JPH0643632B2 - Deposited film forming apparatus by plasma CVD method - Google Patents
Deposited film forming apparatus by plasma CVD methodInfo
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- JPH0643632B2 JPH0643632B2 JP18586085A JP18586085A JPH0643632B2 JP H0643632 B2 JPH0643632 B2 JP H0643632B2 JP 18586085 A JP18586085 A JP 18586085A JP 18586085 A JP18586085 A JP 18586085A JP H0643632 B2 JPH0643632 B2 JP H0643632B2
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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、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CV
D法による装置に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a deposited film on a substrate, especially a functional film, particularly a semiconductor device, a photosensitive device for electrophotography, a line sensor for image input, and an imaging device. , Plasma CV suitable for forming non-single crystalline deposition film such as amorphous or polycrystalline used for photovoltaic devices
Regarding the device by D method.
従来、半導体デイバイス、電子写真用感光デイバイス、
画像入力用ラインセンサー、撮像デイバイス、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アスシリコン(以後「a-Si
(H,X)」と記す。)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
法、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
的なものとして実用に付され、一般に広く用いられてい
る。Conventionally, semiconductor devices, photosensitive devices for electrophotography,
As element members used for image input line sensors, imaging devices, photovoltaic elements, etc., amorphous silicon, such as hydrogen or / and halogen (for example, fluorine, chlorine, etc.) compensated amorphous silicon (hereinafter referred to as “a- Si
(H, X) ”. ) Membranes, etc. have been proposed, some of which have been put to practical use. Along with such a-Si (H, X) films, some methods for forming such a-Si (H, X) films and devices for implementing them have also been proposed, such as vacuum vapor deposition and ion plating. Methods, so-called CVD method, plasma CVD method, optical CVD method, and the like. Among them, the plasma CVD method is put to practical use as an optimal method, and is generally widely used.
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る
というものであるところ、そのための装置として、第5
乃至6図に図示の装置が提案されている。By the way, in the plasma CVD method, high-frequency or microwave energy is used to excite (deradicalize) a deposited film forming gas in the vicinity of the substrate surface to cause a chemical interaction, and the film is deposited on the substrate surface. Where it is said that it is called, there is a fifth device
The device shown in FIGS. 6 to 6 has been proposed.
即ち第5図は、従来のプラズマCVD法による堆積膜形成
装置の断面略図であり、第6図は、第5図に図示の装置
のI−I線に沿つた横断面略図である。That is, FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a conventional deposited film forming apparatus by the plasma CVD method, and FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of the apparatus shown in FIG.
図において、Aは、側壁11、底壁11′及び蓋部11aで密
封形成されてなる反応室Bを有する前記装置全体を示
す。13は、金属等の導電性材料からなる円筒であつ
て、側壁に複数の穿孔13a,13a,…を有し、該円筒は、反
応室B内の中央に中心軸線に底部固定して立設されてい
て、その底部が外部に設けられた排気系14に接続して
いる。12,12,…は、加熱手段17を内蔵し底部で回転手
段16に機械接続している基体保持手段上に載置された
円筒基体であつて、第6図に図示されるように、導電性
の円筒13を中心にして、同一円周上に所定の間隔を保
つて配列設置されている。そして基体12,12,…は、側壁
11と共に両者が同電位に保持されるように電気的に接
地19されている。15は、ガス導入系であつて、管手
段を介して原料ガスが反応室B内に供給されるようにさ
れている。18は、高周波電力発生源であり、一端は導
電性の円筒13に電気的に接続され、他端は電気的に接
地19されている。なお前記導電性の円筒13と前記円
筒基体12,12,…は、装置の操作時、前者はカソード電極
として、そして後者はアノード電極としてそれぞれ作用
する。In the figure, A indicates the entire apparatus having a reaction chamber B which is hermetically formed by a side wall 11, a bottom wall 11 'and a lid 11a. Reference numeral 13 denotes a cylinder made of a conductive material such as metal, which has a plurality of perforations 13a, 13a, ... On its side wall, and the cylinder is erected at the center in the reaction chamber B with its bottom fixed to the central axis. And its bottom is connected to the exhaust system 14 provided outside. , 12, 12 ... Cylindrical bases mounted on the base holding means, which has a heating means 17 built therein and is mechanically connected to the rotating means 16 at the bottom thereof, are electrically conductive as shown in FIG. Centered around the flexible cylinder 13, they are arranged in an array on the same circumference with a predetermined interval. The bases 12, 12, ... Are electrically grounded 19 together with the side wall 11 so that they are held at the same potential. Reference numeral 15 is a gas introduction system, and the source gas is supplied into the reaction chamber B via a pipe means. Reference numeral 18 denotes a high-frequency power generation source, one end of which is electrically connected to the conductive cylinder 13 and the other end of which is electrically grounded 19. The electrically conductive cylinder 13 and the cylindrical substrates 12, 12, ... Work as the cathode electrode and the latter as the anode electrode during the operation of the device.
