段と、前記
反応容器内を真空排気する手段とからなるもので
あつて、高周波またはマイクロ波発生源に導波管
が接続し、反応容器直前において該導波管に電磁
ホーンが接続していて、該電磁ホーンが複数本、
前記反応容器内に配置されている円筒状の基体支
持手段の基体支持面と平行に反応容器内に延長し
ており、該電磁ホーンの終端部には誘電体と高周
波またはマイクロ波が透過しない程度の大きさの
孔を多数有する金属板または金属メツシユとで支
切られた空間を有し、該空間内にプラズマを発生
せしめ、該空間内に導入された原料ガスの励起種
化されたものだけが前記金属板の多数の孔または
金属メツシユを通して反応容器内に分散放出され
るようにされていることを骨子とするものであ
る。 かくなる本発明のプラズマCVD法による堆積
膜形成装置は、プラズマが電磁ホーンの終端部に
設けられた空間内にとどまり、電磁ホーンの先端
部の金属板の孔又は金属メツシユを通して励起種
のみが放出される。即ち、反応容器内に配置され
た基体表面付近には、プラズマが存在せず、励起
種のみが存在することとなり、基体表面がプラズ
マによる悪影響をうけることがなく、基体の長さ
が高周波またはマイクロ波の波長より長いもので
あつても、製品たる膜の品質、膜厚及び電気的、
光学的、光導電的特性等の安定した堆積膜を効率
的に量産できるものである。さらにこうした構成
の電磁ホーンを複数設け、各々の電磁ホーンに導
入する原料ガスを異ならせることにより、各々の
電磁ホーンの先端部より異なつた励起種を放出せ
しめ、該複数の励起種を基体面近傍で混合して堆
積膜を形成できる。そしてこうした場合、各々の
励起種の放出を各各独立して制御することができ
る。また更に、同一装置内で複数の基体上に同時
に堆積膜を形成することを可能とし、堆積膜製品
を低コストで提供しうるものである。 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つても採用することが
できるが、例えば、a−Si(H,X)膜を形成す
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も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1種を
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、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−Si(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
または/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。 また基体については、導電性のものであつて
も、半導電性のものであつても、あるいは電気絶
縁性のものであつてもよく、具体的には金属、セ
ラミツクス、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50〜350℃である。 また、堆積膜を形成するにあたつては、原料ガ
スを導入する前に反応室内の圧力を5×
10-6Torr以下、好ましくは1×10-6Torr以下と
し、原料ガスを導入した時には反応室内の圧力を
1×10-2〜1Torr、好ましくは5×10-2〜1Torr
とするのが望ましい。 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。 以下、本発明のプラズマCVD法による堆積膜
形成装置を第1図に示す実施例により更に詳しく
説明するが、本発明の装置はこれによつて何ら限
定されるものではない。 第1A図は、本発明のプラズマCVD法による
堆積膜形成装置全体の模式図であり、第1B図
は、その断面を示す模式図であり、第1C図は、
本発明の装置を構成する導波管を電磁ホーンの模
式図である。 図において、101は高周波またはマイクロ波
発生源であり、導波管102は接続されている。
103は導波管102に接続されている電磁ホー
ン、104は反応容器であり、該反応容器内には
円筒状の基体支持手段105が配置されている。
基体支持手段105はその表面に円筒状基体を装
着するか、または1乃至2以上の平板状基体を載
置して、反応容器104内に配置する。前記電磁
ホーン103は、反応容器104直前において前
記導波管102に接続しており、前記基体支持手
段105の基体支持面と平行に反応容器104内
に延長している。そして、該電磁ホーン103の
開口部は、円筒状の基体支持手段105の長手方
向の長さを同等の長さを有している。該電磁ホー
ン103の終端部には、第1C図に示すごとく、
誘電体106と、高周波またはマイクロ波が透過
しない程度の大きさの孔108を多数有する金属
板107とで支切られた空間を設ける。109は
原料ガス導入管であり、その一端は誘電体106
と多数の孔108を有する金属板107とで支切
られた空間内に開口し、他端はバルブ(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。原料ガス供給源から供給された原料ガ
スは、原料ガス導入管109を介して前記空間に
導入され、該空間内に発生せしめたプラズマによ
つて励起種化する。この時空間内にプラズマが効
率よく発生するために、前記誘電体106と多数
の孔を有する金属板107との間隔は10mm以上と
するのが望ましい。また誘電体106としては、
シリコーン樹脂、テフロン樹脂、アルミナ等のセ
ラミツクスなど、比誘電率が高く、誘電損の小さ
い、高耐熱性材料を使用するのが望ましい。本実
施例装置においては多数の孔108を有する金属
板107を用いる例を示したが、金属メツシユを
用いることもできる。金属板の孔または金属メツ
シユを通過できるのは、空間内で励起種化された
原料ガスだけで、プラズマは通過することができ
ないため、金属板の多数の孔または金属メツシユ
を通して励起種のみが反応空間内の基体表面に向
けて分散放出される。 また、本発明の装置においては、かくなる構成
を有する電磁ホーン103を複数本設置するとと
もに、夫々の電磁ホーン103の終端部に異なる
原料ガスを導入し、夫々の金属板の孔または金属
メツシユを通して異なる励起種を反応容器内に分
散放出せしめることにより、該複数種の励起種が
基体表面近傍において接触し化学的反応をおこし
て基体表面に堆積膜を形成するものである。な
お、第1図に示した実施例装置においては、電磁
ホーンの数を2本とした例を示したが、該電磁ホ
ーンの数は形成される堆積膜に応じて適宜決定さ
れるものである。また、夫々の電磁ホーンに導入
される原料ガスは二種以上の原料ガスを混合して
混合ガスであつてもよいことは言うまでもない。 110は、反応容器内を真空排気するために反
応容器の両側端に設けられた排気管であり、一端
は反応容器内に開口し、他端はバルブ(図示せ
