DE60210525T2

DE60210525T2 - Elektrophotographisches photoempfindliches Element, Herstellungsverfahren und elektrophotographisches Gerät

Info

Publication number: DE60210525T2
Application number: DE60210525T
Authority: DE
Inventors: Toshiyuki Ohta-ku Ehara; Junichiro Ohta-ku Hashizume; Masaya Ohta-ku Kawada; Tetsuya Ohta-ku Karaki; Hironori Ohta-ku Ohwaki; Kunimasa Ohta-ku Kawamura; Ryuji Ohta-ku Okamura; Kazuto Ohta-ku Hosoi
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-01-31
Filing date: 2002-01-31
Publication date: 2006-09-21
Anticipated expiration: 2022-02-01
Also published as: US6846600B2; EP1229394B1; DE60218542D1; EP1505446B1; US20020168859A1; EP1229394A2; EP1505446A1; DE60218542T2; EP1229394A3; DE60210525D1; JP3913067B2; JP2003149841A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein lichtempfindliches Element, das in einem elektrophotografischen Gerät verbindet wird, ein Verfahren für dessen Herstellung, und auf ein elektrophotografisches Gerät mit diesem lichtempfindlichen Element als ein Lichtempfangselement. Insbesondere bezieht sich diese Erfindung auf ein amorphes Silicium(a-Si)-artiges lichtempfindliches Element mit einer amorphen Kohlenstoff (a-C) Oberflächenschutzschicht; wobei das lichtempfindliche Element so verbessert worden ist, dass es das Auftreten von irgendwelchen Schwierigkeiten oder Probleme beim Schritt des Reinigens der Oberfläche des lichtempfindlichen Elementes im Verlauf des Ausbildens von elektrophotografischen Bildern verhindert; und bezieht sich zudem auf ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen lichtempfindlichen Elementes, und auf ein elektrophotografisches Gerät mit einem derartigen lichtempfindlichen Element als ein Lichtempfangselement und das keine fehlerhaften Bilder und irgendwelche Schwierigkeiten oder Probleme in dem Reinigungsschritt verursacht.
In dem elektrophotografischen Gerät, wie etwa Kopiermaschinen, Faxmaschinen und Druckern, wird zunächst die Peripherie eines lichtempfindlichen Elementes, das ein leitendes zylindrisches Substrat umfasst, das auf dessen Oberfläche mit einer Licht leitenden Schicht ausgestattet ist, gleichförmig elektrostatisch durch Verwendung einer Aufladungseinrichtung, wie etwa Koronaaufladung, Walzenaufladung, Filzbürstenaufladung oder magnetische Bürstenaufladung, elektrostatisch aufgeladen. Als nächstes wird Licht, das von einem zu kopierenden Bild eines Originaldokumentes reflektiert wird, oder Leserlicht oder LED-Licht, das modulierten Signalen des Bildes entspricht, verwendet, um die Oberfläche des lichtempfindlichen Elementes zu belichten, um ein elektrostatisches latentes Bild auf der Peripherie des lichtempfindlichen Elementes auszubilden. Dann wird ein Toner an die Oberfläche des lichtempfindlichen Elementes angebracht, um ein Tonerbild aus dem elektrostatischen latenten Bild auszubilden, und das Tonerbild wird auf ein Kopierpapier oder dergleichen übertragen, wobei so eine Kopie aufgenommen wird (Bildbildung).
Nachdem die Kopie auf diese Weise aufgenommen worden ist, verbleibt der Toner teilweise auf der Peripherie des lichtempfindlichen Elementes, und somit muss ein derartiger Resttoner entfernt werden, bevor der nächste Kopierschritt ausgeführt wird. Ein derartiger Rest Toner wird gewöhnlich mittels einer Reinigungseinheit entfernt, die Verwendung von einer Reinigungsklinge, einer Filzbürste oder einer Magnetbürste macht.
In den letzten Jahren werden angesichts der Umwelt auch elektrophotografische Geräte vorgeschlagen, in welchen die vorstehende Reinigungseinheit, die Verwendung von einem mechanischen Entfernungsverfahren gemacht, zum Zweck des Verringerns von Abfalltoner oder Eliminierens von Abfalltoner weggelassen wird, und einige sind bereits auf dem Markt gewesen. Das Resttonerentfernungsverfahren, das in diesem elektrophotografischen Gerät verwendet wird, beinhaltet zum Beispiel ein Verfahren, in welchem eine Direktaufladungseinheit, wie etwa eine Bürstenaufladungseinheit, wie in der japanischen veröffentlichen Patentanmeldung Nr. 6-188741 offenbart, verwendet wird, um sowohl einen Reinigungsschritt als auch einen Aufladungsschritt auszuführen, und ein Verfahren, in welchen eine Entwicklungseinheit, wie in der japanischen veröffentlichten Patentanmeldung Nr. 10-307455 (die dem US-Patent Nr. 6,128,456 entspricht) verwendet wird, um sowohl einen Reinigungsschritt zum Sammeln des Resttoners als auch einen Entwicklungsschritt zum Herstellen der Toneranhaftung auszuführen. Jedes der vorstehenden Reinigungsverfahren besitzt einen Schritt, in welchem der Toner und die Oberfläche des lichtempfindlichen Elementes in Reib-Friktion gebracht werden, um den Toner zu entfernen.
JP 04 191748 offenbart einen elektrophotografischen lichtempfindlichen Körper und dessen Herstellung, wobei ein elektrophotografisches lichtempfindliches Element, das auf einem Substrat einen Abscheidungsfilm besitzt, der eine Schicht beinhaltet, die durch ein Mikrowellenplasma-CVD-Verfahren ausgebildet wird und einem Nicht-Einkristallmaterial gebildet ist, das Siliciumatome als das Basismaterial enthält und 0,4 Atom % oder mehr bis 20 Atom % oder weniger Sauerstoffatome, basierend auf den Siliciumatomen, enthält.
Währenddessen wird in den letzten Jahren, um eine höhere Bildqualität von bedruckten Bildern zu erreichen, angestrebt, Toner mit einem kleineren durchschnittlichen Teilchendurchmesser als jemals zu verwenden oder Toner mit einem niedrigen Schmelzpunkt, um Energiesparen zu ermöglichen, zu verwenden. Gleichzeitig wird mit dem Voranschreiten von umgebenden elektrischen Schaltungsvorrichtungen die Kopiergeschwindigkeiten von elektrophotografischen Geräten, d.h. die Anzahl von Umdrehungen der lichtempfindlichen Elemente immer mehr erhöht. Unter derartigen Umständen ist mit einer Zunahme der Kopiergeschwindigkeit und Frequenz von elektrophotografischen Geräten ein Phänomen aufgetreten, in welchem der Resttoner dessen Schmelzadhäsion auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Elementes verursacht. Insbesondere hat sich in den letzten Jahren mit dem Voranschreiten der Digitalisierung von elektrophotografischen Geräten der Bedarf nach Bildqualität mehr und mehr bis zu einem Niveau erhöht, wo eine Situation erreicht wird, dass sogar Bilddefekte auf einem Niveau, das in herkömmlichen Geräten vom Analogtyp als tolerierbar angesehen wurde, als fraglich angesehen werden muss. Demgemäß ist gefordert worden, Faktoren zu entfernen, die derartige Bilddefekte verursachen können und hinsichtlich des Auftretens von Schmelzadhäsion, das durch den Resttoner verursacht wird, genauso effektive Gegenmaßnahmen zu unternehmen, um dies zu eliminieren oder zu verhindern.
Die Ursache für das Auftreten von Schmelzadhäsion oder Filmbildung ist nicht im Detail aufgeklärt worden, aber dessen Auftreten wird grob mit den folgenden Faktoren in Zusammenhang gebracht. Zum Beispiel kann in dem Reinigungsschritt, der Verwendung von einer Reinigungsklinge oder dergleichen, die Reibungskraft, die zwischen dem lichtempfindlichen Element und dem Teil, das gegen dieses reibt (Reibeteil), ein Phänomen des Abreibens im Kontaktzustand verursachen. Mit diesem Phänomen kann der Effekt der Kompression gegen die Oberfläche des lichtempfindlichen Elementes höher werden, so dass der Resttoner stark gegen das lichtempfindliche Element gepresst wird, um die Schmelzadhäsion oder Filmbildung zu verursachen. Zudem nimmt mit einer Zunahme der Prozessgeschwindigkeit für die Bildbildung des elektrophotografischen Geräts, die relative Geschwindigkeit zwischen dem Abriebsteil und dem lichtempfindlichen Element mehr und mehr zu, und somit besteht die Tendenz, dass dieses die Situation zur Verursachung des Auftretens bewirkt.
Als Gegenmaßnahmen zum Abhalten des Auftretens der Schmelzadhäsion oder Filmbildung, welche durch die Reibungskraft verursacht wird, die zwischen dem lichtempfindlichen Element und dem Abriebsteil wirkt, wird vorgeschlagen, wie in der japanischen veröffentlichten Patentanmeldung Nr. 11-133640 (die dem US-Patent Nr. 6,01,521 entspricht) und der veröffentlichten japanischen Patentanmeldung Nr. 11-133641 (die dem US-Patent Nr. 6,001,521 entspricht) offenbart ist, das eine amorphe Kohlenstoffschicht, die Wasserstoff enthält (nachstehend „a-C:H Film") als eine Oberflächenschutzschicht eines lichtempfindlichen Elementes verwendet wird, und eine derartige Schicht wird als effektiv gezeigt. Dieser a-C:H Film wird auch diamantähnlicher Kohlenstoff (DLC) genannt, und besitzt eine sehr hohe Härte. Somit kann dieser Kratzer und Abrieb verhindern und besitzt zudem eine besondere Feststoffschmierfähigkeit. Ausgehend von diesen zwei Eigenschaften wird dieses als ein optimales Material zum Verhindern der Schmelzadhäsion oder Filmbildung angesehen.
Jedoch kann dieser a-C:H Film und ein amorpher Silicium (nachstehend "a-Si")-Film, der in einer Licht leitenden Schicht verwendet wird, unter optimalen Herstellungsbedingungen differieren. Im einzelnen ist es im Fall von a-Si-lichtempfindlichen Elementen üblich, eine Substrattemperatur auf 200°C bis 450°C einzustellen, um praktische Eigenschaften zu erreichen. Andererseits ist es im Fall des a-C:H Films für die Substrattemperatur besser, niedrig eingestellt zu werden, um einen guten Film zu erhalten, und somit wird der Film häufig ausgebildet, wobei die Substrattemperatur bei Raumtemperatur bis ungefähr 150°C eingestellt wird. Demgemäß ist es, wenn eine Oberflächenschicht, die aus a-C:H umfasst ist, auf einem lichtempfindlichen Element mit einer Licht leitenden Schicht abgeschieden wird, die hauptsächlich aus a-Si gebildet ist, notwendig, die Substrattemperatur, die auf 200°C bis 450°C eingestellt ist, auf Raumtemperatur bis ungefähr 150°C herabzusenken, und danach die a-C:H Oberflächenschicht auszubilden. In vielen Abscheidungskammern wird eine Heizvorrichtung zum Erhitzen von Substraten eingebaut, um die Temperatur von Substraten zu steuern, aber in vielen Fällen wird irgendein Element zum Abkühlen nicht bereit gestellt. Demgemäß ist es unvermeidlich gewesen, auf eine natürliche Wärmeausbreitung zu vertrauen, um die Substrattemperatur, die bei 200°C bis 450°C gehalten worden ist, auf Raumtemperatur bis ungefähr 150°C herabzusenken, so dass dies eine sehr lange Zeit insbesondere in einer Vakuumumgebung benötigt hat. Somit ist ein Problem aufgetreten, das lichtempfindliche Elemente nur in einer kleinen Anzahl pro Tag pro Abscheidungskammer herstellbar sind, was zu einer Zunahme der Herstellungskosten von lichtempfindlichen Elementen führt.
Als ein anderes Problem können, wenn die lichtempfindlichen Elemente, die so mit großem Zeitbedarf hergestellt wurden, zur Versendung nach ihrer Fertigstellung untersucht werden, Defekte auftreten, welche die Produkte wegen einer unerwartet schlechten Bildbildung oder schlechtem Potential inakzeptabel machen. Ein derartiges Auftreten von Defekten ist auch ein Faktor gewesen, der die Kosten erhöht hat.
Die vorliegende Erfindung ist entwickelt worden, um die vorstehend diskutierten Probleme zu lösen. Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektrophotografisches lichtempfindliches Element bereitzustellen, welches in dem System, das hauptsächlich von der a-C Oberflächenschicht Verwendung macht, die vorstehenden Schwierigkeiten nicht verursacht, die von den Vorsprüngen herrühren, die auftreten, wenn ein a-Si Film der Licht leitenden Schicht gebildet wird, um so eine höhere Zuverlässigkeit zu besitzen, und ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen lichtempfindlichen Elementes bereitzustellen.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein elektrophotografisches Gerät bereitzustellen, das ein derartiges elektrophotografisches lichtempfindliches Element mit einer höheren Zuverlässigkeit aufweist.
Im einzelnen angegeben ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektrophotografisches lichtempfindliches Element bereitzustellen, welches sogar, dort wo die Vorsprünge aufgetreten sind, wenn der a-Si Film der Licht leitenden Schicht gebildet wird, ein Auftreten von irgendeiner Schmelzadhäsion oder Filmbildung, die von den Vorsprüngen herrührt, zu verhindern, dass auch das Auftreten von irgendwelchen Bilddefekten verhindern kann, die von dem selektiven Abrieb an den Vorsprüngen herrühren, und gleichzeitig Vorteile zeigen, die der Verwendung der a-C Oberflächenschicht zurechenbar sind; und ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen lichtempfindlichen Elementes bereitzustellen.
Im Einzelnen stellt die vorliegende Erfindung, um die vorstehenden Aufgaben zu erreichen, ein Verfahren zur Herstellung eines elektrophotografischen lichtempfindlichen Elementes bereit, das aus wenigstens einem Nicht- Einkristallmaterial gebildet ist; wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
als einen Schritt, Platzieren eines zylindrischen Substrats mit einer leitenden Oberfläche in einer Abscheidungskammer, die wenigstens eine Evakuierungseinrichtung und eine Materialgaszuführungseinrichtung aufweist und die Vakuumluft luftdicht gemacht werden kann, und Zersetzen eines Materialgases mittels einer elektrischen Hochfrequenzspannung, um auf dem zylindrischen Substrat eine erste Schicht abzuscheiden, die aus wenigstens einem Nicht-Einkristallmaterial gebildet wird;
als einen zweiten Schritt, Aussetzen gegenüber der Atmosphäre des zylindrischen Substrats, auf welchem die erste Schicht abgeschieden worden ist; und
als einen dritten Schritt, Zersetzen eines Materialgases mittels einer elektrischen Hochfrequenzspannung, um ferner auf die erste Schicht eine zweite Schicht abzuscheiden, die aus wenigstens einem Nicht-Einkristallmaterial gebildet wird.
Die vorliegende Erfindung stellt zudem ein elektrophotografisches lichtempfindliches Element bereit, das durch das vorstehende Herstellungsverfahren hergestellt wird, und stellt ein elektrophotografisches Gerät bereit, das von dem elektrophotografischen lichtempfindlichen Element Verwendung macht.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Diagrammschnittansicht eines Beispiels für einen Schichtaufbau des elektrophotografischen lichtempfindlichen Elementes der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine schematische Schnittansicht eines a-Si lichtempfindlichen Elementfilmbildungssystems, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
3 ist eine schematische Schnittansicht eines anderen a-Si lichtempfindlichen Elementfilmbildungssystems, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
4 ist eine schematische Schnittansicht eines Wasserwaschsystems, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
5 ist eine Diagramm-Schnittansicht eines Beispiels für das elektrophotografische Gerät der vorliegenden Erfindung.
6 ist eine schematische Schnittansicht eines a-Si lichtempfindlichen Filmbildungssystems, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die Erfinder haben Untersuchungen von a-Si lichtempfindlichen Elementen, die Verwendung von einer a-C Schicht, die einen hohen Schmelzadhäsionsverhinderungseffekt als einer Oberflächenschicht aufweist, machen, wo, wie vorstehend angegeben, sie sich der Tatsache bewusst wurden, dass die optimale Substrattemperatur zwischen der Licht leitenden a-Si Schicht und der Oberflächen a-C Schicht differiert. Dann haben sie bemerkt, dass, wenn Filme kontinuierlich durch ein integrierter Herstellungsverfahren aus der Licht leitenden Schicht zu der Oberflächenschicht gebildet werden, die Substrattemperatur in der Mitte der Filmbildung geändert werden muss, um die jeweiligen Schichten bei optimalen Substrattemperaturen auszubilden, und es eine ziemlich lange Schicht für eine derartige Filmbildung benötigt, was zu einer Abnahme der Produktionseffizienz der Abscheidungskammer führt. Was besonders in Frage gestellt wird, ist, dass es notwendig ist, das Substrat in der Mitte der Filmbildung zu kühlen, da die Substrattemperatur, die für die Bildung der a-Si Licht leitenden Schicht am meisten geeignet ist, so hoch wie 200°C bis 450°C ist, und die Substrattemperatur, die am meisten zur Bildung der a-C Oberflächenschicht geeignet ist, von Raumtemperatur bis ungefähr 150°C ist. In herkömmlichen Abscheidungskammern wird eine Heizvorrichtung zum Erhitzen der Substrate bereit gestellt, aber irgendeine Kühleinrichtung wird nicht bereit gestellt, und somit ist die Kühlrate unvermeidlicherweise gering. Da zudem die Innenseite der Abscheidungskammer auf ein Vakuum eingestellt wird und in einer Art von Wärme isolierenden Zustand ist, ist eine sehr lange Zeit benötigt worden, um Substrate zu kühlen.
