JP3745095B2 - 堆積膜形成装置および堆積膜形成方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基体上に堆積膜を形成する装置および方法に関する。とりわけ機能性膜、特に半導体デバイス、電子写真用感光体、画像入力用ラインセンサー、撮影デバイス、光起電力デバイス等に用いる堆積膜の形成装置および形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体デバイス、電子写真用感光体、画像入力用ラインセンサー、撮影デバイス、光起電力デバイス、その他各種エレクトロニクス素子、光学素子に用いる堆積膜の形成方法として、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ＣＶＤ法等、多数知られており、そのための装置も実用に付されている。
【０００３】
中でもプラズマ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り分解し、基板上に薄膜状の堆積膜を形成する方法は好適なものとして、電子写真用水素化アモルファスシリコン（以下「ａ−Ｓｉ：Ｈ」と表記する。）堆積膜の形成など、現在実用化が非常に進んでおり、そのための装置も各種提案されている。
【０００４】
このような堆積膜の形成装置および形成方法は概略以下のようなものである。
【０００５】
図２は、電源としてＲＦ帯の周波数を用いたＲＦプラズマＣＶＤ法（以下「ＲＦ−ＰＣＶＤ」と略記する。）による堆積膜形成装置、具体的には電子写真用光受容部材の形成装置の一例を示す模式的な構成図である。図２に示す形成装置の構成は以下の通りである。
【０００６】
この装置は大別すると、堆積装置２１００、原料ガスの供給装置２２００、反応容器２１０１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２１０１内には円筒状基体２１１２、基体加熱用ヒーターを内蔵した基体支持体２１１３、原料ガス導入管２１１４が設置され、更に高周波マッチングボックス２１１５が反応容器２１０１の一部を構成するカソード電極２１１１に接続されている。カソード電極２１１１は、碍子２１２０によりアース電位と絶縁され、基体支持体２１１３を通してアース電位に維持されアノード電極を兼ねた円筒状基体２１１２との間に高周波電圧が印加可能となっている。
【０００７】
原料ガス供給装置２２００は、ＳｉＨ4、ＧｅＨ4、Ｈ2、ＣＨ4、Ｂ2Ｈ6、ＰＨ3等の原料ガスのボンベ２２２１〜２２２６、バルブ２２３１〜２２３６、２２４１〜２２４６、２２５１〜２２５６、及びマスフローコントローラー２２１１〜２２１６から構成され、各原料ガスのボンベはバルブ２２６０介して反応容器２１０１内のガス導入管２１１４に接続されている。
【０００８】
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。
【０００９】
まず、反応容器２１０１内に円筒状基体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２１０１内を排気する。続いて、基体支持体２１１３に内蔵された基体加熱用ヒーターにより円筒状基体２１１２の温度を２００〜３５０℃の所定の温度に制御する。
【００１０】
堆積膜形成用の原料ガスを反応容器２１０１に流入させるには、ガスボンベのバルブ２２３１〜２２３６、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、また、流入バルブ２２４１〜２２４６、流出バルブ２２５１〜２２５６、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お及びガス配管２１１６内を排気する。
【００１１】
次に、真空計２１１９の読みが約７×１０-4Ｐａになった時点で補助バルブ２２６０、流出バルブ２２５１〜２２５６を閉じる。
【００１２】
その後、ガスボンベ２２２１〜２２２６から各ガスをバルブ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。
【００１３】
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。
【００１４】
円筒状基体２１１２が所定の温度になったところで流出バルブ２２５１〜２２５６のうちの必要なもの及び補助バルブ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２１０１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２１０１内の圧力が所定の値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、カソード２１１１を通じて反応容器２１０１内にＲＦ電力を導入し、円筒状基体２１１２をアノードとして作用させてグロー放電を生起させる。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が分解され、円筒状基体２１１２上に所定のシリコンを主成分とする堆積膜が形成される。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。
【００１５】
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。
