(57)【要約】【課題】比較的大面積の基板上に形成対象物（例えばカーボンナノチューブ）を該基板面に対する垂直配向性良好に立ち上がるように堆積成長させることができるプラズマ化学気相堆積装置及びプラズマ化学気相堆積方法を提供する。【解決手段】真空容器１内に配置された三つの電極のうち電極２１上に基板Ｓを設置し、容器１内へ形成対象物（例えばカーボンナノチューブ）の堆積成長のためのガスを導入するとともに容器１内を排気して所定のガス圧に設定しつつ電極２１、２２間に直流電圧を印加して直流放電プラズマＰ１を形成する一方、電極２３に高周波電圧を印加して高周波放電プラズマＰ２を発生させ、プラズマＰ２をＤＣ放電プラズマＰ１へ拡散させつつ基板Ｓ上に形成対象物を堆積成長させるプラズマ化学気相堆積装置Ａ及び装置Ａによるプラズマ化学気相堆積方法。【選択図】    図１
2006057122.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空容器と、該真空容器内に設置された第１、第２及び第３の三つの電極とを含み、該真空容器は、形成対象物の堆積成長のためのガスを該真空容器内に導入するために該ガスの供給装置に接続されるガス導入部及び該真空容器内から排気するために排気装置に接続される排気部を有しており、該第１及び第２の電極は該両電極間に直流電圧が印加される電極であり、該第１電極は前記形成対象物を堆積成長させるための基板の支持体を兼ねており、該第３電極は高周波電圧を印加される電極であり、該真空容器は接地電位に設定されることを特徴とするプラズマ化学気相堆積装置。
【請求項２】
前記第３電極が前記第１及び第２の電極間領域の外側に配置されているとともに前記第２電極が接地電位に設定される請求項１記載のプラズマ化学気相堆積装置。
【請求項３】
前記第３電極が前記第２電極を間にして前記第１電極とは反対側に配置されている請求項２記載のプラズマ化学気相堆積装置。
【請求項４】
前記第２電極は、該第２電極及び前記第３電極間の領域から該第２電極及び前記第１電極間の領域へ貫通する孔を形成した電極である請求項３記載のプラズマ化学気相堆積装置。
【請求項５】
プラズマ密度増大のための磁石部材が前記三つの電極のうち少なくとも一つ又は（及び）前記真空容器内に設けられている請求項１から４のいずれかに記載のプラズマ化学気相堆積装置。
【請求項６】
前記形成対象物がカーボンナノチューブであり、前記基板上に該カーボンナノチューブを成長させる装置である請求項１から５のいずれかに記載のプラズマ化学気相堆積装置。
【請求項７】
請求項１から５のいずれかに記載のプラズマ化学気相堆積装置において、前記第１電極上に前記形成対象物を堆積成長させるための基板を設置し、前記ガス導入部から前記真空容器内へ前記ガスを導入するとともに該真空容器内を前記排気部からの排気により前記形成対象物の堆積成長のためのガス圧に設定しつつ前記第１及び第２電極間に直流電圧を印加して該第１及び第２電極間に直流放電プラズマを形成する一方、前記第３電極に高周波電圧を印加して該第３電極と該第２電極間に高周波放電プラズマを発生させ、該高周波放電プラズマを前記第１及び第２の電極間に拡散させつつ前記基板上に前記形成対象物を堆積成長させることを特徴とするプラズマ化学気相堆積方法。
【請求項８】
前記ガスとして前記基板上にカーボンナノチューブを堆積成長させるためのガスを採用し、該基板上に該基板面から立ち上がるカーボンナノチューブを成長させる請求項７記載のプラズマ化学気相堆積方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、化学気相堆積（CVD:chemical vapor deposition)法を応用して、基板上に形成対象物（例えばカーボンナノチューブ）を堆積成長させるためのプラズマ化学気相堆積装置及び該装置を用いるプラズマ化学気相堆積方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマ化学気相堆積法は今日、炭素膜等の各種膜の形成に利用されている。カーボンナノチューブ（以下、「ＣＮＴ」と称することがある。）の形成にも利用が試みられている。プラズマ化学気相堆積法は比較的低温下で形成対象物を堆積形成でき、高温に耐えられない低融点のガラス等からなる基板等上にも形成対象物を堆積形成できる利点がある。      
