JP2004099917A

JP2004099917A - 薄膜堆積装置

Info

Publication number: JP2004099917A
Application number: JP2002259387A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Kawakami; 川上　哲哉; Hiroshi Hayashi; 林　弘志
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2002-09-04
Filing date: 2002-09-04
Publication date: 2004-04-02

Abstract

【課題】電子写真特性などのデバイス特性が成膜面にわたって、とくに長手方向にわたって均一とする。
【解決手段】ＨＷ−ＣＶＤ装置２１においては、発熱体２５を配設するに当り、発熱体２５と被成膜用基体２４との間隔を、これら軸方向にそって均等な電力密度分布にすべく違えたことで、筒状の被成膜用基体２４の端部に対応する発熱体２５の部分における電力密度分布を、その中央部に対応する発熱体の部分の電力密度分布に比べて大きくする。
【選択図】図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はホットワイヤーＣＶＤ法によって筒状の被成膜用基体上に、たとえばアモルファスシリコン系等の薄膜を形成するホットワイヤーＣＶＤ装置（以下、ホットワイヤーＣＶＤ装置をＨＷ−ＣＶＤ装置と略す）と呼ばれる薄膜堆積装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、アモルファスシリコン（以下、アモルファスシリコンをａ−Ｓｉと略記する）系の材料を用いた電子写真感光体や太陽電池、イメージセンサ、光センサ、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）等の製作には、主にグロー放電プラズマＣＶＤ法を用いた成膜装置が広く用いられてきた。
【０００３】
この成膜装置にてａ−Ｓｉからなる電子写真感光ドラムを製作するには、図５に示すようなグロー放電プラズマＣＶＤ装置１が用いられる。
【０００４】
同図はグロー放電プラズマＣＶＤ装置１の概略構成図であって、２は円筒状の真空容器であり、この真空容器２の内部のほぼ中央に、アルミニウム金属材などからなる円筒状の導電性基体４を配置し、この導電性基体４上にグロー放電プラズマによりａ−Ｓｉ系膜を成膜する技術である。
【０００５】
導電性基体４は、その内部に設けたＳＵＳなどからなる円筒状の支持体３により保持され、導電性基体４を接地電極とし、この外周面と等距離になるように囲んだＳＵＳなどからなる円筒状の金属電極５を他方の高周波電力印加電極として配置している。
【０００６】
金属電極５には、成膜用の原料ガスを導入するガス導入管６が接続されており、金属電極５の内周面に設けられたガス吹き出し孔７から、導電性基体４に向けて両電極間に原料ガスが導入される。
【０００７】
金属電極５の上下には、接地との絶縁のためのセラミックスなどからなる絶縁リング８、８’が設けられ、金属電極５と導電性基体４との間には、高周波電源９が接続され、ガスの導入とともに、導電性基体４と金属電極５との間にてグロー放電プラズマを発生させるように成している。
【０００８】
このようなグロー放電プラズマを発生させるに当り、支持体３の内部には、ニクロム線やカートリッジヒーターなどからなる基体加熱手段１０が設けられ、導電性基体４を所望の温度に設定する。また、支持体３と導電性基体４は、回転用のモーター１１によって、回転伝達手段１２を介して一体して回転させ、これによって膜厚や膜質の均一化を図っている。
