DE69535122T2

DE69535122T2 - Vorrichtung zum Abscheiden von dünnen Schichten

Info

Publication number: DE69535122T2
Application number: DE69535122T
Authority: DE
Inventors: c/o Canon K.K. Tatsuyuki Aoike
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-12-26
Filing date: 1995-12-27
Publication date: 2007-01-04
Anticipated expiration: 2015-12-28
Also published as: US5961726A; KR100222807B1; DE69535122D1; EP0720205B1; EP0720205A1; KR960023227A; CN1131204A; CN1079843C; JPH08232070A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Fachgebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bildung aufgedampfter Schichten, bei der auf einem zylindrischen leitfähigen Schichtträger durch Plasma-CVD (CVD = chemisches Aufdampfen) eine aufgedampfte Schicht, insbesondere eine funktionelle aufgedampfte Schicht und vor allem eine amorphe Halbleiterschicht gebildet wird, die bei einem Halbleiterbauelement, einem Lichtempfangselement für Elektrophotographie, einem Zeilensensor für die Eingabe eines Bildes, einem Bildaufnahme- bzw. -abtastelement, einem photovoltaischen Bauelement bzw. Photoelement o.dgl. angewendet werden kann.
Verwandter Stand der Technik
Als Materialien, die für Halbleiterbauelemente, die Dünnschichttransistoren, Lichtempfangselemente für Elektrophotographie, Zeilensensoren für die Eingabe eines Bildes, Bildaufnahme- bzw. -abtastelemente, photovoltaische Bauelemente bzw. Photoelemente oder verschiedene Arten von elektronischen (Bau)elementen umfassen, brauchbar sind, sind nichteinkristalline Materialien und insbesondere amorphe Materialien wie z.B. amorphes Silicium (z.B. amorphes Silicium, das durch Wasserstoff oder/und ein Halogen abgesättigt ist), amorphe Siliciumnitride, amorphe Siliciumcarbide und amorphe Siliciumoxide bekannt. Einige der Halbleiterbauelemente, bei deren Herstellung von einer aufgedampften Schicht, die die vorstehend erwähnten Materialien umfasst, Gebrauch gemacht wird, werden praktisch angewendet.
Was diese Bauelemente anbetrifft, so ist jedoch in Bezug auf die Herstellung der Bauelemente, die Eigenschaften einer abgeschiedenen bzw. aufgedampften Schicht, die Herstellungskosten o.dgl. manches zu verbessern. Wenn beispielsweise ein Lichtempfangselement (lichtempfindliches Element) für Elektrophotogra phie herzustellen ist, ist es wegen der verhältnismäßig großen Oberfläche eines Schichtträgers für das lichtempfindliche Element erforderlich, dass eine aufgedampfte Schicht mit einer gleichmäßigen Dicke und gleichmäßigen elektrischen Eigenschaften und mit einer geringen Zahl von Schichtfehlern über den Schichtträger gebildet wird. Ferner besteht in den letzten Jahren eine Nachfrage nach einer Vorrichtung zur Bildung aufgedampfter Schichten, die eine ausreichende Produktivität und einen ausreichenden Ausstoß sicherstellen kann, um den Erfordernissen besserer Eigenschaften zu entsprechen.
Ein Beispiel für eine Vorrichtung zur Bildung so einer aufgedampften Schicht ist in 1A und 1B gezeigt. 1A ist ein Horizontal- bzw. Querschnitt, der die Vorrichtung zur Bildung aufgedampfter Schichten veranschaulicht. 1B ist ein Vertikal- bzw. Längsschnitt, der die Vorrichtung zur Bildung aufgedampfter Schichten veranschaulicht.
In 1A und 1B bezeichnet Bezugszahl 700 einen Reaktionsbehälter. Der Reaktionsbehälter 700 ist mit einer Auspumpeinrichtung (nicht gezeigt) verbunden, mit der ein innerhalb des Behälters befindliches Gas u.dgl. durch ein Auspumprohr 705 ausgepumpt werden kann. Ein gasförmiges Ausgangsmaterial für Schichtbildung wie z.B. ein Silangas, ein Methangas, ein Diborangas, ein Phosphingas o.dgl. wird auf einem Rohr 703 für die Zuführung von gasförmigem Ausgangsmaterial, das mit einem System für die Zuführung von gasförmigem Ausgangsmaterial (nicht gezeigt), das aus einer Druckgasflasche, einem Druckeinstellelement, einem Massendurchflussregler, einem Ventil u.dgl. aufgebaut ist, verbunden ist, einem Raum (Innenkammer) 702, der von Schichtträgern 701 umgeben ist, zugeführt. (In 1A sind acht zylindrische Schichtträger 701 in gleichen Abständen auf demselben Umfang angeordnet.)
Die Absaugmenge wird im Allgemeinen derart eingestellt, dass der Gasdruck in dem Raum 702 auf einen gewünschten Wert von 1 × 10^–2 bis 1000 Pa eingestellt wird.
Dem Raum 702 wird durch eine Mikrowellenleistungsquelle (nicht gezeigt) über einen Isolator (nicht gezeigt), einen Wellenleiter 707 und ein Mikrowellenzuführungsfenster 706 eine Mikrowellenleistung mit einer Frequenz von z.B. 2,45 GHz zugeführt, damit in dem Raum 702 eine Glimmentladung erzeugt wird, wodurch auf jedem Schichtträger 701 eine aufgedampfte Schicht gebildet wird. Der Schichtträger 701 wird über eine Halteeinrichtung (nicht gezeigt) durch eine Drehwelle 708 getragen. Die Drehwelle ist durch ein Getriebe 710 mit einem Motor 709 verbunden. Der Schichtträger wird durch den Motor gedreht, damit auf dem Schichtträger 701 eine gleichmäßige aufgedampfte Schicht gebildet wird.
Der Schichtträger 701 wird durch ein Heizelement 704 auf eine Temperatur von z.B. 100 °C bis 400 °C, die zur Bildung einer aufgedampften Schicht erforderlich ist, erhitzt.
Als Vorrichtung zur Bildung aufgedampfter Schichten, bei der die vorstehend erwähnten Probleme gelöst werden, ist in der US-Patentschrift Nr. 5 129 359 eine Vorrichtung zur Bildung aufgedampfter Schichten durch ein Plasma-CVD-Verfahren unter Anwendung von Mikrowellen offenbart. Sie offenbaren eine Vorrichtung zur Bildung aufgedampfter Schichten mit folgendem Aufbau. Ein Schichtträger, eine Mikrowellenzuführungseinrichtung und eine Einrichtung für die Zuführung von gasförmigem Ausgangsmaterial sind in einem Reaktionsbehälter angeordnet, und zwischen der Einrichtung für die Zuführung von gasförmigem Ausgangsmaterial und dem Schichtträger wird ein elektrisches Feld angelegt, wodurch die Gleichmäßigkeit der Schichtdicke und die elektrischen Eigenschaften verbessert werden.
Der Erfinder der vorliegenden Erfindung hat gefunden, dass eine Verbesserung des Verhaltens einer aufgedampften Schicht wahrscheinlich ist, wenn bei der vorstehend beschriebenen Vorrichtung zur Bildung aufgedampfter Schichten zwischen der Einrichtung für die Zuführung von gasförmigem Ausgangsmaterial und dem Schichtträger eine Hochfrequenzspannung angelegt wird, und hat diese Wahrscheinlichkeit untersucht. Obwohl in diesem Fall das elektrische Verhalten verbessert wurde, nahm die Zahl der Strukturfehler nicht ab. Als Folge bleibt zur weiteren Verbesserung des Gesamtverhaltens der aufgedampften Schicht manches zu verbessern.
Im Einzelnen muss bei einem neueren elektrophotographischen Gerät nicht nur ein Buchstaben- bzw. (Schrift)zeichenbild, sondern auch ein photographisches Bild genau bzw. getreu kopiert werden, und es wird eine weitere Verbesserung von Abbildungs- bzw. Bildeigenschaften wie z.B. eine Verbesserung der Reproduzierbarkeit bzw. der Fähigkeit zur Wiedergabe von Bildern mit einem Zwischenwert der Bilddichte verlangt. Zu diesem Zweck wird anhand einer Bildvorlage ein genaues bzw. getreues Latentbild erzeugt, und das Latentbild wird unter Anwendung eines Entwicklers mit einer geringen Korngröße entwickelt, um die Auflösung und die Fähigkeit zur Wiedergabe von Bildern des elektrophotographischen Geräts zu verbessern. Dies hat zur Folge, dass bei einer aufgedampften Schicht, die z.B. als Lichtempfangselement für Elektrophotographie dient, die stabile Erzeugung eines hohen Dunkelbereichspotenzial, eine weitere Verbesserung elektrischer Eigenschaften einschließlich einer Empfindlichkeit, die genau auf eine bildmäßige Belichtung anspricht, und eine Verminderung der Zahl von Bildfehlern, die einer Verbesserung der Auflösung des elektrophotographischen Geräts entspricht, d.h. eine Verminderung der Zahl von Strukturfehlern, die Bildfehler verursachen und als kugelförmige Vorsprünge bezeichnet werden, erforderlich sind. Bei der vorstehend beschriebenen Vorrichtung zur Bildung aufgedampfter Schichten ist in Bezug auf die Bildung einer aufgedampften Schicht, die das Verlangen nach einer weiteren Verbesserung des Gesamtverhaltens der aufgedampften Schicht erfüllt, manches zu verbessern.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die vorstehend erwähnten Problems zu lösen und eine Vorrichtung zur Bildung aufgedampfter Schichten bereitzustellen, mit der die Zahl von Strukturfehlern in einer aufgedampften Schicht vermindert werden kann.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zur Bildung aufgedampfter Schichten gemäß den beigefügten Ansprüchen gelöst.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1A ist ein Horizontal- bzw. Querschnitt, der ein Beispiel für den Aufbau einer Vorrichtung zur Bildung aufgedampfter Schichten veranschaulicht.
1B ist ein Vertikal- bzw. Längsschnitt, der die in 1A gezeigte Vorrichtung veranschaulicht.
2A, 4A, 7A, 10A und 19A sind horizontal- bzw. Querschnitte, die vorzuziehende Beispiele für den Aufbau der Vorrichtung zur Bildung aufgedampfter Schichten der vorliegenden Erfindung veranschaulichen.
2B, 4B, 7B und 10B sind Vertikal- bzw. Längsschnitte, die die in 2A, 4A, 7A bzw. 10A gezeigten Vorrichtungen veranschaulichen.
3A, 5A, 8A, 9A, 11A, 12A, 15A, 17A und 18A sind Horizontal- bzw. Querschnitte, die vorzuziehende Beispiele für die Elektrode der vorliegenden Erfindung für die Zuführung von Hochfrequenzstrom veranschaulichen.
3B, 5B, 8B, 9B, 11B, 12B, 13, 14, 15B, 16, 17B, 18B und 19B sind Vertikal- bzw. Längsschnitte, die vorzuziehende Beispiele für die Elektrode der vorliegenden Erfindung veranschaulichen.
6A bis 6E sind Schnittzeichnungen, die ein vorzuziehendes Beispiel für ein Lichtempfangselement veranschaulichen, das durch die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung gebildet werden kann.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die Vorrichtung zur Bildung aufgedampfter Schichten der vorliegenden Erfindung umfasst eine Hochfrequenz-Stromversorgungselektrode mit einem bestimmten Aufbau.
Die Elektrode für die Zuführung eines Hochfrequenzstroms, d.h. die Hochfrequenz-Stromversorgungseinrichtung (Hochfrequenz-Zuführungsbereich), umfasst ein leitfähiges Teil, das als Trägerteil dient und dessen Oberfläche mit einem keramischen Werkstoff, der ein hohes Haftvermögen an der aufgedampften Schicht zeigt, bedeckt ist.
Als keramischer Werkstoff wird vorzugsweise einer oder mehr als einer von Al₂O₃, BN, AlN, ZrSiO₄, TiO₂, Cr₂O₃ und MgO verwendet. Diese Materialien können durch Plasmaspritzen an die Oberfläche des leitfähigen Trägerteils angeklebt werden. Das leitfähige Material kann mit einer kapselartigen Abdeckung, die auf diesen keramischen Werkstoffen gebildet ist, bedeckt sein.
Als leitfähiges Teil des Hochfrequenzstrom-Zuführungsbereichs wird vorzugsweise eine oder mehr als eine Art der Materialien Edelstahl, Aluminium, Titan, Nickel und Inconel (d.h. Legierung von Ni, Cr und Fe) verwendet.
Um das vorstehend beschriebene leitfähige Teil herum kann ein ringförmiger Leiter angeordnet sein. Der ringförmige Leiter hat vorzugsweise eine ringartige oder spiralförmige Gestalt. Als ringförmiger Leiter kann mehr als einer bereitgestellt werden, oder der ringförmige Leiter kann geerdet sein.
Die Frequenz des Hochfrequenzstroms wird auf 20 MHz bis 450 MHz, vorzugsweise auf 31 MHz bis 450 MHz und insbesondere auf 50 MHz bis 450 MHz eingestellt. Zusammen mit dem Hochfrequenzstrom kann eine Mikrowellenleistung zugeführt werden.
Außerdem kann der Hochfrequenzstrom-Zuführungsbereich auch als Einrichtung für die Zuführung von gasförmigem Ausgangsmaterial angewendet werden. Es wird vorzugsweise ein Mechanismus zum Erhitzen oder Abkühlen des Hochfrequenzstrom-Zuführungsbereichs angeordnet. Als Elektrode, die als Hochfrequenz-Zuführungsbereich dient, kann in einem Reaktionsbehälter mehr als eine bereitgestellt werden.
Bei dem vorstehend erwähnten Aufbau hat der Hochfrequenzstrom-Zuführungsbereich als Trägerteil ein leitfähiges Teil, und seine Oberfläche besteht auf einem Isolatormaterial wie z.B. einem keramischen Werkstoff. Aus diesem Grund kann in vorteilhafter Weise eine aufgedampfte Schicht mit einer geringen Zahl von Strukturfehlern für ein Lichtempfangselement für Elektrophotographie mit ausgezeichneten Bildeigenschaften gebildet werden.
Ferner kann um ein leitfähiges Teil herum ein ringförmiger Leiter bereitgestellt und mit dem Isolatormaterial bedeckt werden, wie es vorstehend beschrieben wurde. Dadurch wird eine Verbesserung der Gleichmäßigkeit der Entladung ermöglicht, wodurch die Gleichmäßigkeit der Eigenschaften und der Schichtdicke der aufgedampften Schicht verbessert wird.
Nachstehend werden der Weg, auf dem die vorliegende Erfindung gemacht wurde, und Wirkungen der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Bei der in der US-Patentschrift Nr. 5 129 359 offenbarten Vorrichtung zur Bildung aufgedampfter Schichten wird von einem Aufbau Gebrauch gemacht, bei dem einem Entladungsraum, der durch in einem Kreis angeordnete zylindrische leitfähige Schichtträger gebildet wird, Mikrowellenleistung zugeführt wird und zwischen der Einrichtung für die Zuführung von gasförmigem Ausgangsmaterial und den Schichtträgern in dem Entladungsraum ein elektrisches Gleich(spannungs)feld angelegt wird.
Der Erfinder der vorliegenden Erfindung hat die Vorrichtung untersucht, die den Aufbau hat, bei dem in dem Entladungsraum, wie er vorstehend beschrieben wurde, eine Hochfrequenz-Stromversorgungseinrichtung angeordnet ist und der Hochfrequenzstrom zwischen dem Hochfrequenzstrom-Zuführungsbereich und den Schichtträgern zugeführt wird, um eine Entladung zur Zersetzung eines gasförmigen Ausgangsmaterials zu erzeugen, wodurch auf jedem der Schichtträger eine aufgedampfte Schicht gebildet wird. Als Ergebnis konnte bei dem vorstehend beschriebenen Verfahren zwar eine aufgedampfte Schicht mit ausgezeichneten elektrischen Eigenschaften erhalten werden, jedoch konnte die Zahl der als kugelförmige Vorsprünge bezeichneten Strukturfehler in der aufgedampften Schicht nicht leicht auf einen zufriedenstellend niedrigen Wert vermindert werden.
Als der Erfinder der vorliegenden Erfindung die Ursache für die Bildung der als kugelförmige Vorsprünge bezeichneten Strukturfehler in der aufgedampften Schicht untersuchte, wurde bestätigt, dass kugelförmige Vorsprünge unter Anwendung von an der Schichtträgeroberfläche anhaftenden Substanzen als Keimen bzw. Kernen zu wachsen begannen.
Herkömmlicherweise wird ein Schichtträger vor der Schichtbildung sorgfältig gereinigt und aus einer Umgebung wie z.B. einem Reinraum, in dem für Staubfreiheit gesorgt wird, in eine Vorrichtung zur Bildung aufgedampfter Schichten befördert, so dass ein Anhaften von Staub an dem Schichtträger so weit wie möglich verhindert wird. Obwohl der Schichtträger in dieser Weise in die Vorrichtung zur Bildung aufgedampfter Schichten befördert wird, während er rein gehalten wird, gibt es eine Ursache für das Anhaften von Staub in der Vorrichtung zur Bildung aufgedampfter Schichten.
Im Einzelnen wird einem Entladungsraum ein gasförmiges Ausgangsmaterial zugeführt und wird dem Entladungsraum von dem Hochfrequenzstrom-Zuführungsbereich ein Hochfrequenzstrom zugeführt, damit das gasförmige Ausgangsmaterial in dem Entladungsraum zersetzt wird, wodurch auf jedem Schichtträger eine aufgedampfte Schicht gebildet wird. In diesem Fall wird die aufgedampfte Schicht z.B. auch auf der Oberfläche des Hochfrequenzstrom-Zuführungsbereichs abgeschieden. Die aufgedampfte Schicht nimmt während der Bildung der aufgedampften Schicht ihre mecha nische Spannung oder Energie, die durch ein Ionenpotenzial in dem Entladungsraum verursacht wird, auf, so dass sie mechanische Spannung speichert. Der Erfinder der vorliegenden Erfindung hat gefunden, dass, wenn die aufgedampfte Schicht die mechanische Spannung in einem vorgegebenen oder einem darüber hinaus gehenden Grade speichert, die aufgedampfte Schicht in Form von Stücken der aufgedampften Schicht von der Oberfläche des Hochfrequenzstrom-Zuführungsbereichs abgeschält wird und sich die Stücke der aufgedampften Schicht in dem Entladungsraum ausbreiten, wodurch einige Stücke der aufgedampften Schicht an dem Schichtträger anhaften, so dass sie eine auf den Schichtträger aufgedampfte Schicht verunreinigen.
Der Erfinder der vorliegenden Erfindung hat ferner als Ergebnis einer Untersuchung der Ursache dafür, dass die Gleichmäßigkeit der Eigenschaften einer aufgedampften Schicht nicht unbedingt zufriedenstellend ist, gefunden, dass diese Ungleichmäßigkeit der Eigenschaften auf eine Ungleichmäßigkeit der Entladung von einer Hochfrequenzquelle zurückzuführen ist. Obwohl die Ungleichmäßigkeit dieser Entladung nach dem Stand der Technik vorhanden ist, wird diese in Abhängigkeit von der starken Verbesserung der Eigenschaften einer aufgedampften Schicht eine bedeutende Einflussgröße. Es wird angenommen, dass die Ungleichmäßigkeit dieser Entladung auf eine Ungleichmäßigkeit der Verteilung des Hochfrequenzstroms an der Oberfläche eines Hochfrequenz-Zuführungsbereichs zurückzuführen ist. Es scheint, dass diese Ursache auf einen nicht zu vernachlässigenden Grad des Kapazitätseffekts zwischen einem Hochfrequenz-Zuführungsbereich und einem Schichtträger bei der Anwendung eines Hochfrequenzstroms und auf die Erzeugung einer Verteilung der Entladungsstärke in einem Entladungsraum in Abhängigkeit von Resonanzbedingungen durch Bildung eines Serienresonanzkreises von Induktivität und Kapazität in dem Entladungsraum zurückzuführen ist.
Der Erfinder der vorliegenden Erfindung hat auf der Grundlage der vorstehend angegebenen Gesichtspunkte den Aufbau einer Vorrichtung untersucht, bei der das Haftvermögen der auf den Hochfrequenzstrom-Zuführungsbereich aufgedampften Schicht an der Oberfläche des Hochfrequenzstrom-Zuführungsbereichs erhöht wurde, die aufgedampfte Schicht kaum einem Einfluss von Energie, die durch das Ionenpotenzial aus dem Entladungsraum verursacht wird, ausgesetzt war und eine Abschälung der auf den Hochfrequenzstrom-Zuführungsbereich aufgedampften Schicht schwierig war, wodurch die Zahl der Bildfehler vermindert wurde. Als Ergebnis ist die vorliegende Erfindung gemacht worden.
Als Ergebnis der Untersuchung einer Vorrichtung, mit der gleichmäßige Eigenschaften erzielt werden können, ist die vorliegende Erfindung gemacht worden, indem der Aufbau eines Hochfrequenz-Zuführungsbereichs untersucht wurde, um die Erzeugung einer gleichmäßigen Entladungsverteilung von dem Hochfrequenz-Zuführungsbereich möglich zu machen.
Da gemäß der Vorrichtung zur Bildung aufgedampfter Schichten der vorliegenden Erfindung die Oberfläche des Trägerteils des Hochfrequenzstrom-Zuführungsbereichs mit einem keramischen Werkstoff bedeckt wird, nimmt das Haftvermögen zwischen der Oberfläche und der aufgedampften Schicht zu, weil der keramische Werkstoff eine größere Oberflächenenergie hat als ein Metall, und wird die Zahl der von dem Hochfrequenzstrom-Zuführungsbereich abgeschälten Schichten vermindert.
Da der keramische Werkstoff ein Isolatormaterial ist, nimmt der keramische Werkstoff außerdem nicht leicht Energie auf, die durch das Ionenpotenzial in dem Entladungsraum verursacht wird, und kann in der aufgedampften Schicht gespeicherte mechanische Spannung vermindert werden, so dass die Abschälung einer aufgedampften Schicht von dem keramischen Werkstoff vermindert wird.
Wegen der hohen Härte des keramischen Werkstoffs haftet Staub nicht leicht an dessen Oberfläche an. Diese hohe Härte ist eine Einflussgröße für die Verminderung von Staub.
Der Erfinder hat einen Hochfrequenzstrom-Zuführungsbereich untersucht, dessen Oberfläche aus einem keramischen Werkstoff bestand, wobei die elektrischen Eigenschaften der aufgedampften Schicht und insbesondere die Bewegung von Ladungsträgern in der aufgedampften Schicht verbessert wurden. Es wurde gefunden, dass bei der Anwendung der aufgedampften Schicht als Lichtempfangselement für Elektrophotographie die Fähigkeit zur Wiedergabe einer Zwischenbilddichte verbessert wurde. Obwohl die Ursache dafür nicht klar ist, wird angenommen, dass sich durch Bedecken der Elektrodenoberfläche mit dem keramischen Werkstoff ein Plasmapotenzial in dem Entladungsraum verändert, wodurch eine aufgedampfte Schicht mit besserer Qualität erhalten wird.
