JPH09268370A

JPH09268370A - プラズマｃｖｄ装置及びプラズマｃｖｄによる堆積膜形成方法

Info

Publication number: JPH09268370A
Application number: JP8081506A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Yamagami; 敦士山上; Satoshi Takagi; 智高木
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-04-03
Filing date: 1996-04-03
Publication date: 1997-10-14

Abstract

(57)【要約】【課題】大面積の基体上に、複数の円筒状基体の表面
上に該基体の軸方向及び周方向の何れの方向にも、膜厚
が均一且つ均質の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プラズマＣＶＤ装置
及び堆積膜形成方法の提供。【解決手段】減圧可能な反応容器内にプラズマＣＶＤ
原料ガス供給手段、基体保持手段、導電性カソード電極
及び高周波電源を有し、高周波電力をカソード電極に供
給し、保持される基体とカソード電極間にプラズマを発
生させ基体に堆積膜を形成するプラズマＣＶＤ装置の、
高周波電源発振周波数が３０〜６００ＭＨｚで、カソー
ド電極の形状が棒状で且つ該カソード電極の軸方向に亘
って肉厚が実質的に不均一な誘電体カバーが被覆される
プラズマＣＶＤ装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体デバイス、
電子写真用感光体デバイス、画像入力用ラインセンサ
ー、フラットパネルディスプレイ、撮像デバイス、光起
電力デバイス等の製造に用いられるプラズマＣＶＤ装置
及びプラズマＣＶＤによる堆積膜形成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体デバイス等の製造プロセス
においては、プラズマＣＶＤ装置が工業的に実用化され
ている。特に１３．５６ＭＨｚの高周波や２．４５ＧＨ
ｚのマイクロ波を用いたプラズマＣＶＤ装置は基板材
料、堆積膜材料等が導電体、絶縁体に関わらず処理でき
るので広く用いられている。

【０００３】従来のプラズマＣＶＤ装置の一例として、
高周波エネルギーを用いた平行平板型の装置について図
７を参照しながら説明する。反応容器１に絶縁性のカソ
ード電極支持台２を介してカソード電極３が配置されて
いる。カソード電極３の回りには、カソード電極３の側
部と反応容器１との間で放電が発生しないようにアース
シールド４が配置されている。カソード電極３には整合
回路９と高周波電力供給線１０を介して高周波電源１１
が接続されている。カソード電極と平行に配された対向
電極５にはプラズマＣＶＤを行うための平板状の被成膜
基体６が配置され、該被成膜基体６は、基体温度制御手
段（図示せず）により所望する温度に保たれる。

【０００４】この装置を使用した場合のプラズマＣＶＤ
は以下のように行われる。反応容器１を真空排気手段７
によって高真空まで排気した後、ガス供給手段８によっ
て反応ガスを反応容器１内に導入し、所定の圧力に維持
する。高周波電源１１より高周波電力をカソード電極３
に供給してカソード電極と対向電極との間にプラズマを
発生させる。こうすることにより、反応ガスがプラズマ
により分解、励起され被成膜基体６上に堆積膜を形成す
る。高周波エネルギーとしては、１３．５６ＭＨｚのＲ
Ｆエネルギーを用いるのが一般的であるが、放電周波数
が１３．５６ＭＨｚの場合、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間題がある。こうした間題に鑑
みて、周波数が２５〜１５０ＭＨｚ程度の高周波を用い
たプラズマＣＶＤ法についての検討がなされている。

【０００５】例えばＰｌａｓｍａＣｈｅｍｉｓｔｒｙ
ａｎｄＰｌａｓｍａＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，Ｖｏ
１７，Ｎｏ３，（１９８７）ｐ２６７−２７３（以下、
「文献１」と云う）には、平行平板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の高周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。具体的には、文献１には、周波数を２５〜１５０
ＭＨｚの範囲で変化させてａ−Ｓｉ膜の形成を行い、７
０ＭＨｚを使用した場合、膜堆積速度が、２．１ｎｍ／
ｓｅｃと最も大きくなり、これは上述の１３．５６ＭＨ
ｚを用いたプラズマ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。然し
文献１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
ついて全く触れるところはない。更に文献１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何等
の示唆もなされていない。因に文献１には、高周波（１
３．５６ＭＨｚ〜２００ＭＨｚ）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留まっている。

【０００６】上記従来例は平板状の基体を処理するのに
適したプラズマＣＶＤ装置の例であるが、複数の円筒状
基体上に堆積膜を形成するのに適したプラズマＣＶＤ装
置の一例が、特開昭６０−１８６８４９号公報（以下、
「文献２」と云う）に記載されている。文献２には、周
波数２．４５ＧＨｚのマイクロ波エネルギー源を用いた
プラズマＣＶＤ装置及び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。文献２のマイクロ波を用いたプラズマＣＶＤ装置に
おいては、マイクロ波エネルギーを使用することから成
膜時のプラズマ密度が極めて高く、それが故に原料ガス
の分解が急激になされて膜堆積が高速で行われる。こう
したことから、級密な堆積膜の形成を安定して行うのは
極めて難しいという問題がある。

【０００７】次に、文献２のＲＦエネルギー源を用いた
ＲＦプラズマＣＶＤ装置を図面を参照しながら説明す
る。図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すプラズマＣＶＤ装
置は、文献２に記載されているＲＦプラズマＣＶＤ装置
に基づいたプラズマＣＶＤ装置である。尚、図８（ｂ）
は図８（ａ）のＸ−Ｘ断面図である。図８（ａ）及び図
８（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が同心円状
に所定の間隔で配されている。１０６はそれぞれの基体
ホルダー１０５Ａ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、回転できるようにされている。
１０５Ｂは円筒状基体１０６の補助保持部材である。１
０３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、整
合回路１０９を介して高周波電源１１１に接続されてい
る。１３０はカソード電極支持部材である。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。１
０８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に接続される。１３
３はシール部材である。この装置を使用した場合のプラ
ズマＣＶＤは以下のように行われる。反応容器１００を
排気機構１３５によって高真空まで排気した後、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を介して原料ガスを反応容器１００内に導入
し、所定の圧力に維持する。こうしたところで、高周波
電源１１１より高周波電力を整合回路１０９を介してカ
ソード電極１０３に供給してカソード電極と円筒状基体
１０６との間にプラズマを発生させる。こうすることに
より、原料ガスがプラズマにより分解、励起され円筒状
基体１０６上に堆積膜が形成される。