ず。)を介して排気装置(図示せず。)に連通して
いる。 なお、前記円筒状基体支持手段105内部には
加熱用ヒーター(図示せず)を設け、成膜前に基
体を所定温度に加熱したり、成膜中基体を所定温
度に保持したり、あるいは成膜後アニール処理し
たりするのに用いる。更に、該円筒状の基体支持
手段105は、回転を与える駆動手段(図示せ
ず)に機械的に連結され、成膜中円筒状の基体支
持手段を該駆動手段により回転せしめる。 第1図に示す実施例装置においては、前記円筒
状の基体支持手段105を4本反応容器内に設置
した例を記載したが、円筒状の基体支持手段の数
も、電磁ホーンの数と同様に、適宜決定されるも
のであり、電磁ホーンの数と同じであつても、あ
るいは異なつていてもよい。 以上のように構成してなる本発明のプラズマ
CVD法による堆積膜形成装置においては、堆積
操作時、電磁ホーン103の終端部に設けられた
空間に導入された原料ガスは、該空間内に発生す
るプラズマによつて励起種化され、電磁ホーン1
03の先端部の多数の孔を有する金属板または金
属メツシユ107からは該励起種のみが効率的に
反応容器104内の円筒状基体支持手段105に
装着された基体の表面に向けて放出される。そし
て複数の電磁ホーンから各々異なる励起種が放出
されるとともに、前記基体の表面近傍では、二種
以上の励起種が接触し、反応をおこして堆積膜を
形成する。この際円筒状基体支持手段は回転され
るため、基体表面近傍の励起種の密度分布が均一
なものとなり、さらに堆積膜に悪影響を及ぼすプ
ラズマが基体表面近傍には存在しないため、基体
表面に堆積する膜は均一にして均質なものとな
り、諸特性に富んだ所望品質の堆積膜製品を得る
ことができる。 〔実施例〕 次に本発明のプラズマCVD法による堆積膜形
成装置の操作を、実施例をあげて説明するが、以
下の例は該装置の操作に限定的意味をもつもので
はない。 実施例 1 第1図に示した装置を用いて、以下のようにし
て円筒状Al基体上にa−Si:H:Fからなる電
子写真用光受容層を形成した。 即ち、まず4本の円筒状基体支持手段105の
夫々に円筒状Al基体を装着したものを反応容器
104内に設置し、排気バルブ(図示せず)を開
いて排気管109より反応容器内を真空排気し、
反応容器内を10-5Torrの真空度とした。同時に
駆動手段(図示せず)により4本の円筒状の基体
支持手段105を回転させながら、加熱ヒーター
(図示せず)により基体温度を300℃に加熱保持し
た。 こうしたところへ二種類の原料ガスをガス導入
管109を介して、各々別の電磁ホーン103の
終端部に設けられた空間に導入し、多数の孔を有
する金属板107を通して反応容器104内へ導
入した。排気バルブ(図示せず)を調整して反応
容器の内圧を0.01Torrとした後、2.45GHzのマイ
クロ波を放射し、各電磁ホーン103内にプラズ
マを生起せしめ、各原料ガスから各々の励起種を
生成せしめた。これらの励起種は多数の孔108
を有する金属板107を介して反応容器104内
に導入され、各々の励起種が反応したAl基体表
面上に、a−Si:H:Fからなる堆積膜を形成し
た。 同様の操作を繰り返して、三層構成の光受容層
をAl基体上に形成した。各層の成膜の条件を以
下の表1に示す。 三層の成膜を終了後、加熱ヒーター及び回転を
中止し、所定温度に冷却した後、排気バルブを開
いて反応容器内を大気圧に戻し、堆積膜の形成さ
れた4本のAl基体を系外に取り出して、各々電
子写真感光体としての特性を評価するとともに、
写真複写装置を用いて画像を評価した。その評価
結果を第4図に示す。 評価の結果、基体全面にわたつて均一にして均
質な膜が堆積されており、堆積された膜は良好な
帯電能及び感度を有するものであつた。また得ら
れた画像は全面にわたり画像欠陥が少なかつた。
さらに4本のAl基体の上の光受容層はいずれも
同等の特性を示した。
[Technical field to which the invention pertains] The present invention relates to deposited films on a substrate, particularly functional films, particularly semiconductor devices, photosensitive devices for electrophotography, line sensors for image input, imaging devices, photovoltaic devices, etc. This invention relates to an apparatus using plasma CVD method which is most suitable for forming non-monocrystalline deposited films such as amorphous or polycrystalline. [Description of the Prior Art] Conventionally, element members used in semiconductor devices, photoreceptor devices for electrophotography, line sensors for image input, image pickup tube devices, photovoltaic devices, etc. have been made of amorphous silicon, such as hydrogen atoms or and amorphous silicon (hereinafter referred to as "a-Si(H,X)") films containing halogen atoms have been proposed, and some of them have been put into practical use. Then, such a-Si(H,
In addition to X) films, several methods of forming a-Si (H, ,
There are optical CVD methods, among others, plasma CVD method has been put into practical use as the most suitable method and is generally widely used. By the way, the plasma CVD method uses high frequency or microwave energy to excite the deposited film-forming gas near the substrate surface to species (convert into radicals).