【０００３】
ここでカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）を例にとってみると、ＣＮＴは、一般に直径が１〜数十ナノメートルであるのに対して長さはそれよりも百倍以上長い構造を有し、また機械的に堅牢であり、大きな電流を流すことができる。このことから、ＣＮＴは各種分野において利用が試みられており、今日では、電界電子放出型ディスプレイ（FED:Field Emission Display) における電子源材料として期待されている。
【０００４】
ＣＮＴをＦＥＤの電子源として利用するには、電子を放出するＣＮＴ端部に強い電界を印加しなければならず、そのためには、ＣＮＴを基板上に垂直に或いはできるだけ垂直に配向させて立ち上がらせる必要がある。
【０００５】
ＣＮＴを用いたＦＥＤはすでに試作されているが、こうしたＣＮＴの基板上への配向の方法としては、一般的には、別途製造した微粒子粉末状のＣＮＴを溶液に分散させた後、該溶液をＦＥＤ製造に要求される大きい基板上に塗布し、該塗膜に電界を印加してＣＮＴを直立させる方法が採用されている。
【０００６】
しかし、この方法ではＣＮＴが基板上に均一に分布し難く、配向性の点でもあまり良くなく、そのため、かかるＣＮＴを用いたＦＥＤにおいては画像の明るさにムラがあり、また、電界電子放出のために大きな電圧を必要としている。
【０００７】
そこで一方では、マイクロ波放電、高周波放電や直流（ＤＣ）放電によるプラズマ化学気相堆積（ＣＶＤ）法を利用して、ＣＮＴを基板上に直接、垂直配向性良く成長させることが試みられている。
【０００８】
ＤＣ放電によるプラズマ化学気相堆積（ＣＶＤ）法を利用してＣＮＴを基板上に形成する方法では、熱フィラメントを併用し、該熱フィラメントから熱電子をＣＮＴ形成のためのプラズマ内へ供給して電離を促進する方法も提案されている（Journal of Vacuum 
Science and  Technology A, Vol.19, No.4, pp.1796-1799,  2001  参照）。
【０００９】
また、特開２００３−１４７５３３号公報は、二つの電極のうち一方の電極を基板ホルダとして該電極上に基板を設置し、該両電極間に高周波電圧を印加してＣＮＴ形成のための高周波放電プラズマを形成するとともに該両電極間にグリッド電極を配置し、これにグリッド電圧を印加することで、ＣＮＴの垂直配向性を向上させることを開示している。
文献「Applied Physics Letters, Vol.76, No.13, pp.1776-1778, 2000」には、２．４５ＧＨｚのマイクロ波プラズマＣＶＤ装置において、基板に負電圧を印加して垂直配向したＣＮＴを作製する方法が提案されている。
【００１０】
【特許文献１】特開２００３−１４７５３３号公報
【非特許文献１】Journal of Vacuum Science and  Technology A, Vol.19, No.4,                   pp.1796-1799,  2001
【非特許文献２】Applied Physics Letters, Vol.76, No.13, pp.1776-1778 ,2000