以上説明の、従来のプラズマCVD法による堆積膜形成装
置による成膜操作は、例えばa-Si(H,X)堆積膜を形成す
る場合について説明すると、円筒基体12をそれぞれの
基体保持手段に載置しておき、排気系14を操作して反
応室B内を真空状態にし、円筒基体12,12,…のそれぞれ
をそれぞれの加熱手段17で所定温度に加熱し、ガス導
入系15を介して原料ガスたるシランガスが反応室B内
に導入し、それと同時に、高周波電力発生源18に通電
して導電性の円筒13に高周波電力を印加せしめ、且つ
回転機構16,16,…を作動して円筒基体12,12,…を回転せ
しめることにより行われる。かく操作すると、カソード
電極として作用する円筒13とアノード電極として作用
する円筒基体12,12,…との間にプラズマ放電が正起し、
それによりシランガスが励起・分解され、且つそれらの
間で化学的相互作用が起こり、前記基体のそれぞれの表
面上にa-Si(H,X) 膜が堆積される。In the film forming operation by the conventional deposited film forming apparatus by the plasma CVD method described above, for example, a case of forming an a-Si (H, X) deposited film will be described. The cylindrical substrate 12 is mounted on each substrate holding means. Then, the exhaust system 14 is operated to bring the inside of the reaction chamber B into a vacuum state, and each of the cylindrical substrates 12, 12, ... Is heated to a predetermined temperature by the respective heating means 17, and the gas is introduced through the gas introduction system 15. Silane gas, which is a raw material gas, is introduced into the reaction chamber B, and at the same time, the high frequency power generation source 18 is energized to apply the high frequency power to the conductive cylinder 13, and the rotating mechanisms 16, 16, ... It is performed by rotating the substrates 12, 12, .... By this operation, plasma discharge is generated between the cylinder 13 acting as the cathode electrode and the cylindrical substrate 12, 12, ... Acting as the anode electrode,
This excites and decomposes the silane gas and causes a chemical interaction between them to deposit an a-Si (H, X) 2 film on each surface of the substrate.
かくする、第5乃至6図に図示の従来のプラズマCVD法
による堆積膜形成装置は、好適なものとして採用されて
いるところではあるが、操作上いくつかの問題点が存在
する。Although the conventional deposition film forming apparatus by the plasma CVD method shown in FIGS. 5 to 6 is adopted as a suitable apparatus, there are some problems in operation.
即ち、高周波電圧が円筒13に印加されると、反応室B
内に導入されている原料ガス(例えばシランガス)のガ
ス分子は励起・分解されてプラズマ化し、電子、イオン
粒子、中性ラジカル粒子等になる。これらの粒子は、回
転している円筒基体12,12,…のそれぞれの表面近傍に飛
来し、堆積膜を形成する。ここで、堆積膜の形成に寄与
するものは、主として中性ラジカル粒子であるが、プラ
ズマ中には同時に電子、イオン粒子が多く存在してお
り、このため、成膜の過程において、前記電子やイオン
粒子は形成中あるいは形成後の堆積膜に衝突し、その結
果としてダングリングボンド、ボイド等の構造欠陥をつ
くつてしまい、形成される膜の品質を低下させてしま
う。このことが、高品質でしかも特性の均一な堆積膜を
形成する際に大きな問題となつていた。That is, when a high frequency voltage is applied to the cylinder 13, the reaction chamber B
The gas molecules of the source gas (for example, silane gas) introduced into the inside are excited and decomposed into plasma, and become electrons, ion particles, neutral radical particles and the like. These particles fly near the surfaces of the rotating cylindrical substrates 12, 12, ... And form a deposited film. Here, it is the neutral radical particles that mainly contribute to the formation of the deposited film, but many electrons and ion particles are present in the plasma at the same time. The ionic particles collide with the deposited film during or after the formation, and as a result, structural defects such as dangling bonds and voids are created, and the quality of the formed film deteriorates. This has been a serious problem in forming a deposited film of high quality and uniform characteristics.
