JPH081895B2 - 非晶質シリコン膜の形成方法 - Google Patents
非晶質シリコン膜の形成方法Info
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- JPH081895B2 JPH081895B2 JP60124442A JP12444285A JPH081895B2 JP H081895 B2 JPH081895 B2 JP H081895B2 JP 60124442 A JP60124442 A JP 60124442A JP 12444285 A JP12444285 A JP 12444285A JP H081895 B2 JPH081895 B2 JP H081895B2
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- plasma
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/549—Organic PV cells
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、基体たとえば導電性基板に非晶質シリコン
膜を形成する方法に関するものである。
膜を形成する方法に関するものである。
従来の技術 ハロゲン原子を含む非晶質シリコン膜（以下ａ−Si:
X:H膜と略記する。但し、Ｘ＝F,Cl,Br）は、水素のみ含
有する非晶質シリコン膜（以下ａ−Si:H膜と略記す
る。）に比べて、耐熱性が優れており、また光照射によ
る膜構造の変化が少ない等の利点をもつことから、太陽
電池または電子写真感光体への開発が活発に行われてい
る。中でも、原料ガスであるSiF4が低価格で入手し易
く、しかも膜の電気的特性および安定性が優れているこ
とから、ａ−Si:F:H膜に関する研究が最も盛んに行われ
ている。
X:H膜と略記する。但し、Ｘ＝F,Cl,Br）は、水素のみ含
有する非晶質シリコン膜（以下ａ−Si:H膜と略記す
る。）に比べて、耐熱性が優れており、また光照射によ
る膜構造の変化が少ない等の利点をもつことから、太陽
電池または電子写真感光体への開発が活発に行われてい
る。中でも、原料ガスであるSiF4が低価格で入手し易
く、しかも膜の電気的特性および安定性が優れているこ
とから、ａ−Si:F:H膜に関する研究が最も盛んに行われ
ている。
従来、ａ−Si:X:H（Ｘ＝F,Cl,Br）膜の形成方法とし
て最も良く利用されているのがグロー放電分解法であ
る。この方法は、第２図に示すように、真空容器21内に
ガス導入口22から原料ガスたとえばSiF4とH2の混合ガス
あるいはSiF4とSiH4の混合ガスを、シャワー状に穴を開
けた電極23を通して導入し、基板24に対向配置された電
極23に高周波電力を高周波電源25から印加してプラズマ
を発生させて原料ガスを分解し、ヒーター26により200
〜350℃に加熱された基板24表面上にａ−Si:F:H膜を形
成する。
て最も良く利用されているのがグロー放電分解法であ
る。この方法は、第２図に示すように、真空容器21内に
ガス導入口22から原料ガスたとえばSiF4とH2の混合ガス
あるいはSiF4とSiH4の混合ガスを、シャワー状に穴を開
けた電極23を通して導入し、基板24に対向配置された電
極23に高周波電力を高周波電源25から印加してプラズマ
を発生させて原料ガスを分解し、ヒーター26により200
〜350℃に加熱された基板24表面上にａ−Si:F:H膜を形
成する。
発明が解決しようとする問題点 従来のａ−Si:F:H膜の形成方法であるSiF4とH2の混合
ガスを原料ガスとするグロー放電分解法では、プラズマ
中のフッ素ラジカルがエッチング作用をもつため、成膜
可能な条件が非常に狭い領域に限られており、成膜でき
る場合においても成膜速度は１〜２μm/hと小さい。成
膜可能な条件を広くし、かつ成膜速度を上げるため、Si
F4とH2の混合ガスを使用する代わりに、SiF4とSiH4の混
合ガスまたは、SiF4とSiH4とH2の混合ガスまたはSiH2F2
を原料ガスとして使用することが試みられているが、成
膜速度は２〜３μm/hと小さく、ａ−Si:F:H膜の成膜速
度の大幅な向上は実現できていない。従って、電子写真
用感光体を必要とされる15μｍ以上のａ−Si:F:H膜を形
成するためには５時間以上を要することになり、電子写
真用感光体の迅速な量産を可能にできない。また、成膜
速度を上げるためにSiF4流量を増加すると、原料ガス中
の気相反応により粉状のシリコンが大量に発生し、成膜
装置内の排気系に目づまりを起こす問題を生じる。
ガスを原料ガスとするグロー放電分解法では、プラズマ
