JP3320228B2

JP3320228B2 - 電子写真用光受容部材の製造方法

Info

Publication number: JP3320228B2
Application number: JP32068094A
Authority: JP
Inventors: 孝明栢; 好雄瀬木; 宏之片桐
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-12-22
Filing date: 1994-12-22
Publication date: 2002-09-03
Anticipated expiration: 2017-09-03
Also published as: JPH08179535A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プラズマＣＶＤ法によ
り、支持体上に機能性堆積膜、電子写真用光受容部材、
光起電力デバイス、画像入力用ラインセンサー、撮像デ
バイス、ＴＦＴ等の半導体素子として好適に利用でき
る。非単結晶質半導体を連続的に形成するための堆積製
造方法に関するものである。特に電子写真用光受容部材
のような、大面積かつ膜厚を相当量必要とする堆積膜の
製造に関する。

【０００２】

【従来の技術】像形成分野において、光受容部材におけ
る光受容層を形成する光導電材料としては、高感度で、
ＳＮ比〔光電流（Ｉｐ）／暗電流（Ｉｄ）〕が高く、照
射する電磁波のスペクトル特性に適合した吸収スペクト
ルを有すること、光応答性が早く、所望の暗抵抗値を有
すること、使用時において人体に対して無害であるこ
と、等の特性が要求される。特に、事務機としてオフィ
スで使用される電子写真装置内に組み込まれる電子写真
用光受容部材の場合には、上記の使用時における無公害
性は重要な点である。

【０００３】この様な点に優れた性質を示す光導電材料
に水素化アモルファスシリコン（以下、「ａ−Ｓｉ：
Ｈ」と表記する）があり、例えば、特公昭６０−３５０
５９号公報には電子写真用光受容部材としての応用が記
載されている。

【０００４】このような電子写真用光受容部材は、一般
的には、導電性支持体を５０℃〜４００℃に加熱し、該
支持体上に真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレ
ーティング法、熱ＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、プラズマＣＶ
Ｄ法等の成膜法によりａ−Ｓｉからなる光導電層を形成
する。なかでもプラズマＣＶＤ法、すなわち、原料ガス
を直流または高周波あるいはマイクロ波グロー放電によ
って分解し、支持体上にａ−Ｓｉ堆積膜を形成する方法
が好適なものとして実用に付されている。

【０００５】特開昭５４−８３７４６号公報において
は、導電性支持体と、ハロゲン原子を構成要素として含
むａ−Ｓｉ（以下、「ａ−Ｓｉ：Ｘ」と表記する）光導
電層からなる電子写真用光受容部材が提案されている。
当該公報においては、ａ−Ｓｉにハロゲン原子を１乃至
４０原子％含有させることにより、耐熱性が高く、電子
写真用光受容部材の光導電層として良好な電気的、光学
的特性を得ることができるとしている。

【０００６】また、特開昭５７−１１５５６号公報に
は、ａ−Ｓｉ堆積膜で構成された光導電層を有する光導
電部材の、暗抵抗値、光感度、光応答性等の電気的、光
学的、光導電的特性及び耐湿性等の使用環境特性、さら
には経時的安定性について改善を図るため、シリコン原
子を母体としたアモルファス材料で構成された光導電層
上に、シリコン原子及び炭素原子を含む非光導電性のア
モルファス材料で構成された表面障壁層を設ける技術が
記載されている。更に、特開昭６０−６７９５１号公報
には、アモルファスシリコン、炭素、酸素及び弗素を含
有してなる透光絶縁性オーバーコート層を積層する光受
容部材についての技術が記載され、特開昭６２−１６８
１６１号公報には、表面層として、シリコン原子と炭素
原子と４１〜７０原子％の水素原子を構成要素として含
む非晶質材料を用いる技術が記載されている。

【０００７】一方、光受容部材の特性向上のために、光
導電層を形成するときの作製条件を変える方法も検討さ
れている。

【０００８】例えば、特開昭５８−２１２５７号公報に
は、光導電層の形成中に基板温度を変化させることで、
禁止帯幅を変化させ、光感度領域の広い光受容部材を作
製する技術が開示されている。

【０００９】また、特開昭５８−２３０２９号公報に
は、光導電層をアモルファス炭素化シリコンで作製し、
該光導電層内で炭素含有量を変化させることにより、光
感度領域の広い光受容部材を作製する技術が開示されて
いる。

【００１０】そして、特開昭５８−１３６０３７号公
報、特開昭５８−１４２５８２号公報、特開昭６１−１
１６３６１号公報には、基板温度、水素分圧、放電電力
を変え、光導電層の水素含有量に分布をもたせることに
より、帯電能、感度に優れ、ピンホールの発生の少ない
光受容部材を得る技術が開示されている。

【００１１】これらの方法により、電子写真用光受容部
材の電気的、光学的、光導電的特性及び使用環境特性が
向上し、それに伴って画像品質も向上してきた。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ａ−Ｓｉ系材料で構成された光導電層を有する電子写真
用光受容部材は、暗抵抗値、光感度、光応答性等の電気
的、光学的、光導電特性、及び使用環境特性の点、さら
には経時安定性および耐久性の点において、各々個々に
は特性の向上が図られてはいるが、総合的な特性向上を
図る上でさらに改良される余地が存在するのが実情であ
る。