【０００８】図８に示すプラズマＣＶＤ装置を使用すれ
ば、放電空間が円筒状基体１０６で取り囲まれているの
で高い利用効率で原料ガスを使用できるという利点があ
る。ところが、円筒状基体の表面全面に堆積膜を形成す
る場合には、円筒状基体を回転させる必要があり、回転
させることによって実質的な堆積速度が上述した平行平
板型のプラズマＣＶＤ装置を使用した場合の約１／３〜
１／５に低下するという問題がある。即ち、放電空間が
円筒状基体で取り囲まれているため、円筒状基体がカソ
ード電極と正対する位置では平行平板型のプラズマＣＶ
Ｄ装置と同程度の堆積速度で堆積膜が形成されるが、放
電空間に接していない位置ではほとんど堆積膜は形成さ
れないためである。

【０００９】文献２においては、ＲＦエネルギーの具体
的な周波数については言及がなされていない。本願発明
者らが図８に示したプラズマＣＶＤ装置を使用して、Ｒ
Ｆエネルギーとして一般的な１３．５６ＭＨｚ、原料ガ
スとしてＳｉＨ4 を用い、堆積速度は高くなるがポリシ
ラン等の粉体が発生し易い数１００ｍＴｏｒｒの圧力条
件において円筒状基体を回転させて基体の全周全面にア
モルファスシリコン膜を堆積したところ実質的な堆積速
度は高々０．５ｎｍ／ｓであった。図８に示したプラズ
マＣＶＤ装置を用いてアモルファスシリコン膜を感光層
とする電子写真感光体を作製する場合、アモルファスシ
リコン感光層の膜厚は３０μｍ程度必要であるため、前
述した０．５ｎｍ／ｓ程度の堆積速度では膜堆積に１６
時間以上を要し、生産性が非常に悪い。また、図８の装
置においては、ＲＦエネルギーの周波数を３０ＭＨｚ以
上にすると円筒状基体の軸方向に関して不均一なプラズ
マが形成され易く、円筒状基体上に均質な堆積膜を形成
するのは極めて難しいといった間題がある。この点は、
後述の本願発明者らが行った文献２に記載の方法を実施
した試験の結果からして容易に理解される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明の主たる目的
は、従来技術における上述した諸問題点を解消し、大面
積の基体上に膜厚が極めて均一で、且つ均質膜質である
高品質な堆積膜を高速度で形成し、効率よく半導体デバ
イスを形成し得るプラズマＣＶＤ装置及び堆積膜形成方
法を提供することにある。本発明の更なる目的は、複数
の円筒状基体の表面上に該円筒状基体の軸方向、及び周
方向の何れの方向に関しても、膜厚が極めて均一で且つ
均質膜質である高品質な堆積膜を高速度で形成し、効率
良く半導体デバイスを形成し得るプラズマＣＶＤ装置及
び堆積膜形成方法を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成する本
発明のプラズマＣＶＤ装置及び堆積膜形成方法は、以下
に示す通りのものである。即ち、本発明のプラズマＣＶ
Ｄ装置は、減圧可能な反応容器、該反応容器内にプラズ
マＣＶＤの原料ガスを供給する原料ガス供給手段、該反
応容器内に配された基体保持手段と導電性のカソード電
極、及び高周波電源を有し、該高周波電源で発生させた
高周波電力を前記カソード電極に供給し、前記基体保持
手段により保持される基体とカソード電極との間にプラ
ズマを発生させて基体に堆積膜を形成するプラズマＣＶ
Ｄ装置において、前記高周波電源の発振周波数が３０〜
６００ＭＨｚの範囲にあり、前記カソード電極の形状が
棒状であり、且つ該カソード電極にカソード電極の軸方
向に亘って肉厚が実質的に不均一である誘電体カバーが
被覆されてなることを特徴とするプラズマＣＶＤ装置で
あって、以下のような特徴を含むものである。

【００１２】即ち、（１）前記カソード電極に複数の
段差があること、（２）前記基体が円筒状基体であ
り、前記反応容器内に配されたカソード電極の周囲に複
数の円筒状基体の中心軸が実質的に同一円周上に立設す
るように配列し、カソード電極と複数の円筒状基体との
間にプラズマを発生させて円筒状基体を回転させながら
円筒状基体の表面上に堆積膜を形成すること、（３）
前記基体が円筒状基体であり、円筒状基体の周囲に複数
のカソード電極を配列し、カソード電極と円筒状基体と
の間にプラズマを発生させて円筒状基体の表面上に堆積
膜を形成すること、（４）前記基体が円筒状基体であ
り、円筒状基体の周囲に複数のカソード電極を配列し、
カソード電極と円筒状基体との間にプラズマを発生させ
て、円筒状基体を回転させながら円筒状基体の表面上に
堆積膜を形成すること、（５）前記基体が平板状基体
であり、平板状基体に対して平行に単数又は複数のカソ
ード電極を配列し、カソード電極と平板状基体との間に
プラズマを発生させて平板状基体の表面上に堆積膜を形
成すること、（６）前記基体が成膜時に保持ロールよ
り送り出され、巻き取りロールにより巻き取られるシー
ト状基体であり、シート状基体に対して平行に単数又は
複数のカソード電極を配列し、カソード電極とシート状
基体との間にプラズマを発生させてシート状基体の表面
上に堆積膜を形成すること、（７）前記高周波電源の
発振周波数は、６０〜３００ＭＨｚの範囲にあること等
々である。

【００１３】また本発明のプラズマＣＶＤによる堆積膜
形成方法は、実質的に減圧可能な反応容器内に、減圧下
で原料ガスを導入し該容器内のカソード電極に高周波電
力を印加して高周波放電によりプラズマを生成し、基体
保持手段により保持された基体上に堆積膜を形成するプ
ラズマＣＶＤにより堆積膜を形成する方法において、前
記カソード電極に印加する高周波電力の周波数を３０〜
６００ＭＨｚの範囲内とし、カソード電極の形状を棒状
として、且つ該カソード電極にカソード電極の軸方向に
亘って肉厚が不均一となるよう誘電体カバーを被覆する
ことを特徴とする、プラズマＣＶＤによる堆積膜形成方
法であって、以下のような特徴を含むものである。