本発明は、上述のごとき従来の装置における諸問題を克
服して、半導体デイバイス、電子写真用感光デイバイ
ス、画像入力用ラインセンサー、撮像デイバイス、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堆積膜を、プラズマCVD
法により、定常的に安定して形成しうる装置を提供する
ことを目的とうるものである。The present invention overcomes the problems in the conventional devices as described above, and is a semiconductor device, an electrophotographic photosensitive device, an image input line sensor, an imaging device, a photovoltaic device, various other electronic devices, optical devices, etc. The deposited film as an element member used for plasma CVD
The object of the present invention is to provide a device that can be stably formed by the method.
即ち、本発明の主たる目的は、プラズマ衝撃による堆積
膜の損傷をなくし、均一かつ均質にして、良質の、優れ
た所望の特性を有する堆積膜を定常的に安定して形成し
うるプラズマCVD法による堆積膜の形成装置を提供する
ことにある。That is, the main object of the present invention is a plasma CVD method capable of forming a deposited film having good and excellent desired characteristics in a steady and stable manner by eliminating damage to the deposited film due to plasma impact and making it uniform and homogeneous. To provide a deposited film forming apparatus.
また、本発明の他の目的は、形成される堆積膜の膜厚及
び膜質の制御を容易に行なうことができ、膜厚分布が均
一でかつ膜質が均一な堆積膜を形成するとができるプラ
ズマCVD法による堆積膜の形成装置を提供することにあ
る。Another object of the present invention is plasma CVD capable of easily controlling the film thickness and film quality of a deposited film to be formed and forming a deposited film having a uniform film thickness distribution and a uniform film quality. It is to provide an apparatus for forming a deposited film by the method.
本発明者は、第5乃至6図に図示の従来のプラズマ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、
前記従来装置の中央部に荷電粒子捕収電極を設けた場
合、該従来装置についての前述の諸問題を解決して、上
述の本発明の目的を達成できる知見を得、本発明を完成
するに至つた。The present inventor has found that the conventional plasma CVD shown in FIGS.
As a result of earnest studies to overcome the above-mentioned problems of the deposited film forming apparatus by the method and achieve the above-mentioned object,
When the charged particle collecting electrode is provided in the central portion of the conventional device, it is possible to solve the above-mentioned problems of the conventional device, obtain the knowledge that the above-mentioned object of the present invention can be achieved, and complete the present invention. It arrived.
即ち本発明の装置は、反応室内に設置された基体上に、
高周波またはマイクロ波を用いて堆積膜を形成するプラ
ズマCVD法による堆積膜形成装置において、該反応室の
中心部に荷電粒子を捕収するための電極を設け、該電極
を中心にして同心円上に回動可能な基体設置手段を設け
てなることを特徴とする。That is, the apparatus of the present invention, on the substrate installed in the reaction chamber,
In a deposited film forming apparatus by a plasma CVD method for forming a deposited film using high frequency or microwave, an electrode for collecting charged particles is provided at the center of the reaction chamber, and concentric circles are formed around the electrode. It is characterized in that a rotatable base mounting means is provided.
かくする本発明の装置においては、成膜に望ましくない
荷電粒子は捕収電極に捕束されてしまうので、そうした
荷電粒子が基体面に達する機会はなくなり、したがつて
それらが形成中あるいは形成後の堆積膜に衝突して堆積
膜に構造欠陥をもたらすことがなくなり、また、放射さ
れる高周波またはマイクロ波の電界強度分布の基体近傍
での一様化が促進されるので、前述の従来装置に比較し
て成膜速度を著しく改善することができると共に、品
質、厚さ、そして電気的、光学的、光導電的特性等の全
ての点で優れた堆積膜製品を常時安定して量産できる。Thus, in the apparatus of the present invention, charged particles undesired for film formation are trapped by the collection electrode, so that there is no opportunity for such charged particles to reach the surface of the substrate, and accordingly, during or after they are formed. Since it does not collide with the deposited film and cause structural defects in the deposited film, and the uniformity of the electric field intensity distribution of the radiated high frequency or microwave in the vicinity of the substrate is promoted. In comparison, the deposition rate can be significantly improved, and a deposited film product that is excellent in terms of quality, thickness, and electrical, optical, and photoconductive characteristics can be stably mass-produced at all times.