【００１３】特に、電子写真装置の高画質、高速化、高
耐久化は急速に進んでおり、電子写真用光受容部材にお
いては電気的特性や光導電特性の更なる向上とともに、
帯電能、感度を維持しつつあらゆる環境下で大幅に性能
を延ばすことが求められている。

【００１４】そして、電子写真装置の画像特性向上のた
めに電子写真装置内の光学露光装置、現像装置、転写装
置等の改良がなされた結果、電子写真用光受容部材にお
いても従来以上の画像特性の向上が求められるようにな
った。

【００１５】しかしながら、前述した従来技術により特
性の向上を図る反面、膜厚、膜質が不均一になったり、
画像欠陥などが発生する。例えば、層厚方向で支持体温
度を変化させた場合、感度の向上は見られるが画像欠陥
が発生したり、画像欠陥の発生を抑えた場合、膜厚、膜
質などのムラが発生する等、総合的な特性の向上につい
てはまだ十分とは言えない。特に、アモルファスシリコ
ン系光受容部材の更なる高画質化への課題として、特性
を向上させたまま、均一な膜を得ることともに、微小な
画像欠陥の発生を抑制し、生産効率を上げることが必要
である。（発明の目的）本発明の目的は、上述のごとき従来の堆
積膜製造方法に於ける諸問題を克服して、電子写真用光
受容部材に使用する堆積膜を形成する方法について、上
述の諸問題を解決し、上述の要求を満たすことを目的と
する。

【００１６】即ち、本発明の主たる目的は、堆積膜を形
成するにあたり、膜厚および膜質が均一な堆積膜を定常
的に形成し、かつ、ポリシランによる画像欠陥の発生を
激減し、その歩留まりを飛躍的に向上させる事を可能に
するプラズマＣＶＤ法による堆積膜製造方法を提供する
ことにある。

【００１７】本発明の他の目的は、特に感度、光メモリ
において優れた電子写真用光受容部材の製造方法を提供
することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】従来の堆積膜製造方法に
おける前述の問題を克服するために本発明者らは、光導
電層形成時の圧力とポリシランによる画像欠陥の発生の
関係に注目した。一般に、比較的低い圧力の下での堆積
膜の形成は、ポリシランの発生が抑制でき、かつ成膜炉
壁面に膜状に堆積するため、ポリシランの飛散が少なく
なり画像欠陥の発生を抑制できる。また、成膜炉内のク
リーニング時間を短縮できるという利点があり、タクト
タイムを減少できる。しかし、膜厚、膜質のムラが発生
しやすくなり、歩留が低下する。一方、比較的高い圧力
の下では、膜厚、膜質は均一になりやすいが、ポリシラ
ンが発生しやすく、そのため画像欠陥が生じ易くなり、
歩留が低下するところとなる。

【００１９】そこで、本発明者らは鋭意研究を重ねたと
ころ光受容層を構成する堆積層の形成中に、堆積空間の
圧力を連続的に変化させることにより、膜質及び膜厚が
均一になり、かつ画像欠陥が激減するという知見を得
た。また、圧力の変化は膜形成を全体を通して連続的に
変化させることが有利であり、少なくとも圧力を変化さ
せて形成された領域が光導電層の層厚の６０％以上有す
ることが望ましいことが解かった。また、表面層におい
ても、圧力を変化することが、更に効果があることが解
った。

【００２０】以下、図面により本発明について説明す
る。図１（ａ）（ｂ）には本発明の堆積膜形成方法にお
ける、光導電層の形成時の、膜形成時間と圧力の関係を
示す。従来は図３に示すように、光導電層の形成時は一
定の圧力下で膜形成を行っていた。本発明においては、
少なくとも、光導電層の形成時に、層厚方向に連続的に
圧力を変化させる。

【００２１】光導電層の圧力を層厚方向で増加させた場
合、初期膜が成膜炉壁面に対し密着性が良く、後半で発
生するポリシランとの緩衝材としての効果をなすため、
ポリシランの成膜炉壁面への密着性が良くなる。一方、
光導電層の圧力を層厚方向で減少させた場合、光導電層
の膜形成の後半において、炉壁にポリシランの透き間を
埋めるように、膜状に堆積が起こり、炉壁に発生したポ
リシランの飛散を防止できる。どちらの場合において
も、圧力が一定の場合と比べ、圧力を変化させた場合に
おいて画像欠陥の発生が抑制できる。

【００２２】特に、層厚方向で圧力を減少させる場合に
は、堆積膜の膜質及び膜厚が均一になり、かつ画像欠陥
が抑制できることに加え、感度の点で優れている電子写
真用光受容部材を作製できる。すなわち、圧力を層厚方
向で変化させることにより、光導電層の緻密性を層厚方
向で変えることができる。その結果、感度分布の広い電
子写真用光受容部材を作製できる。特に緻密性の高い膜
を表面近傍に持たせることにより光キャリアーの発生効
率を向上することができ、感度を増加することができ
る。

