JP3368142B2 - 堆積膜形成装置 - Google Patents
堆積膜形成装置Info
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体デバイスとしての
電子写真用感光体デバイス、画像入力用ライセンサー、
撮像デバイス、光起電力デバイスなどに有用な結晶質、
非単結晶質の機能性堆積膜を良好に形成し得るプラズマ
CVD装置、あるいは半導体デバイスなどのエッチング
装置などのプラズマ処理装置に関し、更に詳しくは、特
にプラズマを励起源として用い基体の処理を行うプラズ
マ処理装置であって、特に発振周波数が20MHz乃至
450MHzの高周波を好適に使用可能なプラズマ処理
装置に関する。
電子写真用感光体デバイス、画像入力用ライセンサー、
撮像デバイス、光起電力デバイスなどに有用な結晶質、
非単結晶質の機能性堆積膜を良好に形成し得るプラズマ
CVD装置、あるいは半導体デバイスなどのエッチング
装置などのプラズマ処理装置に関し、更に詳しくは、特
にプラズマを励起源として用い基体の処理を行うプラズ
マ処理装置であって、特に発振周波数が20MHz乃至
450MHzの高周波を好適に使用可能なプラズマ処理
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体などで使用されるプラズマ処理装
置はそれぞれの用途に応じてさまざまな方法がある。例
えば堆積膜の形成ではプラズマCVD法を用いた酸化
膜、窒化膜あるいはアモルファスシリコン系の半導体膜
があり、又スパッタリング法を用いた金属配線膜、エッ
チングを用いた微細加工技術などさまざまにその特徴を
生かす装置、方法が使用されている。
置はそれぞれの用途に応じてさまざまな方法がある。例
えば堆積膜の形成ではプラズマCVD法を用いた酸化
膜、窒化膜あるいはアモルファスシリコン系の半導体膜
があり、又スパッタリング法を用いた金属配線膜、エッ
チングを用いた微細加工技術などさまざまにその特徴を
生かす装置、方法が使用されている。
【0003】更に、近年膜特性及び処理能力向上に対す
る要望も強くなっており、製造方法および製造装置につ
いて広範な検討がされている。
る要望も強くなっており、製造方法および製造装置につ
いて広範な検討がされている。
【0004】特に高周波電力を用いたプラズマプロセス
は放電の安定性が高く、酸化膜や窒化膜などの絶縁性の
材料形成にも使用できるなど、多くの利点があり広く使
用されている。
は放電の安定性が高く、酸化膜や窒化膜などの絶縁性の
材料形成にも使用できるなど、多くの利点があり広く使
用されている。
【0005】従来、プラズマCVDなどのプラズマプロ
セスに用いられている放電用高周波電源の発振周波数は
一般的に13.56MHzが用いられている。従来のプ
ラズマCVD装置の一例を図5に示す。図5の装置は円
筒状の電子写真感光体用の基体上にアモルファスシリコ
ン膜(以下、[a−Si膜]と記す)を形成する場合に
好適な構成の装置である。以下、この装置を用いたa−
Si膜の形成方法について説明する。
セスに用いられている放電用高周波電源の発振周波数は
一般的に13.56MHzが用いられている。従来のプ
ラズマCVD装置の一例を図5に示す。図5の装置は円
筒状の電子写真感光体用の基体上にアモルファスシリコ
ン膜(以下、[a−Si膜]と記す)を形成する場合に
好適な構成の装置である。以下、この装置を用いたa−
Si膜の形成方法について説明する。
【0006】減圧可能な堆積室を兼ねるカソード電極5
01内に対向電極として円筒状基体502が配置されて
いる。円筒状基体502には補助基体503が取りつけ
られており、電極の一部を成している。円筒状基体50
2は内包したヒーター504により内側から加熱され
る。高周波電源510は整合回路509を介してカソー
ド電極501に接続されている。511は排気口、50
7は原料ガス導入口である。
01内に対向電極として円筒状基体502が配置されて
いる。円筒状基体502には補助基体503が取りつけ
られており、電極の一部を成している。円筒状基体50
2は内包したヒーター504により内側から加熱され
る。高周波電源510は整合回路509を介してカソー
ド電極501に接続されている。511は排気口、50
7は原料ガス導入口である。
【0007】まず堆積室500内に円筒状基体502を
設置し、排気口511を介して不図示の排気装置で堆積
室を一旦排気する。その後原料ガス導入口507を介し
て、不活性ガスを導入し、所定の圧力になるように流量
及び排気速度を調整する。駆動モーター508により回
転軸505を介して円筒状基体502を回転させながら
基体加熱用ヒーター504に通電し、円筒状基体502
を100〜400℃の所望の温度に加熱する。
設置し、排気口511を介して不図示の排気装置で堆積
室を一旦排気する。その後原料ガス導入口507を介し
て、不活性ガスを導入し、所定の圧力になるように流量
及び排気速度を調整する。駆動モーター508により回
転軸505を介して円筒状基体502を回転させながら
基体加熱用ヒーター504に通電し、円筒状基体502
を100〜400℃の所望の温度に加熱する。
【0008】その後、原料ガス導入口507を介して堆
積膜形成用の原料ガス、例えばシラン、ジシラン、メタ
ン、エタンなどの材料ガスを、またジボラン、ホスフィ
ンなどのドーピングガスを不図示のミキシングパネルで
混合した後に堆積室500に導入し、数Paから数10
0Paの圧力に維持するよう排気速度を調整する。
積膜形成用の原料ガス、例えばシラン、ジシラン、メタ
ン、エタンなどの材料ガスを、またジボラン、ホスフィ
ンなどのドーピングガスを不図示のミキシングパネルで
混合した後に堆積室500に導入し、数Paから数10
0Paの圧力に維持するよう排気速度を調整する。
【0009】つぎに、高周波電源510より発振周波数
13.56MHzの高周波電力を整合回路509を介し
てカソード電極501に供給し、円筒状基体502との
間にプラズマ放電を発生させて原料ガスを分解すること
により、円筒状基体502上にa−Si膜を堆積する。
この間、円筒状基体は基体加熱ヒーター504により1
00〜400℃程度に維持されており、又、周方向の膜
の均一性を向上させるために円筒状基体を回転させてお
くことが望ましい。
13.56MHzの高周波電力を整合回路509を介し
てカソード電極501に供給し、円筒状基体502との
間にプラズマ放電を発生させて原料ガスを分解すること
により、円筒状基体502上にa−Si膜を堆積する。
この間、円筒状基体は基体加熱ヒーター504により1
00〜400℃程度に維持されており、又、周方向の膜
の均一性を向上させるために円筒状基体を回転させてお
くことが望ましい。
【0010】つぎに、複数の円筒状基体を同心円状に設
置し、これらの円筒状基体に囲まれた空間に電極を設置
して放電を発生させる装置構成のプラズマCVD装置の
一例を図6に示す。600は堆積室であり、真空気密化
構造となっている。そして排気口611を介して不図示
の排気装置に接続されている。601はカソード電極で
あり、整合器609を介して高周波電源610に接続さ
れている。607は原料ガス導入口であり、不図示のガ
ス供給源に接続されている。堆積室600内には円筒状
基体602が設置され、円筒状基体602には、補助基
体603が取り付けられており電極の一部を成してい
る。基体加熱用ヒーター604は円筒状基体の内側にこ
れと同心の円筒上に設置されている。円筒状基体602
は回転軸605を介して基体駆動用モーター608によ
って回転可能になっているが、このような形態の装置に
おいては基体の全周に膜を堆積させるためには、回転す
ることが必須である。堆積膜の形成方法については図5
の装置の場合と同様である。
置し、これらの円筒状基体に囲まれた空間に電極を設置
して放電を発生させる装置構成のプラズマCVD装置の
一例を図6に示す。600は堆積室であり、真空気密化
構造となっている。そして排気口611を介して不図示
の排気装置に接続されている。601はカソード電極で
あり、整合器609を介して高周波電源610に接続さ
れている。607は原料ガス導入口であり、不図示のガ
ス供給源に接続されている。堆積室600内には円筒状
基体602が設置され、円筒状基体602には、補助基
体603が取り付けられており電極の一部を成してい
る。基体加熱用ヒーター604は円筒状基体の内側にこ
れと同心の円筒上に設置されている。円筒状基体602
は回転軸605を介して基体駆動用モーター608によ
って回転可能になっているが、このような形態の装置に
おいては基体の全周に膜を堆積させるためには、回転す
ることが必須である。堆積膜の形成方法については図5
の装置の場合と同様である。
【0011】一般にプラズマCVD装置においては堆積
膜形成時の基体温度を100〜400℃に維持する必要
があるため基体を加熱するヒーターが必要である。この
ヒーターは熱の伝わりにくい真空中で基体を加熱する必
要性から容量が0.5〜5kWと大きく、基体を回転せ
しめる回転軸内部に内蔵させることは電源供給の点から
困難である。このため、装置構造の簡略化、コスト低
減、メンテナンスの容易さから基体加熱用ヒーターは堆
積室内に固定するのが一般的である。また、回転軸は基
体加熱用ヒータ内を通るように設置され、回転軸で円筒
状基体の上部を支持することによって円筒状基体の回転
を可能にしている。
膜形成時の基体温度を100〜400℃に維持する必要
があるため基体を加熱するヒーターが必要である。この
ヒーターは熱の伝わりにくい真空中で基体を加熱する必
要性から容量が0.5〜5kWと大きく、基体を回転せ
しめる回転軸内部に内蔵させることは電源供給の点から
困難である。このため、装置構造の簡略化、コスト低
減、メンテナンスの容易さから基体加熱用ヒーターは堆
積室内に固定するのが一般的である。また、回転軸は基
体加熱用ヒータ内を通るように設置され、回転軸で円筒
状基体の上部を支持することによって円筒状基体の回転
を可能にしている。
【0012】このような膜形成方法で電気写真用感光体
の性能を満足するa−Si膜を得るための堆積速度は、
例えば0.5〜6μm/h程度であり、それ以上に堆積
速度を上げると感光体としての特性を得ることができな
い場合がある。又、一般に電子写真用感光体としてa−
Si膜を利用する場合、帯電能を得るために20〜30
μmの膜厚が必要であり、製造には長時間を要してい
た。このため、感光体としての特性を落とさずに製造時
間を短縮する技術が切望されていた。
の性能を満足するa−Si膜を得るための堆積速度は、
例えば0.5〜6μm/h程度であり、それ以上に堆積
速度を上げると感光体としての特性を得ることができな
い場合がある。又、一般に電子写真用感光体としてa−
Si膜を利用する場合、帯電能を得るために20〜30
μmの膜厚が必要であり、製造には長時間を要してい
た。このため、感光体としての特性を落とさずに製造時
間を短縮する技術が切望されていた。
【0013】ところで近年、平行平板型のプラズマCV
D装置を用い発振周波数が20MHz以上の高周波電源
を用いたプラズマCVD法の報告があり(Plasma
Chemistry and Plasma Pro
cessing,Vol.7,No.3,(1987)
p267−273)、放電周波数を従来の13.56M
Hzより高くすることで堆積膜の性能を落とさずに堆積
速度を向上させる可能性が示されており、注目されてい