【００１４】即ち、（１）前記基体が円筒状基体であ
り、前記反応容器内に配されたカソード電極の周囲に複
数の円筒状基体の中心軸が実質的に同一円周上に立設す
るように配列し、カソード電極と複数の円筒状基体との
間にプラズマを発生させて円筒状基体を回転させながら
円筒状基体の表面上に堆積膜を形成すること、（２）
前記基体が円筒状基体であり、円筒状基体の周囲に複数
のカソード電極を配列し、カソード電極と円筒状基体と
の間にプラズマを発生させて円筒状基体の表面上に堆積
膜を形成すること、（３）円筒状基体を回転させなが
ら円筒状基体の表面上に堆積膜を形成すること、（４）
前記基体が平板状基体であり、平板状基体に対して平
行に単数又は複数のカソード電極を配列し、カソード電
極と平板状基体との間にプラズマを発生させて平板状基
体の表面上に堆積膜を形成すること、（５）前記基体
が成膜時に保持ロールより送り出され、巻き取りロール
により巻き取られるシート状基体であり、シート状基体
に対して平行に単数又は複数のカソード電極を配列し、
カソード電極とシート状基体との間にプラズマを発生さ
せてシート状基体の表面上に堆積膜を形成すること、
（６）前記カソード電極に印加する高周波電力の周波
数が６０〜３００ＭＨｚの範囲にあること、（７）前
記堆積膜は、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であること、（８）前記IV族元素
がシリコンであること、（９）前記堆積膜は、電子写
真感光体用のものであること、等々である。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明によれば、大面積の基体上
に膜厚が極めて均一で且つ均質膜質である高品質な堆積
膜を高速度で形成することができる。本願発明者らは、
従来のプラズマＣＶＤ技術における上述した間題を解決
し、上述した本発明の目的を達成すべく下述する試験を
行った。本発明は、該試験を介して得られた知見に基づ
いて完成したものである。

【００１６】（試験１）上述した文献２（特開昭６０−
１８６８４９号公報）に記載されたＲＦエネルギー源を
用いたＲＦプラズマＣＶＤ技術に基づいて試験を行っ
た。即ち、図８のプラズマＣＶＤ装置において種々の周
波数の高周波電源を用いて円筒状基体の全周全面にアモ
ルファスシリコン膜を作製した。それぞれのアモルファ
スシリコン膜の作製において、高周波電源の周波数が堆
積膜の膜質及び膜質分布、堆積速度及び堆積速度分布に
及ぼす影響について観察した。当初文献１に示すような
０．２Ｔｏｒｒ程度の圧力条件での試験を行ったがポリ
シラン等の粉体の発生が顕著なため、５０ｍＴｏｒｒ以
下の圧力において以下の手順で試験を行った。

【００１７】本試験では、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
ごとに６本ずっ反応容器１００内に設置して基体は回転
させながら成膜試験を行った。カソード電極１０３に
は、Ａｌ製の直径３０ｍｍ、長さ４５０ｍｍ、の円柱状
のものを用いた。膜質の評価用として、電気特性を評価
するためのＣｒ製の２５０μｍギャップの櫛形電極を蒸
着したコーニング＃７０５９ガラス基板を電気特性評価
基板として６本のうちの１本の円筒状基体表面上の軸方
向の長さ３５８ｍｍに亘って設置し、以下の手順で試験
を行った。

【００１８】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^-6Ｔｏｒ
ｒ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。次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５００ｓ
ｃｃｍの流量で反応容器１００内に導入し、該反応容器
内を５０ｍＴｏｒｒ、２５ｍＴｏｒｒ、５ｍＴｏｒｒの
３条件の圧力に調整した。こうしたところで、各圧力条
件において高周波電源１１１により周波数１３．５６〜
６５０ＭＨｚの高周波を１ＫＷ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
が与えられるよう、所定の高周波電源を用いた。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。かくして円筒状基体１０６上及び前記の電気特性
評価基板上にアモルファスシリコン膜が形成された。

【００１９】膜質及び膜質分布は電気特性評価基板の上
端から下端までに亘って約２０ｍｍおきの１８箇所の位
置で光感度（（光導電率σｐ）／（暗導電率σｄ））を
測定することにより評価した。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てい
る。

【００２０】本願発明者らのこれまでの電子写真感光体
作製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。然し、近年における画像の高コントラスト化
の要請により、上述の光感度が１０４以上のものが必須
になってきており、更に近い将来１０６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
回の試験では光感度の値を下記の基準で評価した。

【００２１】堆積速度及び堆積速度分布の評価は、ａ−Ｓｉ膜を形成
した円筒状基体５本の内１本の軸方向に亘って上述した
光感度の測定位置と同様に約２０ｍｍおきの１８箇所に
っいて渦電流式膜厚計（Ｋｅｔｔ科学研究所製）を使用
して膜厚を測定することにより評価した。堆積速度は１
８箇所における膜厚に基づいて算出し、得られた値の平
均値を平均堆積速度とした。堆積速度分布の評価は次の
ようにして行った。即ち、軸方向の堆積速度分布につい
ては、軸方向１８箇所における堆積速度の最大値と最小
値との差を求め、該差を１８箇所の平均堆積速度で割
り、堆積速度分布［（最大値一最小値）／平均値］を求
め、これを軸方向の堆積速度分布として百分率で表し
た。

【００２２】５０ｍＴｏｒｒ、２５ｍＴｏｒｒ、５ｍＴ
ｏｒｒの圧力条件で成膜した試料の光感度のそれぞれの
評価結果を表１、表２、及び表３に、堆積速度の評価結
果を、表４、表５、及び表６に示す。１３．５６ＭＨｚ
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、５０ｍＴｏｒｒの圧力条件で成膜したものは膜質及
び堆積速度とも比較的均一であるが平均堆積速度が０．
１５ｎｍ／ｓと非常に遅いものであり、２５ｍＴｏｒｒ
以下の圧力条件では放電を生起させることができなかっ
た。

【００２３】３０ＭＨｚ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、５０ｍＴｏｒｒ、２５ｍＴｏ
ｒｒの圧力条件で成膜したものは円筒状基体の上部位置
で光感度の低下が見られ、平均堆積速度は１３．５６Ｍ
Ｈｚの３倍程度に増加したが、堆積速度分布に悪化が見
られた。また、５ｍＴｏｒｒの圧力条件では放電を生起
させることができなかった。