【０００９】
上記構成のグロー放電プラズマＣＶＤ装置１を用いてａ−Ｓｉ系の膜を成膜するに当たって、所定の流量やガス比に設定された原料ガスを、ガス導入管６からガス吹き出し孔７を介して両電極間に導入すると共に、真空ポンプ（図示せず）に接続された排気配管１３からの排気量を調整することにより、所定のガス圧力に設定し、そして、高周波電源９により高周波電力を印加して、両電極間にグロー放電プラズマを発生させて原料ガスを分解し、所望の温度に設定した導電性基体４上にａ−Ｓｉ系膜を成膜する。
【００１０】
しかしながら、上記のグロー放電プラズマＣＶＤ法によれば、成膜中のａ−Ｓｉ系膜の表面がプラズマによりダメージを受けるため、膜特性の向上や積層膜の界面特性の制御に限界があるという問題点があった。
【００１１】
また、グロー放電プラズマＣＶＤ装置１毎にグロー放電プラズマ発生用の高価な高周波電源が必要となることで製造コストが大きくなっていた。さらに高周波によるグロー放電プラズマの発生に伴って、電力の一部が高周波ノイズとして成膜装置の各部や外部に漏洩し、ガス流量やガス圧力ならびに基体温度の各種制御機器に対し誤動作を引き起こすという問題点もあった。
【００１２】
加えて、プラズマによる分解生成物として、ａ−Ｓｉ系膜の成膜中に副生成物として黄色の易燃性粉体が多量に発生し、真空容器内の導電性基体４以外の部位、すなわち電極や容器の内壁、排気配管系等にも付着し堆積し、その粉体が成膜中の導電性基体４表面に飛来して、成膜欠陥の発生原因となっていた。そして、成膜毎に反応炉内の粉体洗浄作業を必要とし、その取扱いに危険が伴っていた。
【００１３】
これらの課題を解消し、ａ−Ｓｉ系膜の特性を改善することを目的として、ホットワイヤーＣＶＤ法（このホットワイヤーＣＶＤ法をＨＷ−ＣＶＤ法と略記する。これは触媒ＣＶＤ法もしくはＣａｔ―ＣＶＤ法とも呼ばれる）と呼ばれる成膜方法ならびにその装置が提案されている（特許文献１と特許文献２参照）。
【００１４】
このＨＷ−ＣＶＤ装置を図６に示す装置の概略図に基づいて説明する。
真空容器からなる反応室１４内には、被成膜用の基体１６を基体保持台１５の上に保持設置し、基体１６の上部に、適当な間隔をおいてタングステン等からなる発熱体１７が配置され、その発熱体１７を通過して基体１６上に原料ガスを供給できるように、ガス導入管１８が配置される。１９は排気のために用いる真空ポンプ、２０は基体加熱手段としてのヒーターである。
【００１５】
このＨＷ−ＣＶＤ装置を用いてａ−Ｓｉ系膜を成膜するには、真空ポンプ１９により真空状態に排気した反応室１４内に、ＳｉＨ_４とＨ_２の混合ガスなどからなる原料ガスをガス導入管１８より導入し、１０００〜２０００℃に加熱された発熱体１７を通過させて触媒反応を起こさせ、その反応により分解生成した反応生成物を基体１６に到達させて、ａ−Ｓｉ系膜を堆積させる。
【００１６】
さらに発熱体と被成膜用の基体との間に気体が通過可能な開口部を有する輻射断熱部材を設け、これによって発熱体からの輻射による基体の温度上昇を防止する技術が提案されている（特許文献３参照）。
【００１７】
以上のようなＨＷ−ＣＶＤ装置に関して、発熱体に含まれた重金属等の不純物が膜中へ混入することを防止する技術も提案されている（特許文献４と特許文献５参照）。
【００１８】
また、Ｈ_２などの材料ガスが発熱体によって分解活性化されて活性種が生成される活性種生成空間と、ＳｉＨ_４などの原料ガスがこの活性種との化学反応によって基体上に膜堆積する成膜処理空間を同一真空容器内で隔離することによって、発熱体にて使用される高融点金属、たとえばタングステン線などがＳｉＨ_４と反応してシリコン化合物が生成し、その結果引き起こされる発熱体の劣化を防止する技術が提案されている（特許文献６参照）。
【００１９】