In this method, a chemical interaction is caused to occur, and a film is deposited on the surface of the substrate.As an apparatus for this purpose, for example, the apparatus shown in FIG. 2 has been proposed. In FIG. 2, 201 indicates the entire reaction vessel, 202 indicates the side wall, and 203 indicates the bottom wall. 204 is a multi-perforated inner wall, 205 is an exhaust pipe, 20
6 is an exhaust valve, 207 is a gas introduction pipe, 208 is a valve provided on the gas introduction pipe, 209 is a cylindrical base, 210 is a cylinder for holding the base, 211 is a heater, 212 is a support leg, 213 is a high frequency or microwave 214 is a high frequency or microwave, 215 is a waveguide, 216 is a dielectric window, A is a reaction chamber, and B is a gas chamber. Formation of a deposited film using such a conventional deposited film forming apparatus is performed as follows. That is, the gas in the reaction chamber A of the reaction container 201 is evacuated through the exhaust pipe 205, and the cylindrical substrate 209 is heated and maintained at a predetermined temperature by the heater 211. Next, in the case of forming, for example, an a-Si (H, It is discharged into the reaction chamber A from a large number of holes in the multi-perforated inner wall 204 of the chamber B. At the same time, from the generation source 213, for example, microwave 2
14, and the microwave 214 is transmitted to the waveguide 2
15 and is introduced into the reaction chamber A through the dielectric window 216. In this way, the raw material gas in the reaction chamber A is excited and activated (excited speciation) by the microwave energy, and becomes radical particles, electrons, and ions such as Si * , SiH *, etc. (* indicates an excited state). Particles and the like are generated and react with each other to form a deposited film on the surface of the base 209. Although the above-mentioned conventional deposition film forming apparatus using the plasma CVD method is generally widely adopted as an optimal one, there are several problems. That is, since the waveguide and, in many cases, the substrate holding means are also fixed, the high frequency or microwave electric field radiated into the reaction chamber is stronger on the side of the dielectric window provided at the end of the waveguide. As the electric field progresses in the opposite direction, it becomes weaker and the intensity distribution of the electric field depends on the wavelength of the applied radio frequency or microwave. The gas is excited at a density that follows the intensity distribution of the electric field and becomes excited species, and the thickness of the film deposited on the substrate surface naturally becomes thicker in areas where the electric field is stronger, while it becomes thicker in areas where the electric field is weaker. Become thin. This non-uniformity in film thickness is due to
This is even more noticeable when the length of the substrate is longer than the radio frequency or microwave wavelength. Also,
Such a difference in electric field strength distribution has an adverse effect on not only the thickness of the deposited film but also the density, hardness, composition, etc. of the film being non-uniform. deposited film,
In particular, there is a problem in that it is difficult to consistently obtain a deposited film with a large area. In particular, it has been proposed to simultaneously form deposited films on a plurality of substrates in order to improve the utilization efficiency of raw material gas and reduce the cost of products, but in such a case, the above-mentioned problems become even more serious. Furthermore, during the process of forming a deposited film, the deposited film already formed on the surface of the substrate is bombarded by ions generated in the plasma, which adversely affects the properties of the deposited film thus formed. In other words, the impact of the ions causes structural defects in the deposited film, such as breaking bonds between atoms in the deposited film, or ions being implanted and remaining in the deposited film.As a result, optical and Electrical or photoconductive properties may deteriorate or change over time. Furthermore, the high frequency or microwave radiated through the waveguide is affected by the substrate placed in the reaction vessel, the gas introduction pipe, the shape of the reaction vessel, the arrangement of the exhaust pipe, etc. It becomes difficult to form a stable electric field, adjust impedance matching, and form a uniform electric field intensity distribution, and there are also problems such as plasma generation in unnecessary areas or abnormal discharge. Separately, the various devices mentioned above have become diversified, and element materials for these devices are needed, that is, devices that satisfy all the requirements such as various characteristics, are suitable for the target object and use, and in some cases have a large area. It has become a social demand to constantly supply stable deposited film products at low cost, and there is a strong desire to develop an apparatus that satisfies this demand. [Object of the invention] The present invention provides photovoltaic elements, semiconductor devices,
The purpose is to solve the above-mentioned problems and meet the above-mentioned requirements regarding conventional devices for forming deposited films used in image input line sensors, imaging devices, electrophotographic photoreceptor devices, etc. It is. That is, the main object of the present invention is to produce a deposited film that is uniform in thickness and quality and has excellent optical, electrical, and photoconductive properties by plasma CVD. An object of the present invention is to provide a film forming apparatus. Another object of the present invention is to improve the utilization efficiency of raw material gases, to improve the productivity and mass production of films, and to use plasma that makes it possible to increase the area of films.
An object of the present invention is to provide a deposited film forming apparatus using a CVD method. Yet another object of the present invention is to provide plasma CVD in which the deposited film formed on the substrate is not directly affected by plasma during the deposited film formation process.
An object of the present invention is to provide a deposited film forming apparatus using a method. [Structure and Effects of the Invention] As a result of intensive research in order to overcome the above-mentioned problems with the conventional plasma CVD deposited film forming apparatus and achieve the above-mentioned purpose, the present inventor has developed a high-frequency or micro- A waveguide is connected to the wave generation source, an electromagnetic horn is connected to the waveguide immediately before the reaction vessel, and the electromagnetic horn is connected to the substrate support surface of the cylindrical substrate support means disposed inside the reaction vessel. A plurality of electromagnetic horns are introduced into the reaction vessel in parallel, and the tip of the electromagnetic horn is made of a metal plate or metal mesh having a large number of holes large enough to prevent the passage of high frequency waves or microwaves,
When raw material gas is introduced into the terminal end of the electromagnetic horn to generate plasma, no plasma is emitted through the holes in the metal plate or the metal mesh, and only the excited and specified raw material gas is dispersed and released into the reaction vessel. The present invention has been completed by solving the above-mentioned problems and obtaining knowledge that can achieve the above-mentioned objects. That is, the deposited film forming apparatus using the plasma CVD method of the present invention includes a reaction vessel for forming a deposited film on a substrate, a means for introducing a raw material gas for forming the deposited film into the reaction vessel, and a means for introducing the raw material gas for forming the deposited film into the reaction vessel. A waveguide is connected to the high frequency or microwave generation source, and the device is composed of a high frequency or microwave generating means for exciting and specifying the reaction vessel, and a means for evacuating the inside of the reaction vessel. An electromagnetic horn is connected to the waveguide, and a plurality of electromagnetic horns are connected to the waveguide.
