JPH08333684A

JPH08333684A - 堆積膜の形成方法

Info

Publication number: JPH08333684A
Application number: JP8070106A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Takagi; 智高木; Atsushi Yamagami; 敦士山上; Nobuyuki Okamura; 信行岡村
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-04-03
Filing date: 1996-03-26
Publication date: 1996-12-17
Anticipated expiration: 2016-03-26
Also published as: JP3630831B2; US5846612A

Abstract

(57)【要約】【課題】ＲＦプラズマＣＶＤ法と同等もしくはそれ以
上の高品質な堆積膜を高速度で効率よく形成するＶＨＦ
プラズマＣＶＤ法を提供する。【解決手段】内部にカソード電極を備えた反応容器内
に減圧下で原料ガスを導入すると共にカソード電極に５
０ＭＨｚ〜３００ＭＨｚの高周波電力を供給し、４０ｅ
Ｖ以上のエネルギーを持つ原料ガスイオンを基体に入射
させて堆積膜を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマＣＶＤ法
を利用した堆積膜の形成方法に関し、さらに詳しくは半
導体デバイス、画像入力用ラインセンサー、撮像デバイ
ス、光起電力デバイス、その他各種エレクトロニクス素
子、光学素子などに有用な結晶質、または非晶質を含む
非単結晶質の高品質堆積膜を高堆積速度で形成できるプ
ラズマＣＶＤ法を利用した堆積膜の形成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスの製造においては、いわ
ゆるＲＦプラズマＣＶＤ法が繁用されている。当該ＲＦ
プラズマＣＶＤ法においては、１３．５６ＭＨｚの高周
波が電波法に基づく観点から一般的に使用されている。
ＲＦプラズマＣＶＤ法は、放電条件の制御が比較的容易
であり、得られる膜の膜質が優れているといった利点を
有するが、ガスの利用効率が低く、堆積膜の形成速度が
比較的小さいといった問題がある。こうしたＲＦプラズ
マＣＶＤ法における問題に鑑みて、周波数２．４５ＧＨ
ｚのいわゆるマイクロ波を用いたマイクロ波ＣＶＤ法が
提案されている。

【０００３】マイクロ波ＣＶＤ法は、ＲＦプラズマＣＶ
Ｄ法に比べて原料ガスの利用効率が高く、堆積膜の形成
速度を高くできる反面、堆積されている堆積膜の品質は
充分満足のいくものとは限らなかった。

【０００４】また、近年では、ＲＦ(Radio Frequency)
周波数より高く、マイクロ波周波数より低い３０ＭＨｚ
〜１５０ＭＨｚ程度のいわゆるＶＨＦ(Very High Frequ
ency)領域の周波数を用いたＶＨＦプラズマＣＶＤ法が
検討されている。この周波数域においても、ＲＦプラズ
マＣＶＤ法に比べて原料ガスの利用効率を高く、堆積膜
の形成速度を高くはできるが、膜の均質性という点で充
分満足のいくものとは限らなかった。

【０００５】前述したように、マイクロ波ＣＶＤ法は、
ＲＦプラズマＣＶＤ法では達成できない利点を有する。
即ち、マイクロ波プラズマＣＶＤ法によれば、極めて高
いガス利用効率で、格段に大きい膜堆積速度を達成でき
る。そうしたマイクロ波ＣＶＤ法の一例が、例えば特開
昭６０−１８６８４９号公報（以下、「文献１」とい
う。）に開示されている。文献１には、図１に示す構成
のマイクロ波プラズマＣＶＤ装置を使用するＣＶＤ法が
開示されている。

【０００６】以下、文献１に開示されたマイクロ波プラ
ズマＣＶＤ技術について説明する。図１においては、真
空容器（デポジションチャンバ）２２２２中に平行に配
された複数のシャフト２２３８のそれぞれに、円筒状基
体２２１２が回転可能な状態に配されている。円筒状基
体２２１２はドライブチェーン２２６４を介して伝達さ
れるモータ２２５０からの動力により回転される。図１
においては、２つの円筒状基体のみが示されているが、
実際には６つの円筒状基体２２１２が同一円周上に、隣
接するもの同士が所定の間隔を保って配されている。２
２３２は、前記６個の円筒状基体２２１２で包囲されて
形成された内側チャンバ（即ち、放電空間）を示す。２
２６８は内側チャンバ２２３２中で生起するプラズマを
示す。

【０００７】２２９４は、内側チャンバ２２３２の一方
の端部に位置したマイクロ波透過窓であり、該マイクロ
波透過窓は、導波管２２８２及び２２７８を介してマイ
クロ波電源（マグネトロン）２２７０に通じている。２
２７４は、マイクロ波電源２２７０から導波管２２７８
中に延びたアンテナプローブである。２２９６は、内側
チャンバ２２３２の他方の端部に位置したマイクロ波透
過窓であり、該マイクロ波透過窓は、導波管２２８４及
び２２８０を介してマイクロ波電源（マグネトロン）２
２７２に通じている。

【０００８】２２７６は、マイクロ波電源２２７２から
導波管２２８０中に延びたアンテナプローブである。マ
イクロ波電源２２７０及び２２７２のそれぞれから伝送
されるマイクロ波エネルギーは、アンテナプローブ２２
７４または２２７６を介して導波管（２２７８及び２２
８２または２２８０及び２２８４）に伝送され、マイク
ロ波透過窓２２９４または２２９６を介して内側チャン
バ２２３２中に導入される。図１に示すマイクロ波プラ
ズマＣＶＤ装置による堆積膜の形成に際しては、排気口
２２２４を介して真空容器２２２２内を排気して所望の
圧力にし、ガス導入パイプ２２２６及び２２２８より内
側チャンバ２２３２内に原料ガスを導入する。

【０００９】次いで、内側チャンバ２２３２内に透過窓
を介してマイクロ波エネルギーを供給する。そうする
と、マイクロ波エネルギーにより内側チャンバ２２３２
内において原料ガスは分解され、プラズマ２２６８が生
起して、ヒーター２２００により所望の温度に保持され
た円筒状基体２２１２のそれぞれの表面上に膜堆積がな
される。

【００１０】図１に示したプラズマＣＶＤ装置を使用す
れば、円筒状基体２２１２の表面上に高成膜速度で堆積
膜が形成でき、その際のガスの利用効率は高いことが文
献１には記載されている。

【００１１】また、文献１中に、実際に光電変換を行
い、高い光電特性を必要とする上部光導電層の成膜には
無線周波エネルギーを用いており、非常に高い堆積速度
で高品質の堆積膜の形成を安定して行うのは難しい場合
があることが示唆されている。また、マイクロ波エネル
ギーはマイクロ波透過窓２２９４及び２２９６を介して
内側チャンバ２２３２内に供給され、該内側チャンバ２
２３２において原料ガスが分解されることから、不可避
的にマイクロ波透過窓２２９４及び２２９６に膜堆積が
起きる。マイクロ波透過窓に堆積した膜は、マイクロ波
エネルギーの透過効率を低下させる問題がある他、そう
した膜は成膜中に剥がれて円筒状基体上に形成される堆
積膜中に混入して堆積膜を不良とする場合がある。こう
したことから、定期的にマイクロ波透過窓に付着した堆
積膜の除去作業を行うことが不可欠であるが、この作業
は煩雑なものである。