Um dieses Problem zu lösen, haben die Erfinder ausführliche Untersuchungen angestellt. Sie hatten einmal eine Idee eines Verfahrens, in welchem, um die Substrattemperatur zweckmäßig zu ändern, eine Substrathalterung intern mit einer Kühleinrichtung, beispielsweise eines Wasserkühlrohrs bereit gestellt wird, um das Substrat gewaltsam zu kühlen. Jedoch ist es schwierig, die Heizvorrichtung und das Kühlrohr gleichzeitig bereitzustellen, zudem wird ein Problem verursacht, das ein derartiges Verfahren zu einer Kostenzunahme des Herstellungssystems führt. Zudem kann, obwohl das Erhitzen durch Abstrahlungswärme mit einer guten Effizienz sogar im Vakuum bewirkt werden kann, eine derartige Technik nicht für das Kühlen verwendet werden. Somit ist es, sogar wenn die Kühleinrichtung, wie etwa ein Kühlrohr bereit gestellt wird, unmöglich, die Kühlzeit in einem ausreichenden Ausmaß zu verkürzen.
Demgemäß haben die Erfinder das Konzept geändert, dass Filme kontinuierlich aus der a-Si Licht leitenden Schicht zu der a-C Oberflächenschicht gebildet werden, und hatten stattdessen eine Idee eines Verfahrens, in welchem Filme zunächst bis zu der a-Si Licht leitenden Schicht gebildet werden, danach das lichtempfindliche Element, welches hergestellt wird, einmal der Atmosphäre ausgesetzt wird, und dann die a-C Oberflächenschicht gebildet wird. Als ein Verfahren zum Aussetzen von diesen gegenüber der Atmosphäre, ist es bevorzugt, dieses einmal aus der Abscheidungskammer herauszunehmen. Nachdem das lichtempfindliche Element, auf welchem Filme bis zu der a-Si lichtempfindlichen Schicht ausgebildet worden sind, herausgenommen worden ist, kann die Abscheidungskammer sofort dem nachfolgenden Filmbildungsverfahren übergeben werden, zum Beispiel zum Reinigen, das durch Trockenätzen in der Abscheidungskammer ausgeführt wird, so kann die Kammer für die Herstellung ohne Verlust verwendet werden. Währenddessen wird das nicht fertig gestellte a-Si lichtempfindliche Element, das herausgenommen wurde, spontan gekühlt und danach wieder zu der Abscheidungskammer zurückgeführt (wieder hineingestellt), und dann dort die a-C Schicht ausgebildet, so kann der Film bei der optimalen, niedrigen Substrattemperatur von Raumtemperatur bis 150°C ausgebildet werden.
In dem Fall, wenn ein derartiger Zyklus durchgeführt wird, folgt daraus, dass, wenn der nächste Film ausgebildet wird, dies in dem Zustand bewerkstelligt wird, dass die a-C Schicht auch auf den hinteren Wänden der Abscheidungskammer abgeschieden worden ist. Es ist sichergestellt worden, dass, da die a-C Schicht ursprünglich auch als eine anhaftende Schicht funktioniert, die Anhaftung der Filme an innere Wände der Abscheidungskammer weiter verbessert wird, und der Effekt, dass verhindert wird, dass Filme von den inneren Wänden abgehen, auch erhalten werden kann, wobei es folglich möglich wird, die Produktionseffizienz zu verbessern.
Es ist auch sichergestellt worden, dass, als Folge des Reinigens, das durch Trockenätzen in dem Zustand ausgeführt wird, wo die a-C Schicht und die a-Si Licht leitende Schicht in der Abscheidungskammer abgeschieden worden sind, nicht nur die a-Si Licht leitende Schicht, sondern auch die a-C Schicht sauber geätzt werden können. Gewöhnlich kann die a-C Schicht mit einer niedrigen Rate geätzt werden, wobei sie Eigenschaften aufweist, wonach sie mit Schwierigkeit geätzt wird. Jedoch wird angenommen, dass das Trockenätzen, das in Gegenwart des Film vom a-Si Typ ausgeführt wird, irgendeine chemische Beschleunigungsreaktion verursacht, die stattfindet, um eine Zunahme der Ätzrate zu bewirken.
Der vorstehende Zyklus kann ausreichend effektiv sein, auch, wenn für jedes lichtempfindliche Element durchgeführt. Natürlich kann dieser in Bezug auf eine Mehrheit von Elementen zusammen durchgeführt werden. Zum Beispiel können Filme bis zu der a-Si Licht leitenden Schicht zuvor auf einer bestimmten Anzahl von Substraten gebildet gehalten werden, und danach kann die a-C Schicht als die Oberflächenschicht kontinuierlich darauf gebildet werden.
Ein Sekundärvorteil der vorliegenden Erfindung ist es, dass das lichtempfindliche Element, auf welchem Filme bis zu der a-Si Schicht gebildet worden sind, untersucht werden kann, wenn dieses aus der Abscheidungskammer herausgenommen wird. Zur Untersuchung kann z.B. die äußere Erscheinung untersucht werden, um Defekte aufgrund von Abschälen oder sphärischen Vorsprüngen zu überprüfen. Zudem können im Fall eines lichtempfindlichen Elementes, das mit einer Zwischenschicht ausgestattet ist, die zwischen der Licht leitenden Schicht und der Oberflächenschicht als ein Aufbau des lichtempfindlichen Elementes ausgebildet wird, Bilduntersuchung und Potentialeigenschaftsuntersuchung als die Untersuchung durchgeführt werden. Wenn irgendwelche Defekte bei einer derartigen Untersuchung gefunden werden, kann die nachfolgende Filmbildung zu diesem Zeitpunkt gestoppt werden. Somit kann irgendeine Herabsetzung der Betriebseffizienz oder irgendein Abfall von Materialgasen verhindert werden, wobei ein Vorteil bewirkt wird, dass die Kosten ferner als eine Produktionslinie reduziert werden können.
Im übrigen wurde im Hinblick auf irgendwelchen Einfluss, wenn das lichtempfindliche Element, auf welchem Filme bis zu der a-Si Schicht gebildet worden sind, aus der Abscheidungskammer herausgenommen wird, kein besonderer Unterschied in den elektrischen Eigenschaften und Bildeigenschaften im Vergleich zum Fall der kontinuierlichen Filmbildung festgestellt werden. Zudem wurde kein praktisch problematischer Nachteil im Hinblick auf die Oberflächenschichtanhaftung festgestellt. Jedoch ist es, insbesondere, wo die Licht-leitende Schicht in Kontakt mit Ozon gekommen ist, wenn z.B. die vorstehende Bilduntersuchungs- und Potentialeigenschaftenuntersuchung durchgeführt wird, bevorzugt, die Oberfläche des lichtempfindlichen Elementes mit Wasser zu waschen, bevor die Oberflächenschicht ausgebildet wird, im Hinblick einer Verbesserung der Anhaftung. Zudem ist es als ein anderes Verfahren bevorzugt, die Oberfläche des lichtempfindlichen Elementes vorsichtig mit einem Gas, wie etwa Fluor, zu ätzen, bevor die Oberflächenschicht ausgebildet wird. Im Hinblick auf eine Verbesserung der Anhaftung ist es auch bevorzugt, beides in Kombination anzuwenden.
Das lichtempfindliche Element kann Vorteile, wie später angegeben, besitzen und kann den höchsten Effekt zeigen, wenn dessen äußerste Oberfläche die a-C Oberflächenschicht ist. Jedoch ist der Bereich, in welchem dessen Effekt sich zeigt, in keiner Weise auf den Fall begrenzt, wenn die äußerste Oberfläche die a-C Oberflächenschicht ist, und ist allgemeiner anwendbar. Es ist entdeckt worden, dass eine weiter bevorzugte Ausführungsform insbesondere bereit gestellt werden kann, wenn die a-C Oberflächenschicht verwendet wird. So ist die vorliegende Erfindung erreicht worden, welche auf einem breiteren Bereich anwendbar ist.
In dem elektrophotografischen lichtempfindlichen Element gemäß der vorliegenden Erfindung kann das Nicht-Einkristallmaterial, das in der Licht leitenden Schicht und der Oberflächenschutzschicht verwendet wird, nicht nur amorphe Materialien sondern auch mikrokristalline Materialien und polykristalline Materialien einschließen. Im Allgemeinen können amorphe Materialien weiter bevorzugt verwendet werden.
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend im größeren Detail anhand begleitender Zeichnungen, sofern benötigt, beschrieben.
(a-Si lichtempfindliches Element gemäß der vorliegenden Erfindung)
1 zeigt ein Beispiel für einen Schichtaufbau des elektrophotografischen lichtempfindlichen Elementes gemäß der vorliegenden Erfindung.
Das elektrophotografische lichtempfindliche Element dieses Beispiels umfasst ein Substrat 101, das aus einem leitenden Material umfasst ist, die beispielsweise durch Aluminium oder rostfreiem Stahl dargestellt, und darauf abgeschieden eine erste Schicht 102 und eine zweite Schicht 103 in dieser Reihenfolge. In der vorliegenden Erfindung kann a-Si vorzugsweise als ein Material für eine Licht-leitende Schicht 106 verwendet werden, die in der ersten Schicht eingeschlossen ist, und a-C als ein Material für die zweite Schicht, Oberflächenschicht 103.
Die Licht-leitende Schicht 106 kann ggf. auf deren Substratseite mit einer in geringerem Teil vorhandenen Blockierschicht 104 bereit gestellt werden. Die im niederen Teil vorhandenen Blockierschicht 104 kann mit einem Dotiermittel, wie etwa einem Element der Gruppe 13 oder einem Element der Gruppe 15 des Periodensystems unter zweckmäßiger Auswahl eingebaut werden, um eine Steuerung der Ladungspolarität zu ermöglichen, d.h. positive Aufladung oder negative Aufladung.
Eine Zwischenschicht 105 kann ferner ggf. zwischen der Licht leitenden Schicht 106 und der Oberflächenschicht 103 bereit gestellt werden. Um die Zwischenschicht 105 bereit zu stellen, werden drei Muster als verwendbar betrachtet, d.h. ein Verfahren, in welchem diese in einem ersten Schritt ausgebildet wird und danach das nicht fertig gestellte Element einmal herausgenommen wird und wieder in die Abscheidungskammer zurückgeführt wird, um die Oberflächenschicht anschließend auszubilden, ein Verfahren, in welchem Filme bis zu der Licht leitenden Schicht in einem ersten Schritt ausgebildet werden und danach das nicht fertig gestellte Element einmal herausgenommen wird und wieder in die Abscheidungskammer zurückgeführt wird, um die Zwischenschicht und die Oberflächenschicht auszubilden, und ein Verfahren, in welchem die Zwischenschicht sowohl in dem ersten Schritt als auch in dem zweiten Schritt ausgebildet wird. Zudem kann die Zwischenschicht aus einem Nicht-Einkristallmaterial ausgebildet werden, das hauptsächlich aus Siliciumatomen zusammengesetzt ist und wenigstens eines Kohlenstoffatome, Stickstoffatome und Sauerstoffatome enthält.
(Gestalt und Material des Substrats)
Das Substrat kann irgendeine gewünschte Gestalt besitzen, je nachdem wie das elektrophotografische lichtempfindliche Element angetrieben wird. Zum Beispiel kann dieses in der Gestalt eines Zylinders oder eines blattähnlichen endlosen Gürtels sein, das eine glatte Oberfläche oder ungleichförmige Oberfläche besitzt. Dessen Dicke kann zweckmäßig bestimmt werden, so dass das elektrophotografische lichtempfindliche Element wie gewünscht ausgebildet werden kann. Wo eine Flexibilität als elektrophotografische lichtempfindliche Elemente benötigt wird, kann das Substrat so dünn wie möglich sein, so lange wie dieses ausreichend als ein Zylinder funktionieren kann. Hinsichtlich der Herstellung und Handhabung und vom Standpunkt der mechanischen Festigkeit sollte jedoch der Zylinder eine Wanddicke von 1 mm oder mehr in üblichen Fällen besitzen. Wenn der blattähnliche endlose Gürtel verwendet wird, sollte der Gürtel eine Dicke von 10 μm oder mehr in gewöhnlichen Fällen besitzen.
Als Materialien für das Substrat werden leitende Materialien, wie etwa Aluminium oder rostfreier Stahl, wie vorstehend erwähnt, gewöhnlich verwendet. Zudem sind z.B. Materialien ohne besondere Leitfähigkeit, wie etwa Kunststoff, Glas und Keramik verschiedener Art, die aber mit Leitfähigkeit durch Vakuumabscheidung oder dergleichen eines leitenden Materials auf wenigstens der Seite ihrer Oberflächen, wo die Licht leitende Schicht gebildet wird, bereit gestellt sind, verwendbar.
Das leitende Material kann neben den Vorstehenden Metalle, wie Cr, Mo, Au, In, Nb, Te, V, Ti, Pt, Pd und Fe und Legierungen von beliebigen von diesen einschließen.
Der Kunststoff kann Filme oder Blätter aus Polyester, Polyethylen, Polycarbonat, Celluloseacetat, Polypropylen, Polyvinylchlorid, Polystyrol oder Polyamid einschließen.
(a-Si Licht leitende Schicht gemäß der vorliegenden Erfindung)
Die Licht leitende Schicht 106 in der vorliegenden Erfindung ist aus einem Nicht-Einkristallmaterial zusammengesetzt, das hauptsächlich aus Siliciumatomen zusammengesetzt ist und ferner Wasserstoffatome und/oder Halogenatome enthält (nachstehend als „a-Si (H, X)" abgekürzt).
Der a-Si (H, X) Film kann durch Plasma-assistierte CVD (chemische Dampfabscheidung) Sputtern oder Ionenplattieren ausgebildet werden. Filme, die durch Plasma-assistiertes CVD hergestellt werden, sind bevorzugt, da Filme mit insbesonders hoher Qualität erhalten werden können. Als Materialien hierfür können gasförmige oder vergasbare Siliciumhydride (Silane), wie etwa SiH₄, Si₂H₆, Si₃H₈ und Si₄H₁₀, als Materialgase verwendet werden, von welchen beliebige mittels einer elektrischen Hochfrequenzspannung zersetzt werden können, um den Film auszubilden. Angesichts der Leichtigkeit der Handhabung zur Schichtbildung und Si-Zuführungseffizienz sind SiH₄ und Si₂H₆ bevorzugt.
Hierbei kann die Substrattemperatur vorzugsweise bei einer Temperatur von 200°C bis 450°C, und weiter bevorzugt 250°C bis 350°C angesichts der Eigenschaften gehalten werden. Dies ist, um die Oberflächenreaktion an der Substratoberfläche zu beschleunigen, um eine Strukturentspannung ausreichend zu bewirken. Im beliebigen von diesen Gasen kann ein Gas, das H₂ oder Halogenatome enthält, ferner in einer gewünschten Länge zugemischt werden. Dies ist bevorzugt, um die Eigenschaften zu verbessern. Was als Materialgase zum Zuführen von Halogenatomen effektiv ist, kann Fluorgas (F₂) und Interhalogenverbindungen, wie etwa BrF, ClF, ClF₃, BrF₃, BrF₅, IF₃ und IF₇, einschließen. Dies kann auch Siliciumverbindungen einschließen, die Halogenatome enthalten, was mit Halogenatomen substituierte Silanderivate genannt wird, die Siliciumfluoride einschließen, wie etwa SiF₄ und Si₂F₆, als bevorzugte. Beliebige von diesen Gasen können optional mit H₂, He, Ar oder Ne verdünnt werden, wenn verwendet.
Es gibt keine besonderen Beschränkungen in Bezug auf die Schichtdicke der Licht leitenden Schicht 106. Diese kann in geeigneter Weise von 15 bis 50 μm sein, wobei Produktionskosten usw. in Betracht gezogen werden.
Die Licht-leitende Schicht 106 kann zudem in einem Vielschichtaufbau ausgebildet werden, um die Eigenschaften zu verbessern. Zum Beispiel kann die Lichtempfindlichkeit und die Aufladungsleistung gleichzeitig verbessert werden, indem auf der Oberflächenseite einer Schicht mit einer schmaleren Bandlücke und auf der Substratseite einer Schicht mit einer breiteren Bandlücke angeordnet wird. Ein derartiger Schichtaufbau bewirkt einen dramatischen Defekt insbesondere hinsichtlich von Lichtquellen mit einer relativ langen Wellenlänge und zudem mit geringer Streuung in der Wellenlänge wie im Fall von Halbleiterlasern.
Zum Zweck der Verbesserung der Mobilität von Ladungen und zur Verbesserung der Aufladungsleistung kann die Licht leitende Schicht ggf. mit einem Dotierungsmittel versehen werden. Ein Element der Gruppe 13 des Periodensystems kann als das Dotiermittel verwendet werden, welches im einzelnen beinhalten kann: Bor (B), Aluminium (Al), Gallium (Ga), Indium (In) und Thallium (Tl). Insbesondere B und Al sind bevorzugt. Ein Element der Gruppe 15 kann zudem verwendet werden, welches im einzelnen Phosphor (P), Arsen (As), Antimon (Sb) und Bismuth (Bi) beinhalten kann. Insbesondere P ist bevorzugt.
Die Dotieratome können in einem Gehalt von 1 × 10^–2 bis 1 × 10^–4 Atom ppm, weiter bevorzugt von 5 × 10^–2 bis 5 × 10³ Atom ppm, und am meisten bevorzugt von 1 × 10^–1 bis 1 × 10^–3 Atom ppm sein.
Materialien zum Einbauen eines derartigen Elementes der Gruppe 13 können im einzelnen als ein Material zum Einbauen von Boratomen beinhalten: Borhydride, wie etwa B₂H₆, B₄H₁₀, B₅H₉, B₅H₁₁, B₅H₁₀, B₆H₁₂ und B₅H₁₄ und Borhalide, wie etwa BF₃, BCl₃ und BBr₃. Daneben kann das Material auch beinhalten: AlCl₃, GaCl₃, Ga(CH₃)₃, InCl₃ und TlCl₃. Insbesondere B₂H₆ ist eines der bevorzugten Materialien auch vom Standpunkt der Handhabung.
Was effektiv als Materialien zum Einbauen des Elementes der Gruppe 15 verwendet werden kann, kann als ein Material zum Einbauen von Phosphoratomen beinhalten: Phosphorhydride, wie etwa PH₃ und P₂H₄ und Phosphorhalide, wie etwa PF₃, PF₅, PCl₃, PCl₅, PBr₃ und PI₃. Dies kann ferner beinhalten: PH₄I. Daneben kann das Ausgangsmaterial zum Einbauen des Elementes der Gruppe 15 auch als diejenigen, welche effektiv sind, beinhalten: AsH₃, AsF₃, AsCl₃, AsBr₃, AsF₅, SbH₃, SbF₃, SbF₅, SbCl₃, SbCl₅, BiH₃, BiCl₃ und BiBr₃.
Die Zwischenschicht 105, welche ggf. bereit gestellt werden kann, kann vorzugsweise aus a-Si (H, X) als eine Basis und ein Material, das wenigstens ein Element enthält, das aus C, N und O ausgewählt ist, zusammengesetzt sein, welches eine Zusammensetzung zwischen der a-Si Licht leitenden Schicht und der a-C Oberflächenschicht ist. In diesem Fall kann das Zusammensetzungsverhältnis der Elemente, die die Zwischenschicht 105 zusammensetzen, kontinuierlich von der Licht leitenden Schicht 106 zu der Oberflächenschicht 103 geändert werden, was zur Verhinderung der Interferenz usw. effektiv ist.
In der vorliegenden Erfindung muss die Zwischenschicht 105 mit Wasserstoffatomen und/oder Halogenatomen eingebaut werden. Dies ist wesentlich und unerlässlich, um freistehende Bindung von Siliciumatomen zu kompensieren, um die Schichtqualität zu verbessern, insbesondere, um die Licht leitende Leistung und die Ladungszurückhaltungsleistung zu verbessern. Die Wasserstoffatome können vorzugsweise in einem Gehalt von 30 bis 70 Atom % in gewöhnlichen Fällen, und vorzugsweise von 35 bis 65 Atom %, und insbesondere bevorzugt von 40 bis 60 Atom %, basierend auf dem Gesamtgehalt der Zusammensetzungsatome sein. Zudem können die Halogenatome vorzugsweise in einem Gehalt von 0,01 bis 15 Atom % in gewöhnlichen Fällen, und vorzugsweise von 0,1 bis 10 Atom %, und am meisten bevorzugt von 0,5 bis 5 Atom %, basierend auf dem Gesamtgehalt der Zusammensetzungsatome sein.
