JP2009287064A - Catalyst cvd apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は触媒CVD装置に関するものである。 The present invention relates to a catalytic CVD apparatus.
触媒CVD装置は加熱した触媒体の作用により原料ガスを分解して基体上に堆積膜を形成する装置である。触媒CVDはCat-CVDまたはHot wire CVDと称されることもある。従来、堆積膜の均一性のためには触媒体をたわませることなく電極端子間に張架することが必要と考えられている。特許文献1では、一対の電極端子間に結線された触媒線の両端のうち少なくとも一方の端部にバネ構造を設けて触媒線を張架することが開示されている。さらには、バネ構造として触媒単線の端部を螺旋コイル状に巻回すること、または触媒単線の端部の終端に接続した板バネを用いることが開示されている。 The catalytic CVD apparatus is an apparatus that decomposes a source gas by the action of a heated catalyst body to form a deposited film on a substrate. Catalytic CVD is sometimes referred to as Cat-CVD or Hot wire CVD. Conventionally, for the uniformity of the deposited film, it is considered necessary to stretch between the electrode terminals without bending the catalyst body. Patent Document 1 discloses that the catalyst wire is stretched by providing a spring structure at at least one of the ends of the catalyst wire connected between the pair of electrode terminals. Furthermore, it is disclosed that the end of the catalyst single wire is wound in a spiral coil shape or a leaf spring connected to the end of the end of the catalyst single wire is used as the spring structure.
また、従来から、触媒体の長寿命化のためには触媒体の低温部において触媒体と成膜ガスが反応しないようにすることが必要とされている。特許文献2では発熱体(触媒体)と電力供給機構とを接続する接続端子に対する発熱体の接続部領域が処理容器内の空間に露出していない構造が開示されている。具体的には、前記接続部領域が、発熱体との間に空隙を存在させつつ当該接続部領域を覆う筒状体または板体によって覆われているか、または接続端子本体にキャップが冠着されている構造が開示されている。さらには、前記接続端子側から前記空隙部を介して水素ガス等が処理容器内に導入される構造が開示されている。
特許文献1に記載の従来例のように触媒単線の端部を螺旋コイル状に巻回することは、触媒体の形成工程が複雑であるため、触媒体の形成を容易にする工夫が必要になる。また、触媒体の形状が板状あるいは網状の場合、螺旋コイル状に形成してバネ性を持たせることは難しいので、触媒体の形状に制限が発生する。また、触媒体にバネを附設して用いる場合、高温時にバネの弾性を維持することやバネ材から不純物が飛散して堆積膜の膜質を悪化させる懸念があり、更なる改善が求められている。また、シランなどを原料としてシリコン薄膜を形成する場合には、バネ材との接続部において触媒体の温度が低下して触媒体がシリサイド化しやすい場合があり、その結果、触媒体が脆くなり断線しやすくなる場合がある。 As in the conventional example described in Patent Document 1, winding the end of the catalyst single wire in a spiral coil shape requires a device that facilitates the formation of the catalyst body because the formation process of the catalyst body is complicated. Become. Further, when the shape of the catalyst body is a plate shape or a net shape, it is difficult to form a spiral coil shape to have a spring property, so that the shape of the catalyst body is limited. Further, when using a spring attached to the catalyst body, there is a concern that the elasticity of the spring is maintained at a high temperature and there is a concern that impurities are scattered from the spring material to deteriorate the film quality of the deposited film, and further improvement is required. . In addition, when a silicon thin film is formed using silane or the like as a raw material, the temperature of the catalyst body may decrease at the connection portion with the spring material, and the catalyst body may be easily silicided. As a result, the catalyst body becomes brittle and is disconnected. May be easier to do.