【００２３】一方、層厚方向で圧力を増加させる場合に
は、堆積膜の膜質及び膜厚が均一になり、かつ画像欠陥
が抑制できることに加え、特に光メモリが小さくなるこ
とが解かった。光メモリは、露光により発生した光キャ
リアーの走行性により決まる。支持体方向にキャリアー
の走行性を良くすることにより、キャリアーが光導電層
中でトラップされにくくなり光メモリが改善する。すな
わち支持体側で低圧力にすることで光導電層の支持体側
が緻密になり、その結果、キャリアーの走行性が改善さ
れて光メモリが減少する。

【００２４】また、圧力の変化率については０．５〜２
０ｍＴｏｒｒ／μｍとするのが好ましいことが解かっ
た。圧力の変化率が２０ｍＴｏｒｒ／μｍを越えた場
合、急激な条件変化により光受容部材が剥れ易くなる。
変化率が０．５ｍＴｏｒｒ／μｍより小さい場合、圧力
の変化が十分に行えないため、膜質及び膜厚の均一化と
画像欠陥の抑制を両立することが難しくなる。

【００２５】本発明において圧力の変化パターンについ
ては直線的だけでなく、図５，６に示したような曲線
的、階段状に変化する変化パターンも本発明を満足す
る。但し、図４（ａ）〜（ｆ）に示したような光導電層
の一部だけで圧力を変化した場合、圧力を変化した効果
が現れず、膜質及び膜厚の均一化と画像欠陥の抑制を両
立することはできない。前述の結果、圧力の変化パター
ンは図５，６に示したような膜形成の全体を通して連続
的に変化させることが有効であり、少なくとも圧力の変
化領域が光導電層の６０％以上有することが望ましい。

【００２６】本発明において使用される支持体として
は、導電性でも電気絶縁性であってもよい。導電性支持
体としては、Ａｌ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ａｕ，Ｉｎ，Ｎｂ，Ｔ
ｅ，Ｖ，Ｔｉ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｆｅ等の金属、およびこれ
らの合金、例えばステンレス等が挙げられる。また、ポ
リエステル、ポリエチレン、ポリカーボネート、セルロ
ースアセテート、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポ
リスチレン、ポリアミド等の合成樹脂のフィルムまたは
シート、ガラス、セラミック等の電気絶縁性支持体の少
なくとも光受容層を形成する側の表面を導電処理した支
持体も用いることができる。

【００２７】本発明に於いて使用される支持体の形状は
平滑表面あるいは凹凸表面の円筒状または板状無端ベル
ト状であることができ、その厚さは、所望通りの電子写
真用光受容部材を形成し得るように適宜決定するが、電
子写真用光受容部材としての可撓性が要求される場合に
は、支持体としての機能が充分発揮できる範囲内で可能
な限り薄くすることができる。しかしながら、支持体は
製造上および取り扱い上、機械的強度等の点から通常は
１０μｍ以上とされる。

【００２８】特にレーザー光などの可干渉性光を用いて
像記録を行う場合には、可視画像において現われる、い
わゆる干渉縞模様による画像不良をより効果的に解消す
るために、支持体の表面に凹凸を設けてもよい。支持体
の表面に設けられる凹凸は、特開昭６０−１６８１５６
号公報、同６０−１７８４５７号公報、同６０−２２５
８５４号公報等に記載された公知の方法により作成され
る。

【００２９】また、レーザー光などの可干渉光を用いた
場合の干渉縞模様による画像不良をより効果的に解消す
る別の方法として、支持体の表面に複数の球状痕跡窪み
による凹凸形状を設けてもよい。即ち、支持体の表面が
電子写真用光受容部材に要求される解像力よりも微少な
凹凸を有し、しかも該凹凸は、複数の球状痕跡窪みによ
るものである。支持体の表面に設けられる複数の球状痕
跡窪みによる凹凸は、特開昭６１−２３１５６１号公報
に記載された公知の方法により作成される。

【００３０】図２は高周波プラズマＣＶＤ法による電子
写真用光受容部材の製造装置の一例を示す模式的な構成
図である。図２に示す製造装置の構成は以下の通りであ
る。

【００３１】この装置は大別すると、堆積装置（２１０
０）、原料ガスの供給装置（２２００）、反応容器（２
１１１）内を減圧にするための排気装置（図示せず）か
ら構成されている。堆積装置（２１００）中の反応容器
（２１１１）内には円筒状支持体（２１１２）、支持体
加熱用ヒーター（２１１３）、原料ガス導入管（２１１
４）が設置され、更に高周波マッチングボックス（２１
１５）が接続されている。

【００３２】原料ガス供給装置（２２００）は、ＳｉＨ
₄，ＧｅＨ₄，Ｈ₂，ＣＨ₄，Ｂ₂Ｈ₆，ＰＨ₃等の原
料ガスのボンベ（２２２１〜２２２６）とバルブ（２２
３１〜２２３６，２２４１〜２２４６，２２５１〜２２
５６）およびマスフローコントローラー（２２１１〜２
２１６）から構成され、各原料ガスのボンベはバルブ
（２２６０）を介して反応容器（２１１１）内のガス導
入管（２１１４）に接続されている。