The cylindrical substrate support means arranged in the reaction vessel extends into the reaction vessel parallel to the substrate support surface, and the terminal end of the electromagnetic horn has a dielectric material and a high frequency wave or a microwave to an extent that does not pass therethrough. It has a space separated by a metal plate or metal mesh having a large number of holes with a size of The main feature is that the reaction mixture is dispersed and released into the reaction vessel through a large number of holes in the metal plate or metal mesh. In the deposited film forming apparatus using the plasma CVD method of the present invention, the plasma remains in the space provided at the end of the electromagnetic horn, and only the excited species are emitted through the hole in the metal plate or metal mesh at the tip of the electromagnetic horn. be done. In other words, there is no plasma near the surface of the substrate placed in the reaction vessel, only excited species exist, and the substrate surface is not adversely affected by the plasma, and the length of the substrate is Even if the wavelength is longer than the wavelength of the wave, the quality, thickness and electrical
This allows efficient mass production of deposited films with stable optical and photoconductive properties. Furthermore, by providing a plurality of electromagnetic horns with such a configuration and different raw material gases introduced into each electromagnetic horn, different excited species are emitted from the tip of each electromagnetic horn, and the plurality of excited species are brought into the vicinity of the substrate surface. can be mixed to form a deposited film. In such a case, the emission of each excited species can be controlled independently. Furthermore, it is possible to simultaneously form deposited films on a plurality of substrates within the same apparatus, and it is possible to provide deposited film products at low cost. 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, when forming an a-Si (H, Gaseous substances such as silanes and halogenated silanes, or easily gasified substances can be used. These source gases may be used alone or in combination of two or more. Further, these raw material gases may be used after being diluted with an inert gas such as He or Ar. Furthermore, the a-Si (H, can be mixed with the raw material gas and/or the diluent gas and introduced into the reaction chamber. The substrate may be electrically conductive, semiconductive, or electrically insulating; specific examples include metal, ceramics, glass, and the like. The substrate temperature during the film forming operation is not particularly limited, but
The temperature is generally in the range of 450°C, preferably 50 to 350°C. In addition, when forming a deposited film, the pressure inside the reaction chamber is increased by 5x before introducing the raw material gas.
10 -6 Torr or less, preferably 1 x 10 -6 Torr or less, and when introducing the raw material gas, the pressure inside the reaction chamber is 1 x 10 -2 to 1 Torr, preferably 5 x 10 -2 to 1 Torr.
It is desirable to do so. Note that in forming a deposited film using the apparatus of the present invention, as described above, the raw material gas is normally introduced into the reaction chamber without prior treatment (excited speciation), where it is excited and speciated using radio frequency or microwave energy. This is done by causing chemical interaction, but when using two or more raw material gases,
It is also possible to make one of them into excited species in advance and then introduce it into the reaction chamber. Hereinafter, the apparatus for forming a deposited film using the plasma CVD method of the present invention will be explained in more detail with reference to the embodiment shown in FIG. 1, but the apparatus of the present invention is not limited thereto. FIG. 1A is a schematic diagram of the entire deposited film forming apparatus using the plasma CVD method of the present invention, FIG. 1B is a schematic diagram showing its cross section, and FIG. 1C is a
FIG. 2 is a schematic diagram of an electromagnetic horn as a waveguide constituting the device of the present invention. In the figure, 101 is a high frequency or microwave generation source, to which a waveguide 102 is connected.
103 is an electromagnetic horn connected to the waveguide 102, 104 is a reaction vessel, and a cylindrical substrate support means 105 is disposed within the reaction vessel.
The substrate supporting means 105 is placed in the reaction vessel 104 with a cylindrical substrate mounted thereon or one or more flat substrates placed thereon. The electromagnetic horn 103 is connected to the waveguide 102 immediately in front of the reaction vessel 104 and extends into the reaction vessel 104 parallel to the substrate support surface of the substrate support means 105 . The opening of the electromagnetic horn 103 has the same length as the length of the cylindrical base support means 105 in the longitudinal direction. At the terminal end of the electromagnetic horn 103, as shown in FIG. 1C,
A space is provided that is separated by a dielectric 106 and a metal plate 107 having a large number of holes 108 that are large enough not to transmit high frequencies or microwaves. 109 is a raw material gas introduction pipe, one end of which is connected to the dielectric material 106.
and a metal plate 107 having a large number of holes 108, and the other end communicates with a raw material gas supply source (not shown) via a valve (not shown). The raw material gas supplied from the raw material gas supply source is introduced into the space via the raw material gas introduction pipe 109, and is excited and specified by the plasma generated in the space. In order to efficiently generate plasma within this time and space, it is desirable that the distance between the dielectric 106 and the metal plate 107 having a large number of holes be 10 mm or more. Further, as the dielectric material 106,
It is desirable to use a highly heat-resistant material with a high dielectric constant, low dielectric loss, and ceramics such as silicone resin, Teflon resin, and alumina. In this example device, an example is shown in which a metal plate 107 having a large number of holes 108 is used, but a metal mesh may also be used. The only thing that can pass through the holes in the metal plate or the metal mesh is the source gas that has been excited and specified in the space, but not the plasma, so only the excited species can react through the many holes in the metal plate or the metal mesh. It is dispersed and released towards the substrate surface within the space. Furthermore, in the apparatus of the present invention, a plurality of electromagnetic horns 103 having such a configuration are installed, and different raw material gases are introduced into the terminal end of each electromagnetic horn 103 and passed through the holes of the respective metal plates or metal mesh. By dispersing and releasing different excited species into a reaction vessel, the plurality of excited species come into contact near the substrate surface and cause a chemical reaction to form a deposited film on the substrate surface. In addition, in the example apparatus shown in