Materialgase, die verwendet werden, um die Zwischenschicht 105 in der vorliegenden Erfindung auszubilden, können vorzugsweise das Folgende beinhalten.
Materialien, die als Gase für Zuführungskohlenstoff dienen, können als diejenige, die effektiv verwendbar sind, beinhalten: gasförmige oder vergasbare Kohlenwasserstoffe, wie etwa CH₄, C₂H₆, C₃H₆ und C₄H₁₀.
Materialien, die als Gase zum Zuführen von Stickstoff oder Sauerstoff dienen können, können als diejenigen, die effektiv verwendbar sind, beinhalten: gasförmige oder vergasbare Verbindungen, wie etwa NH₃, NO, N₂O, NO₂, oder O₂, CO, CO₂ und N₂.
Als Materialien, die als Gase zum Zuführen von Silicium dienen können, können diejenigen, die zum Ausbilden der Licht leitenden Schicht verwendet werden, verwendet werden.
Die Zwischenschicht 105 kann durch Plasma-assistiertes CVD, Sputtern oder Ionenplattieren ausgebildet werden. Zudem kann als Entladungsfrequenz der Spannung, die im Plasmaassistierten CVD verwendet werden, wenn die Zwischenschicht 105 in der vorliegenden Erfindung ausgebildet wird, eine beliebige Frequenz verwendet werden. In einem industriellen Maßstab ist vorzugsweise eine Hochfrequenzspannung von 1 MHz bis 50 MHz verwendbar, welches ein RF-Frequenzband genannt wird, oder Hochfrequenzspannung von 50 MHz bis 450 MHz, welches ein VHF-Band genannt wird.
Wenn die Zwischenschicht abgeschieden wird, kann die leitende Substrattemperatur vorzugsweise von 50°C bis 450°C, und weiter bevorzugt von 100°C bis 300°C reguliert werden.
Wenn die im unteren Teil vorhandene Blockierschicht 104 bereit gestellt wird, kann das a-Si (H, X) gewöhnlich als eine Basis und das Dotiermittel, wie etwa ein Element der Gruppe 13 oder ein Element der Gruppe 13 des Periodensystems eingebaut werden, um dessen Leitfähigkeitstyp zu steuern, um so die Fähigkeit besitzen zu können, das Einspritzen von Trägern aus dem Substrat zu blockieren. IN diesem Fall kann wenigstens ein Element, das aus C, N und O ausgewählt ist, ggf. eingebaut werden, um die Spannung zu regulieren, um diese Schicht die Funktion besitzen zu lassen, um die Anhaftung der Licht leitenden Schicht 106 zu verbessern.
Als das Element der Gruppe 13 oder das Element der Gruppe 15, das als das Dotiermittel der im unteren Teil vorhandenen Blockierschicht 104 verwendet wird, können diejenigen, die vorstehend beschrieben wurden, verwendet werden. Die Dotieratome können vorzugsweise in einem Gehalt von 1 × 10^–2 bis 1 × 10⁴ Atom ppm, weiter bevorzugt von 5 × 10^–2 bis 5 × 10^–3 Atom ppm, und am meisten bevorzugt von 1 × 10^–1 bis 1 × 10³ Atom ppm sein.
(a-C Oberflächenschicht gemäß der vorliegenden Erfindung)
Die Oberflächenschicht von 103, die als die zweite Schicht ausgebildet wird, umfasst Nicht-Einkristallkohlenstoff. Was hierbei durch „Nicht-Einkristallkohlenstoff" gemeint wird, gibt hauptsächlich amorphen Kohlenstoff mit einer Natur in der Mitte zwischen Graphit und Diamant an, und kann zudem teilweise eine mikrokristalline oder polykristalline Komponente enthalten. Diese Oberflächenschicht von 103 besitzt eine freie Oberfläche, und wird hauptsächlich bereit gestellt, um zu erreichen, was in der vorliegenden Erfindung beabsichtigt ist, d.h. die Verhinderung von Schmelzadhäsion, Kratzern und Abrieb bei Langzeitverwendungsdauer.
Die Oberflächenschicht 103 der vorliegenden Erfindung kann durch Plasma-assistiertes CVD, Sputtern, Ionenplattieren oder dergleichen unter Verwendung eines Materialgases, eines Kohlenwasserstoffes, welches bei Normaltemperatur und Normaldruck gasförmig ist, ausgebildet werden. Filme, die durch Plasma-assistiertes CVD ausgebildet wurden, besitzen sowohl eine hohe Transparenz als auch eine hohe Härte, und sind für deren Verwendung als Oberflächenschichten der lichtempfindlichen Elemente bevorzugt. Zudem kann als eine Entladungsfrequenz der Spannung, die im Plasma-assistierten CVD verwendet wird, wenn die Oberflächenschicht 103 der vorliegenden Erfindung ausgebildet wird, eine beliebige Frequenz verwendet werden. In einem industriellen Maßstab ist vorzugsweise eine Hochfrequenzspannung von 1 bis 50 MHz verwendbar, welches ein RF-Frequenzband genannt wird, insbesondere 13,56 MHz. Zudem kann, insbesondere, wenn die Hochfrequenzspannung eines Frequenzbandes 50 bis 450 MHz verwendet wird, welches VHF genannt wird, der Film, der gebildet wurde, sowohl eine höhere Transparenz als auch eine höhere Härte besitzen, und ist für dessen Verwendung als die Oberflächenschicht weiter bevorzugt.
Materialien, die als Gase zum Zuführen von Kohlenstoff dienen können, können als diejenigen, die effektiv verwendbar sind, beinhalten: gasförmige oder vergasbare Kohlenwasserstoffe, wie etwa CH₄, C₂H₂, C₂H₈, C₃H₈ und C₄H₂₀. Angesichts der Leichtigkeit der Handhabung und der Kohlenstoffzuführungseffizienz zur Zeit der Schichtbildung, sind CH₄, C₂H₂ und C₂H₆ bevorzugt. Zudem können beliebige von diesen Kohlenstoffzuführungsmaterialgasen ferner ggf. mit einem Gas, wie etwa H₂, He, Ar oder Ne verdünnt werden, wenn verwendet.
In dem Fall der a-C Oberflächenschicht kann die Substrattemperatur vorzugsweise eine niedrige Temperatur sein. Dies ist, da Graphitkomponenten mit einer Zunahme der Substrattemperatur zunehmen können, um unerwünschte Einflüsse zu bewirken, wie etwa Herabsetzung der Härte, Herabsetzung der Transparenz und Herabsetzung des Oberflächenwiderstands. Demgemäß kann die Substrattemperatur von 20°C bis 150°C eingestellt werden, und ist vorzugsweise bei ungefähr Raumtemperatur.
Um den Effekt der vorliegenden Erfindung zu erreichen, kann die Oberflächenschicht 103 ferner Wasserstoffatome enthalten. Der Einbau von Wasserstoffatomen kompensiert effektiv beliebige Strukturdefekte in dem Film, um die Dichte von lokalisierten Niveaus zu reduzieren. Folglich wird die Transparenz des Films verbessert und in der Oberflächenschicht wird verhindert, dass irgendeine unerwünschte Absorption von Licht stattfindet, wobei eine Verbesserung der Lichtempfindlichkeit bewirkt wird. Zudem soll das Vorhandensein von Wasserstoffatomen in dem Film eine wichtige Rolle für die Feststoffschmierfähigkeit spielen.
Die Wasserstoffatome können in einem Gehalt mit einem Wert in dem Bereich von 10 Atom % bis 60 Atom % sein, und vorzugsweise von 35 Atom % bis 55 Atom %. Wenn sie in einem Gehalt von weniger als 35 Atom % sind, ist der vorstehende Effekt in einigen Fällen nicht erhältlich. Wenn andererseits diese in einem Gehalt von mehr als 55 Atom % sind, kann der a-C Film eine so niedrige Härte besitzen, dass er als die Oberflächenschicht des lichtempfindlichen Elementes ungeeignet ist.
Die a-C Oberflächenschicht der vorliegenden Erfindung kann ferner ggf. mit Halogenatomen eingebaut werden.
Die Oberflächenschicht 103 kann zudem in zwei Schichten auf der Seite eingeteilt werden, die nahezu der lichtempfindlichen Schicht und auf der anderen Seite entfernt davon sind, und derart aufgebaut sind, dass Wasserstoffatome zu der ersteren (ersten Oberflächenschicht) zugegeben werden und Halogenatome, insbesondere Fluoratome werden zu der letzteren (zweiten Oberflächenschicht) zugegeben. In einem derartigen Aufbau werden Bedingungen derart eingestellt, dass die erste Oberflächenschicht eine Härte (dynamische Härte) besitzt, die höher als diejenige der zweiten Oberflächenschicht ist. Zum Beispiel kann, wenn Fluor zugegeben wird, dieses in einer Menge von 6 Atom % bis 50 Atom %, und vorzugsweise von 30 Atom bis 50 Atom % zugegeben werden.
Die Oberflächenschicht ist vorzugsweise verwendbar, so lange wie diese eine optische Bandlücke in einem Wert von ungefähr 1,2 bis 2,2 eV, und vorzugsweise 1,6 eV oder mehr angesichts der Empfindlichkeit besitzt. Die Oberflächenschicht ist vorzugsweise so lange verwendbar, wie diese einen Brechungsindex von ungefähr 1,8 bis 2,8 besitzt.
In der vorliegenden Erfindung ist die Oberflächenschicht 103 vorzugsweise auch verwendbar, wenn diese ferner Siliciumatome enthält. Der Einbau von Siliciumatomen kann die optische Bandlücke breiter machen, und ist angesichts der Empfindlichkeit bevorzugt. Zu viele Siliciumatome verschlechtern jedoch den Widerstand gegenüber Schmelzadhäsion oder Filmbildung, und somit muss deren Gehalt festgelegt werden, wobei die Bandlücke ausbalanciert wird. Der Zusammenhang zwischen diesem Siliciumatomgehalt und der Schmelzadhäsion oder Filmbildung wird bekanntermaßen auch durch die Substrattemperatur zur Zeit der Filmbildung beeinflusst. Im einzelnen kann im Fall der a-C Oberflächenschicht, die mit Siliciumatomen eingebaut ist, der Widerstand gegenüber Schmelzadhäsion oder Filmbildung verbessert werden, wenn die Substrattemperatur ein wenig niedriger ist. Demgemäß kann im Fall, wenn die a-C Oberflächenschicht, die mit Siliciumatomen eingebaut, als die Oberflächenschicht der vorliegenden Erfindung verwendet wird, die Substrattemperatur vorzugsweise innerhalb des Bereichs von 20°C bis 150°C, und vorzugsweise bei ungefähr Raumtemperatur festgelegt werden.
Der Gehalt der Siliciumatome, der in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann zweckmäßigerweise abhängig von verschiedenen Herstellungsbedingungen, Substrattemperatur, Materialgasspezies usw. geändert werden. Typischerweise kann diese vorzugsweise in dem Bereich von 0,2 bis 10 Atom-% als das Verhältnis der Siliciumatome zu der Summe von Siliciumatomen und Kohlenstoffatomen sein.
Materialien, die als Gase zum Zuführungen von Siliciumatomen dienen können, können als diejenigen, die effektiv verwendbar sind, beinhalten: gasförmige oder vergasbare Siliciumhydride (Silane), wie etwa SiH₄, Si₂H₆, Si₃H₈ und Si₄H₁₀. Angesichts der Leichtigkeit der Handhabung zur Zeit der Filmbildung und Si-Zuführungseffizienz sind SiH₄ und Si₂H₆ bevorzugt.
Hinsichtlich des Entladungsraumdrucks kann dieser vorzugsweise ein relativ hohes Vakuums ein, da, wenn Filme unter Verwendung von nicht leicht ersetzbaren Materialgasen, wie etwa Kohlenwasserstoffen, gebildet werden, die Tendenz besteht, dass Polymere hergestellt werden, wenn irgendwelche Spezies, die zersetzt werden, gegeneinander in der Gasphase kollidieren. Dieser kann vorzugsweise bei 13,3 Pa bis 1,330 Pa, und vorzugsweise von 26,6 Pa bis 133 Pa gehalten werden, wenn eine gewöhnliche RF (typischerweise 13,56 MHz) Spannung verwendet wird; und von 13,3 mPa bis 1,330 Pa, und vorzugsweise von 66,7 mPa bis 66,7 Pa, wenn ein VHF Band (typischerweise 50 bis 450 MHz) Spannung verwendet wird.
Hinsichtlich der elektrischen Entladungsleistung kann dessen Optimalbereich auf ähnliche Weise und zweckmäßigerweise gemäß dem beabsichtigten Schichtaufbau ausgewählt werden. In gewöhnlichen Fällen kann dieser vorzugsweise in dem Bereich von 0,5 bis 30, weiter bevorzugt von 0,8 bis 20, und am meisten bevorzugt von 1 bis 15 als das Verhältnis (W/min/mL (normal)) von elektrischer Entladungsleistung zur Stromrate von Gas zur Zuführung von Kohlenstoff eingestellt werden. Zudem kann diese kontinuierlich oder stufenweise innerhalb des vorstehenden Bereichs, sofern erforderlich, geändert werden. Die elektrische Entladungsleistung kann vorzugsweise so hoch wie möglich sein, da die Zersetzung von Kohlenwasserstoffen ausreichend voranschreitet, aber kann vorzugsweise bei einem Niveau sein, das keine abnormale Entladung verursacht.
Die Oberflächenschicht kann eine Schichtdicke von 5 nm bis 1000 nm, und vorzugsweise von 10 nm bis 200 nm besitzen. So lange wie diese 5 nm dick oder mehr ist, kann diese eine ausreichende mechanische Festigkeit besitzen. So lange wie diese nicht dicker als 1000 nm ist, kann überhaupt kein Problem auch hinsichtlich der Lichtempfindlichkeit auftreten.
In der vorliegenden Erfindung wird das nicht fertig gestellte lichtempfindliche Element, das einmal aus der Abscheidungskammer entnommen wurde, nachdem Filme bis zu der lichtempfindlichen Schicht 106 oder Zwischenschicht 105 gebildet worden sind, wiederum in die Abscheidungskammer gestellt, wo Plasmaentladung unter Verwendung eines fluorhaltigen Gases oder Wasserstoffgases erhöht werden kann, um Ätzen auszuführen, um die Oberfläche dünn zu entfernen, und danach kann die a-C Oberflächenschicht abgeschieden werden. In diesem Fall werden irgendeine Oxidschicht an der Oberfläche und irgendeine nicht notwendige Grenzfläche entfernt, und somit kann der Effekt des Verbesserns der Anhaftung der a-C Oberflächenschicht erhalten werden.
(a-Si lichtempfindliches Element Filmbildungsgerät gemäß der vorliegenden Erfindung)
2 veranschaulicht diagrammartig ein Beispiel für ein Abscheidungsgerät zur Herstellung des lichtempfindlichen Elementes durch RF Plasma-assistierte CVD, wobei Verwendung von einer Hochfrequenzspannungsquelle gemacht wird.
Dieses Gerät ist hauptsächlich aus einem Abscheidungssystem 2100, einem Materialgaszuführungssystem 2200 und einem Abgassystem (nicht gezeigt) zum Evakuieren der Innenseite der Abscheidungskammer 2110 zusammengesetzt. In der Abscheidungskammer 2110 in dem Abscheidungssystem 2100 werden ein zylindrisches Substrat 2112, eine Heizvorrichtung 2113 zum Erhitzen des Substrats, und ein Materialgaszuführungsrohr 2114 bereit gestellt. Eine Hochfrequenzspannungsquelle 2120 wird ferner mit der Abscheidungskammer über eine Hochfrequenzanpassungsbox 2115 verbunden.
Das Materialgaszuführungssystem 2200 ist aus Gaszylindern 2221 bis 2226 für Materialgase, wie etwa SiH₄, H₂, CH₄, NO, B₂H₆ und CF₄, Ventilen 2231 bis 2236, 2241 bis 2246 und 2251 bis 2256, und Massenstromsteuerungsvorrichtungen 2211 bis 2216 zusammengesetzt. Die Gaszylinder für die jeweiligen Zusammensetzungsgase werden mit dem Gaszuführungsrohr 2114 in der Abscheidungskammer 2110 über ein Ventil 2260 verbunden.
Das zylindrische Substrat 2112 wird auf einen leitenden Unterstützungsstand 2123 gestellt und wird hierdurch geerdet.
Ein Beispiel für das Verfahren zum Ausbilden eines lichtempfindlichen Elementes mittels des Geräts, das in 2 gezeigt wird, wird nachstehend beschrieben.
Das zylindrische Substrat 2112 wird in die Abscheidungskammer 2110 gestellt, und die Innenseite der Abscheidungskammer wird mittels einer Entlüftungsvorrichtung (z.B. einer Vakuumpumpe; nicht gezeigt) evakuiert. Anschließend wird die Temperatur des zylindrischen Substrats 2112 bei einer gewünschten Temperatur von z.B. 200°C bis 450°C, vorzugsweise von 250°C bis 350°C mittels der Heizvorrichtung 2113 zum Erhitzen des Substrats gesteuert. Als nächstes werden, bevor Materialgase zum Ausbilden des lichtempfindlichen Elementes in die Abscheidungskammer 2110 geströmt werden, Gaszylinderventile 2231 bis 2236 und ein Leckstromventil 2117 der Abscheidungskammer überprüft, um sicher zu stellen, dass diese geschlossen sind, und zudem Einstromventile 2241 bis 2246, Ausstromventile 2251 bis 2256 und ein Hilfsventil 2260 geprüft, um sicherzustellen, dass diese geöffnet sind. Dann wird ein Hauptventil 2118 geöffnet, um das Innere der Abscheidungskammer 2110 und ein Gaszuführungsrohr 2116 zu evakuieren.
Danach werden zu der Zeit, wo ein Vakuummessgerät 2119 abgelesen worden war, um einen Druck von ungefähr 0,67 mPa anzuzeigen, das Hilfsventil 2216 und die Ausstromventile 2251 bis 2256 geschlossen. Danach werden Ventile 2231 bis 2236 geöffnet, so dass Gase jeweils von Gaszylindern 2221 bis 2226 eingeführt werden, und jedes Gas wird gesteuert, um einen Druck von 0,2 MPa zu besitzen, in dem Drucksteuerungsvorrichtungen 2261 bis 2266 betrieben werden. Als nächstes werden die Einstromventile 2241 bis 2246 langsam geöffnet, so dass Gase jeweils in Massenstromsteuerungsvorrichtungen 2211 bis 2216 eingeführt werden.
Nachdem die Filmbildung fertig gemacht worden war, um als Folge des vorstehenden Verfahrens zu beginnen, wird die Licht leitende Schicht zunächst auf dem zylindrischen Substrat 2112 ausgebildet.
Das heißt, zur Zeit, wo das zylindrische Substrat 2112 die gewünschte Temperatur besaß, werden einige notwendige Ausstromventile 2251 bis 2256 und das Hilfsventil 2260 langsam geöffnet, so dass gewünschte Gase in die Abscheidungskammer 2110 aus dem Gaszylinder 2221 bis 2226 durch en Gaszuführungsrohr 2114 eingeführt werden. Als nächstes werden die Massenstromsteuerungsvorrichtungen 2211 bis 2216 betrieben, so dass jedes Materialgas eingestellt wird, um bei einer gewünschten Rate einzuströmen. In diesem Verlauf wird die Öffnung des Hauptventils 2118 eingestellt, während die Vakuummessvorrichtung 2119 beobachtet wird, so dass der Druck innerhalb der Abscheidungskammer 2110 einen gewünschten Druck von 13,3 Pa bis 1,330 Pa erreicht. Zu der Zeit, wo der innere Druck stabil geworden ist, wird eine Hochfrequenzspannungsquelle 2120 bei einer gewünschten elektrischen Spannung und einer Hochfrequenzleistung mit einer Frequenz von 1 MHz bis 50 MHz, insbesondere 13,56 MHz zu einer Kathodenelektrode 2111 durch die Hochfrequenzanpassungsbox 2115 zugeführt, um das Stattfinden einer Hochfrequenzglühentladung zu verursachen. Die Materialgase, die in die Abscheidungskammer 2110 eingeführt wurden, werden durch die Entladungsenergie, die so hergestellt wurde, zersetzt, so dass die gewünschte Licht leitende schicht, die hauptsächlich aus Siliciumatomen zusammengesetzt ist, auf dem zylindrischen Träger 2112 ausgebildet wird. Nachdem ein Film mit einer gewünschten Dicke gebildet worden ist, wird die Zuführung der RF Leistung gestoppt, und die Ausstromventile 2251 bis 2256 werden geschlossen, um das Einströmen von Gasen in die Abscheidungskammer 2110 zu stoppen. Die Bildung der Licht leitenden Schicht wird so vervollständigt.
