CN1132800A - 等离子体加工方法和等离子体加工装置 - Google Patents

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Abstract

提供了一种等离子体加工方法和一种等离子体加工装置，在此方法和装置中用施加范围在20到450兆赫的高频电力，同时把范围在30到300V或-30到-300V的直流电压和/或范围在30到600V的交流电压施加到被抽空的反应室中的基底上的方法，在也用作一个电极的基底上制作沉积薄膜。这一方法使得把等离子体和薄膜厚度的分布变均匀成为实际可能的，而与放电频率和所施加的高频电力无关，从而加宽了加工(比如薄膜制作)条件允许的范围和装置设计的允许范围。

Description

等离子体加工方法和等离子体加工装置
本发明涉及一种用来制作沉积薄膜或类似物的等离子体加工方法，并涉及一种用来制作沉积薄膜或类似物的等离子体加工装置。更具体地说，本发明涉及一种等离子体加工方法，这种方法可以用来以等离子体放电作为激发能源在一块基底上制作沉积薄膜，比如等离子体化学气相沉积，并能够采用20兆赫至450兆赫的高频制作包括硅原子为基质的非单晶材料的一种静电复制用的光敏件，本发明还涉及用于此目的的装置。
迄今，已经报道了非单晶沉积薄膜作为静电复制用的光敏件的一个元件。它的一个例子是一种无定形的沉积薄膜(比如一种无定形的硅沉积薄膜)，在此膜中悬挂键由氢或卤素(例如氟，和氯)补偿。某些这样的无定形的沉积薄膜被实际地使用。
已经知道用来制作这种沉积薄膜的各种方法，包括溅镀，把一种源气体用加热分解(热化学气相沉积)，把一种源气体用光辐射分解(光辅助化学气相沉积)，以及用等离子体把一种源气体分解(等离子体化学气相沉积)。在这些方法中，等离子体化学气相沉积用由直流或高频(射频，甚高频，微波等)引起的辉光放电把一种源气体分解，用来在一块基底(比如玻璃，石英，耐热合成树脂，不锈钢和铝)上制作沉积薄膜。这种等离子体化学气相沉积方法在制作用于静电复制的无定形的硅沉积薄膜方面以及其它应用领域中已经得到明显的改进。也已经提出了用于这些目的的各种装置。
近几年来，要求进一步改进薄膜质量和加工能力(比如性能，质量等)，并为了这些改进已经进行了各种研究。
具体地说，广泛使用了采用高频电力的等离子体过程，这是由于它有许多优点，比如放电的高稳定性，可以用来制作象氧化物薄膜和氮化物薄膜的绝缘材料薄膜，等等。
用作包括等离子体化学气相沉积过程的等离子体过程的高频放电电源的振荡频率传统上为13.56兆赫。在用等离子体过程制作薄膜时，例如以每小时6微米的沉积速率进行沉积，来得到对于静电复制用的光敏件有满意性能的无定形硅薄膜。在比这高的沉积速率下不总能得到静电复制用的光敏件所要求的性能。
一般说来，为了得到足够的荷电能力，要求用作静电复制用的光敏件的无定形硅薄膜有至少20-30微米的厚度。以上面提到的沉积速率，为了生产一个所要求厚度的静电扶植用的光敏件必须用极长的时间。
已经公布了一种等离子体化学气相沉积系统，此系统采用带有20兆赫或更高的高频电源的平行板等离子体化学气相沉积系统(Plasma Chemistry and Plasma Processing，Vol.7，No.3，pp.267-273(1987))，显示出比传统的13.56兆赫高的频率可以改进沉积速率，而不影响沉积薄膜的性能。在溅镀中也报道了较高的放电频率的优点，并已对这种优点作了广泛的研究。
日本的公开专利申请No.6-97078公布了一种化学气相沉积技术，它采用了30兆赫或更高的高频电源，并对基底施加了一个负电压，得到了高质量的无定形硅薄膜。通过控制电极之间的距离，所公布的方法在大面积基底上制作出了有均匀的厚度分布的薄膜。然而，这一公开的专利申请没有提到一些问题，比如由沉积薄膜的不正常增长所造成的球形突出部，这种突出部对于用来生产静电复制用的光敏件的过程和装置是固有的，并且该方法关于对基底施加一个正的直流电压或一个交流电压什么都没有提到。
图1示出采用范围在20至450兆赫的高频电源的一种等离子体化学气相沉积装置的例子。这种等离子体化学气相沉积装置是一种在一个圆柱形基底上制作用于静电复制的光敏件的无定形硅薄膜的薄膜制作装置。下面解释用这种装置以甚高频等离子体化学气相沉积法制作无定形硅薄膜的步骤。
这一装置基本上由一个沉积系统1100，一个源气体供应系统1200，以及一个用来把反应室1111的内部空间抽空的抽空系统(在图中未画出)构成。把圆柱形的基底1112放在沉积系统1100的反应室1111中的一个接地的支座1124上。在圆柱形的基底的内部设置了一个基底加热器1113。源气体引入管1114被设置在反应室中。把甚高频电源1120经过一个高频匹配箱1115连接到反应室上。
源气体供应系统1200有SiH4，H2，CH4，NO，B2H6，SiF4，等源气体的气瓶1221-1226，阀1231-1236，1241-1246和1251-1256，以及质量流量控制器1211-1216。把各个源气体瓶经过辅助阀1260连接到反应室1111中的气体引入管1114上。
下面使用图1所示的装置描述制作静电复制用的光敏件的步骤的一个例子。
把与地相连接的圆柱形基底1112置于反应室1111中，并用图中未画出的抽空系统(例如一个真空泵)把反应室1111的内部空间抽空。随后，用基底加热器1113加热基底1112，并使之保持在范围在20℃到500℃的一个预定温度上。
为了把用来制作沉积薄膜的源气体引入反应室1111中，检查气瓶1221-1226的阀1231-1236和反应室1111的泄漏阀1117是否被关闭了；把进气阀1241-1246，出气阀1251-1256和辅助阀1260打开；随后把主阀1118打开，把反应室1111和气体管路1116的里面抽空。
当压力计1119的读数达到大约5×10-6乇时，把辅助阀1260和出气阀1251-1256关闭。
随后，打开气瓶阀1231-1236，由气瓶1221-1226供应各自的源气体。用压力控制器1261-1266把各源气体的压力控制成2公斤/平方厘米。把进气阀1241-1246逐渐打开，分别把气体引入到质量控制器1211-1216中。
在装置如上面描述的那样作好制作薄膜的准备之后，如下地在基底1112上制作光电导层。当基底达到预定的温度之后，把出气阀1251-1256中的必要的那些阀和辅助阀1260逐渐打开，把必要的气体由气瓶1221-1226经过气体引入管1114供应到反应室1111中。质量控制器1211-1216把各源气体的流动速率控制为预定的速率。同时，调节主阀1118的打开程度，通过监视压力计1119把反应室1111的内部压力保持在不高于1乇的压力。在内部压力成为稳定的之后，把基高频电源1120设定在预定的功率水平上，并把频率范围为20至450兆赫的甚高频电力经过高频匹配箱1115供应到反应室1111，产生对接地的支座1124和光电导基底1112的辉光放电。放电能量把引入到反应室1111的源气体分解，在基底1112上形成一个所要求的光电导层。当该层增长到一个要求的厚度时，停止供应甚高频电力，并把出气阀关闭，停止向反应室引入气体，并结束光电导层的制作。
可以以原理上类似于上述的操作方式在上述光电导层上继续进行一个表面层的制作，或在基底1112上进一不制作另一层。
在制作薄膜的过程中，可以用一个驱动装置如一台电动机(在图中未画出)以预定的速度使圆柱形的基底1112旋转，使薄膜在整体上均匀。
对采用更高频的电力代替13.56兆赫的高频电力来改进使用等离子体化学气相沉积装置的沉积薄膜的性能和沉积速率(如上面所解释的那样)已经进行了一些研究。结果证明，较高的频率使得可以以较高的沉积速率制作出薄膜性能极好的沉积薄膜。
然而，出现了另一个问题，这是在放电频率13.56兆赫时所没有遇到的。这个问题是：当在较低的功率水平上使用放电频率高于20兆赫，特别是高于31兆赫或50兆赫的较高频率的电力时，等离子体的分布不均匀，结果，在相对较大面积的基底(比如静电复制用的光敏件)上以不均匀的沉积速率制作出薄膜，给出厚度不均匀的薄膜。薄膜厚度不均匀造成所制作出的静电复制用的光敏件的性能不均匀，这在实际使用中可能是一个大缺点。
例如，对图象缺陷，薄膜性能等作了权衡考虑之后确定无定形硅光敏件的薄膜制作条件。图象缺陷在高频电力的较高使用电压下比较严重，在较低的使用电压下不太严重。
这里提到的图象缺陷是指在黑的图象上的圆形空白点，被称为白点。
造成这样的图象缺陷的原因之一被认为是在基底或沉积薄膜的表面上存在的几微米至几十微米的外部物质，这些外部物质作为薄膜生长核，造成朝向沉积薄膜表面的柱形或倒圆锥形的反常增长(球形突出部的形成)。
图象缺陷和白点被假定是由如下的机制发展出来的。如果在基底或沉积薄膜的表面上存在外部物质如毛刺，划痕，碎屑和尘埃，等离子体的电位将在这些外部物质的部位局部地改变，这可能改变周围的等离子体空间中所形成的活性组分，或把活性组分传送到周围的等离子体空间中去，或者可能妨碍活性组分在表面上的运动，从而改变了用干薄膜沉积的表面反应。结果，在这些外部物质核和其周围所形成那些部分的沉积薄膜的性能与正常部分不同，在静电复制方面的薄膜性能不令人满意，特别是暗电阻低。