Ferner kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung durch Bereitstellung eines leitfähigen ringförmigen Leiters in mindestens einem Bereich der isolierenden Deckschicht eine gleichmäßigere Entladungsverteilung erzeugt werden, wodurch eine aufgedampfte Schicht mit gleichmäßigeren Eigenschaften gebildet wird.
Es wird angenommen, dass durch Bildung des leitfähigen ringförmigen Leiters in der isolierenden Deckschicht die Induktivität einer Hochfrequenzelektrode und die Kapazität zwischen der Hochfrequenzelektrode und einem Schichtträger derart verändert werden, dass eine gewünschte Entladungsverteilung erzielt und folglich die Entladungsverteilung gleichmäßiger gemacht werden kann.
Der Erfinder hat auch gefunden, dass im Fall der Bedeckung der Oberfläche der Hochfreguenzelektrode mit der isolierenden Deckschicht und der Bildung des leitfähigen ringförmigen Leiters in der Deckschicht elektrische Eigenschaften der aufgedampften Schicht und insbesondere die Ladungsträgerbewegung in der aufgedampften Schicht verbessert wurden und bei der Anwendung als Lichtempfangselement für Elektrophotographie die Fähigkeit zur Wiedergabe einer Zwischenbilddichte verbessert wurde. Obwohl die Ursache dafür nicht klar ist, wird angenommen, dass sich durch Bedecken der Elektrodenoberfläche mit der isolierenden Deckschicht und Bereitstellung des leitfähigen ringförmigen Leiters in der Deckschicht ein Plasmapotenzial in dem Entladungsraum wegen der Gleichmäßigkeit der durch Plasma gebildeten Hülle verändert, wodurch eine aufgedampfte Schicht mit besserer Qualität erhalten wird.
Die Frequenz des Hochfrequenzstroms, der dem Entladungsraum zugeführt wird, liegt im Bereich von 20 MHz bis 450 MHz. Gemäß einem von dem Erfinder der vorliegenden Erfindung durchgeführten Versuch wurde die Entladung bei einer Frequenz von weniger als 20 MHz in Abhängigkeit von den Bedingungen instabil, so dass die Bedingungen für die Bildung einer aufgedampften Schicht eingeschränkt sein könnten. Außerdem verschlechterten sich bei einer Frequenz von mehr als 450 MHz die Übertragungseigenschaften eines Hochfrequenzstroms, so dass es in einigen Fällen selbst schwierig war, eine Glimmentladung zu erzeugen. Infolgedessen liegt die angewendete Frequenz im Rahmen der vorliegenden Erfindung im Bereich von 20 MHz bis 450 MHz, vorzugsweise 31 MHz bis 450 MHz und insbesondere 50 MHz bis 450 MHz.
Obwohl es für die Wellenform des Hochfrequenzstroms keine Einschränkung gibt, wird eine Sinuswellenform, eine Rechteckwellenform o.dgl. bevorzugt. Obwohl der Betrag der Hochfrequenzleistung anhand der Eigenschaften o.dgl. einer gewünschten aufgedampften Schicht zweckmäßig festgelegt wird, ist es erwünscht, dass jedem Schichtträger eine Hochfrequenzleistung von 10 bis 5000 W zugeführt wird. Im Einzelnen ist es mehr erwünscht, dass die Hochfrequenzleistung auf 20 bis 2000 W festgelegt wird.
Als Material des leitfähigen Teils des Hochfrequenzstrom-Zuführungsbereichs, der im Rahmen der vorliegenden Erfindung angewendet wird, kann grundsätzlich jedes leitfähige Material verwendet werden. Als Material können beispielsweise ein Metall wie z.B. Al, Fe, Ni, Cr, Ti, Mo, Au, In, Nb, Te, V, Pt Oder Pb und eine Legierung dieser Metalle wie z.B. Edelstahl oder Inconel verwendet werden. Außerdem kann auch Glas, keramischer Werk Stoff o.dgl. mit einer Oberfläche, die derart behandelt worden ist, dass sie Leitfähigkeit zeigt, verwendet werden.
Das Material, das den Hochfrequenzstrom-Zuführungsbereich im Rahmen der vorliegenden Erfindung bedeckt, ist ein keramischer Werkstoff, beispielsweise Al₂O₃, BN, AlN, ZrSiO₄, TiO₂, Cr₂O₃, MgO oder eine Mischung davon. Von ihnen wird vorzugsweise ein Material wie z.B. Al₂O₃ oder TiO₂, das eine hohe Säurefestigkeit hat, verwendet, weil das Material eine hohe Korrosionsbeständigkeit gegenüber einer bei dem Schritt der Herstellung einer aufgedampften Schicht zu verwendenden Gasmischung zeigt, die z.B. Halogenatome enthält.
Obwohl das Verfahren zum Bedecken der Oberfläche des leitfähigen Trägerteils des Hochfrequenzstrom-Zuführungsbereichs mit einem keramischen Werkstoff nicht auf ein bestimmtes Verfahren eingeschränkt ist, steht vorzugsweise ein Oberflächenbeschichtungsverfahren wie z.B. CVD, Plattieren oder ein Sprüh- bzw. Spritzverfahren zur Verfügung. Im Einzelnen wird vorzugsweise das Sprüh- bzw. Spritzverfahren angewendet, weil es kostengünstig ist oder weil das Sprüh- bzw. Spritzverfahren nicht leicht durch die Größe und Gestalt eines zu beschichtenden Gegenstandes beschränkt wird. Im Einzelnen wird wegen einer niedrigen Porosität oder eines vorzuziehenden Haftvermögens vorzugsweise ein Plasmaspritzverfahren angewendet. Es kann beispielsweise ein zylindrisches Teil, das aus einem keramischen Werkstoff besteht, geformt und dann derart angeordnet werden, dass es an der Oberfläche des leitfähigen Trägerteils des Hochfrequenzstrom-Zuführungsbereichs anklebt bzw. anhaftet.
Wenn die Oberfläche des leitfähigen Trägerteils des Hochfrequenzstrom-Zuführungsbereich mit einem keramischen Werkstoff bedeckt wird, wird die Oberfläche einer Reinigungsbehandlung unterzogen, und der keramische Werkstoff wird in der vorstehend beschriebenen Weise auf der Oberfläche des leitfähigen Trägerteils gebildet. Zur Verbesserung des Haftvermögens wird zwischen dem keramischen Werkstoff und der Oberfläche des leitfähigen Trägerteils vorzugsweise eine darunterliegende Schicht bzw. Grundierschicht, die aus einer Mischung von z.B. Al und Ti besteht, gebildet.
Obwohl der keramische Werkstoff vorzugsweise die gesamte Oberfläche des Hochfrequenzstrom-Zuführungsbereichs bedeckt, kann auf einem Teil der Oberfläche des Hochfrequenzstrom-Zuführungsbereichs ein unbedeckter Bereich gebildet werden, der zur ver bindung mit dem Hochfrequenzstrom-Zuführungsbereich angewendet wird.
Die Dicke des keramischen Werkstoffs, der die Oberfläche des Hochfrequenzstrom-Zuführungsbereichs bildet, ist nicht auf einen bestimmten Wert eingeschränkt. Zur Verbesserung der Haltbarkeit und der Gleichmäßigkeit beträgt die Dicke unter Berücksichtigung der Herstellungskosten jedoch vorzugsweise 1 μm bis 10 mm und insbesondere 10 μm bis 5 mm.
Der Hochfrequenzstrom-Zuführungsbereich hat eine zylindrische Gestalt. Wenn die Größe des Hochfrequenzstrom-Zuführungsbereichs allzu gering ist, wird die Wirkung der vorliegenden Erfindung nicht leicht erzielt; und wenn die Größe allzu groß ist, nimmt die Menge der an dem Hochfrequenzstrom-Zuführungsbereich anhaftenden Ablagerung zu und nimmt die Geschwindigkeit der Aufdampfung (Abscheidung) auf einen Schichtträger ab. Außerdem kann in Abhängigkeit von den Bedingungen die Entladung gestört werden. Die Querschnittsfläche des Hochfrequenzstrom-Zuführungsbereichs der vorliegenden Erfindung beträgt vorzugsweise etwa 1/100 bis 1/10 der Querschnittsfläche des Entladungsraums. Die Länge des Hochfrequenzstrom-Zuführungsbereichs wird vorzugsweise derart festgelegt, dass sie um etwa 1 % bis 10 % größer ist als die Länge des Schichtträgers. Eine Länge des Hochfrequenzstrom-Zuführungsbereichs, die kleiner ist als die Länge des Schichtträgers, ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung wirksam.
Im Fall des ringförmigen Leiters im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann als Material des ringförmigen Leiters jedes leitfähige Material verwendet werden. Es kann beispielsweise ein Metall wie z.B. Al, Fe, Ni, Cr, Ti, Mo, Au, In, Nb, Te, V, Pt und Pb und eine Legierung davon wie z.B. Edelstahl und Inconel verwendet werden.
Obwohl die Gestalt des ringförmigen Leiters keiner Einschränkung unterliegt, wird für seine Bereitstellung in der Deckschicht eine ringartige oder spiralförmige Gestalt bevorzugt.
Ferner kann die Entladungsverteilung in dem Entladungsraum weiter optimiert werden, wenn in dem Entladungsraum mehr als ein Hochfrequenzstrom-Zuführungsbereich angeordnet ist.
Wenn eine Einrichtung bzw. ein Mechanismus zum Erhitzen oder Abkühlen des Hochfrequenzstrom-Zuführungsbereichs angeordnet ist, kann das Haftvermögen zwischen dem Hochfrequenzstrom-Zuführungsbereich und der aufgedampften Schicht verbessert werden und kann verhindert werden, dass sich die aufgedampfte Schicht abschält. Anhand der Kombination zwischen dem Material der aufgedampften Schicht und dem keramischen Werkstoff der Oberfläche des Hochfrequenzstrom-Zuführungsbereichs kann zweckmäßig festgelegt werden, ob der Hochfrequenzstrom-Zuführungsbereich erhitzt oder abgekühlt wird.
Als Material der Einrichtung für die Zuführung von gasförmigem Ausgangsmaterial, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung angewendet wird, kann jedes leitfähige Material verwendet werden. Als dieses Material steht ein Metall wie z.B. Al, Fe, Cr, Ni, Ti, Mo, Au, In, Nb, Te, V, Pt oder Pb oder eine Legierung davon wie z.B. Edelstahl oder Inconel zur Verfügung. Als das Material wird auch ein Isolatormaterial wie z.B. Glas, keramischer Werkstoff o.dgl. verwendet. Wenn Glas, keramischer Werkstoff o.dgl. verwendet wird, kann seine Oberfläche nötigenfalls derart behandelt werden, dass sie Leitfähigkeit zeigt. Als keramischer Werkstoff kann auch beispielsweise Al₂O₃, BN, AlN, ZrSiO₄, TiO₂, Cr₂O₃, MgO o.dgl. oder ein Verbundwerkstoff davon verwendet werden.
Im Hinblick auf eine Verhinderung der Abschälung der an der Oberfläche der Einrichtung für die Zuführung von gasförmigem Ausgangsmaterial anhaftenden aufgedampften Schicht kann mindestens an dieser Oberfläche ein keramischer Werkstoff mit einem guten Haftvermögen an einer aufgedampften Schicht verwendet werden.
Die Gestalt der Einrichtung für die Zuführung von gasförmigem Ausgangsmaterial ist nicht auf eine bestimmte Gestalt einge schränkt, jedoch wird vorzugsweise eine zylindrische Einrichtung für die Zuführung von gasförmigem Ausgangsmaterial angewendet. Der Durchmesser des Querschnitts der zylindrischen Einrichtung für die Zuführung von gasförmigem Ausgangsmaterial wird vorzugsweise auf 3 mm oder mehr eingestellt. Im Einzelnen liegt der Durchmesser optimal im Bereich von 5 mm bis 20 mm.
Die Richtung der in der Einrichtung für die Zuführung von gasförmigem Ausgangsmaterial gebildeten Gasauslasslöcher unterliegt keiner Einschränkung, solange eine gleichmäßige Verteilung eines zugeführten Gases in einem Entladungsraum ausgebildet werden kann. Das Gas wird vorzugsweise aus jedem der Auslasslöcher ausgelassen. Die Gasauslasslöcher haben vorzugsweise Richtungen für die Ausbreitung eines gasförmigen Ausgangsmaterials in dem gesamten Entladungsraum. Ansonsten besteht die Einrichtung für die Zuführung von gasförmigem Ausgangsmaterial selbst aus einem porösen Material, damit ein Gas gleichmäßig in allen Richtungen ausgelassen wird.
Durch die Bereitstellung mehr als einer Einrichtung für die Zuführung von gasförmigem Ausgangsmaterial in einem Entladungsraum kann auch die Verteilung eines gasförmigen Ausgangsmaterials in dem Entladungsraum gleichmäßiger gemacht werden.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann in dem Entladungsraum eine Einrichtung für die Zuführung von Mikrowellenleistung angeordnet werden. Wenn Mikrowellenleistung zugeführt wird, kann die Aufdampfungsgeschwindigkeit erhöht werden, ohne dass sich die Eigenschaften der aufgedampften Schicht verschlechtern. Aus diesem Grund kann eine Vorrichtung zur Bildung aufgedampfter Schichten mit hoher Produktivität erhalten werden. Als Einrichtung für die Zuführung von Mikrowellenleistung wird im Allgemeinen eine Einrichtung angewendet, bei der Mikrowellen von beiden Richtungen her den Enden der Schichtträger zugeführt werden.
Als Material eines Mikrowellenzuführungsfensters wird vorzugsweise ein Material mit einem niedrigen Mikrowellenenergieverlust verwendet. Da der Entladungsraum in einem Vakuumzustand gehalten werden muss, kann außerdem keramischer Aluminiumoxid-Werkstoff, Aluminiumnitrid, Bornitrid, Siliciumoxid, Siliciumcarbid, Siliciumnitrid, Teflon, Polystyrol o.dgl. verwendet werden.
Die Frequenz der Mikrowellenleistung, die dem Entladungsraum zugeführt wird, wird vorzugsweise auf 500 MHz oder mehr und insbesondere auf 2,45 GHz eingestellt.
Obwohl der Betrag der Mikrowellenleistung anhand der Eigenschaften o.dgl. einer gewünschten aufgedampften Schicht zweckmäßig festgelegt wird, ist es erwünscht, dass jedem Schichtträger eine Mikrowellenleistung von 10 bis 5000 W zugeführt wird. Im Einzelnen ist es mehr erwünscht, dass die Mikrowellenleistung auf 20 bis 2000 W eingestellt wird.
Bevorzugte Beispiele für eine Vorrichtung zur Bildung aufgedampfter Schichten und einen Hochfrequenzstrom-Zuführungsbereich gemäß der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlicher beschrieben.
2A, 2B, 3A und 3B sind Schnittzeichnungen zum Veranschaulichen eines Beispiel für eine Vorrichtung zur Bildung aufgedampfter Schichten und eines Hochfrequenzstrom-Zuführungsbereichs gemäß der vorliegenden Erfindung.
2A ist ein Horizontal- bzw. Querschnitt, der die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung zeigt. 2B ist ein Vertikal- bzw. Längsschnitt, der die Vorrichtung in 2A zeigt. 3A ist ein Horizontal- bzw. Querschnitt, der einen Hochfrequenzstrom-Zuführungsbereich der Vorrichtung in 2A zeigt. 3B ist ein Vertikal- bzw. Längsschnitt, der den Hochfrequenzstrom-Zuführungsbereich in 3A zeigt.
In 2A und 2B bezeichnet Bezugszahl 100 einen Reaktionsbehälter. Der Reaktionsbehälter 100 ist durch ein Auspumprohr 105 mit einer Auspumpeinrichtung (nicht gezeigt) verbunden. Für die Gestalt des Reaktionsbehälters 100 gibt es keine Einschränkung, jedoch ist erforderlich, dass er einen vakuumluftdichten Aufbau hat. Es wird im Allgemeinen eine zylindrische oder würfelförmige Gestalt angewendet. Obwohl das Material des Reaktionsbehälters 100 keiner Einschränkung unterliegt, ist unter dem Gesichtspunkt der mechanischen Festigkeit, der Verhinderung der Ableitung von Hochfrequenzstrom o.dgl. die Verwendung eines Metalls wie z.B. Al oder Edelstahl erwünscht.
Ein gasförmiges Ausgangsmaterial wird aus einem Rohr 103 für die Zuführung von gasförmigem Ausgangsmaterial, das mit einem System für die Zuführung von gasförmigem Ausgangsmaterial (nicht gezeigt), das aus einer Druckgasflasche, einem Druckeinstellelement, einem Massendurchflussregler, einem Ventil u.dgl. aufgebaut ist, verbunden ist, einer Innenkammer 111 zugeführt, die von Schichtträgern 101 umgeben ist und durch diese gebildet wird.
Ein in 3A und 3B gezeigter Hochfrequenzstrom-Zuführungsbereich (Hochfrequenzelektrode) 102 wird gebildet, indem die Oberfläche eines leitfähigen Materials 112 mit einem Isolatormaterial als keramischem Werkstoff 113 bedeckt wird. Der Hochfrequenzstrom-Zuführungsbereich ist durch einen Anpassungskasten 106 mit einer Hochfrequenz-Stromversorgungseinrichtung 107 verbunden. Wenn zwischen der Hochfrequenzelektrode 102 und dem Schichtträger 101 eine Hochfrequenzspannung angelegt wird, wird in der Innenkammer 111 eine Glimmentladung erzeugt. Der Schichtträger 101 wird über eine Halteeinrichtung (nicht gezeigt) durch eine Drehwelle 108 getragen. Die Drehwelle 108 ist durch ein Getriebe 110 mit einem Motor 109 verbunden. Wenn der Schichtträger durch den Motor gedreht wird, wird auf dem Schichtträger 101 eine gleichmäßige aufgedampfte Schicht gebildet.
Der Schichtträger 101 kann durch ein Heizelement 104 auf eine Temperatur, die zur Bildung einer aufgedampften Schicht erforderlich ist, erhitzt werden.
Arbeitsweisen zur Bildung einer aufgedampften Schicht unter Anwendung der in 2A und 2B gezeigten Vorrichtung werden nachstehend beschrieben. Die Bildung einer aufgedampften Schicht unter Anwendung dieser Vorrichtung wird in der folgenden Weise durchgeführt.
Die Schichtträger 101, die im Voraus entfettet und gereinigt worden sind, werden in dem Reaktionsbehälter 100 angeordnet, und der Reaktionsbehälter 100 wird durch eine Auspumpeinrichtung (z.B. eine Vakuumpumpe) (nicht gezeigt) evakuiert. Die Temperatur der Schichtträger 101 wird durch das Heizelement 104 auf einen gewünschten Wert von vorzugsweise 20 °C bis 500 °C und insbesondere 50 °C bis 400 °C eingestellt, während die Schichtträger 101 gedreht werden.
Wenn die Schichtträger 101 eine gewünschte Temperatur erreicht haben, wird der Innenkammer 111 durch das Rohr 103 für die Zuführung von gasförmigem Ausgangsmaterial aus einem System für die Zuführung von gasförmigem Ausgangsmaterial (nicht gezeigt) ein gasförmiges Ausgangsmaterial zugeführt. Zu dieser Zeit muss auf eine extreme Druckschwankung wie z.B. ein Herausschießen des Gases achtgegeben werden. Wenn das gasförmige Ausgangsmaterial auf eine vorgegebene Durchflussmenge eingestellt worden ist, wird ein Auslassventil (nicht gezeigt) eingestellt, während ein Vakuummessgerät (nicht gezeigt) überwacht wird, um einen gewünschten Innendruck zu erzielen.
Wenn der Innendruck stabil ist, wird die Hochfrequenz-Stromversorgungseinrichtung 107 auf eine gewünschte Leistung eingestellt, damit der Hochfrequenzelektrode 102 durch den Anpassungskasten 106 ein Hochfrequenzstrom zugeführt wird, wodurch eine Glimmentladung erzeugt wird. Das gasförmige Ausgangsmaterial, das dem Reaktionsbehälter 100 zugeführt worden ist, wird durch die Entladungsenergie zersetzt, wodurch auf jedem der Schichtträger 101 eine vorgegebene aufgedampfte Schicht gebildet wird. Nachdem die aufgedampfte Schicht in einer gewünschten Dicke gebildet worden ist, wird die Zuführung des Hochfrequenzstroms angehalten, und das Hineinströmen des gasförmigen Aus gangsmaterials in den Reaktionsbehälter wird angehalten, wodurch die Bildung der aufgedampften Schicht beendet wird.
Um die Eigenschaften der gewünschten aufgedampften Schicht zu erzielen, wenn auf dem Schichtträger eine aufgedampfte Schicht, die aus mehr als einer Schicht aufgebaut ist, zu bilden ist, kann die aufgedampfte Schicht mit einem gewünschten Schichtaufbau durch Wiederholung des vorstehend beschriebenen Vorgangs erhalten werden.
4A und 4B veranschaulichen ein bevorzugtes Beispiel für eine Vorrichtung zur Bildung aufgedampfter Schichten gemäß der vorliegenden Erfindung für den Fall, dass einer Innenkammer 211 ein Hochfrequenzstrom und eine Mikrowellenleistung zugeführt werden. Wie in 4A und 4B gezeigt ist, sind ein Mikrowellenzuführungsfenster 212, ein Wellenleiter 213, eine Mikrowellenleistungsversorgungseinrichtung (nicht gezeigt), ein Isolator (nicht gezeigt) u.dgl. miteinander verbunden, so dass der Innenkammer 211 auch senkrecht Mikrowellen zugeführt werden können.
Die Bildung einer aufgedampften Schicht unter Anwendung der Vorrichtung, bei der ein Hochfrequenzstrom und eine Mikrowellenleistung zugeführt werden, kann beispielsweise folgendermaßen durchgeführt werden.
Die Schichtträger 201, die im Voraus entfettet und gereinigt worden sind, werden in dem Reaktionsbehälter 200 angeordnet, und der Reaktionsbehälter 200 wird durch eine Auspumpeinrichtung (z.B. eine Vakuumpumpe) (nicht gezeigt) evakuiert. Die Temperatur der Schichtträger 201 wird durch das Heizelement 204 auf einen gewünschten Wert von 20 °C bis 500 °C eingestellt, während die Schichtträger 201 gedreht werden.
Wenn die Schichtträger 201 eine gewünschte Temperatur erreicht haben, wird der Innenkammer 211 durch ein Rohr 203 für die Zuführung von gasförmigem Ausgangsmaterial auf einem System für die Zuführung von gasförmigem Ausgangsmaterial (nicht gezeigt) ein gasförmiges Ausgangsmaterial zugeführt. Zu dieser Zeit muss auf eine extreme Druckschwankung wie z.B. ein Herausschießen des Gases achtgegeben werden. Wenn das gasförmige Ausgangsmaterial auf eine vorgegebene Durchflussmenge eingestellt worden ist, wird ein Auslassventil (nicht gezeigt) eingestellt, während ein Vakuummessgerät (nicht gezeigt) überwacht wird, um einen gewünschten Innendruck zu erzielen.