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特開２００３−１４７５３３号公報に開示された方法では基板に十分な負の電圧が印加されず、ＣＮＴの良好な垂直配向性が期待できない。また、マイクロ波プラズマＣＶＤ法では、プラズマの大きさがマイクロ波の波長（約１２ｃｍ）で制限されているため、大きな面積の基板上にＣＮＴを成長させることは困難である。
【００１２】
ＤＣプラズマ法では、大きな面積の基板上へのＣＮＴの成長は可能であるが、一般的なＤＣプラズマ法によると、異常放電が起きやすく、安定した定常的なプラズマの維持が困難であり、それがＣＮＴの成長に影響を与えるという問題がある。
【００１３】
ＤＣプラズマ法において、前記のように熱フィラメントを併用すると、該熱フィラメントから熱電子をＣＮＴ形成のためのプラズマ内へ供給して電離を促進することができ、それだけ安定した定常的なプラズマが維持される。
しかし、このように熱フィラメントを併用する場合、熱フィラメントとして用いる金属が、ＣＮＴ成長のために真空容器内に導入された炭素を含むガスから分化した炭素と反応して炭化物を形成する。このため、ＣＮＴ成長中に熱フィラメントが変形し温度分布が不均一となってプラズマが不安定になったりする。
【００１４】
また、炭化物は脆いため、ＣＮＴ成長中や基板の交換時にフィラメントが断線しやすくなり、このため、大面積基板上にＣＮＴを成長させるためにＣＶＤ装置内に長さの長いフィラメントを張ることが難しく、基板のＣＮＴ成長面積に限界がある。
【００１５】
高周波プラズマＣＶＤ法では、一般に利用される高周波（１３．５６ＭＨｚ）の波長は約２２ｍであるため放電プラズマは大面積化が可能であり、従ってＣＮＴ成長基板の大面積化が可能となるが、高周波放電プラズマによると、基板表面に形成されるシース中の電界の大きさが不十分であり、そのためＣＮＴを基板面に対し垂直に配向させて成長させることが困難である。
【００１６】
以上、カーボンナノチューブの形成を例にとって説明したが、一般的に言っても、形成対象物を比較的大面積の基板上に該基板面に対し垂直配向性良好に立ち上がるように堆積成長させる場合には、かかるカーボンナノチューブ形成の場合と同様の問題が発生することがある。
【００１７】
そこで本発明は、形成対象物を比較的大面積の基板上に基板面に対する垂直配向性良好に立ち上がるように堆積成長させることができるプラズマ化学気相堆積装置を提供することを課題とする。
また本発明は、かかるプラズマ化学気相堆積装置の１例として、カーボンナノチューブを比較的大面積の基板上に基板面に対する垂直配向性良好に立ち上がるように堆積成長させることができるプラズマ化学気相堆積装置を提供することを課題とする。
【００１８】
さらに、本発明は、形成対象物を比較的大面積の基板上に基板面に対する垂直配向性良好に立ち上がるように堆積成長させることができるプラズマ化学気相堆積方法を提供することを課題とする。
また本発明は、かかるプラズマ化学気相堆積方法の１例として、カーボンナノチューブを比較的大面積の基板上に基板面に対する垂直配向性良好に立ち上がるように堆積成長させることができるプラズマ化学気相堆積方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明は前記課題を解決するため、次のプラズマ化学気相堆積装置及びプラズマ化学気相堆積方法を提供する。
（１）プラズマ化学気相堆積装置
真空容器と、該真空容器内に設置された第１、第２及び第３の三つの電極とを含み、該真空容器は、形成対象物の堆積成長のためのガスを該真空容器内に導入するために該ガスの供給装置に接続されるガス導入部及び該真空容器内から排気するために排気装置に接続される排気部を有しており、該第１及び第２の電極は該両電極間に直流電圧が印加される電極であり、該第１電極は前記形成対象物を堆積成長させるための基板の支持体を兼ねており、該第３電極は高周波電圧を印加される電極であり、該真空容器は接地電位に設定されるプラズマ化学気相堆積装置。