さらにまた、発熱体端部の支持部をカバーで覆い、その間隙に希釈ガス、不活性ガス等を導入して発熱体端部の温度低下部を原料ガスと隔離することにより、前記シリコン化合物の生成を防止する技術が提案されている（特許文献７参照）。
【００２０】
このようなＨＷ−ＣＶＤ法によれば、成膜反応においてプラズマによるダメージがなくなり、これによって優れた膜特性が得られ、積層膜の界面特性も良好となり、しかも、水素を含むａ−Ｓｉ：Ｈ膜中の水素含有量を低減でき、これにより、ａ−Ｓｉ：Ｈ膜の光学的バンドギャップが小さくなり、その結果、太陽電池の光電変換効率が向上し、太陽電池やイメージセンサにおける光劣化が改善され、ＴＦＴでのキャリア移動度が改善される。
【００２１】
【特許文献１】
特許第１７０４１１０号公報
【特許文献２】
特許第３１４５５３６号公報
【特許文献３】
特許２６９２３２６号公報
【特許文献４】
特開２０００―２７７５０１号公報
【特許文献５】
特開２０００−２７７５０２号公報
【特許文献６】
特開２００１−３４５２８０号公報
【特許文献７】
特開２００２−９３７２３号公報
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した提案のＨＷ−ＣＶＤ装置を用いて、たとえば電子写真感光体のごとく、筒状の被成膜用基体に対しａ−Ｓｉ系膜を成膜したところ、基体の成膜面において、基体端部に向かって膜厚が減少し、これにより、電子写真特性などのデバイス特性が不均一になることがわかった。
【００２３】
この課題に対し、一般的に、基体に対し十分な大きさを持つ発熱体を使用したり、もしくは基体と発熱体との間隔（ギャップ）を大きくすることが考えられるが、その反面、これらの改善をおこなったことで、装置自体の大型化し、ガスの利用効率が低下していた。
【００２４】
一方、このような課題については、第４８回応用物理学関係連合講演会の２９ａ−ＺＱ−２にて報告されており、そして、そのための解決策として触媒体一体型シャワーヘッドを任意に配置する技術が提案されているが、その反面、構成が複雑化し、小型化に対し制約されることで、いまだ十分満足にし得る程度にまで膜厚均一性が得られず、製造コストが大きくなっていた。
【００２５】
本発明は上記事情に鑑みて完成されたものであり、その目的は筒状の被成膜用基体に対し、その成膜面にわたって均一な膜厚にて成膜し、そして、均等な特性を達成した薄膜堆積装置を提供することにある。
【００２６】
本発明の他の目的は製造コストを下げることで、低コストな薄膜デバイス製品が得られる薄膜堆積装置を提供することにある。
【００２７】
さらに本発明の目的は成膜面に対し均等な電子写真特性が得られた高品質かつ低コストな電子写真ドラムを提供することにある。
【００２８】
【課題を解決するための手段】
本発明の薄膜堆積装置は、ガス導入孔を設けた反応室内にガス通過孔を形成した円筒状の密閉容器を配し、この密閉容器の内部に筒状の発熱体を配設し、この発熱体の内部に筒状の被成膜用基体を設け、さらに被成膜用基体を温度調整する基体温度設定手段を設けてホットワイヤーＣＶＤ法により被成膜用基体上に成膜せしめるように成し、そして、前記発熱体と被成膜用基体との間隔を、これら軸方向にそって均等な電力密度分布にすべく違えたことを特徴とする。
【作用】
本発明は上記構成のように発熱体と被成膜用基体との間隔を、これら軸方向にそって均等な電力密度分布にすべく違えたことで、これにより、発熱体の電力密度分布を基体の長手寸法にわたって均等にする。
【００２９】