る。又この放電周波数を高くする報告はスパッタリング
などでもなされ、近年広くその優位性が検討されてい
る。
D装置を用い発振周波数が20MHz以上の高周波電源
を用いたプラズマCVD法の報告があり(Plasma
Chemistry and Plasma Pro
cessing,Vol.7,No.3,(1987)
p267−273)、放電周波数を従来の13.56M
Hzより高くすることで堆積膜の性能を落とさずに堆積
速度を向上させる可能性が示されており、注目されてい
る。又この放電周波数を高くする報告はスパッタリング
などでもなされ、近年広くその優位性が検討されてい
る。
【0014】そこで、堆積速度向上のために発振周波数
を従来の13.56MHzより高い周波数の高周波電力
に替え、その他の装置構成及び膜形成手順は従来と同様
にして堆積膜の形成を行ったところ、確かに従来より高
い堆積速度で作製できることが確認できた。
を従来の13.56MHzより高い周波数の高周波電力
に替え、その他の装置構成及び膜形成手順は従来と同様
にして堆積膜の形成を行ったところ、確かに従来より高
い堆積速度で作製できることが確認できた。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、発振周
波数が13.5MHzの場合とは異なる以下のような問
題が新たに発生する場合があることが判明した。
波数が13.5MHzの場合とは異なる以下のような問
題が新たに発生する場合があることが判明した。
【0016】図5及び図6の装置のように基体加熱ヒー
ターが堆積室内に固定され、その内部を回転軸が通る装
置構成の場合、円筒状基体は回転軸と上部で接触するこ
とにより1ケ所から接地されることになる。この構成で
20MHz乃至450MHzという高い周波数の電力を
用いて膜形成を行うと、接地している側の膜厚が厚くな
り、反対側で薄くなって基体の母線方向での膜厚分布が
大きくなるという弊害が発生するようになった。
ターが堆積室内に固定され、その内部を回転軸が通る装
置構成の場合、円筒状基体は回転軸と上部で接触するこ
とにより1ケ所から接地されることになる。この構成で
20MHz乃至450MHzという高い周波数の電力を
用いて膜形成を行うと、接地している側の膜厚が厚くな
り、反対側で薄くなって基体の母線方向での膜厚分布が
大きくなるという弊害が発生するようになった。
【0017】また母線方向の堆積膜の膜質にもムラが発
生し、電子写真感光体においては濃度ムラ、感度ムラ、
画像のがさつきといった現象として現れた。
生し、電子写真感光体においては濃度ムラ、感度ムラ、
画像のがさつきといった現象として現れた。
【0018】一方、特開平1−279757に開示され
ているように回転軸により接地されている側と反対側の
両端から金属等を接触させて強制的に接地すると、今度
は金属同士が摺擦することにより発生するダストのため
に、画像欠陥が増加し、実用に耐えなくなってしまう場
合があった。
ているように回転軸により接地されている側と反対側の
両端から金属等を接触させて強制的に接地すると、今度
は金属同士が摺擦することにより発生するダストのため
に、画像欠陥が増加し、実用に耐えなくなってしまう場
合があった。
【0019】更には、図5及び図6のような従来の堆積
膜形成装置で発振周波数が20MHz乃至450MHz
という高い周波数の電力を用いて膜形成を行った場合、
わずかでも製造条件がずれると膜に微小なひび割れが生
じる場合があった。作製した電子写真感光体の膜に微小
なひび割れが生じると、電子写真感光体としては使用で
きなくなり生産性を大きく低下させコストアップの原因
となる。
膜形成装置で発振周波数が20MHz乃至450MHz
という高い周波数の電力を用いて膜形成を行った場合、
わずかでも製造条件がずれると膜に微小なひび割れが生
じる場合があった。作製した電子写真感光体の膜に微小
なひび割れが生じると、電子写真感光体としては使用で
きなくなり生産性を大きく低下させコストアップの原因
となる。
【0020】上記のような問題は電子写真用感光体のみ
ならず、画像入力用ライセンサー、撮像デバイス、光起
電力デバイスなどに有用な結晶質、又は非単結晶質の機
能性堆積膜を形成する場合にも大きな問題となる。又ド
ライエッチング、スパッタなどのほかのプラズマプロセ
スにおいても、放電周波数を上げた場合に同様な問題が
生じ、このままでは実用上大きな問題になってくる。
ならず、画像入力用ライセンサー、撮像デバイス、光起
電力デバイスなどに有用な結晶質、又は非単結晶質の機
能性堆積膜を形成する場合にも大きな問題となる。又ド
ライエッチング、スパッタなどのほかのプラズマプロセ
スにおいても、放電周波数を上げた場合に同様な問題が
生じ、このままでは実用上大きな問題になってくる。
【0021】したがって、本出願に関わる発明の第一の
目的は発振周波数が20MHz乃至450MHzの高周
波を用いた円筒形の堆積膜の形成において、画像欠陥を
増加させることなく軸方向の膜厚ムラの低減を可能にす
る堆積膜形成装置を提供することにある。
目的は発振周波数が20MHz乃至450MHzの高周
波を用いた円筒形の堆積膜の形成において、画像欠陥を
増加させることなく軸方向の膜厚ムラの低減を可能にす
る堆積膜形成装置を提供することにある。
【0022】そして、本出願に関わる発明の第二の目的
は発振周波数が20MHz乃至450MHzの高周波に
よる円筒状の堆積膜形成において堆積膜のひび割れを低
減し、濃度ムラ、感度ムラ、画像のがさつきが無い電子
写真感光体の製造を可能にする堆積膜形成装置を提供す
ることにある。
は発振周波数が20MHz乃至450MHzの高周波に
よる円筒状の堆積膜形成において堆積膜のひび割れを低
減し、濃度ムラ、感度ムラ、画像のがさつきが無い電子
写真感光体の製造を可能にする堆積膜形成装置を提供す
ることにある。
【0023】また、本出願に関わる発明の第三の目的
は、従来のプラズマプロセスより高速の処理速度で比較
的大面積の円筒状基体を均一にプラズマ処理することが
可能な堆積膜形成装置を提供することにある。
は、従来のプラズマプロセスより高速の処理速度で比較
的大面積の円筒状基体を均一にプラズマ処理することが
可能な堆積膜形成装置を提供することにある。
【0024】さらに、本出願に関わる発明の第四の目的
は、製造時間が短く低コストの電子写真用感光体製造を
可能とする堆積膜形成装置を提供することにある。
は、製造時間が短く低コストの電子写真用感光体製造を
可能とする堆積膜形成装置を提供することにある。
【0025】
【課題を解決するための手段】この発明は
1.排気手段と少なくともシリコンを含む原料ガスの供
給手段を備えた真空気密可能な円筒状堆積室内の底面
に、基体加熱ヒーターを固定し、該基体加熱ヒーターを
内包するように、放電電極を兼ねた補助基体を取りつけ
た円筒状基体を回転可能に設置し、別に設けられたカソ
ード電極との間に発振周波数が20MHz乃至450M
Hzの高周波電力を印加することによりグロー放電を生
じさせて、前記円筒状基体上にシリコンを含む堆積膜を
形成するプラズマCVD法による堆積膜形成装置におい
て、前記円筒状の堆積室の両底面の室内側にアース電極
を前記補助基体に近設し、前記補助基体と前記アース電
極との間でコンデンサを形成することにより前記円筒状
基体と非接触で接地する手段を設けたことを特徴とする
堆積膜形成装置 2.前記高周波電力の発振周波数が50MHz乃至45
0MHzであることを特徴とする上記1に記載の堆積膜
形成装置 3.前記コンデンサの容量Cが 10pF≦ C ≦2000pF を満たすことを特徴とする上記1または2に記載の堆積
膜形成装置 4.前記コンデンサの容量Cが 50pF≦ C ≦1000pF を満たすことを特徴とする上記1乃至3に記載の堆積膜
形成装置 5.前記コンデンサの一方の容量C1と他方の容量C2
が 0.1C1≦ C2 ≦10C1 を満たすことを特徴とする上記1乃至4に記載の堆積膜
形成装置 6.前記コンデンサの一方の容量C1と他方の容量C2
が 0.5C1≦ C2 ≦5C1 を満たすことを特徴とする上記1乃至5に記載の堆積膜
形成装置 7.前記コンデンサが、前記円筒状基体又は前記補助基
体の外周全体或は外周の一部に設けられることを特徴と
する上記1乃至6に記載の堆積膜形成装置 8.前記コンデンサが、前記円筒状基体又は前記補助基
体の内周全体或は内周の一部に設けられることを特徴と
する上記1乃至6に記載の堆積膜形成装置。 9.複数の円筒状基体が前記円筒状堆積室内にその円筒
と同心円状に設置され、円筒状基体に囲まれた空間の内
部にカソード電極を設置したことを特徴とする上記I乃
至8に記載の堆積膜形成装置である。
給手段を備えた真空気密可能な円筒状堆積室内の底面
に、基体加熱ヒーターを固定し、該基体加熱ヒーターを
内包するように、放電電極を兼ねた補助基体を取りつけ
た円筒状基体を回転可能に設置し、別に設けられたカソ
ード電極との間に発振周波数が20MHz乃至450M
Hzの高周波電力を印加することによりグロー放電を生
じさせて、前記円筒状基体上にシリコンを含む堆積膜を
形成するプラズマCVD法による堆積膜形成装置におい
て、前記円筒状の堆積室の両底面の室内側にアース電極
を前記補助基体に近設し、前記補助基体と前記アース電
極との間でコンデンサを形成することにより前記円筒状
基体と非接触で接地する手段を設けたことを特徴とする
堆積膜形成装置 2.前記高周波電力の発振周波数が50MHz乃至45
0MHzであることを特徴とする上記1に記載の堆積膜
形成装置 3.前記コンデンサの容量Cが 10pF≦ C ≦2000pF を満たすことを特徴とする上記1または2に記載の堆積
膜形成装置 4.前記コンデンサの容量Cが 50pF≦ C ≦1000pF を満たすことを特徴とする上記1乃至3に記載の堆積膜
形成装置 5.前記コンデンサの一方の容量C1と他方の容量C2
が 0.1C1≦ C2 ≦10C1 を満たすことを特徴とする上記1乃至4に記載の堆積膜
形成装置 6.前記コンデンサの一方の容量C1と他方の容量C2
が 0.5C1≦ C2 ≦5C1 を満たすことを特徴とする上記1乃至5に記載の堆積膜
形成装置 7.前記コンデンサが、前記円筒状基体又は前記補助基
体の外周全体或は外周の一部に設けられることを特徴と
する上記1乃至6に記載の堆積膜形成装置 8.前記コンデンサが、前記円筒状基体又は前記補助基
体の内周全体或は内周の一部に設けられることを特徴と
する上記1乃至6に記載の堆積膜形成装置。 9.複数の円筒状基体が前記円筒状堆積室内にその円筒
と同心円状に設置され、円筒状基体に囲まれた空間の内
部にカソード電極を設置したことを特徴とする上記I乃
至8に記載の堆積膜形成装置である。
【0026】
【発明の実施の形態】排気手段と少くともシリコンを含
む原料ガスの供給手段を備えた真空気密可能な堆積室内
に基体加熱ヒーターを固定し、この基体加熱ヒーターを
内包するように、放電電極を兼ねた補助基体を取りつけ
た円筒状基体を回転可能に設置し、別に設けられたカソ
ード電極との間に高周波電力を印加することによりグロ
ー放電を生じさせて、前記円筒状基体上にシリコンを含
む堆積膜を形成するプラズマCVD法による堆積膜形成
装置において、図6の装置のように電子写真用感光体の
ような長い基体を上部の一ケ所から接地することは、印
加する周波数が13.56MHzのように低い場合には
なんら問題はなかった。しかし、20MHz乃至450