【００２０】
（２）プラズマ化学気相堆積方法
上記（１）のプラズマ化学気相堆積装置において、前記第１電極上に前記形成対象物を堆積成長させるための基板を設置し、前記ガス導入部から前記真空容器内へ前記ガスを導入するとともに該真空容器内を前記排気部からの排気により前記形成対象物の堆積成長のためのガス圧に設定しつつ前記第１及び第２電極間に直流電圧を印加して該第１及び第２電極間に直流放電プラズマを形成する一方、前記第３電極に高周波電圧を印加して該第３電極と該第２電極間に高周波放電プラズマを発生させ、該高周波放電プラズマを前記第１及び第２の電極間に拡散させつつ前記基板上に前記形成対象物を堆積成長させるプラズマ化学気相堆積方法。
【００２１】
本発明に係るプラズマ化学気相堆積装置及びプラズマ化学気相堆積方法によると、真空容器内に第１、第２及び第３の三つの電極が配置される。そして、基板が第１電極に設置され、該第１電極と第２電極との間に形成されるＤＣ放電プラズマのもとで、該基板上に形成対象物を堆積成長させることができる。このようにＤＣ放電プラズマを利用するので比較的大面積の基板上への形成対象物の堆積成長が可能であるとともに、高周波放電プラズマの場合より形成対象物を基板面に対する垂直配向性良好に成長させることができる。      
【００２２】
また、第３電極に高周波電圧が印加されることで形成される高周波放電プラズマがＤＣ放電プラズマ内に拡散し、さらに言えば該高周波放電プラズマにおける電子がＤＣ放電プラズマ内に拡散し、該ＤＣ放電プラズマ中での電離が促進され、これにより安定した定常的なＤＣ放電プラズマが維持される。
【００２３】
このように本発明に係るプラズマ化学気相堆積装置、プラズマ化学気相堆積方法によると、形成対象物の基板上への堆積成長にＤＣ放電プラズマを利用し、該ＤＣ放電プラズマを安定に維持するため高周波放電プラズマを支援用として利用するので、比較的大面積の基板上に形成対象物を該基板面に対する垂直配向性良好に立ち上がるように、安定して堆積成長させることができる。
【００２４】
本発明に係るプラズマ化学気相堆積装置、プラズマ化学気相堆積方法のいずれにおいても、前記第３電極が前記第１及び第２の電極間領域の外側に配置されているとともに前記第２電極が接地電位に設定される場合を例示できる。
また、この場合、前記第３電極が前記第２電極を間にして前記第１電極とは反対側に配置される場合を例示できる。
この場合は、前記第２電極は、該第２電極及び前記第３電極間の領域から該第２電極及び前記第１電極間の領域へ貫通する孔を形成した電極（例えばメッシュ状電極、パンチングメタル状電極等）とすることが望ましい。
【００２５】
また、プラズマ密度増大のための磁石部材が前記三つの電極のうち少なくとも一つ又は（及び）前記真空容器内に設けられてもよい。
【００２６】
本発明に係るプラズマ化学気相堆積装置、プラズマ化学気相堆積方法において、前記基板上への形成対象物は特に制限はないが、代表例としてカーボンナノチューブを挙げることができる。
すなわち、形成対象物の堆積成長のためのガスとしてカーボンナノチューブの堆積成長のためのガス（例えばメタンのような炭化水素を含むガス、或いは必要応じてさらに水素ガス）を採用することで、比較的大面積の基板上に、安定した定常プラズマを維持しながら該基板面に対する垂直配向性良好に立ち上がるカーボンナノチューブを形成することができる。
【００２７】
このようにして得られるカーボンナノチューブを成長させた基板は例えば電界電子放出型ディスプレイ（ＦＥＤ）の電子源として利用でき、本発明によると、５０インチ以上の大きさのＦＥＤの製造を可能にする電子源としての基板を提供することも可能である。
【発明の効果】