中のフッ素ラジカルがエッチング作用をもつため、成膜
可能な条件が非常に狭い領域に限られており、成膜でき
る場合においても成膜速度は１〜２μm/hと小さい。成
膜可能な条件を広くし、かつ成膜速度を上げるため、Si
F4とH2の混合ガスを使用する代わりに、SiF4とSiH4の混
合ガスまたは、SiF4とSiH4とH2の混合ガスまたはSiH2F2
を原料ガスとして使用することが試みられているが、成
膜速度は２〜３μm/hと小さく、ａ−Si:F:H膜の成膜速
度の大幅な向上は実現できていない。従って、電子写真
用感光体を必要とされる15μｍ以上のａ−Si:F:H膜を形
成するためには５時間以上を要することになり、電子写
真用感光体の迅速な量産を可能にできない。また、成膜
速度を上げるためにSiF4流量を増加すると、原料ガス中
の気相反応により粉状のシリコンが大量に発生し、成膜
装置内の排気系に目づまりを起こす問題を生じる。
また、グロー放電分解法では、膜形成に費されるエネ
ルギの一部を基板加熱による熱エネルギが担っており、
Si原子とＦ原子の結合エネルギがSi原子とＨ原子の結合
エネルギに比べて大きいことから、ａ−Si:F:H膜の成膜
時の基板温度は、ａ−Si:H膜の場合よりも高くしなけれ
ばならず、通常250℃以上に設定される。従って、グロ
ー放電分解法では、耐熱性の乏しい有機物上にａ−Si:
F:H膜を形成することが困難であるという欠点を有す
る。
ルギの一部を基板加熱による熱エネルギが担っており、
Si原子とＦ原子の結合エネルギがSi原子とＨ原子の結合
エネルギに比べて大きいことから、ａ−Si:F:H膜の成膜
時の基板温度は、ａ−Si:H膜の場合よりも高くしなけれ
ばならず、通常250℃以上に設定される。従って、グロ
ー放電分解法では、耐熱性の乏しい有機物上にａ−Si:
F:H膜を形成することが困難であるという欠点を有す
る。
更に、グロー放電分解法で作製したａ−Si:F:H膜の大
きな問題点は、成膜中に膜が汚染され易いことである。
グロー放電分解法で作製したａ−Si:F:H膜中には、Ｃ原
子,O原子およびＮ原子が1018〜1020（個／cm3）不純物
として混入していることが、イオンマイクロプローブ分
析法（IMA）や二次イオン質量分析法（SIMS）によって
明らかにされている。これらの不純物は、プラズマ中の
フッ素ラジカルが真空容器壁や電極と反応し、プラズマ
中にＦ原子と結合した不純物が取り込まれ、膜中に混入
したものと考えられている。また、このように膜中に混
入した不純物は、膜の電気的特性の劣化を引き起こすた
め、ａ−Si:F:H膜の電気的特性がａ−Si:H膜に比べて劣
っている原因にもなっている。
きな問題点は、成膜中に膜が汚染され易いことである。
グロー放電分解法で作製したａ−Si:F:H膜中には、Ｃ原
子,O原子およびＮ原子が1018〜1020（個／cm3）不純物
として混入していることが、イオンマイクロプローブ分
析法（IMA）や二次イオン質量分析法（SIMS）によって
明らかにされている。これらの不純物は、プラズマ中の
フッ素ラジカルが真空容器壁や電極と反応し、プラズマ
中にＦ原子と結合した不純物が取り込まれ、膜中に混入
したものと考えられている。また、このように膜中に混
入した不純物は、膜の電気的特性の劣化を引き起こすた
め、ａ−Si:F:H膜の電気的特性がａ−Si:H膜に比べて劣
っている原因にもなっている。
本発明は、上記の問題点を解決するためのものであ
り、粉体を生成することなく高速で成膜でき、膜中への
不純物の混入を抑制し、基板温度を室温に設定しても成
膜を可能にしたａ−Si:X:H（Ｘ＝F,Cl,Br）膜の形成方
法に関するものである。
り、粉体を生成することなく高速で成膜でき、膜中への
不純物の混入を抑制し、基板温度を室温に設定しても成
膜を可能にしたａ−Si:X:H（Ｘ＝F,Cl,Br）膜の形成方
法に関するものである。
問題点を解決するための手段 真空容器内に膜形成室とプラズマ生成室を分割して設
け、両室はプラズマ流の通過窓を介して接続する。プラ
ズマ生成室に所定のプラズマ生成用ガスを導入し、マイ
クロ波電力をプラズマ生成室に印加するとともにプラズ
マ生成室内に磁場を形成することにより、プラズマ生成
室内に電子サイクロトロン共鳴を発生させてプラズマ生
成用ガスをプラズマ化し、磁場の強さがプラズマ生成室
から膜形成室に向かって小さくなる磁場を使ってそのプ
ラズマ膜形成室に導き、膜形成室に導入するシリコン原
子およびハロゲン原子含有の分子を有するガスとプラズ
マとを接触させて、膜形成室内に配置した基体上にａ−
Si:X:H（Ｘ＝F,Cl,Br）膜を形成する。
け、両室はプラズマ流の通過窓を介して接続する。プラ