【００３３】この装置を用いた堆積膜の形成は、例えば
以下のように行なうことができる。まず、反応容器（２
１１１）内に円筒状支持体（２１１２）を設置し、不図
示の排気装置（例えば真空ポンプ）により反応容器（２
１１１）内を排気する。続いて、支持体加熱用ヒーター
（２１１３）により円筒状支持体（２１１２）の温度を
２００℃乃至３５０℃の所定の温度に制御する。

【００３４】堆積膜形成用の原料ガスを反応容器（２１
１１）に流入させるには、ガスボンベのバルブ（２２３
１〜２２３６）、反応容器のリークバルブ（２１１７）
が閉じられていることを確認し、又、流入バルブ（２２
４１〜２２４６）、流出バルブ（２２５１〜２２５
６）、補助バルブ（２２６０）が開かれていることを確
認して、まずメインバルブ（２１１８）を開いて反応容
器（２１１１）およびガス配管内（２１１６）を排気す
る。

【００３５】次に真空計（２１１９）の読みが約５×１
０^-6Ｔｏｒｒになった時点で補助バルブ（２２６０）、
流出バルブ（２２５１〜２２５６）を閉じる。

【００３６】その後、ガスボンベ（２２２１〜２２２
６）より各ガスをバルブ（２２３１〜２２３６）を開い
て導入し、圧力調整器（２２６１〜２２６６）により各
ガス圧を２ｋｇ／ｃｍ²に調整する。次に、流入バルブ
（２２４１〜２２４６）を徐々に開けて、各ガスをマス
フローコントローラー（２２１１〜２２１６）内に導入
する。

【００３７】以上のようにして成膜の準備が完了した
後、以下の手順で各層の形成を行う。円筒状支持体（２
１１２）が所定の温度になったところで流出バルブ（２
２５１〜２２５６）のうちの必要なものおよび補助バル
ブ（２２６０）を徐々に開き、ガスボンベ（２２２１〜
２２２６）から所定のガスをガス導入管（２１１４）を
介して反応容器（２１１１）内に導入する。次にマスフ
ローコントローラー（２２１１〜２２１６）によって各
原料ガスが所定の流量になるように調整する。その際、
反応容器（２１１１）内の圧力が１Ｔｏｒｒ以下の所定
の圧力になるように真空計（２１１９）を見ながらメイ
ンバルブ（２１１８）の開口を調整する。内圧が安定し
たところで、周波数１３．５６ＭＨｚのＲＦ電源（不図
示）を所望の電力に設定して、高周波マッチングボック
ス（２１１５）を通じて反応容器（２１１１）内にＲＦ
電力を導入し、グロー放電を生起させる。そして、この
放電エネルギーによって、反応容器内に導入された原料
ガスを分解し、円筒状支持体（２１１２）上にシリコン
を主成分とする堆積膜を形成する。なお堆積膜の形成中
は、所定の圧力変化が得られるように真空ポンプの排気
能力や、排気経路の排気抵抗等を変化させる。このよう
にして、所望の膜厚の形成が行われた後、ＲＦ電力の供
給を止め、流出バルブを閉じて反応容器へのガスの流入
を止め、堆積膜の形成を終える。

【００３８】同様の操作を複数回繰り返すことによっ
て、所望の多層構造の光受容層が形成される。

【００３９】それぞれの層を形成する際には必要なガス
以外の流出バルブはすべて閉じられていることは言うま
でもなく、また、それぞれのガスが反応容器（２１１
１）内、流出バルブ（２２５１〜２２５６）から反応容
器（２１１１）に至る配管内に残留することを避けるた
めに、流出バルブ（２２５１〜２２５６）を閉じ、補助
バルブ（２２６０）を開き、さらにメインバルブ（２１
１８）を全開にして系内を一旦高真空に排気する操作を
必要に応じて行う。

【００４０】また、膜形成の均一化を図るために、層形
成を行なっている間は、支持体（２１１２）を駆動装置
（不図示）によって所定の速度で回転させることも有効
である。

【００４１】さらに、上述のガス種およびバルブ操作は
各々の層の作成条件にしたがって変更が加えられること
は言うまでもない。

【００４２】本発明の製造方法によって堆積膜を形成す
るには、基本的にはシリコン原子（Ｓｉ）を供給し得る
Ｓｉ供給用の原料ガスと、水素原子（Ｈ）を供給し得る
Ｈ供給用の原料ガスまたは／及びハロゲン原子（Ｘ）を
供給し得るＸ供給用の原料ガスを、反応容器内に所望の
ガス状態で導入して、該反応容器内にグロー放電を生起
させ、あらかじめ所定の位置に設置されてある所定の支
持体上にａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘからなる層を形成すればよ
い。