【００２８】
以上説明したように本発明によると、形成対象物を比較的大面積の基板上に基板面に対する垂直配向性良好に立ち上がるように堆積成長させることができるプラズマ化学気相堆積装置を提供することができる。
また本発明によると、かかるプラズマ化学気相堆積装置の１例として、カーボンナノチューブを比較的大面積の基板上に基板面に対する垂直配向性良好に立ち上がるように堆積成長させることができるプラズマ化学気相堆積装置を提供することができる。
【００２９】
さらに、本発明によると、形成対象物を比較的大面積の基板上に基板面に対する垂直配向性良好に立ち上がるように堆積成長させることができるプラズマ化学気相堆積方法を提供することができる。
また本発明によると、かかるプラズマ化学気相堆積方法の１例として、カーボンナノチューブを比較的大面積の基板上に基板面に対する垂直配向性良好に立ち上がるように堆積成長させることができるプラズマ化学気相堆積方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は本発明に係るプラズマ化学気相堆積装置の１例Ａの構成を概略的に示している。  図１に示す装置Ａは、真空容器１と、真空容器１内に設置された平板形の第１、第２及び第３の三つの電極２１、２２、２３を含んでいる。
【００３１】
真空容器１は接地されており、ガス導入部１１及び排気部１２を有している。ガス導入部１１にはガス供給装置３が接続され、排気部１２には排気装置４が接続される。ガス供給装置３は、形成対象物の堆積成長のためのガスを供給するものである。排気装置４は真空容器１内から排気して、容器１内を形成対象物の堆積成長のためのガス圧に維持するためのものである。
【００３２】
第１電極２１は形成対象物を堆積成長させるための基板Ｓを支持する基板ホルダを兼ねている。第１、第２の電極２１、２２は対向配置されており、第１電極２１には直流電源ＰＷ１が接続されているとともに第２電極は容器１を介して接地されている。これら両電極２１、２２間には、形成対象物の形成にあたって直流電源ＰＷ１から負の直流電圧が印加される。
【００３３】
第３電極２３は、第２電極２２を間にして第１電極２１とは反対側に配置されており、これには高周波電源ＰＷ２が接続されている。形成対象物の形成にあたって電源ＰＷ２から電極２３に高周波電圧が印加される。
【００３４】
第２電極２２は、電極２２、２３間の領域から電極２２、２１間の領域へ貫通する孔を形成した電極であり、ここではメッシュ板からなっている。
【００３５】
次に以上説明した装置Ａを用いて基板Ｓ上にカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）を成長させる例について説明する。
先ず、図示省略の真空容器扉を開いて第１電極２１上に基板Ｓを設置し、該扉を閉じて容器１を気密に閉じる。
【００３６】
次いで、ガス供給装置３からガス導入部１１を経て、水素ガスで例えば２０％程度に希釈したメタンガスを容器１内へ導入する一方、排気装置４を運転して容器１内をＣＮＴ形成のためのガス圧（１Ｐａ（パスカル）〜  １０ｋＰａ程度の範囲の所定のガス圧）に維持しつつ、電源ＰＷ１から電極２１に１００Ｖ以上、より好ましくは５００Ｖ以上の、基板上に比較的大きい電界を発生させ得る所定の負の直流（ＤＣ）電圧を印加するとともに、電極２３に電源ＰＷ２から１Ｗ／ｃｍ2 〜５０Ｗ／ｃｍ2 程度の範囲の所定の高周波電力を印加する。
【００３７】
かくして電極２１、２２間にＤＣ放電プラズマＰ１が形成され、電極２２、２３間に交流放電プラズマＰ２が形成される。交流放電プラズマＰ２の一部が、より詳しく言えばそれにおける電子が中間電極２２の孔を通ってＤＣ放電プラズマＰ１中へ定常的に拡散し、それにより該ＤＣ放電プラズマにおける電離が促進され、該ＤＣ放電プラズマが安定して定常的に維持される。かかるＤＣ放電プラズマにより分解生成された炭素に基づいて基板Ｓ上にカーボンナノチューブが堆積成長する。