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初期
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。The source gas used for forming a deposited film by the apparatus of the present invention is of a type that excites species by high frequency or microwave energy and chemically interacts to form an initial deposited film on the substrate surface. Any one can be used if it exists, but for example, when forming an a-Si (H, X) film, specifically, hydrogen, halogen, or hydrocarbon is added to silicon. It is possible to use those in the gas state such as bonded silanes and halogenated silanes, or those in which gas that can be easily gasified is gasified.
One of these source gases may be used, or 2
You may use together 1 or more types.
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。In addition, these raw material gases may be diluted with an inert gas such as He or Ar before use. Furthermore, the a-Si (H, X) film can be doped with a P-type impurity element or an n-type impurity element, and the source gas containing these impurity elements as constituents can be used alone or as described above. It can be introduced into the reaction chamber by mixing with the raw material gas or / and the diluting gas.
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。The substrate may be conductive, semi-conductive, or electrically insulating, and specific examples thereof include metals, ceramics, and glass. The substrate temperature during the film forming operation is not particularly limited, but it is generally in the range of 30 to 450 ° C, and preferably 50 to 350 ° C.
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5×10-1
〜1Torrとするのが望ましい。Further, in forming the deposited film, the pressure in the reaction chamber is set to 5 × 10 −6 Torr or less, preferably 1 × 10 −6 Torr or less before introducing the source gas, and when the source gas is introduced. The pressure in the reaction chamber is 1 × 10 -2 to 1 Torr, preferably 5 × 10 -1.
It is desirable to set it to 1 Torr.
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。Incidentally, the deposited film formation by the apparatus of the present invention is usually introduced into the reaction chamber without pretreatment (excitation seeding) of the source gas as described above, where the seeding is excited by high-frequency or microwave energy, Although it is carried out by causing a chemical interaction, when two or more kinds of raw material gases are used, it is also possible to pre-excite one of them and then introduce them into the reaction chamber.
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乃至4図に図示の実施例により更に詳しく説明
するが、前記装置はこれらによつて限定されるものでは
ない。Hereinafter, the apparatus for forming a deposited film by the plasma CVD method of the present invention will be described in more detail with reference to the embodiments shown in FIGS. 1 to 4, but the apparatus is not limited thereto.
第1乃至2図は、本発明のプラズマCVD法による堆積膜
形成装置の断面略図であり、第3乃至4図は、それぞ
れ、それら装置のII−II線、III−III線に沿つた横断面
略図である。1 and 2 are schematic sectional views of a deposited film forming apparatus by the plasma CVD method of the present invention, and FIGS. 3 and 4 are transverse cross sections taken along lines II-II and III-III of these apparatuses, respectively. It is a schematic diagram.
第1図において、Aは、側壁1、底壁1′及び着脱自在
の蓋部2で密封形成されてなる反応室Bを有する本発明
のプラズマCVD法による堆積膜形成装置全体を示す。3
は、誘電体窓であつて、該窓を介して、高周波またはマ
イクロ波発振器32から導波路31を伝搬して来る高周
波またはマイクロ波が反応室B内に放射される。4は、
第3図に示されるように、誘電体窓3を円軸的に包囲し
導波路31から絶縁され且つ反応室B内に開口している
排気間隙部であり、該間隙部4は、排気装置42にバル
ブ43を介して接続されている導管41に連通してい
る。5は、原料ガスの反応室B内への導入口であり、バ
ルブ52を介してガス供給源51に接続されている。7
は、アルミニウム、ステンレス等の導電性の材料で構成
されてなる荷電粒子を捕収するための電極であり、先端
が誘電体窓3の上部空間でその中心位置すなわち反応室
Bの中心に位置するように、蓋部2の中心部に着脱自在
式に設けられた絶縁部71を介して反応室Bの空間に垂
下設置されていて、他端は外部に設けられている直流電
源72に接続手段73を介して接続されている。61
は、加熱手段62を内蔵する円筒状基体6の保持手段で
あり、第3図に示されるように、反応室B内にあつて、
荷電粒子捕収電極7を取り巻き、且つそれと同軸的に同
一円周上に所定の間隔(少くとも1mm以上)を保つて複
数個設置されている。円筒状基体を載置した基体保持手
段61,61,…は、それぞれ支持脚63,63,…により支持され
ており、それら支持脚はそれぞれ外部の回転駆動手段6
4,64,…に機械連結され、左右いずれの方向にも回転で
きるようにされている。前記支持脚63,63,…は、それぞ
れ側壁1と共に電気的に接地8されていて、同者が同電