Wenn die beabsichtigte Licht-leitende Schicht 106 einen vielschichtigen Aufbau besitzt, kann der ähnliche Betrieb mehrere Male wiederholt werden, wodurch die gewünschte vielschichtige Struktur ausgebildet werden kann. Das heißt, es kann z.B. eine a-Si Licht leitende Schicht ausgebildet werden, welche einen vielschichtigen Aufbau mit den gewünschten Eigenschaften und einer Schichtdicke für jede Schicht, die aufeinander folgend auf der Oberfläche des zylindrischen Substratfilms abgeschieden wurde, ausgebildet werden.
In dem Fall, wenn die Zwischenschicht 105 auf der Licht leitenden Schicht 106 wie in dem Aufbau, der in 1 gezeigt wird, bereit gestellt wird, kann diese auf die folgende Weise ausgebildet werden: z.B., wenn eine Serie von a-Si abgeschiedenen Filmen gemäß dem vorstehend beschriebenen Verfahren ausgebildet werden und die Bildung der letzten einen Schicht a-Si abgeschiedenen Film vervollständigt wird, i) ohne die Zuführung von Hochfrequenzleistung zu stoppen und auch ohne die Zuführung von Materialgasen zu stoppen, werden Abscheidungsbedingungen kontinuierlich auf die Bedingungen zum Zuführen der Hochfrequenzleistung, Gaszusammensetzung und Bedingungen von Gaszuführungsstromraten für die Zwischenschicht 105 geändert, oder ii) die Zuführung der Hochfrequenzleistung wird einmal gestoppt, aber unter Bedingungen einer Hochfrequenzspannungszuführung, welche neu eingestellt werden, wird die Zuführung von Materialgasen von Zuführungsbedingungen geändert, die bei der vorherigen Schichtabscheidung verwendet wurden, und die Gaszusammensetzung und Zuführungsraten werden kontinuierlich hiervon zu Zuführungsbedingungen geändert, welche den gewünschten Aufbau der Zwischenschicht 105 bereitstellen. So kann ein Bereich mit einer Zusammensetzungsänderung an der Grenzfläche zwischen der Zwischenschicht 105 und der Licht leitenden Schicht 106 ausgebildet werden. Dies ermöglicht, dass das Licht davon abgehalten wird, bei dieser Grenzfläche zu reflektieren.
Das zylindrische Substrat, auf welchem Filme bis zu der Licht leitenden Schicht in der vorstehend beschriebenen Weise ausgebildet wurden, wird einmal aus der Abscheidungskammer genommen und wird auf natürliche Weise abgekühlt. In diesem Verlauf kann die Abscheidungskammer zur nächsten lichtempfindlichen Elementfilmbildung verwendet werden. Zudem kann in der vorliegenden Erfindung im Verlauf dieses natürlichen Abkühlens die äußere Erscheinung untersucht werden, um irgendein Abschälen oder sphärische Vorsprünge zu überprüfen. Zudem können im Fall des lichtempfindlichen Elementes, das mit der Zwischenschicht so weit bereit gestellt wurde, Bilduntersuchung und Potentialeigenschaftsuntersuchung auch durchgeführt werden.
Wo die Licht leitende Schicht in Kontakt mit Ozon bei der Untersuchung gekommen war, z.B. bei einer derartigen Bilduntersuchung und Potentialeigenschaften, ist es bevorzugt, dessen Oberfläche mit Wasser zu waschen oder dieses mit organischer Materie zu waschen, bevor die Oberflächenschicht ausgebildet wird. Angesichts von in letzten Jahren bestehenden Umweltproblemen, ist Waschen mit Wasser bevorzugt. Verfahren zum Waschen mit Wasser werden nachstehend beschrieben. Das Waschen mit Wasser, das so ausgeführt wurde, bevor die Oberflächenschicht ausgebildet wird, kann die Anhaftung der Oberflächenschicht weiter verbessern.
Das nicht fertig gestellte lichtempfindliche Element, dessen Substrattemperatur als Folge des natürlichen Abkühlens herabgesetzt wurde, wird in die Abscheidungskammer zurückgeführt und in diese gestellt, und dann wird die Oberflächenschicht ausgebildet. Hierbei kann die Oberfläche zuvor vorsichtig mit einem fluorartigen Gas, wie etwa CF₄, C₂F₆ oder F₂; oder H₂ Gas geätzt werden, um irgendwelche Verschmutzungen, die an der Oberfläche anhaften, zu entfernen. Dies ist bevorzugt, da das Haftvermögen der Oberflächenschicht weiter verbessert werden kann.
Die Filmbildung der Oberflächenschicht kann grundsätzlich gemäß der Filmbildung der lichtempfindlichen Schicht durchgeführt werden, bis darauf, dass ein Kohlenwasserstoffgas, wie etwa CH₄ oder C₂H₆ oder ggf. ein verdünntes Gas, wie H₂, verwendet werden. Im Fall der a-C Oberflächenschicht wird die Substrattemperatur bei ungefähr Raumtemperatur eingestellt, und somit wird das Substrat nicht erhitzt. In dem Fall, wenn die Zwischenschicht unterhalb der Oberflächenschicht ausgebildet wird, können die gewünschten Gase zugeführt werden, bevor die Oberflächenschicht ausgebildet wird, und grundsätzlich kann das vorstehende Verfahren wiederholt werden.
So wird das lichtempfindliche Element der vorliegenden Erfindung hergestellt.
3 veranschaulicht diagrammartig ein Beispiel für ein Abscheidungsgerät zur Herstellung des lichtempfindlichen Elementes durch VHF Plasma-assistiertes CVD, das Verwendung von einer VHF Spannungsquelle macht.
Dieses Gerät ist aufgebaut, indem das Abscheidungssystem 2100, das in 2 gezeigt wird, durch ein Abscheidungssystem 3100, das in 3 gezeigt wird, ersetzt wurde.
Die Bildung der abgeschiedenen Filme in diesem Gerät durch das VHF Plasma-assistierte CVD kann grundsätzlich auf die gleiche Weise wie in dem Fall des RF Plasma-assistierten CVD ausgeführt werden. Hierbei wird die Hochfrequenzspannung, die angelegt wird, aus einer VHF Spannungsquelle mit einer Frequenz von 50 MHz bis 450 MHz, z.B. einer Frequenz von 105 MHz, zugeführt. Der Druck wird bei ungefähr 13,3 mPa bis 1,330 Pa, d.h. ein Druck, der eine wenig niedriger als derjenige in dem RF-Plasms-sassistierten CVD ist, gehalten. In diesem Gerät wird in einem Entladungsraum 3130, der von zylindrischen Substraten 3112 umgeben ist, das hierin zugeführte Materialgas durch Entladungsenergie angeregt, um sich einer Dissoziierung zu unterziehen, und ein gegebener abgeschiedener Film wird auf jedem zylindrischen Substrat 3112 ausgebildet. Hierbei wird das zylindrische Substrat bei einer gewünschten Rotationsgeschwindigkeit mittels einer Substratantriebseinheit 3120 rotiert, so dass die Schicht gleichförmig ausgebildet werden kann.
6 zeigt ein Beispiel für ein PCVD (Plasma-assistiertes CVD, das bei der Herstellung des elektrophotographischen lichtempfindlichen Elementes gemäß der vorliegenden Erfindung verwendbar ist. Das in 6 gezeigte Gerät ist ein PCVD-Gerät mit einem gewöhnlichem Aufbau, der bei der Herstellung von elektrophotographischen lichtempfindlichen Elementen verwendet wird. Dieses PCVD-Gerät ist aus einem Absetzungssystem 1300, das in 6 gezeigt wird, und einem Materialgaszuführungssystem und einem Abgassystem (beide nicht gezeigt) zusammengesetzt.
Das abgeschiedene Filmbildungssystem 1300 besitzt eine Abscheidungskammer 1301, welche ein vertikales Vakuumrohr ist. In dieser Abscheidungskammer 1301 werden eine Mehrzahl von Gaseinführungsrohren 1303, die sich in der vertikalen Richtung erstrecken, um ein zylindrisches Substrat 1312 herum bereit gestellt, und eine große Anzahl von winzigen Löchern werden in den Seitenwänden der Gaseinführungsrohre 1303 entlang deren Längsrichtung hergestellt. Im Zentrum der Abscheidungskammer 1301 ist eine spiralartig gewundene Heizvorrichtung 1302, die sich in der vertikalen Richtung erstreckt, bereit gestellt. Das zylindrische Substrat 1312, das als das Substrat des lichtempfindlichen Elementes dient, wird in die Abscheidungskammer 1301 eingeschoben, nachdem dessen Oberbedeckung 1301a geöffnet wird, und wird in die Abscheidungskammer 1301 mit der Heizvorrichtung 1302 darin eingebaut. Zudem wird eine Hochfrequenzspannung durch einen Zuführungsanschluss 1304, der auf einer Seite der Abscheidungskammer 1301 bereit gestellt ist, zugeführt.
An dem Boden der Abscheidungskammer 1301 wird eine Materialgaszuführungslinie 1305, die mit den Gaseinführungsrohren 1343 verbunden ist, angebracht, und diese Zuführungslinie 1305 wird mit dem Materialgaszuführungssystem (nicht gezeigt) über ein Zuführungsventil 1306 verbunden. Ein Abgasrohr 1307 ist auch an dem Boden der Abscheidungskammer 1301 angebracht. Dieses Abgasrohr 1307 ist mit einer Abgaseinheit (z.B. Vakuumpumpe; nicht gezeigt) über ein Hauptabgasventil 1308 verbunden. An das Abgasventil 1307 werden ferner ein Vakuummessgerät 1309 und ein Abgassubventil 1310 angebracht.
Um die a-Si lichtempfindliche Schicht durch PCVD unter Verwendung des vorstehenden PCVD Systems auszubilden, kann dieses z.B. auf die folgende Weise ausgebildet werden. Zunächst wird das zylindrische Substrat 1312, das als das Substrat des lichtempfindlichen Elementes dient in die Abscheidungskammer 1301 gestellt, und die Oberbedeckung 1301a wird geschlossen. Danach wird die Innenseite der Abscheidungskammer 1301 auf einen Druck eines gegebenen Drucks oder unterhalb mittels der Abgaseinheit (nicht gezeigt) evakuiert. Als nächstes wird unter Fortsetzung der Evakuierung das zylindrische Substrat 1312 von der Innenseite mittels der Heizvorrichtung 1302, um die Oberflächentemperatur des zylindrischen Substrats 1312 auf eine gegebene Temperatur zu steuern, die innerhalb des Bereichs von 20°C bis 450°C ausgewählt ist. Zurzeit, wo die Oberflächentemperatur des zylindrischen Substrats 1312 die gegebene Temperatur erreicht hat und stabil geworden ist, werden die gewünschten Materialgase in die Abscheidungskammer 1301 durch die Gaseinführungsrohre 1303 eingeführt, während die Gase auf gegebene Stromraten mittels deren entsprechenden Stromratensteuerungseinheiten (nicht gezeigt) gesteuert werden. Die Materialgase, die so zugeführt werden, werden, nachdem die Innenseite der Abscheidungskammer 1301 mit diesen gefüllt worden ist, außerhalb der Abscheidungskammer 1301 durch das Abgasrohr 1307 getrieben.
Die Abgasrate wird reguliert, und das Vakuummessgerät 1309 wird überprüft, um sicherzustellen, dass die Innenseite der Abscheidungskammer 1301, die so mit den zugeführten Materialgasen geführt wurde, einen gegebenen Druck erreicht hat und stabil geworden ist. Bei dieser Stufe wird eine Hochfrequenzspannung in die Abscheidungskammer 1301 bei einem gewünschten Einlassleistungsniveau aus einer Hochfrequenzspannungsquelle (nicht gezeigt; RF-Band von 13,56 MHz oder VHF-Band von 50 MHz bis 150 MHz) zugeführt, um das Stattfinden einer Glühentladung in der Abscheidungskammer 1301 zu überbrücken. Komponenten der Materialgase werden durch die Energie dieser Glühentladung zersetzt, so dass der a-Si abgeschiedene Film, der hauptsächlich aus Siliciumatomen zusammengesetzt ist, auf der Oberfläche des zylindrischen Substrats 1312 ausgebildet wird. Hierbei können Parameter von Gasspezies, Gaszuführungsmenge, Gaszuführungsverhältnis, interner Druck der Abscheidungskammer, Substratoberflächentemperatur, Einlassleistungsniveau usw. reguliert werden, um a-Si abgeschiedene Filme mit verschiedenen Eigenschaften auszubilden. Derartige Abscheidungsbedingungen und Schichtdicken von abgeschiedenen Filmen können in zweckmäßiger Weise ausgewählt werden, wodurch elektrophotografische Leistungen des lichtempfindlichen Elementes mit dem resultierenden a-Si abgeschiedenen Film als die Licht-leitende Schicht gesteuert werden kann.
Zu der Zeit, wo der a-Si abgeschiedene Film auf der Oberfläche des zylindrischen Substrats 1312 in der gewünschten Schichtdicke gebildet worden ist, wird die Zuführung der Hochfrequenzspannung gestoppt, und das Zuführungsventil 1306 usw. werden geschlossen, um eine Zuführung von Materialgasen in die Abscheidungskammer 1301 zu stoppen, so wird die Bildung des a-Si abgeschiedenen Films für eine Schicht vervollständigt. Wo der beabsichtigte a-Sie abgeschiedene Film einen vielschichtigen Aufbau besitzt, kann das gleiche Verfahren viele Male wiederholt werden, wodurch der gewünschte vielschichtige Aufbau ausgebildet werden kann. Das heißt, z.B. eine a-Si Licht-leitende Schicht kann ausgebildet werden, welche von einem vielschichtigen Aufbau mit den gewünschten Eigenschaften und Schichtdicken für jede Schicht, die aufeinander folgend auf der Oberfläche des zylindrischen Substratfilms abgeschieden wurde, ist.
In dem Fall, wenn die Zwischenschicht 605 auf der Lichtleitenden Schicht 602 bereit gestellt wird, wie in dem Aufbau, der in 6A bis 6C gezeigt wird, kann dieser auf die folgende Weise gezeigt werden: z.B., wenn eine Serie von a-Si abgeschiedenen Filmen gemäß dem vorstehend beschriebenen Verfahren ausgebildet werden und die Bildung der letzten einen Schicht des a-Si abgeschiedenen Filmes vervollständig ist, i) ohne die Zuführung der Hochfrequenzleistung zu stoppen und auch ohne die Zuführung von Materialgasen zu stoppen, die Abscheidungsbedingungen kontinuierlich zu Bedingungen zum Zuführen der Hochfrequenzleistung, Gaszusammensetzung und Bedingungen der Gaszuführungsstromraten für die Zwischenschicht 605 geändert werden, oder ii) die Zuführung der Hochfrequenzspannung einmal gestoppt wird, aber, unter Bedingungen der Hochfrequenzspannungszuführung, welche neu eingestellt werden, die Zuführung von Materialgasen angefangen mit Zuführungsbedingungen, die bei der vorhergehenden Schichtabscheidung verwendet wurden, begonnen wird, und die Gaszusammensetzung und Stromraten kontinuierlich ausgehend hiervon zu den Zuführungsbedingungen geändert werden, welche den gewünschten Aufbau der Zwischenschicht 605 bereit stellen. So kann ein Bereich mit einer Zusammensetzungsänderung an der Grenzfläche zwischen der Zwischenschicht 605 und der Lichtleitenden Schicht 602 bereit gestellt werden. Dies ermöglicht, dass das Licht davon abgehalten werden wird, von dieser Grenzfläche zu reflektieren.
Zudem wird, wenn die a-C:H Oberflächenschutzschicht in dem elektrophotographischen lichtempfindlichen Element der vorliegenden Erfindung nach dem Oberflächenverarbeiten ausgebildet wird, das PCVD-Gerät mit dem in 11 gezeigten Aufbau verwendet. Die Innenseite der Abscheidungskammer 1301 wird einmal auf ein hohes Vakuum evakuiert, und danach werden das gegebene Materialgas, z.B. das Kohlenwasserstoffgas, wie etwa CH₄, C₂H₆, C₃H₈ oder C₄H₁₀, und gegebenenfalls das Materialgas, wie etwa Wasserstoffgas, Heliumgas oder Argongas, die durch ein Mischpanel (nicht gezeigt) gemischt worden sind, in die Abscheidungskammer 1301 durch das Materialgaszuführungsrohr 1305 zugeführt. Zudem werden die Stromraten der jeweiligen Materialgase mittels der Massenstromsteuerungsvorrichtungen (nicht gezeigt) eingestellt, um so zu den gewünschten Stromraten zu kommen.
Währenddessen wird die Abgasrate derart reguliert, das der interne Druck der Abscheidungskammer 1301 auf einen gegebenen Druck kommt, der bei 133,3 Pa oder darunter ausgelegt ist, wobei der interne Druck auf der Vakuummessvorrichtung 1309 überwacht wird. Nachdem sichergestellt wurde, dass der interne Druck der Abscheidungskammer 1301 stabil geworden ist, wird ein Hochfrequenzspannung, die auf ein gewünschtes Zuführungsleistungsniveau eingestellt wurde, aus einer Hochfrequenzspannungsleistung (nicht gezeigt) zu der Innenseite der Abscheidungskammer 1301 durch den Zuführungsanschluss 1304 zugeführt, um das Stattfinden einer Hochfrequenzglühentladung zu verursachen. Hierbei wird eine Hochfrequenzanpassungsbox (nicht gezeigt) derart eingestellt, dass irgendeine Reflexionswelle minimal wird, so wird der Wert, der durch Subtrahieren der reflektierten Leistung von der eingegebenen Leistung bzw. Einlassleistung der Hochfrequenzspannung gefunden wurde (d.h., das effektive Zuführungsleistungsniveau) auf den gewünschten Wert eingestellt. Die Materialgase, wie etwa Kohlenwasserstoffgas, das in die Abscheidungskammer 1301 eingeführt wurde, werden durch die Entladungsenergie der Hochfrequenzleistung zersetzt, so dass der gegeben a-C:H abgeschiedene Film auf der Lichtleitenden Schicht 102 oder Zwischenschicht 105 ausgebildet wird. Nachdem der Film mit der gewünschten Dicke gebildet worden ist, wird die Zuführung der Hochfrequenzleistung gestoppt, und die Materialgase werden davon abgehalten, in die Abscheidungskammer 1301 eingeführt zu werden, wo das Innere der Abscheidungskammer 1301 auf ein hohes Vakuum evakuiert wird, wobei so die Bildung der Oberflächenschutzschicht vervollständigt wird.
In dem abgeschiedenen Filmbildungsschritt, der vorstehend beschrieben wurde, können:

i) die Stromratenverteilung in der Längsrichtung der Gaseinführungsrohre 1303 im Hinblick auf die Materialgase, die in die Abscheidungskammer 1301 durch die winzigen Löcher, die in der Längsrichtung der Gaseinführungsrohre 1303 verteilt sind, eingeführt werden,
ii) die Rate des Ausstroms (Abgasrate) von Abgas aus dem Abgasrohr,
iii) die Entladungsenergie usw. derart reguliert werden, dass die Verteilung der Zusammensetzung usw. des a-Si abgeschiedenen Films in dessen Längsrichtung des zylindrischen Substrats 1312 gleichförmig gesteuert werden kann. So kann die Gleichförmigkeit der elektrophotographischen Leistung des lichtempfindlichen Elementes, das erhalten wird, gesteuert werden.

Wo das Ätzen ausgeführt wird, bevor der a-C:H abgeschiedene Film gebildet wird, kann ein gegebenes Ätzgas, gewöhnlich ein Fluor-haltiges Gas oder Wasserstoffgas anstelle der Materialgase zugeführt werden, die zur Filmbildung verwendet werden, und eine Hochfrequenzspannung kann zugeführt werden, um die Plasmaentladung zu erhöhen, um Ätzen zu bewirken.
Wasserwaschsystem gemäß der vorliegenden Erfindung
Hinsichtlich des Waschens mit Wasser ist dieses offenbart in: japanisches Patent Nr. 2786756 (das US-Patent Nr. 5,314,780 entspricht). Ein Beispiel für das Wasserwaschsystem (Waschvorrichtung) gemäß der vorliegenden Erfindung wird in 4 gezeigt.
Das Waschsystem, das in 4 gezeigt wird, besteht aus einem Behandlungsabschnitt 402 und einem Behandlungsgegenstandselement (Element, das behandelt wird) Transportmechanismus 403. Der Behandlungsabschnitt 402 besteht aus einem Behandlungsgegenstandselementzuführungshalter 411, einer Behandlungsgegenstandselementwaschkammer 441 und einer Behandlungsgegenstandselementzuführungshalterung 451. Die Waschkammer 421 und die Reinwasserkontaktkammer 431 sind beide mit Temperatursteuerungseinheiten (nicht gezeigt) zum Konstanthalten der Flüssigkeitstemperatur ausgestattet. Der Transportmechanismus 403 besteht aus einer Transportschiene 465 und einem Transportarm 461, und der Transportarm 461 besteht aus einem Bewegungsmechanismus 462, welcher sich auf der Schiene 465 bewegt, einem Ansaugmechanismus 463, welcher ein Substrat 401 mit einer leitenden Oberfläche hält, und einem Luftzylinder 464 zum Hinauf- und Hinunterbewegen des Ansaugmechanismus 463. Das Behandlungsgegenstandselement 401, das auf der Zuführungshalterung 411 platziert ist, wird zu der Waschkammer 421 mittels des Transportmechanismus 403 transportiert. Irgendwelches Öl und Pulver, das an der Oberfläche anhaftet, werden in der Waschkammer 421 durch eine Ultraschallbehandlung, die in einer Waschflüssigkeit 422 durchgeführt wird, die aus einer wässrigen oberflächenaktiven Mittellösung umfasst ist, weggewaschen. Als nächstes wird das Behandlungsgegenstandselement 401 zu der Reinwasserkontaktkammer 431 mittels des Transportmechanismus 403 getragen, wo reines Wasser mit einem spezifischen Widerstand von 175 KΩ·m (17,5 MΩ·cm), das bei einer Temperatur von 25°C gehalten wird, gegen dieses aus einer Düse 432 bei einem Druck von 4,9 MPa (50 kgf/cm²) gesprüht wird. Das Behandlungsgegenstandselement 401, auf welchem der Schritt des Reinwasserkontaktes beendet worden ist, wird zu der Trocknungskammer 441 mittels des Transportmechanismus 403 bewegt, wo Hochtemperaturhochdruckluft gegen dieses aus einer Düse 442 geblasen wird, so dass das Behandlungsgegenstandselement getrocknet wird. Das Behandlungsgegenstandselement 401, auf welchem der Schritt des Trocknens beendet worden ist, wird zu der Zuführungshalterung 451 mittels des Transportmechanismus 403 getragen.
Elektrophotographisches Gerät gemäß der vorliegenden Erfindung Ein Beispiel für ein elektrophotographisches Gerät, das Verwendung von dem elektrophotographischen lichtempfindlichen Element der vorliegenden Erfindung macht, wird in 5 gezeigt. Das Gerät dieses Beispiels ist geeignet, wenn ein zylindrisches elektrophotographisches lichtempfindliches Element verwendet wird. Das elektrophotographische lichtempfindliche Element der vorliegenden Erfindung ist in keiner Weise auf dieses Beispiel begrenzt, und das lichtempfindliche Element kann irgendeine gewünschte Gestalt, wie etwa die Gestalt eines endlosen Gürtels, besitzen.
In 5 bezeichnet Bezugszeichen 504 das elektrophotographische lichtempfindliche Element, auf welches in der vorliegenden Erfindung Bezug genommen wird; und 505 eine primäre Aufladungseinheit, welche Aufladen durchführt, um ein elektrostatisches latentes Bild auf dem lichtempfindlichen Element 504 auszubilden. In 5 wird eine Koronaaufladungseinheit veranschaulicht. Die Aufladungseinheit kann jedoch eine Kontaktaufladungseinheit sein, wie in der veröffentlichten japanischen Patentanmeldung Nr. 63-210864 offenbart. Bezugszeichen 506 bezeichnet eine Entwicklungseinheit zum Zuführen eines Entwicklungsmittels (Toners) 506a auf das lichtempfindliche Element 504, auf welchem das elektrostatische latente Bild gebildet worden ist; und 507 eine Transferaufladungseinheit zum Übertragen des Toners auf die Oberfläche des lichtempfindlichen Elementes auf ein Transfermedium. In 5 wird eine Koronaaufladungseinheit veranschaulicht. Die Transferaufladungseinheit kann jedoch eine Walzenelektrode sein, wie in der veröffentlichten japanischen Patentanmeldung Nr. 62-175781 offenbart. Bezugszeichen 508 bezeichnet eine Reinigungsvorrichtung, mit welcher die Oberfläche des lichtempfindlichen Elementes gereinigt wird. In diesem Beispiel wird, um gleichförmiges Reinigen der Oberfläche des lichtempfindlichen Elementes effektiv durchzuführen, das lichtempfindliche Element mittels einer elastischen Walze 508-1 und einer Reinigungslänge 508-2 gereinigt. Jedoch kann auch ein anderer Aufbau entworfen werden, in welchen nur irgendeines von diesen bereit gestellt wird, oder die Reinigungsvorrichtung 508 selbst nicht bereit gestellt wird. Bezugszeichen 509 und 510 bezeichnen jeweils einen AC-Ladungseliminator und eine Ladungseliminierungslampe zum Eliminieren von elektrischen Ladungen von der Oberfläche des lichtempfindlichen Elementes, um so für den nächsten Durchlaufkopierbetrieb vorbereitet zu sein. Natürlich kann auch ein anderer Aufbau entworfen werden, in welchen irgendeines von diesen nicht bereit gestellt wird oder beide bereit gestellt werden. Bezugszeichen 513 bezeichnet ein Transfermedium, wie etwa Papier; und 514 eine Transfermediumzuführungswalze. Als eine Lichtquelle zur Belichtung A wird eine Halogenlichtquelle oder eine Lichtquelle, wie etwa Laser oder LED, hauptsächlich aus einer einzelnen Wellenlänge verwendet.
Unter Verwendung eines derartigen Geräts werden kopierte Bilder z.B. auf die folgende Weise ausgebildet.
Zunächst wird das elektrophotographische lichtempfindliche Element 504 in der Richtung eines Pfeils bei einer gegebenen Geschwindigkeit rotiert, aus der Oberfläche des lichtempfindlichen Elementes 504 wird gleichförmig mittels der primären Aufladungseinheit 505 aufgeladen. Als nächstes wird die Oberfläche des lichtempfindlichen Elementes 504, die so aufgeladen wurde, einer Belichtung A für ein Bild unterzogen, um ein elektrostatisches latentes Bild des Bildes auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Elementes 504 auszubilden. Dann wird, wenn die Oberfläche des lichtempfindlichen Elementes 504 an dessen Teil, wo das elektrostatische latente Bild gebildet worden ist, den Teil durchläuft, der mit der Entwicklungseinheit 506 ausgestattet ist, der Toner zur Oberfläche des lichtempfindlichen Elementes 504 mittels der Entwicklungseinheit 506 zugeführt, und das elektrostatische latente Bild wird als ein Bild, das aus dem Toner 506a gebildet ist (Tonerbild) sichtbar gemacht (entwickelt). Wenn das lichtempfindliche Element 504 weiter rotiert wird, erreicht dieses Tonerbild den Teil, der mit der Transferaufladungseinheit 507 ausgestattet ist, wo dieses auf das Transfermedium 513 übertragen wird, das mittels der Zuführungswalze 514 weiterbefördert wird.
Nachdem der Transfer vervollständig worden ist, wird zur Vorbereitung für den nächsten Kopierschritt die Oberfläche des lichtempfindlichen Elementes 504 gereinigt, um Resttoner hiervon mittels der Reinigungsvorrichtung 508 zu entfernen, und wird ferner einer Ladungseliminierung mittels des Ladungseliminators 509 und der Ladungseliminierungslampe 510 unterzogen, um so das Potential der Oberfläche Null oder fast Null zu machen. So wird der erstmalige Kopierschritt vervollständigt.
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen beschrieben, wobei diese mit Vergleichsbeispielen verglichen werden.
Beispiel 1
Unter Verwendung des a-Si lichtempfindlichen Elementfilmsbildungsgeräts, das in 2 gezeigt wird, wurde ein lichtempfindliches Element hergestellt, in welchem eine erste Schicht, a-Si:H Licht-leitende Schicht, zunächst auf einem zylindrischen Substrat mit einem Durchmesser von 108 mm unter in nachstehender Tabelle 1 gezeigten Bedingungen ausgebildet wurde. Tabelle 1 Licht-leitende Schicht:

SiH₄ 500 mL/Min (normal)

H₂ 500 mL/Min (normal)