Wenn der Innendruck stabil ist, wird eine Hochfrequenz-Stromversorgungseinrichtung 207 auf eine gewünschte Leistung eingestellt, damit einer Hochfrequenzelektrode 202 durch einen Anpassungskasten 206 ein Hochfrequenzstrom zugeführt wird. Außerdem wird eine Mikrowellenleistungsversorgungseinrichtung (nicht gezeigt) auf eine gewünschte Leistung eingestellt, und eine Mikrowellenleistung wird durch den Isolator (nicht gezeigt) und den Wellenleiter 213 hindurchgelassen und wird durch das Mikrowellenzuführungsfenster 212 dem Entladungsraum 211 zugeführt, wodurch eine Glimmentladung erzeugt wird. Das gasförmige Ausgangsmaterial, das dem Reaktionsbehälter 200 zugeführt worden ist, wird durch die Entladungsenergie zersetzt, wodurch auf jedem der Schichtträger 201 eine vorgegebene aufgedampfte Schicht gebildet wird. Nachdem die aufgedampfte Schicht in einer gewünschten Dicke gebildet worden ist, wird die Zuführung des Hochfrequenzstroms und der Mikrowellenleistung angehalten, und das Hineinströmen des gasförmigen Ausgangsmaterials in den Reaktionsbehälter wird angehalten, wodurch die Bildung der aufgedampften Schicht beendet wird.
Um die Eigenschaften der gewünschten aufgedampften Schicht zu erzielen, wenn auf dem Schichtträger eine aufgedampfte Schicht, die aus mehr als einer Schicht aufgebaut ist, zu bilden ist, kann die aufgedampfte Schicht mit einem gewünschten Schichtaufbau durch Wiederholung des vorstehend beschriebenen Vorgangs erhalten werden.
5A und 5B sind Schnittzeichnungen, die eine Hochfrequenzelektrode zeigen, die auch als Einrichtung für die Zuführung von gasförmigem Ausgangsmaterial in 4A und 4B angewendet wird. In 5A und 5B bezeichnet Bezugszahl 214 einen Gaszuführungsweg; 215 ein Isolatormaterial; 216 ein leitfähiges Teil aus einem Material wie z.B. Edelstahl, das den Gaszuführungsweg bildet; und 194 ein Gasauslassloch. Im Einzelnen hat das leitfähige Teil 216 einen Hohlbereich, und dieser Hohlbereich steht mit dem Gasauslassloch 194 in Verbindung. Dieses Loch 194 ist in derselben Weise wie vorstehend beschrieben auch in dem Isolatormaterial 215 gebildet. Aus diesem Grund kann ein gasförmiges Ausgangsmaterial, das durch den Hohlbereich zugeführt wird, durch das Loch 194 einem Behälter zugeführt werden.
Als gasförmiges Ausgangsmaterial, das im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet wird, wenn amorphes Silicium (a-Si) zu bilden ist, wird als Gas für die Zuführung von Si-Atomen wirksam ein Siliciumhydrid (Silan) wie z.B. SiH₄ oder Si₂H₆ verwendet, das sich in gasförmigem Zustand befindet oder vergast werden kann. Zusätzlich zu dem Siliciumhydrid kann ein fluoratomhaltiges Silicid oder ein so genanntes fluoratomsubstituiertes Silanderivat verwendet werden. Im Einzelnen ist als Gas für die Zuführung von Si-Atomen im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Material wirksam, das sich in gasförmigem Zustand befindet oder vergast werden kann, z.B. ein Siliciumfluorid wie z.B. SiF₄ oder Si₂F₆ oder ein fluorsubstituiertes Siliciumhydrid wie z.B. SiH₃F, SiH₂F₂ oder SiHF₃. Die vorliegende Erfindung wird selbst in dem Fall, dass so ein gasförmiges Ausgangsmaterial für die Zuführung von Si-Atomen mit einem Gas wie z.B. HZ-, He-, Ar- oder Ne-Gas verdünnt wird, nicht beeinflusst.
Außerdem stehen als wirksames Gas für die Zuführung von Halogenatomen, durch das bewirkt wird, dass eine amorphe Siliciumschicht Halogenatoms enthält, vorzugsweise z.B. ein Halogengas wie Fluorgas (F₂) oder eine Halogenverbindung, die sich in gasförmigem Zustand befindet oder vergast werden kann, z.B. ein Halogenid, eine Interhalogenverbindung und ein halogensubstituiertes Silanderivat zur Verfügung. Als wirksames Gas für die Zuführung von Halogenatomen steht die vorstehend erwähnte halogenatomhaltige Siliciumhydridverbindung, die sich in gasförmigem Zustand befindet oder vergast werden kann und aus Silicium- und Halogenatomen besteht, zur Verfügung. Als Halogenverbindung, die vorzugsweise verwendet werden kann, kann eine Interhalogenverbindung wie z.B. BrF, ClF, ClF₃, BrF₃, BrF₅, IF₃ oder IF₇ zur Verfügung stehen.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird als wirksames Gas für die Zuführung von Halogenatomen die Halogenverbindung oder eine halogenatomhaltige Siliciumverbindung verwendet. Zusätzlich zu diesen Verbindungen steht als wirksames gasförmiges Ausgangsmaterial ein Halogenid, das sich in gasförmigem Zustand befindet oder vergast werden kann und als eines der am Aufbau beteiligten Elemente Wasserstoff enthält, z.B. ein Wasserstoffhalogenid wie z.B. HF, HCl, HBr oder HI oder ein halogensubstituiertes Siliciumhydrid wie z.B. SiH₃F, SiH₂F₂, SiHF₃, SiH₂I₂, SiH₂Cl₂, SiHCl₃, SiH₂Br₂ oder SiHBr₃, zur Verfügung.
Da so eine wasserstoffatomhaltige Halogenverbindung Halogenatome und auch Wasserstoffatome zuführt, wird diese Halogenverbindung als vorzuziehendes Gas für die Zuführung von Halogenatomen verwendet.
Außerdem stehen als wirksames Gas für die Zuführung von Wasserstoffatomen, durch das bewirkt wird, dass die amorphe Siliciumschicht Wasserstoffatome enthält, zusätzlich zu den vorstehend erwähnten Verbindungen H₂, D₂ oder ein Siliciumhydrid wie z.B. SiH₄, Si₂H₆, Si₃H₈ oder Si₄H₁₀ zur Verfügung.
Zusätzlich zu dem vorstehend erwähnten Gas kann als Element für die Steuerung der Leitfähigkeit, d.h. als so genanntes Dotiermittel, nötigenfalls ein Element, das zu der Gruppe III des Periodensystems gehört, (nachstehend als "Element der Gruppe III" bezeichnet) oder ein Element, das zu der Gruppe V des Periodensystems gehört, (nachstehend als "Element der Gruppe V" bezeichnet) verwendet werden.
Als Element der Gruppe III steht im Einzelnen Bor (B), Aluminium (Al), Gallium (Ga), Indium (In) oder Thallium (Tl) zur Verfügung. Insbesondere wird vorzugsweise B, Al oder Ga verwendet.
Als Element der Gruppe V steht im Einzelnen Phosphor (P), Arsen (As), Antimon (Sb) oder Bismut (Bi) zur Verfügung. Insbesondere wird vorzugsweise P oder As verwendet.
Beispielsweise steht als Gas für die Zuführung von Bor ein Borhydrid wie z.B. B₂H₆ oder B₄H₁₀ oder ein Borhalogenid wie z.B. BF₃ oder BCl₃ zur Verfügung. Als Gase für die Zuführung anderer Elemente der Gruppe III stehen AlCl₃, GaCl3, Ga(CH₃)₃, InCl₃, TlCl₃ u.dgl. zur Verfügung.
Als Gas für die Zuführung von Phosphor kann ein Phosphorhydrid wie z.B. PH₃ oder P₂H₄ oder ein Phosphorhalogenid wie z.B. PH₄I, PF₃, PCl₃, PBr₃ oder PI₃ verwendet werden. Als Gase für die Zuführung anderer Elemente der Gruppe III stehen AsH₃, AsF₃, AsCl₃, AsBr₃, AsF₅, SbH₃, SbF₃, SbF₅, SbCl₃, SbCl₅, BiH₃, BiCl₃, BiBr₃ u.dgl. zur Verfügung.
Nötigenfalls kann ein Gas verwendet werden, das durch Verdünnung so eines Gases für die Zuführung eines Elements für die Steuerung der Leitfähigkeit mit H₂ und/oder He erhalten wird.
Zusätzlich zu den vorstehend erwähnten Gasen können als so genanntes Dotiermittel Atome, die zu der Gruppe III des Periodensystems gehören, oder Atome, die zu der Gruppe V des Periodensystems gehören, verwendet werden. Beispielsweise steht im Fall der Verwendung von Boratomen (B) ein Borhydrid wie z.B. B₂H₆ oder B₄H₁₀ oder ein Borhalogenid wie z.B. BF₃ oder BCl₃ o.dgl. zur Verfügung. Wenn Phosphoratome verwendet werden, kann ein Phosphorhydrid wie z.B. PH₃ oder P₂H₄ oder ein Phosphorhalogenid wie z.B. PH₄I, PF₃, PCl₃, PBr₃ oder PI₃ verwendet werden.
Wenn als siliciumatomhaltiges nichteinkristallines Material amorphes Siliciumcarbid (a-SiC) zu bilden ist, kann zusätzlich zu den vorstehend erwähnten gasförmigen Ausgangsmaterialien als Gas für die Zuführung von Kohlenstoffatomen ein Gas, das durch C- und H-Atome gebildet wird, z.B. ein gesättigter Kohlenwasserstoff mit einer Kohlenstoffatomzahl von 1 bis 5, ein Kohlenwasserstoff der Ethylenreihe mit einer Kohlenstoffatomzahl von 2 bis 4 und ein Kohlenwasserstoff der Acetylenreihe mit einer Kohlenstoffatomzahl von 2 bis 3 o.dgl. verwendet werden. Im Einzelnen stehen als gesättigter Kohlenwasserstoff Methan (CH₄), Ethan (C₂H₆) o.dgl. zur Verfügung; stehen als Kohlenwasserstoff der Ethylenreihe Ethylen (C₂H₄), Propylen (C₃H₆) o.dgl. zur Verfügung und stehen als Kohlenwasserstoff der Acetylenreihe Acetylen (C₂H₂), Methylacetylen (C₃H₄) o.dgl. zur Verfügung.
Beispielsweise stehen in dem Fall, dass amorphes Siliciumoxid (a-SiO) zu bilden ist, zusätzlich zu den vorstehend erwähnten gasförmigen Ausgangsmaterialien als Gas für die Zuführung von Sauerstoffatomen Sauerstoff (O₂), Ozon (O₃), Stickstoffmonoxid (NO), Stickstoffdioxid (NO₂), Distickstoffmonoxid (N₂O), Distickstofftrioxid (N₂O₃), Distickstofftetroxid (N₂O₄), Distickstoffpentoxid (N₂O₅), Stickstofftrioxid (NO₃) oder ein niederes Siloxan, das durch Siliciumatome (Si), Sauerstoffatome (O) und Wasserstoffatome (H) gebildet wird, wie z.B. Disiloxan (H₃SiOSiH₃) oder Trisiloxan (H₃SiOSiH₂OSiH₃) zur Verfügung.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann beispielsweise in dem Fall, dass amorphes Siliciumnitrid (a-SiN) zu verwenden ist, zusätzlich zu den vorstehend erwähnten gasförmigen Ausgangsmaterialien als Gas für die Zuführung von Stickstoffatomen eine Stickstoffverbindung, die sich in gasförmigem Zustand befindet oder vergast werden kann und durch Stickstoff, Nitride und Azide gebildet wird, z.B. Stickstoff (N₂), Ammoniak (NH₃), Hydrazin (H₂NNH₂), Stickstoffwasserstoffsäure (HN₃), Ammoniumazid (NH₄N₃) u.dgl. zur Verfügung stehen. Es steht auch eine Stickstoffhalogenidverbindung wie z.B. Stickstofftrifluorid (F₃N), Stickstofftetrafluorid (F₄N₂) o.dgl. zur Verfügung, weil diese Verbindungen nicht nur Stickstoffatome, sondern auch Halogenatome zuführen können.
Die vorstehend erwähnten Stickstoffoxide NO, NO₂, N₂O, N₂O₃, N₂O₄, N₂O₅ oder NO₃, die als Gas, das zur Bildung des vorstehend erwähnten a-SiO verwendet werden kann, zur Verfügung stehen, werden auch als Gas für die Zuführung von Stickstoffatomen verwendet.
Wie vorstehend beschrieben wurde, kann ein siliciumhaltiges nichteinkristallines Material und insbesondere ein siliciumhaltiges amorphes Material (amorphes Material auf Siliciumbasis) mindestens zwei Arten von Atomen enthalten, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Kohlenstoffatomen, Stickstoffatomen und Sauerstoffatomen besteht.
Ein vorzuziehender Schichtaufbau, der erhalten wird, wenn ein Lichtempfangselement für Elektrophotographie durch die vorliegende Erfindung hergestellt wird, ist in 6A bis 6E gezeigt.
6A bis 6E sind jeweils Schnittzeichnungen zur Erläuterung des Schichtaufbaus.
Bei einem in 6A gezeigten Lichtempfangselement 300 für Elektrophotographie ist auf einem Schichtträger 301 eine photoleitfähige Schicht 302, die Photoleitfähigkeit zeigt und aus a-Si, das Wasserstoff und/oder ein Halogen enthält, [nachstehend als "a-Si(H, X)" bezeichnet] besteht, gebildet.
Das in 6B gezeigte Lichtempfangselement 300 für Elektrophotographie ist aus einer auf einem Schichtträger 301 gebildeten photoleitfähigen Schicht 302, die Photoleitfähigkeit zeigt und aus a-Si(H, X) besteht, und einer auf der photoleitfähigen Schicht 302 gebildeten Oberflächenschicht 303 auf Basis von amorphem Silicium aufgebaut.
Bei dem in 6C gezeigten Lichtempfangselement 300 für Elektrophotographie sind eine Ladungsinjektionssperrschicht 304 auf Basis von amorphem Silicium, die photoleitfähige Schicht 302, die Photoleitfähigkeit zeigt und aus a-Si(H, X) besteht, und eine auf der photoleitfähigen Schicht 302 gebildete Oberflächenschicht 303 auf Basis von amorphem Silicium nacheinander in dieser Reihenfolge gebildet.
Bei dem in 6D gezeigten Lichtempfangselement 300 für Elektrophotographie ist die photoleitfähige Schicht 302 auf dem Schichtträger 301 gebildet, hat die photoleitfähige Schicht 302 eine Ladungserzeugungsschicht 305, die aus a-Si(H, x) besteht, und eine Ladungstransportschicht 306 und ist auf der photoleitfähigen Schicht 302 die Oberflächenschicht 303 auf Basis von amorphem Silicium gebildet.
Das in 6E gezeigte Lichtempfangselement 300 für Elektrophotographie hat eine Anordnung, bei der die Ladungsinjektionssperrschicht 304 auf Basis von amorphem Silicium, die photoleitfähige Schicht 302, die Photoleitfähigkeit zeigt und aus a-Si(H, X) besteht, eine obere Sperrschicht 307 auf Basis von amorphem Silicium und die Oberflächenschicht 303 auf Basis von amorphem Silicium nacheinander in dieser Reihenfolge auf dem Schichtträger 301 gebildet sind.
[Schichtträger]
Als Schichtträger für ein Lichtempfangselement für Elektrophotographie kann entweder ein leitfähiger Schichtträger oder ein elektrisch isolierender Schichtträger angewendet werden. Als leitfähiger Schichtträger steht ein Metall wie z.B. Al, Cr, Mo, Au, In, Nb, Te, V, Ti, Pt, Pd oder Fe oder eine Legierung davon wie z.B. Edelstahl zur Verfügung. Außerdem kann auch ein Schichtträger aus einer Kunstharzfolie oder -Schicht, die z.B. aus Polyester, Polystyrol, Polycarbonat, Celluloseacetat, Polypropy– len, Polyvinylchlorid, Polyethylen oder Polyamid besteht, oder ein elektrisch isolierender Schichtträger wie z.B. Glas oder keramischer Werkstoff, von dem eine Oberfläche mindestens an der Seite einer Lichtempfangsschicht einer Behandlung zum Leitfähigmachen unterzogen worden ist, angewendet werden. Ferner ist es erwünscht, dass diejenige Oberfläche, die der Oberfläche, auf der die Lichtempfangsschicht zu bilden ist, entgegengesetzt ist, einer Behandlung zum Leitfähigmachen unterzogen wird.
Der Schichtträger 301 hat vorzugsweise eine zylindrische Gestalt, und seine Dicke wird zweckmäßig festgelegt, um das gewünschte Lichtempfangselement 300 für Elektrophotographie zu bilden. Wenn das Lichtempfangselement 300 für Elektrophotographie flexibel sein muss, kann die Dicke des Schichtträgers 301 unter der Bedingung, dass der Schichtträger 301 seine Funktion erfüllen kann, so weit wie möglich vermindert werden. Die Dicke des Schichtträgers 301 beträgt jedoch unter dem Gesichtspunkt der mechanischen Festigkeit o.dgl. bei der Herstellung und der Handhabung im Allgemeinen 10 μm oder mehr.
Die Oberfläche des Schichtträgers 301 kann glatt oder uneben gemacht werden. Wenn beispielsweise mit einem Lichtempfangselement für Elektrophotographie eine Bildaufzeichnung unter Anwendung von kohärentem Licht wie z.B. einem Laserstrahl durchzuführen ist, kann als Oberfläche des Schichtträgers zur Beseitigung von Bildfehlern, die durch ein auf einem sichtbaren Bild auftretendes Interferenzmuster verursacht werden, eine unebene Oberfläche angewendet werden, die durch ein in JP-A 60-168156, JP-A 60-178457 oder JP-A 60-225854 beschriebenes bekanntes Verfahren hergestellt worden ist.
[Photoleitfähige Schicht]
Die photoleitfähige Schicht 302 wird derart auf dem Schichtträger 301 gebildet, dass Zahlenbedingungen von Schichtbildungsparametern zweckmäßig eingestellt werden, um gewünschte Eigenschaften zu erzielen. Wie vorstehend beschrieben wurde, werden zur Bildung der photoleitfähigen Schicht 302 im Wesentlichen das Gas für die Zuführung von Siliciumatomen, ein Gas für die Zuführung von Wasserstoffatomen oder/und ein Gas für die Zuführung von Halogenatomen in einem gewünschten Gaszustand einer Aufdampfkammer zugeführt, und in der Aufdampfkammer wird eine Glimmentladung erzeugt, wodurch auf dem vorgegebenen Schichtträger 301, der im Voraus in einer vorgegebenen Lage angeordnet worden ist, eine a-Si(H, X)-Schicht gebildet wird.
Die a-Si-Schicht in der photoleitfähigen Schicht 302 enthält Wasserstoffatome oder/und Halogenatome. Aus diesem Grund werden zur Verbesserung der Schichtqualität und insbesondere zur Verbesserung der Photoleitfähigkeit und der Ladungsrückhaltung die freien Valenzen von Si-Atomen abgesättigt. Der Gehalt der Wasserstoffatome oder der Halogenatome, die in der a-Si-Schicht enthalten sind, oder der Gesamtgehalt der Wasserstoff- und der Halogenatome beträgt vorzugsweise 1 Atom% bis 40 Atom% und insbesondere 5 Atom% bis 35 Atom%.
Zur Einstellung des Gehalts der Wasserstoffatome oder/und der Halogenatome, die in der photoleitfähigen Schicht 302 enthalten sind, können beispielsweise die Temperatur des Schichtträgers 301, die Menge eines der Aufdampfkammer zugeführten Ausgangsmaterials, das verwendet wird, um zu bewirken, dass die photoleitfähige Schicht 302 Wasserstoffatome oder/und Halogenatome enthält, die Entladungsleistung u.dgl. gesteuert werden.
Nötigenfalls enthält die photoleitfähige Schicht 302 vorzugsweise ein Element für die Steuerung ihrer Leitfähigkeit. Die photoleitfähige Schicht 302 kann das Element für die Steuerung der Leitfähigkeit derart enthalten, dass das Element gleichmäßig in der gesamten photoleitfähigen Schicht 302 verteilt ist oder dass das Element in der Richtung der Schichtdicke teilweise ungleichmäßig verteilt ist.
Als Element für die Steuerung der Leitfähigkeit kann das vorstehend erwähnte Element der Gruppe III oder Element der Gruppe V verwendet werden.
Der Gehalt des in der photoleitfähigen Schicht 302 enthaltenen Elements für die Steuerung der Leitfähigkeit beträgt vorzugsweise 1 × 10^–2 Atom-ppm bis 1 × 10² Atom-ppm, insbesondere 5 × 10^–2 Atom-ppm bis 50 Atom-ppm und optimal 0,1 bis 10 Atom-ppm.
Um das Element für die Steuerung der Leitfähigkeit, z.B. ein Element der Gruppe III oder ein Element der Gruppe V, während der Schichtbildung in die Struktur einzuführen, kann das vor stehend erwähnte Gas für die Zuführung eines Elements der Gruppe III oder Gas für die Zuführung eines Elements der Gruppe V zusammen mit anderen Gasen für die Bildung der photoleitfähigen Schicht 302 der Aufdampfkammer zugeführt werden.
Außerdem ist es wirksam, dass die photoleitfähige Schicht 302 Atome mindestens eines Elements enthält, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Kohlenstoffatomen, Sauerstoffatomen und Stickstoffatomen besteht. Der Gehalt der Atome des mindestens einen Elements, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Kohlenstoffatomen, Sauerstoffatomen und Stickstoffatomen besteht, beträgt vorzugsweise 1 × 10^–5 Atom-ppm bis 30 Atomppm, insbesondere 1 × 10^–4 Atom-ppm bis 20 Atom-ppm und optimal 1 × 10^–3 Atom-ppm bis 10 Atom-ppm. Die Atome des mindestens einen Elements, die auf der Gruppe ausgewählt sind, die aus Kohlenstoffatomen, Sauerstoffatomen und Stickstoffatomen besteht, können gleichmäßig in der gesamten photoleitfähigen Schicht 302 enthalten sein oder die photoleitfähige Schicht 302 kann teilweise eine ungleichmäßige Verteilung haben, so dass sich der Gehalt dieser Atome in der Richtung der Schichtdicke der photoleitfähigen Schicht 302 verändert.
Um die Atome des mindestens einen Elements, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Kohlenstoffatomen, Sauerstoffatomen und Stickstoffatomen besteht, während der Schichtbildung in die Struktur einzuführen, kann das vorstehend erwähnte Gas für die Zuführung von Kohlenstoff-, Sauerstoff- und/oder Stickstoffatomen zusammen mit anderen Gasen für die Bildung der photoleitfähigen Schicht 302 der Aufdampfkammer zugeführt werden.
Die Dicke der photoleitfähigen Schicht 302 wird zweckmäßig und in gewünschter Weise derart festgelegt, dass gewünschte elektrophotographische Eigenschaften und wirtschaftliche Effekte erzielt werden. Die Dicke beträgt vorzugsweise 5 μm bis 80 μm, insbesondere 10 μm bis 60 μm und optimal 15 μm bis 45 μm.
Zur Bildung der photoleitfähigen Schicht 302, die Eigenschaften hat, mit denen die Aufgabe der Erfindung gelöst werden kann, müssen die Temperatur des Schichtträgers 301 und der Gasdruck in der Aufdampfkammer zweckmäßig und in gewünschter Weise eingestellt werden.
Die Temperatur (Ts) des Schichtträgers 301 liegt in einem optimalen Bereich, der anhand der Schichtgestaltung zweckmäßig gewählt wird. Im Allgemeinen liegt die Temperatur vorzugsweise im Bereich von 50 °C bis 400 °C, insbesondere im Bereich von 150 °C bis 350 °C und optimal im Bereich von 200 °C bis 300 °C.
Wie die Schichtträgertemperatur liegt der Gasdruck in der Aufdampfkammer in einem optimalen Bereich, der anhand der Schichtgestaltung zweckmäßig gewählt wird. Im Allgemeinen liegt der Druck vorzugsweise im Bereich von 0,01 Pa bis 1000 Pa, insbesondere im Bereich von 0,05 Pa bis 500 Pa und optimal im Bereich von 0,1 Pa bis 100 Pa.