FIG. 1, an example is shown in which the number of electromagnetic horns is two, but the number of electromagnetic horns is determined as appropriate depending on the deposited film to be formed. . Further, it goes without saying that the raw material gas introduced into each electromagnetic horn may be a mixed gas obtained by mixing two or more kinds of raw material gases. Reference numeral 110 denotes exhaust pipes provided at both ends of the reaction container to evacuate the inside of the reaction container, one end of which opens into the reaction container, and the other end of which is connected to an exhaust device through a valve (not shown). (not shown). A heating heater (not shown) is provided inside the cylindrical substrate support means 105 to heat the substrate to a predetermined temperature before film formation, to maintain the substrate at a predetermined temperature during film formation, or to heat the substrate to a predetermined temperature during film formation. Used for post-film annealing. Furthermore, the cylindrical substrate support means 105 is mechanically connected to a driving means (not shown) that provides rotation, and the cylindrical substrate support means is rotated by the driving means during film formation. In the example apparatus shown in FIG. 1, an example is described in which four cylindrical substrate support means 105 are installed in the reaction vessel, but the number of cylindrical substrate support means is the same as the number of electromagnetic horns. The number is determined as appropriate and may be the same as or different from the number of electromagnetic horns. The plasma of the present invention configured as described above
In the deposited film forming apparatus using the CVD method, during the deposition operation, the raw material gas introduced into the space provided at the end of the electromagnetic horn 103 is excited and speciesized by the plasma generated in the space, and 1
Only the excited species are efficiently released from the metal plate or metal mesh 107 having a large number of holes at the tip of the reaction vessel 104 toward the surface of the substrate attached to the cylindrical substrate support means 105 in the reaction vessel 104. . Different excited species are emitted from the plurality of electromagnetic horns, and two or more excited species come into contact near the surface of the substrate to cause a reaction and form a deposited film. At this time, since the cylindrical substrate support means is rotated, the density distribution of excited species near the substrate surface becomes uniform, and furthermore, since plasma that has a negative effect on the deposited film does not exist near the substrate surface, the deposited film is deposited on the substrate surface. The resulting film is uniform and homogeneous, and a deposited film product of desired quality and rich in various properties can be obtained. [Example] Next, the operation of the apparatus for forming a deposited film using the plasma CVD method of the present invention will be explained using examples, but the following examples are not intended to limit the operation of the apparatus. Example 1 Using the apparatus shown in FIG. 1, an electrophotographic light-receiving layer made of a-Si:H:F was formed on a cylindrical Al substrate in the following manner. That is, first, four cylindrical substrate support means 105 each having a cylindrical Al substrate mounted thereon are installed in the reaction vessel 104, an exhaust valve (not shown) is opened, and the inside of the reaction vessel is discharged from the exhaust pipe 109. Evacuate and
The inside of the reaction vessel was kept at a vacuum level of 10 −5 Torr. At the same time, the four cylindrical substrate support means 105 were rotated by a driving means (not shown), and the substrate temperature was maintained at 300° C. by a heating heater (not shown). Two types of raw material gases are introduced into the space provided at the end of each electromagnetic horn 103 through the gas introduction pipe 109, and then introduced into the reaction vessel 104 through the metal plate 107 having a large number of holes. did. After adjusting the exhaust valve (not shown) to set the internal pressure of the reaction vessel to 0.01 Torr, 2.45 GHz microwaves are emitted to generate plasma in each electromagnetic horn 103, and each excited species is extracted from each source gas. was generated. These excited species form a large number of pores 108
A deposited film consisting of a-Si:H:F was formed on the surface of the Al substrate, which was introduced into the reaction vessel 104 through the metal plate 107 having a ion beam and reacted with each excited species. Similar operations were repeated to form a three-layer photoreceptive layer on the Al substrate. The conditions for forming each layer are shown in Table 1 below. After forming the three layers, the heating heater and rotation were stopped, and after cooling to a predetermined temperature, the exhaust valve was opened to return the inside of the reaction vessel to atmospheric pressure, and the four Al substrates on which the deposited films were formed were removed. They were taken out of the system and evaluated for their properties as electrophotographic photoreceptors.
Images were evaluated using a photocopy machine. The evaluation results are shown in Figure 4. As a result of the evaluation, a uniform and homogeneous film was deposited over the entire surface of the substrate, and the deposited film had good charging ability and sensitivity. Moreover, the obtained image had few image defects over the entire surface.
Furthermore, all of the photoreceptive layers on the four Al substrates showed comparable characteristics.

【表】 比較例 1 第2図に示した装置を用いて、以下のようにし
て円筒状Al基体上にa−Si:H:Fからなる電
子写真用光受容層を形成した。 即ち、まず円筒状基体支持手段210に円筒状
Al基体を装着したものを反応容器内に設置し、
排気バルブ206を開いて排気管205より反応
容器内を真空排気し、反応容器内を10-6Torrの
真空度とした。同時に駆動手段(図示せず)によ
り円筒状の基体支持手段210を回転させなが
ら、加熱ヒーター211により基体温度を300℃
に加熱保持した。 こうしたところへ二種類の原料ガスをガス導入
管207を介して、ガス室Bに導入し、該原料ガ
スは、ガス室Bの多穿孔内壁204の多数の孔か
ら、反応室A内に放出された。排気バルブ206
を調整して反応容器201の内圧を0.01Toorrと
した後、マイクロ波発生源213から、2.45GHz
のマイクロ波を放射し、該マイクロ波214は導
波部215を通り、誘電体窓216を介して反応
室A内に導入され、反応室A内にプラズマを生起
せしめた。この時プラズマ中で生成したラジカル
粒子、電子、イオン粒子等が相互に反応して円筒
基体209にa−Si:H:Fからなる堆積膜を形
成した。 同様の操作を繰り返して、三層構成の光受容層
をAl基体上に形成した。各層の成膜の条件を以
下の表2に示す。 三層の成膜を終了後、加熱ヒーター及び回転を
中止し、所定温度に冷却した後、排気バルブを開
いて反応容器内を大気圧に戻し、堆積膜の形成さ
れたAl基体を系外に取り出して、各々電子写真
感光体としての特性を評価するとともに、写真複
写装置を用いて画像を評価した。評価結果を第5
図に示す。第5図より明らかなように、膜厚は不
均一なマイクロ波が導入される誘電体窓216に
近い程膜厚は厚くなつていた。又、電子写真感光
体としての特性も不均一であつた。
[Table] Comparative Example 1 Using the apparatus shown in FIG. 2, an electrophotographic light-receiving layer made of a-Si:H:F was formed on a cylindrical Al substrate in the following manner. That is, first, a cylindrical substrate is attached to the cylindrical substrate support means 210.
Place the one equipped with the Al substrate in the reaction vessel,
The exhaust valve 206 was opened and the inside of the reaction vessel was evacuated through the exhaust pipe 205 to bring the inside of the reaction vessel to a degree of vacuum of 10 −6 Torr. At the same time, while rotating the cylindrical substrate support means 210 by a driving means (not shown), the substrate temperature is raised to 300° C. by the heating heater 211.