【００３８】
かかるＤＣ放電プラズマ中では、印加された電圧の大半がＤＣ放電プラズマＰ１と基板Ｓとの間のシースと呼ばれる部分にかかる。この部分の厚さは、例えば数百パスカル（数トール）のガス圧力の下では、１ｍｍ程度以下と薄く、したがって、極めて大きな電界の場となる。この電界により、電極（陰極）２１上の基板Ｓ上に成長するＣＮＴはプラズマの方向へと引っ張り上げられ、基板Ｓ面に対して垂直方向或いはそれに近い方向に配向しながら成長する。
【００３９】
また、基本的にはＤＣ放電プラズマＣＶＤによるカーボンナノチューブの形成であり、それだけ大きい基板面積に垂直配向性良好に立ち上がるカーボンナノチューブを成長させることができ、ひいては大面積のＣＮＴ−ＦＥＤの製造が可能になる。
なお、基板Ｓ上にＣＮＴを成長させるに先立って、必要に応じ基板面をプラズマ照射処理してもよい。
【００４０】
ここで、真空容器内における放電の安定性を調べる実験を行ったのでそれについて説明する。この実験では、容器１内に圧力２０００Ｐａの水素を満たし、電源ＰＷ２から印加する高周波電力として１００Ｗ、２００Ｗ、３００Ｗの３種類を採用し、該各高周波電力のもとに電源ＰＷ１から電極２１へ印加する負のＤＣ電圧を変化させ、ＤＣ放電の安定性を調べた。結果を図２に示す。
【００４１】
図２に示すように、高周波放電電力が大きいほど、ＤＣ放電プラズマが発生する放電開始の電圧が低く、また、安定したＤＣ放電維持のためのＤＣ電圧が高いことがわかる。よって、プラズマ化学気相堆積装置ＡによるＣＮＴの形成においては、前記のように電極２３に印加する高周波電力を大きくするとともに電極２１に印加するＤＣ電力も前記のように大きくし、それにより大面積の基板Ｓ上に垂直配向性良好にＣＮＴを形成できる。
【００４２】
次に図１の装置Ａによる基板上へのＣＮＴ成長の実験例について説明する。ＣＮＴ形成に先立ち基板面はプラズマ照射処理した。
実験条件
(1) 基板            ：材質  鉄、  サイズ  １ｃｍ×１ｃｍ×（厚さ）０．２ｍｍ
(2) プラズマ照射処理
使用ガス        ：水素ガス
容器１内ガス圧  ：２０００Ｐａ
ＤＣ電圧        ：−３２０Ｖ
高周波周波数    ：１３．５６ＭＨｚ
高周波電力      ：３００Ｗ（高周波電力密度  １２Ｗ／ｃｍ2 ）
照射時間        ：１５分
(3) ＣＮＴ形成
使用ガス        ：水素ガスで２０％に希釈したメタンガス
容器１内ガス圧  ：２０００Ｐａ
ＤＣ電圧        ：−４５０Ｖ
高周波周波数    ：１３．５６ＭＨｚ
高周波電力      ：３００Ｗ（高周波電力密度  １２Ｗ／ｃｍ2 ）
形成時間        ：１５分
【００４３】
かくして得られたＣＮＴを走査型電子顕微鏡で観察したところ、図３に示すように、直径１００ナノメートル程度のＣＮＴが基板面から立ち上がるように配向成長していることを確認できた。以上、装置ＡによるＣＮＴの形成について説明してきたが、装置Ａは他の物質の堆積成長にも利用できる。  
【００４４】
いずれにしても、ＤＣ放電プラズマ及び（又は）高周波放電プラズマの密度を増大させるために電極及び（又は）真空容器内に磁石を設けてもよい。
図４、図５、図６はそれぞれ図１の装置において磁石を設ける場合の例を示している。  図４〜図６の各プラズマ化学気相堆積装置において図１の装置Ａと実質上同じ部品、部分には図１と同じ参照符号を付してある。
【００４５】
図４の装置Ｂでは、高周波電極２３に４個の磁石Ｍ１〜Ｍ４が配設され、磁石Ｍ１からＭ２へ、磁石Ｍ４からＭ３へ、それぞれ磁力線が形成される。
図５の装置Ｃでは、高周波放電プラズマＰ２の発生領域を挟む一対の磁石Ｍ５、Ｍ６が真空容器１内に配置されており、一方の磁石Ｍ５から他方の磁石Ｍ６へ磁力線が形成される。