【００１２】以上述べたマイクロ波プラズマＣＶＤ装置
に加えて文献１には、無線周波エネルギー（ＲＦエネル
ギー）源を用いたプラズマＣＶＤ装置が開示されてい
る。当該装置は図２に示す構成のものである。

【００１３】図２に示した装置は、図１に示したマイク
ロ波ＣＶＤ装置においてマイクロ波エネルギー導入手段
を取り除き、それに代えてアンテナ２２３６からなるＲ
Ｆエネルギー導入手段を設けたものである。即ち、図２
の装置は、図１の装置においてマイクロ波電源、導波管
及びマイクロ波透過窓からなる２つのマイクロ波導入手
段を取り除き、一方のマイクロ波導入手段の設置場所を
プレート２３３２で塞ぎ、他方のマイクロ波導入手段の
設置場所に内側チャンバ２２３２中に延びるアンテナを
設けたものである。２４３４は、導波管２２８２の除去
により生ずる直立壁２３３４内の開口を閉じたプレート
である。アンテナ２２３６は、絶縁プレート２３３８に
より支持され、無線周波エネルギー源（図示せず）に接
続するリード線２３４０に接続されている。アンテナ２
３３６とプレート２４３４とは、無線周波エネルギーを
内側チャンバ２２３２内に導入する結合手段を形成して
いる。

【００１４】文献１は、図２に示した装置を用いれば、
無線周波エネルギーを使用して内側チャンバ２２３２内
にプラズマ２２６８を形成できるとしている。しかしな
がら、図２に示した装置にあっては、アンテナ２２３６
とプレート２４３４とで結合手段を構成しており、内側
チャンバ２２３２内にアンテナ２３３６の先端部より主
に無線周波エネルギーが供給されることから、円筒状基
体２２１２の軸方向に関して不均一なプラズマが形成さ
れやすく、円筒状基体上に均質にして均一膜厚の堆積膜
を形成するのは難しい場合がある。

【００１５】また、文献１中に記載してあるように、無
線周波エネルギーにより励起されるプラズマは、高速堆
積を目指したものではない。文献１では、マイクロ波グ
ロー放電プラズマによる膜堆積の後に、より高性能な膜
質の要求される光導電層上部の膜堆積のみに使用され
る。尚、文献１においては、無線周波エネルギーとはし
ているものの、具体的な周波数については言及がなされ
ていない。

【００１６】ところで、前述したようなＶＨＦ領域の超
短波を用いたプラズマＣＶＤ法についての検討は、例え
ば、ＰｌａｓｍａＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＰｌａ
ｓｍａＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，Ｖｏｌ．７，Ｎｏ．
３，（１９８７）ｐ２６７−２７３（以下、「文献２」
という。）に説明されている。文献２には、容量結合型
のグロー放電分解装置を使用して原料ガス（シランガ
ス）を周波数２５〜１５０ＭＨｚの超短波エネルギーで
分解してアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）膜を形成す
ることが記載されている。

【００１７】具体的には、文献２には、周波数を２５Ｍ
Ｈｚ〜１５０ＭＨｚの範囲で変化させてａ−Ｓｉ膜の形
成を行い、７０ＭＨｚを使用した場合、膜堆積速度が、
２１Å／ｓｅｃと最も大きくなり、これは上述のＲＦプ
ラズマＣＶＤ法の場合の５〜８倍程度の形成速度である
こと、及び得られるａ−Ｓｉ膜の欠陥密度、光バンドギ
ャップ及び導電率は、励起周波数によってはあまり影響
を受けないことが記載されている。

【００１８】しかし文献２に記載の成膜は実験室規模の
ものであり、大面積の膜の形成においてこうした効果が
期待できるか否かについては全く触れるところはない。
さらに文献２には、複数の基体上に同時に成膜を行い、
実用に供し得る大面積の半導体デバイスを効率よく形成
することに関してはなんらの示唆もなされていない。因
みに文献２には、高周波（１３．５６ＭＨｚ〜２００Ｍ
Ｈｚ）の使用は、数μｍの厚さの要求される低コストの
大面積ａ−Ｓｉ：Ｈ薄膜デバイスの高速プロセシングに
興味ある展望を開くとして、単に可能性を示唆するにと
どまっている。

【００１９】また、特開平３−６４４６６号公報（以
下、「文献３」という。）には、２０ＭＨｚ以上（好適
には３０ＭＨｚ〜５０ＭＨｚ）の超短波エネルギーを使
用して円筒状基体上にアモルファスシリコン系半導体膜
を形成する方法が開示されている。具体的には、原料ガ
スを反応室内に導入し、該反応室を１０^-4〜０．２Ｔｏ
ｒｒのガス圧に設定し、前記原料ガスの流量に対する比
率で０．１〜１０Ｗ／ｓｃｃｍに相当する量の超短波エ
ネルギーを前記反応室に導入して、グロー放電を発生さ
せ、アモルファスシリコン系半導体膜を形成する方法が
開示されている。文献３の方法によれば、成膜速度１０
μｍ／ｈｏｕｒ以上が得られ、得られる堆積膜の膜厚の
ムラを２０％以下に小さくできるとされている。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】本発明の主たる目的
は、被堆積基体の表面上に、高品質な堆積膜を高速度で
形成し、効率よく半導体デバイスを形成し得るＶＨＦ領
域の高周波を使用するプラズマＣＶＤ法（以下、”ＶＨ
ＦプラズマＣＶＤ法”という）を利用した堆積膜の形成
方法を提供することにある。

【００２１】また本発明は、大面積で高品質の膜を成膜
時のゴミの付着等による欠陥を極力抑えながら高速度で
成膜する事ができる堆積膜の形成方法を提供することを
目的とする。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上述のご
とくの文献を鑑みて検討を重ねた結果、本発明に至った
ものである。

【００２３】本発明の堆積膜の形成方法は、少なくとも
内部にカソード電極を備えた反応容器内に減圧下で原料
ガスを導入すると共に前記カソード電極に高周波電力を
印加して原料ガスのプラズマを形成し、被堆積基体上に
堆積膜を形成するプラズマＣＶＤ法において、前記カソ
ード電極に印加する高周波電力の周波数を５０ＭＨｚ乃
至３００ＭＨｚとすると共に、前記被堆積基体に４０ｅ
Ｖ以上のエネルギーをもつ原料ガスイオンを入射させて
堆積膜を形成することである。

【００２４】本発明の堆積膜の形成方法によれば、被堆
積基体上に、高品質の堆積膜を高堆積速度で安定して形
成することができる。一般に成膜において堆積速度が増
大するに従い、堆積膜の品質は落ちてくるが、本発明に
おいては、所望の高い品質を維持したまま高堆積速度で
堆積膜を形成することができる。

【００２５】尚、本発明において、前記被堆積基体に４
０ｅＶ以上のエネルギーのイオンを入射させるために、
堆積膜形成時の成膜圧力を３０ｍＴｏｒｒ以下とするこ
とは望ましいことである。

【００２６】また、前記被堆積基体に入射する原料ガス
イオンのエネルギーが５０ｅＶ以上とされることは好ま
しいことである。

【００２７】また前記被堆積基体に５０ｅＶ以上のエネ
ルギーの原料ガスイオンを入射させるために、堆積膜形
成時の成膜圧力を２０ｍＴｏｒｒ以下とすることは好ま
しいことである。