【００１６】
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２１０１内、流出バルブ２２５１〜２２５６から反応容器２１０１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２１１８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。
【００１７】
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、円筒状基体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。
【００１８】
さらに、上述のガス種およびバルブ操作は各々の層の作製条件にしたがって変更が加えられる。
【００１９】
このような、上記従来のＲＦ帯の周波数を用いたＲＦプラズマＣＶＤ法による堆積膜形成装置および形成方法に加え、更には近年、ＶＨＦ帯の高周波電力を用いたＶＨＦプラズマＣＶＤ（以下「ＶＨＦ−ＰＣＶＤ」と略記する。）法が注目を浴びており、これを用いた各種堆積膜形成の開発も積極的に進められている。これは、ＶＨＦ−ＰＣＶＤ法では膜堆積速度が速く、また高品質な堆積膜が得られるため、製品の低コスト化、高品質化を同時に達成し得るものと期待されるためである。例えば特開平６−２８７７６０号公報にはａ−Ｓｉ系電子写真用光受容部材形成に用いうる装置および方法が開示されている。また、複数の電子写真用光受容部材を同時に形成でき、生産性の極めて高い図３に示すような堆積膜形成装置の開発も進められている。
【００２０】
図３（ａ）は、概略縦断面図、図３（ｂ）は図３（ａ）の切断線Ａ−Ａ’に沿う概略横断面図である。反応容器３０１の側面には排気管３１１が一体的に形成され、排気管３１１の他端は不図示の排気装置に接続されている。反応容器３０１の中心部を取り囲むように、堆積膜の形成される６本の円筒状基体３０５が互いに平行になるように配置されている。各円筒状基体３０５は回転軸３０８によって保持され、発熱体３０７によって加熱されるようになっている。モータ３０９を駆動すると、減速ギア３１０を介して回転軸３０８が回転し、円筒状基体３０５がその母線方向中心軸のまわりを自転するようになっている。
【００２１】
６本の円筒状基体３０５により囲まれた成膜空間３０６には原料ガスが原料ガス供給手段３１２から供給さる。ＶＨＦ電力はＶＨＦ電源３０３からマッチングボックス３０４を経てカソード電極３０２から成膜空間３０６に供給される。この際、回転軸３０８を通してアース電位に維持された円筒状基体３０５がアノード電極として作用する。
【００２２】
このような装置を用いた堆積膜の形成は概略以下のような手順により行なうことができる。
【００２３】
まず、反応容器３０１内に円筒状基体３０５を設置し、不図示の排気装置により排気管３１１を通して反応容器３０１内を排気する。続いて、発熱体３０７により円筒状基体３０５を２００〜３００℃程度の所定の温度に加熱・制御する。
【００２４】
円筒状基体３０５が所定の温度となったところで、原料ガス供給手段３１２を介して、原料ガスを反応容器３０１内に導入する。原料ガスの流量が設定流量となり、また、反応容器３０１内の圧力が安定したのを確認した後、高周波電源３０３からマッチングボックス３０４を介してカソード電極３０２へ所定のＶＨＦ電力を供給する。これにより、カソード電極３０２とアノード電極を兼ねた円筒状基体３０５の間にＶＨＦ電力が導入され、円筒状基体３０５で囲まれた成膜空間３０６にグロー放電が生起し、原料ガスは励起・解離して円筒状基体３０５上に堆積膜が形成される。
【００２５】
所望の膜厚の形成が行なわれた後、ＶＨＦ電力の供給を止め、続いて原料ガスの供給を停止して堆積膜の形成を終える。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。
【００２６】
堆積膜形成中、回転軸３０８を介して円筒状基体３０５をモータ３０９により所定の速度で回転させることにより、円筒状基体表面全周に渡って堆積膜が形成される。
【００２７】
また、特開平８−２５３８６５号公報においては、複数の電極を用いて複数の基体上に同時に堆積膜形成する技術に関して開示されており、生産性の向上、堆積膜特性の均一性向上の効果を得ることができることが示されている。このような装置形態は、例えば図５のような装置で実現可能である。
【００２８】
図５（ａ）は概略縦断面図、図５（ｂ）は概略横断面図である。反応容器５００の上面には排気口５０５が一体的に形成され、排気管の他端は不図示の排気装置に接続されている。反応容器５００中には、堆積膜の形成される複数の円筒状基体５０１が互いに平行になるように配置されている。各円筒状基体５０１は回転軸５０６によって保持され、発熱体５０７によって加熱されるようになっている。必要に応じて、不図示のモータ等の駆動手段により、回転軸軸５０６を介して円筒状基体５０１を自転させるようになっている。
【００２９】
ＶＨＦ電力は高周波電源５０３からマッチングボックス５０４を経てカソード電極５０２より反応容器５００内に供給される。この際、回転軸軸５０６を通してアース電位に維持された円筒状基体５０１がアノード電極として作用する。
【００３０】
原料ガスは、反応容器５００内に設置された不図示の原料ガス供給手段により、反応容器５００内に供給される。