在静电复制装置中静电复制用的沉积薄膜的实际使用中，主电晕组件的电晕放电使静电复制用的沉积薄膜的表面均匀地带电，并且所造成的表面电荷的库仑力形成调色图象。如果存在上面提到的球形突出部，那么给予突出部位的表面电荷很快地经过上面提到的较低的暗电阻部分被移走，在这些部位就不吸引调色剂。因此，在黑的图象中的相应于球形突出部位的白斑点(白点)处出现白色的图象缺陷，使图象质量变坏。另外，在静电复制用的光敏件表面上存在的球形突出部加快清洁叶片(该叶片在光敏件的表面上滑动，把残留的调色剂复原)的性能的变差，或在重复复制的过程中把清洁叶片损坏，从而使清洁有缺陷。
这种由球形突出部所引起的不希望的现象在高频电力的较高的功率水平下更为严重。在较低的功率水平下，即使在基底上存在外部物质时，球形突出部也较少可能增长，这是由于沉积薄膜覆盖着这些外部物质增长。即使球形突出部增长，在较低功率水平下球形突出部分的性能与正常的薄膜之间没有区别，从而使图象缺陷不容易发生。另外，在较低的功率水平下，所形成的突出部在沉积薄膜表面以上的高度不大，从而不太容易把清洁叶片损坏或变差。然而，在较低的功率水平下，所形成的薄膜不足够地均匀，是不利的，如上所述，这需要改进。
上面的讨论涉及到图象缺陷。然而，在较高的功率水平下所形成的薄膜不必然具有适当的性能。因为薄膜的形成条件是考虑到图象缺陷，薄膜性能，以及薄膜制作速率的相互权衡后决定的，所以要求静电复制用的光敏件的生产装置可以适用于宽的生产条件。
本发明的一个目的是提供一种等离子体加工方法，它用来制作沉积薄膜，并可以以较低功率水平的高频电力用等离子体均匀地加工相对较大面积的基底，而没有上面提到的缺陷，这是用传统的等离子体过程所不能得到的，并且也提供用来制作沉积薄膜的一种等离子体加工装置。
本发明的另一个目的是提供一种用于静电复制用的光敏件的沉积薄膜制作方法，即使在高功率水平的高频电力制作薄膜的条件下，它也造成较少的图象缺陷，并且能够减少对清洁叶片的损坏或变差，并改善清洁叶片的耐用性，也提供用来实现上述方法的沉积薄膜制作装置。
本发明的再一个目的是提供一种等离子体加工方法，它可以以宽的薄膜制作条件范围在宽的放电功率范围内使用，而不会造成薄膜性能的不均匀(比如薄膜厚度的不均匀)，并且没有静电复制的图象缺陷，也提供用于上述方法的等离子体加工装置。
本发明的又一个目的是提供一种等离子体加工方法，它不会造成放电的局部化，并且在进行加工时所用放电功率有足够小的损失，源气体的使用效率得到了改善和沉积速率得到了改善。
本发明的等离子体加工方法把一块被加工的基底用作第一电极，并包括与第一电极相对着的设在连接到一个抽空装置和一个源气体供应装置上的一个室中的第二电极，采用频率范围为20到450兆赫的高频电力在第一电极与第二电极之间产生等离子体放电，从而把引入该室中的源气体分解，使基底受到等离子体加工，其中把一个直流电压和/或一个交流电压施加到第一电极上。
本发明的等离子体加工装置包括连接到一个抽空装置和一个源气体供应装置上的一个室，以及一个高频电源，用来把频率范围为20到450兆赫的高频电力施加到用作第一电极的被加工的基底与设在该室中与第一电极相对着的第二电极之间，其中设置了一个第二电源，用来把一个直流电压和/或一个交流电压施加到第一电极上。
图1为用来解释薄膜制作装置的一个例子的示意图，甚高频等离子体化学气相沉积法可以采用该装置。
图2，图3和图6分别为用来解释薄膜制作装置的一个例子的示意图，本发明的甚高频等离子体化学气相沉积法可以采用该装置。
图4和图5分别为用来解释薄膜制作装置的薄膜制作室和其周边的结构的示意图，本发明的甚高频等离子体化学气相沉积法可以采用该装置。
图7A和图7B分别为解释静电复制用的光敏件的层组成的一个例子的示意图。
图8为示出薄膜厚度分布比的相对值对直流电源所施加的电压的依赖关系的图。
图9为示出薄膜厚度分布比的相对值对交流电源所施加的电压的依赖关系的图。
本发明的发明人研究了采用传统的化学气相沉积装置在放电频率范围为20至450兆赫的薄膜的制作。在这些研究中，出现了放电的不稳定和不均匀的问题，即等离子体的局部化，如前所述，这在传统上采用的13.56兆赫的放电频率中没有碰到过。
本发明的发明人假定这是如下造成的。
当把被加工的基底放置在接地的支座(夹持器)上时，基底的表面电位随着离开该支座的距离变化(对于圆柱形基底来说在轴线方向上)，使得放电在靠近地的基底的较下面的部分和离开地较远的基底的较上面部分出现局部化。这种现象在较低的甚高频功率水平下是明显的。因此，假定，在高功率水平下，等离子体的密度较高，并给出均匀的放电，而与接地的条件无关。
然而，在较高的功率水平下，虽然如上所述得到了均匀的放电，但是在被加工的基底表面上或正在增长的沉积薄膜的表面上存在外部物质如毛刺，划痕，碎屑和尘埃，将造成电场的局部密度加大。在高功率水平下的较大的电场密度可能改变在周围的等离子体空间所形成的活性组分，或把活性组分传送到周围的等离子体空间中去，或可能妨碍活性组分在表面上的移动，从而改变了用来制作沉积薄膜的表面反应。结果，在这些外部物质核上所形成那些部分的沉积薄膜的性能与正常部分不同，对于静电复制来说不令人满意，特别是暗电阻低。
在较高的功率水平下沉积薄膜的增长速率较高。因此，即使所加工的基底上存在相同数目的外部物质，在较高的功率水平下生产的静电复制用的光敏件有较大数目的缺陷，并倾向于造成较多的图象缺陷。
为了克服上述缺点，作了这样的研究：通过施加直流和/或交流电压来维持在基底的轴线方向上的表面电位的均匀，在整个放电空间施加足够的功率。
结果发现，由于把由30到300V或由-30到-300V的直流电压和/或由30到600V的交流电压施加到基底上，使基底的轴线方向上的表面电位均匀，以防止电荷的不均匀分布，从而防止了在放电频率高于20兆赫，特别是高于31兆赫，更特别是高于50兆赫时出现的等离子体放电的局部化分布。也发现，在更高的功率水平下，这样施加电压防止了在外部物质上(比如毛刺，划痕，碎屑和尘埃)的电场的局部化，从而防止了等离子体的不均匀分布。这对减少图象缺陷是有效的，并且实际上对于静电复制用的光敏件是有效的。当施加正的直流电压和/或交流电压时，这一效果特别明显。
由类比可以设想，在本发明的沉积方法中对基底施加直流电压和/或交流电压也可以类似地在等离子体化学气相沉积中高于450兆赫时在防止在放电对电极上球形或类似的突出部的增长方面是有效的。
交流电压不限于正弦波电压，而可以是矩形波电压。矩形电压包括一个取决于负载比的直流电压分量，它能有利地使电力供应有效。基底的形状不限于圆柱形，而截面可以是三角形，四边形，或六边形，或甚至是平面的，由于把直流和/或交流电压叠加到高频电力上而制作出均匀的薄膜。
反应室最好是真空密封容器，但也可以是能够产生对于制作静电复制用的光敏件或其它产品所必须的真空的任何容器。
下面参考着图具体地描述本发明。
图2为示出本发明的按照甚高频等离子体化学气相沉积法的沉积薄膜制作装置的一个例子的示意图。
这一装置基本上由一个沉积系统1100，一个用来供应源气体的气体供应系统1200，以及一个用来把反应室1111的内部空间抽空的抽空系统(在图中未画出)构成。可以把基底1112放在沉积系统1100的反应室1111中。基底1112在电路上连接到电源1123上用来施加直流电压和/或交流电压。反应室自身用作沉积系统的第二电极。把一个基底加热器1113，源气体引入管路1114设置在反应室中。把甚高频电源1120经过一个高频匹配箱1115连接到反应室上。
源气体供应系统1200有SiH4，H2，CH4，NO，B2H6，SiF4，等源气体(包括稀释气体和搀杂气体)的气瓶1221-1226，阀1231-1236，1241-1246和1251-1256，以及质量流量控制器1211-1216。把源气体瓶经过阀1260连接到反应室1111中的气体引入管1114上。
施加到基底(在此基底上制作薄膜，并且在本发明中此基底用作第一电极)上的电压是直流电压，交流电压，或交流一直流叠加电压。
可以使用任何可以把至少-30V或更负的电压或30V或更正的电压施加到第一电极上的直流电源。该直流电压可以是不随时间变化的常数电压，也可以是随时间变化的电压，比如经半波整流的电压。
可以使用任何可以把至少范围在0到1KV的电压施加到第一电极上的交流电源。该交流电压可以是正弦波电压，矩形电压，三角形电压，或它们的组合电压。
当所施加的电压随时间周期性地变化时，电压的频率最好不超过大约2兆赫，这是在等离子体中的离子跟随在基底上所形成的鞘套区域中鞘套场的变化的上限电压。
如下所述地把直流和/或交流电压施加到基底上。首先，把被加工的基底1112在电上进行绝缘。可以用任何方法进行这种绝缘，使被加工的基底不接地。例如，如图2所示，把与电源1123相连接的导电支座1124置于一个绝缘材料1121上，并把被加工的基底1112置于该支座上。可以通过导电支座把来自电源1123的直流和/或交流电压施加到基底1112上，到与反应室1111绝缘的基底上。