Obwohl die vorstehend angegebenen Bereiche zur Bildung der photoleitfähigen Schicht 302 als erwünschte Zahlenbereiche der Schichtträgertemperatur und des Gasdrucks angewendet werden, müssen das Mischungsverhältnis eines Gases für die Zuführung von Siliciumatomen und von Gasen für die Zuführung von anderen Atomen, die Entladungsleistung u.dgl. zweckmäßig eingestellt werden. Im allgemeinen können diese Bedingungen nicht unabhängig festgelegt werden. Es ist aus diesem Grund erwünscht, dass die optimalen Werte anhand einer wechselseitigen und organischen Beziehung festgelegt werden, damit ein Lichtempfangselement für Elektrophotographie mit gewünschten Eigenschaften gebildet wird.
[Oberflächenschicht]
Die Oberflächenschicht 303 auf Basis von amorphem Silicium wird vorzugsweise auf der photoleitfähigen Schicht 302 gebildet, die in der vorstehend beschriebenen Weise auf dem Schichtträger 301 gebildet worden ist. Die Oberflächenschicht 303 wird hauptsächlich gebildet, um die Feuchtigkeitsbeständigkeit, das Verhalten bei. der kontinuierlichen wiederholten Anwendung, die Durchschlagfestigkeit, das Verhalten gegenüber Umgebungseinflüssen bei der Anwendung und die Haltbarkeit zu verbessern.
Obwohl die Oberflächenschicht 303 aus einem beliebigen Material auf Basis von amorphem Silicium bestehen kann, wird vorzugsweise beispielsweise ein Material wie z.B. amorphes Silicium, das Wasserstoffatome (H) und/oder Halogenatome (X) enthält sowie Kohlenstoffatome enthält, [nachstehend als "a-SiC (H, X)" bezeichnet]; amorphes Silicium, das Wasserstoffatome (H) und/oder Halogenatome (X) enthält sowie Sauerstoffatome enthält, [nachstehend als "a-SiO (H, X)" bezeichnet]; amorphes Silicium, das Wasserstoffatome (H) und/oder Halogenatome (X) enthält sowie Stickstoffatome enthält, [nachstehend als "a-SiN (H, X)" bezeichnet] und amorphes Silicium, das Wasserstoffatome (H) und/oder Halogenatome (X) enthält sowie mindestens eine aus Kohlenstoffatomen, Sauerstoffatomen und Stickstoffatomen ausgewählte Atomart enthält, [nachstehend als "a-Si(C, O, N) (H, X)" bezeichnet] verwendet.
Die Oberflächenschicht 303 wird derart durch ein Verfahren zur Bildung einer im Vakuum aufgedampften Schicht gebildet, dass Zahlenbedingungen von Schichtbildungsparametern zweckmäßig eingestellt werden, damit gewünschte Eigenschaften erzielt werden.
Beispielsweise werden zur Bildung der vorstehend beschriebenen Oberflächenschicht 303, die aus a-SiC (H, X) besteht, im Wesentlichen das Gas für die Zuführung von Siliciumatomen, ein Gas für die Zuführung von Kohlenstoffatomen sowie ein Gas für die Zuführung von Wasserstoffatomen oder/und ein Gas für die Zuführung von Halogenatomen in einem gewünschten Gaszustand einer Aufdampfkammer zugeführt, deren Innendruck vermindert werden kann, und in der Aufdampfkammer wird eine Glimmentladung erzeugt. In dieser weise wird vorzugsweise auf dem vorgegebenen Schichtträger 301, der im Voraus in einer vorgegebenen Lage angeordnet und auf dem die photoleitfähige Schicht 302 gebildet worden ist, eine Schicht gebildet, die aus a-SiC (H, X) besteht.
In dem Fall, dass die Oberflächenschicht 303 als Hauptbestandteil a-Si(C, O, N) (H, X) enthält, liegt der Gesamtgehalt der Kohlenstoffatome, der Sauerstoffatome und der Stickstoffatoms vorzugsweise im Bereich von 1 Atom% bis 90 Atom%, insbesondere von 5 Atom% bis 70 Atom% und optimal von 10 Atom% bis 50 Atom%.
Die Oberflächenschicht 303 enthält unbedingt Wasserstoffatome oder/und Halogenatome. Dies ist wichtig, um die freien Valenzen von Siliciumatomen sowie von Kohlenstoffatomen, Sauerstoffatomen oder Stickstoffatomen abzusättigen und die Schichtqualität und insbesondere die Photoleitfähigkeit und die Ladungsrückhaltung zu verbessern. Der Gehalt der Wasserstoffatome und/oder der Halogenatome beträgt im Allgemeinen 1 Atom% bis 70 Atom%, vorzugsweise 10 Atom% bis 60 Atom% und optimal 20 bis 50 Atom%.
Zur Einstellung des Gehalts der Wasserstoffatome oder/und der Halogenatome, die in der Oberflächenschicht 303 enthalten sind, können beispielsweise die Temperatur des Schichtträgers 301, die Menge eines der Aufdampfkammer zugeführten Ausgangsmaterials, das verwendet wird, um zu bewirken, dass die Oberflächenschicht 303 Wasserstoffatome oder/und Halogenatome enthält, die Entladungsleistung u.dgl. gesteuert werden.
Die Kohlenstoffatome, Sauerstoffatome oder/und Stickstoffatome können gleichmäßig in der gesamten Oberflächenschicht 303 enthalten sein oder die Oberflächenschicht 303 kann teilweise eine ungleichmäßige Verteilung haben, so dass sich der Gehalt dieser Atome in der Richtung der Schichtdicke der Oberflächenschicht 303 verändert.
Außerdem kann die Oberflächenschicht 303 nötigenfalls ferner ein Element für die Steuerung ihrer Leitfähigkeit enthalten. Die Oberflächenschicht 303 kann das Element für die Steuerung der Leitfähigkeit derart enthalten, dass das Element gleichmäßig in der gesamten Oberflächenschicht 303 verteilt sein kann oder dass das Element in der Richtung der Schichtdicke teilweise ungleichmäßig verteilt sein kann.
Als Element für die Steuerung der Leitfähigkeit kann das vorstehend erwähnte Element der Gruppe III oder Element der Gruppe V verwendet werden.
Der Gehalt des in der Oberflächenschicht 303 enthaltenen Elements für die Steuerung der Leitfähigkeit beträgt vorzugsweise 1 × 10^–3 Atom-ppm bis 1 × 10³ Atom-ppm, insbesondere 5 × 10^–3 Atom-ppm bis 5 × 10² Atom-ppm und optimal 1 × 10^–2 Atom-ppm bis 1 × 10^–2 Atom-ppm. Um das Element für die Steuerung der Leitfähigkeit, z.B. ein Element der Gruppe III oder ein Element der Gruppe V, während der Schichtbildung in die Struktur einzuführen, kann das vorstehend erwähnte Gas für die Zuführung eines Elements der Gruppe III oder Gas für die Zuführung eines Elements der Gruppe V zusammen mit anderen Gasen für die Bildung der Oberflächenschicht 303 der Aufdampfkammer zugeführt werden.
Die Dicke der Oberflächenschicht 303 beträgt im Allgemeinen 0,01 μm bis 3 μm, insbesondere 0,05 μm bis 2 μm und optimal 0,1 μm bis 1 μm. Wenn die Dicke geringer als 0,01 μm ist, geht die Oberflächenschicht 303 infolge von Abrieb o.dgl. während der Anwendung des Lichtempfangselements für Elektrophotographie verloren; wenn die Dicke 3 μm überschreitet, kann eine Verschlechterung elektrophotographischer Eigenschaften wie z.B. eine Zunahme der Restspannung auftreten.
Die Oberflächenschicht 303 wird sorgfältig gebildet, damit die verlangten Eigenschaften in der gewünschten Weise erzielt werden. Das heißt, die Struktur eines Materials, das aus Si, C und N oder O, H und/oder X besteht, variiert von einem kristallinen Zustand zu einem amorphen Zustand, seine elektrischen Eigenschaften variieren von leitfähigen Eigenschaften zu halbleitenden Eigenschaften und isolierenden Eigenschaften und variieren in Abhängigkeit von den Bildungsbedingungen auch von Photoleitfähigkeit zu Nicht-Photoleitfähigkeit. Aus diesem Grund werden gemäß der vorliegenden Erfindung zur Bildung einer Verbindung, die entsprechend einer Aufgabe gewünschte Eigenschaften hat, die Bildungsbedingungen genau in der gewünschten Weise gewählt.
Wenn die Oberflächenschicht 303 beispielsweise hauptsächlich zur Verbesserung der Durchschlagfestigkeit gebildet wird, wird die Oberflächenschicht 303 als nichteinkristallines Material mit elektrisch isolierendem Verhalten, das in der Umgebung, in der es angewendet wird, hervorragend ist, gebildet.
Wenn die Oberflächenschicht 303 hauptsächlich zur Verbesserung des Verhaltens bei der kontinuierlichen wiederholten Anwendung oder des Verhaltens gegenüber Umgebungseinflüssen bei der Anwendung gebildet wird, schwächt sich der Grad der elektrisch isolierenden Eigenschaften in gewissem Maße ab, und die Oberflächenschicht 303 wird als nichteinkristallines Material gebildet, das bis zu einem gewissen Grade Empfindlichkeit gegenüber Licht zeigt, mit dem sie bestrahlt wird.
Um der Oberflächenschicht 303 Eigenschaften zu erteilen, mit denen die Aufgabe gelöst werden kann, müssen die Temperatur des Schichtträgers 301 und der Gasdruck in der Aufdampfkammer zweckmäßig und in der gewünschten Weise eingestellt werden.
Die Temperatur (Ts) des Schichtträgers 301 liegt in einem optimalen Bereich, der anhand der Schichtgestaltung zweckmäßig gewählt wird. Im Allgemeinen liegt die Temperatur vorzugsweise im Bereich von 50 °C bis 400 °C, insbesondere im Bereich von 150 °C bis 350 °C und optimal im Bereich von 250 °C bis 300 °C.
Wie die Schichtträgertemperatur liegt der Gasdruck in der Aufdampfkammer in einem optimalen Bereich, der anhand der Schichtgestaltung zweckmäßig gewählt wird. Im Allgemeinen liegt der Druck vorzugsweise im Bereich von 0,01 Pa bis 1000 Pa, insbesondere im Bereich von 0,05 Pa bis 500 Pa und optimal im Bereich von 0,1 Pa bis 100 Pa.
Die vorstehend angegebenen Bereiche werden zur Bildung der Oberflächenschicht 303 als erwünschte Zahlenbereiche der Schichtträgertemperatur und des Gasdrucks angewendet. Im allgemeinen können diese Bedingungen nicht unabhängig festgelegt werden. Es ist aus diesem Grund erwünscht, dass die optimalen Werte anhand einer wechselseitigen und organischen Beziehung festgelegt werden, damit ein Lichtempfangselement für Elektrophotographie mit gewünschten Eigenschaften gebildet wird.
Außerdem kann zwischen der Oberflächenschicht 303 und der photoleitfähigen Schicht 302 ein Bereich gebildet werden, in dem der Gehalt von Kohlenstoffatomen, Sauerstoffatomen oder Stickstoffatomen in Richtung auf die photoleitfähige Schicht 302 kontinuierlich abnimmt. In dieser Weise kann das Haftvermögen zwischen der Oberflächenschicht und der photoleitfähigen Schicht 302 verbessert werden und kann der Einfluss von Interferenz, die durch Lichtreflexion an der Grenzfläche verursacht wird, vermindert werden. Gleichzeitig kann verhindert werden, dass Ladungsträger an der Grenzfläche eingefangen werden, so dass eine Verbesserung von Eigenschaften des Lichtempfangselements für Elektrophotographie erzielt werden kann.
[Ladungsinjektionssperrschicht und obere Sperrschicht]
Nötigenfalls kann zwischen dem leitfähigen Schichtträger und der photoleitfähigen Schicht 302 eine Ladungsinjektionssperrschicht 304 zur Verhinderung der Injektion von Ladungen von der Seite des leitfähigen Schichtträgers gebildet werden. Im Einzelnen wirkt die Ladungsinjektionssperrschicht 304 in dem Fall, dass die Oberfläche des Lichtempfangselements für Elektrophotographie einer Aufladungsbehandlung mit einer vorgegebenen Polarität unterzogen wird, derart, dass sie die Injektion von Ladungen von der Seite des Schichtträgers zu der Seite der photoleitfähigen Schicht 302 verhindert. Wenn die Oberfläche einer Aufladungsbehandlung mit entgegengesetzter Polarität unterzogen wird, erfüllt die Ladungsinjektionssperrschicht 304 nicht die vorstehend beschriebene Funktion. Das heißt, die Ladungsinjektionssperrschicht 304 zeigt eine so genannte Polaritätsabhängigkeit. Um der Ladungsinjektionssperrschicht 304 so eine Funktion zu erteilen, enthält die Ladungsinjektionssperrschicht 304 ein Element für die Steuerung der Leitfähigkeit, dessen Gehalt verhältnismäßig größer ist als sein Gehalt in der photoleitfähigen Schicht 302.
Nötigenfalls kann auch zwischen der photoleitfähigen Schicht 302 und der Oberflächenschicht 303 eine obere Sperrschicht 307 zur Verhinderung einer Injektion von Ladungen von der Seite der Oberflächenschicht gebildet werden. Im Einzelnen wirkt die obere Sperrschicht 307 in dem Fall, dass die Oberfläche des Lichtempfangselements für Elektrophotographie einer Aufladungsbehandlung mit einer vorgegebenen Polarität unterzogen wird, derart, dass sie die Injektion von Ladungen von der Seite der Oberflächenschicht 303 zu der Seite der photoleitfähigen Schicht 302 verhindert. Wenn die Oberfläche einer Aufladungsbehandlung mit entgegengesetzter Polarität unterzogen wird, erfüllt die obere Sperrschicht 307 nicht die vorstehend beschriebene Funktion. Das heißt, die obere Sperrschicht 307 zeigt eine so genannte Polaritätsabhängigkeit. Um der oberen Sperrschicht 307 so eine Funktion zu erteilen, enthält die obere Sperrschicht 307 wie die Ladungsinjektionssperrschicht 304 ein Element für die Steuerung der Leitfähigkeit, dessen Gehalt verhältnismäßig größer ist als sein Gehalt in der photoleitfähigen Schicht 302.
Das Element für die Steuerung der Leitfähigkeit, das in jeder Schicht enthalten ist, kann in der gesamten entsprechenden Schicht gleichmäßig verteilt sein oder obwohl das Element in der Schicht in der Richtung der Dicke gleichmäßig enthalten ist, kann das Element in der Schicht teilweise ungleichmäßig enthalten sein. Wenn eine Verteilungskonzentration ungleichmäßig ist, enthält die Schicht das Element derart, dass sich der Bereich mit hoher Konzentration vorzugsweise an der Seite des Schichtträgers befindet.
Um die Eigenschaften in einer Richtung, die in einer Ebene liegt, gleichmäßig zu machen, ist es jedoch in jedem Fall notwendig, dass das Element in der Schicht in einer Richtung, die in einer Ebene parallel zu der Oberfläche des Schichtträgers liegt, gleichmäßig und überall enthalten ist.
Als Element für die Steuerung der Leitfähigkeit, das in der Ladungsinjektionssperrschicht 304 und/oder in der oberen Sperrschicht 307 enthalten ist, kann das vorstehend erwähnte Element der Gruppe III oder Element der Gruppe V verwendet werden.
Obwohl der Gehalt des Elements für die Steuerung der Leitfähigkeit, das in der Ladungsinjektionssperrschicht 304 und/oder in der oberen Sperrschicht 307 enthalten ist, in der gewünschten Weise zweckmäßig festgelegt wird, beträgt der Gehalt vorzugsweise 10 Atom-ppm bis 1 × 104 Atom-ppm, insbesondere 50 Atom-ppm bis 5 × 103 Atom-ppm und optimal 1 × 102 Atom-ppm bis 3 × 103 Atom-ppm.
Wenn in der Ladungsinjektionssperrschicht 304 und/oder in der oberen Sperrschicht 307 mindestens eine Atomart, die aus Kohlenstoffatomen, Stickstoffatomen und Sauerstoffatomen ausgewählt ist, enthalten ist, kann das Haftvermögen zwischen der Ladungsinjektionssperrschicht 304 und/oder der oberen Sperrschicht 307 und einer anderen Schicht oder einem Schichtträger, die oder der in direktem Kontakt mit der Ladungsinjektionssperrschicht 304 und/oder der oberen Sperrschicht 307 gebildet ist, weiter verbessert werden.
Die Kohlenstoffatome, Stickstoffatome und/oder Sauerstoffatome, die in jeder Schicht enthalten sind, können in der gesamten entsprechenden Schicht gleichmäßig verteilt sein oder obwohl die Atome in der Schicht in der Richtung der Dicke gleichmäßig enthalten sind, können die Atome in der Schicht teilweise ungleichmäßig enthalten sein. Um die Eigenschaften in einer Richtung, die in einer Ebene liegt, gleichmäßig zu machen, ist es jedoch in jedem Fall notwendig, dass die Atome in der Schicht in einer Richtung, die in einer Ebene parallel zu der Oberfläche des Schichtträgers liegt, gleichmäßig und überall enthalten sind.
Der Gesamtgehalt der Kohlenstoffatome, Stickstoffatome und Sauerstoffatome, die in dem gesamten Schichtbereich der Ladungsinjektionasperrschicht 304 und der oberen Sperrschicht 307 enthalten sind, wird zweckmäßig festgelegt, damit gewünschte Schichteigenschaften erzielt werden. Der Gehalt einer Atomart (in dem Fall, dass eine Art dieser Atome verwendet wird) oder der Gesamtgehalt der Atome (in dem Fall, dass zwei oder mehr Arten dieser Atome verwendet werden) beträgt vorzugsweise 1 × 10^–3 Atom-ppm bis 50 Atom-ppm, insbesondere 5 × 10^–3 Atom-ppm bis 30 Atom-ppm und optimal 1 × 10^–2 Atom-ppm bis 10 Atom-ppm.
Die Wasserstoffatome und/oder Halogenatome, die in der Ladungsinjektionssperrschicht 304 und/oder in der oberen Sperrschicht 307 enthalten sind, sättigen freie Valenzen, die in der entsprechenden Schicht vorhanden sind, ab, wodurch die Qualität der entsprechenden Schicht verbessert wird. Der Gehalt der Wasserstoffatome, der Gehalt der Halogenatome oder der Gesamtgehalt der Wasserstoff- und Halogenatome beträgt vorzugsweise 1 Atom% bis 50 Atom%, insbesondere 5 Atom% bis 40 Atom% und optimal 10 Atom% bis 30 Atom%.
Zur Erzielung gewünschter elektrophotographischer Eigenschaften, eines wirtschaftlichen Effekts u.dgl. beträgt die Dicke der Ladungsinjektionssperrschicht 304 vorzugsweise 0,1 μm bis 10 μm, insbesondere 0,3 μm bis 5 μm und optimal 0,5 μm bis 3 μm.
Zur Erzielung gewünschter elektrophotographischer Eigenschaften, eines wirtschaftlichen Effekts u.dgl. beträgt die Dicke der oberen Sperrschicht 307 vorzugsweise 0,01 μm bis 3 μm, insbesondere 0,05 μm bis 2 μm und optimal 0,1 μm bis 1 μm.
Zur Bildung der Ladungsinjektionssperrschicht 304 und/oder der oberen Sperrschicht 307 wird dasselbe Vakuumaufdampfungsverfahren wie bei dem Verfahren zur Bildung der photoleitfähigen Schicht 302 angewendet. Wie bei der photoleitfähigen Schicht 302 müssen das Mischungsverhältnis eines Gases für die Zuführung von Siliciumatomen und von Gasen für die Zuführung anderer Atome, der Gasdruck in der Aufdampfkammer, die Entladungsleistung und die Temperatur des Schichtträgers 301 zweckmäßig festgelegt werden.
Der Gasdruck in der Aufdampfkammer liegt in einem optimalen Bereich, der zweckmäßig gewählt wird. Im Allgemeinen liegt der Druck vorzugsweise in dem Bereich von 0,01 Pa bis 1000 Pa, insbesondere in dem Bereich von 0,05 Pa bis 500 Pa und optimal in dem Bereich von 0,1 Pa bis 100 Pa.
Einflussgrößen für die Schichtbildung wie z.B. das Mischungsverhältnis verdünnter Gase für die Bildung der Ladungsinjektionssperrschicht 304 und/oder der oberen Sperrschicht 307, der Gasdruck, die Entladungsleistung und die Schichtträgertemperatur können im Allgemeinen nicht unabhängig festgelegt werden. Aus diesem Grund ist es erwünscht, dass die optimalen Werte der Einflussgrößen für die Schichtbildung anhand einer wechselseitigen und organischen Beziehung festgelegt werden, damit die Ladungsinjektionssperrschicht 304 und die obere Sperrschicht 307, die gewünschte Eigenschaften haben, gebildet werden.
Zur weiteren Verbesserung des Haftvermögens zwischen dem Schichtträger 301 und der photoleitfähigen Schicht 302 oder der Ladungsinjektionssperrschicht 304 kann eine Klebeschicht, die aus einem amorphen Material o.dgl. besteht, das z.B. Si₃N₄, SiO₂, SiO oder Siliciumatome als Trägerteil enthält und in dem Wasserstoffatome und/oder Halogenatome sowie Kohlenstoffatome, Sauerstoffatome oder Stickstoffatome enthalten sind, gebildet werden. Ferner kann eine Licht absorbierende Schicht zur Verhinderung der Erzeugung eines Interferenzmusters, das durch von dem Schichtträger reflektiertes Licht verursacht wird, gebildet werden.
Die Konzentration des Elements für die Steuerung der Leitfähigkeit in der photoleitfähigen Schicht kann an der Seite des Schichtträgers oder an der Oberflächenseite erhöht sein, damit der Ladungsinjektionssperrschicht oder der oberen Sperrschicht die vorstehend erwähnten Funktionen erteilt werden.
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf Beispiele ausführlicher beschrieben.
Beispiel 1
In der in 2A und 2B gezeigten Vorrichtung zur Bildung aufgedampfter Schichten wurde unter Anwendung des Hochfrequenzstrom-Zuführungsbereichs 102, der durch Plasmaspritzen eines als Hauptbestandteil Al₂O₃ enthaltenden keramischen Werkstoffs 113 in einer Dicke von 100 μm auf die Oberfläche eines Trägerteils 112 aus Edelstahl erhalten worden war, und unter Anwendung der Hochfrequenz-Stromversorgungseinrichtung 107, die eine Schwingungsfrequenz von 105 MHz hatte, auf einem zylindrischen Schichtträger 101 aus Aluminium unter den in Tabelle 1 gezeigten Schichtbildungsbedingungen zehnmal eine amorphe Si-Schicht gebildet, wodurch ein Lichtempfangselement für Elektrophotographie mit einem in 6C gezeigten Schichtaufbau gebildet wurde.
Vergleichsbeispiel 1
In diesem Beispiel wurde eine Schichtbildung zehnmal in derselben Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt, außer dass eine Hochfrequenzelektrode 102 angewendet wurde, die aus Edelstahl ohne Plasmaspritzen eines als Hauptbestandteil Al₂O₃ enthaltenden keramischen Werkstoffs 113 auf die Oberfläche des Trägerteils gebildet worden war, wodurch ein Lichtempfangselement für Elektrophotographie gebildet wurde. Tabelle 1

