JP3034139B2 - アモルファスシリコン感光体及び薄膜形成装置 - Google Patents

アモルファスシリコン感光体及び薄膜形成装置

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JP3034139B2 JP4319904A JP31990492A JP3034139B2 JP 3034139 B2 JP3034139 B2 JP 3034139B2 JP 4319904 A JP4319904 A JP 4319904A JP 31990492 A JP31990492 A JP 31990492A JP 3034139 B2 JP3034139 B2 JP 3034139B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はアモルファスシリコン感
光体、並びにプラズマCVDによりアモルファスシリコ
ン層などを生成する薄膜形成装置に関するものである。
【0002】
【従来技術並びにその課題】アモルファスシリコン層
(以下、アモルファスシリコンをa−Siと略記する)
から成る電子写真用感光体が市場にでているが、その感
光体を製造するためにはプラズマCVDを利用したグロ
ー放電分解装置等の薄膜形成装置が用いられる。このグ
ロー放電分解装置によれば、成膜用ガスが導入される反
応室内部に、円筒状基板を配置し、グロー放電のプラズ
マによって基板外周面に成膜するようにしたものであ
る。
【0003】このグロー放電分解装置によれば、円筒形
状の金属製反応炉の内部に、被成膜用円筒体、その内部
に設けた基板加熱用ヒーター、グロー放電用電極板が設
置され、更に被成膜用円筒体の端にダミー用の円筒体を
設置して、その被成膜用円筒体を支持するとともに、そ
の周面の成膜形成を良好にしている。そして、a−Si
生成用ガスを反応炉内部へ導入するとともに、被成膜面
へ噴出し、更にヒーターによって基板を所要の温度に設
定するとともに、電極板によりグロー放電を発生させ、
更に被成膜用円筒体を回転させることによって、その周
面にa−Si膜に成膜させる。
【0004】しかしながら、上記グロー放電分解装置を
用いると、被成膜用円筒体の周面端部のa−Si膜が剥
離し易くなっており、特に成膜時には剥離片が飛散し、
それが成膜中に入り、膜欠陥が発生するという問題点が
あった。
【0005】このような問題点は、上記ダミー用円筒体
の周面端部についても、同様な問題点であった。また、
上記グロー放電用電極板が円筒体であれば、同様にその
周面端部のa−Si膜が剥離するという問題点であっ
た。
【0006】また、上記グロー放電分解装置を用いて製
作したa−Si感光体であり、これが製品化された後で
あっても、その円筒体周面端部のa−Si膜は、その膜
の弱い密着力によって、使用中に膜剥がれが生じるとい
う問題点があった。
【0007】本発明者は上記事情に鑑みて、鋭意研究を
重ねた結果、いずれの円筒体であっても、その周面端部
の形状が問題解決に大きく影響を及ぼすことを知見し
た。
【0008】したがって、本発明は上記知見により完成
したものであり、その目的は膜剥がれが生じなくなった
a−Si感光体、並びに成膜時にそれらの円筒体の周面
端部のa−Si膜が剥がれなくなったa−Si用薄膜形
成装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】請求項1のa−Si感光
体は、外周面にa−Si層が形成された外径20乃至6
0mmの被成膜用円筒体の周面端部をR面にしたことを
特徴とする。
【0010】請求項2の薄膜形成装置においては、a−
Si成膜用ガスが導入される反応容器の内部に、プラズ
マ発生手段と、被成膜用円筒体とを設置するとともに、
該円筒体の端部に、周面端部が半径0.2乃至1.0m
mのR面を有し且つ外径が20乃至60mmであるダミ
ー用円筒体を配置したことを特徴とする。
【0011】請求項3の薄膜形成装置においては、a−
Si成膜用ガスが導入される反応容器の内部に、被成膜
用円筒体と、外径100乃至300mmの円筒状電極体
を備えたプラズマ発生手段とを設置するとともに、その
電極体の周面端部を半径5乃至10mmのR面にしたこ
とを特徴とする。
【0012】
【作用】上記構成のa−Si感光体によれば、外周面に
a−Si層が形成された外径20乃至60mmの被成膜
用円筒体の周面端部をR面にしており、これにより、そ
の成膜された製品においては、その周面端部に形成され
たa−Si層が剥離することがなくなる。
【0013】また、上記構成の薄膜形成装置によれば、
外径20乃至60mmの被成膜用円筒体もしくはダミー
用円筒体の周面端部を半径0.2乃至1.0mmのR面
にしたことにより、その端部の膜に加わるストレスが著
しく小さくなり、これにより、その周面端部のa−Si
膜が剥離しなくなり、膜欠陥が発生しなくなる。同様に