Leistung 450 W (13,56 MHz)

interner Druck 73 Pa

Substrattemperatur 300°C

Schichtdicke 25 μm

Bildbildungszeit 200 Min
Als nächstes wurde das Substrat mit der Licht-leitenden Schicht, die zuerst darauf ausgebildet worden ist, aus der Abscheidungskammer genommen, und in der Atmosphäre stehen gelassen, um die Substrattemperatur auf natürliche Weise von 300°C auf Raumtemperatur herabzusetzen. Da die Kühleffizienz in der Atmosphäre hoch war, wurde das Substrat (mit Film) auf Raumtemperatur in ungefähr 1 Stunde abgekühlt. In diesem Verlauf wurde die Abscheidungskammer einem Trockenätzen unter den nachstehend in Tabelle 2 gezeigten Bedingungen unterzogen, um Polysilan zu entfernen, das im Inneren der Kammer angehaftet war. Tabelle 2 Ätzbedingungen:

CF₄ 700 mL/Min (normal)

O₂ 300 mL/Min (normal)

Leistung 1000 W (13,56 MHz)

Substrattemperatur Raumtemperatur (nicht geheizt)

Druck 50 Pa

Ätzzeit 120 Min
Nachdem das Trockenätzen der Abscheidungskammer vervollständigt war, wurde dieses Raumtemperatur-Substrat mit der darauf abgeschiedenen Licht-leitenden Schicht wiederum in die vorstehende Abscheidungskammer gestellt, und eine zweite Schicht, a-C:H Oberflächenschicht, wurde unter den in nachstehender Tabelle 3 gezeigten Bedingungen ausgebildet. Tabelle 3 a-C Oberflächenschicht:

CH₄ 200 mL/Min (normal)

Leistung 1000 W (13,56 MHz)

interner Druck 67 Pa

Substrattemperatur Raumtemperatur (nicht erhitzt)

Schichtdicke 0,5 μm

Bildbildungszeit 40 Min
Es wurden 360 Minuten benötigt, um eine Charge durch das vorhergehende Verfahren zu vervollständigen.
Das so hergestellte lichtempfindliche Element wurde auf die folgende Weise bewertet.
Bewertung bei Schmelzadhäsion
Die erhaltenen lichtempfindlichen Elemente wurde auf eine Kopiermaschine NP-6085, hergestellt von CANON INC., montiert, die für diese Bewertung umgebaut waren, und die Oberflächentemperatur des lichtempfindlichen Elementes wurde mittels einer Heizeinrichtung für das lichtempfindliche Element derart gesteuert, dass sie 50°C annahm. Unter Einstellung von dessen Prozessgeschwindigkeit bei 400 mm/Sec wurde ein Betrieb unter kontinuierlicher Zuführung von 100000 Blättern Papier der Größe A4 unter Umweltbedingungen von 25°C und 10% relativer Feuchtigkeit getestet, um eine Bewertung in Bezug auf die Schmelzadhäsion durchzuführen. Hierbei wurde als ein Original ein einzeiliges Diagramm, in welchem eine einzelne 1 mm breite schwarze Linie in einer Schulterform auf einem weißen Hintergrund gedruckt war, verwendet wurde, um eine schwere Umgebung für die Reinigungsbedingungen bereitzustellen.
Nachdem der Betriebstest vervollständigt war, wurden ein Ganzflächenhalbtonbild und ein ganzflächenweißes Bild wiedergegeben, um irgendwelche schwarzen Flecken (Bildpunkte), die durch Schmelzadhäsion des Entwicklungsmittels verursacht wurden, zu beobachten. Zudem wurde die Oberfläche des lichtempfindlichen Elementes mittels eines Mikroskops beobachtet.
Die erhaltenen Ergebnisse wurden gemäß den folgenden Kriterien bewertet.

AA: Keine Schmelzadhäsion wurde sowohl auf den Bilder als auch an der Oberfläche des lichtempfindlichen Elementes über die gesamten Flächen gesehen; sehr gut.
A: Eine geringe Schmelzadhäsion tritt auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Elementes auf, aber erscheint nicht auf den Bildern; gut.
B: Eine Schmelzadhäsion, die geringfügig auf den Bildern erscheint, tritt auf, und erscheint und verschwindet wiederholt, aber es gibt kein Problem bei der praktischen Verwendung.
C: Eine Schmelzadhäsion, die auf den Bildern erscheint, tritt auf und nimmt immer weiter zu, und es gibt ein Problem bei der praktischen Verwendung.

Bewertung der Filmbildung
Auf dem lichtempfindlichen Element, auf welchem der 100000 Blattbetrieb unter den vorstehenden Bedingungen getestet wurden, wurde die Schichtdicke von dessen Oberflächenschicht mit einem Reflexionsspektrometer gemessen. Als nächstes wurde Aluminiumoxidpulver mit einem Teilchendurchmesser von 100 μm auf ein nasses weiches Tuch aufgetragen, und die Oberfläche des lichtempfindlichen Elementes wurde vorsichtig damit 10 Mal abgerieben. Als das Ausmaß der Kraft für dieses Reiben wurde ein jungfräuliches lichtempfindliches Element zuvor abgerieben, um sicherzustellen, dass die Oberflächenschicht nicht abradiert wurde, und die Oberfläche wurde mit einer derartigen Kraft abgerieben.
Danach wurde wiederum die Schichtdicke der Oberflächenschicht mit dem Reflexionsspektrometer gemessen, und dessen Differenz wurde als das Filmbildungsniveau definiert.
Die erhaltenen Ergebnisse wurden gemäß den folgenden Kriterien bewertet.

AA: Keine Filmbildung tritt überhaupt auf; sehr gut.
A: Es tritt ein Filmbildungsniveau von 50 Angström oder weniger auf; gut.
B: Es tritt ein Filmbildungsniveau von 100 Angström oder weniger auf, und es gibt kein Problem bei der praktischen Verwendung.
C: Es tritt ein Filmbildungsniveau von mehr als 100 Angström auf, und es gibt eine Möglichkeit der Verursachung z.B. vom fehlerhaften Reinigen.

Schaden der Reinigungsklingenkante
Nachdem der 100000 Blatt Betriebstest unter den vorstehenden Bedingungen vervollständig war, wurde auf einem optischen Mikroskap zur Bewertung beobachtet, ob oder ob nicht die Klingenkante beobachtet wurde.
Die erhaltenen Ergebnisse wurden den folgenden Kriterien bewertet.

AA: Die Klinge sieht wie neu aus; sehr gut.
A: Die Klinge wurde in geringem Ausmaß an dessen Kante abgerieben, aber irgendein Bruch wurde nicht gesehen; gut.
B: Die Klinge wurde ein wenig an dessen Kante gebrochen, aber bei einem Niveau, das zu keiner Schwierigkeit beim Reinigen führte.
C. Die Klinge wurde erheblich an dessen Kanten gebrochen, und es gibt eine Möglichkeit des Verursachens von z.B. fehlerhaften Reinigen.

Anhaftung bzw. Haftvermögen
Auf dem lichtempfindlichen Element, auf welchem der 100000 Blatt Betriebstest unter den vorstehenden Bedingungen beendet wurde, wurde die Anhaftung von dessen Oberflächenschicht mit einer Kratztestvorrichtung (St-101, hergestellt von Shimadzu Corporation) untersucht.
Die erhaltenen Ergebnisse wurden gemäß den folgenden Kriterien bewertet.

AA: Die kritische Last beträgt 20 g oder mehr; sehr gut.
A: Die kritische Last beträgt 15 g oder mehr; gut.
B: Die kritische Last beträgt 10 g oder mehr, und es gibt kein Problem bei der praktischen Verwendung.
C: Die kritische Last beträgt weniger als 10 g und es gibt eine Möglichkeit der Verursachung eines Problems bei der praktischen Verwendung.

Die Verwendungseffizienz der Abscheidungskammer
Die Abscheidungskammerverwendungseffizienz wurde gemäß der Zeit bewertet, die für eine Charge benötigt wurde.
Die Ergebnisse wurden durch relativen Vergleich auf der Basis von Vergleichsbeispiel 2 bewertet.

AA: Sehr gut.
A: Gut.
B: Es gibt kein Problem bei der praktischen Verwendung.
C: Es gibt ein Problem bei der praktischen Verwendung.

Aus den vorhergehenden Ergebnissen wurde eine Gesamtbewertung durchgeführt. Die Ergebnisse werden in Tabelle 5 gezeigt.
Vergleichsbeispiel 1
Unter Verwendung des in 2 gezeigten Ausbildungsgeräts wurde eine a-Si:H Licht-leitende Schicht zunächst auf einem zylindrischen Substrat mit einem Durchmesser von 108 mm unter in vorstehender Tabelle 1 gezeigten Bedingungen ausgebildet. Danach wurde in der evakuierten Abscheidungskammer, wie sie war, das Substrat (mit Film) darin stehen gelassen, bis die Substrattemperatur sich von 300°C auf Raumtemperatur herabgesetzt hatte. Die Substrattemperatur wurde mit einem Thermopaar (nicht gezeigt), das an das Innere der Substrathalterung angebracht war, überwacht. In diesem Fall wurden zwei Stunden benötigt, damit sich die Temperatur auf Raumtemperatur herabsetzte.
Als nächstes wurde eine a-C:H Oberflächenschicht unter in vorstehender Tabelle 3 gezeigten Bedingungen ausgebildet. Nach der Filmbildung wurde das so erhaltene lichtempfindliche Element herausgenommen. Dann wurde zur Vorbereitung für die nächste Filmbildung die Abscheidungskammer einem Trockenätzen unter in vorstehender Tabelle 2 gezeigten Bedingungen unterzogen, um Polysilan zu entfernen, das sich im Inneren der Kammer angehaftet hatte. Im Fall von Vergleichsbeispiel 1 wurden jedoch 180 Minuten benötigt, damit das Polysilan vollständig entfernt wurde.
Es wurden 540 Minuten benötigt, um eine Charge durch das vorhergehende Verfahren zu vervollständigen.
Das so hergestellte lichtempfindliche Element wurde auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 bewertet, um die in Tabelle 5 gezeigten Ergebnisse zu erhalten.
Vergleichsbeispiel 2
Unter Verwendung des a-Si lichtempfindlichen Elementfilmbildungsgeräts, das in 2 gezeigt wurde, wurde eine a-Si:H Licht-leitende Schicht zunächst auf einem zylindrischen Substrat von 108 mm Durchmesser unter in vorstehender Tabelle 1 gezeigten Bedingungen ausgebildet. Anschließend wurde eine Oberflächenschicht, die aus a-SiC ausgebildet war, ferner unter in nachstehender Tabelle 4 gezeigten Bedingungen ausgebildet. Nach der Filmbildung wurde das so erhaltene lichtempfindliche Element herausgenommen.
Dann wurde zur Vorbereitung der nächsten Filmbildung die Abscheidungskammer einer Trockenätzung unter in vorstehender Tabelle 2 gezeigten Bedingungen unterzogen, um Polysilan zu entfernen, das sich im Inneren der Kammer angeheftet hatte. Tabelle 4 a-SiC Oberflächenschicht:

SiH₄ 500 mL/Min (normal)

CH₄ 500 mL/Min (normal)

Leistung 150W (13,56 MHz)

interner Druck 67 Pa

Substrattemperatur 300°C

Schichtdicke 0,5 μm

Filmbildungszeit 40 Min
Es wurden 360 Minuten benötigt, um eine Charge durch das vorhergehende Verfahren zu vervollständigen.
Das so hergestellte lichtempfindliche Element wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 bewertet, um die in Tabelle 5 gezeigten Ergebnisse zu erhalten. Nach der Bewertung wurde ein Teil des lichtempfindlichen Elementes herausgeschnitten, und die Oberflächenschicht wurde auf ihre Zusammensetzung durch XPS (Röntgenstrahlphotoelektronenspektroskopie) analysiert. Folglich betrug Si/(Si+C) 50%.
Tabelle 5
Wie aus Tabelle 5 ersichtlich ist, zeigt das lichtempfindliche Element der vorliegenden Erfindung einen bemerkenswerten Effekt der Verbesserung hinsichtlich der Schmelzadhäsion, der Filmbildung und des Klingenschadens, und zeigt zudem eine sehr gute Abscheidungskammerverwendungseffizienz, da die Zeit, die für eine Charge benötigt wird, um so viel wie 180 Minuten, verglichen in Vergleichsbeispiel 1, verkürzt wird. Aus diesen Ergebnissen ist ersichtlich, das die vorliegende Erfindung die Herstellung eines hochqualitativen lichtempfindlichen Elementes bei niedrigen Kosten ermöglicht.
Beispiel 2
Unter Verwendung des a-Si lichtempfindlichen Elementfilmbildungsgeräts, das in 2 gezeigt wird, wurden Filme bis zu einer a-Si:H Licht-leitenden Schicht und einer a-SiC:H Zwischenschicht auf einem zylindrischen Substrat mit einem Durchmesser von 108 mm unter in nachstehenden Tabelle 6 gezeigten Bedingungen ausgebildet. Tabelle 6 Licht-leitende Schicht:

SiH₄ 500 mL/Min (normal)

H₂ 500 mL/Min (normal)

Leistung 450 W (13,56 MHz)

interner Druck 73 Pa

Substrattemperatur 250°C

Schichtdicke 25 μm

Filmbildungszeit 200 Min

Zwischenschicht:

SiH₄ 50 mL/Min (normal)

CH₄ 200 mL/Min (normal)

Leistung 450W (13,56 MHz)

interner Druck 67 Pa

Substrattemperatur 250°C

Schichtdicke 0,2 μm

Filmbildungszeit 20 Min
Als nächstes wurde das Substrat mit diesen Filmen, die darauf gebildet wurden, einmal aus der Abscheidungskammer genommen, und wurde in der Atmosphäre stehen gelassen, um die Substrattemperatur auf natürliche Weise von 250°C auf Raumtemperatur herabzusetzen. Dieses lichtempfindliche Element (nicht fertig gestellt) wurde auf Raumtemperatur in ungefähr 1 Stunde abgekühlt. In diesem Verlauf wurde die Abscheidungskammer Trockenätzen unter in nachstehender Tabelle 2 gezeigten Bedingungen unterzogen, um Palysilan zu entfernen, das sich auf dem Inneren der Kammer angeheftet hatte.
Nachdem das Trockenätzen der Abscheidungskammer vervollständigt war, wurde dieses Raumtemperaturlichtempfindliche Element (nicht fertig gestellt) wiederum in die vorstehende Abscheidungskammer gestellt, und eine a-C:H Oberflächenschicht wurde unter in nachstehender Tabelle 7 gezeigten Bedingungen ausgebildet. Tabelle 7 a-C Oberflächenschicht:

CH₄ 50 mL/Min (normal)

Leistung 600 W (13,56 MHz)

interner Druck 67 Pa

Substrattemperatur Raumtemperatur

(nicht erhitzt)

Schichtdicke 0,3 μm

Filmbildungszeit 20 Min
Es wurden 360 Minuten benötigt, um eine Charge durch das vorhergehende Verfahren zu vervollständigen.
Das so hergestellte lichtempfindliche Element wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 bewertet, um die in Tabelle 11 gezeigten Ergebnisse zu erhalten.
Beispiel 3
Unter Verwendung des a-Si lichtempfindlichen Elementfilmbildungsgeräts, das in 2 gezeigt wird, wurde eine a-Si:H Licht-leitende Schicht zunächst auf einem zylindrischen Substrat mit einem Durchmesser von 108 mm unter in vorstehender Tabelle 1 gezeigten Bedingungen ausgebildet.
Als nächstes wurde das Substrat mit diesem Film, der darauf gebildet worden war, aus der Abscheidungskammer entnommen, und wurde in Atmosphäre stehen gelassen, um die Substrattemperatur auf natürliche Weise von 300°C auf Raumtemperatur herabzusetzen. Dieses lichtempfindliche Element (nicht fertig gestellt) wurde auf Raumtemperatur in ungefähr 1 Stunde abgekühlt. In diesem Verlauf wurde die Abscheidungskammer einem Trockenätzen unten in vorstehender Tabelle 2 gezeigten Bedingungen unterzogen, um Polysilan zu entfernen, das sich auf dem Inneren der Kammer abgeheftet hatte.