* sccm = Norm-cm³/min

Die in Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel 1 gebildeten Lichtempfangselemente für Elektrophotographie wurden durch die folgenden Verfahren bewertet.
Dichte kugelförmiger Vorsprünge:
Die Oberfläche jedes Lichtempfangselements für Elektrophotographie wurde mit einem Lichtmikroskop betrachtet. Die Zahl kugelförmiger Vorsprünge mit einem Durchmesser von jeweils 15 μm oder mehr je 10 cm² wurde geprüft.
Zahl weißer Punkte:
Jedes Lichtempfangselement für Elektrophotographie wurde in ein elektrophotographisches Gerät (für ein Experiment durch Umbau von NP6060, hergestellt durch CANON INC., erhalten) eingebaut. Eine durch CANON INC. hergestellte völlig schwarze Prüfkarte (Teilezahl: FY9-9073) wurde auf eine Vorlagenträgerplatte aufgelegt und kopiert. Die Zahl weißer Punkte mit einem Durchmesser von jeweils 0,2 mm oder mehr in demselben Bereich eines erhaltenen kopierten Bildes wurde geprüft.
Reproduzierbarkeit der Bilddichte:
Jedes Lichtempfangselement für Elektrophotographie wurde in ein elektrophotographisches Gerät (für ein Experiment durch Umbau von NP6060, hergestellt durch CANON INC., erhalten) eingebaut, und ein durch CANON INC. hergestelltes Prüfblatt NA-7 (Teilezahl: FY9-9060) wurde auf eine Vorlagenträgerplatte aufgelegt und kopiert. Bei einem erhaltenen kopierten Bild wurde die Bilddichte in einem Punktbereich mit einem Durchmesser von 0,05 bis 0,2 mm durch ein Bilddichtemessgerät (Densitometer; RD914 hergestellt durch MACBETH) gemessen, um die Reproduzierbarkeit der Bilddichte zu prüfen.
Die vorstehend erwähnten Bewertungen wurden durchgeführt, um den Mittelwert der Eigenschaften von jedem der in Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel 1 gebildeten Lichtempfangselemente für Elektrophotographie zu berechnen. Es ergab sich, dass bei dem Lichtempfangselement für Elektrophotographie von Beispiel 1 die Dichte kugelförmiger Vorsprünge 0,76-mal, die Zahl weißer Punkte 0,66-mal und die Reproduzierbarkeit der Bilddichte 1,21-mal so hoch war wie bei dem Lichtempfangselement für Elektrophotographie von Vergleichsbeispiel 1. Folglich wurde gefunden, dass gemäß der vorliegenden Erfindung eine aufgedampfte Schicht mit einer geringen Zahl von Strukturfehlern und einer vorzuziehenden Schichtqualität gebildet werden konnte.
Beispiel 2
In der in 2A und 2B gezeigten Vorrichtung zur Bildung aufgedampfter Schichten wurde eine Schichtbildung zehnmal unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 1 durchgeführt, außer dass die Hochfrequenz-Stromversorgungseinrichtung 107 eine Schwingungsfrequenz von 20 MHz, 50 MHz, 200 MHz, 300 MHz bzw. 450 MHz hatte und die Schichtbildungsbedingungen die in Tabelle 2 gezeigten waren, wodurch ein Lichtempfangselement für Elektrophotographie gebildet wurde. Tabelle 2
Vergleichsbeispiel 2-1
In der in 1A und 1B gezeigten Vorrichtung zur Bildung aufgedampfter Schichten wurde eine Schichtbildung zehnmal unter denselben Bedingungen wie in Vergleichsbeispiel 1 durchgeführt, außer dass die Hochfrequenz-Stromversorgungseinrichtung 107 eine Schwingungsfrequenz von 20 MHz, 50 MHz, 200 MHz, 300 MHz bzw. 450 MHz hatte und die Schichtbildungsbedingungen die in Tabelle 2 gezeigten waren, wodurch ein Lichtempfangselement für Elektrophotographie gebildet wurde.
Vergleichsbeispiel 2-2
In der in 1A und 1B gezeigten Vorrichtung zur Bildung aufgedampfter Schichten wurde eine Schichtbildung zehnmal unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 2 durchgeführt, außer dass die Hochfrequenz-Stromversorgungseinrichtung 107 eine Schwingungsfrequenz von 13,56 MHz hatte, wodurch ein Lichtempfangselement für Elektrophotographie gebildet wurde.
Vergleichsbeispiel 2-3
In der in 1A und 1B gezeigten Vorrichtung zur Bildung aufgedampfter Schichten wurde eine Schichtbildung zehnmal unter denselben Bedingungen wie in Vergleichsbeispiel 2-1 durchgeführt, außer dass die Hochfrequenz-Stromversorgungseinrichtung 107 eine Schwingungsfrequenz von 13,56 MHz hatte, wodurch ein Lichtempfangselement für Elektrophotographie gebildet wurde.
Die in Beispiel 2 und Vergleichsbeispiel 2-1 gebildeten Lichtempfangselemente für Elektrophotographie wurden in Bezug auf die Dichte kugelförmiger Vorsprünge, die Zahl weißer Punkte und die Reproduzierbarkeit der Bilddichte nach denselben Verfahren wie in Beispiel 1 bewertet. Als Ergebnis wurden unter Bezugnahme auf die Ergebnisse in Vergleichsbeispiel 2-1 bei identischen Schwingungsfrequenzen die in Tabelle 3 gezeigten Relativwerte erhalten. Wie aus Tabelle 3 ersichtlich ist, hat das Lichtempfangselement für Elektrophotographie von Beispiel 2 der vorliegenden Erfindung bei jeder Schwingungsfrequenz eine niedrige Dichte kugelförmiger Vorsprünge, eine geringe Zahl weißer Punkte und eine ausgezeichnete Reproduzierbarkeit der Bilddichte. Tabelle 3

Anmerkung: Tabelle 3 zeigt Relativwerte der in Beispiel 2 erhaltenen Ergebnisse für den Fall, dass die in Vergleichsbeispiel 2-1 bei identischen Frequenzen erhaltenen Ergebnisse als 1,0 angesehen werden.