特許文献2に記載の従来例では、発熱体(触媒体)を交換するにあたってキャップを外す必要があるため手間がかかり、装置のダウンタイムが長くなるという課題があるため、発熱体(触媒体)を交換に要する時間を短縮するための工夫が必要とされる。また、キャップを外さずにコイルバネに触媒体の端部を差し込むというワンタッチ着脱構造も開示されているが、この構造は機械的・電気的な結合力を向上する工夫が必要とされる。 In the conventional example described in Patent Document 2, since it is necessary to remove the cap when replacing the heating element (catalyst body), there is a problem that it takes time and the downtime of the apparatus becomes long. Therefore, the heating element (catalyst body) A device for shortening the time required for replacement is required. Also, a one-touch attachment / detachment structure in which the end of the catalyst body is inserted into the coil spring without removing the cap is disclosed, but this structure requires a device for improving the mechanical and electrical coupling force.
そこで本発明は、触媒体を高温時でもたわむことなく張架することができる触媒CVD装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a catalytic CVD apparatus capable of stretching a catalyst body without bending even at a high temperature.
上記目的を達成するため、本発明の触媒CVD装置は、錘体が設けられて張架された触媒体を内部に備えていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the catalytic CVD apparatus of the present invention is characterized in that a catalyst body provided with a weight body and stretched is provided inside.
本発明によれば、触媒体を高温時でもたわむことなく張架することができる触媒CVD装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a catalytic CVD apparatus that can stretch a catalyst body without bending even at high temperatures.
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明を適用可能な触媒CVD装置の一実施形態の模式的な断面図である。 FIG. 1 is a schematic sectional view of an embodiment of a catalytic CVD apparatus to which the present invention can be applied.
本実施形態の触媒CVD装置は、反応室1の内部に原料ガスを供給するガス管2と、反応室1の内部を所望の圧力に減圧する排気管3と、2つの電力導入端子5の間に張架された触媒体4とを備えている。触媒体4は、一方の電力導入端子5を介して電源6に接続され、他方の電力導入端子5を介してグラウンドに接続されており、電源6から触媒体4に通電することによって加熱することができる。ガス管2から反応室1内に供給された原料ガスが電源6からの通電によって加熱された触媒体4で分解されると、基体ホルダー9に保持された基体7の上に堆積膜が形成される。基体ホルダー9はヒータ9aを備えており、基体7を加熱することができる。本例では基体7の形状は円筒状の場合を例示しているが、本発明の触媒CVD装置は任意の形状の基体に適用可能である。
The catalytic CVD apparatus of this embodiment includes a gas pipe 2 that supplies a raw material gas into the reaction chamber 1, an exhaust pipe 3 that depressurizes the inside of the reaction chamber 1 to a desired pressure, and two
本実施形態の触媒CVD装置は、触媒体4の端部に錘体8が附設されていることが特徴である。触媒体4は錘体8に働く重力の作用により常に張力が付勢され、高温でもたわむことなく張架される。錘体8の材料は金属、ガラス、セラミクスなどを用いることができる。金属としてはステンレス、アルミニウム、あるいは触媒体4にも適用できるタングステン、タンタル、レニウム、モリブデン、イリジウム、白金、チタンなどを用いることができる。ガラスとしては石英ガラスを用いることができる。セラミクスとしてはアルミナ、ジルコニア、ムライトなどを用いることができる。また、錘体8を導電材料とすれば電源6からの導電経路として兼用することができるので、触媒CVD装置を構成する部品点数を少なくすることができるため、触媒CVD装置の製造コストを低減することができる。本例では反応室1の中にガス管2、触媒体4および基体7がそれぞれ1つずつ設置されている例を示したが、反応室1の中にガス管、触媒体および基体がそれぞれ複数設置されていても良い。