可以把直流和/或交流电压直接施加到基底的任何部分上，或经过一种导电材料施加，如图2所示。在沉积薄膜制作的过程中，可以把直流和/或交流电压的水平保持不变，也可以在沉积薄膜制作的过程中改变，或在多个沉积层制作中对于多层中的每一层改变。
在本发明中使用的导电材料包括铜，铝，金，银，铂，铅，镍，钴，铁，铬，钼，钛，不锈钢，以及它们的两种或多种的合成物。
用来对基底进行绝缘的绝缘材料包括陶瓷，聚四氟乙烯，云母，玻璃，石英，硅橡胶，聚乙烯，聚丙烯等。
在本发明中用作高频电力的甚高频电源1120可以是能够产生振荡频率不低于20兆赫，最好不低于31兆赫，更好是不低于50兆赫，同时不高于450兆赫的电力，并且输出功率由10W到5000W或更高适用于该装置的任何电源。
对高频电力的输出改变系数没有特别的限制。
施加到被加工的基底上的电压为由30到300V或由-30到-300V的直流电压和/或由30到600V的交流电压，为的是在所要求的甚高频功率水平上得到均匀而稳定的放电，并且就所制成的沉积薄膜的质量和静电复制的性能而言，功率水平最好在由50W到1KW范围的甚高频功率区域之内。
图3为用来解释本发明的按照甚高频等离子体化学气相沉积法用来制作沉积薄膜的薄膜制作装置的另一个例子的示意图。
这一装置基本上由一个沉积系统1100，一个用来供应源气体的气体供应系统1200，以及一个用来把反应室1111的内部空间抽空的抽空系统(在图中未画出)构成。把用作第一电极的基底1112放在反应室1111(它作为沉积系统1100的第二电极)中，并把基底的结构做成使得可以把直流电压和交流电压同时施加到其上。把基底1112在电路上经过一个导电的支座1124连接到直流电源1123和交流电源1125上，并通过绝缘材料1121在电路上与反应室1111绝缘。另外，把一个基底加热器1113，源气体引入管路1114设置在反应室中。把甚高频电源1120经过一个高频匹配箱1115连接到反应室上。
图4，图5和图6为用来解释本发明的按照甚高频等离子体化学气相沉积法用来制作沉积薄膜的薄膜制作装置的又一个例子的示意图。图6示意性地示出该装置的整个结构。图4为反应室的垂直剖面示意图。图5为反应室的水平剖面示意图。
在图4，5和6中，反应室3111有可以被抽空的结构。一根抽空管3121在其一端通到反应室3111的内部，其另一端通到抽空系统(在图中未画出)标号3130表示环绕着用作第一电极的基底3115的放电空间。甚高频电源3119是用来把甚高频电力施加到第二电极3118上的一个高频电源，并且在电路上经过一个高频匹配箱3122连接到第二电极3118上。
基底3115被放置在夹持器3123上，该夹持器被紧固在转动轴3114上。转动轴3114的与反应室3111接触的部分和转动轴的齿轮3124用绝缘材料制成，从而在电路上把基底3115和夹持器3123绝缘。把一个直流电源3112和一个交流电源3113在电路上连接到转动轴3114上，从而可以把直流电压和/或交流电压经过转动轴3114和夹持器3123施加到基底3115上。
在本发明的解释中，转动轴3114和夹持器3123是由导电材料制成。然而，通过适当地选择施加直流和/或交流电压的方法，可以使它们由绝缘材料制成。
在本发明中使用的导电材料包括铜，铝，金，银，铂，铅，镍，钴，铁，铬，钼，钛，不锈钢，以及它们的两种或多种的合成物。
用来对被加工的基底进行绝缘的绝缘材料包括有机和无机材料，比如陶瓷，聚四氟乙烯，云母，玻璃，石英，硅橡胶，聚乙烯，聚丙烯等。
对把基底绝缘的方法和施加直流和/或交流电压的方法没有限制，只要能把直流和/或交流电压施加到被绝缘的基底上就行。
对所采用的高频匹配箱3122的结构没有特别的限制，只要它能使电源与负载匹配就行。这种匹配最好是被自动控制的，但也可以是手动控制的。用来施加甚高频电力的电极3118的材料包括铜，铝，金，银，铂，铅，镍，钴，铁，铬，钼，钛，不锈钢，以及它们的两种或多种的合成物。该电极3118的形状最好是圆柱形的，但也可以是椭圆形柱状的或多边形柱状的。如果必要，电极3118可以设有一个冷却装置。采用水、空气，液氮，或一个Peltier元件进行冷却。
在图中，带有基底3115的转动轴3114，或带有基底3115的夹持器3123用作与电极3118相对着的对电极，并用适当的材料制成，有适用于其目的的形状。例如，为了生产静电复制用的光敏件最好是圆柱形的，但是如果需要，也可以是平面的或其它形状的。用作它的材料包括铜，铝，金，银，铂，铅，镍，钴，铁，铬，钼，钛，不锈钢，以及它们的两种或多种的合成物，还包括涂有静电复制材料的绝缘材料，这些绝缘材料包括聚酯，聚乙烯，聚碳酸酯，乙酸纤维素，聚丙烯，聚氯乙烯，聚偏二氯乙烯，聚苯乙烯，玻璃，陶瓷和纸。
使用图2所示的装置描述制作静电复制用的光敏件的光敏层的步骤的一个例子。
把圆柱形基底1112置于反应室1111中，并用一个在图中未画出的抽空系统(例如一台真空泵)把反应室1111的内部空间抽空。随后，用支座加热器1113加热基底1112，并使之保持在范围例如在20℃到500℃的一个预定温度上。
经过下面的步骤把用来制作沉积薄膜的源气体引入反应室1111中。检查气瓶1221-1226的阀1231-1236和反应室1111的泄漏阀1117是否被关闭了；把进气阀1241-1246，出气阀1251-1256和辅助阀1260打开；随后把主阀1118打开，把反应室1111和气体管路1116的里面抽空。当压力计1119的读数达到例如大约5×10乇时，把辅助阀1260和出气阀1251-1256关闭。
随后，打开气瓶阀1231-1236，由气瓶1221-1226供应各自的源气体。用压力控制器1261-1266把各源气体的压力控制成例如2公斤/平方厘米。把进气阀1241-1246逐渐打开，把各个气体引入到质量控制器1211-1216中。
在装置如上面描述的那样作好制作薄膜的准备之后，如下地在基底1112上制作光电导层。当基底1112达到预定的温度之后，把出气阀1251-1256中的必要的那些阀和辅助阀1260逐渐打开，把必要的气体由气瓶1221-1226经过气体引入管1114供应到反应室1111中。质量控制器1211-1216把各源气体的流动速率控制在预定的水平。同时，调节主阀1118的打开程度，通过监视压力计1119把反应室1111的内部压力保持在不高于例如1乇的压力。在内部压力成为稳定的之后，通过把电源1123设定在预定的功率水平上的方法把一个预定的偏压施加到基底1112上，同时把所要求的频率范围为20至450兆赫的甚高频电力经过高频匹配箱1115施加到反应室，在反应室1111与基底1112之间产生辉光放电。放电能量把引入到反应室1111中的源气体分解，在基底1112上形成一个光电导层。当把该层制作到一个要求的厚度时，停止甚高频电力的供应，并把出气阀关闭，停止向反应室引入气体，并结束光电导层的制作。
在为静电复制用的光敏件制作一个表面层，一个电荷注入阻止层或另一层的情况下，或在制作不是为了静电复制用的光敏件的用途的一层的情况下，可以以原理上类似的操作方式进行。
在制作薄膜的过程中，可以用一个在图中未画出的驱动装置以预定的速度使基底1112旋转。
使用图4，5和6所示的沉积薄膜制作装置描述制作静电复制用的光敏件的步骤的另一个例子。
源气体供应系统3200包括SiH4，H2，CH4，NO，B2H6，SiF4，等源气体的气瓶3221-3226，阀3231-3236，3241-3246和3251-3256，以及质量流量控制器3211-3216。把源气体瓶经过阀3260连接到反应室3111中的气体引入管3117上。
把圆柱形基底3115置于反应室3111中，并用一个在图中未画出的抽空系统(例如一台真空泵)把反应室3111的内部空间抽空。随后，用基底加热器3116加热基底3115，并使之保持在范围在20℃到500℃的一个预定温度上。
经过下面的步骤把用来制作沉积薄膜的源气体引入反应室3111中。检查气瓶3221-3226的阀3231-3236是否被关闭了；把进气阀3241-3246，出气阀3251-3256和辅助阀3260打开；随后把反应室3111和气体管路3116的内部空间抽空。当压力计(图中未画出)的读数达到例如大约5×10-6乇时，把辅助阀3260和出气阀3251-3256关闭。
随后，打开气瓶阀3231-3236，由气瓶3221-3226供应各自的源气体。用压力控制器3261-3266把各源气体的压力控制成例如2公斤/平方厘米。把进气阀3241-3246逐渐打开，把各自的气体引入到质量控制器3211-3216中。