【００３１】
このような装置を用いた堆積膜の形成は図３に示した堆積膜形成装置の場合と同様の手順により行なうことができる。
【００３２】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の方法及び装置により、比較的良好な堆積膜が形成される。しかしながら、これら堆積膜を用いた製品に対する市場の要求レベルは日々高まっており、この要求に応えるべく、より高品質の堆積膜が求められるようになっている。
【００３３】
例えば、電子写真装置の場合、コピースピードの向上、電子写真装置の小型化、低価格化の要求は非常に強く、これらを実現するためには感光体特性、具体的には帯電能、感度等の向上および感光体生産コストの低下が不可欠となっている。また、近年その普及が目覚しいデジタル電子写真装置やカラー電子写真装置においては、文字原稿のみならず、写真、絵、デザイン画等のコピーも頻繁に為されるため、画像濃度むらの低減、光メモリーの低減等の感光体特性の向上も従来以上に強く求められるようになっている。このような感光体特性の向上、感光体生産コストの低下を目指し、堆積膜形成条件、堆積膜積層構成の最適化も為されているが、同時に、堆積膜形成装置、堆積膜形成方法の面での改善も強く望まれている。
【００３４】
このような状況下において、前述従来の堆積膜形成装置、堆積膜形成方法においても、堆積膜特性の向上、堆積膜形成コストの低下に関して、まだ改善の余地が残されているのが現状である。
【００３５】
具体的には、例えば、膜堆積速度の向上による基体処理時間の短縮、同時処理可能基体数の増加等が挙げられる。これらは特に、電子写真感光体を形成する際のように、形成する堆積膜の膜厚が厚い場合、生産性の向上、生産コストの低下に大きく貢献する。
【００３６】
また、形成される堆積膜特性の均一性・再現性という点においても改善の余地が残されている。堆積膜特性の均一性・再現性が不十分であると、堆積膜特性はばらつき、製品品質の低下、良品率の低下につながってしまう。特に、複数の堆積膜の積層構成よりなる部材形成の場合、この特性のばらつきにより、ある層の膜特性が低下すると、他の層とのマッチングも悪化するため部材全体として大きく影響を受けることとなってしまう。また、電子写真感光体のように大面積の部材においては、局所的な膜質低下であっても、その部分のみを除去することができないため、その影響は大きい。このように、堆積膜特性の均一性・再現性を向上し、堆積膜特性のばらつきを抑制することは、堆積膜全体としての特性向上、堆積膜形成コストの低下に大きく貢献するものである。
【００３７】
このように、膜堆積速度の向上、同時処理可能基体数の増加、堆積膜特性の均一性・再現性向上が可能な堆積膜形成装置、堆積膜形成方法を実現することは、製品品質の向上、生産コストの低下を達成可能とするものであり、現在の市場での要求に応えていく上で必要不可欠のものとなっている。
【００３８】
そこで本発明は上記課題の解決を目的とするものである。即ち、本発明の目的は、減圧可能な反応容器中に複数の円筒状基体を設置し、該反応容器中に供給した原料ガスを高周波電力導入手段から導入された高周波電力により分解し、該円筒状基体上に堆積膜を形成する堆積膜の形成において、良好な膜特性を維持しながら、生産性の向上、堆積膜特性の均一性・再現性の向上が可能な堆積膜形成装置、堆積膜形成方法を提供することにある。
【００３９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記目的を達成すべく鋭意検討を行った結果、まず、堆積膜形成装置・堆積膜形成方法において、基体の配置方法および高周波電力導入方法が堆積膜特性、堆積膜特性の均一性・再現性、堆積膜の生産性に大きな影響を及ぼすことを見い出した。さらに、円筒状基体を同一円周上に等間隔で配置し、高周波電力を該円筒状基体の配置円外から導入することで、複数の基体上に、良好な特性を有する堆積膜を均一に、再現性良く、高い膜堆積速度で形成可能であることを見い出し、本発明を完成させるに至った。
【００４０】
即ち、本発明は、減圧可能な反応容器中に複数の円筒状基体が設置され、該反応容器中に供給した原料ガスを高周波電力導入手段から導入された高周波電力により分解し、該円筒状基体上に堆積膜を形成する堆積膜形成装置において、該円筒状基体は同一円周上に等間隔で配置され、該高周波電力導入手段が少なくとも該円筒状基体の配置円外に設置されたことを特徴とする堆積膜形成装置に関する。
【００４１】
また、本発明は、減圧可能な反応容器中に複数の円筒状基体を設置し、該反応容器中に供給した原料ガスを高周波電力により分解し、該円筒状基体上に堆積膜を形成する堆積膜形成方法において、該円筒状基体を同一円周上に等間隔で配置し、該高周波電力を該円筒状基体の少なくとも配置円外から導入して堆積膜の形成を行うことを特徴とする堆積膜形成方法に関する。
また、本発明は、減圧可能な反応容器中に複数の円筒状基体が設置され、該反応容器中に供給した原料ガスを高周波電力導入手段から導入された高周波電力により分解し、該円筒状基体上に堆積膜を形成する堆積膜形成装置において、
該円筒状基体は同一円周上に等間隔で配置され、
第１の高周波電力導入手段が該円筒状基体の配置円外に設置され、
第２の高周波電力導入手段が該円筒状基体の配置円内に設置され、
第１の高周波電力導入手段から導入される高周波電力と第２の高周波電力導入手段から導入される高周波電力が独立に制御可能であることを特徴とする堆積膜形成装置に関する。