The catalytic CVD apparatus of this embodiment is characterized in that a
(錘体の説明)
図2は図1に示した触媒体と錘体との接続部の詳細な構成を示す模式図である。図2(a)は線状の触媒体4が錘体8に止めネジ8bで固定される例を示している。図2(b)は線状の触媒体4の端部に縒り加工して環状部が形成され、この環状部にピン8cが嵌装されて触媒体4が錘体8に固定される例を示している。これらの固定部は錘体8から突出した突起部8aに設けることが好ましい。この構成によれば、触媒体4から錘体8へ熱が逃げるのを抑制し、触媒体4の端部の温度低下を抑制することができる。その結果、原料ガスがシリコンを含む場合に触媒体4がシリサイド化することを抑制できる。そのため、突起部8aは細長形状とすることが好ましく、たとえば直径は1mmから5mm程度、長さは10mmから50mm程度とすることが好ましい。なお、この例では錘体8が導電性を有しており、電流経路としても機能している。錘体8の下部に導線5aが接続され、その導線5aは本例ではグラウンド側の電力導入端子5に接続されている。導線5aは錘体8が上下に移動できるようにたわみを持って錘体8と電力導入端子5との間に接続されている。
(Description of weight)
FIG. 2 is a schematic diagram showing a detailed configuration of a connection portion between the catalyst body and the weight body shown in FIG. FIG. 2A shows an example in which the
図3(a)は、薄板状の触媒体4に錘体8を附設する例を示している。図3(b)は、網状の触媒体4に錘体8を附設する例を示している。錘体8は、触媒体4の形状に応じて、錘体8自体および突起部8aの形状を直方体等の形状にすることが可能である。図3(a)及び図3(b)に示した例ではいずれも触媒体4を止めネジ8bで突起部8aに固定している。
FIG. 3A shows an example in which a
図3(c)は、線状の複数本の触媒体4に錘体8を附設する例を示している。図3(c)に示した例では、各々の触媒体4の端部が止めネジ8bによって垂体8の突起部8aに固定されている。
FIG. 3C shows an example in which a
(折り返し張架・水平張架)
図4(a)は、1本の線状の触媒体4を枠体11内に複数回折り返して張架した触媒体ユニット10を示している。触媒体ユニット10は触媒体4と枠体11とを備えている。枠体11の対向する2つの内壁面にはそれぞれ複数の中間支持部12が設けられており、触媒体4の端部以外の中間部分は、それらの中間支持部12で屈曲または湾曲して張架される。図4(a)に示す触媒体ユニット10では、触媒体4は枠体11の上下の内壁面の間を実質的に鉛直方向に張架されている。このような触媒体ユニット10は平面状の大面積基板に堆積膜を形成する場合に適している。触媒体4の全長が長大な場合、触媒体4の熱膨張が大きくなるので、触媒体4は各々の中間支持部12において滑動するように構成されている。本例では中間支持部12は円環形状を有している。中間支持部12を構成する材質には、触媒体4と同じ材料か、または石英、セラミクス、カーボンなどを用いることができる。触媒体4は各々の中間支持部12でコロあるいは滑車機構に案内されて滑動可能となるようにしても良い。
(Folded / Horizontal)
FIG. 4A shows a
あるいは、図4(b)に示す触媒体ユニット10のように触媒体4を水平方向に張架することもできる。触媒体4の一方の端部は、コロ12aによって張架方向が鉛直方向に曲げられている。図4(b)に示す構成は、水平に保持した平板状の基体へ堆積膜を形成する場合に適している。
Alternatively, the
(シリサイド化の抑制手段)
原料ガスがSiH4、Si2H6等のシリコンを含むガスである場合に触媒体4がシリサイド化することを抑制する方法としては、触媒体4の温度低下を防ぐことの他にも、触媒体4の低温部にシリコンを含むガスが進入しないようにすることも有効である。
(Siliconization suppression means)
As a method for suppressing the
図5は、反応室1が隔壁13で成膜空間14aと非成膜空間14bとに分割されている例を示す図である。図5に示す触媒CVD装置では、基体7は成膜空間14a内に配置されている。触媒体4は、隔壁13に設けられた連通孔を貫通して成膜空間14a及び非成膜空間14b内を延びている。錘体8は非成膜空間14b内に配置されている。非成膜空間14b内にはガス管2から水素ガス、窒素ガス、または不活性ガスなどのパージガスを導入するようにしても良い。また、非成膜空間14bの内圧を成膜空間14aの内圧よりも高くすることも有効である。図5に示す構成によれば、触媒体4の温度の低下しやすい錘体8との接続部にシリコンを含むガスが進入することを抑制することができる。その結果、低温になりやすい接続部における触媒体4のシリサイド化を抑制でき、触媒体4の断線等を防いで寿命を延ばすことができる。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example in which the reaction chamber 1 is divided by the partition wall 13 into a film formation space 14a and a non-film formation space 14b. In the catalytic CVD apparatus shown in FIG. 5, the substrate 7 is disposed in the film formation space 14a. The