【００２４】６０〜３００ＭＨｚの範囲の周波数を持つ
高周波エネルギーによる試料においては、円筒状基体の
中央上部位置から中央下部位置において光感度の低下が
見られ、光感度が低下しない位置では、圧力の低下に伴
い光感度が向上する傾向が見られた。平均堆積速度は１
３．５６ＭＨｚの７〜１２倍程度に増加したが、堆積速
度分布に悪化が見られた。

【００２５】４００〜６００ＭＨｚの範囲の周波数をも
つ高周波エネルギーによる試料においては、円筒状基体
の複数の位置において光感度の低下が見られ、光感度が
低下しない位置では、圧力の低下に伴い光感度が向上す
る傾向が見られた。平均堆積速度は１３．５６ＭＨｚの
４〜６倍程度に増加したが、堆積速度分布に悪化が見ら
れた。

【００２６】６５０ＭＨｚの放電条件においては、全て
の圧力条件で放電が断続的になり、評価用の成膜試料を
作製できなかった。

【００２７】以上の試験結果から、ＲＦエネルギーの周
波数を３０ＭＨｚ以上にすると、気相反応が起こり難い
高真空領域での放電が可能となり非常に優れた膜特性を
得ることができ、堆積速度も１３．５６ＭＨｚに比べて
向上するが、膜質分布及び、堆積速度分布は悪化するこ
とが判った。

【００２８】本願発明者らは、ＲＦエネルギーの周波数
を３０ＭＨｚ以上にすると偏在的に膜質が悪化する原因
を解明すべく鋭意検討を行った。その結果、プラズマ電
位分布と偏在的な膜質悪化に強い相関があることが判明
した。即ち、円筒状基体の軸方向に亘ってラングミュア
プローブ法によりプラズマ電位を測定したところ、偏在
的に膜質が悪化する位置に対応する箇所においてプラズ
マ電位の低下が見られた。

【００２９】これらの検討結果から、膜質分布及び堆積
速度分布の悪化は、カソード電極上に発生する定在波に
起因するものと推察された。一般に、カソード電極と対
向電極問に高周波電力を印加することによってプラズマ
を生成する場合、電極に印加した高周波電力の周波数と
電極の大きさとの関係から、電極上に無視できない定在
波が発生する場合がある。即ち、高周波電力の周波数が
高くなる場合やカソード電極の面積が大きくなる場合に
定在波が発生し易くなり、この定在波が大きいと、カソ
ード電極内での電界分布が悪くなり、電極間のプラズマ
密度、プラズマ電位、電子温度等のプラズマ分布が乱
れ、プラズマＣＶＤの成膜品質に悪影響を及ぼす。

【００３０】上述した試験においては、カソード電極の
先端でカソード電極上に反射波が発生し、入射波との干
渉により３０ＭＨｚ以上の周波数において膜質、堆積速
度に影響を与える定在波が発生したものと考えられる。
特に、定在波の節の位置では電界が弱くなり、高周波電
力がプラズマに吸収され難くなり偏在的なプラズマ電位
の低下を引き起こして偏在的に膜質が悪化したものと考
えられる。また、４００〜６００ＭＨｚの周波数におい
ては、複数の位置に定在波の節が発生したものと考えら
れる。

【００３１】本願発明者らは、これらの試験結果及び考
察に基づいて、ＲＦエネルギーの周波数が高くなると発
生し易い膜質分布及び膜厚分布の悪化を防止すべくカソ
ード電極の形状及び構成を検討した。その結果、棒状の
カソード電極にカソード電極の軸方向に亘って肉厚が不
均一な誘電体カバーを被覆すればよいことを見いだし
た。

【００３２】即ち、カソード電極上の電界分布が不均一
になっている場合、電界の強い箇所には肉厚が厚い誘電
体カバーをカソード電極に被覆し、電界の弱い箇所には
肉厚が薄い誘電体カバーをカソード電極に被覆すること
によりプラズマ中の電界分布を均一化できることであ
る。例えば、図２（ａ）において円柱形状のカソード電
極１０３のＡ−Ａの位置に定在波の節が発生していると
考えられる場合、図２（ｂ）に示すように、複数の段差
が付いたカソード電極１０３にＡ−Ａの位置付近の肉厚
が薄い誘電体カバー１０４を被覆すればよい。こうする
ことにより、肉厚が薄い誘電体カバーが被覆された箇所
においては、カソード電極とプラズマとの間隔が他の箇
所よりも狭くなるので高周波電力がプラズマに吸収され
易くなり、プラズマ中の電界分布を均一化できる。

【００３３】本発明は以上の検討結果を基礎として完成
するに至ったものである。以下、図面を参照しながら本
発明を説明する。図１（ａ）及び図１（ｂ）に示したプ
ラズマＣＶＤ装置は本発明のプラズマＣＶＤ装置の一例
を示すものである。尚、図１（ａ）は図１（ｂ）のＸ−
Ｘ断面図である。図１（ａ）及び図１（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が同心円状に所定の間隔で配さ
れている。１０６はそれぞれの基体ホルダー１０５Ａ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、回転できるようにされている。１０５Ｂは円筒状基
体１０６の補助保持部材である。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、整合回路１０９を介し
て高周波電源１１１に接続されている。カソード電極１
０３には段差が付いて肉厚がカソード電極の軸方向に亘
って不均一になっている誘電体カバー１０４が被覆され
ている。１３０はカソード電極支持部材である。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。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
る。１３３はシール部材である。

【００３４】この装置を使用した場合のプラズマＣＶＤ
は以下のように行われる。反応容器１００を排気機構１
３５によって高真空まで排気した後、ガス供給手段１０
８からガス供給パイプ１１７及びガス放出パイプ１１６
を介して原料ガスを反応容器１００内に導人し、所定の
圧力に維持する。こうしたところで、高周波電源１１１
より高周波電力を整合回路１０９を介してカソード電極
１０３に供給してカソード電極と円筒状基体１０６との
間にプラズマを発生させる。こうすることにより、原料
ガスがプラズマにより分解、励起され円筒状基体１０６
上に堆積膜が形成される。