ズマ生成室に所定のプラズマ生成用ガスを導入し、マイ
クロ波電力をプラズマ生成室に印加するとともにプラズ
マ生成室内に磁場を形成することにより、プラズマ生成
室内に電子サイクロトロン共鳴を発生させてプラズマ生
成用ガスをプラズマ化し、磁場の強さがプラズマ生成室
から膜形成室に向かって小さくなる磁場を使ってそのプ
ラズマ膜形成室に導き、膜形成室に導入するシリコン原
子およびハロゲン原子含有の分子を有するガスとプラズ
マとを接触させて、膜形成室内に配置した基体上にａ−
Si:X:H（Ｘ＝F,Cl,Br）膜を形成する。
作用 真空容器内のプラズマ生成室は、マイクロ波電力およ
び磁場によりプラズマを生成する室であり、電子サイク
ロトロン共鳴を発生させる条件に設定することにより、
２×10-5〜0.1Torrの低圧力時においても放電の持続を
可能にしている。基体を配置した膜形成室とプラズマ生
成室は、プラズマ流をプラズマ生成室から基体へ輸送す
るための窓を設けた壁で分離されている。また、この窓
から磁力線が膜形成室の基体に向かって広がっているた
め、プラズマ生成室中の電子がこの磁力線に沿って基体
へ引き出される。この電子の移動に伴い、膜形成室内の
ガス分子の解離が行われるので、低圧力下で基体表面上
にのみ電離度の高いプラズマが輸送される。言い替えれ
ば、基体表面上に高密度のイオンおよびラジカルが形成
される。従って、基体表面上のみ高速で膜成長を行なう
ことができ、基体を除く他の部分への膜の付着および粉
体の生成がない。また、膜形成室においてプラズマは、
基体を除く他の部分との接触がないことから、膜形成室
の壁やガス導入管などからプラズマ中に不純物が混入
し、膜が汚染される問題もない。
び磁場によりプラズマを生成する室であり、電子サイク
ロトロン共鳴を発生させる条件に設定することにより、
２×10-5〜0.1Torrの低圧力時においても放電の持続を
可能にしている。基体を配置した膜形成室とプラズマ生
成室は、プラズマ流をプラズマ生成室から基体へ輸送す
るための窓を設けた壁で分離されている。また、この窓
から磁力線が膜形成室の基体に向かって広がっているた
め、プラズマ生成室中の電子がこの磁力線に沿って基体
へ引き出される。この電子の移動に伴い、膜形成室内の
ガス分子の解離が行われるので、低圧力下で基体表面上
にのみ電離度の高いプラズマが輸送される。言い替えれ
ば、基体表面上に高密度のイオンおよびラジカルが形成
される。従って、基体表面上のみ高速で膜成長を行なう
ことができ、基体を除く他の部分への膜の付着および粉
体の生成がない。また、膜形成室においてプラズマは、
基体を除く他の部分との接触がないことから、膜形成室
の壁やガス導入管などからプラズマ中に不純物が混入
し、膜が汚染される問題もない。
膜形成に消費されるエネルギは、基体に入射するイオ
ンの有するエネルギで与えられるため、基体温度を室温
付近に設定している場合においても膜形成を行うことが
可能である。
ンの有するエネルギで与えられるため、基体温度を室温
付近に設定している場合においても膜形成を行うことが
可能である。
実施例 第１図は、本発明の実施例において使用したａ−Si:
X:H（Ｘ＝F,Cl,Br）膜形成装置である。真空容器は、基
板１を配置した膜形成室２と、マグネトロン電源３が導
波管４で接続されたプラズマ生成室５から成る。プラズ
マ生成室５の周囲には、プラズマ中に電子サイクロトロ
ン共鳴を引き起し、更にプラズマを膜形成室２内の基板
１上に窓６から引き出すための磁場を形成する磁気コイ
ル７が設置されている。また、基板１は、ヒーター８に
よる加熱あるいは、給排水口９に冷却水を循環すること
により冷却を行うことができる。プラズマ生成室５に第
１ガス導入口10より供給されるプラズマ生成用のガスに
は、H2、NO2、NO、N2ONH3、N2、O2、Cl2、HCl、HBr、SO
2、H2S、CO、CO2、He、Ar、Ne、Kr、Xe、CH4、C2H6のう
ち何れか１つ、あるいはこれらの組合せからなる混合ガ
スの使用が好ましい。また、ａ−Si:X:H（Ｘ＝F,Cl,B
r）膜の原料ガスは、窓６と基体１との間に設置された
リング状の第２ガス導入管11より膜形成室２に供給され
る。原料ガスとしては、具体的にはSiF4、Si2F6、SiH
F3、SiH2F2、SiH3F、のうち１種類、あるいはこれらの
組合せからなる混合ガスの使用が好ましく、また、これ
らのガスにSiCl4、SiHCl3、SiH2Cl2、SiH3Cl、SiH3Br、
SiH2Br2、SiHBr3、SiCl3Br、SiCl2Br2、SiClBr3などを
混合したガスの使用が好ましい。ここで、上記の原料ガ
スは、成膜速度を上げるためにSiH4，Si2H6，Si3H8，Si