図6は、触媒体4に対して触媒体4の延伸方向に向かって水素ガス、窒素ガスまたは不活性ガスなどのパージガスを噴出するように、錘体8にガス噴出部15を設けた例を示している。
FIG. 6 shows an example in which a gas ejection portion 15 is provided on the
図6(a)に示す構成では、錘体8及び電力導入端子5に貫通穴が形成され、その貫通穴にフレキシブル配管16aが挿入されており、このフレキシブル配管16aを介してパージガスを噴出ガス噴出部15に供給するようになっている。フレキシブル配管16aは少なくとも錘体8と電力導入端子5との間に位置する部分が伸縮可能であり、錘体8の移動を妨げないようになっている。
In the configuration shown in FIG. 6A, a through hole is formed in the
また、図6(b)に示す構成では、錘体8及び電力導入端子5に貫通穴が形成され、その貫通穴に固定配管16bが挿入されており、この固定配管16bを介してパージガスを噴出ガス噴出部15に供給するようになっている。固定配管16bは、電力導入端子5には固定されているが、錘体8に対しては固定されていない。具体的には、錘体8に形成された貫通穴の固定配管16bが挿入される部分における径は、固定配管16bの外径よりも僅かに大きくなっており、錘体8はその貫通穴に挿入された固定配管16bに対してスライド移動可能である。
In the configuration shown in FIG. 6B, a through hole is formed in the
図6(a)及び図6(b)に示す構成によれば、触媒体4の温度の低下しやすい錘体8との接続部にシリコンを含むガスが進入することを抑制することができる。その結果、低温になりやすい接続部における触媒体4のシリサイド化を抑制でき、触媒体4の寿命を延ばすことができる。また、触媒体4の張架とシリサイド化防止のためのガス噴出を簡便な構成で同時に実現することができる。さらに、本例の構成では、触媒体4と錘体8との接続部は反応室1の内部空間に露出せずにパージガスで保護される一方、触媒体4を固定するための止めネジ8bは反応室1の内部空間に露出している。そのため、他の部材を分解することなく、止めネジ8bを緩めるだけで触媒体4の交換を容易に行うことができる。また、触媒体4と錘体8とは止めネジ8bで固定されるので、両者の機械的・電気的な結合力を向上することができる。
According to the configuration shown in FIGS. 6A and 6B, the gas containing silicon can be prevented from entering the connection portion of the
また、触媒体4の温度低下によるシリサイド化を抑制するために、触媒体4の錘体8が配置された側とは反対側の電力端子接続部においても、図7に示すようなパージガスを噴出する構成部材を備えていても良い。図7に示す構成では、触媒体4と止めネジ8bおよびパージガス噴出部材17とが接触する部分(パージガス噴出部材17に対する触媒体4の固定部)は、パージガス噴出部材17の内部に形成されたパージガス流路18内に配置されている。そのため、その固定部は反応室1の内部空間に露出していない。パージガスは、パージガス管19を介して供給され、ガス噴出部15から触媒体4に対して触媒体4の延伸方向に向かって噴出される。また、パージガス噴出部材17は導電性を有しており、電力導入端子5(図7では不図示)から電力端子20を介して触媒体4に電力が供給される。ガス噴出部材17は、短絡を防ぐために絶縁フランジ21を介して反応室1および電力導入端子5に固定される。
Further, in order to suppress silicidation due to the temperature drop of the
上述したように、触媒体4と止めネジ8bおよびパージガス噴出部材17とが接触する部分(パージガス噴出部材17に対する触媒体4の固定部)は、パージガス流路18の中内に配置されており、反応室1の内部空間に露出していない。そのため、シリコン含有ガスが触媒体4の低温となりうる部分に進入することを効果的に抑制することができる。一方、触媒体4を固定するための止めネジ8bは反応室1の内部空間で露出している。そのため、他の部材を分解することなく、止めネジ8bを緩めるだけで触媒体4の交換を容易に行うことができる。また、触媒体4とパージガス噴出部材17とは止めネジ8bで固定されるので、両者の機械的・電気的な結合力を向上することができる。
As described above, the portion in which the
以下、本実施形態の触媒CVD装置を構成するその他の要素について説明する。 Hereinafter, other elements constituting the catalytic CVD apparatus of this embodiment will be described.