在装置如上面描述的那样作好制作薄膜的准备之后，如下地在基底3115上制作光电导层。当基底3115达到预定的温度之后，把出气阀3251-3256中的必要的那些阀和辅助阀3260逐渐打开，把必要的气体由气瓶3221-3226中经过气体引入管3117供应到反应室3111中。质量控制器3211-3216把各源气体的流动速率控制在预定的水平。同时，调节可变型的抽空阻力(在图中未画出)的打开程度，通过监视一个压力计(在图中未画出)把反应室3111中的内部压力保持在例如不高于1乇的压力。在内部压力成为稳定的之后，把直流电源3112和/或交流电源3113设定在预定的功率水平上，并把所要求的直流电压和/或交流电压施加到基底3115上。同时，把甚高频电源3119设定在一个所要求的水平上，并把频率范围为20至450兆赫的甚高频电力经过高频匹配箱3122施加到反应室3111，在基底3115之间产生辉光放电。放电能量把引入到反应室3111的源气体分解，在基底3115上形成一个光电导层。当把该层制作到一个要求的厚度时，停止甚高频电力的供应，并把出气阀关闭，停止向反应室引入气体，并结束光电导层的制作。
在为静电复制用的光敏件制作一个表面层，一个电荷注入阻止层或另一层的情况下，或在制作不是为了静电复制用的光敏件的用途的一层的情况下，可以以原理上类似的操作方式进行。
在制作薄膜的过程中，最好用一个驱动装置3120以一个预定的速度使基底3115旋转。
用本发明的装置制作的沉积薄膜的一个例子是无定形硅光敏件，它是一种非单晶的半导体。图7A和图7B为示出无定形硅光敏件的典型层结构的示意剖面图。图7A示出单层型光敏件，它由在功能上不被分开的单一的光电导层构成。图7B示出功能分开型光敏件的一个例子，其中光敏层由功能分开的层(一个由于光的辐射主要产生电荷的电荷产生层和一个主要传输电荷的电荷传输层)构成。
示于图7A的无定形硅光敏件包括由铝或类似物制成的导电基底701，和在导电基底上的以所标明的次序构成的一个电荷注入阻止层702，一个光电导层703，以及一个表面层704。电荷注入阻止层702是用来阻止来自导电基底701的不必要的电荷进入光导电层703。当必要时，可以设有这一层。光电导层703由至少包括硅原子的无定形材料制成，并有光电导性。表面层704包括例如硅原子和碳原子(如果必要，添加氢原子和/或卤素原子)，并且在静电复制装置中表面层可以把显出的图象保持住。在下面的描述中，除了它的存在与否给出不同的效果的情况之外，假定电荷注入阻止层702是存在的。
示于图7B的无定形硅型光敏件在光电导层703的结构上与示于图7A中的件不同。图7B中的无定形硅光敏件有功能分开型的光电导层703，它由至少包括硅原子和碳原子的无定形材料构成的电荷传输层706和至少包括硅原子的另一种无定形材料构成的电荷产生层705组成(在图7B中，这两层以所标明的次序按次序地构成)。当光辐射照到这种光敏件上时，主要在电荷产生层中产生的携带体通过电荷传输层移动到导电基底701。
参考着实验和示例更具体地描述本发明，而不以任何方式对本发明加以限制。
实验1用示于图2的等离子体化学气相沉积装置制作沉积薄膜，以105兆赫的放电频率把100W，300W和500W的甚高频电力施加到阴极上，并把范围在-300V到300V的直流电压施加到基底上。其它条件示于表1。研究了所制作成的沉积薄膜的厚度的均匀性对所施加的直流电压水平的依赖关系。
表1：用等离子体化学气相沉积制作薄膜的条件SiH4                                400sccmH2                                  400sccm基底温度                             250℃压力                                 20毫乇甚高频功率                           100W，300W，或500W
薄膜厚度分布的评价
用测量厚度的一种漩涡电流仪(由Kett Kagaku Kenkyusho K.K.生产)对每个光敏件在其轴线方向的27个点处测量薄膜的厚度。对每个薄膜计算其薄膜厚度分布比，算法是：把最大厚度与最小厚度之间的差除以平均厚度。评价薄膜厚度分布比是用与取为1.0的示例1中的以100W的高频电力在接地的基底上所制作的薄膜的同样的比值的相对值。这样，较小的比值意谓着厚度比较均匀。
结果，在施加到基底上的由30V到300V或-30V到-300V的直流电压范围内，薄膜厚度分布比在上面的任何甚高频功率水平下都不大于0.7，如图8所示。薄膜厚度分布比随着所施加的直流电压的绝对值增加到一定水平而减小，然后，在该电压的绝对值以上增加，与所施加的高频功率的水平无关。
在直流电压的绝对值低于30V时，由于在放电空间中局部化的放电而使薄膜厚度的均匀性不总能得到改善，而在直流电压的绝对值高于300V时，出现反常的放电，并且在薄膜沉积的过程中有时沉积薄膜会被剥落，不总能得到改善。
实验2
用示于图2的等离子体化学气相沉积装置制作沉积薄膜，以105兆赫的放电频率把100W，300W和500W的甚高频电力施加到阴极上，并把范围在0V到600V的交流电压施加到基底1112上。制作薄膜的其它条件示于表1。测量了所制作成的沉积薄膜的厚度的均匀性对所施加的交流电压水平的依赖关系，并以实验1同样的方式对薄膜厚度的均匀性进行评价。
所采用的交流电压为正弦波，在此实验中频率为100赫兹。
结果，如图9所示，在施加到基底上的由30V到600V的交流电压范围内，薄膜厚度分布比在上面的任何甚高频功率水平下都不大于0.7。薄膜厚度分布比随着所施加的交流电压增加到一定电压(在图9中为200V)而减小，并且这种改善在该电压达到饱和，而与所施加的高频功率的水平无关。
在交流电压高于600V时，放电趋向于不稳定，反常，并且是间歇的，常常造成薄膜厚度的不规则。而在交流电压低于30V时，不总能足够地得到本发明的效果。
实验3
用示于图2的等离子体化学气相沉积装置以与实验1和试验2中相同的方式制作沉积薄膜，差别只是把放电频率改变到20兆赫，31兆赫，50兆赫，300兆赫，或450兆赫。制作薄膜的其它条件示于表1。以与实验1中相同的方式测量了所制作成的沉积薄膜的厚度的均匀性对放电频率的依赖关系。
结果，薄膜厚度的均匀性显示出如实验1和实验2中相同的趋势，并且薄膜厚度分布比令人满意地不大于0.7。特别在31兆赫或更高的频率下，更特别是50兆赫或更高的频率下，结果非常令人满意。因此，可以在范围为20兆赫到450兆赫的高频电力频率下获得本发明的效果。
对比实验1
用示于图2的等离子体化学气相沉积装置以与实验1和实验2中相同的方式制作沉积薄膜，差别只是把放电频率改变到13.56兆赫，或500兆赫。其它条件示于表1。以与实验1中相同的方式研究了所制作成的沉积薄膜的厚度的均匀性。
结果，在13.56兆赫的放电频率下，薄膜厚度的均匀性如在实验1和实验2中一样足够令人满意，但是不能得到本发明的薄膜沉积速率所得到的增加。
在高于450兆赫的放电频率下，发现高频匹配电路的设计变得困难，并且发现传输损失变大，以至于在500兆赫的放电频率下不能得到实际上令人满意的性能。
参考着示例解释本发明。
示例1
用示于图2的等离子体化学气相沉积装置在圆柱形的铝基底上制作无定形硅薄膜，以105兆赫的放电频率制作静电复制用的光敏件。在此示例中施加-300V，-100V，+100V，或+300V的直流电压制作四个光敏件。在薄膜制作的过程中保持基底不动，不转动。薄膜制作条件如表2所示。
表2层                           条件
                 SiH4          300sccm
                 H2            500sccm
                 NO             8sccm下部阻止层           B2H6         2000ppm
                 功率           400W
                 内部压力       20毫乇
                 薄膜厚度       1微米
                 SiH4          500sccm
                 H2            500sccm光电导层             功率           100W
                 内部压力       30毫乇
                 薄膜厚度       20微米
                 SiH4          50sccm
                 CH4           500sccm表面防护层           功率           100W
                 内部压力       20毫乇
                 薄膜厚度       1微米
采用改进型的复印机NP-5060(Canon K.K.)评价所制成的静电复制用的光敏件的静电复制的性能和图象质量。这种评价如下地进行。
(a)静电复制性能：
用改进的NP-5060复印机评价各光敏件的荷电能力均匀性和敏感度。
荷电能力均匀性：