Nachdem das Trockenätzen der Abscheidungskammer vervollständigt war, wurde dieses Raumtemperaturlichtempfindliche Element (nicht fertig gestellt) wiederum in die vorstehende Abscheidungskammer gestellt, und eine a-SiC:H Zwischenschicht und eine a-C:H Oberflächenschicht wurde kontinuierlich unter in nachstehender Tabelle 8 gezeigten Bedingungen ausgebildet. Tabelle 8 Zwischenschicht:

SiH₄	50 mL/Min (normal)
CH₄	200 mL/Min (normal)
Leistung	450 W (13,56 MHz)
interner Druck	67 Pa
Substrattemperatur	Raumtemperatur
	(nicht erhitzt)
Schichtdicke	0,2 μm
Filmbildungszeit	20 Min

a-C Oberflächenschicht:

CH₄	50 mL/Min (normal)
Leistung	600 W (13,56 MHz)
interner Druck	67 Pa
Substrattemperatur	Raumtemperatur
	(nicht erhitzt)
Schichtdicke	0,3 μm
Filmbildungszeit	20 Min

Es wurden 360 Minuten benötigt, um eine Charge durch das vorhergehende Verfahren herzustellen.
Das so hergestellte lichtempfindliche Element wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 bewertet, um die in Tabelle 11 gezeigten Ergebnisse zu erhalten.
Beispiel 4
Unter Verwendung des a-Si lichtempfindlichen Elementfilmbildungsgeräts, das in 2 gezeigt wird, wurden Filme bis zu einer a-SiC:H Licht-leitenden Schicht und einer a-SiC:H Zwischenschicht auf einem zylindrischen Substrat mit einem Durchmesser von 108 mm unter in nachstehender Tabelle 6 gezeigten Bedingungen ausgebildet.
Als nächstes wurde das Substrat mit diesen Filmen, die darauf gebildet worden waren, einmal aus der Abscheidungskammer entnommen, und wurde in einer Atmosphäre stehen gelassen, um die Substrattemperatur auf eine natürliche Weise von 250°C auf Raumtemperatur herabzusetzen. Dieses lichtempfindliche Element (nicht fertig gestellt) wurde auf Raumtemperatur in ungefähr 1 Stunde abgekühlt. In diesem Verlauf wurde die Abscheidungskammer einem Trockenätzen unter in vorstehender Tabelle 2 gezeigten Bedingungen unterzogen, um Polysilan zu entfernen, das sich im Inneren der Kammer angeheftet hatte.
Nachdem das Trockenätzen in der Abscheidungskammer vervollständigt war, wurde dieses Raumtemperaturlichtempfindliche Element (nicht fertig gestellt) wiederum in die vorstehende Abscheidungskammer gestellt, und eine a-Si:H Zwischenschicht und eine a-C:H Oberflächenschicht wurden kontinuierlich unter in vorstehender Tabelle 8 gezeigten Bedingungen ausgebildet.
Es wurden 380 Minuten benötigt, um eine Charge durch das vorhergehende Verfahren zu vervollständigen.
Das so hergestellte lichtempfindliche Element wurde auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 bewertet, um die in Tabelle 11 gezeigten Ergebnisse zu erhalten.
Beispiel 5
Unter Verwendung des in 2 gezeigten a-Si:H Lichtleitenden Elementfilmbildungsgeräts, wurden Filme bis zu einer a-Si:H Licht-leitenden Schicht und einer a-SiC:H Zwischenschicht auf einem zylindrischen Substrat mit einem Durchmesser von 108 mm unter in vorstehender Tabelle 6 gezeigten Bedingungen ausgebildet.
Als nächstes wurde das Substrat mit den darauf gebildeten Filmen einmal aus der Abscheidungskammer entnommen und wurde in Atmosphäre stehen gelassen. Um die Substrattemperatur auf natürliche Weise von 250°C auf Raumtemperatur herabzusetzen. Dieses lichtempfindliche Element (nicht fertig gestellt) wurde auf Raumtemperatur in ungefähr 1 Stunde abgekühlt. In den Verlauf wurde der Abscheidungskammer Trockenätzen unter in vorstehender Tabelle 2 gezeigten Bedingungen unterzogen, um Polysilan zu entfernen, das im Inneren der Kammer angeheftet war.
Im Verlauf des Trockenätzens der Abscheidungskammer wurde das lichtempfindliche Element (nicht fertig gestellt), das sich abgekühlt hatte, in Bezug auf die äußere Erscheinung, das Potential und das Bild untersucht. Danach wurde dieses lichtempfindliche Element (nicht fertig gestellt) mit Wasser mittels der Waschvorrichtung (Wasserwaschsystem), das in 4 gezeigt wird, gemäß dem vorstehend beschriebenen Waschverfahren gewaschen, im Einzelnen durch das Ultraschallwellenwaschen in einer wässrigen Lösung aus oberflächenaktiven Mitteln, abwaschen des Elementes durch Sprühen mit reinem Wasser mit einem spezifischen Widerstand von 17,5 MΩ·cm, das bei einer Flüssigkeitstemperatur von 25°C gehalten wurde, unter einem hohen Druck (4,9 MPa), und Trocknen des Elementes durch Sprühen mit Gas einer hohen Temperatur.
Nachdem das Trockenätzen der Abscheidungskammer vervollständigt war, wurde dieses Raumtemperaturlichtempfindliche Element (nicht fertig gestellt) wiederum in die vorstehende Abscheidungskammer gestellt, und eine a-C:H Oberflächenschicht wurde unter in vorstehender Tabelle 7 gezeigten Bedingungen ausgebildet.
Es benötigte 360 Minuten, um eine Charge durch das vorhergehende Verfahren zu vervollständigen.
Das so hergestellte lichtempfindliche Element wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 bewertet, um die in Tabelle 11 gezeigten Ergebnisse zu erhalten.
Beispiel 6
Unter Verwendung des in 2 gezeigten a-Si lichtempfindlichen Elementfilmbildungsgeräts wurden Filme bis zu einer a-Si:H Licht-leitenden Schicht und einer a-SiC:H Zwischenschicht auf einem zylindrischen Substrat mit einem Durchmesser von 108 mm unter in vorstehender Tabelle 6 gezeigten Bedingungen ausgebildet.
Als nächstes wurde das Substrat mit diesen darauf gebildeten Filmen einmal aus der Abscheidungskammer entnommen, und wurde in der Atmosphäre stehen gelassen, um die Substrattemperatur auf natürliche Weise von 250°C auf Raumtemperatur herabzusetzen. Dieses lichtempfindliche Element (nicht fertig gestellt) wurde auf Raumtemperatur in ungefähr 1 Stunde abgekühlt. In diesem Verlauf wurde die Abscheidungskammer Trockenätzen unter in vorstehender Tabelle 2 gezeigten Bedingungen unterzogen, um Polysilan zu entfernen, das im Inneren der Kammer angehaftet war.
Im Verlauf des Trockenätzens der Abscheidungskammer wurde das lichtempfindliche Element (nicht fertig gestellt), das sich abgekühlt hatte, einer Untersuchung der externen Erscheinung, einer Untersuchung des Potentials und einer Untersuchung des Bildes unterzogen.
Nachdem das Trockenätzen der Abscheidungskammer vervollständigt war, wurde dieses Raumtemperaturlichtempfindliche Element (nicht fertig gestellt) wiederum in die vorstehende Abscheidungskammer gestellt, und zunächst die Oberfläche des lichtempfindlichen Elementes (nicht fertig gestellt) vorsichtig mit Fluorradikalen unter in nachstehender Tabelle 9 gezeigten Bedingungen geätzt. Dann wurde eine a-C:H Oberflächenschicht unter in nachstehender Tabelle 7 gezeigten Bedingungen ausgebildet. Tabelle 9 Ätzbedingungen:

CF₄ 500 mL/Min (normal)

Leistung 500 W (13,56 MHz)

Substrattemperatur Raumtemperatur

(nicht erhitzt)

Druck 50 Pa

Ätzzeit 5 Min
Es wurden 365 Minuten benötigt, um eine Charge durch das vorhergehende Verfahren zu vervollständigen.
Das so hergestellte lichtempfindliche Element wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 bewertet, um die in Tabelle 11 gezeigten Ergebnisse zu erhalten.
Beispiel 7
Unter Verwendung des in 2 gezeigten a-Si lichtempfindlichen Elementfilmbildungsgeräts wurden Filme bis zu einer a-SiC:H Licht-leitenden Schicht und einer a-SiC:H Zwischensicht auf einem zylindrischen Substrat mit einem Durchmesser von 108 mm unter in vorstehender Tabelle 6 gezeigten Bedingungen ausgebildet.
Als nächstes wurde das Substrat mit diesen darauf gebildeten Filmen aus der Abscheidungskammer genommen und wurde in der Atmosphäre stehen gelassen, um die Substrattemperatur auf natürliche Weise von 250°C auf Raumtemperatur herabzusetzen. Dieses lichtempfindliche Element (nicht fertig gestellt) wurde auf Raumtemperatur in ungefähr 1 Stunde abgekühlt. In diesem Verlauf wurde die Abscheidungskammer einem Trockenätzen unter in nachstehender Tabelle 2 gezeigten Bedingungen unterzogen, um Polysilan zu entfernen, das sich auf der Innenseite der Abscheidungskammer angeheftet hatte.
Im Verlauf des Trockenätzens der Abscheidungskammer wurde das lichtempfindliche Element (nicht fertig gestellt), das sich abgekühlt hatte, einer Untersuchung der externen Entscheidung, Untersuchen des Potentials und Untersuchung des Bildes unterzogen. Danach wurde dieses lichtempfindliche Element (nicht fertig gestellt) mit Wasser mittels der in 4 gezeigten Waschvorrichtung gemäß dem vorstehend beschriebenen Verfahren gewaschen.
Nachdem das Trockenätzen in der Abscheidungskammer vervollständigt war, wurde dieses bei Raumtemperaturlichtempfindliche Element (nicht fertig gestellt) wiederum in die vorstehende Abscheidungskammer gestellt, und zunächst wurde die Oberfläche des lichtempfindlichen Elementes (nicht fertig gestellt) vorsichtig unter in nachstehender Tabelle 9 gezeigten Bedingungen geätzt. Dann wurde eine a-C:H Oberflächenschicht unter in vorstehender Tabelle 7 gezeigten Bedingungen ausgebildet.
Es benötigte 365 Minuten, um eine Charge durch das vorhergehende Verfahren zu vervollständigen.
Das so hergestellte lichtempfindliche Element wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 bewertet, um die in Tabelle 11 gezeigten Ergebnisse zu erhalten.
Beispiel 8
Unter Verwendung des in 2 gezeigten a-Si lichtempfindlichen Elementfilmbildungsgeräts wurden Filme bis zu einer a-Si:H Licht-leitenden Schicht und eine a-SiC:H Zwischenschicht auf einem zylindrischen Substrat mit einem Durchmesser von 108 mm unter in vorstehender Tabelle 6 gezeigten Bedingungen ausgebildet.
Als nächstes wurde das Substrat mit diesen darauf ausgebildeten Filmen einmal aus der Abscheidungskammer genommen, und in der Atmosphäre stehen gelassen, um die Substrattemperatur auf natürliche Weise von 250°C auf Raumtemperatur abzusetzen. Dieses lichtempfindliche Element (nicht fertig gestellt) wurde auf Raumtemperatur in ungefähr 1 Stunde abgekühlt. In diesem Verlauf wurde die Abscheidungskammer Ätzen unter den in vorstehender Tabelle 2 gezeigten Bedingungen unterzogen, um Polysilan zu entfernen, das auf die Innenseite der Kammer angeheftet war.
Im Verlauf des Trockenätzens der Abscheidungskammer wurde das lichtempfindliche Element (nicht fertig gestellt), das sich abgekühlt hatte, einer Untersuchung der äußeren Erscheinung, Untersuchen des Potentials und Bilduntersuchung unterzogen.
Nachdem das Trockenätzen der Abscheidungskammer vervollständigt war, wurde dieses Raumtemperaturlichtempfindliche Element (nicht fertig gestellt) wiederum in die vorstehende Abscheidungskammer gestellt, und wurde zunächst die Oberfläche des lichtempfindlichen Elementes (nicht fertig gestellt) vorsichtig mit Wasserstoffradikalen unter in nachstehender Tabelle 10 gezeigten Bedingungen geätzt. Dann wurde eine a-C:H Oberflächenschicht unter in vorstehender Tabelle 7 gezeigten Bedingungen ausgebildet. Tabelle 10 Ätzbedingungen:

H₂ 500 mL/Min (normal)

Leistung 200 W (13,56 MHz)

Substrattemperatur Raumtemperatur

(nicht erhitzt)

Druck 50 Pa

Ätzzeit 5 Min
Es wurden 365 Minuten benötigt, um eine Charge durch das vorhergehende Verfahren zu vervollständigen.
Das so hergestellte lichtempfindliche Element wurde auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 bewertet, um die in Tabelle 11 gezeigten Ergebnisse zu erhalten.
Wie aus Tabelle 11 ersichtlich ist, ist sichergestellt worden, dass das Haftvermögen verbessert wird und bessere Ergebnisse erhältlich sind, wenn die a-SiC Zwischenschicht zwischen die a-Si Licht-leitende Schicht und die a-C Oberflächenschicht eingeschoben wird, oder, wenn das Waschen mit Wasser oder das Ätzen oder beides hinzugefügt wird/werden.
Beispiel 9
Unter Verwendung des in 2 gezeigten a-Si Licht-leitenden Elementfilmbildungsgeräts wurde eine a-Si:H Licht-leitende Schicht auf einem zylindrischen Substrat mit einem Durchmesser von 108 mm unter in vorstehender Tabelle 1 gezeigten Bedingungen ausgebildet.
Als nächstes wurde das Substrat mit dem darauf gebildeten Film einmal aus der Abscheidungskammer genommen und wurde bei Raumtemperatur stehen gelassen, um die Substrattemperatur auf natürliche Weise von 300°C bis auf Raumtemperatur herabzusetzen. Da die Kühleffizienz in der Atmosphäre hoch war, wurde dieses lichtempfindliche Element (nicht fertig gestellt) in ungefähr 1 Stunde auf Raumtemperatur abgekühlt. In diesem Verlauf wurde die Abscheidungskammer unter in vorstehender Tabelle 2 gezeigten Bedingungen einem Trockenätzen unterzogen, um Polysilan zu entfernen, das im Inneren der Kammer angeheftet war.

Nachdem das Trockenätzen der Abscheidungskammer vervollständigt war, wurde dieses Raumtemperaturlichtempfindliche Element (nicht fertig gestellt) wiederum in die vorstehende Abscheidungskammer gestellt, und eine a-C:H Oberflächenschicht wurde unter in nachstehender Tabelle 12 gezeigten Bedingungen ausgebildet. In diesem Beispiel wurden Siliciumatome in die a-C:H Oberflächenschicht in einer sehr kleinen Menge eingeführt. Tabelle 12 a-C Oberflächenschicht:

CH₄	100 mL/Min (normal)
SiH₄	(geändert; wie in Tabelle 13 gezeigt)
Leistung	1200 W (13,56 MHz)
interner Druck	34 Pa
Substrattemperatur	Raumtemperatur (nicht erhitzt)
Schichtdicke	0,5 μm
Filmbildungszeit	40 Min

Es wurden 360 Minuten benötigt, um eine Charge durch das vorhergehende Verfahren zu vervollständigen.
Sieben Trommeln A bis G wurden als lichtempfindliche Elemente gemäß dem vorstehenden Verfahren hergestellt. Die so hergestellten lichtempfindlichen Elementen wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 bewertet. Nach der Bewertung wurde ein Teil des lichtempfindlichen Elementes herausgeschnitten, und die Oberflächenschicht wurde nach ihrer Zusammensetzung durch XPS (Röntgenstrahlphotoelektronenspektroskopie) untersucht. Die Ergebnisse werden in Tabelle 13 gezeigt.
Wie aus Tabelle 13 ersichtlich ist, sind gute Ergebnisse erhältlich, auch wenn Siliciumatome in der a-C Oberflächenschicht in einer Menge von 10 Atom % enthalten sind.
Tabelle 13 Beispiel 9
Beispiel 10
Unter Verwendung des a-Si lichtempfindlichen Elementfilmbildungsgeräts, das in 3 gezeigt wird, wurden unter Verwendung von VHF Plasma-assistierten CVD Filme bis zu einer a-Si:H Licht-leitenden Schicht und einer a-SiC:H Zwischenschicht auf einem zylindrischen Substrat mit einem Durchmesser von 108 mm unter in nachstehender Tabelle 14 gezeigten Bedingungen ausgebildet.
Als nächstes wurde das Substrat mit den darauf gebildeten Filmen einmal aus der Abscheidungskammer genommen, und wurde in der Atmosphäre stehen gelassen, um die Substrattemperatur auf natürliche Weise von 200°C auf Raumtemperatur herabzusetzen. Dieses lichtempfindliche Element (nicht fertig gestellt) wurde auf Raumtemperatur in ungefähr 1 Stunde abgekühlt. In diesem Verlauf wurde die Abscheidungskammer einem Trockenätzen unter in nachstehender Tabelle 15 gezeigten Bedingungen unterzogen, um a-Si Filme zu entfernen, die auf der Innenseite der Kammer anhafteten.
Im Verlauf des Trockenätzens der Abscheidungskammer wurde das lichtempfindliche Element (nicht fertig gestellt), das abgekühlt worden war, einer Untersuchung der externen Erscheinung, Untersuchung des Potentials und Untersuchung des Bildes unterzogen. Danach wurde dieses lichtempfindliche Element (nicht fertig gestellt) mit Wasser mittels der in 4 gezeigten Waschvorrichtung gemäß den gleichen Waschverfahren wie in Beispiel 5 gewaschen.
Nachdem das Trockenätzen der Abscheidungskammer vervollständigt war, wurde dieses Raumtemperaturlichtempfindliche Element (nicht fertig gestellt) wiederum in die vorstehende Abscheidungskammer gestellt, und wurde zunächst die Oberfläche des lichtempfindlichen Elementes (nicht fertig gestellt) vorsichtig unter in nachstehender Tabelle 16 gezeigten Bedingungen geätzt. Dann wurde eine a-C:H Oberflächenschicht unter in nachstehender Tabelle 17 gezeigten Bedingungen ausgebildet.
Hinsichtlich des lichtempfindlichen Elementes, dessen Oberflächenschicht unter Raumtemperaturbedingungen ausgebildet wurde, wurden 385 Minuten benötigt, um eine Charge durch das vorhergehende Verfahren zur vervollständigen. Hinsichtlich von denjenigen von anderen Bedingungen wurde eine Zeit benötigt, zu welcher die Erhitzungszeit ferner hinzugefügt wurde.