(反応室)
反応室1を構成する材料としてステンレス、アルミニウムなどの金属やセラミクス、ガラスなどを用いることができる。反応室1の内部に基体を複数収容できるようにすることもできる。反応室1の形状は基体の形状や数に応じて円筒や矩形に形成することができる。また、基体ホルダー9を回転させることにより基体7を回転して堆積膜の均一性を向上させることができる。また基体7の温度制御のための加熱機構または冷却機構を有していてもよい。また、成膜時に基体に適当なバイアス電位を付与しても良い。また、反応室1の内部にプラズマを生起させるためのプラズマ生起手段を有していても良い。
(Reaction room)
As a material constituting the reaction chamber 1, metals such as stainless steel and aluminum, ceramics, glass, and the like can be used. A plurality of substrates can be accommodated in the reaction chamber 1. The reaction chamber 1 can be formed in a cylindrical or rectangular shape according to the shape and number of substrates. Further, the uniformity of the deposited film can be improved by rotating the substrate 7 by rotating the substrate holder 9. Further, a heating mechanism or a cooling mechanism for controlling the temperature of the substrate 7 may be provided. Further, an appropriate bias potential may be applied to the substrate during film formation. Moreover, you may have the plasma generation means for generating a plasma inside the reaction chamber 1. FIG.
(触媒体)
触媒体4としてタングステン、タンタル、レニウム、モリブデン、イリジウム、白金、チタンなどの高融点金属やカーボンなどを用いることができる。成膜時の触媒体4の温度は1000℃から2000℃程度に設定される。触媒体4の形状が線状の場合、その直径は0.1mmから1.0mm程度とすることができる。触媒体4と基体7との距離は1mmから100mm程度とすることができる。
(Catalyst body)
As the
以下、本実施形態の触媒CVD装置を用いて形成できる堆積膜について説明する。 Hereinafter, a deposited film that can be formed using the catalytic CVD apparatus of the present embodiment will be described.
(堆積膜)
本実施形態の触媒CVD装置で形成できる堆積膜の種類はSi、SiN、SiC、SiON、SiOCなどのシリコン含有薄膜、アモルファスカーボン、ダイヤモンドライクカーボン、CNなどのカーボン含有薄膜などが挙げられる。さらには、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、ポリスチレン、ポリエチレンなどの樹脂薄膜、その他にもGaN薄膜やAl2O3膜などが挙げられる。これらの堆積膜は基板材料や成膜条件により単結晶、多結晶、微結晶、またはアモルファスとなる。シリコン含有薄膜を形成するための原料ガスとしてはシラン、ジシラン、モノメチルシラン、ヂメチルシラン、テトラエトキシシランなどを用いることができる。カーボン含有薄膜を形成するための原料ガスとしては一酸化炭素、二酸化炭素、メタン、アセチレンなどを用いることができる。窒素含有薄膜を形成するための原料ガスとしては一酸化窒素、アンモニア、窒素などを用いることができる。酸素含有薄膜を形成するための原料ガスとしては酸素を用いることができる。これらのガスは必要に応じて水素や不活性ガスなどの希釈ガスで希釈される。また、これらのガスに加えて必要に応じてドーパント含有ガスが添加される。
(Deposited film)
Examples of the deposited film that can be formed by the catalytic CVD apparatus of the present embodiment include silicon-containing thin films such as Si, SiN, SiC, SiON, and SiOC, and carbon-containing thin films such as amorphous carbon, diamond-like carbon, and CN. Furthermore, resin thin films such as PTFE (polytetrafluoroethylene), polystyrene, polyethylene, and the like, as well as GaN thin films, Al 2 O 3 films, and the like. These deposited films are monocrystalline, polycrystalline, microcrystalline, or amorphous depending on the substrate material and film forming conditions. Silane, disilane, monomethylsilane, dimethylsilane, tetraethoxysilane, or the like can be used as a source gas for forming the silicon-containing thin film. Carbon monoxide, carbon dioxide, methane, acetylene, or the like can be used as a source gas for forming the carbon-containing thin film. Nitrogen monoxide, ammonia, nitrogen, or the like can be used as a source gas for forming the nitrogen-containing thin film. Oxygen can be used as a source gas for forming the oxygen-containing thin film. These gases are diluted with a diluent gas such as hydrogen or an inert gas as necessary. In addition to these gases, a dopant-containing gas is added as necessary.