Die Lichtempfangselemente für Elektrophotographie der Vergleichsbeispiele 2-2 und 2-3 unterscheiden sich in keiner der Eigenschaften von dem Lichtempfangselement des Vergleichsbeispiels 2-1.
Wie aus dem vorstehend angegebenen Ergebnis ersichtlich ist, wurde gefunden, dass gemäß der vorliegenden Erfindung eine aufgedampfte Schicht mit einer geringen Zahl von Strukturfehlern und einer vorzuziehenden Schichtqualität erhalten werden konnte.
Beispiel 3
Ein Lichtempfangselement für Elektrophotographie wurde unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 1 gebildet, außer dass ein Hochfrequenzstrom-Zuführungsbereich 102 angewendet wurde, bei dem ein keramischer Werkstoff, der als Hauptbestandteil eine Mischung von Al₂O₃ und TiO₂ in einem Verhältnis von 3:2 enthielt, in einer Dicke von 200 μm auf die Oberfläche eines Trägerteils aus Edelstahl aufgespritzt worden war.
Das in Beispiel 3 gebildete Lichtempfangselement für Elektrophotographie wurde in Bezug auf die Dichte kugelförmiger Vorsprünge, die Zahl weißer Punkte und die Reproduzierbarkeit der Bilddichte nach denselben verfahren wie in Beispiel 1 bewertet. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 5 gezeigt. Wie aus Tabelle 5 ersichtlich ist, wurde gefunden, dass gemäß der vorliegenden Erfindung eine aufgedampfte Schicht mit einer geringen Zahl von Strukturfehlern und einer vorzuziehenden Schichtqualität erhalten werden konnte.
Beispiel 4
In der in 7A und 7B gezeigten Vorrichtung zur Bildung aufgedampfter Schichten wurde ein Lichtempfangselement für Elektrophotographie unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 1 gebildet, außer dass ein Hochfrequenzstrom-Zuführungsbereich 102 auch als Einrichtung für die Zuführung von gasförmigem Ausgangsmaterial angewendet wurde, bei der ein als Hauptbestandteil Al₂O₃ enthaltender keramischer Werkstoff 113 durch Plasmaspritzen derart auf die Oberfläche eines Trägerteils 112 aus Edelstahl aufgespritzt worden war, dass er eine Dicke von 50 μm hatte (siehe 8A und 8B). In 8A und 8B bezeichnet Bezugszahl 193 einen Gaszuführungsweg und 194 ein Gasauslassloch.
Das in Beispiel 4 gebildete Lichtempfangselement für Elektrophotographie wurde in Bezug auf die Dichte kugelförmiger Vorsprünge, die Zahl weißer Punkte und die Reproduzierbarkeit der Bilddichte nach denselben Verfahren wie in Beispiel 1 bewertet. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 5 gezeigt. Wie aus Tabelle 5 ersichtlich ist, wurde gefunden, dass gemäß der vorliegenden Erfindung eine aufgedampfte Schicht mit einer geringen Zahl von Strukturfehlern und einer vorzuziehenden Schichtqualität erhalten werden konnte.
Beispiel 5
In der in 2A und 2B gezeigten Vorrichtung zur Bildung aufgedampfter Schichten wurde ein Lichtempfangselement für Elektrophotographie unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 1 gebildet, außer dass ein Hochfrequenzstrom-Zuführungsbereich 402 (in 9A und 9B gezeigt) angewendet wurde, bei dem ein als Hauptbestandteil TiO₂ enthaltender keramischer Werkstoff 413 durch Plasmaspritzen in einer Dicke von 100 μm auf die Oberfläche eines Trägerteils 412 aus Edelstahl mit einem darein eingebauten Mantelheizelement 414 aufgespritzt worden war, und der Hochfrequenzstrom-Zuführungsbereich auf 250 °C erhitzt wurde.
Das in Beispiel 5 gebildete Lichtempfangselement für Elektrophotographie wurde in Bezug auf die Dichte kugelförmiger Vorsprünge, die Zahl weißer Punkte und die Reproduzierbarkeit der Bilddichte nach denselben Verfahren wie in Beispiel 1 bewertet. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 5 gezeigt. wie aus Tabelle 5 ersichtlich ist, wurde gefunden, dass gemäß der vorliegenden Erfindung eine aufgedampfte Schicht mit einer geringen Zahl von Strukturfehlern und einer vorzuziehenden Schichtqualität erhalten werden konnte.
Beispiel 6
In der in 2A und 2B gezeigten Vorrichtung zur Bildung aufgedampfter Schichten wurde ein Lichtempfangselement für Elektrophotographie unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 1 gebildet, außer dass ein Hochfrequenzstrom-Zuführungsbereich 402 angewendet wurde, bei dem ein als Hauptbestandteil Al₂O₃ enthaltender keramischer Werkstoff 413 durch Plasmaspritzen in einer Dicke von 50 μm auf die Oberfläche eines Trägerteils 412 aus Edelstahl mit einem darein eingebauten wassergekühlten Rohr 414 anstelle des Mantelheizelements 414 in 9A und 9B aufgespritzt worden war, in dem wassergekühlten Rohr des Hochfrequenzstrom-Zuführungsbereichs Kühlwasser mit einer Temperatur von 20 °C zirkulierte und die Hochfrequenz-Stromversorgungseinrichtung 107 eine Schwingungsfrequenz von 200 MHz hatte.
Das in Beispiel 6 gebildete Lichtempfangselement für Elektrophotographie wurde in Bezug auf die Dichte kugelförmiger Vorsprünge, die Zahl weißer Punkte und die Reproduzierbarkeit der Bilddichte nach denselben Verfahren wie in Beispiel 1 bewertet. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 5 gezeigt. Wie aus Tabelle 5 ersichtlich ist, wurde gefunden, dass gemäß der vorliegenden Erfindung eine aufgedampfte Schicht mit einer geringen Zahl von Strukturfehlern und einer vorzuziehenden Schichtqualität erhalten werden konnte.
Beispiel 7
Ein Lichtempfangselement für Elektrophotographie wurde unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 1 gebildet, außer dass ein Hochfrequenzstrom-Zuführungsbereich 102 angewendet wurde, bei dem ein als Hauptbestandteil Al₂O₃ enthaltender keramischer Werkstoff 113 durch Plasmaspritzen in einer Dicke von 100 μm auf die Oberfläche eines Ti-Trägerteils 112 aufgespritzt worden war, und die Hochfrequenz-Stromversorgungseinrichtung 107 eine Schwingungsfrequenz von 200 MHz hatte.
Das in Beispiel 7 gebildete Lichtempfangselement für Elektrophotographie wurde in Bezug auf die Dichte kugelförmiger Vorsprünge, die Zahl weißer Punkte und die Reproduzierbarkeit der Bilddichte nach denselben Verfahren wie in Beispiel 1 bewertet. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 5 gezeigt. Wie aus Tabelle 5 ersichtlich ist, wurde gefunden, dass gemäß der vorliegenden Erfindung eine aufgedampfte Schicht mit einer geringen Zahl von Strukturfehlern und einer vorzuziehenden Schichtqualität erhalten werden konnte.
Beispiel 8
Ein Lichtempfangselement für Elektrophotographie wurde unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 1 gebildet, außer dass ein Hochfrequenzstrom-Zuführungsbereich 102 angewendet wurde, bei dem ein als Hauptbestandteil TiO₂ enthaltender keramischer Werkstoff 113 durch Lichtbogenspritzen in einer Dicke von 30 μm auf die Oberfläche eines Ti-Trägerteils 112 aufgespritzt worden war.
Das in Beispiel 8 gebildete Lichtempfangselement für Elektrophotographie wurde in Bezug auf die Dichte kugelförmiger Vorsprünge, die Zahl weißer Punkte und die Reproduzierbarkeit der Bilddichte nach denselben Verfahren wie in Beispiel 1 bewertet. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 5 gezeigt. Wie aus Tabelle 5 ersichtlich ist, wurde gefunden, dass gemäß der vorliegenden Erfindung eine aufgedampfte Schicht mit einer gerin gen Zahl von Strukturfehlern und einer vorzuziehenden Schichtqualität erhalten werden konnte.
Beispiel 9
Ein Lichtempfangselement für Elektrophotographie wurde unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 2 gebildet, außer dass ein Hochfrequenzstrom-Zuführungsbereich 102 angewendet wurde, bei dem ein als Hauptbestandteil Cr₂O₃ enthaltender keramischer Werkstoff 113 durch Plasmaspritzen in einer Dicke von 100 μm auf die Oberfläche eines Trägerteils 112 aus Edelstahl aufgespritzt worden war, und die Hochfrequenz-Stromversorgungseinrichtung 107 eine Schwingungsfrequenz von 50 MHz hatte.
Das in Beispiel 9 gebildete Lichtempfangselement für Elektrophotographie wurde in Bezug auf die Dichte kugelförmiger Vorsprünge, die Zahl weißer Punkte und die Reproduzierbarkeit der Bilddichte nach denselben Verfahren wie in Beispiel 1 bewertet. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 5 gezeigt. Wie aus Tabelle 5 ersichtlich ist, wurde gefunden, dass gemäß der vorliegenden Erfindung eine aufgedampfte Schicht mit einer geringen Zahl von Strukturfehlern und einer vorzuziehenden Schichtqualität erhalten werden konnte.
Beispiel 10
Ein Lichtempfangselement für Elektrophotographie wurde unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 1 gebildet, außer dass ein Hochfrequenzstrom-Zuführungsbereich 102 angewendet wurde, bei dem ein als Hauptbestandteil MgO enthaltender keramischer Werkstoff 113 durch Plasmaspritzen in einer Dicke von 50 μm auf die Oberfläche eines Trägerteils 112 aus Edelstahl aufgespritzt worden war.
Das in Beispiel 10 gebildete Lichtempfangselement für Elektrophotographie wurde in Bezug auf die Dichte kugelförmiger Vorsprünge, die Zahl weißer Punkte und die Reproduzierbarkeit der Bilddichte nach denselben Verfahren wie in Beispiel 1 bewertet.
Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 5 gezeigt. Wie aus Tabelle 5 ersichtlich ist, wurde gefunden, dass gemäß der vorliegenden Erfindung eine aufgedampfte Schicht mit einer geringen Zahl von Strukturfehlern und einer vorzuziehenden Schichtqualität erhalten werden konnte.
Beispiel 11
Ein Lichtempfangselement für Elektrophotographie wurde unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 2 gebildet, außer dass ein Hochfrequenzstrom-Zuführungsbereich 102 angewendet wurde, bei dem ein 2 mm dicker Zylinder 113 aus einem als Hauptbestandteil Al₂O₃ enthaltenden keramischen Werkstoff die Oberfläche eines Trägerteils 112 aus Edelstahl bedeckte, und die Hochfrequenz-Stromversorgungseinrichtung 107 eine Schwingungsfrequenz von 105 MHz hatte.
Das in Beispiel 11 gebildete Lichtempfangselement für Elektrophotographie wurde in Bezug auf die Dichte kugelförmiger Vorsprünge, die Zahl weißer Punkte und die Reproduzierbarkeit der Bilddichte nach denselben Verfahren wie in Beispiel 1 bewertet. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 5 gezeigt. Wie aus Tabelle 5 ersichtlich ist, wurde gefunden, dass gemäß der vorliegenden Erfindung eine aufgedampfte Schicht mit einer geringen Zahl von Strukturfehlern und einer vorzuziehenden Schichtqualität erhalten werden konnte.
Beispiel 12
In der in 4A und 4B gezeigten Vorrichtung zur Bildung aufgedampfter Schichten wurde unter Anwendung der Hochfrequenz-Stromversorgungseinrichtung 207, die eine Schwingungsfrequenz von 105 MHz hatte, und des Hochfrequenzstrom-Zuführungsbereichs 202, bei dem ein als Hauptbestandteil Al₂O₃ enthaltender keramischer Werkstoff 215 durch Plasmaspritzen in einer Dicke von 50 μm auf die Oberfläche eines Trägerteils 216 auf Edelstahl aufgespritzt worden war, auf einem zylindrischen Schichtträger 201 aus Aluminium unter den in Tabelle 4 gezeigten Schichtbil dungsbedingungen zehnmal eine amorphe Si-Schicht gebildet, wodurch ein Lichtempfangselement für Elektrophotographie mit dem in 6C gezeigten Schichtaufbau gebildet wurde.
Vergleichsbeispiel 3
In diesem Vergleichsbeispiel wurde eine amorphe Si-Schicht zehnmal in derselben Weise wie in Beispiel 12 gebildet, außer dass ein Hochfrequenzstrom-Zuführungsbereich 202 aus Edelstahl angewendet wurde, bei dem der als Hauptbestandteil Al₂O₃ enthaltende keramische Werkstoff 215 nicht durch Plasmaspritzen auf die Oberfläche aufgespritzt worden war, wodurch ein Lichtempfangselement für Elektrophotographie gebildet wurde.
Die in Beispiel 12 und Vergleichsbeispiel 3 gebildeten Lichtempfangselemente für Elektrophotographie wurden in Bezug auf die Dichte kugelförmiger Vorsprünge, die Zahl weißer Punkte und die Reproduzierbarkeit der Bilddichte nach denselben Verfahren wie in Beispiel 1 bewertet. Es ergab sich, dass bei dem Lichtempfangselement für Elektrophotographie von Beispiel 12 die Dichte kugelförmiger Vorsprünge 0,79-mal und die Zahl weißer Punkte 0,6-mal so hoch war wie bei dem Lichtempfangselement für Elektrophotographie von Vergleichsbeispiel 3 und die Reproduzierbarkeit der Bilddichte ausgezeichneter war als bei dem Lichtempfangselement für Elektrophotographie von Vergleichsbeispiel 3. Folglich wurde gefunden, dass gemäß der vorliegenden Erfindung eine aufgedampfte Schicht mit einer geringen Zahl von Strukturfehlern und einer vorzuziehenden Schichtqualität gebildet werden konnte. Tabelle 4
Beispiel 13
In der in 10A und 10B gezeigten Vorrichtung zur Bildung aufgedampfter Schichten wurde unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 1 ein Lichtempfangselement für Elektrophotographie gebildet, außer dass eine Hochfrequenz-Stromversorgungseinrichtung 107, die eine Schwingungsfrequenz von 105 MHz hatte, angewendet wurde, und vier Hochfrequenzstrom-Zuführungsbereiche 102 (wie in 11A und 11B gezeigt) angewendet wurden, bei denen ein Al₂O₃ enthaltender keramischer Werkstoff 113 durch Plasmaspritzen in einer Dicke von 50 μm auf die Oberfläche eines Trägerteils 112 aus Edelstahl aufgespritzt worden war.
Das in Beispiel 13 gebildete Lichtempfangselement für Elektrophotographie wurde in Bezug auf die Dichte kugelförmiger Vorsprünge, die Zahl weißer Punkte und die Reproduzierbarkeit der Bilddichte nach denselben Verfahren wie in Beispiel 1 bewertet. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 5 gezeigt. Wie aus Tabelle 5 ersichtlich ist, wurde gefunden, dass gemäß der vorliegenden Erfindung eine aufgedampfte Schicht mit einer geringen Zahl von Strukturfehlern und einer vorzuziehenden Schichtqualität erhalten werden konnte.
Beispiel 14
Ein Lichtempfangselement für Elektrophotographie wurde unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 1 gebildet, außer dass ein Hochfrequenzstrom-Zuführungsbereich 102 angewendet wurde, bei dem ein als Hauptbestandteil Al₂O₃ enthaltender keramischer Werkstoff 113 durch Plasmaspritzen in einer Dicke von 30 μm auf die Oberfläche eines Al-Trägerteils 112 aufgespritzt worden war, und die Hochfrequenz-Stromversorgungseinrichtung 107 eine Schwingungsfrequenz von 200 MHz hatte.
Das in Beispiel 14 gebildete Lichtempfangselement für Elektrophotographie wurde in Bezug auf die Dichte kugelförmiger Vorsprünge, die Zahl weißer Punkte und die Reproduzierbarkeit der Bilddichte nach denselben Verfahren wie in Beispiel 1 bewertet. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 5 gezeigt. Wie aus Tabelle 5 ersichtlich ist, wurde gefunden, dass gemäß der vorliegenden Erfindung eine aufgedampfte Schicht mit einer geringen Zahl von Strukturfehlern und einer vorzuziehenden Schichtqualität erhalten werden konnte.
Beispiel 15
Ein Lichtempfangselement für Elektrophotographie wurde unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 1 gebildet, außer dass ein Hochfrequenzstrom-Zuführungsbereich 102 angewendet wurde, bei dem ein 5 mm dicker Zylinder 113 aus einem als Hauptbestandteil Al₂O₃ enthaltenden keramischen Werkstoff die Oberfläche eines Ti-Trägerteils 112 bedeckte.
Das in Beispiel 15 gebildete Lichtempfangselement für Elektrophotographie wurde in Bezug auf die Dichte kugelförmiger Vorsprünge, die Zahl weißer Punkte und die Reproduzierbarkeit der Bilddichte nach denselben Verfahren wie in Beispiel 1 bewertet. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 5 gezeigt. Wie aus Tabelle 5 ersichtlich ist, wurde gefunden, dass gemäß der vorliegenden Erfindung eine aufgedampfte Schicht mit einer gerin gen Zahl von Strukturfehlern und einer vorzuziehenden Schichtqualität erhalten werden konnte.
Beispiel 16
Ein Lichtempfangselement für Elektrophotographie wurde unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 1 gebildet, außer dass ein Hochfrequenzstrom-Zuführungsbereich 102 angewendet wurde, bei dem ein 1 mm dicker Zylinder 113 aus einem als Hauptbestandteil Al₂O₃ enthaltenden keramischen Werkstoff die Oberfläche eines Al-Trägerteils 112 bedeckte, und die Stromversorgungseinrichtung 107 eine Schwingungsfrequenz von 150 MHz hatte.
Das in Beispiel 16 gebildete Lichtempfangselement für Elektrophotographie wurde in Bezug auf die Dichte kugelförmiger Vorsprünge, die Zahl weißer Punkte und die Reproduzierbarkeit der Bilddichte nach denselben Verfahren wie in Beispiel 1 bewertet. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 5 gezeigt. Wie aus Tabelle 5 ersichtlich ist, wurde gefunden, dass gemäß der vorliegenden Erfindung eine aufgedampfte Schicht mit einer geringen Zahl von Strukturfehlern und einer vorzuziehenden Schichtqualität erhalten werden konnte. Tabelle 5

Anmerkung: Tabelle 5 zeigt Relativwerte der in Beispielen 3 bis 16 erhaltenen Werte für den Fall, dass die in Vergleichsbeispiel 1 erhaltenen Werte als 1,0 angesehen werden.

Beispiel 17
In einer in 2A und 2B gezeigten Vorrichtung zur Bildung aufgedampfter Schichten wurde unter Anwendung einer Hochfrequenz-Stromversorgungseinrichtung 107, die eine Schwingungsfreguenz von 105 MHz hatte, und unter Anwendung einer Hochfrequenzelektrode 102 (12A und 12B), bei der die Oberfläche eines Mittelleiters 121 aus Edelstahl mit einer 3 mm dicken zylindrischen Deckschicht 122, die aus einem als Hauptbestandteil Al₂O₃ enthaltenden keramischen Werkstoff bestand und einen aus Edelstahl bestehenden, ringartigen ringförmigen Leiter 123 mit einer Länge von 20 mm umfasste, bedeckt war, gemäß in Tabelle 6 gezeigten Bedingungen für die Bildung einer photoleitfähigen Schicht auf Bariumborsilicatglas (erhältlich von Corning: 7059), das auf einem zylindrischen Schichtträger 101 aus Aluminium bei jeder von 15 Stellen in seiner Achsenrichtung angeordnet war, eine a-Si-Schicht mit einer Dicke von etwa 1 μm aufgedampft, wodurch eine Leitfähigkeitsverteilungs-Messprobe hergestellt wurde.
Außerdem wurde auf einem Schichtträger aus einkristallinem Silicium, der auf dem zylindrischen Schichtträger 101 aus Aluminium bei jeder von 15 Stellen in seiner Achsenrichtung angeordnet war, unter denselben Schichtbildungsbedingungen wie bei der Leitfähigkeitsverteilungs-Messprobe eine a-Si-Schicht mit einer Dicke von etwa 1 μm aufgedampft, wodurch eine Infrarotabsorptionsverteilungs-Messprobe hergestellt wurde.
Auf dem zylindrischen Schichtträger 101 aus Aluminium wurde unter den in Tabelle 6 gezeigten Schichtbildungsbedingungen eine a-Si-Schicht gebildet, wodurch ein Lichtempfangselement für Elektrophotographie mit einem in 6C gezeigten Schichtaufbau hergestellt wurde.
Beispiel 18
In Beispiel 18 wurden eine Leitfähigkeitsverteilungs-Messprobe, eine Infrarotabsorptionsverteilungs-Messprobe und ein Lichtempfangselement für Elektrophotographie in derselben Weise wie in Beispiel 17 hergestellt, außer dass eine Deckschicht 122, die keinen ringförmigen Leiter 123 umfasste, angewendet wurde.
Die Leitfähigkeitsverteilungs-Messproben, die Infrarotabsorptionsverteilungs-Messproben und die Lichtempfangselemente für Elektrophotographie, die in Beispielen 17 und 18 hergestellt worden waren, wurden in folgenden verfahren bewertet.
(1) Bewertung der Leitfähigkeitsverteilung
Auf der Oberfläche der a-Si-Schicht jeder Leitfähigkeitsverteilungs-Messprobe wurde Chrom (Cr) abgeschieden, um kammförmige Elektroden zu bilden. Die Leitfähigkeitsverteilungs-Messprobe wurde an einer dunklen Stelle angeordnet; zwischen den kammförmigen Elektroden wurde unter Anwendung eines Pa-Meters (erhältlich von Yokokawa Hewlett Packard: 4140B) eine Spannung ange legt, und ein zwischen den kammförmigen Elektroden fließender Dunkelstrom wurde gemessen. Der kammförmige Elektrodenbereich wurde mit dem Laserstrahl eines 5-mW-He-Ne-Lasers bestrahlt, und ein zwischen den kammförmigen Elektroden fließender Hellstrom wurde gemessen. Aus dem Verhältnis des Dunkelstroms zu dem Hellstrom wurde die Leitfähigkeit berechnet. Der Mittelwert der Leitfähigkeit jeder Probe wurde berechnet, und die Differenz zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert wurde durch den Mittelwert dividiert, wodurch eine Leitfähigkeitsverteilung berechnet wurde. Ein hoher Mittelwert der Leitfähigkeit zeigt eine gute Photoleitfähigkeit und eine ausgezeichnete Schichtqualität an, und ein niedriger Verteilungswert zeigt eine ausgezeichnete Gleichmäßigkeit an.
(2) Bewertung der Infrarotabsorptionsverteilung
Jede Infrarotabsorptionsverteilungs-Messprobe wurde in ein Infrarotspektralphotometer (erhältlich von PERKIN ELMER: 1720-X) eingesetzt, und das Infrarotabsorptionsspektrum von Si-H_n (n = 1 bis 3), das in der Nähe von 2000 cm^–1 auftritt, wurde gemessen. Das gemessene Infrarotabsorptionsspektrum wurde einer Wellenformtrennung in das Infrarotabsorptionsspektrum eines Si-H-Radikals in der Nähe von 2000 cm^–1 und die Infrarotabsorptionsspektren von Si-H₂- und Si-H₃-Radikalen in der Nähe von 2100 cm^–1 unterzogen. Das Verhältnis der Infrarotabsorptionsschnittflächen (Absorptionsschnittfläche in der Nähe von 2000 cm^–1/Absorptionsschnittfläche in der Nähe von 2100 cm^–1) dieser Spektren wurde berechnet. Der Mittelwert des Verhältnisses der Infrarotabsorptionsschnittflächen jeder Probe wurde berechnet, und die Differenz zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert wurde durch den Mittelwert dividiert, wodurch eine Infrarotabsorptionsverteilung berechnet wurde. Wenn der Mittelwert des Verhältnisses der Infrarotabsorptionsschnittflächen hoch ist, ist die Zahl der durch das Si-H₂-Radikal und das Si-H₃-Radikal verursachten Strukturfehler in der a-Si-Schicht gering und kann eine ausgezeichnete Schichtqualität erzielt werden. Ein niedriger Verteilungswert zeigt eine ausgezeichnete Gleichmäßigkeit an.
(3) Bewertung der Bilddichteverteilung
Jedes Lichtempfangselement für Elektrophotographie wurde in ein elektrophotographisches Gerät (für ein Experiment durch Umbau von NP6060, erhältlich von CANON INC., erhalten) eingebaut, und ein Vollhalbtonblatt, erhältlich von CANON INC., (Teilezahl: FY9-9042) wurde auf eine Vorlagenträgerplatte aufgelegt und mit dem entsprechenden Lichtempfangselement für Elektrophotographie kopiert. Bei dem erhaltenen kopierten Bild wurden Bilddichten an 15 Stellen in der Achsenrichtung des kopierten Bildes (entsprechend der Achsenrichtung des Lichtempfangselements für Elektrophotographie) durch ein Bilddichtemessgerät (Densitometer; RD914, erhältlich von MACBETH) gemessen. Der Mittelwert der Bilddichten an den jeweiligen Messstellen wurde gemessen, und die Differenz zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert wurde durch den Mittelwert dividiert, wodurch eine Bilddichteverteilung berechnet wurde. Ein niedriger Wert der Bilddichteverteilung zeigt an, dass eine Bilddichte mit geringer Ungleichmäßigkeit und eine ausgezeichnete Gleichmäßigkeit der Bildqualität erzielt werden können.
(4) Bewertung der Gedächtnis- bzw. Geisterbildpotenzialverteilung
Jedes Lichtempfangselement für Elektrophotographie wurde in ein elektrophotographisches Gerät (für ein Experiment durch Umbau von NP6060, erhältlich von CANON INC., erhalten) eingebaut. Ein Gedächtnis- bzw. Geisterbildbewertungsblatt, bei dem ein schwarzes Blatt, erhältlich von CANON INC., (Teilezahl: FY9-9073) und ein weißes Originalkopierpapier von Canon (PB PAPER), die jeweils eine Länge von 5 cm hatten, aufeinanderfolgend auf den Eintrittsbereich eines Vollhalbtonblattes, erhältlich von CANON INC., (Teilezahl: FY9-9042) aufgeklebt waren, wurde auf eins Vorlagenträgerplatte aufgelegt. Anstelle einer Entwicklungseinheit war ein Oberflächenpotenzial-Messgerät (erhältlich von TREK: MODEL 344) eingebaut. An 15 Stellen auf dem Lichtempfangselement für Elektrophotographie in seiner Achsenrichtung wurden Oberflächenpotenziale gemessen. Bei den Messstellen wurde von den Oberflächenpotenzialen an Stellen, die dem Halbtonblatt entsprachen, die Differenz zwischen den Oberflächenpotenzialen an Stellen, die Stellen auf dem schwarzen Blatt und auf dem weißen Kopierpapier bei der Belichtung in dem vorangehenden Zyklus eines Kopiervorgangs entsprachen, berechnet. Dieser Wert wurde als Gedächtnis- bzw. Geisterbildpotenzial angewendet. Der Mittelwert der Gedächtnis- bzw. Geisterbildpotenziale bei den jeweiligen Messstellen wurde berechnet, und die Differenz zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert wurde durch den Mittelwert dividiert, wodurch eine Gedächtnis- bzw. Geisterbildpotenzialverteilung berechnet wurde. Wenn der Mittelwert des Gedächtnis- bzw. Geisterbildpotenziale niedrig ist, ist die Gleichmäßigkeit der Bilddichte ausgezeichnet und die Bildqualität verbessert. Ein niedriger Verteilungswert zeigt eine ausgezeichnete Gleichmäßigkeit an.
Die vorstehend beschriebenen Bewertungen sind in Tabelle 7 gezeigt. Tabelle 7 zeigt Relativwerte der in Beispiel 17 erhaltenen Bewertungsergebnisse für den Fall, dass die in Beispiel 18 erhaltenen Bewertungsergebnisse als 1 angesehen werden. Wie aus Tabelle 7 ersichtlich ist, haben die Proben und das Lichtempfangselement für Elektrophotographie in Beispiel 17 Verteilungswerte der Leitfähigkeit, der Infrarotabsorption, der Bilddichte und des Gedächtnis- bzw. Geisterbildpotenzials, die niedriger sind als diejenigen der Proben und des Lichtempfangselements für Elektrophotographie in Beispiel 18. Die Verteilung der Eigenschaften in Beispiel 17 ist gleichmäßiger als in Beispiel 18, und die Mittelwerte der Leitfähigkeit und der Infrarotabsorption in Beispiel 17 sind größer als in Beispiel 18, und die Schichtqualität der aufgedampften Schicht in Beispiel 17 ist verbessert. Der Mittelwert des Gedächtnis- bzw. Geisterbildpotenzials in Beispiel 17 ist niedriger als in Beispiel 18, und die Bildeigenschaften des Lichtempfangselements für Elektrophotographie in Beispiel 17 sind verbessert.
Gemäß den vorstehenden Ergebnissen konnte im Fall der Anwendung eines ringförmigen Leiters eine aufgedampfte Schicht mit gleichmäßigeren Eigenschaften und einer besseren Schichtqualität ge bildet werden. Folglich wurde gefunden, dass ein Lichtempfangselement für Elektrophotographie mit ausgezeichneteren Bildeigenschaften gebildet werden konnte. Tabelle 6
Tabelle 7

Anmerkung: Alle Werte in Tabelle 7 sind Relativwerte der in Beispiel 17 erhaltenen Werte für den Fall, dass die in Beispiel 18 erhaltenen Werte als 1 angesehen werden.