【００３５】本発明において、カソード電極部の構成
は、図２（ｂ）に一例を示したが、図２（ｃ）に示すよ
うにカソード電極の形状は単純な円柱形状であって、誘
電体カバー１０４の外側面の中央部に凹部を設けその部
分の肉厚を薄くしたものでもよい。また、図２（ｄ）に
示すように誘電体カバー１０４の肉厚はカソード電極１
０３の軸方向に亘って徐々に変化しているものでもよ
い。また、誘電体カバーの肉厚が薄くなる部分の位置と
数は使用する高周波電源の周波数とカソード電極１０３
の軸方向の長さを考慮して任意に選択することができ
る。即ち、カソード電極上の複数の位置に定在波の節が
発生していると考えられる場合には、定在波の複数の節
と考えられる位置付近の誘電体カバーの肉厚を薄くすれ
ばよい。

【００３６】本発明において、誘電体カバー１０４に使
用する誘電体材料は任意の公知のものを選択できるが、
誘電損の小さい材料が好ましく、誘電正接が０．０１以
下であるものが好ましく、より好ましくは０．００１以
下がよい。高分子誘電体材料ではポリ四フッ化エチレ
ン、ポリ三フッ化塩化エチレン、ポリフッ化エチレンプ
ロピレン、ポリイミド等が好ましく、ガラス材料では、
石英ガラス、ホウケイ酸ガラス等が好ましく、磁器材料
では窒化ホウ素、窒化シリコン、窒化アルミニウム等や
酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化ケイ素等の
元素酸化物の中の単数又は複数の元素酸化物を主成分と
する磁器が好ましい。

【００３７】本発明において、カソード電極の形状は円
柱状、円筒状、多角柱状等の棒状のものが好ましい。ま
た本発明において、高周波電源の周波数は好ましくは３
０〜６００ＭＨｚ、更に好適には６０〜３００ＭＨｚの
範囲とするのが望ましい。

【００３８】本発明において、装置構成は図４に示すよ
うに円筒状基体１０６の周囲に複数のカソード電極１０
３を配置したものでもよい。こうすることにより、成膜
時には常時、円筒状基体の全周表面をプラズマに曝すこ
とができるので堆積速度を大幅に向上することが可能と
なり生産性を大幅に向上できる。更に、カソード電極の
本数や配置箇所を最適化すれば円筒状基体を回転させな
くても均一な堆積膜を基体全周表面に形成することが可
能となり、回転機構が不要となるので装置構成を簡略化
できる。また、円筒状基体を回転させることにより更に
極めて均一な堆積膜を形成できることは言うまでもな
い。

【００３９】本発明において、装置構成は図５に示すよ
うに平板状基体２０６に対して平行に複数のカソード電
極１０３を配置したものでもよい。こうすることによ
り、大面積の平板状基体上に膜厚が極めて均一で且つ均
質膜質である高品質な堆積膜を高速度で形成することが
できる。

【００４０】本発明において、装置構成は図６に示すよ
うに成膜時に保持ロール１５０より送り出され、巻き取
りロール１５１に巻き取られるシート状基体３０６に対
して平行に単数又は複数のカソード電極１０３を配置し
たものでもよい。こうすることにより、大面積のシート
状基体上に膜厚が極めて均一で且つ均質膜質である高品
質な堆積膜を高速度で形成することができる。

【００４１】本発明のプラズマＣＶＤ装置を使用するに
際して、使用するガスについては、形成する堆積膜の種
類に応じて公知の成膜に寄与する原料ガスを適宜選択使
用される。例えば、ａ−Ｓｉ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又はそれらの混合ガスが挙
げられる。何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。

【００４２】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又はこれ
らの混合ガス等が挙げられる。

【００４３】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
ーピングガスとしては、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。
堆積膜形成時の基体温度は、適宜設定できるが、アモル
ファスシリコシ系の堆積膜を形成する場合には、好まし
くは６０〜４００゜Ｃ、より好ましくは１００〜３５０
℃とするのが望ましい。

【００４４】

【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、本発明がこれらによって何ら限定される
ものではない。

【００４５】［実施例１］図１（ａ）に示した装置の高
周波電源１１１として周波数３０〜６００ＭＨｚの電源
を接続した装置を使用し、カソード電極の構成は図３
（ａ）、図３（ｂ）に示すように長さ４５０ｍｍ、直径
３０ｍｍのＡｌ製の円柱状カソード電極１０３に外側面
に単数又は複数の凹部の付いたアルミナセラミノクス製
の誘電体カバー１０４を覆ったものとし、他の成膜条件
は表７に示すように上述した試験１と同様にし、成膜手
順も試験１と同様にして、円筒状基体１０６上及び電気
特性評価基板上にアモルファスシリコン膜を形成した。

【００４６】尚、誘電体カバー１０４には、表１、表
２、表３に示した試験結果を参考にして、凹部の付いた
誘電体カバーが設置されていない従来の装置形態で成膜
した場合に膜質が偏在的に悪化する箇所の中心付近にそ
れぞれ深さが約８ｍｍ、長さが約５０〜１００ｍｍの凹
部を設け、カソード電極の軸方向に亘って肉厚が不均一
なものとした。このようにして形成したアモルファスシ
リコン膜の膜質及び膜質分布、堆積速度及び堆積速度分
布を試験１と同様の評価方法で評価をした。５０ｍＴｏ
ｒｒ、２５ｍＴｏｒｒ、５ｍＴｏｒｒの圧力条件で成膜
した試料の光感度のそれぞれの評価結果を表８、表９、
表１０に、堆積速度の評価結果を表１１、表１２、表１
３に示す。

【００４７】３０ＭＨｚ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、５０ｍＴｏｒｒの圧力条件で
成膜したものは全ての試料において光感度が８×１０³
〜２×１０⁴の範囲にあり実用上問題なしであった。平
均堆積速度は０．５ｎｍ／ｓであり、堆積速度分布は６
％であった。２５ｍＴｏｒｒの圧力条件で成膜したもの
は全ての試料において光感度が１×１０⁴〜３×１０⁴
の範囲にあり良好な膜特性であった。平均堆積速度は
０．５ｎｍ／ｓであり堆積速度分布は６％であった。ま
た、５ｍＴｏｒｒの圧力条件では放電を生起させること
ができなかった。