また、本発明は、減圧可能な反応容器中に複数の円筒状基体を設置し、該反応容器中に供給した原料ガスを高周波電力により分解し、該円筒状基体上に堆積膜を形成する堆積膜形成方法において、
該円筒状基体を同一円周上に等間隔で配置し、
該高周波電力を該円筒状基体の配置円外および該円筒状基体の配置円内から導入し、該円筒状基体の配置円外から導入する高周波電力と配置円内から導入する高周波電力を独立に制御して堆積膜の形成を行うことを特徴とする堆積膜形成方法に関する。
また、本発明は、減圧可能な反応容器中に複数の円筒状基体が設置され、該反応容器中に供給した原料ガスを高周波電力導入手段から導入された高周波電力により分解し、該円筒状基体上に堆積膜を形成する堆積膜形成装置において、
該円筒状基体は同一円周上に等間隔で配置され、該高周波電力導入手段が少なくとも該円筒状基体の配置円外に設置され、
複数の該円筒状基体を取り囲むように円筒状壁が設置され、この円筒状壁は、該円筒状壁の中心軸が円筒状基体配置円の中心を通るように配置され、該円筒状壁の少なくとも一部が非導電性材料で構成され、
該円筒状基体の配置円外に設置された高周波電力導入手段が該円筒状壁外に設置されていることを特徴とする堆積膜形成装置に関する。
また、本発明は、減圧可能な反応容器中に複数の円筒状基体を設置し、該反応容器中に供給した原料ガスを高周波電力により分解し、該円筒状基体上に堆積膜を形成する堆積膜形成方法において、
該円筒状基体を同一円周上に等間隔で配置し、
複数の円筒状基体を取り囲み、かつ、中心軸が円筒状基体の配置円の中心を通るように円筒状壁を設置し、
高周波電力を、少なくとも一部が非導電性部材で構成された円筒状壁の外部から該非導電性部材を透過させて導入して堆積膜の形成を行うことを特徴とする堆積膜形成方法に関する。
また、本発明は、減圧可能な反応容器中に複数の円筒状基体が設置され、該反応容器中に供給した原料ガスを高周波電力導入手段から導入された高周波電力により分解し、該円筒状基体上に堆積膜を形成する堆積膜形成装置において、
該円筒状基体は同一円周上に等間隔で配置され、
該高周波電力導入手段が少なくとも該円筒状基体の配置円外に設置され、
該高周波電力導入手段が、該円筒状基体の配置円と中心を同じくする同心円上に等間隔で複数設置され、
該高周波電力導入手段の数が、該円筒状基体の数と同数もしくは該円筒状基体の数の１／２の数であることを特徴とする堆積膜形成装置に関する。
また、本発明は、減圧可能な反応容器中に複数の円筒状基体を設置し、該反応容器中に供給した原料ガスを高周波電力により分解し、該円筒状基体上に堆積膜を形成する堆積膜形成方法において、
該円筒状基体を同一円周上に等間隔で配置し、
該円筒状基体の数と同数もしくは該円筒状基体の数の１／２の数の複数の高周波電力導入手段を円筒状基体の配置円と中心を同じくする同心円上に等間隔で設置し、
該高周波電力を該円筒状基体の少なくとも配置円外から導入して堆積膜の形成を行うことを特徴とする堆積膜形成方法に関する。
【００４２】
このような本発明によれば、複数の基体上に、良好な特性を有する堆積膜を均一に、再現性良く、高い膜堆積速度で形成可能である。
【００４３】
【発明の実施の形態】
このような効果が得られる本発明について、以下、詳述する。
【００４４】
本発明においては、円筒状基体を同一円周上に等間隔で配置し、高周波電力を該円筒状基体の配置円外から導入する構成としたことで、配置円外のみならず配置円内にも十分な密度をもったプラズマが生成可能となる。
【００４５】
これは以下のような理由によるものである。同一円周上に配置された円筒状基体の配置円外から高周波電力を導入した場合、高周波電力は配置円外に生起したプラズマに電力を供給すると同時に、配置円内方向に減衰しながら伝播する。一方、単位径方向長さ当たりの放電空間体積は配置円内方向に向かって減少するため、電力の減衰は放電空間体積の減少により相殺され、配置円内においても十分な密度をもったプラズマが維持可能となる。
【００４６】
これに対して、例えば図３に示したような円筒状基体の配置円内のみに高周波電力導入手段（カソード電極３０２）を設置した場合、高周波電力は配置円内に生起したプラズマに電力を供給すると同時に、配置円外方向に減衰しながら伝播する。一方、単位径方向長さ当たりの放電空間体積は配置円外方向に向かって増加するため、電力の減衰と放電空間体積の増大の相乗効果により円筒状基体配置円外の電力密度は配置円内の電力密度と比べ大幅に小さく、十分な密度をもったプラズマを生成・維持することが困難となる。
【００４７】
本発明においては、このように配置円外のみならず配置円内にも十分な密度をもったプラズマが生成可能であるため、円筒状基体全周にわたって同時に膜形成を行うことができる。このため、図３に示したような、円筒状基体の一部のみに膜形成を行い、円筒状基体を回転させることで基体全周に膜形成を行う従来の装置に比べ、基体全周での平均の膜堆積速度は大幅に向上し、堆積膜形成時間の大幅な短縮が達成される。
【００４８】
また、本発明においては、上述したような膜堆積速度の向上を実現した上で、膜特性を高いレベルに維持しながら、基体間での膜特性のばらつきを十分に抑制することが可能となる。膜特性ばらつきが抑制されるメカニズムに関しては現在のところ完全には解明されていないものの、概略以下のようなものによるのではないかと推察している。
【００４９】