4H10のようなシランガスを混合しても良く、また、H2,H
e,Ne,Ar,N2のようなガスで希釈して使用することも可能
である。
X:H（Ｘ＝F,Cl,Br）膜形成装置である。真空容器は、基
板１を配置した膜形成室２と、マグネトロン電源３が導
波管４で接続されたプラズマ生成室５から成る。プラズ
マ生成室５の周囲には、プラズマ中に電子サイクロトロ
ン共鳴を引き起し、更にプラズマを膜形成室２内の基板
１上に窓６から引き出すための磁場を形成する磁気コイ
ル７が設置されている。また、基板１は、ヒーター８に
よる加熱あるいは、給排水口９に冷却水を循環すること
により冷却を行うことができる。プラズマ生成室５に第
１ガス導入口10より供給されるプラズマ生成用のガスに
は、H2、NO2、NO、N2ONH3、N2、O2、Cl2、HCl、HBr、SO
2、H2S、CO、CO2、He、Ar、Ne、Kr、Xe、CH4、C2H6のう
ち何れか１つ、あるいはこれらの組合せからなる混合ガ
スの使用が好ましい。また、ａ−Si:X:H（Ｘ＝F,Cl,B
r）膜の原料ガスは、窓６と基体１との間に設置された
リング状の第２ガス導入管11より膜形成室２に供給され
る。原料ガスとしては、具体的にはSiF4、Si2F6、SiH
F3、SiH2F2、SiH3F、のうち１種類、あるいはこれらの
組合せからなる混合ガスの使用が好ましく、また、これ
らのガスにSiCl4、SiHCl3、SiH2Cl2、SiH3Cl、SiH3Br、
SiH2Br2、SiHBr3、SiCl3Br、SiCl2Br2、SiClBr3などを
混合したガスの使用が好ましい。ここで、上記の原料ガ
スは、成膜速度を上げるためにSiH4，Si2H6，Si3H8，Si
4H10のようなシランガスを混合しても良く、また、H2,H
e,Ne,Ar,N2のようなガスで希釈して使用することも可能
である。
ａ−Si:X:H（Ｘ＝F,Cl,Br）膜のpn制御には不純物の
ドーピングが必要であり、ｐ型非晶質シリコン膜の場
合、ドーピングガスとしてB2H6，BF3，BCl3，BBr3，(CH
3)3Al，(C2H5)3Al，(iC4H9)3Al，(C2H5)3In，(CH3)3G
a，(C2H5)3Gaの使用が好ましく、ｎ型非晶質シリコン膜
の場合、PH3，PF3，PF5，PCl2F，PCl2F3，PCl3，PBr3，
AsH3，AsF3，AsF5，AsCl3，AsBr3，SbH3，SbF3，SbC
l3，H2Seをドーピングガスとして使用できる。これらの
ドーピングガスは、第１ガス導入口10から上記のプラズ
マ生成用ガスと混合して導入する。あるいは、第２ガス
導入口11から、上記の原料ガスに混合して膜形成室２に
導入する。
ドーピングが必要であり、ｐ型非晶質シリコン膜の場
合、ドーピングガスとしてB2H6，BF3，BCl3，BBr3，(CH
3)3Al，(C2H5)3Al，(iC4H9)3Al，(C2H5)3In，(CH3)3G
a，(C2H5)3Gaの使用が好ましく、ｎ型非晶質シリコン膜
の場合、PH3，PF3，PF5，PCl2F，PCl2F3，PCl3，PBr3，
AsH3，AsF3，AsF5，AsCl3，AsBr3，SbH3，SbF3，SbC
l3，H2Seをドーピングガスとして使用できる。これらの
ドーピングガスは、第１ガス導入口10から上記のプラズ
マ生成用ガスと混合して導入する。あるいは、第２ガス
導入口11から、上記の原料ガスに混合して膜形成室２に
導入する。
また、膜の高抵抗化を図るために、ａ−Si:X:H（Ｘ＝
F,Cl,Br）膜に炭素を添加する場合、CnH2n+2，CnH
2n（ｎ＝1,2,3,4,5），CH3F，CH3Cl，C2H5Cl，CH3Br，C
2H5Br(CH3)4Siのうち何れか１つあるいはこれらの組合
せから成る混合ガスを上記プラズマ生成用ガスと混合し
て第１ガス導入口10から導入する。または、上記原料ガ
スと混合して第２ガス導入口11より膜形成室２に導入す
る。
F,Cl,Br）膜に炭素を添加する場合、CnH2n+2，CnH
2n（ｎ＝1,2,3,4,5），CH3F，CH3Cl，C2H5Cl，CH3Br，C
2H5Br(CH3)4Siのうち何れか１つあるいはこれらの組合
せから成る混合ガスを上記プラズマ生成用ガスと混合し
て第１ガス導入口10から導入する。または、上記原料ガ
スと混合して第２ガス導入口11より膜形成室２に導入す
る。
実施例１ 第１図に示す真空排気したプラズマ生成室５に、水素
希釈した800ppm濃度のB2H6:20sccmおよびN2O:1sccmを第
１ガス導入口10より導入し、SiF4:40sccmを第２ガス導
入口11より膜形成室２に導入し、膜形成室２内の圧力を