MHzという高い周波数の場合には、円筒状基体自身が
持つインピーダンスの影響が無視できなくなる。このた
め円筒状基体の母線方向において接地している側として
いない側でプラズマ状態が異なって膜厚にムラが発生す
るという弊害が起こる。つまり接地している側では接地
までのインピーダンスが低いためプラズマ密度が高くな
り堆積速度が高まって膜厚が厚くなるが、反対側は円筒
状基体自身のインピーダンスのためにセルフバイアスが
発生し、このためにプラズマ密度が減少し、膜厚も薄く
なる。
む原料ガスの供給手段を備えた真空気密可能な堆積室内
に基体加熱ヒーターを固定し、この基体加熱ヒーターを
内包するように、放電電極を兼ねた補助基体を取りつけ
た円筒状基体を回転可能に設置し、別に設けられたカソ
ード電極との間に高周波電力を印加することによりグロ
ー放電を生じさせて、前記円筒状基体上にシリコンを含
む堆積膜を形成するプラズマCVD法による堆積膜形成
装置において、図6の装置のように電子写真用感光体の
ような長い基体を上部の一ケ所から接地することは、印
加する周波数が13.56MHzのように低い場合には
なんら問題はなかった。しかし、20MHz乃至450
MHzという高い周波数の場合には、円筒状基体自身が
持つインピーダンスの影響が無視できなくなる。このた
め円筒状基体の母線方向において接地している側として
いない側でプラズマ状態が異なって膜厚にムラが発生す
るという弊害が起こる。つまり接地している側では接地
までのインピーダンスが低いためプラズマ密度が高くな
り堆積速度が高まって膜厚が厚くなるが、反対側は円筒
状基体自身のインピーダンスのためにセルフバイアスが
発生し、このためにプラズマ密度が減少し、膜厚も薄く
なる。
【0027】更に、プラズマ密度、堆積速度が変わるこ
とから母線方向で堆積膜の特性が異なり、電子写真用感
光体においては濃度ムラ、画像のがさつき、感度ムラの
発生原因となる。
とから母線方向で堆積膜の特性が異なり、電子写真用感
光体においては濃度ムラ、画像のがさつき、感度ムラの
発生原因となる。
【0028】そして、作製した電子写真感光体の膜に微
小なひび割れが生じる場合があることについて、本発明
者は、電子写真感光体の製造過程に何か問題が生じてい
るのではないかと考え放電状態に注目して検討を行っ
た。そして、プラズマの発光強度を測定したところ、電
子写真感光体の膜に微小なひび割れが生じる際には発光
強度に周期的なばらつきが生じプラズマ状態が不安定に
なっていることが分かった。本発明者はこの発光強度の
周期的なばらつきが生じている時に堆積した膜と発光強
度の周期的なばらつきが生じていない時に堆積した膜と
の間に歪みが生じ易い状態になっており、わずかに製造
条件がずれただけでも電子写真感光体の膜に微小なひび
割れが発生してしまうのではないかと考えた。
小なひび割れが生じる場合があることについて、本発明
者は、電子写真感光体の製造過程に何か問題が生じてい
るのではないかと考え放電状態に注目して検討を行っ
た。そして、プラズマの発光強度を測定したところ、電
子写真感光体の膜に微小なひび割れが生じる際には発光
強度に周期的なばらつきが生じプラズマ状態が不安定に
なっていることが分かった。本発明者はこの発光強度の
周期的なばらつきが生じている時に堆積した膜と発光強
度の周期的なばらつきが生じていない時に堆積した膜と
の間に歪みが生じ易い状態になっており、わずかに製造
条件がずれただけでも電子写真感光体の膜に微小なひび
割れが発生してしまうのではないかと考えた。
【0029】そこで先ず、ダストの発生を覚悟して特開
平1−279757に開示されているように回転軸に支
えられている側とは反対側を接地したブラシ状電極で摺
擦することにより、円筒状基体の接地の状態を見かけ上
対称にする実験を行った。しかし、意外なことにこの実
験では逆に回転軸で接地している側で薄く、接地電極側
が厚くなってしまった。この理由としては、回転軸で支
持している側は確かに接地されてはいるが、高周波的に
見ると回転軸という長いパスを介して接地されているた
めにこのパスのインピーダンスの方がブラシ状電極を介
して接地した側のインピーダンスより遥かに大きくなる
ためプラズマ状態も異なり膜厚分布が発生してしまうと
考えられる。したがって、回転軸で支持している側と反
対側を接地したブラシ状電極で擦る方法はダストの発生
のみならず、膜厚分布、膜のひび割れを低減するという
意味でも効果がないことが判明した。
平1−279757に開示されているように回転軸に支
えられている側とは反対側を接地したブラシ状電極で摺
擦することにより、円筒状基体の接地の状態を見かけ上
対称にする実験を行った。しかし、意外なことにこの実
験では逆に回転軸で接地している側で薄く、接地電極側
が厚くなってしまった。この理由としては、回転軸で支
持している側は確かに接地されてはいるが、高周波的に
見ると回転軸という長いパスを介して接地されているた
めにこのパスのインピーダンスの方がブラシ状電極を介
して接地した側のインピーダンスより遥かに大きくなる
ためプラズマ状態も異なり膜厚分布が発生してしまうと
考えられる。したがって、回転軸で支持している側と反
対側を接地したブラシ状電極で擦る方法はダストの発生
のみならず、膜厚分布、膜のひび割れを低減するという
意味でも効果がないことが判明した。
【0030】以上の結果を踏まえ、ダストの発生もな
く、かつ円筒状基体の軸方向ムラを無くし、特性の再現
性も良くするためには円筒状基体と非接触で、かつ高周
波的にある程度の抵抗を持ってアースに落とすことが必
要であるとの結論に達した。そして、このような機能を
持った構造としてコンデンサを考えた。
く、かつ円筒状基体の軸方向ムラを無くし、特性の再現
性も良くするためには円筒状基体と非接触で、かつ高周
波的にある程度の抵抗を持ってアースに落とすことが必
要であるとの結論に達した。そして、このような機能を
持った構造としてコンデンサを考えた。
【0031】その際、最初に考えられるのが、例えば上
部を回転軸で支持された円筒状基体の場合、円筒状基体
の下側の近傍に堆積室に接地されたアース電極を、基体
の回転を妨げないように設置することが挙げられる。つ
まり、こうすることで円筒状基体と接地されたアース電
極は一種のコンデンサを形成する。従来の低い周波数を
用いたプラズマCVD装置ではこのように形成されたコ
ンデンサでは容量が小さすぎて電流が流れることはない
が、本発明のように20〜450MHzのような高い周
波数を用いる場合には、このような低容量のコンデンサ
でも充分に電流を流すことができて、アースに落とすこ
とが可能となる。
部を回転軸で支持された円筒状基体の場合、円筒状基体
の下側の近傍に堆積室に接地されたアース電極を、基体
の回転を妨げないように設置することが挙げられる。つ
まり、こうすることで円筒状基体と接地されたアース電
極は一種のコンデンサを形成する。従来の低い周波数を
用いたプラズマCVD装置ではこのように形成されたコ
ンデンサでは容量が小さすぎて電流が流れることはない
が、本発明のように20〜450MHzのような高い周
波数を用いる場合には、このような低容量のコンデンサ
でも充分に電流を流すことができて、アースに落とすこ
とが可能となる。
【0032】それから更に鋭意検討を行った結果、円筒
状基体の接地の状態をより本質的に均一にする手段とし
て、円筒状基体の両端近傍にアース電極を基体の回転を
妨げないようにそれぞれ固定して設置し、円筒状基体の
両端から母線方向にコンデンサを形成させてアースに落
とせば、ダストの発生もなく、プラズマ密度も均一にな
り、円筒状基体の膜厚の軸方向ムラを無くし、膜のひび
割れも低減するのではないかと考え実験を行った。
状基体の接地の状態をより本質的に均一にする手段とし
て、円筒状基体の両端近傍にアース電極を基体の回転を
妨げないようにそれぞれ固定して設置し、円筒状基体の
両端から母線方向にコンデンサを形成させてアースに落
とせば、ダストの発生もなく、プラズマ密度も均一にな
り、円筒状基体の膜厚の軸方向ムラを無くし、膜のひび
割れも低減するのではないかと考え実験を行った。
【0033】その結果、従来の堆積膜形成装置を用いた
場合よりも層厚の軸方向ムラ、得られる画像の濃度ム
ラ、画像のがさつき、密度ムラ等が改善された良好な堆
積膜が得られ、膜のひび割れも低減することが分かっ
た。そして、従来の堆積膜装置で20〜450MHzの
ような高周波電力を用いて成膜を行った場合よりも堆積
速度が向上することが分かった。この理由は定かではな
いが、アースを上下2箇所から取ることによって円筒状
基体全体のインピーダンスが下がり、より効果的に高周
波パワーが印加できるようになったためではないか考え
ている。
場合よりも層厚の軸方向ムラ、得られる画像の濃度ム
ラ、画像のがさつき、密度ムラ等が改善された良好な堆
積膜が得られ、膜のひび割れも低減することが分かっ
た。そして、従来の堆積膜装置で20〜450MHzの
ような高周波電力を用いて成膜を行った場合よりも堆積
速度が向上することが分かった。この理由は定かではな
いが、アースを上下2箇所から取ることによって円筒状
基体全体のインピーダンスが下がり、より効果的に高周
波パワーが印加できるようになったためではないか考え
ている。
【0034】以上のように、円筒状基体と、円筒状基体
の両端近傍に基体の回転を妨げないように堆積室に固定
軸に設置されたアース電極との間でそれぞれコンデンサ
を形成して円筒状基体と非接触で接地することにより本
発明の効果は得られる。
の両端近傍に基体の回転を妨げないように堆積室に固定
軸に設置されたアース電極との間でそれぞれコンデンサ
を形成して円筒状基体と非接触で接地することにより本
発明の効果は得られる。
【0035】円筒状基体と直接Cカップリングを形成せ
しめるには円筒状基体の外側あるいは内側に接触せずに
隣接した状態でアース電極を設ければよい。又、円筒状
基体の上下に補助基体を取りつけて成膜を行う場合には
その補助基体の外側あるいは内側に接触せずに対向した
状態でアース電極を設ければよい。アース電極は円筒状
基体あるいは補助基体の周囲全周に対向するように設け
てもよいし、周囲の一部のみに対向するように設けても
もちろんよい。
しめるには円筒状基体の外側あるいは内側に接触せずに
隣接した状態でアース電極を設ければよい。又、円筒状
基体の上下に補助基体を取りつけて成膜を行う場合には
その補助基体の外側あるいは内側に接触せずに対向した
状態でアース電極を設ければよい。アース電極は円筒状
基体あるいは補助基体の周囲全周に対向するように設け
てもよいし、周囲の一部のみに対向するように設けても
もちろんよい。
【0036】本発明のカップリングのコンデンサ容量C
(F)は次式 10pF≦ C ≦2000pF を満たし、前記コンデンサの一方の容量(C1)と他方
の容量(C2)が 0.1C1≦ C2 ≦10C1 を満たすことを特徴とする。
(F)は次式 10pF≦ C ≦2000pF を満たし、前記コンデンサの一方の容量(C1)と他方
の容量(C2)が 0.1C1≦ C2 ≦10C1 を満たすことを特徴とする。
【0037】コンデンサの容量Cは次式で表わされる。
【0038】C=εS/d
ここでεは円筒状基体とアース電極間の誘電率、dは円
筒状基体とアース電極間の距離、Sはアース電極及び円
筒状基体の対向する部分の面積である。εは厳密には堆
積室に導入されている原料ガスの種類、圧力により値が
異なるが、真空中の誘電率を用いても支障はない。LC