外径100乃至300mmの円筒状電極体の周面端部を
半径5乃至10mmのR面にしたことによっても、その
周面端部のa−Si膜が剥離しなくなり、膜欠陥が発生
しなくなる。
【0014】
【実施例】図1は本発明のa−Si用薄膜形成装置であ
って、同時に複数個のa−Si感光体が製作できるグロ
ー放電分解装置1の平面概略図であり、図2はその部分
縦断面概略図である。
【0015】このグロー放電分解装置1によれば、2は
円筒形状の反応容器、2aはその上体、2bはその周
壁、2cはその底体であり、3は反応容器2の中心に設
けた円筒形状のアルミニウム製グロー放電用電極板(外
径200mm、長さ400mm)であり、この電極板3
の周囲には等距離且つ同心円状に複数個のアルミニウム
製被成膜用円筒状基板4(外径30mm、長さ254m
m)が並べられている。更に、その外側にガス噴出孔を
多く設けた4本のガス噴出筒5が等距離且つ同心円状に
並べられ、また、グロー放電用電極板3の下に相当する
底体2cの中心にはガス排気口6が設けられ、4本のガ
ス噴出筒5から放出したガスが複数個の被成膜用円筒状
基板4の近傍を流れ、ガス排気口6へ向かうようなガス
の流れができている。
【0016】上記被成膜用円筒状基板4はアルミニウム
製下ダミー用円筒体7の上に配置され、更に被成膜用円
筒状基板4の上にアルミニウム製上ダミー用円筒体8を
配置した構成であり、また、これら三者の円筒体の内部
にヒーター9を設けられており、基板4を所定の温度に
加熱するようにしている。そして、上体2aの上に付設
されたモーター10により回転軸11を介して上ダミー
用円筒体8が回転駆動し、これに伴って上記三者の円筒
体4、7、8が一体的に回転する。
【0017】12は高周波電源、13はマッチングボッ
クスであり、このマッチングボックス13の一方の出力
端子はグロー放電用電極板3に接続され、他方の出力端
子は周壁2bから回転軸11を介して円筒体基板4、
7、8に接続され、しかも、上体2aの上には、それと
電気的に絶縁するように電極板3を付設した蓋体14を
設けている。これにより、グロー放電用電極板3と円筒
体4、7、8との間に放電が発生するようになってい
る。
【0018】上記構成のグロー放電分解装置1によりa
−Si感光体を製作するには、上記の電力印加系並びに
ガス流系の下で円筒体4、7、8が回転し、更にその内
部に設けたヒーター10により基板温度を約275℃に
まで高くし、グロー放電により各円筒状基板4の周面に
a−Si層が気相成長される。そして、この気相成長に
伴って生じるガス分解残余ガスはガス排出口6により排
出される。尚、図中の矢印はガス流を示す。
【0019】また、図3は上記被成膜用円筒状基板4
と、アルミニウム製下ダミー用円筒体7と、アルミニウ
ム製上ダミー用円筒体8との配置状態を示す拡大図であ
り、上下ダミー用円筒体7、8のそれぞれの基板4側に
凸状体を設けて、これらの凸状体を円筒状基板4の両端
に嵌着した構造であり、図4はグロー放電用電極板3の
拡大図である。
【0020】図3によれば、外径20乃至60mmの被
成膜用円筒状基板4の周面両端部4a、4bをR面の曲
面にし、その半径0.2乃至1.0mmにする。また、
外径20乃至60mmのダミー用円筒体7、8のそれぞ
れの周面端部7a、8aを半径0.2乃至1.0mmの
R面にする。同図においては、円筒状基板4とダミー用
円筒体7、8の各外径がほぼ同じであるが、適宜、両者
の外径を違えてもよい。更に、外径100乃至300m
mのグロー放電用電極板3の周面端部3aを半径5乃至
10mmのR面にする。
【0021】以下、本発明者の実験結果を詳述する。上
記構成のグロー放電分解装置1において、高周波電力7
00Wの電力印加系、並びに1000sccmのモノシ
ランと10sccmのジボランを混合状態で導入し、そ
のガス圧力0.05Torrに設定したガス流系の下
で、グロー放電により各円筒状基板4の周面に厚み35
ミクロンのa−Si層が気相成長した。また、円筒状基
板4またはダミー用円筒体7、8の端部4a、4b、7
a、8aのR面の半径(単位mm)を幾通りにも代え
て、それらの成膜後の端部の剥離状況の有無を目視によ
り確認したところ、表1に示す結果となった。また、同
表には、個々のa−Si感光体により得た画像におい
て、感光体の1周当たりに相当する面積での径0.1m
m以上の黒点の数を計測した結果と、これらのa−Si
感光体を24時間水に浸漬し、各端部の剥離状況の有無
を目視により確認した結果とを示す。また、この画像黒
点数が30個以上を合格とした。尚、同表中の○印は剥
離がなかった場合であり、×印は剥離した場合を示す。
【0022】
【表1】
【0023】上記実験においては、円筒状基板4または
ダミー用円筒体7、8の外径が30mmである場合の結
果であるが、この外径が20mm乃至60mmの範囲内