プラズマは、それが接する壁面近傍においてその特性、具体的には特に電子のエネルギー分布が他の領域と比べ異なる。これは、プラズマが接する壁面からの高エネルギー電子の放出によるものである。即ち、プラズマはそれが接する壁面に対して正の電位を維持し、プラズマと壁面の境界領域（所謂「シース領域」）において、この電位差に応じた電界が生じる。このため、プラズマから壁面に入射するプラスイオンはこのシース領域において加速され、高エネルギー状態で壁面に衝突する。この際、壁面から電子が放出され、この電子はシース領域において加速され、高エネルギー状態となってプラズマ中に入射する。この結果、壁面近傍では高エネルギー電子の比率が他の領域に比べ高まり、そこで生成される活性種の種類あるいは比率が異なることとなる。
【００５０】
基体上に堆積膜の形成を行う場合、この基体表面そのものが上述した壁面に相当することとなる。したがって、複数の円筒状基体を配置した場合、その配置の仕方によって高エネルギー電子比率の高いプラズマ領域の分布が異なることとなる。円筒状基体に対するこの分布形状が、各円筒状基体毎に異なってしまうと、上述したように、円筒状基体上に到達する活性種の種類、比率が各々異なってしまい、それら活性種によって形成される堆積膜の特性も基体間でばらつきを生じ易い。
【００５１】
本発明においては、円筒状基体を同一円周上に等間隔で配置するため、各円筒状基体に対する高エネルギー電子比率の高いプラズマ領域の分布形状は全て同一となり、基体上に到達する活性種の種類、比率も全ての基体上において同一となる。この結果、円筒状基体上に形成される堆積膜の特性も、基体間での特性ばらつきの少ない良好なものとなる。
【００５２】
以上説明したように本発明によれば、複数の円筒状基体上に同時に堆積膜を形成するに際して、堆積膜形成時間の短縮と円筒状基体間の特性ばらつき抑制が同時に達成可能となる。
【００５３】
また、本発明においては、さらに以下のような構成・方法により、さらに顕著な効果を得ることができる。各々について詳述する。
【００５４】
まず第１に、本発明において、高周波電力を複数の高周波電力導入手段から導入する場合、高周波電力導入手段を円筒状基体配置円と中心を同じくする同心円上に等間隔で設置することによって、さらに円筒状基体間の特性ばらつき抑制効果が高まる。
【００５５】
これはプラズマ中において高周波電力導入手段表面もまた壁面としてはたらき、前述した理由により、形成される堆積膜特性に影響を及ぼすためである。したがって、高周波電力導入手段を円筒状基体配置円と中心を同じくする同心円上に等間隔で配置することにより、各基体に及ぼす影響は均一化され、基体間での堆積膜の特性差が抑制される。
【００５６】
各基体に対する高周波電力導入手段の影響を均一化するという点から、高周波電力導入手段の数としては、円筒状基体と同数もしくは円筒状基体の１／２とすることが更に好ましい。円筒状基体の１／２とする場合には、近接する２つの円筒状基体との距離が等しくなるよう配置することが最適である。
【００５７】
第２に、本発明においては、円筒状基体の配置円内に第２の高周波電力導入手段を設置することにより、さらなる効果を得ることができる。第２の高周波電力導入手段により円筒状基体配置円内におけるプラズマの制御性が高まり、円筒状基体周方向全周にわたって、より均一で良好な堆積膜が形成可能となる。円筒状基体を回転させる場合においても、常に極めて良好な堆積膜が形成され続けるため堆積膜の特性は向上し、また、ロット間・基体間での特性ばらつきが抑制される。
【００５８】
第２の高周波電力導入手段もまた、各円筒状基体への影響を平均化するという点から、円筒状基体配置円中心に設置するか、もしくは円筒状基体配置円と中心を同じくする同心円上に等間隔で複数配置することが好ましい。このような配置とすることで、基体間での堆積膜特性のばらつきが更に抑制される。
【００５９】
また、円筒状基体の配置円外に設置された第１の高周波電力導入手段から導入される高周波電力と第２の高周波電力導入手段から導入される高周波電力を独立に制御可能とすることで、円筒状基体周方向の膜特性は極めて厳密に制御可能となり、膜特性の向上、膜特性ばらつきの更なる抑制が可能となる。
【００６０】
さらに、第１の高周波電力導入手段から導入される高周波電力の発振源と第２の高周波電力導入手段から導入される高周波電力の発振源を同一とすることにより、形成される堆積膜特性のロット間でのばらつきが効果的に抑制される。
【００６１】
この原因については、発振源が異なる場合、２つの電源において発振周波数を完全に一致させることが困難であり、この発振周波数のずれによって、堆積膜形成中、あるいは堆積膜形成ロット毎に位相差が変化してしまうことに起因すると考えられる。この位相差によって、プラズマ中で生成される活性種の種類・比率が変化してしまい、また、場合によってはプラズマが不安定となってしまう。
【００６２】
本発明においては、第１の高周波電力導入手段から導入される高周波電力の発振源と第２の高周波電力導入手段から導入される高周波電力の発振源を同一とすることにより、位相差を常に一定に維持可能となるため、良好な堆積膜を更に安定して、再現性良く形成することが可能となる。
【００６３】
第３に、本発明においては、さらに、複数の円筒状基体を取り囲み、かつ中心軸が円筒状基体配置円の中心を通るように設置された円筒状壁の内部において、原料ガスを分解して堆積膜形成を行う構成とすることにより、さらに顕著な効果を得ることができる。すなわち、このような構成とすることにより、形成される堆積膜は高い膜特性レベルを維持しながら、基体間での特性のばらつきが、高いレベルで抑制可能となる。このような効果は、概略以下の２つの作用に基づくものと推察している。