Rメーター等を用いて実際に測定から求めてももちろん
よい。
筒状基体とアース電極間の距離、Sはアース電極及び円
筒状基体の対向する部分の面積である。εは厳密には堆
積室に導入されている原料ガスの種類、圧力により値が
異なるが、真空中の誘電率を用いても支障はない。LC
Rメーター等を用いて実際に測定から求めてももちろん
よい。
【0039】尚、本発明の堆積膜形成装置ではいずれも
円筒状基体を回転可能な構成になっているが、本発明の
効果が円筒状基体を回転させなければ得られないという
ものではなく、静止状態でも本発明の効果は得られる。
又、円筒状基体の保持機構が本件と同様の円筒状基体の
上部又は下部を保持する機構であれば回転可能でなくて
も本発明の効果は得られる。
円筒状基体を回転可能な構成になっているが、本発明の
効果が円筒状基体を回転させなければ得られないという
ものではなく、静止状態でも本発明の効果は得られる。
又、円筒状基体の保持機構が本件と同様の円筒状基体の
上部又は下部を保持する機構であれば回転可能でなくて
も本発明の効果は得られる。
【0040】以下、図面を用いて本発明の装置及び堆積
膜の形成方法について詳細に説明する。図1は本発明の
装置の一例を模式的に示したものであり、電子写真用感
光体のような円筒状基体に堆積膜を形成するに好適なも
のである。図1において、100は堆積膜を形成するた
めの堆積室であり、排気口111を介して不図示の排気
装置に接続されている。107は原料ガスを堆積室に導
入するための原料ガス導入口であり、不図示のガス供給
系から原料ガスを堆積室内に導入する。102は円筒状
基体であり、補助基体103にセットされて上部を誘電
体112を介して回転軸105に取りつけられており円
筒状基体102及び補助基体103から回転軸105を
通じてはアースに落ちないようになっている。回転軸1
05は堆積室に回転可能に取りつけられている。円筒状
基体102及び補助基体103は上部を回転軸105に
よって保持されている。104は円筒状基体を所定の温
度に加熱するための基体加熱用ヒーターであり、堆積室
内に固定されている。円筒状基体102は、回転軸10
5を介して駆動モーター108により回転され、周方向
の膜厚の均一化を測る。110は発振周波数が20MH
z乃至450MHzの高周波を発生する高周波電源であ
り、高周波出力は109の整合回路を介してカソード電
極101に印加されるように配線されている。図に示し
たように本発明においてカソード電極101は堆積室1
00の内壁を兼ねていてもよい。
膜の形成方法について詳細に説明する。図1は本発明の
装置の一例を模式的に示したものであり、電子写真用感
光体のような円筒状基体に堆積膜を形成するに好適なも
のである。図1において、100は堆積膜を形成するた
めの堆積室であり、排気口111を介して不図示の排気
装置に接続されている。107は原料ガスを堆積室に導
入するための原料ガス導入口であり、不図示のガス供給
系から原料ガスを堆積室内に導入する。102は円筒状
基体であり、補助基体103にセットされて上部を誘電
体112を介して回転軸105に取りつけられており円
筒状基体102及び補助基体103から回転軸105を
通じてはアースに落ちないようになっている。回転軸1
05は堆積室に回転可能に取りつけられている。円筒状
基体102及び補助基体103は上部を回転軸105に
よって保持されている。104は円筒状基体を所定の温
度に加熱するための基体加熱用ヒーターであり、堆積室
内に固定されている。円筒状基体102は、回転軸10
5を介して駆動モーター108により回転され、周方向
の膜厚の均一化を測る。110は発振周波数が20MH
z乃至450MHzの高周波を発生する高周波電源であ
り、高周波出力は109の整合回路を介してカソード電
極101に印加されるように配線されている。図に示し
たように本発明においてカソード電極101は堆積室1
00の内壁を兼ねていてもよい。
【0041】106は本発明によるところのアース電極
である。円筒状基体102及び補助基体103に接触し
ないように近接してアース電極106が設置されてお
り、互いに対向している領域でコンデンサを形成して円
筒状基体102の両底面からそれぞれアースに落ちる。
このコンデンサの容量はアース電極106の高さ、アー
ス電極106と補助基体103との距離、対向している
領域等を変えることにより任意に設定することができ、
10pF以上2000pF以下にすることが好ましい。
そして、コンデンサの一方の容量をC1、他方の容量を
C2とするとC2をC1の1/10以上10倍以下にす
ることが好ましい。上記範囲外では、膜厚および特性分
布の改善および、膜のひび割れの低減に対する効果が小
さい。
である。円筒状基体102及び補助基体103に接触し
ないように近接してアース電極106が設置されてお
り、互いに対向している領域でコンデンサを形成して円
筒状基体102の両底面からそれぞれアースに落ちる。
このコンデンサの容量はアース電極106の高さ、アー
ス電極106と補助基体103との距離、対向している
領域等を変えることにより任意に設定することができ、
10pF以上2000pF以下にすることが好ましい。
そして、コンデンサの一方の容量をC1、他方の容量を
C2とするとC2をC1の1/10以上10倍以下にす
ることが好ましい。上記範囲外では、膜厚および特性分
布の改善および、膜のひび割れの低減に対する効果が小
さい。
【0042】図2は本発明の方法を行うための装置の他
の一例を模式的に示したものであり、電子写真用感光体
のような円筒状の基体の堆積膜の作製に好適なものであ
る。この装置では円筒状基体202及び補助基体203
を堆積室上部から吊り下げるように支持している。アー
ス電極206はこの装置では上部では補助基体の外側、
下部では補助基体の内側に配置されている。その他の構
成部分は図1と同様であり、使用した符号は図1の10
0代を200代に変更しただけである。
の一例を模式的に示したものであり、電子写真用感光体
のような円筒状の基体の堆積膜の作製に好適なものであ
る。この装置では円筒状基体202及び補助基体203
を堆積室上部から吊り下げるように支持している。アー
ス電極206はこの装置では上部では補助基体の外側、
下部では補助基体の内側に配置されている。その他の構
成部分は図1と同様であり、使用した符号は図1の10
0代を200代に変更しただけである。
【0043】図3は本発明のアース電極306及び補助
基体303の形状の他の一例を模式的に示したものであ
るが、このようにアース電極306及び補助基体303
につばを出すことによってコンデンサを形成してももち
ろんよい。図3に使用した符号は、図1の100代を3
00代に変更しただけである。
基体303の形状の他の一例を模式的に示したものであ
るが、このようにアース電極306及び補助基体303
につばを出すことによってコンデンサを形成してももち
ろんよい。図3に使用した符号は、図1の100代を3
00代に変更しただけである。
【0044】図4は本発明の更に別の一例を模式的に示
したもので(a)は立断面、(b)は横断面の平面図で
ある。円筒状基体402の上部及び下部のアースを取る
コンデンサー部分は図1と同様であるが、この例では円
筒状基体が6本円筒状堆積室の中心軸に対称の位置に等
間隔で並んであり、その中央にカソード電極401が設
置され、円筒状基体402に囲まれた空間で放電が起こ
るようになっている。図中の符号は、図1の100代を
400代に変更しただけである。
したもので(a)は立断面、(b)は横断面の平面図で
ある。円筒状基体402の上部及び下部のアースを取る
コンデンサー部分は図1と同様であるが、この例では円
筒状基体が6本円筒状堆積室の中心軸に対称の位置に等
間隔で並んであり、その中央にカソード電極401が設
置され、円筒状基体402に囲まれた空間で放電が起こ
るようになっている。図中の符号は、図1の100代を
400代に変更しただけである。
【0045】上述の図1〜図4においてアース電極10
6、206、306、406に用いる材料は、熱に強
く、導電性が高いものなら何でも使用できる。又、アー
ス電極106、206、306、406自体のインダク
タンスをできるだけ小さくするという目的から電極に用
いる材料は透磁率の小さいものが好ましい。又、高周波
は表皮効果によって導体最表面のみを伝導することか
ら、表面積ができるだけ大きい形状が好ましい。一般的
には平板状の形状が用いられる。具体的には銅、アルミ
ニューム、金、銀、白銀は導電性が高く、透磁率は小さ
いのでアース電極材料として好適である。鉛、ニッケ
ル、コバルト、鉄、クロム、モリブデン、チタン、ステ
ンレスも熱に強いので適している。あるいはこれらの材
料の中の2種以上の複合材料なども好ましい。
6、206、306、406に用いる材料は、熱に強
く、導電性が高いものなら何でも使用できる。又、アー
ス電極106、206、306、406自体のインダク
タンスをできるだけ小さくするという目的から電極に用
いる材料は透磁率の小さいものが好ましい。又、高周波
は表皮効果によって導体最表面のみを伝導することか
ら、表面積ができるだけ大きい形状が好ましい。一般的
には平板状の形状が用いられる。具体的には銅、アルミ
ニューム、金、銀、白銀は導電性が高く、透磁率は小さ
いのでアース電極材料として好適である。鉛、ニッケ
ル、コバルト、鉄、クロム、モリブデン、チタン、ステ
ンレスも熱に強いので適している。あるいはこれらの材
料の中の2種以上の複合材料なども好ましい。
【0046】誘電体112、212、312、412に
用いる材料としてはアルミナセラミックス、テフロン、
石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、あるいは酸化アルミニ
ウム、酸化マグネシウム、酸化珪素等の金属酸化物の中
の単数または複数の金属酸化物を主成分とするもの等の
熱に強い絶縁性材料であれば特に規定はない。
用いる材料としてはアルミナセラミックス、テフロン、
石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、あるいは酸化アルミニ
ウム、酸化マグネシウム、酸化珪素等の金属酸化物の中
の単数または複数の金属酸化物を主成分とするもの等の
熱に強い絶縁性材料であれば特に規定はない。
【0047】使用される高周波電源110、210、3
10、410は、発振周波数が20MHzから450M
Hzの範囲であればいずれでも使用することができる。
又、出力は10Wから5000W以上まで、装置に適し
た電力を発生することができればいかなる出力のもので
も好適に使用できる。更に、高周波電源の出力変動率は
いかなる値であっても本発明に適用することができる。
10、410は、発振周波数が20MHzから450M
Hzの範囲であればいずれでも使用することができる。
又、出力は10Wから5000W以上まで、装置に適し
た電力を発生することができればいかなる出力のもので
も好適に使用できる。更に、高周波電源の出力変動率は
いかなる値であっても本発明に適用することができる。
【0048】使用される整合器109、209、30
9、409は高周波電源と負荷の整合を取ることができ
るものであればいかなる構成のものでも使用できる。
又、整合を取る方法としては、製造時の煩雑さを避ける
ために自動的に調整されるものが好ましいが、手動で調
整されるものであっても本発明の効果に全く影響はな