【００２８】さらに前記カソード電極の面積が、該カソ
ード電極に対して実効的にアノード電極として働く被堆
積基体の面積よりも小さくすることは望ましい。

【００２９】また前記反応容器内に設けたカソード電極
を中心とする円周上に複数の円筒状基体を配列してその
中央部に放電空間を形成し、前記反応容器内に成膜用の
原料ガスを供給しながら前記カソード電極に高周波電力
を供給することにより前記複数の円筒状基体と前記カソ
ード電極との間にプラズマを発生させると共に、前記円
筒状基体をその円筒軸の周りに回転させて該円筒状基体
表面に堆積膜を形成するようにしても良い。

【００３０】加えて、印加される高周波電力は、前記カ
ソード電極の単位面積当たり０．３Ｗ／ｃｍ²〜３０Ｗ
／ｃｍ²かつ前記放電空間の体積当たり０．０１Ｗ／ｃ
ｍ³〜１Ｗ／ｃｍ³の範囲で供給する事は好ましい。

【００３１】また前記基体は、６０℃〜４００℃の温度
に保持されることが望ましく、１００℃〜３５０℃の温
度に保持されることはより望ましい。

【００３２】堆積された膜は、少なくとも１種類のＩＶ
族元素を含むアモルファス物質の堆積膜とされ、中でも
前記ＩＶ族元素がシリコンであることは望ましい。

【００３３】印加される高周波電力は、シリコンを含有
する原料ガスの供給量当たり１Ｗ／ｃｃ〜５０Ｗ／ｃｃ
の範囲で供給されることは望ましい。

【００３４】堆積された膜は、電子写真感光体用として
使用されるのは望ましい。

【００３５】また前記カソード電極は前記基体のそれぞ
れから２０ｍｍ乃至２００ｍｍの範囲の距離の位置に設
置されることが好ましく、加えて、前記基体への堆積速
度が最大になる位置での堆積速度が３０Å／秒以上とす
るのが望ましい。

【００３６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を更に詳細に説明す
る。

【００３７】本発明者らは、上述した本発明の目的を達
成すべく下述する実験を行った。本発明は、該実験を介
して得られた後述する知見に基づいて完成したものであ
る。

【００３８】実験１本実験で用いたプラズマＣＶＤ装置は、図３（Ａ）及び
図３（Ｂ）に示すプラズマＣＶＤ装置を使用して、電子
写真感光体を作製する前に、単体のアモルファスシリコ
ン膜を作製し、その電気特性及び堆積速度を調べた。
尚、図３（Ａ）は側面側から見た模式的断面図、図３
（Ｂ）は図３（Ａ）のＸ−Ｘにおける模式的断面図であ
る。図３（Ａ）及び図３（Ｂ）において、１００は反応
容器を示す。反応容器１００内には、６個の基体ホルダ
ー１０５Ａが後述するカソード電極１０３を中心とする
円周上に所定の間隔で配されている。

【００３９】１０６は、それぞれの基体ホルダー１０５
Ａ上に配された成膜用の円筒状基体である。それぞれの
基体ホルダー１０５Ａの内部にはヒーター１４０が設け
られていて、円筒状基体１０６を内側より加熱できるよ
うにされている。また、それぞれの基体ホルダー１０５
Ａは、モーター１３２に連結したシャフト１３１に接続
しており、回転できるようになっている。１０５Ｂは円
筒状基体１０６の補助保持部材である。

【００４０】１０３はプラズマ生起領域の中心に位置し
た高周波電力投入用のカソード電極である。カソード電
極１０３は、ＬＣ回路を有する整合回路１０９を介して
高周波電源１１１に接続されている。１０４Ａ及び１０
４Ｂは絶縁部材、１０２Ａ及び１０２Ｂはアースシール
ドであり、高周波導入部での異常放電及び局所放電を防
ぐ働きをしている。１０７は排気バルブを備えた排気パ
イプであり、該排気パイプは、真空ポンプを備えた排気
機構１３５に連通している。

【００４１】１０８は、ガスボンベ、マスフローコント
ローラ、バルブ等で構成された原料ガス供給系である。
原料ガス供給系１０８は、ガス供給パイプ１１７を介し
て複数のガス放出孔を備えたガス放出パイプ１１６に接
続している。１３３はシール部材である。

【００４２】本実験では、直径１０８ｍｍ、長さ３５８
ｍｍ、厚さ５ｍｍのＡｌ製円筒状基体をそれぞれの成膜
毎に６本ずつ反応容器１００内に設置した。前記円筒状
基体のうちの１本は、その表面のカソード電極と正対す
る位置に、電気特性評価用のＣｒ製の２５０μｍギャッ
プの櫛形電極を蒸着したコーニング＃７０５９ガラス基
板、及び赤外吸収特性評価用のノンドープＳｉウエハを
設置し、この基体を静止させたまま、約１μｍのａ−Ｓ
ｉ：Ｈ膜を形成した。尚、カソード電極１０３には、Ａ
ｌ製の直径４０ｍｍ、長さ４００ｍｍ、厚さ５ｍｍの円
筒を用いた。

【００４３】本実験の目的は、表１に示す成膜条件で表
２に示す周波数及び電力量の高周波電力において、周波
数及び電力量を調整することにより堆積速度を変化させ
て、どの程度の堆積速度まで所望の品質を持つａ−Ｓｉ
膜が得られるかを調べることにある。当初文献２に示す
ような０．２Ｔｏｒｒ程度の圧力条件での実験を行った
が、特に高い高周波電力領域でポリシランの発生が顕著
なため、５０ｍＴｏｒｒの圧力に変えて以下の手順で実
験を行った。

【００４４】まず、反応容器１００内を排気機構１３５
を作動して排気し、反応容器１００内を１×１０^-6Ｔｏ
ｒｒの圧力に調整した。次いで、ヒーター１４０に通電
してそれぞれの円筒状基体１０６を２５０℃の温度に加
熱保持した。ついで以下の手順で成膜を行った。即ち、
原料ガス供給手段１０８からガス供給パイプ１１７及び
ガス放出パイプ１１６を介して、ＳｉＨ₄ガスを５００
ｓｃｃｍの流量で反応容器１００内に導入し、該反応容
器内を５０ｍＴｏｒｒの圧力に調整した。こうしたとこ
ろで、高周波電源１１１により表２に示す周波数１３．
５６ＭＨｚ乃至３５０ＭＭＨｚの高周波を発生させ、該
高周波を整合回路１０９を介してカソード電極１０３に
供給した。ここで、高周波電源１１１としては上述した
範囲の周波数が与えられる高周波電源を用いた。

【００４５】整合回路１０９は、当該高周波電源の周波
数に応じて適宜調整した。かくして１本の円筒状基体１
０６に配置した前記の評価用基体上に１μｍ厚のアモル
ファスシリコンが形成された。