位に保持されるようにされている。In FIG. 1, A shows the whole deposition film forming apparatus by the plasma CVD method of the present invention which has a reaction chamber B which is hermetically formed by a side wall 1, a bottom wall 1 ′ and a detachable lid part 2. Three
Is a dielectric window, through which high frequency or microwaves propagated from the high frequency or microwave oscillator 32 through the waveguide 31 are radiated into the reaction chamber B. 4 is
As shown in FIG. 3, it is an exhaust gap portion that surrounds the dielectric window 3 in a circular axis, is insulated from the waveguide 31, and is open in the reaction chamber B. The gap portion 4 is an exhaust device. 42 is in communication with a conduit 41 which is connected to 42 via a valve 43. Reference numeral 5 denotes an inlet for introducing the raw material gas into the reaction chamber B, which is connected to a gas supply source 51 via a valve 52. 7
Is an electrode for collecting charged particles made of a conductive material such as aluminum or stainless steel, and its tip is located in the upper space of the dielectric window 3 at its center position, that is, at the center of the reaction chamber B. As described above, it is installed in the space of the reaction chamber B via the insulating portion 71 detachably provided in the central portion of the lid portion 2, and the other end is connected to the DC power source 72 provided outside. It is connected via 73. 61
Is a means for holding the cylindrical substrate 6 containing the heating means 62, and as shown in FIG.
A plurality of charged particle collecting electrodes 7 are arranged around the same, and a plurality of them are coaxially arranged on the same circumference with a predetermined interval (at least 1 mm or more). The substrate holding means 61, 61, ... On which the cylindrical substrate is placed are supported by supporting legs 63, 63 ,.
It is mechanically connected to 4, 64, ... and can rotate in either left or right direction. The supporting legs 63, 63, ... Are electrically grounded 8 together with the side wall 1 so that the same person is kept at the same potential.
以上説明の第1図および第3図に図示の、本発明のプラ
ズマCVD法による堆積膜形成装置Aにおいては、原料ガ
スの導入された反応室B内に、誘電体窓3を介して高周
波またはマイクロ波が放射されることによりプラズマ放
電が惹起され、それにより原料ガスが励起・分解される
が、その際生成する成膜に好ましくない荷電粒子は捕収
電極中に引き寄せられ、排気装置42による排気作用に
より系内を下降し、間隙部4から排出され、一方、成膜
に寄与するところの生成される中性ラジカル粒子等、例
えば原料ガスがSiH4である場合Si*、SiH*、SiH2 *等
は、反応室Bの側壁方向に、回転している円筒状基体6,
6,…による作用も相俟つて進行してそれぞれの基体表面
近傍に一様に分散し、基体表面との反応、相互間での反
応、導入される原料ガス中の特定成分との反応等を介し
てそれぞれの基体表面に一様に均一に堆積して堆積膜が
形成される。したがつて当該本発明の装置においては、
従来装置にみられる電子やイオン粒子の衝突による構造
欠陥の問題、不純物混入の問題は起ることがなく、品
質、厚さ、そして電気的、光学的、光導電的特性の全て
の点で優れた所望の堆積膜製品が常時安定して効率的に
得られる。In the deposited film forming apparatus A by the plasma CVD method of the present invention shown in FIGS. 1 and 3 of the above description, a high frequency or The microwave is radiated to induce plasma discharge, which excites and decomposes the raw material gas. At that time, charged particles which are not preferable for film formation are attracted to the collecting electrode and are discharged by the exhaust device 42. Neutral radical particles, etc. that are generated by the exhaust action and are discharged from the gap portion 4 while contributing to film formation, for example, when the source gas is SiH 4 , Si * , SiH * , SiH 2 * is a cylindrical substrate 6, which is rotating in the direction of the side wall of the reaction chamber B,
The action of 6, ... also progresses together and is uniformly dispersed in the vicinity of the surface of each substrate, so that the reaction with the substrate surface, the mutual reaction, the reaction with the specific component in the introduced raw material gas, etc. Through this, the deposited film is formed by uniformly and uniformly depositing on each substrate surface. Therefore, in the device of the present invention,
The problems of structural defects and contamination of impurities due to collision of electrons and ionic particles found in conventional devices do not occur, and it is excellent in all in terms of quality, thickness, and electrical, optical, and photoconductive properties. The desired deposited film product can always be obtained stably and efficiently.