い。又、整合器が配置される位置に関しては整合が取ら
れる範囲においてどこに設置してもなんら問題はない
が、整合器からカソード間の配線のインダクタンスをで
きるだけ小さくするように配置する方が、広い負荷条件
で整合を取ることが可能になるため、望ましい。
9、409は高周波電源と負荷の整合を取ることができ
るものであればいかなる構成のものでも使用できる。
又、整合を取る方法としては、製造時の煩雑さを避ける
ために自動的に調整されるものが好ましいが、手動で調
整されるものであっても本発明の効果に全く影響はな
い。又、整合器が配置される位置に関しては整合が取ら
れる範囲においてどこに設置してもなんら問題はない
が、整合器からカソード間の配線のインダクタンスをで
きるだけ小さくするように配置する方が、広い負荷条件
で整合を取ることが可能になるため、望ましい。
【0049】カソード電極101、201、301、4
01の材質としては銅、アルミニウム、金、銀、白金、
鉛、ニッケル、コバルト、鉄、クロム、モリブデン、チ
タン、ステンレスなどが熱伝導が良く、電気伝導も良い
ので好適である。これらの材料の中の2種以上の複合材
料なども好適に用いられる。又、加工の容易さから形状
は円筒形状が好ましいが、必要に応じて楕円形、多角形
形状を用いてもよい。
01の材質としては銅、アルミニウム、金、銀、白金、
鉛、ニッケル、コバルト、鉄、クロム、モリブデン、チ
タン、ステンレスなどが熱伝導が良く、電気伝導も良い
ので好適である。これらの材料の中の2種以上の複合材
料なども好適に用いられる。又、加工の容易さから形状
は円筒形状が好ましいが、必要に応じて楕円形、多角形
形状を用いてもよい。
【0050】カソード電極101、201、301、4
01は必要に応じて冷却手段を設けてもよい。具体的な
冷却手段としては、水、空気、液体チッ素、ペルチェ素
子などによる冷却が必要に応じて用いられる。
01は必要に応じて冷却手段を設けてもよい。具体的な
冷却手段としては、水、空気、液体チッ素、ペルチェ素
子などによる冷却が必要に応じて用いられる。
【0051】円筒状基体102、202、302、40
2及び補助基体103、203、303、403は、使
用目的に応じた材質を有するものであればよい。材質に
おいては銅、アルミニウム、金、銀、白金、鉛、ネッケ
ル、コバルト、鉄、クロム、モリブデン、チタン、ステ
ンレスが電気伝導が良好のため好適である。さらにこれ
らの材料の中の2種以上の複合材料も耐熱性が向上する
ために望ましい。
2及び補助基体103、203、303、403は、使
用目的に応じた材質を有するものであればよい。材質に
おいては銅、アルミニウム、金、銀、白金、鉛、ネッケ
ル、コバルト、鉄、クロム、モリブデン、チタン、ステ
ンレスが電気伝導が良好のため好適である。さらにこれ
らの材料の中の2種以上の複合材料も耐熱性が向上する
ために望ましい。
【0052】図1の装置における堆積膜の形成は次の手
順のように行われる。この手順は図2〜図4の装置にお
いても同様に適用できる。
順のように行われる。この手順は図2〜図4の装置にお
いても同様に適用できる。
【0053】先ず、旋盤を用いて表面を鏡面加工した円
筒状基体102を補助基体103に取りつけ、堆積室1
00内の回転軸105に取りつける。次に、排気口11
1を介して不図示の排気装置により堆積室100内を一
旦排気した後、不図示の原料ガス導入バルブを開き加熱
用の不活性ガス、例えばアルゴンガスを原料ガス導入口
107より堆積室100内に導入し、堆積室100内が
所望の圧力になるように排気装置の排気速度及び加熱用
ガスの流量を調整する。その後、駆動用モーター108
により円筒状基体102を回転させながら不図示の温度
コントローラーを作動させて円筒状基体102を基体加
熱用ヒーター104により加熱する。円筒状基体102
が所望の温度に加熱されたところで不図示の原料ガス導
入バルブを閉じ、堆積室内へのガス流入を止める。
筒状基体102を補助基体103に取りつけ、堆積室1
00内の回転軸105に取りつける。次に、排気口11
1を介して不図示の排気装置により堆積室100内を一
旦排気した後、不図示の原料ガス導入バルブを開き加熱
用の不活性ガス、例えばアルゴンガスを原料ガス導入口
107より堆積室100内に導入し、堆積室100内が
所望の圧力になるように排気装置の排気速度及び加熱用
ガスの流量を調整する。その後、駆動用モーター108
により円筒状基体102を回転させながら不図示の温度
コントローラーを作動させて円筒状基体102を基体加
熱用ヒーター104により加熱する。円筒状基体102
が所望の温度に加熱されたところで不図示の原料ガス導
入バルブを閉じ、堆積室内へのガス流入を止める。
【0054】堆積膜の形成は不図示の原料ガス導入バル
ブを開として原料ガス導入口107から所定の原料ガ
ス、例えばシランガス、ジシランガス、メタンガス、エ
タンガスなどの材料ガスを、またジボランガス、ホスフ
ィンガスなどのドーピングガスを不図示のミキシングパ
ネルにより混合した後に堆積室100内に導入し、数P
aから数Paの圧力に維持するよう排気速度を調整す
る。圧力が安定した後、高周波電源110より整合回路
109を介して周波数20MHz乃至450MHzの電
力を供給し、グロー放電を生起させる。このとき整合回
路109を調整し、反射波が最小となるように調整す
る。高周波の入射電力から反射電力を差し引いた値を所
望の値に調整し、所望の膜厚を形成したところで電力の
供給を停止し、原料ガスの堆積室100への流入を止め
て堆積室内を一旦高真空に引き上げて層の形成を終え
る。この間、周方向の膜厚均等化のために円筒状基体は
回転させながら堆積膜形成を行うことが望ましい。そし
て種々の機能を有する堆積膜を積層する場合には、上記
操作を繰り返し行う。
ブを開として原料ガス導入口107から所定の原料ガ
ス、例えばシランガス、ジシランガス、メタンガス、エ
タンガスなどの材料ガスを、またジボランガス、ホスフ
ィンガスなどのドーピングガスを不図示のミキシングパ
ネルにより混合した後に堆積室100内に導入し、数P
aから数Paの圧力に維持するよう排気速度を調整す
る。圧力が安定した後、高周波電源110より整合回路
109を介して周波数20MHz乃至450MHzの電
力を供給し、グロー放電を生起させる。このとき整合回
路109を調整し、反射波が最小となるように調整す
る。高周波の入射電力から反射電力を差し引いた値を所
望の値に調整し、所望の膜厚を形成したところで電力の
供給を停止し、原料ガスの堆積室100への流入を止め
て堆積室内を一旦高真空に引き上げて層の形成を終え
る。この間、周方向の膜厚均等化のために円筒状基体は
回転させながら堆積膜形成を行うことが望ましい。そし
て種々の機能を有する堆積膜を積層する場合には、上記
操作を繰り返し行う。
【0055】
【実施例】以下、実施例により本発明の効果を具体的に
説明するが、本発明はこれによって何等限定されるもの
ではない。
説明するが、本発明はこれによって何等限定されるもの
ではない。
【0056】実施例1
図1の堆積膜形成装置において、発振周波数105MH
zの高周波電源110を用いて、アルミニウム製の円筒
状基体102にa−Si膜を形成し、電子写真用感光体
を作製した。本例では、アース電極106としてアルミ
ニウムを用い補助基体103とアース電極106で構成
する上下のコンデンサが真空中で共に200pFになる
ように電極の大きさと補助基体103との間隔を設定し
た。アース電極106は円筒状とし、補助基体103の
周方向全周に亘って設置し、表1に示した条件に従って
電子写真用感光体を作製した。
zの高周波電源110を用いて、アルミニウム製の円筒
状基体102にa−Si膜を形成し、電子写真用感光体
を作製した。本例では、アース電極106としてアルミ
ニウムを用い補助基体103とアース電極106で構成
する上下のコンデンサが真空中で共に200pFになる
ように電極の大きさと補助基体103との間隔を設定し
た。アース電極106は円筒状とし、補助基体103の
周方向全周に亘って設置し、表1に示した条件に従って
電子写真用感光体を作製した。
【0057】
【表1】
表1
下部阻止層・・・SiH4 200sccm
H2 300sccm
NO 8sccm
B2 H6 2000ppm(SiH4 に対して)
パワー 400W
内圧 4Pa
膜厚 1μm
光導電層・・・・SiH4 400sccm
H2 800sccm
パワー 600W
内圧 5.3Pa
膜厚 20μm
表面保護層・・・SiH4 50sccm
CH4 400sccm
パワー 100W
内圧 4Pa
膜厚 0.6μm
比較例1
図5に示した従来の堆積膜形成装置において発振周波数
(a)13.56MHz及び(b)105MHzの高周
波電源510を設置し、アルミニウム製の円筒状基体5
02にa−Si膜を形成し、電子写真用感光体を作製し
た。
(a)13.56MHz及び(b)105MHzの高周
波電源510を設置し、アルミニウム製の円筒状基体5
02にa−Si膜を形成し、電子写真用感光体を作製し
た。
【0058】本例では、実験例1と同様に表1に示した
条件に従って電子写真用感光体を作製した。但し、発振
周波数(a)13.56MHzでは下部阻止層、光導電
層、表面保護層の内圧をそれぞれ40Pa、53Pa、
40Paにした。
条件に従って電子写真用感光体を作製した。但し、発振
周波数(a)13.56MHzでは下部阻止層、光導電
層、表面保護層の内圧をそれぞれ40Pa、53Pa、
40Paにした。
【0059】比較例2
図5に示した従来の堆積膜形成装置で補助基体503の
下部を金属製ブラシで擦ることにより強制的にアースに
落とした。本比較例では発振周波数105MHzの高周
波電源510を設置し、アルミニウム製の円筒状基体5
02にa−Si膜を形成し、電子写真用感光体を作成し
た。
下部を金属製ブラシで擦ることにより強制的にアースに
落とした。本比較例では発振周波数105MHzの高周
波電源510を設置し、アルミニウム製の円筒状基体5
02にa−Si膜を形成し、電子写真用感光体を作成し
た。
【0060】本例では、実施例1と同様に表1に示した
条件に従って電子写真用感光体を作製した。
条件に従って電子写真用感光体を作製した。
【0061】実施例1、比較例1および2で作製した電
子写真用感光体を以下に示す方法により評価した。 (1)膜厚分布、堆積速度 作製した各々の感光体について軸方向に16ケ所の膜厚
を渦電流式膜厚計(Kett化学研究所製)により測定
し、膜厚の最大値と最小値の差を平均膜厚で割り、以下
のランクに区分した。
子写真用感光体を以下に示す方法により評価した。 (1)膜厚分布、堆積速度 作製した各々の感光体について軸方向に16ケ所の膜厚
を渦電流式膜厚計(Kett化学研究所製)により測定
し、膜厚の最大値と最小値の差を平均膜厚で割り、以下
のランクに区分した。
【0062】
◎ 非常に良好
○ 良好
△ 実用上問題無し
× 実用上問題有り
また、総膜厚を堆積時間で割って堆積速度を求め、比較
例1(a)の場合を基準とし、次のようにランク分けし
た。
例1(a)の場合を基準とし、次のようにランク分けし
た。
【0063】
◎ 比較例1(a)より50%以上速い
○ 比較例1(a)より10乃至50%速い
□ 比較例1(a)と同程度乃至10%速い
△ 比較例1(a)と同程度
× 比較例1(a)より遅い
(2)電子写真特性
作製した各々の感光体を電子写真装置(キヤノン製NP
6060を実験用に改造)にセットして、電子写真特性