(基体)
堆積膜を形成する基体としては金属、半導体ウェファ、ガラス、セラミクス、樹脂などを用いることができる。その形状は平板、円筒、またはシート状の長尺ロールなどとすることができる。これらの基体上にはあらかじめ別の方法で形成された堆積膜が設けられていても良い。特に、電子写真感光体ドラムの基体としては、アルミニウムを引き抜いて成型したアルミニウム引抜成型管を好適に用いることができる。
(Substrate)
As the substrate on which the deposited film is formed, metal, semiconductor wafer, glass, ceramics, resin, or the like can be used. The shape may be a flat plate, a cylinder, or a sheet-like long roll. A deposited film formed in advance by another method may be provided on these substrates. In particular, as the base of the electrophotographic photosensitive drum, an aluminum pultruded tube formed by drawing aluminum can be preferably used.
以下に、本発明の触媒CVD装置を電子写真感光体用のアモルファスシリコンの堆積膜形成装置として用いた実施例を示す。 Examples in which the catalytic CVD apparatus of the present invention is used as an amorphous silicon deposited film forming apparatus for an electrophotographic photoreceptor will be described below.
(実施例1)
図1を参照すると、反応室1はステンレス鋼(SUS316L)で構成し、直径500mm、高さ500mmの円筒形状とした。ガス管2はアルミナセラミクスからなり、直径6mmの管状に形成され、その長手方向に沿って10mm間隔でガス噴出孔が形成されている。ガス管2には不図示のガス供給機構が接続されており、SiH4、H2、B2H6、NO、CH4を反応室1に供給することができる。ステンレス鋼からなる排気管3は不図示の真空ポンプに接続され、反応室1の内部空間を所望の圧力に保つことができる。直径0.5mmのタングステン線からなる触媒体4には、電力導入端子5を介して最大出力5kWの直流電源6が接続されている。基体7には直径30mm、長さ358mmの円筒形状のアルミニウムを用いている。ガス管2と触媒体4との距離は30mm、触媒体4と基体7との距離は30mmとした。基体ホルダー9はヒータ9aを具備しており、基体7を所望の温度に加熱することができる。また、基体ホルダー9は不図示の回転機構を具備しており、基体ホルダー9によって基体7を回転することができる。
Example 1
Referring to FIG. 1, the reaction chamber 1 is made of stainless steel (SUS316L) and has a cylindrical shape with a diameter of 500 mm and a height of 500 mm. The gas pipe 2 is made of alumina ceramic, is formed in a tubular shape with a diameter of 6 mm, and gas ejection holes are formed at intervals of 10 mm along the longitudinal direction. A gas supply mechanism (not shown) is connected to the gas pipe 2, and SiH 4 , H 2 , B 2 H 6 , NO, and CH 4 can be supplied to the reaction chamber 1. The exhaust pipe 3 made of stainless steel is connected to a vacuum pump (not shown), and the internal space of the reaction chamber 1 can be maintained at a desired pressure. A direct current power source 6 having a maximum output of 5 kW is connected to a
本実施例では、錘体8及びその周囲の構成は図6(b)に示す構成とした。錘体8の材質には反応室1と同じ材質のステンレスを用い、その形状は直径20mm、高さ40mmの円柱形状とした。錘体8の突起部8aは直径3mm、高さ20mmとした。錘体8の内部にはガス噴出部15を形成するために貫通穴が形成されている。突起部8aには直径1mmの止めネジ8bが取り付けられるようになっており、触媒体4の端部は止めネジ8bにより突起部8aの貫通穴内、すなわちパージガスの流路壁に押し付けられるように固定される。錘体8の貫通穴は錘体8の下部において直径6.5mmとされ、直径6mmのアルミナセラミクス製の固定配管16bが挿入されている。固定配管16bには不図示のガス供給機構が接続されており、水素ガスが、固定配管16b及び錘体8の貫通穴を通って、ガス噴出部15から触媒体4に対して触媒体4の延伸方向に沿って噴出される。錘体8は、アルミニウム撚り合わせ素線からなる導線5aを介して電力導入端子5の電力導入部に接続される。触媒体4の錘体8が配置された側とは反対側の電力端子接続部は図7に示す構成とする。電力導入端子5を構成する材料やその寸法は上記の錘体8に準じて選択される。