第2図および第4図に図示の装置は、第1図および第3
図に図示の装置の変形であつて、該装置も本発明のプラ
ズマCVD法による堆積膜形成装置の好ましい実施例であ
る。The apparatus shown in FIGS. 2 and 4 is similar to that shown in FIGS.
This is a modification of the apparatus shown in the figure, and this apparatus is also a preferred embodiment of the deposited film forming apparatus by the plasma CVD method of the present invention.
第2図および第4図に図示の装置においては、排気口が
反応室Bの側壁1に開口4しており、高周波またはマイ
クロ波を反応室B内に放射するための誘電体窓3は、該
反応室の底壁の中央部を切欠してその切欠部に密封嵌合
されていて、該透電体窓3には高周波またはマイクロ波
発振器32に連通する高周波またはマイクロ波の導波路
301が固定されている。そして、荷電粒子捕収電極701
は、第2図に図示のように先端閉鎖し、多数の穿孔70
1′,701′,…を有する管状のものにして、該電極の他端
には、バルブ52を備えていて原料ガス供給源51に連
通する原料ガス供給管が配管50されている。そして該
電極701は、蓋部2の貫通部でそれに密封絶縁702されて
固定されており、該電極の部材は外部に設けられている
直流電源72と接続手段73によつて、電気的に接続さ
れている。In the apparatus shown in FIGS. 2 and 4, the exhaust port has an opening 4 in the side wall 1 of the reaction chamber B, and the dielectric window 3 for radiating high frequency or microwave into the reaction chamber B is A high-frequency or microwave waveguide communicating with a high-frequency or microwave oscillator 32 is formed by notching the central portion of the bottom wall of the reaction chamber and hermetically fitting the cut-out portion.
301 is fixed. Then, the charged particle collecting electrode 701
Is closed at the tip as shown in FIG.
A tube having 1 ', 701', ... Is provided, and at the other end of the electrode, a raw material gas supply pipe is provided which is provided with a valve 52 and communicates with a raw material gas supply source 51. The electrode 701 is fixed to the penetrating portion of the lid 2 by hermetically sealing it 702, and the member of the electrode is electrically connected by a DC power source 72 provided outside and a connecting means 73. Has been done.
以上説明の第2図および第4図に図示の本発明のプラズ
マCVD法による堆積膜形成装置Aにおいては、誘電体窓
3を介して反応室B内に高周波またはマイクロ波が放射
されることによりプラズマ放電が惹起される。そして、
荷電粒子電極701の孔701′,701′,…を介して図示の矢
印方向に放出される原料ガスは前記の惹起されるプラズ
マ放電の作用により励起・分解され、その際生成する成
膜に好ましくない荷電粒子は捕収電極701の部材壁面沿
いに引き寄せられ、一方、成膜に寄与するところの中性
ラジカル粒子等、例えば原料ガスがSiH4である場合S
i*、SiH*、SiH2 *等は、孔701′,701′,…を介して反
応室Bの側壁方向に水平状に放出される原料ガス流の作
用、そして回転している円筒状基体6,6,…の作用、更に
排気装置による排気作用が相俟つて反応室Bの側壁方向
に進行してそれぞれの基体表面近傍に一様に分散し、基
体表面との反応、相互間での反応、導入原料ガス中の特
定成分との反応等を介してそれぞれの基体表面に一様に
して均一に堆積して、第1図および第3図に図示の装置
におけると同様に、所望の堆積膜が形成される。In the deposited film forming apparatus A by the plasma CVD method of the present invention illustrated in FIGS. 2 and 4 described above, the high frequency or the microwave is radiated into the reaction chamber B through the dielectric window 3. A plasma discharge is triggered. And
The raw material gas released in the direction of the arrow shown in the figure through the holes 701 ', 701', ... Of the charged particle electrode 701 is excited and decomposed by the action of the induced plasma discharge, which is preferable for the film formation at that time. Uncharged particles are attracted along the wall surface of the member of the collection electrode 701, while neutral radical particles that contribute to film formation, such as when the source gas is SiH 4 , S
i * , SiH * , SiH 2 *, etc. are the action of the raw material gas stream horizontally discharged toward the side wall of the reaction chamber B through the holes 701 ′, 701 ′, ... 6, 6 and so on, and further the exhaust action by the exhaust device, progresses in the direction of the side wall of the reaction chamber B and is uniformly dispersed in the vicinity of the respective substrate surfaces, so that the reaction with the substrate surfaces and the mutual reaction Through the reaction, the reaction with the specific component in the introduced raw material gas, etc., to uniformly and evenly deposit on the surface of each substrate, and the desired deposition is performed in the same manner as in the apparatus shown in FIGS. 1 and 3. A film is formed.