を評価した。 帯電ムラ 帯電器に+6KVの高電圧を印加してコロナ帯電を行
い、電子写真感光体の暗部表面電位を表面電位計により
現像器位置で測定する。そして、電子写真用感光体の軸
方向に5点測定し、このときの電位ムラを評価する。 感度ムラ 電子写真感光体を、一定の暗部表面電位に帯電させる。
そして、フィルターを用いて550nm以下の波長域の
光を除いたハロゲンランプ光を直ちに照射し、電子写真
感光体の明部表面電位が所定の値になるように光量を調
整する。このときに必要な光量をハロゲンランプの点灯
電圧から換算する。そしてこの必要な光量を感度と定義
し、電子写真用感光体の軸方向に5点測定し、このとき
の感度ムラを評価する。
6060を実験用に改造)にセットして、電子写真特性
を評価した。 帯電ムラ 帯電器に+6KVの高電圧を印加してコロナ帯電を行
い、電子写真感光体の暗部表面電位を表面電位計により
現像器位置で測定する。そして、電子写真用感光体の軸
方向に5点測定し、このときの電位ムラを評価する。 感度ムラ 電子写真感光体を、一定の暗部表面電位に帯電させる。
そして、フィルターを用いて550nm以下の波長域の
光を除いたハロゲンランプ光を直ちに照射し、電子写真
感光体の明部表面電位が所定の値になるように光量を調
整する。このときに必要な光量をハロゲンランプの点灯
電圧から換算する。そしてこの必要な光量を感度と定義
し、電子写真用感光体の軸方向に5点測定し、このとき
の感度ムラを評価する。
【0064】帯電ムラ、感度ムラのそれぞれについて、
以下のランクに区分けした。
以下のランクに区分けした。
【0065】
◎ 非常に良好
○ 良好
△ 実用上問題無し
× 実用上問題有り
画像のガサツキ
ハーフトーンチャート(部品番号:FY9−9042−
020)を用いて画像を形成し、得られたハーフトーン
画像を詳細に観察し、限度見本と比較して以下のランク
に区分して評価した。
020)を用いて画像を形成し、得られたハーフトーン
画像を詳細に観察し、限度見本と比較して以下のランク
に区分して評価した。
【0066】
◎ ガサツキが全く見られず、非常に良好
○ ガサツキがわずかに見られるが良好
△ ガサツキがやや多いが、従来レベル
× ガサツキが多く、実用上問題有り
白ポチ
キヤノン製全面黒チャート(部品番号:FY9−907
3)を用いてベタ黒画像を形成し、得られた画像の一定
面積内にある直径0.2mm以上の白ポチについて評価
した。そして以下のランクに区分けした。
3)を用いてベタ黒画像を形成し、得られた画像の一定
面積内にある直径0.2mm以上の白ポチについて評価
した。そして以下のランクに区分けした。
【0067】
◎ 非常に良好
○ 良好
△ 白ポチはあるが、従来レベルで実用上問題無
し × 白ポチが多く、実用上問題有り (3)膜のひび割れ 実施例1、比較例1及び2の各々について電子写真感光
体を100本作製し、膜のひび割れが生じた本数につい
て比較例1(b)を基準として以下のように評価した。
し × 白ポチが多く、実用上問題有り (3)膜のひび割れ 実施例1、比較例1及び2の各々について電子写真感光
体を100本作製し、膜のひび割れが生じた本数につい
て比較例1(b)を基準として以下のように評価した。
【0068】
◎ 比較例1(b)より非常に良好
○ 比較例1(b)より良好
△ 比較例1(b)と同等
以上の評価結果をまとめて表2に示す。
【0069】
【表2】
表2
実施例1 比較例1(a) 比較例1(b) 比較例2
膜厚ムラ ◎ ◎ △ △
堆積速度 ◎ △ ◎ ◎
帯電ムラ ◎ ◎ △ △
感度ムラ ◎ ◎ △ △
画像のガサツキ ◎ ◎ △ △
白ポチ ○ ○ ○ ×
膜のひび割れ ◎ ◎ △ △
表2により、本発明の堆積膜形成装置では画像欠陥を悪
化させずに膜厚ムラ及び特性ムラを改善し、膜のひび割
れの発生を低減することができ、かつ堆積速度の向上を
図ることができることが明らかになった。
化させずに膜厚ムラ及び特性ムラを改善し、膜のひび割
れの発生を低減することができ、かつ堆積速度の向上を
図ることができることが明らかになった。
【0070】実施例2
図4に示した堆積膜形成装置において、発振周波数10
5MHzの高周波電源410を設置し、アルミニウム製
の円筒状基体402にa−Si膜を形成し、電子写真用
感光体を作製した。本実験例では、アース電極406と
してアルミニウムを用い補助基体403とアース電極4
06で構成する上下のコンデンサが共に真空中で100
pFになるように電極の大きさと補助基体403との間
隔を設定した。本実施例では、アース電極406は円筒
状とし、補助基体403の周方向全周に亘って設置し
た。
5MHzの高周波電源410を設置し、アルミニウム製
の円筒状基体402にa−Si膜を形成し、電子写真用
感光体を作製した。本実験例では、アース電極406と
してアルミニウムを用い補助基体403とアース電極4
06で構成する上下のコンデンサが共に真空中で100
pFになるように電極の大きさと補助基体403との間
隔を設定した。本実施例では、アース電極406は円筒
状とし、補助基体403の周方向全周に亘って設置し
た。
【0071】そして、実施例1と同様に表1に示した条
件に従って電子写真用感光体を作製した。
件に従って電子写真用感光体を作製した。
【0072】比較例3
図6に示す従来の堆積膜形成装置において発振周波数1
05MHzの高周波電源610を用い、アルミニウム製
の円筒状基体602にa−Si膜を形成し、電子写真用
感光体を作製した。
05MHzの高周波電源610を用い、アルミニウム製
の円筒状基体602にa−Si膜を形成し、電子写真用
感光体を作製した。
【0073】本例では、実施例1と同様に表1に示した
条件に従って電子写真用感光体を作製した。実施例2お
よび比較例3で作製した電子写真用感光体を、実施例1
と同様に膜厚ムラ、堆積速度、帯電ムラ、感度ムラ、画
像のガサツキ、白ポチ、膜のひび割れについて評価し
た。その結果を表3に示す。
条件に従って電子写真用感光体を作製した。実施例2お
よび比較例3で作製した電子写真用感光体を、実施例1
と同様に膜厚ムラ、堆積速度、帯電ムラ、感度ムラ、画
像のガサツキ、白ポチ、膜のひび割れについて評価し
た。その結果を表3に示す。
【0074】
【表3】
表3により、本発明の堆積膜形成装置では画像欠陥を悪
化させずに膜厚ムラ及び特性ムラを改善し、膜のひび割
れの発生を低減することができ、かつ堆積速度の向上を
図ることができることが明らかになった。
化させずに膜厚ムラ及び特性ムラを改善し、膜のひび割
れの発生を低減することができ、かつ堆積速度の向上を
図ることができることが明らかになった。
【0075】実施例3
図2に示す堆積膜形成装置において発振周波数60MH
zの高周波電源210を用い、アルミニウム製の円筒状
基体202にa−Si膜を形成し、電子写真用感光体を
作製した。本実施例では、アース電極206としてアル
ミニウムを用い補助基体203とアース電極206で構
成する上下のコンデンサが真空中で共に5pF、10p
F、50pF、500pF、2000pF、2500p
Fになるように電極の大きさと補助基体203との間隔
を設定した。本実施例では、アース電極206は円筒状
とし、補助基体203の周方向全周に亘って設置し、実
施例1と同様に表1に示した条件に従って電子写真用感
光体を作製した。
zの高周波電源210を用い、アルミニウム製の円筒状
基体202にa−Si膜を形成し、電子写真用感光体を
作製した。本実施例では、アース電極206としてアル
ミニウムを用い補助基体203とアース電極206で構
成する上下のコンデンサが真空中で共に5pF、10p
F、50pF、500pF、2000pF、2500p
Fになるように電極の大きさと補助基体203との間隔
を設定した。本実施例では、アース電極206は円筒状
とし、補助基体203の周方向全周に亘って設置し、実
施例1と同様に表1に示した条件に従って電子写真用感
光体を作製した。
【0076】作製した電子写真用感光体を実施例1と同
様に膜厚ムラ、堆積速度、帯電ムラ、感度ムラ、画像の
ガサツキ、白ポチ、膜のひび割れについて評価した。そ
の結果を表4に示す。
様に膜厚ムラ、堆積速度、帯電ムラ、感度ムラ、画像の
ガサツキ、白ポチ、膜のひび割れについて評価した。そ
の結果を表4に示す。
【0077】
【表4】
表4により、構成するコンデンサが10pF以上200
0pF以下の範囲では本発明の効果が得られることが分
かった。特に50pF以上1000pF以下の範囲で本
発明の効果が顕著に認められた。
0pF以下の範囲では本発明の効果が得られることが分
かった。特に50pF以上1000pF以下の範囲で本
発明の効果が顕著に認められた。
【0078】実施例4
図2に示す堆積膜形成装置において発振周波数60MH
zの高周波電源210を用い、アルミニウム製の円筒状
基体202にa−Si膜を形成し、電子写真用感光体を
作製した。本実施例では、アース電極206としてアル
ミニウムを用い補助基体203とアース電極206で構
成する上側のコンデンサを真空中で200pF(C)と
し下側のコンデンサを真空中で0.05C、0.1C、
0.5C、5C、10C、15Cになるようにアース電
極の大きさと補助基体203との間隔を設定した。本実
施例では、アース電極206は円筒状とし、補助基体2
03の周方向全周に亘って設置し、実施例1と同様に表
1に示した条件に従って電子写真用感光体を作製した。
zの高周波電源210を用い、アルミニウム製の円筒状
基体202にa−Si膜を形成し、電子写真用感光体を
作製した。本実施例では、アース電極206としてアル
ミニウムを用い補助基体203とアース電極206で構
成する上側のコンデンサを真空中で200pF(C)と
し下側のコンデンサを真空中で0.05C、0.1C、
0.5C、5C、10C、15Cになるようにアース電
極の大きさと補助基体203との間隔を設定した。本実
施例では、アース電極206は円筒状とし、補助基体2
03の周方向全周に亘って設置し、実施例1と同様に表
1に示した条件に従って電子写真用感光体を作製した。
【0079】作製した電子写真用感光体を実施例1と同
様に膜厚ムラ、堆積速度、帯電ムラ、感度ムラ、画像の
ガサツキ、白ポチ、膜のひび割れについて評価した。そ
の結果を表5に示す。
様に膜厚ムラ、堆積速度、帯電ムラ、感度ムラ、画像の
ガサツキ、白ポチ、膜のひび割れについて評価した。そ
の結果を表5に示す。
【0080】
【表5】
表5
下側のコンデンサ 0.05C 0.1C 0.5C 5C 10C 15C
膜厚ムラ △ ○ ◎ ◎ ○ △
堆積速度 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎
帯電ムラ △ ◎ ◎ ◎ ◎ △
感度ムラ △ ◎ ◎ ◎ ◎ △
画像のガサツキ △ ◎ ◎ ◎ ◎ △
白ポチ ○ ○ ○ ○ ○ ○
膜のひび割れ △ ◎ ◎ ◎ ◎ △
表5により、構成するコンデンサの容量を上側をCとし
た時下側の容量を0.1C以上10C以下の範囲では本
発明の効果が得られることが分かった。特に0.5C以
上5C以下の範囲で本発明の効果が顕著に認められた。
た時下側の容量を0.1C以上10C以下の範囲では本
発明の効果が得られることが分かった。特に0.5C以
上5C以下の範囲で本発明の効果が顕著に認められた。
【0081】実施例5
実施例1において、高周波電源110の発振周波数を1