すなわち、たとえば基体面に対して湾曲状に発熱体を配置した構成において、基体端部側に向かって基体と発熱体との間隔（ギャップ）を小さくすると、筒状の被成膜用基体の端部に対応する発熱体の電力密度分布を、その中央部に対応する発熱体の電力密度分布に比べて大きくしたことで、これに伴なって成膜レート（成膜速度）が大きくなり、基体の成膜面の端部に向かって成膜性能を高め、膜厚の減少傾向に対し補完させることができ、その結果、電子写真特性などのデバイス特性が成膜面にわたって、とくに長手方向にわたって均一となる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
本発明の薄膜堆積装置（ＨＷ−ＣＶＤ装置）を図面にて詳述する。
図１は本発明のＨＷ−ＣＶＤ装置２１の概略構成図であり、図２はこの装置２１の横断面図である。
【００３１】
図１と図２に示すＨＷ−ＣＶＤ装置２１によれば、前記反応室である円筒状の真空容器２２のほぼ中央に配された円筒状の基体２４上に、ガス吹き出し手段２６から原料ガスを円筒状の発熱体２５を通して供給し、ＨＷ−ＣＶＤ法によってａ−Ｓｉ系の膜を成膜するものである。
【００３２】
真空容器２２は、基体２４のセットや取り出しが出来るように、容器の一部、たとえば上蓋が開閉可能に形成される。２３はＳＵＳなどからなる基体支持体であり、その内部に加熱手段２７と冷却手段２８と温度検出手段２９とが設けられ、基体支持体２３に装着される基体２４の成膜時の温度を制御する。
【００３３】
これら加熱手段２７と冷却手段２８と温度検出手段２９とでもって、前記基体温度設定手段を構成する。
【００３４】
温度検出手段２９としては、熱電対やサーミスタ等を用いて基体支持体２３の外壁の温度を検出するように取り付け、外壁を介して基体支持体２３に保持された基体２４の温度状態をモニターしながら、温度調節器（図示せず）により加熱手段２７と冷却手段２８を制御して、基体温度を所望の値に維持する。
【００３５】
加熱手段２７には、ニクロム線やシーズヒーター、カートリッジヒーター等の電気的なものや、油等の熱媒体が用いられる。
【００３６】
冷却手段２８には、空気や窒素ガス等の気体や、水、油等からなる冷却媒体が、基体支持体２３内部を循環するようにして用いられる。
【００３７】
このような構成の基体温度制御手段により、成膜中の基体温度は、１００〜５００℃、好適には２００〜３５０℃の一定温度に制御される。
【００３８】
さらに基体支持体２３は回転軸を備えており、容器２２との接点には装置内部の真空を維持しつつ基体温度制御手段を機能させる回転機構が設けられる。このような回転機構としては、回転軸を二重もしくは三重構造にして、オイルシールやメカニカルシール等の真空シール手段を用いて、中空にした回転軸内部に温度検出手段やヒーターの配線および媒体の循環経路を設ける。内部の配線や媒体の循環経路と外部の制御機器との接続には、スリップリングや回転導入端子等を用いる。
【００３９】
基体支持体２３を回転させる回転伝達手段３１は、上記のように基体温度制御手段を内蔵した基体支持体２３の回転軸を兼ねたものを用いてもよい。もしくは、基体支持体２３の下側に基体温度制御手段を内蔵した回転軸を、上側に回転を支持する軸を設けて、基体回転の位置精度を高めるような構成にしてもよい。
【００４０】
あるいは図１に示したように、基体支持体２３の軸とは反対側に回転伝達のみを行なう軸を設けたものとする。
【００４１】
このような構成であれば、基体支持体２３には回転伝達手段３１を介して基体回転用のモーター３０が接続されており、成膜中に基体支持体２３と基体２４とが一体に回転される。
【００４２】
ガス吹き出し手段２６は、前記ガス通過孔であるガス吹き出し孔３２を多数設けた内周面３３を有し、この内周面３３と真空容器２２とでもって中空状をなし、ガス導入管３４を介して原料ガスが導入される。
【００４３】
２５はワイヤを張り巡らした発熱体であり、基体２４とガス吹き出し手段２６との間に配置し、そして、ワイヤでもって概略円筒形状（樽状）をなす。