It was heated and maintained at . Two types of raw material gases are introduced into the gas chamber B through the gas introduction pipe 207, and the raw material gases are released into the reaction chamber A from a large number of holes in the multi-perforated inner wall 204 of the gas chamber B. Ta. Exhaust valve 206
After adjusting the internal pressure of the reaction vessel 201 to 0.01Toorr, the microwave generation source 213 generates 2.45GHz.
The microwave 214 passed through the waveguide 215 and was introduced into the reaction chamber A through the dielectric window 216, generating plasma in the reaction chamber A. Radical particles, electrons, ion particles, etc. generated in the plasma at this time reacted with each other to form a deposited film of a-Si:H:F on the cylindrical substrate 209. Similar operations were repeated to form a three-layer photoreceptive layer on the Al substrate. The conditions for forming each layer are shown in Table 2 below. After completing the three-layer film formation, the heating heater and rotation were stopped, and after cooling to a predetermined temperature, the exhaust valve was opened to return the inside of the reaction vessel to atmospheric pressure, and the Al substrate on which the deposited film was formed was removed from the system. Each sample was taken out and its properties as an electrophotographic photoreceptor were evaluated, and the images were evaluated using a photocopying machine. 5th evaluation result
As shown in the figure. As is clear from FIG. 5, the film thickness became thicker as it approached the dielectric window 216 into which non-uniform microwaves were introduced. Further, the properties as an electrophotographic photoreceptor were also non-uniform.

【表】 スを表わす。
実施例 2 第1図に示した装置を用いて、以下のようにし
てガラス基板上にa−Si:H:Fからなる光導電
性薄膜を形成した。 すなわち、まず4本の円筒状基体支持手段10
5の夫々に3枚のコーニング社製7059ガラス基板
を第3図に示すようにして装着した円筒状Al基
体を装着し、反応容器104内に設置した。な
お、第3図において、301は円筒状基体、30
2はガラス基板固定用ツメ、303−1,303
−2、および303−3はガラス基板を夫々示し
ている。 次に、排気バルブ(図示せず)を開いて排気管
109より反応容器内を真空排気し、反応容器内
を10-6Torrの真空度とした。同時に駆動手段
(図示せず)により4本の円筒状の基体支持手段
105を回転させながら、加熱ヒーター(図示せ
ず)より基体温度を300℃に加熱保持した。 こうしたところへ二種類の原料ガスをガス導入
管109を介して、各々別の電磁ホーン103の
終端部に設けられた空間に導入し、多数の孔を有
する金属板107を通して反応容器104内へ導
入した。排気バルブ(図示せず)を調製して反応
容器の内圧を0.01Torrとした後、2.45GHzのマイ
クロ波を放射し、各電磁ホーン103内にプラズ
マを生起せしめ、各原料ガスから各々の励起種を
生成せしめた。これらの励起種は多数の孔108
を有する金属板107を介して反応容器104内
に導入され、各々の励起種が反応してガラス基板
表面上にa−Si:H:Fからなる堆積膜を形成し
た。この時の成膜条件を表3に示す。 成膜を終了後、加熱ヒーター及び回転を中止
し、所定温度に冷却した後、排気バルブを開いて
反応容器内を大気圧に戻した。その後堆積膜の形
成された4本のAl基体を系外に取り出して、各
Al基体上に装着されたガラス基板をはずし、
各々堆積膜の膜厚を測定した後、Al蒸着によつ
てくし形の電極を堆積膜上に形成した。 そして、暗所にて10Vの直流電圧を印加して暗
導電率(σd)を測定した後、出力1mwのHe−
Neレーザーで6328Åの波長の光を照射して光導
電率(σp)を測定した。 その結果を第6図に示す。第6図より明らかな
ように、膜厚は、均一でしかも良好な光導電特性
が円筒状基体全域にわたつて得られた。
[Table] Represents the
Example 2 Using the apparatus shown in FIG. 1, a photoconductive thin film made of a-Si:H:F was formed on a glass substrate in the following manner. That is, first, four cylindrical base support means 10
A cylindrical Al substrate having three 7059 glass substrates manufactured by Corning Co. as shown in FIG. In addition, in FIG. 3, 301 is a cylindrical base;
2 is a claw for fixing the glass substrate, 303-1, 303
-2 and 303-3 indicate glass substrates, respectively. Next, an exhaust valve (not shown) was opened to evacuate the inside of the reaction container through the exhaust pipe 109, and the inside of the reaction container was brought to a vacuum level of 10 -6 Torr. At the same time, the four cylindrical substrate support means 105 were rotated by a driving means (not shown), and the substrate temperature was maintained at 300° C. by a heating heater (not shown). Two types of raw material gases are introduced into the space provided at the end of each electromagnetic horn 103 through the gas introduction pipe 109, and then introduced into the reaction vessel 104 through the metal plate 107 having a large number of holes. did. After adjusting the exhaust valve (not shown) to set the internal pressure of the reaction vessel to 0.01 Torr, 2.45 GHz microwaves are emitted to generate plasma in each electromagnetic horn 103 and release each excited species from each source gas. was generated. These excited species form a large number of pores 108
The excited species were introduced into the reaction vessel 104 through the metal plate 107 having an a-Si:H:F layer, and each excited species reacted to form a deposited film of a-Si:H:F on the surface of the glass substrate. Table 3 shows the film forming conditions at this time. After completing the film formation, the heating heater and rotation were stopped, and after cooling to a predetermined temperature, the exhaust valve was opened to return the inside of the reaction vessel to atmospheric pressure. After that, the four Al substrates on which the deposited films were formed were taken out of the system, and each
Remove the glass substrate mounted on the Al substrate,
After measuring the thickness of each deposited film, a comb-shaped electrode was formed on the deposited film by Al vapor deposition. Then, after measuring the dark conductivity (σd) by applying a DC voltage of 10 V in a dark place, the He-
The photoconductivity (σp) was measured by irradiating light with a wavelength of 6328 Å using a Ne laser. The results are shown in FIG. As is clear from FIG. 6, the film thickness was uniform and good photoconductive properties were obtained over the entire cylindrical substrate.