3.56MHz、20MHz、50MHz、450MH
z、500MHzとした以外は同様の条件で、アルミニ
ウム製の円筒状基体102にa−Si膜を形成し、電子
写真用感光体を作製した。本例では表6に示した条件に
従って電子写真用感光体を作製した。ただし、発振周波
数13.56MHzでは電荷輸送層、電荷発生層、表面
保護層の内圧をそれぞれ27Pa、40Pa、47Pa
にした。
3.56MHz、20MHz、50MHz、450MH
z、500MHzとした以外は同様の条件で、アルミニ
ウム製の円筒状基体102にa−Si膜を形成し、電子
写真用感光体を作製した。本例では表6に示した条件に
従って電子写真用感光体を作製した。ただし、発振周波
数13.56MHzでは電荷輸送層、電荷発生層、表面
保護層の内圧をそれぞれ27Pa、40Pa、47Pa
にした。
【0082】
【表6】
表6
電荷輸送層・・・SiH4 200sccm
H2 500sccm
CH4 100sccm
B2 H6 20ppm(SiH4 に対して)
パワー 500W
内圧 2.7Pa
膜厚 15μm
電荷発生層・・・SiH4 400sccm
H2 500sccm
パワー 400W
内圧 4Pa
膜厚 2μm
表面保護層・・・SiH4 20sccm
CH4 500sccm
パワー 150W
内圧 4Pa
膜厚 0.5μm
作製した電子写真用感光体を実施例1と同様に膜厚ム
ラ、堆積速度、帯電ムラ、感度ムラ、画像のガサツキ、
白ポチ、膜のひび割れについて評価した。その結果を表
7に示す。
ラ、堆積速度、帯電ムラ、感度ムラ、画像のガサツキ、
白ポチ、膜のひび割れについて評価した。その結果を表
7に示す。
【0083】
【表7】
表7
発振周波数(MHz)13.56 20 50 300 450 500
膜厚ムラ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ △
堆積速度 △ ○ ◎ ◎ ◎ ◎
帯電ムラ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ △
感度ムラ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ △
画像のガサツキ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ △
白ポチ ○ ○ ○ ○ ○ ○
膜のひび割れ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ △
表7より、成膜時間の短縮を図り、良好な特性を得るた
めには、高周波電源の周波数が20MHz乃至450M
Hzの範囲より好ましくは50〜450MHzの範囲で
あることが分かった。
めには、高周波電源の周波数が20MHz乃至450M
Hzの範囲より好ましくは50〜450MHzの範囲で
あることが分かった。
【0084】実施例6
図3に示した堆積膜形成装置において発振周波数200
MHzの高周波電源310を用い、アルミニウム製の円
筒状基体302にa−Si膜を形成し、電子写真用感光
体を作製した。本実施例では、アース電極306として
円盤状のアルミニウムを用い補助基体303とアース電
極306で構成する上側のコンデンサを真空中で500
pF、下側のコンデンサを真空中で300pFになるよ
うにアース電極の大きさと補助基体303との間隔を設
定して、補助基体303の周方向全周に亘って電極を設
置し、表8に示した条件に従って電子写真用感光体を作
製した。
MHzの高周波電源310を用い、アルミニウム製の円
筒状基体302にa−Si膜を形成し、電子写真用感光
体を作製した。本実施例では、アース電極306として
円盤状のアルミニウムを用い補助基体303とアース電
極306で構成する上側のコンデンサを真空中で500
pF、下側のコンデンサを真空中で300pFになるよ
うにアース電極の大きさと補助基体303との間隔を設
定して、補助基体303の周方向全周に亘って電極を設
置し、表8に示した条件に従って電子写真用感光体を作
製した。
【0085】
【表8】
表8
電荷注入阻止層・・・SiH4 150sccm
SiF4 2sccm
H2 500sccm
B2 H6 1500ppm(SiH4 に対して)
NO 10sccm
CH4 5sccm
パワー 200W
内圧 4Pa
膜厚 2μm
光導電層・・・SiH4 200sccm
SiF4 1sccm
H2 1000sccm
B2 H6 2ppm(SiH4 に対して)
NO 1sccm
CH4 1sccm
パワー 600W
内圧 5.3Pa
膜厚 30μm
表面保護層・・SiH4 200sccm→10sccm→10sccm
SiF4 5sccm
B2 H6 10ppm(SiH4 に対して)
NO 3sccm
CH4 50sccm→600sccm→7000sccm
パワー 100W
内圧 4Pa
膜厚 0.5μm
作製した電子写真用感光体を、実施例1と同様に膜厚ム
ラ、堆積速度、帯電ムラ、感度ムラ、画像のガサツキ、
白ポチ、膜のひび割れについて評価したところ、いずれ
の電子写真用感光体も非常に良好な結果が得られた。
ラ、堆積速度、帯電ムラ、感度ムラ、画像のガサツキ、
白ポチ、膜のひび割れについて評価したところ、いずれ
の電子写真用感光体も非常に良好な結果が得られた。
【0086】更に得られた感光体をキヤノン製複写機N
P−6060に設置し画像を出したところ、ハーフトー
ン画像にムラはなく、均一な画像が得られた。文字原稿
を複写したところ、黒濃度が高く鮮明な画像が得られ
た。また写真原稿の複写においても原稿に忠実で鮮明な
画像を得ることができた。
P−6060に設置し画像を出したところ、ハーフトー
ン画像にムラはなく、均一な画像が得られた。文字原稿
を複写したところ、黒濃度が高く鮮明な画像が得られ
た。また写真原稿の複写においても原稿に忠実で鮮明な
画像を得ることができた。
【0087】実施例7
図4に示した堆積膜形成装置において発振周波数350
MHzの高周波電源410を用い、アルミニウム製の円
筒状基体402にa−Si膜を形成し、電子写真用感光
体を作製した。本実施例では、アース電極406として
円盤状のアルミニウムを用い補助基体403とアース電
極406で構成する上側のコンデンサを真空中で50p
F、下側のコンデンサを真空中で400pFになるよう
に電極の大きさと補助基体403との間隔を設定して、
補助基体503の周方向1/5周に亘って電極を設置
し、表9に示した条件に従って電子写真用感光体を作製
した。
MHzの高周波電源410を用い、アルミニウム製の円
筒状基体402にa−Si膜を形成し、電子写真用感光
体を作製した。本実施例では、アース電極406として
円盤状のアルミニウムを用い補助基体403とアース電
極406で構成する上側のコンデンサを真空中で50p
F、下側のコンデンサを真空中で400pFになるよう
に電極の大きさと補助基体403との間隔を設定して、
補助基体503の周方向1/5周に亘って電極を設置
し、表9に示した条件に従って電子写真用感光体を作製
した。
【0088】
【表9】
表9
電荷注入阻止層・・・SiH4 150sccm
SiF4 5sccm
H2 500sccm
B2 H6 1500ppm(SiH4 に対して)
NO 10sccm
CH4 5sccm
パワー 200W
内圧 4Pa
膜厚 2μm
光導電層・・・SiH4 200sccm
SiF4 3sccm
H2 800sccm
B2 H6 3ppm(SiH4 に対して)
パワー 600W
内圧 1.5Pa
膜厚 30μm
表面保護層・・SiH4 200sccm→10sccm→10sccm
SiF4 10sccm
CH4 0sccm→500sccm→500sccm
パワー 100W
内圧 3Pa
膜厚 0.5μm
作製した電子写真用感光体を、実施例1と同様に膜厚ム
ラ、堆積速度、帯電ムラ、感度ムラ、画像のガサツキ、
白ポチ、膜のひび割れについて評価したところ、いずれ
の電子写真用感光体も実施例1と同様に良好な結果が得
られた。
ラ、堆積速度、帯電ムラ、感度ムラ、画像のガサツキ、
白ポチ、膜のひび割れについて評価したところ、いずれ
の電子写真用感光体も実施例1と同様に良好な結果が得
られた。
【0089】更に得られた感光体をキヤノン製複写機N
P−6060に設置し画像を出したところ、ハーフトー
ン画像にムラはなく、均一な画像が得られた。文字原稿
を複写したところ、黒濃度が高く鮮明な画像が得られ
た。また写真原稿の複写においても原稿に忠実で鮮明な
画像を得ることができた。
P−6060に設置し画像を出したところ、ハーフトー
ン画像にムラはなく、均一な画像が得られた。文字原稿
を複写したところ、黒濃度が高く鮮明な画像が得られ
た。また写真原稿の複写においても原稿に忠実で鮮明な
画像を得ることができた。
【0090】実施例8
図2に示す堆積膜形成装置において発振周波数250M
Hzの高周波電源210を用い、アルミニウム製の円筒
状基体201にa−Si膜を形成し、電子写真用感光体
を作製した。本実施例では、アース電極206として円
筒状のアルミニウムを用い補助基体203とアース電極
206で構成する上側のコンデンサが真空中で1500
pF、下側のコンデンサが真空中で200pFになるよ
うに電極の大きさと補助基体203との間隔を設定し
て、補助基体503の周方向3/4周に亘って電極を設
置し、そして、表10に示した条件に従って電子写真用
感光体を作製した。
Hzの高周波電源210を用い、アルミニウム製の円筒
状基体201にa−Si膜を形成し、電子写真用感光体
を作製した。本実施例では、アース電極206として円
筒状のアルミニウムを用い補助基体203とアース電極
206で構成する上側のコンデンサが真空中で1500
pF、下側のコンデンサが真空中で200pFになるよ
うに電極の大きさと補助基体203との間隔を設定し
て、補助基体503の周方向3/4周に亘って電極を設
置し、そして、表10に示した条件に従って電子写真用
感光体を作製した。
【0091】
【表10】
表10
電荷注入阻止層・・・SiH4 300sccm
H2 500sccm
B2 H6 300ppm(SiH4 に対して)
NO 5sccm
パワー 300W
内圧 2.7Pa
膜厚 3μm
光導電層・・・ SiH4 100sccm
H2 600sccm
B2 H6 5ppm(SiH4 に対して)
NO 1sccm
パワー 800W
内圧 2Pa
膜厚 25μm
表面保護層・・ SiH4 20sccm
NH3 400sccm
パワー 100W
内圧 1.5Pa
膜厚 0.3μm
作製した電子写真用感光体を、実施例1と同様に膜厚ム
ラ、堆積速度、帯電ムラ、感度ムラ、画像のガサツキ、
白ポチ、膜のひび割れについて評価したところ、いずれ
の電子写真用感光体も実施例1と同様に非常に良好な結
果が得られた。
ラ、堆積速度、帯電ムラ、感度ムラ、画像のガサツキ、
白ポチ、膜のひび割れについて評価したところ、いずれ
の電子写真用感光体も実施例1と同様に非常に良好な結
果が得られた。
【0092】更に得られた感光体をキヤノン製複写機N
P−6060に設置し画像を出したところ、ハーフトー
ン画像にムラはなく、均一な画像が得られた。文字原稿
を複写したところ、黒濃度が高く鮮明な画像が得られ
た。また写真原稿の複写においても原稿に忠実で鮮明な
画像を得ることができた。
P−6060に設置し画像を出したところ、ハーフトー
ン画像にムラはなく、均一な画像が得られた。文字原稿
を複写したところ、黒濃度が高く鮮明な画像が得られ