【００４３】本発明において使用されるＳｉ供給用ガス
となり得る物質としては、ＳｉＨ₄，Ｓｉ₂Ｈ₆，Ｓｉ
₃Ｈ₈，Ｓｉ₄Ｈ₁₀等のガス状態の、またはガス化し得
る水素化珪素（シラン類）が有効に使用されるものとし
て挙げられ、更に層作成時の取り扱い易さ、Ｓｉ供給効
率の良さ等の点でＳｉＨ₄，Ｓｉ₂Ｈ₆が好ましいもの
として挙げられる。

【００４４】そして、形成される堆積膜中に水素原子を
構造的に導入し、水素原子の導入割合の制御をいっそう
容易になるようにはかり、本発明の目的を達成する膜特
性を得るために、これらのガスに更にＨ₂および／また
はＨｅあるいは水素原子を含む珪素化合物のガスも所望
量混合して層形成することができる。また、各ガスは単
独種のみでなく所定の混合比で複数種混合しても差し支
えないものである。

【００４５】また本発明において使用されるハロゲン原
子供給用の原料ガスとして有効なのは、たとえばハロゲ
ンガス、ハロゲン化物、ハロゲンを含むハロゲン間化合
物、ハロゲンで置換されたシラン誘導体等のガス状のま
たはガス化し得るハロゲン化合物が好ましく挙げられ
る。また、さらにはシリコン原子とハロゲン原子とを構
成要素とするガス状のまたはガス化し得る、ハロゲン原
子を含む水素化珪素化合物も有効なものとして挙げるこ
とができる。本発明に於て好適に使用し得るハロゲン化
合物としては、具体的には弗素ガス（Ｆ₂），ＢｒＦ，
ＣｌＦ，ＣｌＦ₃，ＢｒＦ₃，ＢｒＦ₅，ＩＦ₃，ＩＦ
₇等のハロゲン間化合物を挙げることができる。ハロゲ
ン原子を含む珪素化合物、いわゆるハロゲン原子で置換
されたシラン誘導体としては、具体的には、たとえばＳ
ｉＦ₄，Ｓｉ₂Ｆ₆等の弗化珪素が好ましいものとして
挙げることができる。

【００４６】堆積膜中に含有される水素原子または／及
びハロゲン原子の量を制御するには、例えば支持体の温
度、水素原子または／及びハロゲン原子を含有させるた
めに使用される原料物質の反応容器内へ導入する量、放
電電力等を制御すればよい。

【００４７】本発明においては、堆積膜には必要に応じ
て伝導性を制御する原子を含有させることが好ましい。
伝導性を制御する原子は、堆積膜中に万遍なく均一に分
布した状態で含有されても良いし、あるいは層厚方向に
は不均一な分布状態で含有している部分があってもよ
い。

【００４８】前記伝導性を制御する原子としては、半導
体分野における、いわゆる不純物を挙げることができ、
ｐ型伝導特性を与える周期律表第 IIIｂ族に属する原子
（以後「第 IIIｂ族原子」と略記する）またはｎ型伝導
特性を与える周期律表第Ｖｂ族に属する原子（以後「第
Ｖｂ族原子」と略記する）を用いることができる。

【００４９】第 IIIｂ族原子としては、具体的には、硼
素（Ｂ）、アルミニム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、イ
ンジウム（Ｉｎ）、タリウム（Ｔｌ）等があり、特に
Ｂ，Ａｌ，Ｇａが好適である。第Ｖｂ族原子としては、
具体的には燐（Ｐ）、砒素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓ
ｂ）、ビスマス（Ｂｉ）等があり、特にＰ，Ａｓが好適
でる。

【００５０】堆積膜に含有される伝導性を制御する原子
の含有量としては、好ましくは１×１０^-2〜１×１０⁴
原子ｐｐｍ、より好ましくは５×１０^-2〜５×１０³原
子ｐｐｍ、最適には１×１０^-1〜１×１０³原子ｐｐｍ
とされるのが望ましい。

【００５１】伝導性を制御する原子、たとえば、第 III
ｂ族原子あるいは第Ｖｂ族原子を構造的に導入するに
は、層形成の際に、第 IIIｂ族原子導入用の原料物質あ
るいは第Ｖｂ族原子導入用の原料物質をガス状態で反応
容器中に、堆積膜を形成するための他のガスとともに導
入してやればよい。第 IIIｂ族原子導入用の原料物質あ
るいは第Ｖｂ族原子導入用の原料物質となり得るものと
しては、常温常圧でガス状のまたは、少なくとも層形成
条件下で容易にガス化し得るものが採用されるのが望ま
しい。

【００５２】そのような第 IIIｂ族原子導入用の原料物
質として具体的には、硼素原子導入用としては、Ｂ₂Ｈ
₆，Ｂ₄Ｈ₁₀，Ｂ₅Ｈ₉，Ｂ₅Ｈ₁₁，Ｂ₆Ｈ₁₀等の水素
化硼素、ＢＦ₃，ＢＣｌ₃，ＢＢｒ₃等のハロゲン化硼
素等が挙げられる。この他、ＧａＣｌ₃，Ｇａ（Ｃ
Ｈ₃）₃等も挙げることができる。