【００４６】

【表１】

【００４７】

【表２】

【００４８】各試料の評価は、主に光感度（（光導電率
σｐ）／（暗導電率σｄ））により行った。ここでは、
光導電率σｐは、１ｍＷ／ｃｍ²の強度のＨｅ−Ｎｅレ
ーザー（波長６３２．８ｎｍ）の照射時の導電率により
評価した。本発明者らのこれまでの電子写真感光体作製
経験からの知見によると、上記の方法による光感度が１
０³以上の品質の堆積膜を得られる条件を基に最適化し
て作製した電子写真感光体において実用に値する画像が
得られる。しかし、近年の画像の高コントラストの要求
により、上述の光感度が１０⁴以上のものが必須になっ
てきており、さらに近い将来１０⁵以上の光感度が求め
られることが予想される。このような観点から、今回の
実験では光感度の値を下記の基準で評価した。 ◎：光感度が１０⁵以上であり、非常に優れた膜特性で
ある。 ○：光感度が１０⁴以上、１０⁵未満であり、良好な膜特
性である。 △：光感度が１０³以上、１０⁴未満であり、実用上問題
なし。 ×：光感度が１０³未満であり、実用に適さない場合が
ある。

【００４９】光感度及び堆積速度の評価結果を表３に示
す。

【００５０】

【表３】上段に光感度評価結果、下段に堆積速度（Å／ｓ）を示す。＊：放電が断続的になり成膜が行えなかったもの。

【００５１】５０ＭＨｚ以上３００ＭＨｚ以下の周波数
を持つ高周波エネルギーによる試料においては、堆積速
度が２０Å／ｓ以上で１０⁴以上の光感度を有する堆積
膜が得られているが、３０Å／ｓ以上において同様の光
感度を有する堆積膜は得られなかった。さらに６０Å／
ｓ以上の堆積速度においては全ての試料で、光感度は１
０³未満であった。

【００５２】実験２３０Å／ｓ以上の高堆積速度により高品質膜を得るため
に、堆積種のイオン衝突エネルギーを変えるためにプラ
ズマ電位を制御しながら堆積膜を形成するべく外部電気
バイアスを与えることが、マイクロ波ＣＶＤ法では、例
えば特開昭６１−２８３１１６号公報に記載されてい
る。そこで、実験１において３０Å／ｓ以上の堆積速度
が得られた条件でカソード電極に直流バイアス電圧を印
加しながら堆積膜を形成する実験を行った。

【００５３】本実験は、基本的には実験１と同様に図３
（Ａ）及び図３（Ｂ）に示されるプラズマＣＶＤ装置を
用いて行われた。カソード電極に直流バイアス電圧を印
加するために、整合回路１０９内で回路を分岐して、分
岐端子をＬＣ回路からなるローパスフィルター（図示せ
ず）を介して直流電源（図示せず）に接続した点のみが
異なっている。実験では、表２において３０Å／ｓ以上
の堆積速度を得た各条件でのカソード電極のセルフバイ
アス電圧を調べ、カソード電極に前記セルフバイアス電
圧に対して＋５０Ｖ、＋１００Ｖの直流バイアス電圧を
印加して実験１と同様に試料作製を行った。試料の評価
は実験１と同様に主に光感度により行った。

【００５４】本実験では、上記の成膜条件での直流バイ
アス印加の影響を調べるためにラングミュアプローブに
よるプラズマ電位の測定も並行して行った。

【００５５】光感度、堆積速度及びプラズマ電位の結果
を表４に示す。

【００５６】

【表４】

【００５７】表４の各欄には、上段に光感度の評価結
果、中段に堆積速度（Å／ｓ）及び下段にプラズマ電位
（Ｖ）をそれぞれ示している。表４の結果から、直流バ
イアス電圧の印加により堆積速度はほとんど影響を受け
ていないが、光感度は大きく向上していることがわか
る。また、３０Å／ｓ以上の堆積速度で光感度が１０⁴
以上の堆積膜を形成するためには、少なくとも４０Ｖ以
上のプラズマ電位が必要なこと、また同堆積速度で光感
度が１０⁵以上の堆積膜を形成するためには少なくとも
５０Ｖ以上のプラズマ電位が必要なこと、さらに堆積速
度が６０Å／ｓ以上の堆積速度で光感度が１０⁴以上の
堆積膜を形成するためにも５０Ｖ以上のプラズマ電位が
必要なことが判明した。

【００５８】一方、直流バイアスを印加しない条件では
プラズマ電位は２０〜３０Ｖ程度であることも、同様の
測定により判明した。また、ファラデーカップによる基
体に入射する原料ガスイオンエネルギー測定によると、
基体入射イオンエネルギーの平均値は、ほぼプラズマ電
位と同程度であることも判明した。

【００５９】実験３本実験では、実験２において５０ＭＨｚ〜３００ＭＨｚ
のいずれかの電源周波数においても、堆積速度３０Å／
ｓ以上、かつ光感度１０⁴以上の結果が得られた条件、
即ち、高周波電力１ｋＷ、本来のセルフバイアス電圧に
対して＋１００Ｖの直流バイアス印加の条件で、５０Ｍ
Ｈｚ〜３００ＭＨｚの各々の周波数の高周波電力によ
り、電子写真感光体を作製した。

【００６０】電子写真感光体は、表５に示す成膜条件で
Ａｌ製円筒状基体上に、電荷注入阻止層、光導電層及び
表面保護層をこの順序で形成した。電子写真感光体の作
製は、前記円筒状基体表面全面に感光体の形成を行うた
めに、該基体を円筒の軸の周りに回転させながら行い、
このため、平均堆積速度はカソード正対位置の堆積速度
の約１／３〜１／５程度となった。

【００６１】これらの試料について、帯電能、感度、画
像欠陥の評価を行った。結果を表６に示す。各試料とも
に、帯電能、感度は特に問題はないが、いずれも画像欠
陥が見られ、総合的には充分満足な電子写真感光体とは
言えなかった。

【００６２】

【表５】

【００６３】

【表６】

【００６４】考察本発明者らは、実験２乃至実験３で得られた直流バイア
スによる検討結果、即ち、ａ）直流バイアスの印加により光感度が向上する。ｂ）単に直流バイアス印加条件で作製した電子写真感光
体では画像欠陥が多い。という結果から、その原因を考察した。

【００６５】直流バイアスの印加による光感度の向上の
原因は、実験２でのラングミュアプローブでの測定結果
から、以下のように推察される。即ち、プラズマ電位の
上昇に伴い基板に入射するイオンエネルギーが大きくな
り、その結果、高い堆積速度においても堆積膜中の結合
状態を容易に変え得るエネルギーが堆積膜に与えられ
る。例えば、比較的高い入射エネルギーにより、光感度
に悪影響を与えるとされている鎖状の−ＳｉＨ₂−結合
やＳｉ−Ｈ₃結合を良好なＳｉ−Ｈ結合に変えたり、ダ
ングリングボンドをＨで終端するといった膜中の結合状
態の変化が考えられる。このことは堆積膜の赤外吸収測
定からも推定できる。

【００６６】また、直流バイアス印加条件で作製した電
子写真感光体に画像欠陥が多く発生する原因としては、
成膜時に放電空間中に存在するゴミが直流バイアスの印
加により静電的に吸着して膜中に取り込まれることが考
えられる。即ち、２０〜３０μｍの膜厚を要する電子写
真感光体の作製においては、成膜工程において、長時間
を要し、カソード電極及び基体ホルダー等の基体以外の
部材からの膜剥がれにより放電空間中にゴミが放出さ
れ、該ゴミが基体表面に到達すると、直流バイアスによ
り基体とゴミとの間に直流電圧が生じ、静電的に吸着さ
れ、その上にさらに膜の堆積がなされることにより、画
像欠陥が発生していると考えられる。