【００４４】
発熱体２５の材料としては、原料ガスの少なくとも一部に触媒反応あるいは熱分解反応を起こして、その反応生成物を堆積種となし、かつ発熱体材料自身が、昇華や蒸発により堆積される膜中に混入しにくいものが選択される。
【００４５】
このような材料には、タングステン（Ｗ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、モリブデン（Ｍｏ）、Ｔｉ、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、コバルト（Ｃｏ）、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｎやそれらの合金がある。
【００４６】
３５は、図示しない真空ポンプに接続されたガス排気配管である。容器２２には、この他に真空度をモニターする圧力計（図示せず）も接続されている。この装置２１にて用いる基体２４の形状は円筒状であるが、その材質は、製品の用途に応じて、導電性または絶縁性あるいは絶縁性基体の表面に導電処理を施したものが選択される。
【００４７】
導電性基体としては、たとえばアルミニウム（Ａｌ）、ステンレススチール（ＳＵＳ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、銅（Ｃｕ）、チタン（Ｔｉ）等の金属もしくはこれらの合金がある。
【００４８】
絶縁性基体としては、ホウ珪酸ガラスやソーダガラス、パイレックス（Ｒ）ガラス等のガラスや、セラミックス、石英、サファイヤ等の無機絶縁物、あるいはフッ素樹脂、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアミド、ビニロン、エポキシ、マイラー等の合成樹脂絶縁物がある。
【００４９】
これらの絶縁性基体は、必要に応じて、少なくとも成膜を行なう側の表面が導電処理される。この導電処理は、絶縁性基体の表面にＩＴＯ（インジウム・スズ・酸化物）、酸化錫、酸化鉛、酸化インジウム、ヨウ化銅等の導電層や、Ａｌ、Ｎｉ、金（Ａｕ）等からなる金属層を、真空蒸着法、活性反応蒸着法、イオンプレーティング法、ＲＦスパッタリング法、ＤＣスパッタリング法、ＲＦマグネトロンスパッタリング法、ＤＣマグネトロンスパッタリング法、熱ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、スプレー法、塗布法、浸漬法等で形成することで行なう。
【００５０】
以上のように基体２４が円筒形状であれば、その中心軸は、発熱体２５、ガス吹き出し手段２６および反応室２２の各中心軸と一致させると、均一な成膜が得られるという点で好適である。
【００５１】
また、発熱体２５については、反応室２２の外部から電流端子３６を介して電力が供給され、通電によるジュール熱で５００〜２２００℃、好適には８００〜２０００℃の高温に加熱される。
【００５２】
そして、基体支持体２３に保持された被成膜用基体２４の位置については、発熱体２５からの熱輻射が発散され、これが吸収されるように、効果的な設計をおこなうとよい。
【００５３】
本発明者が繰り返しおこなった実験によれば、基体支持体２３および被成膜用基体２４の材質、厚さ、大きさ等によっても異なるが、熱輻射と堆積密度、膜厚の均一性などの点から、被成膜用基体２４と発熱体２５との間隔を１０〜１５０ｍｍ、好適には４０〜８０ｍｍ、最適には５０〜７０ｍｍとするとよい。
【００５４】
本発明のＨＷ−ＣＶＤ装置２１を用いてａ−Ｓｉ系膜を成膜する場合には、そのａ−Ｓｉ系膜の原料ガスは、グロー放電プラズマＣＶＤ法にて用いられるものと同じである。
【００５５】