【００４８】６０〜３００ＭＨｚ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、５０ｍＴｏｒｒの圧
力条件で成膜したものは、全ての試料において光感度
が、１×１０⁴〜３×１０⁴の範囲にあり良好な膜特性
であった。平均堆積速度は、１〜１．８ｎｍ／ｓであり
堆積速度分布は４〜６％であった。２５ｍＴｏｒｒの圧
力条件で成膜したものは、全ての試料において、光感度
が４×１０⁴〜８×１０ ⁴であり良好な膜特性であっ
た。平均堆積速度は、０．９〜２．０ｎｍ／ｓであり堆
積速度分布は４〜５％であった。５ｍＴｏｒｒの圧力条
件で成膜したものはすべての試料において、光感度が１
×１０⁵〜５×１０⁵であり非常に優れた膜特性であっ
た。平均堆積速度は１．０〜１．７ｎｍ／ｓであり、堆
積速度分布は４％であった。

【００４９】４００〜６００ＭＨｚ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、５０ｍＴｏｒｒの
圧力条件で成膜したものは全ての試料において光感度が
７×１０³〜１×１０⁴の範囲にあり実用上問題なしの
膜特性であった。平均堆積速度は０．６〜０．７ｎｍ／
ｓであり堆積速度分布は６〜８％であった。２５ｍＴ０
ｒｒの圧力条件で成膜したものは全ての試料において光
感度が１×１０⁴〜３×１０⁴であり良好な膜特性であ
った。平均堆積速度は０．６〜０．７ｎｍ／ｓであり堆
積速度分布は６〜８％であった。５ｍＴｏｒｒの圧力条
件で成膜したものはすべての試料において光感度が５×
１０⁴〜８×１０⁴であり良好な膜特性であった。平均
堆積速度は０．５〜０．７ｎｍ／ｓであり、堆積速度分
布は６〜７％であった。

【００５０】［実施例２］図１（ａ）の装置を用い、実
施例１で光感度１０⁵以上の値が得られた条件、即ち、
圧力条件５ｍＴｏｒｒ、電源周波数６０ＭＨｚ、１００
ＭＨｚ、２００ＭＨｚ、３００ＭＨｚの各々の条件で電
子写真感光体を作製した。尚、誘電体カバー１０４は各
々の電源周波数に対して実施例１の５ｍＴｏｒｒの圧力
条件で用いたものと同様の形状のアルミナセラミックス
製のものを用いた。

【００５１】電子写真感光体は、表１４に示す成膜条件
で６本のＡｌ製の円筒状基体上に、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。各々の電
源周波数の条件で得られた試料について、帯電能、画像
濃度、画像欠陥について評価した。その結果、何れの電
子写真感光体もこれらの評価項目について電子写真感光
体全面に亘って非常に優れた結果を示した。このことか
ら何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。

【００５２】［実施例３］図４に示した装置を用い、直
径１０８ｍｍ、長さ３５８ｍｍ、厚さ５ｍｍの６本のＡ
ｌ製円筒状基体１０６を反応容器１００内に配置して基
体は回転させずに成膜を行った。カソード電極の構成は
図３（ｃ）に示すように軸方向中央部付近に高さ約１０
ｍｍ、長さ約７０ｍｍの凸部の付いたＡｌ製の長さ４５
０ｍｍの円柱状のカソード電極１０３の外径の小さい箇
所を肉厚約１０ｍｍの石英製の誘電体カバー１０４
（Ａ）、１０４（Ｂ）で覆い、更に全体を肉厚約１ｍｍ
の石英製の誘電体カバー１０４（Ｄ）で覆い、実質的に
カソード電極１０３の軸方向に亘って肉厚が不均一な誘
電体カバーを覆ったものを用い、図４に示すように７本
のカソード電極を反応容器に配置した。高周波電源の周
波数は１００ＭＨｚのものを用い、表１５に示す成膜条
件で６本の円筒状基体上にアモルファスシリコン膜を形
成し、以下の手順で堆積速度及び堆積速度分布の評価を
行った。

【００５３】アモルファスシリコン膜を形成した円筒状
基体６本の内１本の軸方向に約２０ｍｍおきに線を引
き、周方向に約３２ｍｍおきに線を引いた場合の交点１
８０箇所について、試験１で用いた渦電流式膜厚計を使
用して膜厚を測定し各測定箇所における堆積速度を算出
し、得られた値の平均値を平均堆積速度とした。得られ
た平均堆積速度は７．２ｎｍ／ｓであった。軸方向の堆
積速度分布は、軸方向１列の測定点１８箇所における堆
積速度の最大値と最小値との差を求め、該差を１８箇所
の平均堆積速度で割り、１列当たりの堆積速度分布を求
めた。次いで他の９列についても同様に１列当たりの堆
積速度分布を求め、得られた１０列の堆積速度分布の平
均値を算出し、これを、軸方向の堆積速度分布として百
分率で表した。軸方向の堆積速度分布は５％であった。

【００５４】周方向の堆積速度分布は、周方向１列の測
定点１０箇所における堆積速度の最大値と最小値との差
を求め、該差を１０箇所の平均堆積速度で割り、１列当
たりの堆積速度分布を求めた。次いで他の１７列につい
ても同様に１列当たりの堆積速度分布を求め、得られた
１８列の堆積速度分布の平均値を算出し、これを、周方
向の堆積速度分布として百分率で表した。周方向の堆積
速度分布は９％であった。

【００５５】［実施例４］実施例３で用いた同一の装置
構成で、電子写真感光体を作製した。電子写真感光体
は、表１６に示す成膜条件で６本のＡｌ製の円筒状基体
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。得られた試料について、帯電能、画像
濃度、画像欠陥について評価した。その結果、何れの電
子写真感光体もこれらの評価項目について電子写具感光
体全面に亘って非常に優れた結果を示した。このことか
ら何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。

【００５６】［実施例５］成膜時に基体を回転させるこ
と以外、実施例３と同様にして６本の円筒状基体上にア
モルファスシリコン膜を形成した。実施例３と同様にし
て、堆積速度及び堆積速度分布を評価したところ、平均
堆積速度は７．２ｎｍ／ｓであり、軸方向の堆積速度分
布は５％であり、周方向の堆積速度分布は３％であっ
た。

【００５７】［実施例６］成膜時に基体を回転させるに
と以外、実施例４と同様にして電子写真感光体を作製し
た。電子写真感光体は、表１６に示す成膜条件で６本の
Ａｌ製の円筒状基体上に、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。得られた試料につ
いて、帯電能、画像濃度、画像欠陥について評価した。
その結果、何れの電子写真感光体もこれらの評価項目に
ついて電子写真感光体全面に亘って非常に優れた結果を
示した。このことから何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。