【００６７】以上の考察に基づき、高堆積速度において
も、光感度が高く且つ画像欠陥のない電子写真感光体を
形成するためには、画像欠陥と関連している可能性のあ
る直流バイアスを印加せずに、少なくとも４０Ｖ以上、
より好ましくは５０Ｖ以上のプラズマ電位、即ち少なく
とも４０ｅＶ以上、より好ましくは５０ｅＶ以上の基体
入射イオンエネルギーを与えられるような放電条件によ
り堆積膜を形成することが望まれる。

【００６８】実験４本発明者らは、上記の考察に基づき、直流バイアスをカ
ソード電極に印加することなく３０Å／ｓ以上の堆積速
度が得られる５０〜３００ＭＨｚの高周波により励起さ
れたプラズマにおいて、鋭意検討を重ねてプラズマ電位
が４０Ｖ以上及び５０Ｖ以上になる条件を探索した。そ
の結果、放電圧力がプラズマ電位を大きく左右すること
が判明した。

【００６９】電源周波数５０〜３００ＭＨｚ、高周波電
力１ｋＷ、ＳｉＨ₄流量４００ｓｃｃｍにおけるプラズ
マ電位と放電圧力との関係の測定結果を図４に示す。図
４より、電源周波数５０ＭＨｚにおいてそれぞれ約３０
ｍＴｏｒｒ以下の圧力でプラズマ電位は４０Ｖ以上とな
っている。同様に１００ＭＨｚでは約２０ｍＴｏｒｒ以
下、２００ＭＨｚでは２０ｍＴｏｒｒと１０ｍＴｏｒｒ
の間で、３００ＭＨｚでは約１０ｍＴｏｒｒ以下で、そ
れぞれプラズマ電位は４０Ｖ以上となっている。本実験
ではさらに上述のプラズマ電位の測定結果を基に５０〜
３００ＭＨｚの各電源周波数において、高周波電力１ｋ
Ｗ、ＳｉＨ₄流量４００ｓｃｃｍの条件で、成膜圧力と
光感度の関係を調べた。本実験では、実験１と同様に図
３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示されるプラズマＣＶＤ装置
を用いて、成膜圧力を変える以外は実験１と同様の手法
で行った。結果を図５に示す。図５によると、各周波数
においてプラズマ電位が＋４０Ｖ以上の条件で、光感度
がほぼ１０⁴以上の堆積膜が得られることがわかった。

【００７０】実験５本実験では実験４の結果、即ち、５０〜３００ＭＨｚの
各電源周波数において上記の検討で１０⁴以上の光感度
が得られた条件を基に、表７の電源周波数及び圧力条件
において、表８に示す条件で電子写真感光体を作製し
た。結果を表９に示す。いずれも、帯電能、感度ともに
良好であった。実験３において直流バイアス印加により
得られた電子写真感光体は画像欠陥が多く見られたが、
本実験で得られた電子写真感光体は画像欠陥もなく良好
であった。

【００７１】

【表７】

【００７２】

【表８】

【００７３】

【表９】

【００７４】実験６実験４及び実験５から、成膜圧力を適正化することによ
り高い堆積速度において優れた特性を有する電子写真感
光体が得られた。本実験では、上述のようなプラズマ電
位が＋４０Ｖ以上の放電条件において、プラズマ電位と
放電電力との関係を調べた。その例として、図６に、電
源周波数１００ＭＨｚ、ＳｉＨ₄流量４００ｓｃｃｍ、
放電圧力５０ｍＴｏｒｒ及び１０ｍＴｏｒｒにおけるプ
ラズマ電位と放電電力の測定結果を示す。放電圧力５０
ｍＴｏｒｒの場合、電力を変えてもプラズマ電位はほぼ
３０Ｖ程度であまり変化がないが、１０ｍＴｏｒｒの場
合、電力が大きいほどプラズマ電位は高くなり、２５０
Ｗでは＋４０Ｖ以下であったプラズマ電位が５００Ｗ以
上で＋４０Ｖ以上のプラズマ電位となることが分かっ
た。上記の条件で作製した試料の光感度及び堆積速度の
結果を図７及び図８に示す。１０ｍＴｏｒｒの圧力条件
においては、３０Å／ｓ以上の堆積速度となる高周波電
力量（約４００Ｗ）においても光感度は１０⁴以上であ
るが、５０ｍＴｏｒｒの圧力条件において堆積速度が３
０Å／ｓ以上で良好な光感度を有するものはなかった。

【００７５】実験７本実験では良好な光感度を有する堆積膜を形成できる基
体温度を調べた。成膜条件ＳｉＨ₄流量４００ｓｃｃｍ励起周波数１００ＭＨｚ高周波電力１ｋＷ成膜圧力５ｍＴｏｒｒ基体温度２０〜４５０℃

【００７６】上記成膜条件で得られた１μｍ厚の堆積膜
の光導電率及び暗導電率と基体温度の関係を図９に示
す。基体温度６０℃未満においては高い入射イオンエネ
ルギーにおいても鎖状の−（ＳｉＨ₂）_n−結合やＳｉ−
Ｈ₃結合がかなり残り、且つ堆積膜の緻密性も低下する
ために光導電率の低下が起こり、光感度は１０⁴未満と
なると思われる。また、基体温度４００℃以上において
は、膜の堆積時に堆積膜中の水素の脱離が起きてダング
リングボンドが増えたために、そのダングリングボンド
に起因する熱キャリアの発生により暗導電率が大きくな
り、また光生成キャリアをダングリングボンドが捕捉し
て光導電率が小さくなったために、光感度が１０⁴以下
になったと考えられる。本実験により、基体温度６０〜
４００℃で１０⁴以上の光感度を持つ堆積膜が得られ、
さらに基体温度１００〜３５０℃で１０⁵以上の光感度
が得られることが分かった。

【００７７】本発明は、上述の実験１乃至実験７の結果
を基礎として完成するに至ったものである。

【００７８】即ち本発明は、少なくとも内部にカソード
電極を備えた反応容器内に減圧下で原料ガスを導入する
と共に前記カソード電極に高周波電力を印加して原料ガ
スのプラズマを形成し、被堆積基体上に堆積膜を形成す
るプラズマＣＶＤ法において、前記カソード電極に印加
する高周波電力の周波数を５０ＭＨｚ乃至３００ＭＨｚ
とすると共に、前記被堆積基体に４０ｅＶ以上のエネル
ギーをもつ原料ガスイオンを入射させて堆積膜を形成す
る。

【００７９】本発明によれば、１３．５６ＭＨｚの高周
波エネルギーを使用する従来のＲＦプラズマＣＶＤ法に
より形成される堆積膜と同等以上の高品質の堆積膜を、
マイクロ波プラズマＣＶＤ法に比べても遜色のない堆積
速度で、安定して形成することができる。

【００８０】また、本発明においては、前記反応容器内
に設けたカソード電極を中心とする円周上に複数の円筒
状基体を配列してその中央部に放電空間を形成し、前記
反応容器内に成膜用の原料ガスを供給しながら前記カソ
ード電極に高周波電力を供給することにより前記複数の
円筒状基体と前記カソード電極との間にプラズマを発生
させると共に、前記円筒状基体をその円筒軸の周りに回
転させて該円筒状基体表面に堆積膜を形成することによ
り、複数の円筒状基体上に効率よく堆積膜を形成するこ
とができる。