对电晕组件施加1000微安的电流，对光敏件的表面进行电晕荷电。用表面电位计测量光敏件的表面电位，并测量光敏件在轴线方向上的电位的改变。
敏感度：
把光敏件充电到预定的暗区表面电位，并立即进行图象曝光。用得到预定的亮区表面电位所需要的光的数量表示敏感度。
(b)放电状态：
靠在匹配装置对它们进行调整时观测所施加的高频电力的引入波和反射波，用四级评价标准(极好，好，良和差)对放电状态进行评价。
以下面的标准进行评价：
荷电能力
极好：所观测的表面电位基本没有变化
好：变化在±20V以内
良：实际上没有问题，所复制的图象没有问题
差：在实际使用中有一些问题；在所复制的半调色图象中观察到不均匀
敏感度
极好：基本上均匀
好：用来得到预定的电位的光的数量在±10％以内
良：实际上没有问题，所复制的图象没有问题
差：在实际使用中有一些问题；在所复制的半调色图象中观察到不均匀
(c)耐用性：
采用改进型的复印机NP-5060(Canon K.K.)连续地送入A4尺寸的纸进行A4尺寸的连续运行试验。观察光敏件的清洁状态。按照下面的标准评价清洁状态：
好：在白的空白图象上没有发现黑条纹
良：在白的空白图象上发现少量2-3厘米长的黑条纹
差：在白的空白图象上发现少量5厘米或更长的黑条纹
结果被示于表6和表7。
在本发明的这个示例中，所制成的光敏件有极好的静电复制性能，并形成了极好的图象，有均匀的电位分布和均匀的图象密度，如表6和表7所示。没有观测到图象缺陷(比如白点)，并且，耐用性是令人满意的，没有出现有缺陷的清洁。
用倒逆型金相显微镜(Versamet-2Union Optical Co.，Ltd.)观察上述静电复制用的光敏件的表面发现施加负直流电压所生产的各个静电复制用的光敏件上会引起有缺陷的清洁的20微米或更大的球形突出部为10个以下，而施加正直流电压所生产的各个静电复制用的光敏件上没有发现这种突出部。由此可见，在薄膜制作的过程中施加正的直流电压在防止形成球形突出部方面更有效。
对比示例1
用示于图1的等离子体化学气相沉积装置在圆柱形的铝基底上制作无定形硅薄膜，以105兆赫的放电频率制作静电复制用的光敏件。把基底的下端连接到地。在薄膜制作的过程中保持基底不动，不转动。薄膜制作条件如表2所示。
采用改进型的复印机NP-5060(Canon K.K.)评价所制成的静电复制用的光敏件。这种评价如在示例1中相同的方式进行。结果被示于表10和表11。
在此对比示例中，造成了电位的变化和图象密度的不均匀性。所制成的光敏件实际上是可用的。然而，没有得到极好的静电复制性能和高的图象质量。在连续复制1000000张后出现有缺陷的清洁。
用倒逆型金相显微镜(Versamet-2Union Optical Co.，Ltd.)观察上述静电复制用的光敏件的表面发现会引起有缺陷的清洁的20微米或更大的球形突出部为20到30个。然而，突出部没有损坏初始的图象性能，并且在实际使用中没有造成麻烦。
示例2
用示于图2的等离子体化学气相沉积装置在圆柱形的铝基底上制作无定形硅薄膜，以50兆赫的放电频率制作静电复制用的光敏件。在此示例中施加-300V，-100V，+100V，或+300V的直流电压制作四个光敏件。在薄膜制作的过程中保持基底不动，不转动。薄膜制作条件如表3所示。
表3
 层                条件
             SiH4        300sccm
             H2          500sccm
             NO           8sccm下部阻止层       B2H6       2000ppm
             功率         400W
             内部压力     20毫乇
             薄膜厚度     1微米
             SiH4        500sccm
             H2          500sccm光电导层         功率         100W
             内部压力     30毫乇
             薄膜厚度     20微米
             SiH4        50sccm
             CH4         500sccm表面防护层       功率         100W
             内部压力     20毫乇
             薄膜厚度     1微米
采用改进型的复印机NP-5060(Canon K.K.)评价所制成的静电复制用的光敏件的静电复制的性能和图象质量。这种评价如在示例1中相同的方式进行。结果被示于表6和表7。
所制成的光敏件有极好的静电复制性能，有均匀的电位分布，并形成了极好的图象，有均匀的图象密度。没有观测到图象缺陷(比如白点)，并且，耐用性是令人满意的，没有出现有缺陷的清洁。
用倒逆型金相显微镜(Versamet-2Union Optical Co.，Ltd.)观察上述静电复制用的光敏件的表面发现施加负直流电压所生产的各个静电复制用的光敏件上会引起有缺陷的清洁的20微米或更大的球形突出部为10个以下，而施加正直流电压所生产的静电复制用的光敏件上没有发现这种突出部。
对比示例2
用示于图1的等离子体化学气相沉积装置在圆柱形的铝基底上制作无定形硅薄膜，以50兆赫的放电频率制作静电复制用的光敏件。把基底的下端连接到地。在薄膜制作的过程中保持基底不动，不转动。薄膜制作条件如表3所示。
采用改进型的复印机NP-5060(Canon K.K.)评价所制成的静电复制用的光敏件。这种评价如在示例1中相同的方式进行。结果被示于表10和表11。
结果，造成了电位的变化和图象密度的不均匀性，并且，静电复制性能和图象质量不能令人满意。在连续复制800,000张后清洁变成有缺陷的。
用倒逆型金相显微镜(Versamet-2 Union Optical Co.，Ltd.)观察上述静电复制用的光敏件的表面发现会引起有缺陷的清洁的20微米或更大的球形突出部为20到30个。然而，突出部没有损坏初始的图象性能，并且在实际使用中没有造成麻烦。
示例3
用示于图2的等离子体化学气相沉积装置在圆柱形的铝基底上制作无定形硅薄膜，以350兆赫的放电频率制作静电复制用的光敏件。在此示例中施加-300V，-100V，+100V，或+300V的直流电压制作四个光敏件。在薄膜制作的过程中保持基底不动，不转动。薄膜制作条件如表4所示。
表4层                  条件
            SiH4         300sccm
            H2           500sccm
            NO            8sccm下部阻止层      B2H6        2000ppm
            功率          400W
            内部压力      20毫乇
            薄膜厚度      1微米
            SiH4         500sccm
            H2           500sccm光电导层        功率          100W
            内部压力      30毫乇
            薄膜厚度      20微米
                 SiH4        50sccm
                 CH4         500sccm表面防护层           功率         100W
                 内部压力     20毫乇
                 薄膜厚度     1微米
采用改进型的复印机NP-5060(Canon K.K.)评价所制成的静电复制用的光敏件的静电复制的性能和图象质量。这种评价如在示例1中相同的方式进行。结果被示于表6和表7。
所制成的光敏件有极好的静电复制性能，有均匀的电位分布，并形成了极好的图象，有均匀的图象密度。没有观测到图象缺陷(比如白点)，并且，耐用性是令人满意的，没有出现有缺陷的清洁。
用倒逆型金相显微镜(Versamet-2Union Optical Co.，Ltd.)观察上述静电复制用的光敏件的表面发现施加负直流电压所生产的各个静电复制用的光敏件上会引起有缺陷的清洁的20微米或更大的球形突出部为10个以下，而施加正直流电压所生产的各个静电复制用的光敏件上没有发现这种突出部。
对比示例3
用示于图1的等离子体化学气相沉积装置在圆柱形的铝基底上制作无定形硅薄膜，以350兆赫的放电频率制作静电复制用的光敏件。把基底的下端连接到地。在薄膜制作的过程中保持基底不动，不转动。薄膜制作条件如表4所示。
采用改进型的复印机NP-5060(Canon K.K.)评价所制成的静电复制用的光敏件的静电复制的性能和图象质量。这种评价如在示例1中相同的方式进行。结果被示于表10和表11。