In this embodiment, the
[触媒CVD装置の使用例]
図1の装置を用いて図8の模式的断面図に示す電子写真感光体用のアモルファスシリコンドラム(以下、「感光ドラム」とも称する。)を製作する実施例を以下に示す。
[Usage example of catalytic CVD equipment]
An embodiment for producing an amorphous silicon drum (hereinafter also referred to as “photosensitive drum”) for an electrophotographic photosensitive member shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 8 using the apparatus of FIG. 1 will be described below.
感光ドラム90は、円筒状アルミニウム基体7の上に設けられた、水素化アモルファスシリコンを主体としボロンを光導電層より多く含有する阻止層92と、水素化アモルファスシリコンを主体とし光導電性を有する光導電層93とを有する。さらにその上には、水素化アモルファスシリコンを主体とし炭素を含有する表面層94が設けられている。各々の層を形成するための条件を表1に示す。まず、基体7を基体ホルダー9に配置した後、反応室1を真空引きして触媒体4に通電して、基体7の温度が放射温度計で計測して1800℃となるように投入電力を調整する。基体7を回転しつつ250℃に加熱する。その後、表1の条件で阻止層92、光導電層93、表面層94を順次形成する。表面層94の堆積が終了したら反応室1をパージして基体7を取り出し、感光ドラム90を得る。
The photosensitive drum 90 is provided on the cylindrical aluminum substrate 7 and has a blocking layer 92 mainly containing hydrogenated amorphous silicon and containing more boron than the photoconductive layer, and photoconductive mainly containing hydrogenated amorphous silicon. A photoconductive layer 93. Further thereon, a surface layer 94 mainly composed of hydrogenated amorphous silicon and containing carbon is provided. Table 1 shows the conditions for forming each layer. First, after placing the substrate 7 on the substrate holder 9, the reaction chamber 1 is evacuated, the
<比較例>
従来の触媒CVD装置を用いて感光ドラムを作製し、上記実施例の感光ドラムと比較する。図9に示す比較例の触媒CVD装置は錘体を備えておらず、触媒体4は両端とも固定されている。また、パージガスを触媒体4に対してその延伸方向に噴出する機構は備えていない。その他は図1に示す触媒CVD装置と同様の構成である。この装置を用いて上記実施例と同様の成膜条件で感光ドラムを作製した。
<Comparative example>
A photosensitive drum is produced using a conventional catalytic CVD apparatus and compared with the photosensitive drum of the above embodiment. The catalytic CVD apparatus of the comparative example shown in FIG. 9 does not include a weight body, and the
実施例1と比較例の触媒CVD装置を用いて作製した感光ドラムのそれぞれについて、総膜厚を渦電流式膜厚計(株式会社フィッシャーインストルメンツ製 FISCHERSCOPE MMS)で測定した。総膜厚の測定個所は感光ドラムの長手方向に沿って9点で行った。その結果、総膜厚のムラ(最大値と最小値との差分を9点の平均値で除した百分率)は実施例1で5%、比較例で25%だった。また、感光ドラムを形成する前と形成した後の触媒体4の抵抗値を室温で測定した。触媒体4のシリサイド化による抵抗上昇は実施例1で2%、比較例で12%だった。そのため、実施例1では触媒体4は10回の成膜工程に耐えたが、比較例では触媒体は2回の成膜工程で交換する必要があった。また、実施例1での触媒体4の交換に要する時間は、パージガス噴出のための機構(図6(b)及び図7参照)が備えられているにもかかわらず、比較例の場合と同程度の時間であった。