た。また写真原稿の複写においても原稿に忠実で鮮明な
画像を得ることができた。
【0093】実施例9
図4に示す堆積膜形成装置において発振周波数300M
Hzの高周波電源410を用い、アルミニウム製の円筒
状基体401にa−Si膜を形成し、電子写真用感光体
を作製した。本実施例では、アース電極406として円
盤状のアルミニウムを用い補助基体403とアース電極
406で構成する上下のコンデンサを共に真空中で15
0pFになるように電極の大きさと補助基体403との
間隔を設定して、補助基体503の周方向全周に亘って
設置し、表11に示した条件に従って電子写真用感光体
を作製した。
Hzの高周波電源410を用い、アルミニウム製の円筒
状基体401にa−Si膜を形成し、電子写真用感光体
を作製した。本実施例では、アース電極406として円
盤状のアルミニウムを用い補助基体403とアース電極
406で構成する上下のコンデンサを共に真空中で15
0pFになるように電極の大きさと補助基体403との
間隔を設定して、補助基体503の周方向全周に亘って
設置し、表11に示した条件に従って電子写真用感光体
を作製した。
【0094】
【表11】
表11
光導電層・・・・SiH4 150sccm
(第一の領域) SiF4 5sccm
H2 500sccm
B2 H6 10ppm→2ppm(SiH4 に対して)
NO 1sccm
CH4 100sccm→0sccm
パワー 600W
内圧 3Pa
膜厚 25μm
光導電層・・・・SiH4 150sccm
(第二の領域) SiF4 5sccm
H2 500sccm
B2 H6 2ppm(SiH4 に対して)
パワー 400W
内圧 3Pa
膜厚 3μm
表面保護層・・・SiH4 100sccm→10sccm→8sccm
SiF4 1sccm
CH4 0sccm→500sccm→550sccm
パワー 100W
内圧 3Pa
膜厚 0.5μm
作製した電子写真用感光体を、実施例1と同様に膜厚ム
ラ、堆積速度、帯電ムラ、感度ムラ、画像のガサツキ、
白ポチ、膜のひび割れについて評価したところ、いずれ
の電子写真用感光体も実施例1と同様に非常に良好な結
果が得られた。
ラ、堆積速度、帯電ムラ、感度ムラ、画像のガサツキ、
白ポチ、膜のひび割れについて評価したところ、いずれ
の電子写真用感光体も実施例1と同様に非常に良好な結
果が得られた。
【0095】更に得られた感光体をキヤノン製複写機N
P−6060に設置し画像を出したところ、ハーフトー
ン画像にムラはなく、均一な画像が得られた。文字原稿
を複写したところ、黒濃度が高く鮮明な画像が得られ
た。また写真原稿の複写においても原稿に忠実で鮮明な
画像を得ることができた。
P−6060に設置し画像を出したところ、ハーフトー
ン画像にムラはなく、均一な画像が得られた。文字原稿
を複写したところ、黒濃度が高く鮮明な画像が得られ
た。また写真原稿の複写においても原稿に忠実で鮮明な
画像を得ることができた。
【0096】
【発明の効果】本発明の堆積膜形成装置によれば発振周
波数が20MHz乃至450MHzの高周波を用いた堆
積膜の形成において、画像欠陥を増加させること無く軸
方向の膜厚ムラの低減を可能にし、堆積膜のひび割れを
低減し、濃度ムラ、感度ムラ、画像のガサツキがない電
子写真感光体の製造を可能にする。
波数が20MHz乃至450MHzの高周波を用いた堆
積膜の形成において、画像欠陥を増加させること無く軸
方向の膜厚ムラの低減を可能にし、堆積膜のひび割れを
低減し、濃度ムラ、感度ムラ、画像のガサツキがない電
子写真感光体の製造を可能にする。
【0097】さらに従来のプラズマプロセスより高速の
処理速度で比較的大面積の基体を均一にプラズマ処理す
ることが可能になり、製造時間が短く体コストの電子写
真用感光体製造が可能になる。
処理速度で比較的大面積の基体を均一にプラズマ処理す
ることが可能になり、製造時間が短く体コストの電子写
真用感光体製造が可能になる。
【図1】本発明の堆積膜形成装置における主要部の一例
の模式的断面図である。
の模式的断面図である。
【図2】本発明の堆積膜形成装置における主要部の他の
例の模式的断面図である。
例の模式的断面図である。
【図3】本発明の堆積膜形成装置における主要部の他の
例の模式的断面図である。
例の模式的断面図である。
【図4】本発明の堆積膜形成装置における主要部の他の
例の模式図で(a)は立断面、(b)は横断面である。
例の模式図で(a)は立断面、(b)は横断面である。
【図5】従来の堆積膜形成装置における模式的要部断面
図である。
図である。
【図6】従来の堆積膜形成装置の他の例の模式的断面図
で(a)は立断面、(b)は横断面である。
で(a)は立断面、(b)は横断面である。
100、200、300、400、500、600・・
・堆積室 101、201、301、401、501、601・・
・カソード電極 102、202、302、402、502、602・・
・円筒状基体 103、203、303、403、503、603・・
・補助基体 104、204、304、404、504、604・・
・基体加熱用ヒーター 105、205、305、405、505、605・・
・回転軸 106、206、306、406・・・アース電極 107、207、307、407、507、607・・
・原料ガス導入口 108、208、308、408、508、608・・
・基体駆動用モーター 109、209、309、409、509、609・・
・整合器 110、210、310、410、510、610・・
・高周波電源 111、211、311、411、511、611・・
・排気口 112、212、312、412・・・誘電体
・堆積室 101、201、301、401、501、601・・
・カソード電極 102、202、302、402、502、602・・
・円筒状基体 103、203、303、403、503、603・・
・補助基体 104、204、304、404、504、604・・
・基体加熱用ヒーター 105、205、305、405、505、605・・
・回転軸 106、206、306、406・・・アース電極 107、207、307、407、507、607・・
・原料ガス導入口 108、208、308、408、508、608・・
・基体駆動用モーター 109、209、309、409、509、609・・
・整合器 110、210、310、410、510、610・・
・高周波電源 111、211、311、411、511、611・・
・排気口 112、212、312、412・・・誘電体
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭63−274759(JP,A)
(58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名)
H01L 21/205
C23C 16/24
C23C 16/50
G03G 5/08 560
Claims (9)
- 【請求項1】 排気手段と少なくともシリコンを含む原
料ガスの供給手段を備えた真空気密可能な円筒状堆積室
内の底面に、基体加熱ヒーターを固定し、該基体加熱ヒ
ーターを内包するように、放電電極を兼ねた補助基体を
取りつけた円筒状基体を回転可能に設置し、別に設けら
れたカソード電極との間に発振周波数が20MHz乃至
450MHzの高周波電力を印加することによりグロー
放電を生じさせて、前記円筒状基体上にシリコンを含む
堆積膜を形成するプラズマCVD法による堆積膜形成装
置において、前記円筒状の堆積室の両底面の室内側にア
ース電極を前記補助基体に近設し、前記補助基体と前記
アース電極との間でコンデンサを形成することにより前
記円筒状基体と非接触で接地する手段を設けたことを特
徴とする堆積膜形成装置。 - 【請求項2】 前記高周波電力の発振周波数が50MH
z乃至450MHzであることを特徴とする請求項1に
記載の堆積膜形成装置。 - 【請求項3】 前記コンデンサの容量Cが 10pF≦ C ≦2000pF を満たすことを特徴とする請求項1または2に記載の堆
積膜形成装置。 - 【請求項4】 前記コンデンサの容量(C)が 50pF≦ C ≦1000pF を満たすことを特徴とする請求項1乃至3に記載の堆積
膜形成装置。 - 【請求項5】 前記コンデンサの一方の容量C1と他方
の容量C2が 0.1C1≦ C2 ≦10C1 を満たすことを特徴とする請求項1乃至4に記載の堆積
膜形成装置。 - 【請求項6】 前記コンデンサの一方の容量C1と他方
の容量C2が 0.5C1≦ C2 ≦5C1 を満たすことを特徴とする請求項1乃至5に記載の堆積
膜形成装置。 - 【請求項7】 前記コンデンサが、前記円筒状基体又は
前記補助基体の端近傍の外周全体又は端近傍の外周の一
部に相対するように設けられることを特徴とする請求項
1乃至6に記載の堆積膜形成装置。 - 【請求項8】 前記コンデンサが、前記円筒状基体又は
前記補助基体の端近傍の内周全体又は端近傍の内周の一
部に相対するように設けられることを特徴とする請求項
1乃至6に記載の堆積膜形成装置。 - 【請求項9】 複数の円筒状基体が前記円筒状堆積室内
にその円筒と同心円状に均等な間隔で設置され、前記円
筒状堆積室の中心軸に相当する位置にカソード電極を設
置したことを特徴とする請求項1乃至8に記載の堆積膜
形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP08964196A JP3368142B2 (ja) | 1996-04-11 | 1996-04-11 | 堆積膜形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP08964196A JP3368142B2 (ja) | 1996-04-11 | 1996-04-11 | 堆積膜形成装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09283448A JPH09283448A (ja) | 1997-10-31 |
JP3368142B2 true JP3368142B2 (ja) | 2003-01-20 |
Family
ID=13976408
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP08964196A Expired - Fee Related JP3368142B2 (ja) | 1996-04-11 | 1996-04-11 | 堆積膜形成装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3368142B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE69929371T2 (de) * | 1998-05-14 | 2006-08-17 | Canon K.K. | Elektrophotographischer Bildherstellungsapparat |
-
1996
- 1996-04-11 JP JP08964196A patent/JP3368142B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH09283448A (ja) | 1997-10-31 |
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