【００５３】第Ｖｂ族原子導入用の原料物質として有効
に使用されるのは、燐原子導入用としては、ＰＨ₃，Ｐ
₂Ｈ₄等の水素化燐、ＰＦ₃，ＰＦ₅，ＰＣｌ₃，ＰＣ
ｌ₅，ＰＢｒ₃，ＰＩ₃等のハロゲン化燐が挙げられ
る。この他、ＡｓＨ₃，ＡｓＦ ₃，ＡｓＣｌ₃，ＡｓＢ
ｒ₃，ＡｓＦ₅，ＳｂＨ₃，ＳｂＦ₅，ＳｂＣｌ₅，Ｂ
ｉＨ₃，ＢｉＢｒ₃等も第Ｖｂ族原子導入用の出発物質
の有効なものとして挙げることができる。

【００５４】また、これらの伝導性を制御する原子導入
用の原料物質を必要に応じてＨ₂および／またはＨｅに
より希釈して使用してもよい。

【００５５】本発明の目的を達成し、所望の膜特性を有
する堆積膜を形成するには、Ｓｉ供給用のガスと希釈ガ
スとの混合比、反応容器内の圧力、放電電力ならびに支
持体温度等を適宜設定する。

【００５６】希釈ガスとして使用するＨ₂および／また
はＨｅの流量は、層設計にしたがって適宜最適範囲が選
択されるが、Ｓｉ供給用ガスに対しＨ₂および／または
Ｈｅを、通常の場合２０倍以下、好ましくは０．１〜１
０倍、最適には０．５〜６倍の範囲に制御することが望
ましい。

【００５７】反応容器内の圧力も同様に層設計にしたが
って適宜最適範囲が選択されるが、通常の場合１×１０
^-3〜１０Ｔｏｒｒ、好ましくは５×１０^-3〜５Ｔｏｒ
ｒ、最適には１×１０^-2〜１Ｔｏｒｒとするのが好まし
い。

【００５８】この時、圧力の変化率も同様に層設計にし
たがって適宜最適範囲が選択されるが、通常の場合０．
５〜２０ｍＴｏｒｒ／μｍの割合で、好ましくは１〜１
０ｍＴｏｒｒ／μｍの割合で変化させることが好まし
い。

【００５９】プラズマＣＶＤ法に用いる電源には、用途
に応じ、高周波（１３．５６ＭＨｚ）あるいはマイクロ
波（２．４５ＧＨｚ）等を使用することができる。この
場合、放電電力もまた同様に層設計にしたがって適宜最
適範囲が選択されるが、Ｓｉ供給用のガスの流量に対す
る放電電力を、通常の場合０．５〜１０倍、好ましくは
０．５〜７倍、最適には１〜５倍の範囲に設定すること
が望ましい。

【００６０】さらに、支持体の温度は、層設計にしたが
って適宜最適範囲が選択されるが、通常の場合、好まし
くは１５０〜３５０℃、より好ましくは２００〜３３０
℃、最適には２３０〜３１０℃とするのが望ましい。

【００６１】本発明においては、堆積膜を形成するため
の支持体温度、放電電力の望ましい数値範囲として前記
した範囲が挙げられるが、条件は通常は独立的に別々に
決められるものではなく、所望の特性を有する光受容部
材を形成すべく相互的且つ有機的関連性に基づいて最適
値を決めるのが望ましい。

【００６２】

【実施例】以下、本発明の方法について、実験例及び実
施例により更に詳しく説明するが、本発明はこれらによ
り限定されるものではない。（実験例１）表１に示した条件の下で電子写真用光受容
部材の作製を行った。光導電層作製時の圧力および評価
結果は表２に示した。なお、圧力を変化した場合の圧力
の変化パターンは図５（ａ）、図６（ａ）に示した様に
直線的に変化させた。

【００６３】

【表１】

【００６４】

【表２】なお、評価方法は以下のとおりである。

【００６５】『膜厚ムラ』・・・電子写真用光受容部材
の長手方向で５点及び周方向に添って８点、計４０点の
場所で、堆積膜の膜厚を測定し、膜厚の平均値および平
均値からのばらつきを求めた。ばらつきが、３％以内の
ものをＡ、５％以内のものをＢ、５％を超えるものをＣ
とした３段階評価を行った。

【００６６】『帯電電位ムラ』・・・電子写真装置（キ
ヤノン製ＮＰ５０６０をテスト用に改造）に作製した電
子写真用光受容部材をセットし、電子写真用光受容部材
の長手方向及び周方向で帯電電位を測定した。帯電電位
の平均値からのばらつきが３％以内のものをＡ、５％以
内のものをＢ、５％を超えるものをＣとした３段階評価
を行った。

【００６７】『画像欠陥』・・・上記電子写真装置によ
り画像形成を行い、得られた画像から画像欠陥を評価し
た。画像上に欠陥が観測されなかったものをＡ、画像欠
陥が実質上問題にならないものをＢ、画像欠陥を認めた
ものをＣとした３段階評価を行った。