Beispiel 19
In Beispiel 19 wurden eine Leitfähigkeitsverteilungs-Messprobe, eine Infrarotabsorptionsverteilungs-Messprobe und ein Lichtempfangselement für Elektrophotographie in derselben Weise wie in Beispiel 17 hergestellt, außer dass anstelle der aus keramischem Werkstoff bestehenden zylindrischen Deckschicht 122 eine Deckschicht 122 angewendet wurde, die eine in Tabelle 8 gezeigte Dicke hatte und aus einem in Tabelle 8 gezeigten Material bestand.
Die Leitfähigkeitsverteilungs-Messprobe, die Infrarotabsorptionsverteilungs-Messprobe und das Lichtempfangselement für Elektrophotographie, die in Beispiel 19 hergestellt worden waren, wurden in Bezug auf die Leitfähigkeitsverteilung, die Infrarotabsorptionsverteilung, die Bilddichteverteilung und die Gedächtnis- bzw. Geisterbildpotenzialverteilung nach denselben Verfahren wie in Beispiel 17 bewertet. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 8 gezeigt. Wie aus Tabelle 8 ersichtlich ist, konnte gemäß der vorliegenden Erfindung eine aufgedampfte Schicht mit gleichmäßigen Eigenschaften und einer guten Schichtqualität gebildet werden. Folglich wurde gefunden, dass ein Lichtempfangselement für Elektrophotographie mit ausgezeichneten Bildeigenschaften gebildet werden konnte. Tabelle 8

Anmerkung: Alle Werte in Tabelle 8 sind Relativwerte der in Beispiel 19 erhaltenen Werte für den Fall, dass die in Beispiel 18 erhaltenen Werte als 1 angesehen werden.

Beispiel 20
In Beispiel 20 wurden eine Leitfähigkeitsverteilungs-Messprobe, eine Infrarotabsorptionsverteilungs-Messprobe und ein Lichtempfangselement für Elektrophotographie in derselben Weise wie in Beispiel 17 hergestellt, außer dass anstelle der in Beispiel 17 angewendeten Hochfrequenzelektrode 102 eine Hochfrequenzelektrode 102 (in 13 gezeigt) angewendet wurde, bei der zur Bildung einer Deckschicht 422 ein als Hauptbestandteil Al₂O₃ enthaltender keramischer Werkstoff durch Plasmaspritzen in einer Dicke von 50 μm auf die Oberfläche eines Mittelleiters 421 aus Edelstahl aufgespritzt, auf der Deckschicht 422 ein aus Edelstahl bestehender, ringartiger ringförmiger Leiter 423 mit einer Länge von 15 mm angeordnet und ferner zur Bildung der Deckschicht 422 auf dem ringförmigen Leiter 423 ein als Hauptbestandteil Al₂O₃ enthaltender keramischer Werkstoff durch Plasmaspritzen in einer Dicke von 100 μm auf den ringförmigen Leiter 423 aufgespritzt worden war.
Die Leitfähigkeitsverteilungs-Messprobe, die Infrarotabsorptionsverteilungs-Messprobe und das Lichtempfangselement für Elektrophotographie, die in Beispiel 20 hergestellt worden waren, wurden in Bezug auf die Leitfähigkeitsverteilung, die Infrarotabsorptionsverteilung, die Bilddichteverteilung und die Gedächtnis- bzw. Geisterbildpotenzialverteilung nach denselben Verfahren wie in Beispiel 17 bewertet. Als Ergebnis konnten eine Leitfähigkeitsverteilungs-Messprobe, eine Infrarotabsorptionsverteilungs-Messprobe und ein Lichtempfangselement für Elektrophotographie erhalten werden, die dieselben Eigenschaften wie diejenigen von Beispiel 17 hatten. Gemäß der vorliegenden Erfindung konnte eine aufgedampfte Schicht mit gleichmäßigen Eigenschaften und einer guten Schichtqualität gebildet werden. Folglich wurde gefunden, dass ein Lichtempfangselement für Elektrophotographie mit ausgezeichneten Bildeigenschaften gebildet werden konnte.
Beispiel 21
In Beispiel 21 wurden eine Leitfähigkeitsverteilungs-Messprobe, eine Infrarotabsorptionsverteilungs-Messprobe und ein Lichtempfangselement für Elektrophotographie in derselben Weise wie in Beispiel 20 hergestellt, außer dass ein keramischer Werkstoff, der als Hauptbestandteil ein in Tabelle 9 gezeigtes Material enthielt, durch Plasmaspritzen in einer in Tabelle 9 gezeigten Dicke auf die Oberfläche eines Mittelleiters 421 aus Edelstahl aufgespritzt wurde, um eine Deckschicht 422 zu bilden, ein ringförmiger Leiter 423 in derselben Weise wie in Beispiel 20 auf der Deckschicht 422 angeordnet wurde und ferner zur Bildung der Deckschicht 422 auf dem ringförmigen Leiter 423 ein keramischer Werkstoff, der als Hauptbestandteil dasselbe Material wie in Beispiel 20 enthielt, durch Plasmaspritzen in einer Dicke von 100 μm auf den ringförmigen Leiter 423 aufgespritzt wurde.
Die Leitfähigkeitsverteilungs-Messprobe, die Infrarotabsorptionsverteilungs-Messprobe und das Lichtempfangselement für Elektrophotographie, die in Beispiel 21 hergestellt worden waren, wurden in Bezug auf die Leitfähigkeitsverteilung, die Infrarotabsorptionsverteilung, die Bilddichteverteilung und die Gedächtnis- bzw. Geisterbildpotenzialverteilung nach denselben Verfahren wie in Beispiel 17 bewertet. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 9 gezeigt. Wie aus Tabelle 9 ersichtlich ist, konnte gemäß der vorliegenden Erfindung eine aufgedampfte Schicht mit gleichmäßigen Eigenschaften und einer guten Schichtqualität gebildet werden. Folglich wurde gefunden, dass ein Lichtempfangselement für Elektrophotographie mit ausgezeichneten Bildeigenschaften gebildet werden konnte. Tabelle 9

Anmerkung: Alle Werte in Tabelle 9 sind Relativwerte der in Beispiel 21 erhaltenen Werte für den Fall, dass die in Beispiel 18 erhaltenen Werte als 1 angesehen werden.

Beispiel 22
In Beispiel 22 wurden eine Leitfähigkeitsverteilungs-Messprobe, eine infrarotabsorptionsverteilungs-Messprobe und ein Lichtempfangselement für Elektrophotographie in derselben Weise wie in Beispiel 17 hergestellt, außer dass ein ringförmiger Leiter 123 angewendet wurde, der aus einem in Tabelle 10 gezeigten Material bestand.
Die Leitfähigkeitsverteilungs-Messprobe, die Infrarotabsorptionsverteilungs-Messprobe und das Lichtempfangselement für Elektrophotographie, die in Beispiel 22 hergestellt worden waren, wurden in Bezug auf die Leitfähigkeitsverteilung, die Infrarotabsorptionsverteilung, die Bilddichteverteilung und die Gedächtnis- bzw. Geisterbildpotenzialverteilung nach denselben Verfahren wie in Beispiel 17 bewertet. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 10 gezeigt. Wie aus Tabelle 10 ersichtlich ist, konnte gemäß der vorliegenden Erfindung eine aufgedampfte Schicht mit gleichmäßigen Eigenschaften und einer guten Schichtqualität gebildet werden. Folglich wurde gefunden, dass ein Lichtempfangselement für Elektrophotographie mit ausgezeichneten Bildeigenschaften gebildet werden konnte. Tabelle 10

Anmerkung: Alle Werte in Tabelle 10 sind Relativwerte der in Beispiel 22 erhaltenen Werte für den Fall, dass die in Beispiel 18 erhaltenen Werte als 1 angesehen werden.

Beispiel 23
In Beispiel 23 wurden eine Leitfähigkeitsverteilungs-Messprobe, eine Infrarotabsorptionsverteilungs-Messprobe und ein Lichtempfangselement für Elektrophotographie in derselben Weise wie in Beispiel 17 hergestellt, außer dass anstelle der in Beispiel 17 angewendeten Hochfrequenzelektrode 102 eine Hochfrequenzelektrode 102 (in 14 gezeigt) angewendet wurde, bei der in einer um einen Mittelleiter 431 aus Edelstahl herum gebildeten Deckschicht 432 zwei ringartige ringförmige Leiter 433, die aus Edelstahl bestanden, enthalten waren.
Die Leitfähigkeitsverteilungs-Messprobe, die Infrarotabsorptionsverteilungs-Messprobe und das Lichtempfangselement für Elek trophotographie, die in Beispiel 23 hergestellt worden waren, wurden in Bezug auf die Leitfähigkeitsverteilung, die Infrarotabsorptionsverteilung, die Bilddichteverteilung und die Gedächtnis- bzw. Geisterbildpotenzialverteilung nach denselben Verfahren wie in Beispiel 17 bewertet. Als Ergebnis konnten eine Leitfähigkeitsverteilungs Messprobe, eine Infrarotabsorptionsverteilungs-Messprobe und ein Lichtempfangselement für Elektrophotographie erhalten werden, die dieselben Eigenschaften wie diejenigen von Beispiel 17 hatten. Gemäß der vorliegenden Erfindung konnte eine aufgedampfte Schicht mit gleichmäßigen Eigenschaften und einer guten Schichtqualität gebildet werden. Folglich wurde gefunden, dass ein Lichtempfangselement für Elektrophotographie mit ausgezeichneten Bildeigenschaften gebildet werden konnte.
Beispiel 24
In Beispiel 24 wurden eine Leitfähigkeitsverteilungs-Messprobe, eine Infrarotabsorptionsverteilungs-Messprobe und ein Lichtempfangselement für Elektrophotographie in derselben Weise wie in Beispiel 17 hergestellt, außer dass anstelle der in Beispiel 17 angewendeten Hochfrequenzelektrode 102 eine Hochfrequenzelektrode 102 (in 15A und 15B gezeigt) angewendet wurde, bei der in einer um einen Mittelleiter 441 aus Edelstahl herum gebildeten Deckschicht 442 ein spiralförmiger ringförmiger Leiter 443, der aus Edelstahl bestand, enthalten war.
Die Leitfähigkeitsverteilungs-Messprobe, die Infrarotabsorptionsverteilungs-Messprobe und das Lichtempfangselement für Elektrophotographie, die in Beispiel 24 hergestellt worden waren, wurden in Bezug auf die Leitfähigkeitsverteilung, die Infrarotabsorptionsverteilung, die Bilddichteverteilung und die Gedächtnis- bzw. Geisterbildpotenzialverteilung nach denselben Verfahren wie in Beispiel 17 bewertet. Als Ergebnis konnten eine Leitfähigkeitsverteilungs-Messprobe, eine Infrarotabsorptionsverteilungs-Messprobe und ein Lichtempfangselement für Elektrophotographie erhalten werden, die dieselben Eigenschaften wie diejenigen von Beispiel 17 hatten. Gemäß der vorliegenden Er– findung konnte eine aufgedampfte Schicht mit gleichmäßigen Eigenschaften und einer guten Schichtqualität gebildet werden. Folglich wurde gefunden, dass ein Lichtempfangselement für Elektrophotographie mit ausgezeichneten Bildeigenschaften gebildet werden konnte.
Beispiel 25
In Beispiel 25 wurden eine Leitfähigkeitsverteilungs-Messprobe, eine Infrarotabsorptionsverteilungs-Messprobe und ein Lichtempfangselement für Elektrophotographie mit einen in 6E gezeigten Schichtaufbau in derselben Weise wie in Beispiel 17 hergestellt, außer dass anstelle der in Beispiel 17 angewendeten Hochfrequenzelektrode 102 eine Hochfrequenzelektrode 102 (in 16 gezeigt) angewendet wurde, bei der in einer um einen Mittelleiter 451 aus Edelstahl herum gebildeten Deckschicht 452 ein spiralförmiger ringförmiger Leiter 453, der geerdet war und aus Edelstahl bestand, enthalten war, und eine Schichtbildung unter den in Tabelle 11 gezeigten Schichtbildungsbedingungen durchgeführt wurde.
Beispiel 26
In Beispiel 26 wurden eine Leitfähigkeitsverteilungs-Messprobe, eine Infrarotabsorptionsverteilungs-Messprobe und ein Lichtempfangselement für Elektrophotographie in derselben Weise wie in Beispiel 25 hergestellt, außer dass eine Deckschicht 452 angewendet wurde, in der kein ringförmiger Leiter 453 enthalten war.
Die in Beispielen 25 und 26 hergestellten Leitfähigkeitsverteilungs-Messproben, Infrarotabsorptionsverteilungs-Messproben und Lichtempfangselemente für Elektrophotographie wurden in Bezug auf die Leitfähigkeitsverteilung, die Infrarotabsorptionsverteilung, die Bilddichteverteilung und die Gedächtnis- bzw. Geisterbildpotenzialverteilung nach denselben Verfahren wie in Beispiel 17 bewertet. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 12 gezeigt. Tabelle 12 zeigt Relativwerte der in Beispiel 25 erhaltenen Bewertungsergebnisse für den Fall, dass die in Beispiel 26 erhaltenen Bewertungsergebnisse als 1 angesehen werden. Wie aus Tabelle 12 ersichtlich ist, sind die Proben und das Lichtempfangselement für Elektrophotographie, die in Beispiel 25 erhalten wurden, in Bezug auf jede Bewertung ausgezeichneter als die Proben und das Lichtempfangselement für Elektrophotographie, die in Beispiel 26 erhalten wurden. In Beispiel 25 konnte eine aufgedampfte Schicht mit gleichmäßigeren Eigenschaften und einer besseren Schichtqualität gebildet werden. Folglich wurde gefunden, dass ein Lichtempfangselement für Elektrophotographie mit ausgezeichneteren Bildeigenschaften gebildet werden konnte. Tabelle 11
Tabelle 12

Anmerkung: Alle Werte in Tabelle 12 sind Relativwerte der in Beispiel 25 erhaltenen Werte für den Fall, dass die in Beispiel 26 erhaltenen Werte als 1 angesehen werden.

Beispiel 27
In Beispiel 27 wurden eine Leitfähigkeitsverteilungs-Messprobe, eine Infrarotabsorptionsverteilungs-Messprobe und ein Lichtempfangselement für Elektrophotographie in derselben Weise wie in Beispiel 17 hergestellt, außer dass der Mittelleiter 121 aus einem in Tabelle 13 gezeigten Material bestand.
Die Leitfähigkeitsverteilungs-Messprobe, die Infrarotabsorptionsverteilungs-Messprobe und das Lichtempfangselement für Elektrophotographie, die in Beispiel 27 hergestellt worden waren, wurden in Bezug auf die Leitfähigkeitsverteilung, die Infrarotabsorptionsverteilung, die Bilddichteverteilung und die Gedächtnis- bzw. Geisterbildpotenzialverteilung nach denselben Verfahren wie in Beispiel 17 bewertet. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 13 gezeigt. Wie aus Tabelle 13 ersichtlich ist, konnte gemäß der vorliegenden Erfindung eine aufgedampfte Schicht mit gleichmäßigen Eigenschaften und einer guten Schichtgualität gebildet werden. Folglich wurde gefunden, dass ein Lichtempfangselement für Elektrophotographie mit ausgezeichneten Bildeigenschaften gebildet werden konnte. Tabelle 13

Anmerkung: Alle Werte in Tabelle 13 sind Relativwerte der in Beispiel 27 erhaltenen Werte für den Fall, dass die in Beispiel 18 erhaltenen Werte als 1 angesehen werden.