【表】 比較例 2 第2図に示した装置を用いて、以下のようにし
てガラス基板上にa−Si:H:Fからなる光導電
性薄膜を形成した。 即ちまず基体支持手段210にコーニング社製
7059ガラス基板を第3図に示した様に装着した円
筒状Al基体を装着し、反応容器201内に設置
した後、排気バルブ206を開いて排気管205
より反応容器201内を10-6Torrの真空度とし
た。同時に駆動手段(図示せず)により円筒状の
基体支持手段210を回転させながら、加熱ヒー
ター211により基体温度を300℃に加熱保持し
た。こうしたところへ2種類の原料ガスをガス導
入管207を介してガス室Bに導入し、該原料ガ
スは、ガス室Bの多穿孔内壁204の多数の孔か
ら、反応室A内に放出された。排気バルブ206
を調製して反応容器201の内圧を0.01Torrと
した後、マイクロ波発生源213から、2.45GHz
のマイクロ波を放射し、該マイクロ波214は導
波部215を通り、誘電体窓216を介して反応
室A内に導入され、反応室A内にプラズマを生起
せしめた。この時プラズマ中で生成したラジカル
粒子、電子、イオン粒子等が相互に反応して円筒
状基体209、並びに円筒状基体に装着したガラ
ス基板上にa−Si:H:Fからなる堆積膜が形成
された。 この時の成膜条件を表4に示す。 成膜を終了後、加熱ヒーター及び回転を中止
し、所定温度に冷却した後、排気バルブを開いて
反応容器内を大気圧に戻した。その後堆積膜の形
成されたAl基体を系外に取り出して、Al基体上
に装着されたガラス基板をはずし、各々堆積膜の
膜厚を測定した後、Alの蒸着によつてくし形の
電極を堆積膜上に形成した。 そして、暗所にて10Vの直流電圧を印加して暗
導電率(σd)を測定した後、出力1mwのHe−
Neレーザーで6328Åの波長の光を照射して光導
電率(σp)を測定した。 その結果を第7図に示す。第7図より明らかな
ように、膜厚は不均一でマイクロ波が導入される
誘電体窓216に近い程膜厚は厚くなつていた。
又、光導電特性についても不均一でありガラス基
板上どの領域においても実施例1で得られた堆積
膜の光導電特性に及ばない。
[Table] Comparative Example 2 Using the apparatus shown in FIG. 2, a photoconductive thin film made of a-Si:H:F was formed on a glass substrate in the following manner. That is, first, the base support means 210 is manufactured by Corning Corporation.
After mounting the cylindrical Al substrate with the 7059 glass substrate mounted as shown in FIG. 3 and placing it in the reaction vessel 201, open the exhaust valve 206 and exhaust the
The inside of the reaction vessel 201 was made to have a degree of vacuum of 10 -6 Torr. At the same time, the cylindrical substrate support means 210 was rotated by a driving means (not shown), and the substrate temperature was maintained at 300° C. by the heating heater 211. Two types of raw material gases were introduced into the gas chamber B through the gas introduction pipe 207, and the raw material gases were released into the reaction chamber A from a large number of holes in the multi-perforated inner wall 204 of the gas chamber B. . Exhaust valve 206
After adjusting the internal pressure of the reaction vessel 201 to 0.01 Torr, a microwave generator of 2.45 GHz is applied from the microwave source 213.
The microwave 214 passed through the waveguide 215 and was introduced into the reaction chamber A through the dielectric window 216, generating plasma in the reaction chamber A. Radical particles, electrons, ion particles, etc. generated in the plasma at this time react with each other to form a deposited film of a-Si:H:F on the cylindrical base 209 and the glass substrate attached to the cylindrical base. It was done. Table 4 shows the film forming conditions at this time. After completing the film formation, the heating heater and rotation were stopped, and after cooling to a predetermined temperature, the exhaust valve was opened to return the inside of the reaction vessel to atmospheric pressure. After that, the Al substrate on which the deposited film was formed was taken out of the system, the glass substrate mounted on the Al substrate was removed, and the thickness of each deposited film was measured, and then a comb-shaped electrode was formed by vapor deposition of Al. Formed on a deposited film. Then, after measuring the dark conductivity (σd) by applying a 10V DC voltage in a dark place, the
The photoconductivity (σp) was measured by irradiating light with a wavelength of 6328 Å using a Ne laser. The results are shown in FIG. As is clear from FIG. 7, the film thickness was non-uniform, and the closer it was to the dielectric window 216 into which microwaves were introduced, the thicker the film was.
Furthermore, the photoconductive properties are non-uniform and are inferior to the photoconductive properties of the deposited film obtained in Example 1 in any region on the glass substrate.