１×10-2〜10-4Torrに排気バルブを調節した。磁気コイ
ル７に電流を流し、プラズマ生成室５内に磁場を発生さ
せ、100〜600W,2.45GHzのマイクロ波電力をプラズマ生
成室５に印加してプラズマを発生させ、50〜250℃に加
熱したAl基板上１上に0.5〜2.0μｍのｐ型ａ−Si:F:H膜
を形成した。続いて、補償用の水素希釈した2ppm濃度の
B2H6:20sccmを第１ガス導入口10より導入し、SiF4:40sc
cmを第２ガス導入口11より導入し、圧力１×10-2〜１×
10-4Torr,マイクロ波電力100〜600Wの条件でｉ型ａ−S
i:F:H膜を15〜20μｍを堆積した。次に、H2:20sccmを第
１ガス導入口10より導入し、SiF4:20sccm,CH4:20sccmを
第２ガス導入口11より導入して、圧力１×10-2〜５×10
-4Torr,マイクロ波電力300〜500Wの条件で表面層として
炭素添加したａ−Si:F:H膜を500〜2000Å作成し、電子
写真感光体を形成した。
希釈した800ppm濃度のB2H6:20sccmおよびN2O:1sccmを第
１ガス導入口10より導入し、SiF4:40sccmを第２ガス導
入口11より膜形成室２に導入し、膜形成室２内の圧力を
１×10-2〜10-4Torrに排気バルブを調節した。磁気コイ
ル７に電流を流し、プラズマ生成室５内に磁場を発生さ
せ、100〜600W,2.45GHzのマイクロ波電力をプラズマ生
成室５に印加してプラズマを発生させ、50〜250℃に加
熱したAl基板上１上に0.5〜2.0μｍのｐ型ａ−Si:F:H膜
を形成した。続いて、補償用の水素希釈した2ppm濃度の
B2H6:20sccmを第１ガス導入口10より導入し、SiF4:40sc
cmを第２ガス導入口11より導入し、圧力１×10-2〜１×
10-4Torr,マイクロ波電力100〜600Wの条件でｉ型ａ−S
i:F:H膜を15〜20μｍを堆積した。次に、H2:20sccmを第
１ガス導入口10より導入し、SiF4:20sccm,CH4:20sccmを
第２ガス導入口11より導入して、圧力１×10-2〜５×10
-4Torr,マイクロ波電力300〜500Wの条件で表面層として
炭素添加したａ−Si:F:H膜を500〜2000Å作成し、電子
写真感光体を形成した。
上記の様にして得られた電子写真感光体は、帯電々位
＋600〜＋950V、白色光における表面電位の半減露光量
（以下光感度E50と定義する）0.55〜1.20lux-secであ
り、良好な特性を示した。
＋600〜＋950V、白色光における表面電位の半減露光量
（以下光感度E50と定義する）0.55〜1.20lux-secであ
り、良好な特性を示した。
実施例２ プラズマ生成室５に水素希釈した400ppm濃度のPH3:20
sccmを第１ガス導入口10より導入し、SiH2:40sccmを第
２ガス導入口11より膜形成室２に導入し、膜形成室２内
の圧力が１×10-2〜10-4Torrになるように排気バルブを
調節し、100〜600W,2.45GHzのマイクロ波電力をプラズ
マ生成室５に印加し、磁気コイル７に電流を流し、50〜
250℃に加熱したAl基板１上に、ｎ型ａ−Si:F:H膜を0.5
〜2.0μｍ形成し、次に、H2:20sccmを第１ガス導入口10
から、SiH2F2:40sccmを第２ガス導入口11より導入し、
圧力１×10-2〜１×10-4Torr、マイクロ波電力100〜600
Wでノンドープａ−Si:F:H膜を15〜20μｍ形成した。続
いて、N2:20sccmを第１ガス導入口10から、SiH2F2:15sc
cmを第２ガス導入口11から導入し、圧力１×10-2〜１×
10-4Torr、マイクロ波電力300〜500Wで表面保護層の窒
化シリコン膜を600〜1500Å堆積し、電子写真感光体を
形成した。
sccmを第１ガス導入口10より導入し、SiH2:40sccmを第
２ガス導入口11より膜形成室２に導入し、膜形成室２内
の圧力が１×10-2〜10-4Torrになるように排気バルブを
調節し、100〜600W,2.45GHzのマイクロ波電力をプラズ
マ生成室５に印加し、磁気コイル７に電流を流し、50〜
250℃に加熱したAl基板１上に、ｎ型ａ−Si:F:H膜を0.5
〜2.0μｍ形成し、次に、H2:20sccmを第１ガス導入口10
から、SiH2F2:40sccmを第２ガス導入口11より導入し、
圧力１×10-2〜１×10-4Torr、マイクロ波電力100〜600
Wでノンドープａ−Si:F:H膜を15〜20μｍ形成した。続
いて、N2:20sccmを第１ガス導入口10から、SiH2F2:15sc
cmを第２ガス導入口11から導入し、圧力１×10-2〜１×