以下に、本発明のプラズマCVD法による堆積膜形成装置
を操作して堆積膜を形成するところを、例を挙げて説明
するが、以下の例は該装置の操作に限定的意義を持つも
のではない。Hereinafter, a method of operating the deposited film forming apparatus by the plasma CVD method of the present invention to form a deposited film will be described with reference to examples, but the following examples are not limited to the operation of the apparatus. Absent.
実施例 第1図および第3図に図示の本発明のプラズマCVD法に
よる堆積膜形成装置を操作してAl円筒基体表面に光導電
性の堆積膜を形成した。Example A photoconductive deposited film was formed on the surface of an Al cylindrical substrate by operating the deposited film forming apparatus according to the present invention shown in FIGS. 1 and 3 according to the present invention.
即ち、5mmの間隙を保つて配設されている基体保持手段
61,61,…にAl薄板円筒基体6,6,…を載置し、反応室B内
を排気装置42を作動し且つバルブ43を調節して約10
-5Torrの真空度にした。ついで、加熱手段62により基
体温度を約300℃に保持した。次に、堆積膜形成用の
原料ガスであるSiH4を水素ガスで希釈して導入口5より
反応室A内に導入した。ガスの流量が安定したところで
排気バルブ43を調節して反応室Bの内圧を約2×10-3
Torrとした。該内圧が一定になつたところで基体保持手
段61,61,…の回転を開始し、次いで電極7に負の直流電
圧を印加すると共に、2.45GHzのマイクロ波を反応室B
内に放射した。この状態で20分間保持し、円筒基体6,
6,…表面にa-Si(H,X) の堆積膜を形成した。その後、該
基体を所定温度に冷却したところで、それらを系外に取
り出し、テストしたところ、いずれの基体についても均
一にして均質な堆積膜が形成されており、それらはいず
れも諸特性に富むものであつた。That is, the substrate holding means arranged with a gap of 5 mm.
The Al thin plate cylindrical substrates 6, 6, ... Are placed on 61, 61, ..., The exhaust device 42 is operated in the reaction chamber B, and the valve 43 is adjusted to set about 10
-5 Torr vacuum level. Then, the heating means 62 kept the substrate temperature at about 300 ° C. Next, SiH 4 which is a raw material gas for forming the deposited film was diluted with hydrogen gas and introduced into the reaction chamber A through the inlet 5. When the gas flow rate is stable, the exhaust valve 43 is adjusted to adjust the internal pressure of the reaction chamber B to about 2 × 10 -3.
Torr. When the internal pressure becomes constant, rotation of the substrate holding means 61, 61, ... Is started, then a negative DC voltage is applied to the electrode 7, and a microwave of 2.45 GHz is applied to the reaction chamber B.
Radiated in. In this state, hold for 20 minutes to
A deposited film of a-Si (H, X) was formed on the surface. After that, when the substrates were cooled to a predetermined temperature, they were taken out of the system and tested. As a result, a uniform and uniform deposited film was formed on all the substrates, and they all had various characteristics. It was.