【００６４】
第１の作用は、各円筒状基体と成膜空間壁面の距離が等しく、したがって、各円筒状基体上での膜堆積に寄与する成膜空間体積が等しくなることに起因するものである。例えば図４のような構成の場合では、円筒状基体Ａ４０１上のＰ点と円筒状基体Ｂ４０２上のＱ点を比べると、Ｐ点に活性種を供給する成膜空間Ｘは、Ｑ点に活性種を供給する成膜空間Ｙに比べて大きく、この結果Ｐ点とＱ点で基体上に到達する活性種量が異なり、膜堆積速度に差が生じる。膜特性は膜堆積速度に依存性を持つため、この膜堆積速度の差が円筒状基体Ａに形成される膜特性と円筒状基体Ｂ上に形成される膜特性に差を生じさせてしまう。これに対して本発明の前記構成においては、成膜空間Ｘと成膜空間Ｙの体積が等しいため、常に全ての基体に対して同量の活性種が到達することとなり、このような特性差を生じない。
【００６５】
第２の作用は、各円筒状基体と成膜空間壁面の距離が等しいこと、そのものに起因するものである。前述したように、プラズマはそれが接する壁面近傍においてその特性が他の領域と比べて異なり、そこで生成される活性種の種類・比率もまた他の領域と比べ異なることとなる。各円筒状基体と成膜空間壁面の距離が異なると、この壁面近傍で生成された活性種の基体表面への到達比率が各基体毎に異なってしまい、基体間での特性ばらつきの一因となってしまう。これに対し、前記構成においては、各円筒状基体と成膜空間壁面の距離が等しく、壁面近傍で生成された活性種の基体表面への到達比率が全ての基体に対して等しいため、形成される堆積膜特性のばらつきは高いレベルで抑制可能となる。
【００６６】
また、本発明においては、このように円筒状壁の内部において原料ガスを分解して堆積膜形成を行うに際して、円筒状壁面の少なくとも一部を非導電性材料で構成し、該円筒状壁面の外部から高周波電力を導入することで更なる効果を得ることができる。すなわち、このような構成とすることで、高周波電力導入手段への膜付着による原料ガスのロスがなくなり、原料ガス利用効率が向上する。この結果、生産コストの低下が可能となる。さらに、堆積膜形成中に高周波電力導入手段表面からの膜はがれが生じないため、成膜空間中のダストが減少し、堆積膜中の欠陥の抑制が可能となる。
【００６７】
第４に、本発明においては、原料ガスを供給するための原料ガス供給手段を円筒状基体の配置円内および配置円外に設置することが堆積膜特性を更に向上させる上で効果的である。これは、原料ガス供給位置が堆積膜特性に大きく影響を及ぼす場合があるとの本発明者らの検討結果に基づくものである。原料ガスは原料ガス供給手段から成膜空間内に供給されると、速やかに成膜空間全体に広がる。しかしながら、この過程においても、原料ガスは高周波電力により分解されるため、原料ガス供給手段からの距離に応じてガス組成が異なってしまう。例えば、原料ガスがＳｉＨ4の場合、原料ガス供給手段から遠ざかるにつれてＳｉＨ4の分解は進み、ＳｉＨ4は減少する。逆に、ＳｉＨ4の分解によって生じたＨ2は原料ガス供給手段から遠ざかるにつれて増加するため、原料ガス供給手段から離れた位置においては、あたかもＨ2希釈したＳｉＨ4を原料ガスとして用いたかのような堆積膜特性となってしまう。このような現象は、高周波電力が大きい場合、あるいは原料ガス分解効率の高い周波数帯の高周波電力を用いた場合に特に顕著となる。本発明においては、原料ガスを供給するための原料ガス供給手段を円筒状基体の配置円内および配置円外に設置することにより、実質的に上述したような問題点が回避され、全ての円筒状基体の全ての領域において目的とする特性を有した堆積膜形成が可能となる。
【００６８】
第５に、本発明においては高周波電力の周波数が５０〜４５０ＭＨｚの範囲において、円筒状基体周方向での膜特性の均一性が特に高くなる。
【００６９】
これは、５０ＭＨｚよりも低い周波数領域においては、プラズマが安定して生成可能な圧力が急激に高まることに起因していると思われる。本発明者らの検討によれば、例えば周波数が１３．５６ＭＨｚの場合には、プラズマが安定して生成可能な圧力は、周波数が５０ＭＨｚ以上の場合と比べ約１桁から半桁高いことが確認されている。このような高い圧力においては、成膜空間中においてポリシラン等のパーティクルが生じ易く、このパーティクルが堆積膜中に取り込まれると膜質の低下を引き起こしてしまう。このパーティクルは特にシース近傍で発生しやすく、本発明においては隣接するシリンダー間でこの膜中への取り込みが生じてしまう虞があると思われる。本発明において、高周波電力の周波数を５０ＭＨｚ以上とすることにより、このような膜中へのパーティクルの取り込みが生じず、円筒状基体全周にわたって良好な堆積膜が形成されるものと考えられる。
【００７０】
また、４５０ＭＨｚよりも高い周波数領域においては、プラズマの均一性の差により４５０ＭＨｚ以下の場合と比べて膜特性の均一性に差が生じてしまうものと思われる。周波数が４５０ＭＨｚよりも高い周波数領域においては、電力導入手段近傍での電力の吸収が大きく、ここで電子の生成が最も頻繁に為されるため、プラズマ不均一を生じ易く、堆積膜の特性むらにつながりやすい。４５０ＭＨｚ以下の周波数においては、電力導入手段近傍での極端な電力吸収が生じにくいため、プラズマ均一性、さらには膜特性の均一性が高くなる。