About each of the photosensitive drum produced using the catalytic CVD apparatus of Example 1 and a comparative example, the total film thickness was measured with the eddy current type film thickness meter (Fischer Instruments Co., Ltd. FISCHERSCOPE MMS). The total thickness was measured at nine points along the longitudinal direction of the photosensitive drum. As a result, the total film thickness unevenness (percentage obtained by dividing the difference between the maximum value and the minimum value by the average value of 9 points) was 5% in Example 1 and 25% in Comparative Example. Further, the resistance value of the
(実施例2)
実施例2の装置では、反応室1の材料としてステンレスに替えて厚さ6mmの合成石英を用いた。その他は実施例1と同様の構成で触媒CVD装置を製作し、この装置を用いて感光ドラムを製作した。本実施例においても、感光ドラムの堆積膜の均一性と触媒体の寿命に関して実施例1と同等の効果が得られた。
(Example 2)
In the apparatus of Example 2, synthetic quartz having a thickness of 6 mm was used as the material for the reaction chamber 1 instead of stainless steel. Other than that, a catalytic CVD apparatus was manufactured in the same configuration as in Example 1, and a photosensitive drum was manufactured using this apparatus. Also in this example, the same effect as in Example 1 was obtained with respect to the uniformity of the deposited film on the photosensitive drum and the life of the catalyst body.
(実施例3)
実施例3では、図1の装置を使用し、触媒体として図3(c)に示すように複数本からなる触媒体4を用いた。錘体8は反応室1と同じ材質のステンレスで構成し、その形状は幅50mm、奥行10mm、高さ10mmの直方体形状とした。錘体8の突起部8aは幅50mm、奥行5mm、高さ20mmとした。触媒体4には直径0.5mmのタングステン線を用い、10mm間隔で4本のタングステン線を突起部8aに設けられた直径0.7mmの穴部に止めネジ8bでそれぞれ固定した。実施例3の装置のその他の構成は、触媒体4の端部におけるパージガス噴出機構を設けていないことを除いて、実施例1の触媒CVD装置と同様である。このような構成を備えた実施例3の触媒CVD装置を用いて感光ドラムを製作したところ、感光ドラムの堆積膜の均一性に関して実施例1と同等の効果を得られた。
(Example 3)
In Example 3, the apparatus of FIG. 1 was used, and a plurality of
1 反応室
2 ガス管
3 排気管
4 触媒体
5 電力導入端子
6 電源
7 基体
8 錘体
9 基体ホルダー
1 reaction chamber 2 gas pipe 3
Claims (10)
前記触媒体の他方の端部は、導電性を有する材料で構成され、かつパージガスを前記触媒体に対して前記触媒体の延伸方向に沿って噴出するための流路が形成されたパージガス噴出部材に対して前記流路の中で固定されており、
前記パージガス噴出部材を介して前記触媒体に電力が供給されるように構成されていることを特徴とする、請求項1から9のいずれか1項に記載の触媒CVD装置。 The weight body is provided at one end of the catalyst body,
The other end of the catalyst body is made of a conductive material, and a purge gas ejection member is formed with a flow path for ejecting purge gas to the catalyst body along the extending direction of the catalyst body. Is fixed in the flow path,
10. The catalytic CVD apparatus according to claim 1, wherein electric power is supplied to the catalyst body via the purge gas ejection member. 11.
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