【００５８】［実施例７］図５に示した装置を用い、縦
５００ｍｍ、横５００ｍｍ、厚さ１ｍｍのガラス製の平
板状基体を反応容器に配置して成膜を行った。図３
（ｄ）に示すように軸方向中央部付近に高さ約５ｍｍ、
長さ約１００ｍｍの凸部の付いたＳＵＳ製の長さ５５０
ｍｍの円柱状のカソード電極１０３の外径の小さい箇所
を肉厚約５ｍｍの石英製の誘電体カバー１０４（Ａ）、
１０４（Ｂ）で覆い、更に全体を肉厚約１ｍｍのアルミ
ナセラミックス製の誘電体カバー１０４（Ｄ）で覆い、
実質的にカソード電極１０３の軸方向に亘って肉厚が不
均一な誘電体カバーを覆ったものを用い、図５に示すよ
うに５本のカソード電極を反応容器に配置した。高周波
電源の周波数は２５０ＭＨｚのものを用い、表１７に示
す成膜条件で平板状基体上にアモルファスシリコン膜を
形成し、以下の手順で堆積速度及び堆速度分布を評価し
た。アモルファスシリコン膜を形成した平板状基体縦方
向に約３０ｍｍおきに線を引き、横方向にも約３０ｍｍ
おきに線を引いた場合の交点２５６箇所について試験１
で用いた渦電流式膜厚計を使用して膜厚を測定し各測定
箇所における堆積速度を算出し、得られた値の平均値を
平均堆積速度とした。

【００５９】得られた平均堆積速度は６．５ｎｍ／ｓで
あった。堆積速度分布は、測定点２５６箇所における堆
積速度の最大値と最小値との差を求め、該差を平均堆積
速度で割り堆積速度分布として１００分率で表した。得
られた堆積速度分布は８％であった。

【００６０】［比較例１］カソード電極としてＳＵＳ製
の長さ５５０ｍｍ、直径３０ｍｍの単純な円柱形状のも
のを用いること以外、実施例７と同様にして平板状基体
上にアモルファスシリコン膜を形成した。堆積速度及び
堆積速度分布を評価したところ、平均堆積速度は６．３
ｎｍ／ｓであり、堆積速度分布は４５％であった。

【００６１】［比較例２］図７に示した従来の平行平板
型の装置を用い、縦５００ｍｍ、横５００ｍｍ、厚さ１
ｍｍのガラス製の平板状基体を対向電極５に配置して、
表１８に示す成膜条件で平板状基体上にアモルファスシ
リコン膜を形成し、実施例７と同様の手順で堆積速度及
び堆積速度分布を評価したところ、平均堆積速度は３．
５ｎｍ／ｓであり、堆積速度分布は８５％であった。

【００６２】［実施例８］図６に示した装置を用い、幅
５００ｍｍ、厚さ０．１ｍｍのステンレス製のシート状
基体３０６を反応容器に配置して巻き取りロール１５１
に巻き取りながら成膜を行った。カソード電極の構成は
図３（ｅ）に示すように２箇所の位置に高さ約５ｍｍ、
長さ約１００ｍｍの凸部の付いたアルミ製の長さ５５０
ｍｍの円柱状のカソード電極１０３の外径の小さい箇所
を肉厚約５ｍｍのアルミナセラミックス製の誘電体カバ
ー１０４（Ａ）、１０４（Ｂ）、１０４（Ｃ）で覆い、
更に全体を肉厚約１ｍｍのアルミナセラミックス製の誘
電体カバー１０４（Ｄ）で覆い、実質的にカソード電極
１０３の軸方向に亘って肉厚が不均一な誘電体カバーを
覆ったものを用い、１本のカソード電極を反応容器に配
置した。

【００６３】高周波電源の周波数は５５０ＭＨｚのもの
を用い、表１９に示す成膜条件でシート状基体上にアモ
ルファスシリコン膜を形成し、長さ５００ｍｍのシート
状基体を切り出して実施例７と同様の手順で堆積速度及
び堆速度分布を評価した。得られた平均堆積速度は４．
５ｎｍ／ｓであり、堆積速度分布は５％であった。

【００６４】

【表１】

【００６５】

【表２】

【００６６】

【表３】

【００６７】

【表４】

【００６８】

【表５】

【００６９】

【表６】

【００７０】

【表７】

【００７１】

【表８】

【００７２】

【表９】

【００７３】

【表１０】

【００７４】

【表１１】

【００７５】

【表１２】

【００７６】

【表１３】

【００７７】

【表１４】

【００７８】

【表１５】

【００７９】

【表１６】

【００８０】

【表１７】

【００８１】

【表１８】

【００８２】

【表１９】

【００８３】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明により種々の
形状の大面積基体、即ち円筒状基体、平板状基体、シー
ト状基体等に膜厚が極めて均一で且っ均質膜質である高
品質な堆積膜を高速度で形成することができる。従っ
て、本発明による大面積高品質の半導体デバイスを効率
的に作製することができる。更に、本発明によって、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。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のプラズマＣＶＤ装置の１例を示す模式
図（但し（ｂ）は、（ａ）図中Ｘ−Ｘに沿った平面断面
図）。

【図２】本発明のプラズマＣＶＤ装置に用いるカソード
電極の構成を示す模式説明図。

【図３】本発明のプラズマＣＶＤ装置に好適なカソード
電極部の構成例を示す模式図。

【図４】本発明のプラズマＣＶＤ装置の１例を示す模式
断面図。

【図５】本発明のプラズマＣＶＤ装置の１例を示す模式
斜視図。

【図６】本発明のプラズマＣＶＤ装置の１例を示す模式
斜視図。

【図７】従来のプラズマＣＶＤ装置の構成の１例を示す
模式説明図。

【図８】従来のプラズマＣＶＤ装置の構成の１例を示す
模式図（但し（ｂ）は、（ａ）図中Ｘ−Ｘに沿った平面
断面図）。

【符号の説明】

１反応容器２カソード電極支持台３カソード電極４アースシールド５対向電極６被成膜基体７真空排気手段８ガス供給手段９整合回路１０高周波電力供給線１１高周波電源１００反応容器１０３カソード電極１０４誘電体カバー１０５Ａ基体ホルダー１０５Ｂ補助保持部材１０６円筒状基体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１３０カソード電極支持部材１３１基体回転用シャフト１３２モーター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１５０保持ロール１５１巻き取りロール２０６平板状基体３０６シート状基体