【００６８】『感度』・・・電子写真装置（キヤノン製
ＮＰ５０６０をテスト用に改造）に作製した電子写真用
光受容部材をセットし、表面電位の半減露光量を測定し
た。半減露光量が０．２５（ｌｕｘ・ｓｅｃ）未満のも
のをＡ、０．２５（ｌｕｘ・ｓｅｃ）以上０．３５（ｌ
ｕｘ・ｓｅｃ）未満のものをＢ、０．３５（ｌｕｘ・ｓ
ｅｃ）以上のものをＣとした３段階評価を行った。

【００６９】『光メモリ』・・・電子写真装置（キヤノ
ン製ＮＰ５０６０をテスト用に改造）に作製した電子写
真用光受容部材をセットし光受容部材の表面電位を電子
写真プロセスの前周期に像露光を行った場合と、像露光
が行わなかった場合における電位差を測定した。また実
際に電子写真装置により、画像形成を行い、得られた画
像を評価した。その結果、電位評価により、電位の変化
が観測できなかったものをＡ、電位評価でメモリが明ら
かに観測されたものをＢ、画像に明らかに光メモリが観
測されたものをＣとした３段階評価を行った。

【００７０】それぞれの評価において、Ａは極めて優れ
た光受容部材であり、Ｂは実用上問題のない光受容部
材、Ｃ以下は使用に際し問題のある光受容部材を表す。

【００７１】表２から明らかな様に、光導電層の作製時
に圧力を連続的に変化させることで、ムラの発生や画像
欠陥の発生が実質的にはなく、歩留良く電子写真用光受
容部材が得られることが解かった。また、圧力を減少し
た場合において、感度が特に良好であり、圧力を増加し
た場合において、光メモリが特に良好であった。（実験例２）表１に示した作製条件で、圧力の変化率を
変え電子写真用光受容部材の作製を行った。光導電層作
製時の圧力の変化量と評価結果は表３に示した。なお光
導電層の圧力は図５（ａ）に示した様に直線的に減少さ
せた。

【００７２】

【表３】『剥れ』については、１０本のドラムを作製し、剥れが
観測されなかったものをＡ、１〜３本に剥れが生じたも
のをＢ、４本以上剥れたものをＣとした３段階評価を行
った。

【００７３】表３から明らかな様に、層厚方向に沿って
圧力を減少させる場合、圧力の変化率が０．５〜２０ｍ
Ｔｏｒｒ／μｍの範囲で良好な電子写真用光受容部材を
得られることがわかった。（実験例３）表１に示した作製条件で、圧力の変化率を
変え電子写真用光受容部材の作製を行った。光導電層作
製時の圧力の変化量と評価結果は表４に示した。なお光
導電層の圧力は図５（ｅ）に示した様に前期及び後期に
圧力を変化させず、膜形成中期の圧力変化部分で圧力を
直線的に減少させた。

【００７４】

【表４】表４から明らかな様に、層厚方向に沿って圧力を減少さ
せる場合、圧力の変化領域が光導電層の６０％以上の場
合において画像欠陥の発生が抑制でき、良好な電子写真
用光受容部材が得られることがわかった。（実験例４）表１に示した作製条件で、圧力の変化率を
変え電子写真用光受容部材の作製を行った。光導電層作
製時の圧力の変化量と評価結果は表５に示した。なお光
導電層の圧力は図６（ａ）に示した様に直線的に増加さ
せた。

【００７５】

【表５】表５から明らかな様に、層厚方向に沿って圧力を増加さ
せる場合においても減少させる場合と同様に、圧力の変
化率が０．５〜２０ｍＴｏｒｒ／μｍの範囲で良好な電
子写真用光受容部材を得られることがわかった。（実験例５）表１に示した作製条件で、圧力の変化率を
変え電子写真用光受容部材の作製を行った。光導電層作
製時の圧力の変化量と評価結果は表６に示した。なお光
導電層の圧力は図６（ｅ）に示した様に前期及び後期に
は圧力を変化させず、膜形成中期の圧力変化部分で圧力
を直線的に増加させた。

【００７６】

【表６】表６から明らかな様に、層厚方向に沿って圧力を増加さ
せる場合、圧力の変化領域が光導電層の６０％以上の場
合において画像欠陥の発生が抑制でき、良好な電子写真
用光受容部材が得られることがわかった。（実施例１）表７に示す作製条件で電子写真用光受容部
材を作製した。なお光導電層の圧力は図５（ａ）に示し
た様に直線的に減少させた。この場合、実験例１と同様
の評価を行ったところ、実験例１と同様に良好な結果が
得られた。

【００７７】

【表７】（実施例２）表８に示す作製条件で電子写真用光受容部
材を作製した。なお光導電層の圧力は図６（ａ）に示し
た様に直線的に増加させた。この場合、実験例１と同様
の評価を行ったところ、実験例１と同様に良好な結果が
得られた。

【００７８】

【表８】（実施例３）表９に示す作製条件で電子写真用光受容部
材を作製した。なお光導電層の圧力は図５（ｂ）に示し
た様に曲線状に減少させた。実験例１と同様の評価を行
ったところ、実験例１と同様に良好な結果が得られた。