【００７１】
このような効果が得られる本発明を以下に図を用いて詳述する。図７は本発明のａ−Ｓｉ系感光体堆積膜製造装置の一例を示した模式的構成図である。図７（ａ）は概略縦断面図、図７（ｂ）は図７（ａ）の切断線Ａ−Ａ’に沿う概略横断面図である。
【００７２】
反応容器１０１の底面には排気口１１１が形成され、排気管の他端は不図示の排気装置に接続されている。堆積膜の形成される円筒状基体１０５は、同一円周上に等間隔で互いに平行に配置されている。基体１０５は回転軸１０８によって保持され、モータ１０９を駆動すると、減速ギア１１０を介して回転軸１０８が回転し、円筒状基体１０５はその母線方向中心軸のまわりを自転するようになっている。また、円筒状基体１０５は発熱体１０７によって加熱可能となっている。
【００７３】
同一円周上に配置された円筒状基体１０５の配置円外には、高周波電力導入手段１０２が設置され、高周波電源１０３から出力された高周波電力は、マッチングボックス１０４を経て、高周波電力導入手段１０２から成膜空間となる反応容器１０１内に供給される。
【００７４】
反応容器１０１内には原料ガス供給手段１１２が設置され、所望の原料ガスを反応容器１０１中に供給する。
【００７５】
本発明において、同一円周上に配置される円筒状基体１０５の数には特に制限はないが、一般的に、円筒状基体１０５の数を多くするに伴って、装置の大型化および必要とする高周波電源容量の増大をもたらすため、これらの点を考慮して適宜決定される。
【００７６】
また、高周波電力導入手段１０２の形状としては特に制限はないが、高周波電力導入手段１０２からの膜はがれ防止の観点から、可能な限り曲面により構成されていることが好ましく、特に円筒状が好ましい。高周波電力導入手段１０２への高周波電力供給は、高周波電力導入手段１０２の１点に行ってもよいし、また、複数の点に行ってもよい。
【００７７】
高周波電力導入手段１０２の表面は、膜の密着性を向上し、膜剥れを防止し、成膜中のダストを抑制する目的から、粗面化されていることが望ましい。粗面化の具体的な程度としては、２．５ｍｍを基準とする１０点平均粗さ（Ｒｚ）で５〜２００μｍの範囲が好ましい。
【００７８】
さらに、膜の密着性向上の観点から、高周波電力導入手段１０２の表面はセラミックス材で被覆されていることが効果的である。被覆の具体的手段に特に制限はないが、例えばＣＶＤ法、溶射等の奏面コーティング法により、高周波電力導入手段１０２の表面をコーティングしてもよい。コーティング法の中でも溶射は、コスト面から、あるいはコーティング対象物の大きさ・形状の制限を受けにくいため好ましい。具体的なセラミックス材料としては、アルミナ、二酸化チタン、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、ジルコン、コージェライト、ジルコン−コージェライト、酸化珪素、酸化ベリリウムマイカ系セラミックス等が挙げられる。高周波電力導入手段１０２の表面を被覆するセラミックス材の厚さは特に制限はないが、耐久性および均一性を増すため、また、高周波電力吸収量、製造コストの面から１μｍ〜１０ｍｍが好ましく、１０μｍ〜５ｍｍがより好ましい。
【００７９】
また、高周波電力導入手段１０２に加熱または冷却手段を設けることにより、高周波電力導入手段１０２表面における膜の密着性を更に高め、より効果的に膜剥れの防止を達成できる。この場合、高周波電力導入手段１０２を加熱するか、冷却するかは、堆積する膜材料、堆積条件に応じて適宜決定する。具体的な加熱手段としては、発熱体であれば特に制限はない。具体的にはシース状ヒーターの巻付けヒーター、板状ヒーター、セラミックヒーター等の電気抵抗発熱体、ハロゲンランプ、赤外線ランプ等の熱輻射ランプ発熱体、液体、気体等を媒体とした熱交換手段による発熱体等が挙げられる。具体的な冷却手段としては、吸熱体であれば特に制限はない。例えば、液体・気体等を冷却媒体として流すことができる冷却コイル、冷却板、冷却筒等が挙げられる。
【００８０】
反応容器１０１の形状に関しては、どのような形状のものであっても本発明の効果は得られるが、前述したように、原料ガスが分解される成膜空間が，円柱状領域に制限されるように壁面が設けられていることが好ましい。この場合、必ずしも反応容器１０１そのものが円筒状である必要はなく、例えば、角状の反応容器内に円筒状の成膜空間壁を設けてもよい。成膜空間を円柱状領域に制限するに際しては、円柱状成膜空間の中心軸が円筒状基体１０１の配置円の中心を通るようにする。このような成膜空間壁の表面は、膜はがれ防止のため、高周波電力導入手段１０２の表面と同様に、粗面化、セラミックスによる被覆、加熱・冷却を行うことが効果的である。
【００８１】
原料ガス供給手段１１２の数、設置位置は特に制限はないが、前述したように、円筒状基体配置円内および円筒状基体配置円外の両方に設置することが効果的である。
【００８２】
このような装置を用いた堆積膜の形成は、例えば概略以下のようにして行われる。
【００８３】
まず、基体ホルダー１０６に保持した円筒状基体１０５を反応容器１０１内に設置し、不図示の排気装置により排気口１１１を通して反応容器１０１内を排気する。続いて、発熱体１０７により円筒状基体１０５を所定の温度に加熱・制御する。
【００８４】