10-4Torr、マイクロ波電力300〜500Wで表面保護層の窒
化シリコン膜を600〜1500Å堆積し、電子写真感光体を
形成した。
上記の様にして得られた電子写真感光体は、帯電々位
−650〜−940Vで、白色光における光感度E50は0.64〜1,
20lux-secであり、良好な特性を示した。
−650〜−940Vで、白色光における光感度E50は0.64〜1,
20lux-secであり、良好な特性を示した。
実施例３ ITO透明電極を蒸着したガラス板上に、１−フェニル
−３−（Ｐ−ジエチルアミノスチリル）−５−（Ｐ−ジ
エチルアミノフェニル）ピラゾリン:1g,ポリカーボネー
ト:1g,塩化メチレン:1gから成る塗布液を塗布乾燥し、
真空中80℃でアニールして、10〜20μｍの有機半導体層
を形成した。このITO電極上に有機半導体層を形成した
ガラス板１を膜形成室２内に配置し、真空排気した後、
プラズマ生成室５にH2:20secmを第１ガス導入口10より
導入し、更に、SiF4:20sccm,SiH4:5sccmを第２ガス導入
口11より膜形成室２に導入し、圧力１×10-2〜１×10-4
Torr、マイクロ波電力100〜600Wでノンドーブ非晶質シ
リコン膜0.5〜２μｍを有機半導体層上に形成した。続
いて、プラズマ生成室５にAr:20sccmを第１ガス導入口1
0より導入し、SiF4:10sccm,CH4:10sccmを第２ガス導入
口11より膜形成室２に導入し、圧力１×10-2〜１×10-4
Torr、マイクロ波電力300〜500Wで、表面保護層として5
00〜2000Åのシリコンカーバイド膜を堆積し、機能分離
型電子写真感光体を形成した。但し、非晶質シリコン膜
およびシリコンカーバイド膜形成時の基板温度は、給排
水口９から冷却水を循環させることにより、常に室温に
保った。このため、非晶質シリコン膜およびシリコンカ
ーバイド膜を有機半導体膜上に形成しても、有機半導体
層表面の変形および変質は生じなかった。
−３−（Ｐ−ジエチルアミノスチリル）−５−（Ｐ−ジ
エチルアミノフェニル）ピラゾリン:1g,ポリカーボネー
ト:1g,塩化メチレン:1gから成る塗布液を塗布乾燥し、
真空中80℃でアニールして、10〜20μｍの有機半導体層
を形成した。このITO電極上に有機半導体層を形成した
ガラス板１を膜形成室２内に配置し、真空排気した後、
プラズマ生成室５にH2:20secmを第１ガス導入口10より
導入し、更に、SiF4:20sccm,SiH4:5sccmを第２ガス導入
口11より膜形成室２に導入し、圧力１×10-2〜１×10-4
Torr、マイクロ波電力100〜600Wでノンドーブ非晶質シ
リコン膜0.5〜２μｍを有機半導体層上に形成した。続
いて、プラズマ生成室５にAr:20sccmを第１ガス導入口1
0より導入し、SiF4:10sccm,CH4:10sccmを第２ガス導入
口11より膜形成室２に導入し、圧力１×10-2〜１×10-4
Torr、マイクロ波電力300〜500Wで、表面保護層として5
00〜2000Åのシリコンカーバイド膜を堆積し、機能分離
型電子写真感光体を形成した。但し、非晶質シリコン膜
およびシリコンカーバイド膜形成時の基板温度は、給排
水口９から冷却水を循環させることにより、常に室温に
保った。このため、非晶質シリコン膜およびシリコンカ
ーバイド膜を有機半導体膜上に形成しても、有機半導体
層表面の変形および変質は生じなかった。
上記の様にして得られた電子写真感光体は、帯電々位
は＋500〜＋900Vで、白色光における光感度E50は1.2〜
3.6lux・secであった。
は＋500〜＋900Vで、白色光における光感度E50は1.2〜
3.6lux・secであった。
実施例１〜３で作成したａ−Si:F:H膜の成膜速度は８
〜16μm/hであり、グロー放電分解法で得られる成膜速
度の２〜４倍有り、高い成膜速度を得た。更にシリコン
の粉体はほとんど生じることがなかった。また、C,O,N
原子を故意にドープしていないａ−Si:F:H膜の膜中に含
まれているC,O,N原子の密度を、二次イオン質量分析法
（SINS）を使って測定したところ、〜1017（個／cm3）
とグロー放電分解法で得られるａ−Si:F:H膜に比べて１
桁以上小さい値が得られ、本発明により作成したａ−S
i:F:H膜は、不純物の汚染が少ないことが明らかになっ
た。また、実施例１〜３では、平板の電子写真感光体を
製作したが、基板が円筒状の場合でも、円筒の軸を中心
に回転しながら膜形成を行えば、容易に電子写真感光ド
ラムを製作できる。
〜16μm/hであり、グロー放電分解法で得られる成膜速
度の２〜４倍有り、高い成膜速度を得た。更にシリコン
の粉体はほとんど生じることがなかった。また、C,O,N