结果，造成了电位的变化和图象密度的不均匀性，并且，静电复制性能和图象质量不能令人满意。在连续复制500000张后清洁变成有缺陷的。
用倒逆型金相显微镜(Versamet-2Union Optical Co.，Ltd.)观察上述静电复制用的光敏件的表面发现会引起有缺陷的清洁的20微米或更大的球形突出部在静电复制用的光敏件上为20到30个。然而，突出部没有损坏初始的图象性能，并且在实际使用中没有造成麻烦。
示例4
用示于图2的等离子体化学气相沉积装置在圆柱形的铝基底上制作无定形硅薄膜，以105兆赫的放电频率制作静电复制用的光敏件。在此示例中施加100V，300V，或600V的交流电压制作三个光敏件。在薄膜制作的过程中保持基底不动，不转动。交流电压的波形为正弦波，其频率为100赫兹。薄膜制作条件如表2所示。
采用改进型的复印机NP-5060(Canon K.K.)评价所制成的静电复制用的光敏件的静电复制的性能和图象质量。这种评价如在示例1中相同的方式进行。结果被示于表7和表8。
所制成的光敏件有极好的静电复制性能，有均匀的电位分布，并形成了极好的图象，有均匀的图象密度。没有观测到图象缺陷(比如白点)，并且，耐用性是令人满意的，没有出现有缺陷的清洁。
用倒逆型金相显微镜(Versamet-2Union Optical Co.，Ltd.)观察上述静电复制用的光敏件的表面发现没有会引起有缺陷的清洁的20微米或更大的球形突出部。
示例5
用示于图2的等离子体化学气相沉积装置在圆柱形的铝基底上制作无定形硅薄膜，以50兆赫的放电频率制作静电复制用的光敏件。在此示例中施加100V，300V，或600V的交流电压制作三个光敏件。在薄膜制作的过程中保持基底不动，不转动。交流电压的波形为正弦波，其频率为100赫兹。薄膜制作条件如表3所示。
采用改进型的复印机NP-5060(Canon K.K.)评价所制成的静电复制用的光敏件的静电复制的性能和图象质量。这种评价如在示例1中相同的方式进行。结果被示于表7和表8。
所制成的光敏件有极好的静电复制性能，有均匀的电位分布，并形成了极好的图象，有均匀的图象密度。没有观测到图象缺陷(比如白点)，并且，耐用性是令人满意的，没有出现有缺陷的清洁。
用倒逆型金相显微镜(Versamet-2Union Optical Co.，Ltd.)观察上述静电复制出的光敏件的表面发现没有会引起有缺陷的清洁的20微米或更大的球形突出部。
示例6
用示于图2的等离子体化学气相沉积装置在圆柱形的铝基底上制作无定形硅薄膜，以350兆赫的放电频率制作静电复制用的光敏件。在此示例中施加100V，300V，或600V的交流电压制作三个光敏件。在薄膜制作的过程中保持基底不动，不转动。交流电压的波形为正弦波，其频率为100赫兹。薄膜制作条件如表2所示。
采用改进型的复印机NP-5060(Canon K.K.)评价所制成的静电复制用的光敏件的静电复制的性能和图象质量。这种评价如在示例1中相同的方式进行。结果被示于表7和表8。
所制成的光敏件有极好的静电复制性能，有均匀的电位分布，并形成了极好的图象，有均匀的图象密度。没有观测到图象缺陷(比如白点)，并且，耐用性是令人满意的，没有出现有缺陷的清洁。
用倒逆型金相显微镜(Versamet-2Union Optical Co.，Ltd.)观察上述静电复制用的光敏件的表面发现没有会引起有缺陷的清洁的20微米或更大的球形突出部。
示例7
用示于图3的等离子体化学气相沉积装置在圆柱形的铝基底上制作无定形硅薄膜，以105兆赫的放电频率制作静电复制用的光敏件。在此示例中对基底施加-300V的直流电压和100V的交流电压或300V的直流电压和100V的交流电压制作两个光敏件。在薄膜制作的过程中保持基底不动，不转动。交流电压的波形为矩形，其频率为60赫兹。薄膜制作条件如表3所示。
采用改进型的复印机NP-5060(Canon K.K.)评价所制成的静电复制用的光敏件的静电复制的性能和图象质量。这种评价如在示例1中相同的方式进行。结果被示于表7和表9。
所制成的光敏件有极好的静电复制性能，有均匀的电位分布，并形成了极好的图象，有均匀的图象密度。没有观测到图象缺陷(比如白点)，并且，耐用性是令人满意的，没有出现有缺陷的清洁。
用倒逆型金相显微镜(Versamet-2Union Optical Co.，Ltd.)观察上述静电复制用的光敏件的表面发现没有会引起有缺陷的清洁的20微米或更大的球形突出部。
示例8
用示于图3的等离子体化学气相沉积装置在圆柱形的铝基底上制作无定形硅薄膜，以105兆赫的放电频率制作静电复制用的光敏件。在此示例中对基底施加-300V的直流电压和300V的交流电压或300V的直流电压和300V的交流电压制作两个光敏件。在薄膜制作的过程中保持基底不动，不转动。交流电压的波形为负载比为1的矩形波，其频率为60赫兹。薄膜制作条件如表3所示。
采用改进型的复印机NP-5060(Canon K.K.)评价所制成的静电复制用的光敏件的静电复制的性能和图象质量。这种评价如在示例1中相同的方式进行。结果被示于表7和表9。
所制成的光敏件有极好的静电复制性能，有均匀的电位分布，并形成了极好的图象，有均匀的图象密度。没有观测到图象缺陷(比如白点)，并且，耐用性是令人满意的，没有出现有缺陷的清洁。
用倒逆型金相显微镜(Versamet-2Union Optical Co.，Ltd.)观察上述静电复制用的光敏件的表面发现没有会引起有缺陷的清洁的20微米或更大的球形突出部。
示例9
用示于图3的等离子体化学气相沉积装置在圆柱形的铝基底上制作无定形硅薄膜，以105兆赫的放电频率制作静电复制用的光敏件。在此示例中对基底施加-300V的直流电压和600V的交流电压或300V的直流电压和600V的交流电压制作两个光敏件。在薄膜制作的过程中保持基底不动，不转动。交流电压的波形为负载比为1的矩形波，其频率为60赫兹。薄膜制作条件如表3所示。
采用改进型的复印机NP-5060(Canon K.K.)评价所制成的静电复制用的光敏件的静电复制的性能和图象质量。这种评价如在示例1中相同的方式进行。结果被示于表7和表9。
所制成的光敏件有极好的静电复制性能，有均匀的电位分布，并形成了极好的图象，有均匀的图象密度。没有观测到图象缺陷(比如白点)，并且，耐用性是令人满意的，没有出现有缺陷的清洁。
用倒逆型金相显微镜(Versamet-2Union Optical Co.，Ltd.)观察上述静电复制用的光敏件的表面发现没有会引起有缺陷的清洁的20微米或更大的球形突出部。
如表中所示，在没有对第一电极施加电压并以高速率制作沉积薄膜的情况下，放电不足够地稳定，使得所制成的沉积薄膜的厚度可能不均匀，并且静电复制性能和图象密度可能不均匀。另外，在这种情况下，随着放电功率的增加，出现图象缺陷，并且清洁容易变成有缺陷的。
在另一方面，按照本发明，即使以高速率制作薄膜，放电是稳定的，所制成的光敏层有极好的静电复制性能，并且图象的密度均匀，对于连续1000000张的复制可以满意地进行清洁，而没有有缺陷的清洁。
也发现，由于施加正的直流电压和/或交流电压作为施加到所加工的基底的偏压，进一步防止了会造成清洁失效的球形突出部的产生。还发现，把一个交流电压叠加到一个负的直流电压上作为偏压，与简单地施加负的直流电压相比，在防止球性突出部的产生方面是有效的。
示例10
用示于图4的工业等离子体化学气相沉积装置在圆柱形的铝基底上制作无定形硅薄膜，以105兆赫的放电频率制作静电复制用的光敏件。在此示例中施加-300V，-100V，+100V，或+300V的直流电压制作四种光敏件：对于每一种各制作六个光敏件，总共24件。薄膜制作条件如表3所示。
对所制成的静电复制用的光敏件如在示例1中相同的方式进行评价。所制成的光敏件有极好的静电复制性能，如在示例2中一样在轴线方向上没有变化。在相同条件下生产的六个光敏件被稳定地生产出来，并且六个光敏件在静电复制性能和薄膜厚度方面基本上是均匀的。
用倒逆型金相显微镜(Versamet-2Union Optical Co.，Ltd.)观察上述静电复制用的光敏件的表面发现施加负直流电压所生产的各个静电复制用的光敏件上会引起有缺陷的清洁的20微米或更大的球形突出部为10个以下，而施加正直流电压所生产的各个静电复制用的光敏件上没有发现这种突出部。
示例11
用示于图4的工业等离子体化学气相沉积装置在圆柱形的铝基底上制作无定形硅薄膜，以105兆赫的放电频率制作静电复制用的光敏件。在此示例中施加100V，300V或600V的交流电压制作三种光敏件：对于每一种各制作六个光敏件，总共18件。交流电压的波形为正弦波，其频率为200赫兹。薄膜制作条件如表3所示。
对所制成的静电复制用的光敏件如在示例1中相同的方式进行评价。所制成的光敏件有极好的静电复制性能，如在示例5中一样在轴线方向上没有变化。在相同条件下生产的六个光敏件被稳定地生产出来，并且六个光敏件在静电复制性能和薄膜厚度方面基本上是均匀的。
用倒逆型金相显微镜(Versamet-2Union Optical Co.，Ltd.)观察上述静电复制用的光敏件的表面发现没有会引起有缺陷的清洁的20微米或更大的球形突出部。