【００８１】以下、図面を参照しながら本発明を説明す
る。図３（Ａ）に示したプラズマＣＶＤ装置は、上記本
発明のプラズマＣＶＤ法を利用した堆積膜の形成方法を
実施するに適したプラズマＣＶＤ装置の一例を示すもの
である。図３（Ａ）において、１００は反応容器を示
す。１０６は、基体ホルダー１０５Ａ上に配された成膜
用の円筒状基体であり、該円筒状基体１０６は反応容器
１００内に６本が、後述するカソード電極１０３を円の
中心とする円周上に該反応容器の中央部に空間（放電空
間１００’）を形成するように設置されている。基体ホ
ルダー１０５Ａにはヒーター１４０が設けられていて、
円筒状基体１０６を内側より加熱できるようになってい
る。また、基体ホルダー１０５Ａは、モーター１３２に
連結したシャフト１３１に接続しており、回転できるよ
う構成されている。１０５Ｂは円筒状基体１０６の補助
保持部材である。前記円周上に配された６本の円筒状基
体１０６で形成される放電空間１００’の中心部にはカ
ソード電極１０３が配されている。該カソード電極１０
３は、整合回路１０９を介して高周波電源１１１に接続
されている。１０４Ａ及び１０４Ｂは真空容器１００か
らカソード電極１０３を絶縁する絶縁部材である。絶縁
部材１０４Ａ及び１０４Ｂのそれぞれの外周面を覆うよ
うにアースシールド１０２Ａ及び１０２Ｂが配されてい
る。１０７は排気バルブを備えた排気パイプであり、該
排気パイプは、真空ポンプを備えた排気機構１３５に連
通している。

【００８２】１０８は、ガスボンベ、マスフローコント
ローラ、バルブ等で構成された原料ガス供給系である。
原料ガス供給系１０８は、ガス供給パイプ１１７を介し
て複数のガス放出孔を備えたガス放出パイプ１１６に接
続されている。１３３はシール部材である。カソード電
極１０３は、上述したように複数の円筒状基体で囲まれ
た放電空間１００’の中心部に設置される。この際、カ
ソード電極１０３は前記複数の円筒状基体１０６から等
距離の位置に配されるのが望ましい。配設される円筒状
基体の数は、反応容器の容量、円筒状基体の直径、投入
電力等を考慮して適宜選択できるが、好ましくは３本〜
１５本である。円筒状基体１０６とカソード電極１０３
との距離は均一なプラズマが放電空間内に所望状態で生
起する範囲とするのが望ましい。具体的には、該距離は
２０ｍｍ乃至２０ｃｍの範囲とするのが望ましい。

【００８３】本発明のプラズマＣＶＤ法を利用した堆積
膜の形成方法は、例えば、次のようにして行われる。図
３（Ａ）に示したプラズマＣＶＤ装置を使用した例につ
いて説明する。円筒状基体１０６を基体ホルダー１０５
Ａにセットした後、反応容器１００内を排気機構１３５
を作動させて排気し、反応容器１００内を所定の圧力に
減圧する。ついで、ヒーター１４０に通電して基体１０
６を所定の温度に加熱保持する。次に、原料ガス供給系
１０８からガス供給パイプ１１７及びガス放出パイプ１
１６を介して原料ガスを反応容器１００内に導入し、該
反応容器内を所望の圧力に調整する。こうしたところ
で、高周波電源１１１により周波数５０ＭＨｚ以上の高
周波を発生させ、該高周波を整合回路１０９を介してカ
ソード電極１０３に供給する。かくして円筒状基体１０
６とカソード電極１０３で囲まれた放電空間１００’に
おいて、原料ガスは高周波エネルギーにより分解され活
性種を生起し、円筒状基体１０６上に堆積膜の形成をも
たらす。この場合、カソード電極１０３に±３０Ｖ以下
の電気バイアスを与えても良いが、一般的にはバイアス
は与えないことが好ましい。

【００８４】本発明においては、前記被堆積基体に４０
ｅＶ以上のエネルギーのイオンを入射させるために、堆
積膜形成時の成膜圧力を３０ｍＴｏｒｒ以下、特に０．
１〜３０ｍＴｏｒｒにすることが望ましい。

【００８５】本発明では、更なる高速堆積化若しくは堆
積膜の高品質化のためには、前記被堆積基体に入射する
イオンのエネルギーが５０ｅＶ以上、特に５０〜２００
ｅＶであることが望ましい。

【００８６】また、前記被堆積基体に５０ｅＶ以上のエ
ネルギーのイオンを入射させるために、堆積膜形成時の
成膜圧力を２０ｍＴｏｒｒ以下、特に０．１〜２０ｍＴ
ｏｒｒにすることが望ましい。

【００８７】本発明の方法を実施するに際して、成膜に
使用するガスとしては、形成する堆積膜の種類に応じて
公知の原料ガスが適宜選択使用される。例えば、ａ−Ｓ
ｉ系の堆積膜を形成する場合であれば、シラン、ジシラ
ン、高次シラン等、或いはそれらの混合ガスが好ましい
原料ガスとして挙げられる。他の堆積膜を形成する場合
であれば、例えば、ゲルマン、メタン、エチレン等の原
料ガスまたはそれらの混合ガスが挙げられる。いずれの
場合にあっても、成膜用の原料ガスはキャリアーガスと
共に反応容器内に導入することができる。キャリアーガ
スとしては、水素ガス、及びアルゴンガス、ヘリウムガ
ス等の不活性ガスを挙げることができる。

【００８８】堆積膜のバンドギャップを調整する等の特
性改善用ガスを使用することもできる。そうしたガスと
しては、例えば、窒素、アンモニア等の窒素原子を含む
ガス、酸素、酸化窒素、酸化二窒素等の酸素原子を含む
ガス、メタン、エタン、エチレン、アセチレン、プロパ
ン等の炭化水素ガス、四フッ化珪素、六フッ化二珪素、
四フッ化ゲルマニウム等のガス状フッ素化合物またはこ
れらの混合ガス等が挙げられる。

【００８９】形成される堆積膜をドーピングするについ
てドーパントガスを使用することもできる。そうしたド
ーパントガスとしては、例えば、ガス状のジボラン、フ
ッ化ホウ素、ホスフィン、フッ化リン等が挙げられる。

【００９０】本発明において、カソード電極に供給する
電力は、プラズマを生起でき、プラズマ電位を＋４０Ｖ
以上に維持でき、且つ３０Å／ｓ以上の堆積速度を維持
できる電力であり、このためには電力はカソード電極の
単位面積当たり０．３Ｗ／ｃｍ²〜３０Ｗ／ｃｍ²、且つ
前記放電空間の単位体積当たり０．０１Ｗ／ｃｍ³〜１
Ｗ／ｃｍ³とすることが望ましい。アモルファスシリコ
ン系の堆積膜を形成する場合には、シリコンを含有する
原料ガスの供給量当たり１Ｗ／ｃｃ〜５０Ｗ／ｃｃとす
ることが望ましい。

【００９１】堆積膜形成時の基体温度は、適宜設定でき
るが、アモルファスシリコン系の堆積膜を形成する場合
には、好ましくは６０℃〜４００℃、より好ましくは１
００℃〜３５０℃とする。