原子を故意にドープしていないａ−Si:F:H膜の膜中に含
まれているC,O,N原子の密度を、二次イオン質量分析法
（SINS）を使って測定したところ、〜1017（個／cm3）
とグロー放電分解法で得られるａ−Si:F:H膜に比べて１
桁以上小さい値が得られ、本発明により作成したａ−S
i:F:H膜は、不純物の汚染が少ないことが明らかになっ
た。また、実施例１〜３では、平板の電子写真感光体を
製作したが、基板が円筒状の場合でも、円筒の軸を中心
に回転しながら膜形成を行えば、容易に電子写真感光ド
ラムを製作できる。
発明の効果 本発明は、真空容器内をプラズマ生成室および膜形成
室に分離し、プラズマ生成室で生成したプラズマを膜形
成室内に配置した基体上に取出し、基体表面上に効率良
く、イオンおよびラジカルを輸送し、基体上にａ−Si:
X:H（Ｘ＝F,Cl,Br）膜を形成する方法であり、粉体を発
生させることなく高速で膜を堆積することができ、しか
も不純物の膜への汚染が少なく、室温の基板上にも高光
導電率の膜形成が可能であるため、非晶質シリコン膜を
使用するデバイスの量産性を高め、製造コストを低減で
きる。
室に分離し、プラズマ生成室で生成したプラズマを膜形
成室内に配置した基体上に取出し、基体表面上に効率良
く、イオンおよびラジカルを輸送し、基体上にａ−Si:
X:H（Ｘ＝F,Cl,Br）膜を形成する方法であり、粉体を発
生させることなく高速で膜を堆積することができ、しか
も不純物の膜への汚染が少なく、室温の基板上にも高光
導電率の膜形成が可能であるため、非晶質シリコン膜を
使用するデバイスの量産性を高め、製造コストを低減で
きる。
第１図は、本発明の一実施例におけるａ−Si:X:H（Ｘ＝
F,Cl,Br）膜の形成方法を示す断面模式図、第２図は、
従来のａ−Si:X:H（Ｘ＝F,Cl,Br）膜の形成方法を示す
断面模式図である。 １……基板、２……膜形成室、３……マイクロ波電源、
４……マイクロ波導波管、５……プラズマ生成室、６…
…窓、７……磁気コイル、８……ヒーター、９……給排
水口、10……第１ガス導入口、11……第２ガス導入口。
F,Cl,Br）膜の形成方法を示す断面模式図、第２図は、
従来のａ−Si:X:H（Ｘ＝F,Cl,Br）膜の形成方法を示す
断面模式図である。 １……基板、２……膜形成室、３……マイクロ波電源、
４……マイクロ波導波管、５……プラズマ生成室、６…
…窓、７……磁気コイル、８……ヒーター、９……給排
水口、10……第１ガス導入口、11……第２ガス導入口。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 倉本 晋匡 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 滝本 昭雄 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−131511（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−102237（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】真空容器内をプラズマ生成室及び膜形成室
に分割し、前記プラズマ生成室に所定のプラズマ生成用
ガスを導入し、マイクロ波電力を前記プラズマ生成用ガ
スに印加し、前記プラズマ生成室の周囲に設けた磁気コ
イルによって前記プラズマ生成室内に電子サイクロトロ
ン共鳴を生じせしめる磁場を形成し、前記プラズマ生成
室にプラズマを発生させ、そのプラズマを前記磁気コイ
ルが形成する磁場を使って基体を配置した前記膜形成室
に導き、前記膜形成室にフッ素原子を含有するシリコン
化合物ガスを導入し、前記プラズマと前記フッ素原子を
含有するシリコン化合物ガスを接触させて、前記基体上
に少なくともフッ素原子を含有する非晶質シリコン膜を
形成することを特徴とする非晶質シリコン膜の形成方
法。 - 【請求項２】フッ素原子を含有するシリコン化合物ガス
及びプラズマ生成用ガスのうち少なくとも１つに、炭素
原子含有の分子を有するガスを混合する事を特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の非晶質シリン膜の形成方
法。 - 【請求項３】フッ素原子を含有するシリコン化合物ガス
およびプラズマ生成用ガスのうち少なくとも１つに、周
期律表中の第IIIb族または第Vb族または第VIb族の元素