【表】【table】 【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1A図は、本発明のプラズマCVD法による
堆積膜形成装置の典型例を示す装置全体の模式図
であり、第1B図は、その断面を示す模式図であ
り、第1C図は、本発明の装置の一部を構成する
導波管および電磁ホーンの模式的である。第2図
は、従来のプラズマCVD法による堆積膜形成装
置の1例を模式的に示す断面図である。第3図は
円筒状基体にガラス基板を装着した状態を模式的
に示す斜視図である。第4乃至7図は、本発明の
実施例1、比較例1、実施例2及び比較例2の
夫々において得られた堆積膜の膜厚及び光導電特
性を示す図である。 第1A乃至C図において、101……高周波ま
たはマイクロ波発生源、102……導波管、10
3……電磁ホーン、104……反応容器、105
……円筒状の基体支持手段、106……誘電体、
107……多数の孔を有する金属板、108……
励起種放出孔、109……原料ガス導入管、11
0……排気管。 第2図について、201……反応容器、202
……側壁、203……底壁、204……多穿孔内
壁、205……排気管、206……排気バルブ、
207……ガス導入管、208……バルブ、20
9……円筒状基体、210……基体保持用円筒、
211……ヒーター、212……支南脚、213
……高周波またはマイクロ波発生源、214……
高周波またはマイクロ波、215……導波管、2
16……誘電体窓。 第3図について、301……円筒状基体、30
2……ガラス基板固定用ツメ、303−1,30
3−2,303−3……ガラス基板。
FIG. 1A is a schematic diagram of the entire apparatus showing a typical example of a deposited film forming apparatus using the plasma CVD method of the present invention, FIG. 1B is a schematic diagram showing its cross section, and FIG. 1C is a schematic diagram of the apparatus according to the present invention. This is a schematic diagram of the waveguide and electromagnetic horn that form part of the device. FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing an example of a deposited film forming apparatus using a conventional plasma CVD method. FIG. 3 is a perspective view schematically showing a state in which a glass substrate is attached to a cylindrical base. 4 to 7 are diagrams showing the film thickness and photoconductive properties of deposited films obtained in Example 1, Comparative Example 1, Example 2, and Comparative Example 2 of the present invention, respectively. In FIGS. 1A to C, 101...high frequency or microwave generation source, 102... waveguide, 10
3... Electromagnetic horn, 104... Reaction container, 105
... Cylindrical base support means, 106 ... Dielectric material,
107...Metal plate with many holes, 108...
Excited species discharge hole, 109... Raw material gas introduction pipe, 11
0...Exhaust pipe. Regarding FIG. 2, 201...reaction vessel, 202
... Side wall, 203 ... Bottom wall, 204 ... Multi-perforated inner wall, 205 ... Exhaust pipe, 206 ... Exhaust valve,
207...Gas introduction pipe, 208...Valve, 20
9... Cylindrical base, 210... Base holding cylinder,
211...Heater, 212...Shinan leg, 213
...High frequency or microwave source, 214...
High frequency or microwave, 215...Waveguide, 2
16...Dielectric window. Regarding FIG. 3, 301... cylindrical substrate, 30
2...Glass substrate fixing claw, 303-1, 30
3-2, 303-3...Glass substrate.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 基体上に堆積膜を形成するための反応容器
と、該反応容器内に堆積膜形成用の原料ガスを導
入する手段と、該原料ガスを励起種化するための
高周波またはマイクロ波発生手段と、前記反応容
器内を真空排気する手段とからなるプラズマ
CVD法による堆積膜形成装置であつて、高周波
またはマイクロ波発生源に導波管が接続し、反応
容器直前において該導波管に電磁ホーンが接続し
ていて、該電磁ホーンが複数本、前記反応容器内
に配置されている円筒状の基体支持手段の基体支
持面と平行に反応容器内に延長しており、該電磁
ホーンの終端部には誘電体と高周波またはマイク
ロ波が透過しない程度の大きさの孔を多数有する
金属板または金属メツシユとで支切られた空間を
有し、該空間内にプラズマを発生せしめ、該空間
内に導入された原料ガスの励起種化されたものだ
けが前記金属板の多数の孔または金属メツシユを
通して反応容器内に分散放出されるようにされて
いることを特徴とするプラズマCVD法による堆
積膜形成装置。 2 反応容器内に複数の円筒状基体支持手段が配
置されている特許請求の範囲第1項に記載された
プラズマCVD法による堆積膜形成装置。 3 電磁ホーンの開口部が、円筒状の基体支持手
段の長手方向の長さと同等である特許請求の範囲
第1項に記載されたプラズマCVD法による堆積
膜形成装置。 4 反応容器内に配置されている円筒状基体支持
手段を回転させる手段を有する特許請求の範囲第
1項に記載されたプラズマCVD法による堆積膜
形成装置。 5 誘電体と多数の孔を有する金属板または金属
メツシユとの間隔が10mm以上である特許請求の範
囲第1項に記載されたプラズマCVD法による堆
積膜形成装置。 6 誘電体と多数の孔を有する金属板または金属
メツシユとにより形成される空間に導入される原
料ガスが、各々の電磁ホーンによつて異なつてい
る特許請求の範囲第1項に記載されたプラズマ
CVD法による堆積膜形成装置。
[Scope of Claims] 1. A reaction vessel for forming a deposited film on a substrate, means for introducing a raw material gas for forming the deposited film into the reaction vessel, and a high frequency wave for exciting and specifying the raw material gas. or a plasma comprising a microwave generating means and a means for evacuating the inside of the reaction vessel.
This is a deposited film forming apparatus using the CVD method, in which a waveguide is connected to a high frequency or microwave generation source, and an electromagnetic horn is connected to the waveguide immediately before the reaction vessel, and a plurality of the electromagnetic horns are connected to the The electromagnetic horn extends into the reaction container parallel to the substrate support surface of the cylindrical substrate support means disposed in the reaction container, and the end of the electromagnetic horn is provided with a dielectric material and a material that does not transmit high frequencies or microwaves. It has a space separated by a metal plate or metal mesh having many holes of the same size, and plasma is generated in the space, and only the excited species of the raw material gas introduced into the space is generated. A deposited film forming apparatus using a plasma CVD method, characterized in that the film is dispersed and discharged into a reaction vessel through a large number of holes or a metal mesh in the metal plate. 2. A deposited film forming apparatus using a plasma CVD method according to claim 1, wherein a plurality of cylindrical substrate supporting means are arranged in a reaction container. 3. The deposited film forming apparatus using the plasma CVD method according to claim 1, wherein the opening of the electromagnetic horn is equal to the longitudinal length of the cylindrical substrate support means. 4. A deposited film forming apparatus using a plasma CVD method as set forth in claim 1, which comprises means for rotating a cylindrical substrate support means disposed within a reaction vessel. 5. The deposited film forming apparatus using the plasma CVD method according to claim 1, wherein the distance between the dielectric material and the metal plate or metal mesh having a large number of holes is 10 mm or more. 6. The plasma according to claim 1, wherein the source gas introduced into the space formed by the dielectric and the metal plate or metal mesh having a large number of holes is different depending on each electromagnetic horn.
Deposited film forming equipment using CVD method.
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