成膜原料ガスとしては、シリコンと水素やハロゲン元素とからなる化合物、たとえばＳｉＨ_４　、Ｓｉ_２　Ｈ_６　、Ｓｉ_３　Ｈ_８　、ＳｉＦ_４　、ＳｉＣｌ_４　、ＳｉＣｌ_２　Ｈ_２　等が用いられる。
【００５６】
希釈用ガスとしては、Ｈ_２　、Ｎ_２　、Ｈｅ、Ａｒ、Ｎｅ、Ｘｅ等が用いられる。
【００５７】
価電子制御ガスには、Ｐ型不純物としては元素周期律表第ＩＩＩ族Ｂの元素（Ｂ、Ａｌ、Ｇａ等）を含む化合物、たとえばＢ_２　Ｈ_６　、Ｂ（ＣＨ_３　）_３　、Ａｌ（ＣＨ_３）_３　、Ａｌ（Ｃ_２　Ｈ_５　）_３　、Ｇａ（ＣＨ_３）_３　等が用いられ、Ｎ型不純物としては元素周期律表第Ｖ族Ｂの元素（Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ等）を含む化合物、たとえばＰＨ_３　、Ｐ_２　Ｈ_４　、ＡｓＨ_３　、ＳｂＨ_３　等が用いられる。
【００５８】
また、バンドギャップ調整用ガスとしては、バンドギャップを拡大する元素であるＣ、Ｎ、Ｏを含む化合物、たとえばＣＨ_４　、Ｃ_２　Ｈ_２　、Ｃ_３　Ｈ_８　、Ｎ_２　、ＮＨ_３　、ＮＯ、Ｎ_２　Ｏ、ＮＯ_２　、Ｏ_２　、ＣＯ、ＣＯ_２　等や、バンドギャップを狭める元素であるＧｅ、Ｓｎを含む化合物、たとえばＧｅＨ_４　、ＳｎＨ_４　、Ｓｎ（ＣＨ_３）_３　等が用いられる。
【００５９】
成膜に当たっては、これらのガスを減圧弁やマスフローコントローラーなどを用いて所望の流量や混合比に調整し、反応室２２に導入して、ガス吹き出し手段２６の多数のガス吹き出し孔３２を通して、発熱体２５に供給される。
【００６０】
成膜時のガス圧力は、０．１３３〜２６６０Ｐａ、好適には０．６６５〜１３３Ｐａ、最適には１．３３〜６６．５Ｐａに設定するとよく、ガス圧力をこの範囲内に設定することで、供給されたガスが効率的に分解され、輸送される。また、反応生成物同士の気相中での２次反応が抑制され、その結果、基体上に良質なａ−Ｓｉ系膜を形成することができる。
【００６１】
なお、より高品質の膜を得るためには、成膜を開始するに先立って、基体がセットされた後の反応室２２内を一旦１０^−６Ｐａ程度の高真空に排気し、反応室２２内の水分や残留不純物ガスを除去しておくことが望ましい。また、反応室２２には、さらに真空度をモニターする圧力計（図示せず）も接続する。
【００６２】
以上のような構成のＨＷ−ＣＶＤ装置２１によれば、ａ−Ｓｉ系電子写真感光ドラムを作製するに当り、円筒状の基体支持体２３に円筒状の基体２４を保持し、そして、基体支持体２３の内部に温度検出手段２９および基体温度制御手段（加熱手段２７と冷却手段２８と温度検出手段２９）を設けたことで、成膜中に発熱体２５からの輻射熱を受けても、ガスの利用効率を低下させることなく基体温度が所定とおりに維持できた。また、基体２４を基体支持体２３とともに回転させる機構を設け、その位置精度も高めたことで、基体２４上に対し均質かつ均等な厚みの成膜をおこなうことができた。
【００６３】
そして、本発明のＨＷ−ＣＶＤ装置２１においては、ワイヤを張り巡らした発熱体２５を配設し、さらにこのワイヤ構造については、筒状の被成膜用基体２４の端部に対応する発熱体２５の部分における電力密度分布を、その中央部に対応する発熱体の部分の電力密度分布に比べて大きくしたことが特徴である。
【００６４】
すなわち、被成膜用基体２４の端部側に向かって基体２４と発熱体２５との間隔（ギャップ）を小さくして、筒状の被成膜用基体２４の端部に対応する発熱体２５の電力密度分布を、その中央部に対応する発熱体の電力密度分布に比べて大きくしたことで、これに伴なって成膜レート（成膜速度）が大きくなり、基体の成膜面の端部に向かって成膜性能を高め、膜厚の減少傾向に対し補完させることができ、その結果、電子写真特性などのデバイス特性が成膜面にわたって、とくに長手方向にわたって均一となる。
【００６５】