示例12
用示于图4的工业等离子体化学气相沉积装置在圆柱形的铝基底上制作无定形硅薄膜，以105兆赫的放电频率制作静电复制用的光敏件。在此示例中对基底施加-300V的直流电压和300V的交流电压或300V的直流电压和300V的交流电压制作两种光敏件：对于每一种各制作六个光敏件，总共12件。交流电压的波形为正弦波，其频率为200赫兹。薄膜制作条件如表3所示。
对所制成的静电复制用的光敏件如在示例1中相同的方式进行评价。所制成的光敏件有极好的静电复制性能，如在示例5中一样在轴线方向上没有变化。在相同条件下生产的六个光敏件被稳定地生产出来，并且六个光敏件在静电复制性能和薄膜厚度方面基本上是均匀的。
用倒逆型金相显微镜(Versamet-2Union Optical Co.，Ltd.)观察上述静电复制出的光敏件的表面发现没有会引起有缺陷的清洁的20微米或更大的球形突出部。
由示例10到12的结果发现不管化学气相沉积装置的结构如何，可以获得本发明的效果。
示例13
用示于图2的等离子体化学气相沉积装置在圆柱形的铝基底上制作无定形硅薄膜，以105兆赫的放电频率制作静电复制用的光敏件。在此示例中施加-300V，-100V，+100V，或+300V的直流电压制作四个光敏件。在薄膜制作的过程中保持基底不动，不转动。薄膜制作条件如表5所示。
表5
层                    条件
               SiH4       300sccm
               H2         500sccm
               NO          8sccm下部阻止层         B2H6       2000ppm
               功率        400W
               内部压力    20毫乇
               薄膜厚度    1微米
               SiH4       500sccm
               H2         500sccm电荷传输层         CH4        50sccm
               功率        300W
               内部压力    30毫乇
               薄膜厚度    15微米
               SiH4       500sccm
               H2         500sccm电荷产生层         功率        300W
               内部压力    30毫乇
               薄膜厚度    5微米
               SiH4       50sccm
               CH4        500sccm表面防护层         功率        100W
               内部压力    20毫乇
               薄膜厚度    1微米
对所制成的静电复制用的光敏件如在示例1中相同的方式进行评价。所制成的光敏件有极好的静电复制性能，如在示例2中一样在轴线方向上没有变化。
用倒逆型金相显微镜(Versamet-2Union Optical Co.，Ltd.)观察上述静电复制出的光敏件的表面发现施加负直流电压所生产的各个静电复制用的光敏件上会引起有缺陷的清洁的20微米或更大的球形突出部为10个以下，而施加正直流电压所生产的各个静电复制用的光敏件上没有发现这种突出部。
示例14
用示于图2的等离子体化学气相沉积装置在圆柱形的铝基底上制作无定形硅薄膜，以105兆赫的放电频率制作静电复制用的光敏件。在此示例中对基底施加100V，300V，或600V的交流电压制作三个光敏件。在薄膜制作的过程中保持基底不动，不转动。交流电压的波形为正弦波，其频率为500赫兹。薄膜制作条件如表5所示。
对所制成的静电复制用的光敏件如在示例1中相同的方式进行评价。所制成的光敏件有极好的静电复制性能，如在示例5中一样在轴线方向上没有变化。
用倒逆型金相显微镜(Versamet-2Union Optical Co.，Ltd.)观察上述静电复制出的光敏件的表面发现没有会引起有缺陷的清洁的20微米或更大的球形突出部。
示例15
用示于图3的等离子体化学气相沉积装置在圆柱形的铝基底上制作无定形硅薄膜，以105兆赫的放电频率制作静电复制用的光敏件。在此示例中对基底施加-300V的直流电压和300V的交流电压或300V的直流电压和300V的交流电压制作两个光敏件。在薄膜制作的过程中保持基底不动，不转动。交流电压的波形为正弦波，其频率为500赫兹。薄膜制作条件如表5所示。
对所制成的静电复制用的光敏件如在示例1中相同的方式进行评价。所制成的光敏件有极好的静电复制性能，如在示例8中一样在轴线方向上没有变化。
用倒逆型金相显微镜(Versamet-2Union Optical Co.，Ltd.)观察上述静电复制出的光敏件的表面发现没有会引起有缺陷的清洁的20微米或更大的球形突出部。
由示例13到15的结果发现不管沉积薄膜的层结构如何可以获得本发明的效果。
示例16
用示于图3的等离子体化学气相沉积装置在圆柱形的铝基底上制作无定形硅薄膜，以105兆赫的放电频率制作静电复制用的光敏件。在此示例中对基底施加300V的交流电压。在薄膜制作的过程中保持基底不动，不转动。交流电压的波形为正弦波，其频率为500赫兹，1兆赫，或2兆赫。对三种交流频率中的每一种生产出三个光敏件。薄膜制作条件如表2所示。
采用改进型的复印机NP-5060(Canon K.K.)评价所制成的静电复制用的光敏件的静电复制的性能和图象质量。这种评价如在示例1中相同的方式进行。
在500赫兹或1兆赫的交流频率下生产的光敏件有极好的静电复制性能，有均匀的电位分布，并形成了极好的图象，有均匀的图象密度。没有观测到图象缺陷(比如白点)，并且，耐用性是令人满意的，没有出现有缺陷的清洁。
用倒逆型金相显微镜(Versamet-2Union Optical Co.，Ltd.)观察上述静电复制出的光敏件的表面发现没有会引起有缺陷的清洁的20微米或更大的球形突出部。
在另一方面，对用2兆赫交流频率生产来说，在薄膜制作的过程中出现了反常的放电，这造成了沉积薄膜的剥落。
由上面的结果可见，施加到基底上的交流电压最好频率低于2兆赫。
表6
      DC     荷电能力的均匀性   敏感度   放电状态
     -300V           极好        极好      极好示例1    -100V           极好        极好      极好
      100V           极好        极好      极好
         300V    极好    极好    极好
        -300V    极好    极好    极好示例2       -100V    极好    极好    极好
         100V    极好    极好    极好
         300V    极好    极好    极好
        -300V    极好    极好    极好示例3       -100V    极好    极好    极好
         100V    极好    极好    极好
         300V    极好    极好    极好
表7
        偏压     1×105  5×105   8×105  10×105
      DC   AC     张        张        张        张
    -300V         好        好        好        好示例1   -100V         好        好        好        好
     100V         好        好        好        好
     300V         好        好        好        好
    -300V         好        好        好        好示例2    -100V           好        好        好        好
      100V           好        好        好        好
      300V           好        好        好        好
     -300V           好        好        好        好示例3    -100V           好        好        好        好
      100V           好        好        好        好