Beispiel 28
In Beispiel 28 wurden eine Leitfähigkeitsverteilungs-Messprobe, eine Infrarotabsorptionsverteilungs-Messprobe und ein Lichtempfangselement für Elektrophotographie in derselben Weise wie in Beispiel 17 hergestellt, außer dass anstelle der in Beispiel 17 angewendeten Hochfrequenzelektrode 102 eine Hochfrequenzelektrode 102 (in 17A und 17B gezeigt) angewendet wurde, bei der von einem Mittelleiter 461 aus Edelstahl mit einem darein eingebauten Mantelheizelement 464 Gebrauch gemacht wurde, und die Hochfrequenzelektrode 102 auf 200 °C erhitzt wurde.
Die Leitfähigkeitsverteilungs-Messprobe, die Infrarotabsorptionsverteilungs-Messprobe und das Lichtempfangselement für Elektrophotographie, die in Beispiel 28 hergestellt worden waren, wurden in Bezug auf die Leitfähigkeitsverteilung, die Infrarotabsorptionsverteilung, die Bilddichteverteilung und die Gedächtnis- bzw. Geisterbildpotenzialverteilung nach denselben Verfahren wie in Beispiel 17 bewertet. Als Ergebnis konnten eine Leitfähigkeitsverteilungs-Messprobe, eine Infrarotabsorptionsverteilungs-Messprobe und ein Lichtempfangselement für Elektrophotographie erhalten werden, die dieselben Eigenschaften wie diejenigen von Beispiel 17 hatten. Gemäß der vorliegenden Erfindung konnte eine aufgedampfte Schicht mit gleichmäßigen Eigenschaften und einer guten Schichtqualität gebildet werden. Folglich wurde gefunden, dass ein Lichtempfangselement für Elektrophotographie mit ausgezeichneten Bildeigenschaften gebildet werden konnte.
Beispiel 29
In Beispiel 29 wurden eine Leitfähigkeitsverteilungs-Messprobe, eine Infrarotabsorptionsverteilungs-Messprobe und ein Lichtempfangselement für Elektrophotographie in derselben Weise wie in Beispiel 17 hergestellt, außer dass anstelle der in Beispiel 17 angewendeten Hochfrequenzelektrode 102 eine Hochfrequenzelektrode 102 (in 17A und 17B gezeigt) angewendet wurde, bei der anstelle eines Mittelleiters 461 mit einem darein eingebauten Mantelheizelement 464 von einem Mittelleiter 461 aus Edelstahl mit einem darein eingebauten wassergekühlten Rohr 464 Gebrauch gemacht wurde, und die Hochfrequenzelektrode 102 auf 40 °C erhitzt wurde.
Die Leitfähigkeitsverteilungs-Messprobe, die Infrarotabsorptionsverteilungs-Messprobe und das Lichtempfangselement für Elektrophotographie, die in Beispiel 29 hergestellt worden waren, wurden in Bezug auf die Leitfähigkeitsverteilung, die Infrarotabsorptionsverteilung, die Bilddichteverteilung und die Gedächtnis- bzw. Geisterbildpotenzialverteilung nach denselben Verfahren wie in Beispiel 17 bewertet. Als Ergebnis konnten eine Leitfähigkeitsverteilungs-Messprobe, eine Infrarotabsorptionsverteilungs-Messprobe und ein Lichtempfangselement für Elektrophotographie erhalten werden, die dieselben Eigenschaften wie diejenigen von Beispiel 17 hatten. Gemäß der vorliegenden Erfindung konnte eine aufgedampfte Schicht mit gleichmäßigen Eigenschaften und einer guten Schichtqualität gebildet werden. Folglich wurde gefunden, dass ein Lichtempfangselement für Elektrophotographie mit ausgezeichneten Bildeigenschaften gebildet werden konnte.
Beispiel 30
In Beispiel 30 wurden eine Leitfähigkeitsverteilungs-Messprobe, eine Infrarotabsorptionsverteilungs-Messprobe und ein Lichtempfangselement für Elektrophotographie in derselben Weise wie in Beispiel 17 hergestellt, außer dass anstelle der Hochfrequenzelektrode und der Einrichtung für die Zuführung von gasförmigem Ausgangsmaterial, die in Beispiel 17 angewendet wurden, die Hochfrequenzelektrode 102 (in 18A und 18B gezeigt), die auch als Einrichtung für die Zuführung von gasförmigem Ausgangsmaterial diente, angewendet wurde und die Schichtbildung unter den in Tabelle 14 gezeigten Schichtbildungsbedingungen durchgeführt wurde. Wie in 18A und 18B gezeigt ist, hat die Hochfrequenzelektrode 102 einen ringförmigen Leiter 473. Ein Gaszuführungsweg 193 steht mit einer großen Zahl von Gasauslasslöchern 194 in Verbindung. Bezugszahl 471 bezeichnet eine leitfähige Elektrode, die aus Edelstahl o.dgl. besteht.
Beispiel 31
In Beispiel 31 wurden eine Leitfähigkeitsverteilungs-Messprobe, eine Infrarotabsorptionsverteilungs Messprobe und ein Lichtempfangselement für Elektrophotographie in derselben Weise wie in Beispiel 30 hergestellt, außer dass eine Deckschicht 472 angewendet wurde, die keinen ringförmigen Leiter 473 umfasste.
Die in Beispielen 30 und 31 hergestellten Leitfähigkeitsverteilungs-Messproben, Infrarotabsorptionsverteilungs-Messproben und Lichtempfangselemente für Elektrophotographie wurden in Bezug auf die Leitfähigkeitsverteilung, die Infrarotabsorptionsverteilung, die Bilddichteverteilung und die Gedächtnis- bzw. Geisterbildpotenzialverteilung nach denselben verfahren wie in Beispiel 17 bewertet. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 15 gezeigt. Tabelle 15 zeigt Relativwerte der in Beispiel 30 erhaltenen Bewertungsergebnisse für den Fall, dass die in Beispiel 31 erhaltenen Bewertungsergebnisse als 1 angesehen werden. Wie aus Tabelle 15 ersichtlich ist, sind die Proben und das Lichtempfangselement für Elektrophotographie, die in Beispiel 30 erhalten wurden, in Bezug auf jede Bewertung ausgezeichneter als die Proben und das Lichtempfangselement für Elektrophotographie, die in Beispiel 31 erhalten wurden. Als in der Deckschicht der ringförmige Leiter gebildet wurde, konnte eine aufgedampfte Schicht mit gleichmäßigeren Eigenschaften und einer besseren Schichtqualität gebildet werden. Folglich wurde gefunden, dass ein Lichtempfangselement für Elektrophotographie mit ausgezeichneten Bildeigenschaften gebildet werden konnte. Tabelle 14
Tabelle 15

Anmerkung: Alle Werte in Tabelle 15 sind Relativwerte der in Beispiel 30 erhaltenen Werte für den Fall, dass die in Beispiel 31 erhaltenen Werte als 1 angesehen werden.

Beispiel 32
In Beispiel 32 wurden eine Leitfähigkeitsverteilungs-Messprobe, eine Infrarotabsorptionsverteilungs-Messprobe und ein Lichtempfangselement für Elektrophotographie in derselben Weise wie in Beispiel 17 hergestellt, außer dass eine Vorrichtung zur Bildung aufgedampfter Schichten angewendet wurde, die anstelle der in Beispiel 17 angewendeten Hochfrequenzelektrode 102 mehr als eine Hochfrequenzelektrode 102 hatte (in 19A und 19B gezeigt).
Die Leitfähigkeitsverteilungs-Messprobe, die Infrarotabsorptionsverteilungs-Messprobe und das Lichtempfangselement für Elektrophotographie, die in Beispiel 32 hergestellt worden waren, wurden in Bezug auf die Leitfähigkeitsverteilung, die Infrarotabsorptionsverteilung, die Bilddichteverteilung und die Gedächtnis- bzw. Geisterbildpotenzialverteilung nach denselben verfahren wie in Beispiel 17 bewertet. Als Ergebnis konnten eine Leitfähigkeitsverteilungs-Messprobe, eine Infrarotabsorptionsverteilungs-Messprobe und ein Lichtempfangselement für Elektrophotographie, die dieselben Eigenschaften wie diejenigen von Beispiel 17 hatten, erhalten werden. Gemäß der vorliegenden Erfindung konnte eine aufgedampfte Schicht mit gleichmäßigen Eigenschaften und einer guten Schichtqualität gebildet werden. Folglich wurde gefunden, dass ein Lichtempfangselement für Elektrophotographie mit ausgezeichneten Bildeigenschaften gebildet werden konnte.
Beispiel 33
In Beispiel 33 wurden eine Leitfähigkeitsverteilungs-Messprobe, eine Infrarotabsorptionsverteilungs-Messprobe und ein Lichtempfangselement für Elektrophotographie in derselben Weise wie in Beispiel 17 hergestellt, außer dass die Schwingungsfrequenz der Hochfrequenz-Stromversorgungseinrichtung 107 zu einer in Tabelle 16 gezeigten Schwingungsfrequenz verändert wurde.
Beispiel 34
In Beispiel 34 wurden eine Leitfähigkeitsverteilungs-Messprobe, eine Infrarotabsorptionsverteilungs-Messprobe und ein Lichtempfangselement für Elektrophotographie in derselben Weise wie in Beispiel 17 hergestellt, außer dass die Schwingungsfrequenz der Hochfrequenz-Stromversorgungseinrichtung 107 zu 13,56 MHz verändert wurde.
Beispiel 35
In Beispiel 35 wurden eine Leitfähigkeitsverteilungs-Messprobe, eine Infrarotabsorptionsverteilungs-Messprobe und ein Lichtempfangselement für Elektrophotographie in derselben Weise wie in Beispiel 17 hergestellt, außer dass die Schwingungsfrequenz der Hochfrequenz-Stromversorgungseinrichtung 107 zu 500 MHz verändert wurde.
Die in Beispielen 33 bis 35 hergestellten Leitfähigkeitsverteilungs-Messproben, Infrarotabsorptionsverteilungs-Messproben und Lichtempfangselemente für Elektrophotographie wurden in Bezug auf die Leitfähigkeitsverteilung, die Infrarotabsorptionsverteilung, die Bilddichteverteilung und die Gedächtnis- bzw. Geisterbildpotenzialverteilung nach denselben Verfahren wie in Beispiel 17 bewertet. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 16 gezeigt. Tabelle 16 zeigt Relativwerte der in Beispielen 33 und 35 erhaltenen Bewertungsergebnisse für den Fall, dass die in Beispiel 34 erhaltenen Bewertungsergebnisse als 1 angesehen werden. Wie aus Tabelle 16 ersichtlich ist, sind die Proben und das Lichtempfangselement für Elektrophotographie, die in Beispiel 33 erhalten wurden, in Bezug auf jede Bewertung ausgezeichneter als die Proben und das Lichtempfangselement für Elektrophotographie, die in Beispielen 34 und 35 erhalten wurden. In Beispiel 33 konnte eine aufgedampfte Schicht mit gleichmäßigeren Eigenschaften und einer besseren Schichtqualität gebildet werden. Folglich wurde gefunden, dass ein Lichtempfangselement für Elektrophotographie mit ausgezeichneten Bildeigenschaften gebildet werden konnte. Tabelle 16

Anmerkung: Alle Werte in Tabelle 16 sind Relativwerte der in Beispielen 33 und 35 erhaltenen Werte für den Fall, dass die in Beispiel 34 erhaltenen Werte als 1 angesehen werden.

Beispiel 36
Eine Leitfähigkeitsverteilungs-Messprobe, eine Infrarotabsorptionsverteilungs-Messprobe und ein Lichtempfangselement für Elektrophotographie mit einem in 6D gezeigten Schichtaufbau wurden in derselben Weise wie in Beispiel 17 hergestellt, außer dass die in 4A und 4B gezeigte Vorrichtung zur Bildung aufgedampfter Schichten angewendet wurde, dieselbe Hoch frequenzelektrode 102 wie in Beispiel 17 angewendet wurde und die Schichtbildung unter den in Tabelle 17 gezeigten Schichtbildungsbedingungen durchgeführt wurde.
Beispiel 37
In Beispiel 37 wurden eine Leitfähigkeitsverteilungs-Messprobe, eine Infrarotabsorptionsverteilungs-Messprobe und ein Lichtempfangselement für Elektrophotographie in derselben Weise wie in Beispiel 36 hergestellt, außer dass dieselbe Hochfrequenzelektrode 102 wie in Beispiel 18 angewendet wurde.
Die in Beispielen 36 und 37 hergestellten Leitfähigkeitsverteilungs-Messproben, Infrarotabsorptionsverteilungs-Messproben und Lichtempfangselemente für Elektrophotographie wurden in Bezug auf die Leitfähigkeitsverteilung, die Infrarotabsorptionsverteilung, die Bilddichteverteilung und die Gedächtnis- bzw. Geisterbildpotenzialverteilung nach denselben Verfahren wie in Beispiel 17 bewertet. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 18 gezeigt. Tabelle 18 zeigt Relativwerte der in Beispiel 36 erhaltenen Bewertungsergebnisse für den Fall, dass die in Beispiel 37 erhaltenen Bewertungsergebnisse als 1 angesehen werden. Wie aus Tabelle 18 ersichtlich ist, sind die Proben und das Lichtempfangselement für Elektrophotographie, die in Beispiel 36 erhalten wurden, in Bezug auf jede Bewertung ausgezeichneter als die Proben und das Lichtempfangselement für Elektrophotographie, die in Beispiel 37 erhalten wurden. In Beispiel 36 konnte eine aufgedampfte Schicht mit gleichmäßigeren Eigenschaften und einer besseren Schichtqualität gebildet werden. Folglich wurde gefunden, dass ein Lichtempfangselement für Elektrophotographie mit ausgezeichneteren Bildeigenschaften gebildet werden konnte. Tabelle 17
Tabelle 18

Anmerkung: Alle Werte in Tabelle 18 sind Relativwerte der in Beispiel 36 erhaltenen Werte für den Fall, dass die in Beispiel 37 erhaltenen Werte als 1 angesehen werden.

Wie vorstehend beschrieben worden ist, kann gemäß der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zur Bildung aufgedampfter Schichten bereitgestellt werden, mit der die Zahl der Strukturfehler einer aufgedampften Schicht vermindert werden kann.
Durch die vorliegende Erfindung kann eine Vorrichtung zur Bildung aufgedampfter Schichten bereitgestellt werden, die vorzugsweise angewendet wird, um ein Lichtempfangselement für Elektrophotographie mit ausgezeichneten Bildeigenschaften herzustellen.
Durch die vorliegende Erfindung kann eine Vorrichtung zur Bildung aufgedampfter Schichten bereitgestellt werden, mit der eine aufgedampfte Schicht gebildet werden kann, die in Bezug auf die Gleichmäßigkeit der Eigenschaften, die Schichteigenschaften oder die Qualität ausgezeichnet ist.
Außerdem kann durch die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur Bildung aufgedampfter Schichten bereitgestellt werden, bei der eine aufgedampfte Schicht frei oder im Wesentlichen frei von Schwankungen der Schichtdicke ist und die Schichtbildung stabil durchgeführt werden kann, so dass die Fertigungskosten vermindert werden können und eine Schichtbildung mit einem ausgezeichneten Kosten-Leistungs-Verhältnis durchgeführt werden kann.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehende Beschreibung und die vorstehenden Zeichnungen und Beispiele beschränkt. Es können verschiedene Abänderungen und Kombinationen durchgeführt werden, ohne von dem in den beigefügten Ansprüchen definierten Geltungsbereich der Erfindung abzuweichen.

Claims

Vorrichtung zur Bildung aufgedampfter Schichten mit einer Einrichtung für die Zuführung eines gasförmigen Ausgangsmaterials zu einem Reaktionsbehälter, dessen Innendruck vermindert werden kann und in dem eine Vielzahl von zylindrischen Schichtträgern angeordnet sind, und einer Hochfrequenz-Stromversorgungseinrichtung, die dafür bestimmt ist, dem erwähnten Reaktionsbehälter, in dem die erwähnten zylindrischen Schichtträger angeordnet sind, einen Hochfrequenzstrom mit einer Frequenz von 20 MHz bis 450 MHz zuzuführen, wobei das gasförmige Ausgangsmaterial durch den Hochfrequenzstrom zersetzt wird, so dass es zur Bildung einer aufgedampften Schicht auf den erwähnten zylindrischen Schichtträgern befähigt ist, wobei der Hauptteil eines Zuführungsbereichs der erwähnten Hochfrequenz-Stromversorgungseinrichtung in dem erwähnten Reaktionsbehälter eine zylindrische Gestalt hat, dadurch gekennzeichnet, dass der erwähnte Zuführungsbereich ein leitfähiges Teil, das als Trägerteil dient, und einen keramischen Werkstoff, der ein hohes Haftvermögen an der erwähnten aufgedampften Schicht zeigt und die Oberfläche des leitfähigen Teils bedeckt, umfasst.
Vorrichtung zur Bildung aufgedampfter Schichten nach Anspruch 1, bei der der erwähnte Hochfrequenzstrom-Zuführungsbereich ein leitfähiges Teil, das als Trägerteil dient, und ein Isolatormaterial, das die Oberfläche des leitfähigen Teils bedeckt, umfasst.
Vorrichtung zur Bildung aufgedampfter Schichten nach einem der Ansprüche 1 und 2, bei der der erwähnte Hochfrequenzstrom-Zuführungsbereich auch als Einrichtung für die Zuführung von gasförmigem Ausgangsmaterial angewendet wird.
Vorrichtung zur Bildung aufgedampfter Schichten nach Anspruch 1, bei der der keramische Werkstoff des erwähnten Hochfrequenzstrom-Zuführungsbereichs mindestens einer ist, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Al₂O₃, BN, AlN, ZrSiO₄, TiO₂, Cr₂O₃ und MgO besteht.
Vorrichtung zur Bildung aufgedampfter Schichten nach Anspruch 1 oder 4, bei der durch Plasmaspritzen bewirkt wird, dass der keramische Werkstoff an dem leitfähigen Teil anhaftet.
Vorrichtung zur Bildung aufgedampfter Schichten nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der ein Mechanismus zum Erhitzen oder Abkühlen des erwähnten Hochfrequenzstrom-Zuführungsbereichs angeordnet ist.
Vorrichtung zur Bildung aufgedampfter Schichten nach einem der Ansprüche 1 bis 6, die ferner eine Einrichtung für die Zuführung von Mikrowellenleistung zu dem erwähnten Reaktionsbehälter umfasst.
Vorrichtung zur Bildung aufgedampfter Schichten nach einem der Ansprüche 1 und 2, bei der das erwähnte leitfähige Teil des erwähnten Hochfrequenzstrom-Zuführungsbereichs eines umfasst, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Metallen wie z.B. Al, Fe, Ni, Cr, Ti, Mo, Au, In, Nb, Te, V, Pt und Pb und einer Legierung, die diese Metalle enthält, besteht.
Vorrichtung zur Bildung aufgedampfter Schichten nach einem der Ansprüche 1 und 2, bei der das erwähnte leitfähige Teil des erwähnten Hochfrequenzstrom-Zuführungsbereichs mindestens eines umfasst, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Edelstahl und Inconel besteht.
Vorrichtung zur Bildung aufgedampfter Schichten nach Anspruch 1, bei der die erwähnte Vielzahl von Schichtträgern auf einem konzentrischen Kreis angeordnet sind.
Vorrichtung zur Bildung aufgedampfter Schichten nach Anspruch 1, bei der ein Mechanismus zum Drehen der erwähnten Schichtträger angeordnet ist.
Vorrichtung zur Bildung aufgedampfter Schichten nach Anspruch 7, bei der die Mikrowellenleistung einem durch Anordnung der erwähnten Schichtträger gebildeten Raum zugeführt wird.
Vorrichtung zur Bildung aufgedampfter Schichten nach einem der Ansprüche 1 und 2, bei der das erwähnte leitfähige Teil einen Hohlbereich und ein Loch, das mit dem Hohlbereich in Verbindung steht, hat.
Vorrichtung zur Bildung aufgedampfter Schichten nach Anspruch 1, bei der als die erwähnte Hochfrequenz-Stromversorgungseinrichtung mehr als eine bereitgestellt wird.
Vorrichtung zur Bildung aufgedampfter Schichten nach Anspruch 1, bei der die erwähnte Hochfrequenz-Stromversorgungseinrichtung einen leitfähigen Mittelleiter, ein Isolierteil, das den erwähnten Mittelleiter bedeckt, und einen ringförmigen Leiter, der in dem erwähnten Isolierteil angeordnet ist und den erwähnten Mittelleiter umgibt, umfasst.
Vorrichtung zur Bildung aufgedampfter Schichten nach Anspruch 15, bei der das erwähnte Isolierteil das erwähnte Material ist, das ein hohes Haftvermögen an der erwähnten aufgedampften Schicht zeigt.
Vorrichtung zur Bildung aufgedampfter Schichten nach Anspruch 15 oder 16, bei der das erwähnte Isolierteil ein keramischer Werkstoff ist.
Vorrichtung zur Bildung aufgedampfter Schichten nach Anspruch 17, bei der der keramische Werkstoff mindestens einer ist, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Al₂O₃, BN, AlN, ZrSiO₄, TiO₂, Cr₂O₃ und MgO besteht.
Vorrichtung zur Bildung aufgedampfter Schichten nach Anspruch 17 oder 18, bei der der keramische Werkstoff durch Plasmaspritzen gebildet wird.
Vorrichtung zur Bildung aufgedampfter Schichten nach Anspruch 15, bei der der erwähnte Mittelleiter einen umfasst, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die auf Metallen wie z.B. Al, Fe, Ni, Cr, Ti, Mo, Au, In, Nb, Te, V, Pt und Pb und einer Legierung, die diese Metalle enthält, besteht.
Vorrichtung zur Bildung aufgedampfter Schichten nach Anspruch 15, bei der der erwähnte Mittelleiter einen umfasst, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Edelstahl und Inconel besteht.
Vorrichtung zur Bildung aufgedampfter Schichten nach Anspruch 15, bei der der erwähnte ringförmige Leiter eine ringartige Gestalt hat.
Vorrichtung zur Bildung aufgedampfter Schichten nach Anspruch 15, bei der der erwähnte ringförmige Leiter eine spiralförmige Gestalt hat.
Vorrichtung zur Bildung aufgedampfter Schichten nach einem der Ansprüche 15, 22 und 23, bei der als der erwähnte ringförmige Leiter mehr als einer bereitgestellt wird.
Vorrichtung zur Bildung aufgedampfter Schichten nach einem der Ansprüche 15 und 22 bis 24, bei der der erwähnte ringförmige Leiter geerdet ist.
Vorrichtung zur Bildung aufgedampfter Schichten nach einem der Ansprüche 15 und 22 bis 25, bei der der erwähnte ringförmige Leiter einen umfasst, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Metallen wie z.B. Al, Fe, Ni, Cr, Ti, Mo, Au, In, Nb, Te, V, Pt und Pb und einer Legierung, die diese Metalle enthält, besteht.
Vorrichtung zur Bildung aufgedampfter Schichten nach einem der Ansprüche 15 und 22 bis 25, bei der der erwähnte ringförmige Leiter einen umfasst, der auf der Gruppe ausgewählt ist, die aus Edelstahl und Inconel besteht.
Vorrichtung zur Bildung aufgedampfter Schichten nach Anspruch 15, bei der der erwähnte ringförmige Leiter einen Hohlbereich und ein Loch, das mit dem Hohlbereich in Verbindung steht, hat.
Vorrichtung zur Bildung aufgedampfter Schichten nach Anspruch 1, bei der die erwähnten Schichtträger um den erwähnten Zuführungsbereich herum angeordnet sind, so dass die erwähnten Schichtträger den erwähnten Zuführungsbereich umgeben.