図４は発熱体２５の構成を示す。
４１は小さい径の上リング、４２は小さい径の下リングであり、４３はこれらリング４１、４２のほぼ中央に配した大きな径の中央リングである。また、上リング４１と下リング４２との間には、各リングを支持固定するための支持棒４４が４本配設されている。そして、これら支持棒４４によって各リング４１、４２、４３を支持し、さらにこれらリング４１、４３、４２にわたって発熱体用のワイヤ４５を張ったものである。このワイヤ４５は、同一材でもって、その線条に同一断面形状をなすものであって、この両端は、電力端子４６と接続する。なお、これら各リング４１、４２、４３の中心軸と円筒状基体２４の中心軸とが合わさるように、双方を配置するとよい。
【００６６】
かくして本発明のＨＷ−ＣＶＤ装置２１によれば、上記構成のごとく、発熱体ワイヤ２５に対し、図４に示すごとく、被成膜用基体２４の端部側に向かって基体２４と発熱体２５との間隔（ギャップ）を小さくして、筒状の被成膜用基体２４の端部に対応する発熱体２５の電力密度分布を、その中央部に対応する発熱体の電力密度分布に比べて大きくしたことで、円筒状基体２４に均一な膜厚の成膜ができる。
【００６７】
本発明の他のＨＷ−ＣＶＤ装置２１を図３に示す。
この他のＨＷ−ＣＶＤ装置２１を図１と図３に示すと、図１は本発明のＨＷ−ＣＶＤ装置２１の概略構成図であり、図３はこの装置２１の横断面図である。
【００６８】
上述した図１と図２に示すＨＷ−ＣＶＤ装置２１によれば、被成膜用基体２４が円筒状であったが、これに代えて、本例のＨＷ−ＣＶＤ装置２１は、断面多角形の筒状基体２４を用いて、その周面を平坦状にした構成である。その他の構成は、図１と図２に示すＨＷ−ＣＶＤ装置２１と同じである。
【００６９】
このような多面体状の被成膜用基体２４にしたことで、その平坦面の上にさらに別途、平板を配置し、この平板の上に成膜させることができる。そして、ａ−Ｓｉ系の膜を成膜した光センサを同時に多数個作製することができる。
【００７０】
【実施例】
本発明のＨＷ−ＣＶＤ装置２１を用いて、円筒状の被成膜用基体２４（外径φ３０ｍｍ×長手寸法２６０ｍｍ）の周面に図７に示す層構成のａ−Ｓｉ膜の電子写真感光ドラムを作製した。
【００７１】
同図において、アルミニウム金属からなる基体３７の上に酸素、硼素をドープしたａ−Ｓｉから成るキャリア注入阻止層３８、光導電層３９およびカーボンや窒素、酸素をドープした表面保護層４０を順次積層している。これら各層の成膜条件は表１に示すとおりである。
【００７２】
【表１】

【００７３】
発熱体２５は、つぎのような構造である。
上リング４１、下リング４２および中央リング４３はセラミックスからなる絶縁性部材からなり、そして、図４に示すごとく、４本の支持棒４４にて９０度角に固定し骨組みを作り、さらに発熱体ワイヤー（Ｔａ線φ０．５ｍｍ）４５を４５度角にて支持棒４４に重ならないように８本張って発熱体を作製した。
【００７４】
そして、表２に示すごとく、上下リング４１，４２の直径（ａ）と中央リング４３の直径（ｂ）をそれぞれ変更した。
【００７５】
【表２】

【００７６】
このようにリング径を変えることで、さまざまな成膜をおこなった。
【００７７】
そして、各感光体に対し、それぞれ膜厚を測定した。この測定には、円筒基体の両端より３０ｍｍ（上部から３０ｍｍと下部から３０ｍｍ）と８０ｍｍ（上部から８０ｍｍと下部から８０ｍｍ）の各部位、さらに中央の部位の５点に対し測定し、さらに平均値も求め、評価した。その結果を表２に示す。
【００７８】
また、膜厚のムラも求めた。これは、最大の膜厚と最小の膜厚を求め、その差を膜厚平均値でもって割算し、その比率｛（最大の膜厚−最小の膜厚）／膜厚平均値｝が１０％以下が非常に良好であるとして、◎印にて表記する。〇印は、これにより若干劣るが、良好である場合である。×は膜厚ムラが著しく大きく、実用上支障がある場合である。