【００９２】

【実施例】以下に具体的に実施例を挙げて本発明を詳細
に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定され
るものではない。

【００９３】（実施例１）図３（Ａ）に示した装置の高
周波電源１１１として周波数５０ＭＨｚの電源を接続し
た装置を使用し、上述した実験４におけると同様の成膜
手順で表１に示した条件下で成膜を行って、６個の円筒
状基体上にアモルファスシリコン膜を堆積させ、６個の
電子写真感光体を同時に作製した。基体１０６として、
直径１０８ｍｍ、長さ３５８ｍｍのＡｌ製円筒状基体を
用いた。

【００９４】成膜を次のように行った。即ち、６本のＡ
ｌ製円筒状基体１０６を基体ホルダー１０５Ａにそれぞ
れセットした後、反応容器１００内を排気機構１３５を
用いて排気し、反応容器１００内を１×１０^-6Ｔｏｒｒ
の圧力に調整した。次いで、円筒状基体１０６を回転さ
せると共に、ヒーター１４０に通電して円筒状基体１０
６のそれぞれを２５０℃の温度に加熱保持した。次に、
原料ガス供給系１０８からガス供給パイプ１１７及びガ
ス放出パイプ１１６を介して、表８に示す条件で原料ガ
スを反応容器１００内に導入し、該反応容器内を３０ｍ
Ｔｏｒｒの圧力に調整した。こうしたところで、高周波
電源１１１により５０ＭＨｚの高周波エネルギーを発生
させ、該エネルギーをカソード電極１０３に供給し、放
電空間１００’内にプラズマを生起させた。このように
して電荷注入阻止層、光導電層及び表面保護層をこの順
序で形成し、電子写真感光体を作製した。

【００９５】成膜の際、プラズマの発光状態を目視にて
観察したが、円筒状基体の近傍におけるプラズマの発光
は安定したものであった。感光層である光導電層の成膜
条件での基体入射イオンエネルギーは４１ｅＶであっ
た。得られた６個の電子写真感光体のそれぞれについて
実験３と同様に帯電能、画像濃度について評価した。そ
の結果、表１０に示す通り、いずれの電子写真感光体も
これらの評価項目について優れた結果を示した。このこ
とからいずれの電子写真感光体も電子写真特性に優れた
ものであることが判った。

【００９６】

【表１０】 1):帯電能が充分でなく画像が不鮮明で評価できず。

【００９７】（比較例１）成膜圧力を５０ｍＴｏｒｒと
した以外、実施例１と同様にして６個の電子写真感光体
を作製した。感光層である光導電層の成膜条件での基体
入射イオンエネルギーは２７ｅＶであった。得られたそ
れぞれの感光体について実験３と同様の評価を行った。
表１０に示す通り、いずれの電子写真感光体も帯電能、
感度ともに低いものであった。

【００９８】（比較例２）成膜圧力を５０ｍＴｏｒｒ、
カソード電極にセルフバイアス電圧に対して＋１００Ｖ
の直流バイアスを印加した以外、実施例１と同様にして
６個の電子写真感光体を作製した。基体入射イオンエネ
ルギーは６５ｅＶであった。得られたそれぞれの感光体
について実験３と同様の評価を行った。その結果、表１
０に示す通り、いずれの電子写真感光体も帯電能、感度
ともに優れているが、画像欠陥が多かった。

【００９９】（実施例２）成膜圧力を２０ｍＴｏｒｒと
した以外、実施例１と同様にして６個の電子写真感光体
を作製した。感光層である光導電層の成膜条件での基体
入射イオンエネルギーは５３ｅＶであった。得られたそ
れぞれの感光体について実験３と同様の評価を行った。
その結果、表１０に示す通り、いずれの電子写真感光体
も全ての評価項目について優れており、感度においては
特に優れた結果を示した。このことからいずれの電子写
真感光体も電子写真特性に優れたものであることが判っ
た。

【０１００】（実施例３）高周波電源の周波数１００Ｍ
Ｈｚ、成膜圧力１０ｍＴｏｒｒとした以外、実施例１と
同様にして６個の電子写真感光体を作製した。感光層成
膜条件での基体入射イオンエネルギーは５２ｅＶであっ
た。得られたそれぞれの感光体について実験３と同様の
評価を行った。その結果、表１０に示す通り、いずれの
電子写真感光体も全ての評価項目について優れ結果を示
した。このことからいずれの電子写真感光体も電子写真
特性に優れたものであることが判った。

【０１０１】（実施例４）高周波電源の周波数３００Ｍ
Ｈｚ、成膜圧力３ｍＴｏｒｒとした以外、実施例１と同
様にして６個の電子写真感光体を作製した。感光層成膜
条件での基体入射イオンエネルギーは５８ｅＶであっ
た。得られたそれぞれの感光体について実験３と同様の
評価を行った。その結果、表１０に示す通り、いずれの
電子写真感光体も全ての評価項目について優れ結果を示
した。このことからいずれの電子写真感光体も電子写真
特性に優れたものであることが判った。

【０１０２】（実施例５）図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に
示す装置構成で、高周波電力５００Ｗに対して、カソー
ド電極面積に対するパワー密度が０．３Ｗ／ｃｍ²、放
電空間体積に対するパワー密度が０．０１Ｗ／ｃｍ³に
なるように調整し、基体温度２５０℃、電源周波数１０
０ＭＨｚ、高周波電力５００Ｗにおいて表１１の成膜条
件で、実施例１と同様に６個の電子写真感光体を作製し
た。この時、感光層でのＳｉＨ₄流量当たりのパワー密
度は１Ｗ／ｃｃである。感光層成膜条件での基体入射イ
オンエネルギーは５６ｅＶであった。得られたそれぞれ
の電子写真感光体について実験３と同様の評価を行っ
た。その結果、表１０の通り、いずれの電子写真感光体
もすべての評価項目について優れた結果を示した。この
ことからいずれの電子写真感光体も電子写真特性に優れ
たものであることが判った。

【０１０３】

【表１１】

【０１０４】（実施例６）図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に
示す装置構成で、高周波電力５ｋＷに対して、カソード
電極面積に対するパワー密度が３０Ｗ／ｃｍ²、放電空
間体積に対するパワー密度が１Ｗ／ｃｍ³になるように
調整し、基体温度２５０℃、電源周波数１００ＭＨｚ、
高周波電力５ｋＷにおいて表１２の成膜条件で、実施例
１と同様に６個の電子写真感光体を作製した。この時、
感光層である光導電層のＳｉＨ₄流量当たりのパワー密
度は５０Ｗ／ｃｃである。上記の感光層成膜条件は基体
のカソード電極に正対する位置での堆積速度が３０Å／
ｓ以上となる最小流量である。得られたそれぞれの電子
写真感光体について実験３と同様の評価を行った。その
結果、表１０に示す通り、いずれの電子写真感光体もす
べての評価項目について優れた結果を示した。このこと
からいずれの電子写真感光体も電子写真特性に優れたも
のであることが判った。

【０１０５】

【表１２】

【０１０６】（実施例７）基体温度を６０℃とした以
外、実施例３と同様にして６個の電子写真感光体を作製
した。得られたそれぞれの感光体について実験３と同様
の評価を行った。その結果、表１０に示す通り、いずれ
の電子写真感光体も全ての評価項目について優れ結果を
示した。このことからいずれの電子写真感光体も電子写
真特性に優れたものであることが判った。