を含む分子を含有するガスを混合することを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の非晶質シリン膜の形成方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60124442A JPH081895B2 (ja) | 1985-06-07 | 1985-06-07 | 非晶質シリコン膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60124442A JPH081895B2 (ja) | 1985-06-07 | 1985-06-07 | 非晶質シリコン膜の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61281519A JPS61281519A (ja) | 1986-12-11 |
| JPH081895B2 true JPH081895B2 (ja) | 1996-01-10 |
Family
ID=14885603
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60124442A Expired - Lifetime JPH081895B2 (ja) | 1985-06-07 | 1985-06-07 | 非晶質シリコン膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH081895B2 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0658887B2 (ja) * | 1986-06-16 | 1994-08-03 | 株式会社日立製作所 | シリコン系アモルフアス膜の形成方法 |
| JPS63152116A (ja) * | 1986-12-17 | 1988-06-24 | Hitachi Ltd | シリコン系アモルフアス合金膜の形成方法 |
| JPH0666272B2 (ja) * | 1986-12-17 | 1994-08-24 | 株式会社日立製作所 | シリコン系アモルフアス膜の形成方法 |
| JPS63169385A (ja) * | 1987-01-05 | 1988-07-13 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 複写感光体作製方法 |
| JPS6456874A (en) * | 1987-03-27 | 1989-03-03 | Canon Kk | Microwave plasma cvd device |
| JP2595002B2 (ja) * | 1988-01-13 | 1997-03-26 | 株式会社日立製作所 | マイクロ波プラズマ処理方法及び装置 |
| JPH01295412A (ja) * | 1988-05-24 | 1989-11-29 | Sumitomo Metal Ind Ltd | プラズマ気相成長装置 |
| JPH0788583B2 (ja) * | 1990-03-08 | 1995-09-27 | 三菱電機株式会社 | プラズマ反応装置 |
| US6743700B2 (en) | 2001-06-01 | 2004-06-01 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor film, semiconductor device and method of their production |
| US6676760B2 (en) | 2001-08-16 | 2004-01-13 | Appiled Materials, Inc. | Process chamber having multiple gas distributors and method |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55102237A (en) * | 1979-01-31 | 1980-08-05 | Hitachi Ltd | Method and apparatus for plasma processing |
| JPS59131511A (ja) * | 1983-01-17 | 1984-07-28 | Zenko Hirose | アモルフアスシリコン膜の成膜方法 |
-
1985
- 1985-06-07 JP JP60124442A patent/JPH081895B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61281519A (ja) | 1986-12-11 |
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