にあれば、R面の半径を0.2乃至1.0mmにするこ
とにより良好な結果が得られることを実験上確認した。
【0024】次に、グロー放電用電極板3の周面端部3
aのR面半径(単位mm)を幾通りにも代えて、それら
の成膜後の端部の剥離状況の有無を目視により確認した
ところ、表2に示す結果となった。また、同表には、個
々のa−Si感光体により得た画像において、径0.1
mm以上の黒点の数を計測した結果、並びにこれらのa
−Si感光体を24時間水に浸漬し、各端部の剥離状況
の有無を目視により確認した結果も示す。
【0025】
【表2】
【0026】上記実験においては、グロー放電用電極板
3の外径が200mmである場合の結果であるが、この
外径が100乃至300mmの範囲内であれば、R面の
半径を5乃至10mmにすることにより良好な結果が得
られることを実験上確認した。
【0027】かくして、本実施例により製作したa−S
i感光体によれば、外周面にa−Si層が形成された外
径20乃至60mmの円筒状基板4の周面端部をR面に
しており、これにより、そのa−Si感光体製品を使用
するに際し、その周面端部に形成されたa−Si層が剥
離することがなくなった。しかも、このようなa−Si
感光体製品を製作する上記構成の薄膜形成装置によれ
ば、円筒状基板4もしくはダミー用円筒体7、8の周面
端部をR面にしたことにより、その端部の膜に加わるス
トレスが著しく小さくなり、これにより、その周面端部
のa−Si膜が剥離しなくなり、同様にグロー放電用電
極板3の周面端部もR面にしたことによっても、その周
面端部のa−Si膜が剥離しなくなった。
【0028】尚、本発明は上記実施例に限定されるもの
ではなく、本考案の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変
更、改良等は何ら差し支えなく、また、グロー放電分解
装置の他に反応性スパッタリング装置等のプラズマCV
D装置でもよい。
【0029】
【発明の効果】以上のように、本発明のa−Si感光体
によれば、外周面にa−Si層が形成された外径20乃
至60mmの被成膜用円筒体の周面端部をR面にしてお
り、これにより、その成膜された製品においては、その
周面端部に形成されたa−Si層が剥離することがなく
なり、その結果、高品質且つ高信頼性の電子写真感光体
等a−Si製品を提供することができた。
【0030】また、本発明の薄膜形成装置によれば、外
径20乃至60mmの被成膜用円筒体もしくはダミー用
円筒体の周面端部を半径0.2乃至1.0mmのR面に
したことにより、その端部の膜に加わるストレスが著し
く小さくなり、これにより、その周面端部のa−Si膜
が剥離しなくなり、膜欠陥が発生しなくなり、その結
果、この薄膜形成装置を用いることで、高品質且つ高信
頼性の電子写真感光体等a−Si製品を提供することが
できた。
【0031】また、本発明の薄膜形成装置によれば、同
様に外径100乃至300mmの円筒状電極体の周面端
部を半径5乃至10mmのR面にしたことによっても、
その周面端部のa−Si膜が剥離しなくなり、膜欠陥が
発生しなくなり、高品質且つ高信頼性のa−Si製品を
提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例のグロー放電分解装置の平面概略図であ
る。
【図2】実施例のグロー放電分解装置の部分縦断面概略
図である。
【図3】成膜用円筒状基板とダミー用円筒体との配置状
態を示す拡大図である。
【図4】グロー放電用電極板の拡大図である。
【符号の説明】
2 反応容器 3 グロー放電用電極板 4 被成膜用円筒状基板 7 下ダミー用円筒体 8 上ダミー用円筒体 4a、7a、8a 周面端部

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外周面にアモルファスシリコン層が形成
    された外径20乃至60mmの被成膜用円筒体の周面端
    部をR面にしたことを特徴とするアモルファスシリコン
    感光体。
  2. 【請求項2】 アモルファスシリコン成膜用ガスが導入
    される反応容器の内部に、プラズマ発生手段と、被成膜
    用円筒体とを設置するとともに、該円筒体の端部に、周
    面端部が半径0.2乃至1.0mmのR面を有し且つ外
    径が20乃至60mmであるダミー用円筒体を配置した
    ことを特徴とする薄膜形成装置。
  3. 【請求項3】 アモルファスシリコン成膜用ガスが導入
    される反応容器の内部に、被成膜用円筒体と、外径10
    0乃至300mmの円筒状電極体を備えたプラズマ発生
    手段とを設置するとともに、該電極体の周面端部を半径
    5乃至10mmのR面にしたことを特徴とする薄膜形成
    装置。
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