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０３Ｇ 5/08 １０５Ｇ０３Ｇ 5/08 １０５Ｈ０１Ｌ 21/205 Ｈ０１Ｌ 21/205 21/31 21/31 Ｃ 31/04 31/04 Ｖ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】減圧可能な反応容器、該反応容器内にプ
ラズマＣＶＤの原料ガスを供給する原料ガス供給手段、
該反応容器内に配された基体保持手段と導電性のカソー
ド電極、及び高周波電源を有し、該高周波電源で発生さ
せた高周波電力を前記カソード電極に供給し、前記基体
保持手段により保持される基体とカソード電極との間に
プラズマを発生させて基体に堆積膜を形成するプラズマ
ＣＶＤ装置において、前記高周波電源の発振周波数が３
０〜６００ＭＨｚの範囲にあり、前記カソード電極の形
状が棒状であり、且つ該カソード電極にカソード電極の
軸方向に亘って肉厚が実質的に不均一である誘電体カバ
ーが被覆されてなることを特徴とするプラズマＣＶＤ装
置。
【請求項２】前記カソード電極が複数の段差を有する
ことを特徴とする、請求項１記載のプラズマＣＶＤ装
置。
【請求項３】前記基体が円筒状基体であり、前記反応
容器内に配されたカソード電極の周囲に複数の円筒状基
体の中心軸が実質的に同一円周上に立設するように配列
され、前記カソード電極と複数の円筒状基体との間にプ
ラズマを発生させて円筒状基体を回転させながら該円筒
状基体の表面上に堆積膜が形成されてなることを特徴と
する、請求項１又は２記載のプラズマＣＶＤ装置。
【請求項４】前記基体が円筒状基体であり、該円筒状
基体の周囲に複数のカソード電極を配列し、該カソード
電極と円筒状基体との間にプラズマを発生させて円筒状
基体の表面上に堆積膜が形成されてなることを特徴とす
る、請求項１又は２記載のプラズマＣＶＤ装置。
【請求項５】前記円筒状基体を回転させながら該円筒
状基体の表面上に堆積膜が形成されてなることを特徴と
する、請求項４記載のプラズマＣＶＤ装置。
【請求項６】前記基体が平板状基体であり、該平板状
基体に対して平行に単数又は複数のカソード電極を配列
し、該カソード電極と平板状基体との間にプラズマを発
生させて平板状基体の表面上に堆積膜が形成されてなる
ことを特徴とする、請求項１又は２記載のプラズマＣＶ
Ｄ装置。
【請求項７】前記基体が成膜時に保持ロールより送り
出され、巻き取りロールにより巻き取られるシート状基
体であり、該シート状基体に対して平行に単数又は複数
のカソード電極を配列し、該カソード電極とシート状基
体との間にプラズマを発生させてシート状基体の表面上
に堆積膜が形成されてなることを特徴とする、請求項１
又は２記載のプラズマＣＶＤ装置。
【請求項８】前記高周波電源の発振周波数が、６０〜
３００ＭＨｚの範囲にあることを特徴とする、請求項１
ないし７の何れかに記載のプラズマＣＶＤ装置。
【請求項９】実質的に減圧可能な反応容器内に、減圧
下で原料ガスを導入し該容器内のカソード電極に高周波
電力を印加して高周波放電によりプラズマを生成し、基
体保持手段により保持された基体上に堆積膜を形成する
プラズマＣＶＤにより堆積膜を形成する方法において、
前記カソード電極に印加する高周波電力の周波数を３０
〜６００ＭＨｚの範囲内とし、カソード電極の形状を棒
状として、且つ該カソード電極にカソード電極の軸方向
に亘って肉厚が不均一となるよう誘電体カバーを被覆す
ることを特徴とする、ラズマＣＶＤによる堆積膜形成方
法。
【請求項１０】前記基体が円筒状基体であり、前記反
応容器内に配されたカソード電極の周囲に複数の円筒状
基体の中心軸が実質的に同一円周上に立設するように配
列し、カソード電極と複数の円筒状基体との間にプラズ
マを発生させて円筒状基体を回転させながら円筒状基体
の表面上に堆積膜を形成することを特徴とする、請求項
９記載のプラズマＣＶＤによる堆積膜形成方法。
【請求項１１】前記基体が円筒状基体であり、円筒状
基体の周囲に複数のカソード電極を配列し、該カソード
電極と円筒状基体との間にプラズマを発生させて円筒状
基体の表面上に堆積膜を形成することを特徴とする、討
求項９記城のプラズマＣＶＤによる堆積膜形成方法。
【請求項１２】円筒状基体を回転させながら円筒状基
体の表面上に堆積膜を形成することを特徴とする、請求
項１１記載のプラズマＣＶＤによる堆積膜形成方法。
【請求項１３】前記基体が平板状基体であり、該平板
状基体に対して平行に単数又は複数のカソード電極を配
列し、カソード電極と平板状基体との間にプラズマを発
生させて平板状基体の表面上に堆積膜を形成することを
特徴とする、請求項９記載のプラズマＣＶＤによる堆積
膜形成方法。
【請求項１４】前記基体が成膜時に保持ロールより送
り出され、巻き取りロールにより巻き取られるシート状
基体であり、該シート状基体に対して平行に単数又は複
数のカソード電極を配列し、該カソード電極とシート状
基体との間にプラズマを発生させてシート状基体の表面
上に堆積膜を形成することを特徴とする、請求項９記載
のプラズマＣＶＤによる堆積膜形成方法。
【請求項１５】前記カソード電極に印加する高周波電
力の周波数を６０〜３００ＭＨｚの範囲とすることを特
徴とする、請求項９ないし１４の何れかに記載のプラズ
マＣＶＤによる堆積膜形成方法。
【請求項１６】前記堆積膜を、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することを特
徴とする、請求項９ないし１５の何れかに記載のプラズ
マＣＶＤによる堆積膜形成方法。
【請求項１７】前記IV族元素をシリコンとすることを
特徴とする、請求項１６記載のプラズマＣＶＤによる堆
積膜形成方法。
【請求項１８】前記堆積膜を、電子写真感光体用のも
のとする、請求項１７記載のプラズマＣＶＤによる堆積
膜形成方法。