図６の装置Ｄでは、電極２１の背後に磁石Ｍ７が、電極２３の背後に磁石Ｍ８が配置されており、磁石Ｍ８からＭ７へ磁力線が形成される。
なお、磁力線の向きは図４〜図６に示す向きに限定される必要はなく、例えばそれらとは反対の向きであってもよい。
【００４６】
また、電極への電源の接続態様や、各電極の配置や形状は図１に示すものに限定されない。例えば、図７、図８、図９に示す装置Ｅ、Ｆ、Ｇのようにしてもよい。
図７〜図９の各プラズマ化学気相堆積装置において図１の装置Ａと実質上同じ部品、部分には図１と同じ参照符号を付してある。
【００４７】
図７の装置Ｅでは、ＤＣ電圧を印加する電極（第１電極）２１とこれに対向する接地電極（第２電極）２２’との間に高周波電圧を印加する電極（第３電極）２３’を配置し、且つ、電極２２’は孔あきでない電極とされる一方、電極２３’は放電用の孔を形成した電極とされている。例えばこの孔により高周波ホローカソード放電を発生させ、プラズマ密度を増大させることもできる。
図８の装置Ｆ（真空容器は図示省略）では、ＤＣ電圧を印加する電極（第１電極）２１’が円柱状に形成されており、これに同心円的に筒状のメッシュ状接地電極（第２電極）２２”及び高周波印加電極（第３電極）２３”が配置されている。基板については、円筒形状の基板Ｓ’が電極２１’上に外嵌設置される。
図９の装置Ｇは、図７に示す装置Ｅにおいて、高周波印加電極（第３電極）２３’がＤＣ放電プラズマ生成領域を囲む筒状の電極２３ａ’に置き換えられている。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は比較的大面積の基板上に形成対象物（例えばカーボンナノチューブ）を基板面に対する垂直配向性良好に堆積成長させることに利用でき、ひいてはカーボンナノチューブを電子源に利用した大面積の電界電子放出型ディスプレイの製造にも利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明に係るプラズマ化学気相堆積装置の１例の構成の概略を示す図である。
【図２】図１の装置による放電安定性を調べた実験の結果を示す図である。
【図３】図１の装置により形成したカーボンナノチューブ例の走査型電子顕微鏡写真である。
【図４】本発明に係るプラズマ化学気相堆積装置の他の例の概略を示す図である。
【図５】本発明に係るプラズマ化学気相堆積装置のさらに他の例の概略を示す図である。
【図６】本発明に係るプラズマ化学気相堆積装置のさらに他の例の概略を示す図である。
【図７】本発明に係るプラズマ化学気相堆積装置のさらに他の例の概略を示す図である。
【図８】本発明に係るプラズマ化学気相堆積装置のさらに他の例の概略を示す図である。
【図９】本発明に係るプラズマ化学気相堆積装置のさらに他の例の概略を示す図である。
【符号の説明】
【００５０】
Ａ  プラズマ化学気相堆積装置
１  真空容器
１１  ガス導入部
１２  排気部
２１  第１電極（ＤＣ電圧印加電極）
２２  第２電極（接地電極）
２３  第３電極（高周波電圧印加電極）
３  ガス供給装置
４  排気装置
Ｓ  基板
ＰＷ１  ＤＣ電源
ＰＷ２  高周波電源
Ｐ１  ＤＣ放電プラズマ
Ｐ２  高周波放電プラズマ
Ｂ、Ｃ、Ｄ  プラズマ化学気相堆積装置
Ｍ１〜Ｍ８  磁石
Ｅ、Ｆ、Ｇ  プラズマ化学気相堆積装置
２１’ＤＣ電圧印加電極
２２’、２２”  接地電極
２３’、２３”、２３ａ’  高周波印加電極
Ｓ’  基板
【図１】
2006057122.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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