【００７９】
△印は複写機やプリンター等に用いる帯電用ワイヤの高さを調整して補正することで、使用できる場合である。
【００８０】
表２から明らかなとおり、筒状の被成膜用基体の端部に対応する発熱体の電力密度分布を、その中央部に対応する発熱体の電力密度分布に比べて大きくして、すなわち、本発明のごとく被成膜用基体２４の端部側に向かって基体２４と発熱体２５との間隔（ギャップ）を小さくして、これによって、発熱体の電力密度分布を基体の長手寸法にわたって均等にしたことで、基体の成膜面の端部に向かって成膜性能を高め、膜厚の減少傾向に対し補完させることができ、その結果、電子写真特性などのデバイス特性が成膜面にわたって、とくに長手方向にわたって均一となった。
【００８１】
本発明は上記実施形態例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更や改良等はなんら差し支えない。
【００８２】
たとえば、上記の実施形態例によれば、同一材かつ同一径のワイヤ４５でもって、ワイヤリングのピッチを変えることで、電力密度を調整した場合を説明したが、これに代えて、同一材のワイヤを用いるにしても、その径を変えてもよい。
【００８３】
すなわち、ワイヤの抵抗値Ｒは、　Ｒ＝ρ＊Ｌ／Ｓの関係にあるが（ρ＝抵抗率、Ｌ＝長さ、Ｓ＝断面積）、ワイヤの線径が細くなれば、抵抗が増加し、電流一定であれば、電力が増加するという特性を利用してもよい。
【００８４】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明の薄膜堆積装置によれば、ガス導入孔を設けた反応室内にガス通過孔を形成した円筒状の密閉容器を配し、この密閉容器の内部に筒状の発熱体を配設し、この発熱体の内部に筒状の被成膜用基体を設け、さらに被成膜用基体を温度調整する基体温度設定手段を設けてホットワイヤーＣＶＤ法により被成膜用基体上に成膜せしめるように成した装置において、前記発熱体と被成膜用基体との間隔を、これら軸方向にそって均等な電力密度分布にすべく違えたことで、基体の成膜面の端部に向かって成膜性能を高め、膜厚の減少傾向に対し補完させることができ、その結果、電子写真特性などのデバイス特性が成膜面にわたって、とくに長手方向にわたって均一となった。
【００８５】
また、本発明によれば、かかる構成によって膜厚の均一化を図り、安価で品質が安定し、量産性に優れたＨＷ−ＣＶＤ装置が提供できた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＨＷ−ＣＶＤ装置の概略構成図を示す説明図である。
【図２】本発明のＨＷ−ＣＶＤ装置の横断面図を示す説明図である。
【図３】本発明の他のＨＷ−ＣＶＤ装置の横断面図である。
【図４】本発明に係る発熱体の斜視図である。
【図５】従来のグロー放電分解装置の概略構成図を示す説明図である。
【図６】従来のＨＷ−ＣＶＤ装置の概略構成図を示す説明図である。
【図７】感光体の層構成を示す断面図である。
【符号の説明】
２１・・・ＨＷ−ＣＶＤ装置
２２・・・真空容器
２３・・・基体支持体
２４・・・円筒状の基体
２５・・・発熱体
２６・・・ガス吹き出し手段

Claims

ガス導入孔を設けた反応室内にガス通過孔を形成した円筒状の密閉容器を配し、この密閉容器の内部に筒状の発熱体を配設し、この発熱体の内部に筒状の被成膜用基体を設け、さらに被成膜用基体を温度調整する基体温度設定手段を設けてホットワイヤーＣＶＤ法により被成膜用基体上に成膜せしめるように成した薄膜堆積装置であって、前記発熱体と被成膜用基体との間隔を、これら軸方向にそって均等な電力密度分布にすべく違えたことを特徴とする薄膜堆積装置。