【００７９】

【表９】（実施例４）表１０に示す作製条件で電子写真用光受容
部材を作製した。なお光導電層の圧力は図６（ｂ）に示
した様に曲線状に増加させた。この場合、実験例１と同
様の評価を行ったところ、実験例１と同様に良好な結果
が得られた。

【００８０】

【表１０】（実施例５）表１１に示す作製条件で電子写真用光受容
部材を作製した。なお光導電層の圧力は図５（ｆ）に示
した様に、折れ線状に減少させた。実験例１と同様の評
価を行ったところ、実験例１と同様に良好な結果が得ら
れた。

【００８１】

【表１１】（実施例６）表１２に示す作製条件で電荷注入阻止層、
電荷輸送層、電荷発生層、中間層、表面層からなる電子
写真用光受容部材を作製した。なお光導電層の圧力は図
６（ｆ）に示した様に、折れ線状に増加させた。実験例
１と同様の評価を行ったところ、実験例１と同様に良好
な結果が得られた。

【００８２】

【表１２】（実施例７）表１３に示す作製条件で電荷注入阻止層、
光導電層、中間層、表面層からなる電子写真用光受容部
材を作製した。なお光導電層の圧力は図５（ｄ）に示し
た様に階段状に減少させた。実験例１と同様の評価を行
ったところ、実験例１と同様に良好な結果が得られた。

【００８３】

【表１３】（実施例８）表１４に示す作製条件で電子写真用光受容
部材を作製した。なお光導電層の圧力は図６（ｄ）に示
した様に階段状に増加させた。実験例１と同様の評価を
行ったところ、実験例１と同様に良好な結果が得られ
た。

【００８４】

【表１４】（実施例９）表１５に示すように、光導電層、表面層と
も膜形成中の圧力を減少させた条件で、電子写真用光受
容部材を作製した。なお、光導電層の圧力は直線的に減
少させた。この場合、実験例１と同様の評価を行ったと
ころ、実験例１と同様に良好な結果が得られた。

【００８５】

【表１５】（実施例１０）表１６に示すように、光導電層、表面層
とも膜形成中の圧力を増加させた条件で、電子写真用光
受容部材を作製した。なお光導電層の圧力は直線的に増
加させた。この場合、実験例１と同様の評価を行ったと
ころ、実験例１と同様に良好な結果が得られた。

【００８６】

【表１６】

【００８７】

【発明の効果】本発明によれば、特性の向上した堆積膜
を生産するにあたり、膜厚および膜質が均一な堆積膜を
定常的に形成し、かつ、画像欠陥を激減し、膜剥れの発
生を激減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のプラズマＣＶＤ法による堆積膜形成時
の時間と圧力の関係を表す。

【図２】本発明の電子写真用光受容部材の光受容層を形
成するための装置の一例で、高周波を用いたグロー放電
法による電子写真用光受容部材の製造装置の模式的説明
図である。

【図３】従来のプラズマＣＶＤ法による堆積膜形成時の
時間と圧力の関係の一例を表す。

【図４】プラズマＣＶＤ法による光導電層の作製条件を
表す図で、堆積膜形成時の時間と圧力の関係を表す。

【図５】本発明における、プラズマＣＶＤ法による光導
電層の作製条件を表す図で、堆積膜形成時の時間と圧力
の関係を表す。

【図６】本発明における、プラズマＣＶＤ法による光導
電層の作製条件を表す図で、堆積膜形成時の時間と圧力
の関係を表す。

【符号の説明】

２１００堆積装置２１１１反応容器２１１２円筒状支持体２１１３支持体加熱用ヒーター２１１４原料ガス導入管２１１５マッチングボックス２１１６原料ガス配管２１１７反応容器リークバルブ２１１８メイン排気バルブ２１１９真空計２２００原料ガス供給装置２２１１〜２２１６マスフローコントローラー２２２１〜２２２６原料ガスボンベ２２３１〜２２３６原料ガスボンベバルブ２２４１〜２２４６ガス流入バルブ２２５１〜２２５６ガス流出バルブ２２６１〜２２６６圧力調整器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平７−168383（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 5/08 105

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】導電性支持体と、該導電性支持体上に化
学気相成長法により積層されたシリコン原子を母体とす
る光受容層とを少なくとも有する電子写真用光受容部材
の製造方法において、前記光受容層は光導電層と表面層とを少なくとも有し、前記光導電層の全体の層厚の６０％以上の形成中に、堆
積空間の圧力を連続的に変化させることを特徴とする電
子写真用光受容部材の製造方法。
【請求項２】前記光導電層形成時の圧力を０．５〜２
０ｍＴｏｒｒ／μｍの割合で減少させることを特徴とす
る請求項１に記載の電子写真用光受容部材の製造方法。
【請求項３】前記光導電層形成時の圧力を０．５〜２
０ｍＴｏｒｒ／μｍの割合で増加させることを特徴とす
る請求項１に記載の電子写真用光受容部材の製造方法。
【請求項４】前記表面層の形成中に、堆積空間の圧力
を連続的に変化させることを特徴とする請求項１に記載
の電子写真用光受容部材の製造方法。