      300V           好        好        好        好
             100V    好        好        好        好示例4            300V    好        好        好        好
             600V    好        好        好        好
             100V    好        好        好        好示例5            300V    好        好        好        好
             600V    好        好        好        好
             100V    好        好        好        好示例6            300V    好        好        好        好
             600V    好        好        好        好示例7    -300V   100V    好        好        好        好
      300V   100V    好        好        好        好示例8    -300V   300V    好        好        好        好
      300V   300V    好        好        好        好示例9    -300V   600V    好        好        好        好
      300V   600V    好        好        好        好
表8
       AC    荷电能力的均匀性  敏感度   放电状态
      100V         极好         极好      极好示例4     300V         极好         极好      极好
      600V         好           好         好
      100V         极好         极好      极好示例5     300V         极好         极好      极好
      600V         好           好         好
      100V         极好         极好      极好示例6     300V         极好         极好      极好
      600V         极好         极好      极好
表9
       DC    AC  荷电能力的均匀性  敏感度  放电状态示例7    -300V  100V       极好         极好     极好
      300V  100V       极好         极好     极好示例8    -300V  300V       极好         极好     极好
      300V  300V       极好         极好     极好示例9    -300V  600V       好           好       好
      300V  600V       好           好       好
表10
           荷电能力的均匀性    敏感度    放电状态对比示例1             良             好         良对比示例2             良             良         良对比示例3             良             良         良
表11
                       张数
       5×104 1×105 3×105 5×105 8×105 10×105对比示例1    好      好      好      好       好       良对比示例2    好      好      好      好       良       良对比示例3    好      好      好      良       良       良
好：在白的空白图象上没有发现黑条纹
良：发现少量2-3厘米长的黑条纹
差：发现少量5厘米或更长的黑条纹
在本发明中，使第一电极的表面电位均匀稳定，并通过对第一电极施加30V到300V范围的或-30V到-300V范围的直流电压和/或30V到600V范围的频率为2兆赫或较低的交流电压，把足够的电力均匀地施加到整个放电空间，从而制作出薄膜厚度均匀分布的沉积薄膜。
本发明使减少象尘埃之类的外部物质粘附在第一电极上成为可能，并可以减少将会造成用于静电复制用的光敏件的清洁叶片损坏或变差的球形突出部。假定这是由于在暴露于放电中的尘埃上的电场不会变浓。当所施加的电压是正的直流电压或交流电压是这种效果是明显的。
进而，本发明使得生产高质量的静电复制用的光敏件成为实际可能的，而在生产的批量内或生产的批量之间薄膜的厚度和性能没有变化，即使用工业装置同时生产多个光敏件也是一样。
还有，本发明给出了另外的效果：所施加的电力有较少的损失，源气体有较高的利用效率，以及制作沉积薄膜的速率提高，这是由于放电不出现局部化。
再有，本发明使得即使在低功率范围内均匀地产生等离子体成为可能。
本发明不受上面的描述所限制，而在本发明的要点范围之内自然可以适当地被改变。
自然，本发明不仅可以用于上面描述的沉积，而且也可以用于包括侵蚀(用一种侵蚀气体，例如CF4作为一种源气体)的其它等离子体加工，这是因为等离子体被均匀化了，并且源气体的利用效率得到了改善。

Claims (22)

1.一种等离子体加工方法，它包括把一块被加工的基底用作第一电极，并包括与第一电极相对着的设在连接到一个抽空装置和一个源气体供应装置上的一个室中的第二电极，采用频率范围为20到450兆赫的高频电力在第一电极与第二电极之间产生等离子体放电，从而把引入该室中的源气体分解，使基底受到等离子体加工，其中把一个直流电压和/或一个交流电压施加到第一电极上。
2.按照权利要求1的等离子体加工方法，其特征在于施加到第一电极上的直流电压范围是30到300V。
3.按照权利要求1的等离子体加工方法，其特征在于施加到第一电极上的直流电压范围是-30到-300V。
4.按照权利要求1的等离子体加工方法，其特征在于施加到第一电极上的交流电压范围是30到600V。
5.按照权利要求1的等离子体加工方法，其特征在于施加到第一电极上的交流电压的频率不高于2兆赫。
6.按照权利要求1的等离子体加工方法，其特征在于放电频率不低于31兆赫。
7.按照权利要求1的等离子体加工方法，其特征在于放电频率不低于50兆赫。
8.按照权利要求1的等离子体加工方法，其特征在于第一电极是静电复制用的光敏件的基底。
9.按照权利要求1的等离子体加工方法，其特征在于基底的形状为一个圆柱。
10.按照权利要求1的等离子体加工方法，其特征在于进行等离子体加工是为了制作沉积薄膜。
11.按照权利要求1的等离子体加工方法，其特征在于进行等离子体加工是为了制作非单晶层。
12.按照权利要求11的等离子体加工方法，其特征在于非单晶层包括含有硅的无定形材料。
13.一种等离子体加工装置，它包括连接到一个抽空装置和一个源气体供应装置上的一个室，以及一个高频电源，用来把频率范围为20到450兆赫的高频电力施加到用作第一电极的被加工的基底与设在该室中与第一电极相对着的第二电极之间，其中设置了一个第二电源，用来把一个直流电压和/或一个交流电压施加到第一电极上。
14.按照权利要求13的等离子体加工装置，其特征在于施加到第一电极上的直流电压范围是30到300V。
15.按照权利要求13的等离子体加工装置，其特征在于施加到第一电极上的直流电压范围是-30到-300V。
16.按照权利要求13的等离子体加工装置，其特征在于施加到第一电极上的交流电压范围是30到600V。
17.按照权利要求13的等离子体加工装置，其特征在于施加到第一电极上的交流电压的频率不高于2兆赫。
18.按照权利要求13的等离子体加工装置，其特征在于第二电源包括一个直流电源。
19.按照权利要求13或18的等离子体加工装置，其特征在于第二电源包括一个交流电源。
20.按照权利要求13的等离子体加工装置，其特征在于第一电极是静电复制用的光敏件的基底。
21.按照权利要求13的等离子体加工装置，其特征在于第一电极的形状是一个圆柱。
22.按照权利要求13的等离子体加工装置，其特征在于第一电极与第二电极绝缘。
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