Die so hergestellten lichtempfindlichen Elemente wurden in Bezug auf die Empfindlichkeit bewertet und zudem auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 bewertet, um die in Tabelle 18 gezeigten Ergebnisse zu erhalten. Tabelle 14 Licht-leitende Schicht:

SiH₄	150 mL/Min (normal)
H₄	300 mL/Min (normal)
Leistung	1500 W (105 MHz)
interner Druck	0,8 Pa
Substrattemperatur	200°C
Schichtdicke	25 μm
Filmbildungszeit	200 Min

Zwischenschicht:

SiH₄	50 mL/Min (normal)
CH₄	50 mL/Min (normal)
Leistung	500 W (105 MHz)
interner Druck	0,8 Pa
Substrattemperatur	200°C
Schichtdicke	0,2 μm
Filmbildungszeit	20 Min

Tabelle 15 Ätzbedingungen:

CF₄	500 mL/Min (normal)
O₂	100 mL/Min (normal)
Leistung	1000 W (105 MHz)
Substrattemperatur	Raumtemperatur
	(nicht erhitzt)
Druck	1 Pa
Ätzzeit	120 Min

Tabelle 16 Ätzbedingungen:

CF₄	500 mL/Min (normal)
Leistung	1000 W (105 MHz)
Substrattemperatur	Raumtemperatur
	(nicht erhitzt)
Druck	0,8 Pa
Ätzzeit	5 Min

Tabelle 17 a-C Oberflächenschicht:

CH₄	100 mL/Min (normal)
Leistung	2000 W (105 MHz)
interner Druck	0,8 Pa
Substrattemperatur	von Raumtemperatur
	(nicht erhitzt) bis 200°C
Schichtdicke	0,5 μm
Filmbildungszeit	40 Min

Bewertung der Empfindlichkeit
Das elektrophotographische lichtempfindliche Element wird auf ein bestimmtes Dunkelflächenoberflächenpotential (400 V) elektrostatisch aufgeladen, und dann sofort mit Lichtbild belichtet. Als das Lichtbild wird eine Xenonlampe als eine Lichtquelle verwendet und das lichtempfindliche Element wird mit Licht belichtet, von welchem das Licht innerhalb eines Wellenbereichs von 600 nm oder mehr unter Verwendung eines Filters entfernt worden war. Zurzeit von dieser Belichtung wird das Lichtflächenoberflächenpotential des elektrophotographischen lichtempfindlichen Elementes mit einem Oberflächenpotentiometer gemessen. Die Menge der Belichtung wird derart eingestellt, dass das Lichtflächenoberflächenpotential auf ein gegebenes Potential (50 V) kommt, und die Menge der Belichtung einer derartigen Einstellung wird als Empfindlichkeit, um eine Bewertung herzustellen, betrachtet.
Hierbei wird als Bewertung zum Vergleich, die Empfindlichkeit (Belichtungsmenge) des lichtempfindlichen Elementes, das im Vergleichsbeispiel 2 hergestellt wurde, als 50 genommen, und die Empfindlichkeit wird durch relativen Vergleich mit der Menge der Belichtung in jedem lichtempfindlichen Element bewertet und auf die folgende Weise bewertet.
Bewertungskriterien:

AA: 30 oder weniger.
A: Mehr als 30 bis 40.
B: Mehr als 40 bis 50.
C: Mehr als 50.

Vergleichsbeispiel 3
Unter Verwendung des a-Si lichtempfindlichen Elementbildungsgeräts, das in 3 gezeigt wird, wurden ein a-Si:H Licht-leitende Schicht und eine a-SiC:H Zwischenschicht zunächst auf einem zylindrischen Substrat mit einem Durchmesser von 108 mm unter in vorstehender Tabelle 14 gezeigten Bedingungen ausgebildet. Danach wurde in der bei Vakuum gehaltenen Abscheidungskammer, wie sie war, das Substrat (mit Film) darin stehen gelassen, bis sich die Substrattemperatur von 200°C bis Raumtemperatur herabgesetzt hatte. Die Substrattemperatur wurde mit einem Thermopaar (nicht gezeigt) überwacht, das an der Innenseite der Substrathalterung angebracht war. In diesem Fall wurden zwei Stunden benötigt, damit sich die Temperatur auf Raumtemperatur herabsetzte.
Als nächstes wurde eine a-C:H Oberflächenschicht unter in vorstehender Tabelle 17 gezeigten Bedingungen ausgebildet. Nach der Filmbildung wurde das erhaltene lichtempfindliche Element herausgenommen. Dann wurde zur Vorbereitung der nächsten Filmbildung die Abscheidungskammer einem Trockenätzen unter in vorstehender Tabelle 15 gezeigten Bedingungen unterzogen, um a-Si Filme zu entfernen, die sich auf der Innenseite der Kammer angeheftet hatten.
Es wurden 500 Minuten benötigt, um eine Charge durch das vorhergehende Verfahren zu vervollständigen.
Das so hergestellte lichtempfindliche Element wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 10 bewertet, um die in Tabelle 18 gezeigten Ergebnisse zu erhalten.
Wie aus den in Tabelle 18 gezeigten Ergebnissen ersichtlich ist, kann gemäß der vorliegenden Erfindung ein lichtempfindliches Element mit überlegener Leistung in einer Zeit von 385 Minuten hergestellt werden, welches um so viel wie 115 Minuten kürzer als 500 Minuten in dem herkömmlichen ist, so dass die Anzahl der lichtempfindlichen Elemente, die pro einer Abscheidungskammer hergestellt werden kann, erhöht werden kann und folglich die Kosten reduziert werden können.
Beispiel 11
Unter Verwendung des a-Si lichtempfindlichen Elementfilmbildungsgeräts, das in 2 gezeigt wird, wurden Filme bis zu einer a-Si:H Licht-leitenden Schicht und einer a-SiC:H Zwischenschicht auf einem zylindrischen Substrat mit einem Durchmesser von 108 mm unter in vorstehender Tabelle 6 gezeigten Bedingungen ausgebildet.
Als nächstes wurde das Substrat mit diesen darauf gebildeten Filmen einmal aus der Abscheidungskammer genommen, und wurde in der Atmosphäre stehen gelassen, um die Substrattemperatur auf natürliche Weise von 250°C auf Raumtemperatur herabzusetzen. Da die Kühleffizienz in der Atmosphäre hoch war, wurde dieses lichtempfindliche Element (nicht fertig gestellt) auf Raumtemperatur in ungefähr 1 Stunde abgekühlt. In diesem Verlauf wurde die Abscheidungskammer unter in vorstehender Tabelle 2 gezeigten Bedingungen dem Trockenätzen unterzogen, um Polysilan zu entfernen, das sich auf der Innenseite der Kammer angeheftet hatte.
Im Verlauf des Trockenätzens der Abscheidungskammer wurde das lichtempfindliche Element (nicht fertig gestellt), das sich abgekühlt hatte, der Untersuchung der externen Erscheinung, Untersuchung des Potentials und Untersuchung des Bildes unterzogen. Dann wurde dieses, nur wenn das lichtempfindliche Element in der Untersuchung akzeptiert wurde, in die Abscheidungskammer gestellt, und eine a-C:H Oberflächenschicht wurde unter in vorstehender Tabelle 7 gezeigten Bedingungen ausgebildet. Wenn dieses nicht in der Untersuchung akzeptiert wurde, wurde die Bildung der Oberflächenschicht gestoppt, und das Verfahren wurde zur Bildbildung für das nächste lichtempfindliche Element weitergeführt.
Die Filmbildung für 20 Chargen wurde gemäß dem vorhergehenden Verfahren getestet. Während dieser Filmbildung wurden in diesem Beispiel zwei lichtempfindliche Elemente bei der Untersuchung als defekt bewertet, und die Bildung der Oberflächenschicht wurde gestoppt. Somit wurde die Gesamtzeit, die zum Ausführen der Filmbildung für 20 Chargen genommen wurde, um 40 Minuten verkürzt, wobei so die Verwendungseffizienz der Abscheidungskammer verbessert wurde. Es war auch möglich irgendeine verschwenderischen Verbrauch von Gasen zu sparen, und hierdurch zu der Kostenreduktion beizutragen.
Wie vorstehend beschrieben wurde, wird das elektrophotographische lichtempfindliche Elementherstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung durch die folgenden Schritte ausgeführt:
als ein erster Schritt, Platzieren eines zylindrischen Substrats mit einer leitenden Oberfläche in einer Abscheidungskammer, die wenigstens eine Evakuierungseinrichtung und eine Materialgaszuführungseinrichtung besitzt und die vakuumluftdicht gemacht werden, und Zersetzen eines Materialgases, das wenigstens Siliciumatome enthält, mittels einer elektrischen Hochfrequenzleistung, um auf dem zylindrischen Substrat eine Licht-leitende Schicht abzuscheiden, die aus wenigstens dem Nicht-Einkristallsilicium gebildet wurde;
als einen zweiten Schritt, einmaliges Herausnehmen aus der Abscheidungskammer des Substrats, auf welches die Licht-leitende Schicht, die aus wenigstens dem Nicht-Einkristallsilicium gebildet wurde, abgeschieden worden ist; und
als einen dritten Schritt, wiederum Platzieren in der Abscheidungskammer des Substrats, auf welches die Licht-leitende Schicht aus wenigstens dem Nicht-Einkristallsilicium gebildet wurde, abgeschieden worden ist, um Zersetzen eines Materialgases, das wenigstens Kohlenstoffatome enthält, mittels einer elektrischen Hochfrequenzleistung, um wiederum auf der Licht-leitenden Schicht, die aus wenigstens dem Nicht-Einkristallsilicium gebildet wurde, eine Schicht abzuscheiden, die aus Nicht-Einkristallmaterial, das im Wesentlichen aus Kohlenstoffatomen zusammengesetzt ist, gebildet ist. Dies hat es ermöglicht, das elektrophotographische lichtempfindliche Element, welches die Bildung von guten Bildern über lange Zeitdauer beibehalten kann, fehlerhafte Bilder verhindern und Tonerschmelzadhäsion beibehalten kann.
Es ist weiter vorteilhaft, dass das Substrat, auf welchem die Abscheidung vervollständigt worden war, ferner in Kontakt mit Wasser zwischen dem zweiten Schritt und dem dritten Schritt oder gleichzeitig mit jedem Schritt gebracht werden kann. Im Einzelnen angegeben bewirkt das Waschen mit Wasser eine Verbesserung der Anhaftung, wenn die Oberflächenschicht danach ausgebildet wird, und verhindert zudem in erheblichem Ausmaß irgendein Filmabschälen.
Wenn der Film in dem dritten Schritt ausgebildet wird, ist es auch bevorzugt, die äußerste Oberflächenoxidschicht zu entfernen oder die Oberflächen des lichtempfindlichen Elements vorsichtig zu ätzen, um die nicht erwünschte Grenzfläche zu weit wie möglich zu eliminieren.
So kann das elektrophotographische lichtempfindliche Element mit guter Qualität hergestellt werden.

Claims

Verfahren zum Herstellen eines elektrofotografischen lichtempfindlichen Elements, das die folgenden Schritte umfasst: einen ersten Schritt des Platzierens eines zylindrischen Substrats mit einer leitenden Oberfläche in einer Abscheidungskammer, die wenigstens eine Evakuierungseinrichtung und eine Materialgaszuführungseinrichtung aufweist und die vakuumluftdicht gemacht werden kann, und Zersetzen eines Materialgases mittels einer elektrischen Hochfrequenzleistung, um auf dem zylindrischen Substrat eine erste Schicht abzuscheiden, die eine lichtleitende Schicht aufweist, die aus einem Nicht-Einkristallmaterial gebildet ist, das im Wesentlichen aus Siliciumatomen zusammengesetzt ist, und auf der lichtleitenden Schicht bereitgestellt ist, eine Zwischenschicht, die aus einem Nicht-Einkristallmaterial gebildet ist, das im Wesentlichen aus Siliciumatomen zusammengesetzt ist, und wenigstens eines enthält, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Kohlenstoffatomen, Sauerstoffatomen und Stickstoffatomen besteht; einen zweiten Schritt des Aussetzens gegenüber atmosphärischen Druck des zylindrischen Substrats, auf welchen die erste Schicht abgeschieden worden ist; und als einen dritten Schritt Abscheiden eines Materialgases mittels einer elektrischen Hochfrequenzleistung in einer Abscheidungskammer, die wenigstens eine Evakuierungseinrichtung und eine Materialgaszuführungseinrichtung aufweist und die Vakuumluftdicht gemacht werden kann, um ferner eine zweite Schicht abzuscheiden, die aus wenigstens einem Nicht-Einkristallmaterial gebildet ist, auf dem zylindrischen Substrat, auf welches die Behandlung des zweiten Schrittes angewendet worden ist.
Verfahren zum Herstellen eines elektrofotografischen lichtempfindlichen Elementes gemäß Anspruch 1, wobei der zweite Schritt den Schritt des Einmalherausnehmens aus der Abscheidungskammer des zylindrischen Substrats umfasst, auf welches die erste Schicht abgeschieden worden ist.
Verfahren zum Herstellen eines elektrofotografischen lichtempfindlichen Elementes gemäß Anspruch 1, wobei in dem dritten Schritt das Nicht-Einkristallmaterial ein Nicht-Einkristallmaterial ist, das im Wesentlichen aus Kohlenstoffatomen zusammengesetzt ist.
Verfahren zum Herstellen eines elektrofotografischen lichtempfindlichen Elementes gemäß Anspruch 3, wobei in dem dritten Schritt das Nicht-Einkristallmaterial ferner Siliciumatome enthält.
Verfahren zum Herstellen eines elektrofotografischen lichtempfindlichen Elementes gemäß Anspruch 4, wobei in dem dritten Schritt die Siliciumatome in einem Verhältnis von 0,2 ≤ Si/(Si + C) < 10 Atom% zu der Summe der Siliciumatome und der Kohlenstoffatome enthalten sind.
Verfahren zum Herstellen eines elektrofotografischen lichtempfindlichen Elementes gemäß Anspruch 4, wobei in dem dritten Schritt die Siliciumatome in einem Verhältnis von 0,2 ≤ Si/(Si + C) < 5 Atom% zu der Summe der Siliciumatome und der Kohlenstoffatome enthalten sind.
Verfahren zum Herstellen eines elektrofotografischen lichtempfindlichen Elementes gemäß Anspruch 1, wobei der dritte Schritt umfasst: Bereitstellen auf der Substratseite der zweiten Schicht, eine Schicht, die aus einem Nicht-Einkristallmaterial gebildet ist, das im Wesentlichen aus Siliciumatomen zusammengesetzt ist und wenigstens eines enthält, das aus Kohlenstoffatomen, Sauerstoffatomen und Stickstoffatomen ausgewählt ist.
Verfahren zum Herstellen eines elektrofotografischen lichtempfindlichen Elementes gemäß Anspruch 1, wobei die Temperatur des zylindrischen Substrates sich zwischen dem ersten Schritt und dem dritten Schritt unterscheidet.
Verfahren zum Herstellen eines elektrofotografischen lichtempfindlichen Elementes gemäß Anspruch 8, wobei in dem ersten Schritt die Temperatur des zylindrischen Substrates von 200°C bis 450°C eingestellt wird.
Verfahren zum Herstellen eines elektrofotografischen lichtempfindlichen Elementes gemäß Anspruch 8, wobei in dem dritten Schritt die Temperatur des zylindrischen Substrates von 20°C bis 150°C eingestellt wird.
Verfahren zum Herstellen eines elektrofotografischen lichtempfindlichen Elementes gemäß Anspruch 10, wobei in dem dritten Schritt die Temperatur des zylindrischen Substrates auf Raumtemperatur eingestellt wird.
Verfahren zum Herstellen eines elektrofotografischen lichtempfindlichen Elementes gemäß Anspruch 1, welches als Teil des zweiten Schrittes den Schritt des Stehenlassens des lichtempfindlichen Elementes für wenigstens 30 Minuten besitzt, auf welchen die erste Schicht abgeschieden worden ist.
Verfahren zum Herstellen eines elektrofotografischen lichtempfindlichen Elementes gemäß Anspruch 1, welches als Teil des zweiten Schrittes den Schritt zum Durchführen einer Untersuchung des lichtempfindlichen Elementes besitzt, auf welchen die erste Schicht abgeschieden worden ist.
Verfahren zum Herstellen eines elektrofotografischen lichtempfindlichen Elementes gemäß Anspruch 13, wobei die Untersuchung eine Untersuchung der äußeren Erscheinung umfasst.
Verfahren zum Herstellen elektrofotografischen lichtempfindlichen Elementes gemäß Anspruch 13, welches bei der Untersuchung den Schritt in Kontakt Bringens des lichtempfindlichen Elementes, auf welchen die erste Schicht abgeschieden worden ist, mit Ozon besitzt.
Verfahren zum Herstellen eines elektrofotografischen lichtempfindlichen Elementes gemäß Anspruch 13, wobei die Untersuchung eine Bilduntersuchung des lichtempfindlichen Elementes umfasst, auf welchen die erste Schicht abgeschieden worden ist.
Verfahren zum Herstellen eines elektrofotografischen lichtempfindlichen Elementes gemäß Anspruch 13, wobei die Untersuchung die Untersuchung von elektrischen Eigenschaften des lichtempfindlichen Elementes umfasst, auf welchen die erste Schicht abgeschieden worden ist.
Verfahren zum Herstellen eines elektrofotografischen lichtempfindlichen Elementes gemäß Anspruch 1, welches als Teil des zweiten Schrittes den Schritt des in Kontaktbringens des lichtempfindlichen Elementes, auf welchen die erste Schicht abgeschieden worden ist, mit Wasser umfasst.
Verfahren zum Herstellen eines elektrofotografischen lichtempfindlichen Elementes gemäß Anspruch 18, wobei der Schritt des in Kontaktbringens des lichtempfindlichen Elementes mit Wasser Waschen umfasst.
Verfahren zum Herstellen eines elektrofotografischen lichtempfindlichen Elementes gemäß Anspruch 1, wobei in dem dritten Schritt die äußerste Oberfläche des lichtempfindlichen Elementes, auf welchen die erste Schicht abgeschieden worden ist, zuvor Ätzen unterzogen wird, und danach die zweite Schicht, die aus wenigstens einem Nicht-Einkristallmaterial gebildet ist, abgeschieden wird.
Elektrofotografisches lichtempfindliches Element, das durch das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 20 hergestellt wird.
Elektrofotografisches Gerät, das das elektrofotografische lichtempfindliche Element gemäß Anspruch 21 umfasst.