【０１０７】（実施例８）基体温度を１００℃とした以
外、実施例３と同様にして６個の電子写真感光体を作製
した。得られたそれぞれの感光体について実験３と同様
の評価を行った。その結果、表１０に示す通り、いずれ
の電子写真感光体も全ての評価項目について優れ結果を
示した。このことからいずれの電子写真感光体も電子写
真特性に優れたものであることが判った。

【０１０８】（実施例９）基体温度を４００℃とした以
外、実施例３と同様にして６個の電子写真感光体を作製
した。得られたそれぞれの感光体について実験３と同様
の評価を行った。その結果、表１０に示す通り、いずれ
の電子写真感光体も全ての評価項目について優れ結果を
示した。このことからいずれの電子写真感光体も電子写
真特性に優れたものであることが判った。

【０１０９】（実施例１０）基体温度を３５０℃とした
以外、実施例３と同様にして６個の電子写真感光体を作
製した。得られたそれぞれの感光体について実験３と同
様の評価を行った。その結果、表１０に示す通り、いず
れの電子写真感光体も全ての評価項目について優れ結果
を示した。このことからいずれの電子写真感光体も電子
写真特性に優れたものであることが判った。

【０１１０】

【発明の効果】以上説明したように本発明を構成したの
で、１３．５６ＭＨｚの高周波エネルギーを使用する従
来のＲＦプラズマＣＶＤ法により形成されると同等の高
品質堆積膜を、より高い堆積速度で形成することができ
る。従って、本発明によれば、大面積、高品質の半導体
デバイスを、成膜時のゴミの付着による欠陥を極力抑え
ながら、高い堆積速度で作製することができる。本発明
によれば、特に電子写真特性に優れた大面積堆積膜を安
定して量産することができる。尚、本発明は上述した説
明に限定されるものではなく、本発明の主旨の範囲で適
宜変形して良いものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】マイクロ波プラズマＣＶＤ装置の一例を示す模
式的断面図である。

【図２】ＲＦプラズマＣＶＤ装置の一例を示す模式的断
面図である。

【図３】（Ａ）は本発明の実施に用いるプラズマＣＶＤ
装置の一例を示す模式的側断面図、（Ｂ）は（Ａ）中の
Ｘ−Ｘ線に沿った模式的平面断面図である。

【図４】各電源周波数における放電空間内のプラズマ電
位と放電圧力との関係の一例を示すグラフである。

【図５】各電源周波数における堆積膜の光感度と放電圧
力との関係の一例を示すグラフである。

【図６】１００ＭＨｚの電源周波数において、プラズマ
電位と放電電力との関係の一例を示すグラフである。

【図７】１００ＭＨｚの電源周波数において、光感度と
放電圧力の関係の一例を示すグラフである。

【図８】１００ＭＨｚの電源周波数において、堆積速度
と放電圧力の関係の一例を示すグラフである。

【図９】１００ＭＨｚの電源周波数において、光導電率
及び暗導電率と基体温度との関係の一例を示すグラフで
ある。

【符号の説明】

１００反応容器１００’ 放電空間１０２Ａ、１０２Ｂアースシールド１０３カソード電極１０４Ａ、１０４Ｂ絶縁部材１０５Ａ、１０５Ｂ基体ホルダー１０６基体１０７排気パイプ１０８原料ガス供給系１０９高周波整合回路１１１高周波電源１１６ガス放出パイプ１１７ガス供給パイプ１３１基体回転用シャフト１３２モーター１３３シール部材１３５排気機構１４０基体加熱用ヒーター

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも内部にカソード電極を備えた
反応容器内に減圧下で原料ガスを導入すると共に前記カ
ソード電極に高周波電力を印加して原料ガスのプラズマ
を形成し、被堆積基体上に堆積膜を形成するプラズマＣ
ＶＤ法において、前記カソード電極に印加する高周波電力の周波数を５０
ＭＨｚ乃至３００ＭＨｚとすると共に、前記被堆積基体
に４０ｅＶ以上のエネルギーをもつ原料ガスイオンを入
射させて堆積膜を形成する堆積膜の形成方法。
【請求項２】前記被堆積基体に４０ｅＶ以上のエネル
ギーのイオンを入射させるために、堆積膜形成時の成膜
圧力を３０ｍＴｏｒｒ以下とする請求項１に記載の堆積
膜の形成方法。
【請求項３】前記被堆積基体に入射する原料ガスイオ
ンのエネルギーが５０ｅＶ以上である請求項１に記載の
堆積膜の形成方法。
【請求項４】前記被堆積基体に５０ｅＶ以上のエネル
ギーの原料ガスイオンを入射させるために、堆積膜形成
時の成膜圧力を２０ｍＴｏｒｒ以下とする請求項３に記
載の堆積膜の形成方法。
【請求項５】前記カソード電極の面積が、該カソード
電極に対して実効的にアノード電極として働く被堆積基
体の面積よりも小さい請求項２または請求項４に記載の
堆積膜の形成方法。
【請求項６】前記反応容器内に設けたカソード電極を
中心とする円周上に複数の円筒状基体を配列してその中
央部に放電空間を形成し、前記反応容器内に成膜用の原
料ガスを供給しながら前記カソード電極に高周波電力を
供給することにより前記複数の円筒状基体と前記カソー
ド電極との間にプラズマを発生させると共に、前記円筒
状基体をその円筒軸の周りに回転させて該円筒状基体表
面に堆積膜を形成する請求項１乃至５のいずれかに記載
の堆積膜の形成方法。
【請求項７】前記高周波電力は、前記カソード電極の
単位面積当たり０．３Ｗ／ｃｍ²〜３０Ｗ／ｃｍ²かつ前
記放電空間の体積当たり０．０１Ｗ／ｃｍ³〜１Ｗ／ｃ
ｍ³の範囲で供給される請求項１乃至６のいずれかに記
載の堆積膜の形成方法。
【請求項８】前記基体は、６０℃〜４００℃の温度に
保持される請求項１乃至７のいずれかに記載の堆積膜の
形成方法。
【請求項９】前記基体は、１００℃〜３５０℃の温度
に保持される請求項１乃至７のいずれかに記載の堆積膜
の形成方法。
【請求項１０】前記堆積膜は、少なくとも１種類のＩ
Ｖ族元素を含むアモルファス物質の堆積膜である請求項
１乃至９のいずれかに記載の堆積膜の形成方法。
【請求項１１】前記ＩＶ族元素がシリコンであること
を特徴とする請求項１０に記載の堆積膜の形成方法。
【請求項１２】前記高周波電力は、シリコンを含有す
る原料ガスの供給量当たり１Ｗ／ｃｃ〜５０Ｗ／ｃｃの
範囲で供給される請求項１１に記載の堆積膜の形成方
法。
【請求項１３】前記堆積膜は、電子写真感光体用の膜
である請求項１０乃至１２のいずれかに記載の堆積膜の
形成方法。
【請求項１４】前記カソード電極は前記基体のそれぞ
れから２０ｍｍ乃至２００ｍｍの範囲の距離の位置に設
置される請求項１乃至１３のいずれかに記載の堆積膜の
形成方法。
【請求項１５】前記基体への堆積速度が最大になる位
置での堆積速度が３０Å／秒以上である請求項１乃至１
４のいずれかに記載の堆積膜の形成方法。