第1乃至2図は、本発明のプラズマCVD法による堆積膜
形成装置の断面略図であり、第3乃至4図は、それぞ
れ、それら装置のII−II線、III−III線に沿つた横断面
略図である。第5図は、従来のプラズマCVD法による堆
積膜形成装置の断面略図であり、第6図は該装置のI−
I線に沿つた横断面略図である。 第1乃至4図において、 1……側壁、1′……底壁、2……蓋部、3……誘電体
窓、31……導波路、32……高周波またはマイクロ波
発振器、4……排気間隙部、41……導管、42……排
気装置、43……バルブ、5……原料ガス導入口、51
……原料ガス供給源、52……バルブ、6……円筒状基
体、61……基体保持手段、62……加熱手段、63…
…支持脚、64……回転駆動手段、7……荷電粒子捕収
電極、71……絶縁部、72……直流電源、73……リ
ード線、A……装置全体、B……反応室、301……導波
路、50……配管結合部、701……荷電粒子捕収電極、7
01′……穿孔、702……絶縁部。 第1乃至2図において、 11……側壁、11′……底壁、11a……蓋部、12……
円筒基体、13……金属製円筒、13a……穿孔、14……
排気系、15……ガス導入系、16……回転機構、17
……加熱手段、18……高周波電力発生源、19……接
地。1 and 2 are schematic sectional views of a deposited film forming apparatus by the plasma CVD method of the present invention, and FIGS. 3 and 4 are transverse cross sections taken along lines II-II and III-III of these apparatuses, respectively. It is a schematic diagram. FIG. 5 is a schematic sectional view of a conventional deposited film forming apparatus by the plasma CVD method, and FIG.
1 is a schematic cross-sectional view taken along line I. 1 to 4, 1 ... Side wall, 1 '... Bottom wall, 2 ... Lid part, 3 ... Dielectric window, 31 ... Waveguide, 32 ... High frequency or microwave oscillator, 4 ... Exhaust gap part, 41 ... Conduit, 42 ... Exhaust device, 43 ... Valve, 5 ... Raw material gas inlet, 51
...... Source gas supply source, 52 …… Valve, 6 …… Cylindrical substrate, 61 …… Substrate holding means, 62 …… Heating means, 63 ……
... Support legs, 64 ... rotational driving means, 7 ... charged particle collection electrode, 71 ... insulating part, 72 ... DC power supply, 73 ... lead wire, A ... entire apparatus, B ... reaction chamber, 301 ... Waveguide, 50 ... Piping joint, 701 ... Charged particle collecting electrode, 7
01 '... perforation, 702 ... insulation part. In FIGS. 1 and 2, 11 ... Side wall, 11 '... Bottom wall, 11a ... Lid, 12 ...
Cylindrical base, 13 ... Metal cylinder, 13a ... Perforation, 14 ...
Exhaust system, 15 ... Gas introduction system, 16 ... Rotation mechanism, 17
...... Heating means, 18 …… High frequency power source, 19 …… Ground.
Claims (1)
たはマイクロ波を用いて堆積膜を形成するプラズマCVD
法による堆積膜形成装置において、該反応室の中心部に
荷電粒子を捕収するための電極を設け、該電極を中心に
して同軸円周状に回動可能な基体設置手段を設けてなる
ことを特徴とする、プラズマCVD法による堆積膜形成装
置。1. Plasma CVD for forming a deposited film on a substrate placed in a reaction chamber by using high frequency or microwave.
In the deposited film forming apparatus by the method, an electrode for collecting charged particles is provided at the center of the reaction chamber, and a substrate setting means is provided which is rotatable about the electrode in a coaxial circumference. An apparatus for forming a deposited film by the plasma CVD method, which is characterized by:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18586085A JPH0643632B2 (en) | 1985-08-26 | 1985-08-26 | Deposited film forming apparatus by plasma CVD method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18586085A JPH0643632B2 (en) | 1985-08-26 | 1985-08-26 | Deposited film forming apparatus by plasma CVD method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6247484A JPS6247484A (en) | 1987-03-02 |
JPH0643632B2 true JPH0643632B2 (en) | 1994-06-08 |
Family
ID=16178144
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18586085A Expired - Lifetime JPH0643632B2 (en) | 1985-08-26 | 1985-08-26 | Deposited film forming apparatus by plasma CVD method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0643632B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2701363B2 (en) * | 1988-09-12 | 1998-01-21 | 三菱電機株式会社 | Semiconductor device manufacturing method and thin film forming apparatus used therefor |
-
1985
- 1985-08-26 JP JP18586085A patent/JPH0643632B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6247484A (en) | 1987-03-02 |
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