円筒状基体１０５が所定の温度となったところで、原料ガス供給手段１１２を介して、原料ガスを反応容器１０１内に導入する。原料ガスの流量が設定流量となり、また、反応容器１０１内の圧力が安定したのを確認した後、高周波電源１０３からマッチングボックス１０４を介してカソード電極１０２へ所定の高周波電力を供給する。供給された高周波電力によって、反応容器１０１内にグロー放電が生起し、原料ガスは励起・解離して円筒状基体１０５上に堆積膜が形成される。
【００８５】
所望の膜厚の形成が行なわれた後、高周波電力の供給を止め、続いて原料ガスの供給を停止して堆積膜の形成を終える。多層構造の堆積膜を形成する場合には、同様の操作を複数回繰り返す。この場合、各層間においては、上述したように１つの層の形成が終了した時点で一旦放電を完全に停止し、次層のガス流量、圧力に設定が変更された後、再度放電を生起して次層の形成を行なってもよいし、あるいは、１つの層の形成終了後一定時間でガス流量、圧力、高周波電力を次層の設定値に徐々に変化させることにより連続的に複数層を形成してもよい。
【００８６】
堆積膜の形成中、必要に応じて、回転軸１０８を介して円筒状基体１０５をモータ１０９により所定の速度で回転させてもよい。
【００８７】
本発明においては、基体間での堆積膜特性差の抑制を目的として、図６に示すように、高周波電力導入手段１０２を複数とし、これらを円筒状基体１０５配置円と中心を同じくする同心円上に等間隔で配置することが好ましい。この場合、高周波電力導入手段の数としては、円筒状基体と同数もしくは円筒状基体の１／２とすることが更に好ましい。円筒状基体の１／２とする場合には、近接する２つの円筒状基体との距離が等しくなるよう配置することが最適である。複数の高周波電力導入手段１０２への電力の供給は、例えば図６に示すように、１つの高周波電源１０３からマッチングボックス１０４を介した後、電力供給路を分岐させて行うことができる。また例えば、１つの高周波電源１０３から電力供給路を分岐させた後、複数のマッチングボックスを介して電力供給を行ってもよく、さらには例えば、個々の高周波電力導入手段ごとに別個の高周波電源およびマッチングボックスを設けてもよいが、全ての高周波電力導入手段から導入される高周波電力の周波数が完全に一致するという点、装置コストの点、装置の大きさの点から、１つの高周波電源から全ての高周波電力導入手段に電力供給されることが好ましい。
【００８８】
高周波電力導入手段１０２としては棒状、筒状、球状、板状等のカソード電極や、同軸構造体の外部導体に開口部を設けそこから電力供給する手段等が用いることができる。高周波電力導入手段１０２の表面は、膜の密着性を向上し、膜剥れを防止し、成膜中のダストを抑制する目的から、粗面化されていることが望ましい。粗面化の具体的な程度としては、２．５ｍｍを基準とする１０点平均粗さ（Ｒｚ）で５〜２００μｍの範囲が好ましい。
【００８９】
さらに、膜の密着性向上の観点から、高周波電力導入手段１０２の表面はセラミックス材で被覆されていることが効果的である。被覆の具体的手段に特に制限はないが、例えば、セラミックス等の筒材により、高周波電力導入手段１０２を覆うように装着してもよい。具体的なセラミックス材料としては、アルミナ、二酸化チタン、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、ジルコン、コージェライト、ジルコン−コージェライト、酸化珪素、酸化ベリリウムマイカ系セラミックス等が挙げられる。また、上記材料をＣＶＤ法、溶射等の表面コーティング法により、高周波電力導入手段１０２の表面をコーティングしてもよい。コーティング法の中でも溶射は、コスト面から、あるいはコーティング対象物の大きさ・形状の制限を受けにくいため好ましい。高周波電力導入手段１０２の表面を被覆するセラミックス材の厚さは特に制限はないが、耐久性および均一性を増すため、また高周波電力吸収量、製造コストの面から１μｍ〜１０ｍｍが好ましく、１０μｍ〜５ｍｍがより好ましい。
【００９０】
図６において、反応容器１０１内には複数の円筒状基体１０５を取り囲み、かつ、中心軸が円筒状基体配置円の中心を通るように円筒状壁６０１が設置されている。
【００９１】
このような装置を用いた堆積膜の形成も、図７に示した装置と同様の手順により行うことができる。
【００９２】
また、本発明において、図１に示すように、円筒状基体の配置円内に第２の高周波電力導入手段を設置することにより、円筒状基体周方向全周にわたって、より均一で良好な堆積膜形成が形成可能となる。図１において、７０１は第２の高周波電力導入手段、７０２は第２の高周波電源、７０３は第２のマッチングボックスである。
【００９３】
第２の高周波電力導入手段７０１の形状、大きさ、表面性、電力供給方法等は高周波電力導入手段１０２と同様でよい。形状、大きさ、表面性、電力供給方法等は、第２の高周波電力導入手段７０１と高周波電力導入手段１０２が全く同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【００９４】
第２の高周波電力導入手段７０１の設置位置としては、第２の高周波電力導入手段７０１を１本とする場合は、円筒状基体配置円中心に設置することが好ましい。また、第２の高周波電力導入手段７０１を複数とする場合は、円筒状基体配置円と中心を同じくする同心円上に等間隔で配置することが好ましい。
【００９５】
高周波電力導入手段１０２及び第２の高周波電力導入手段７０１への高周波電力の供給は、高周波電源１０３からマッチングボックス１０４を介した後、電力供給路を分岐して高周波電力導入手段１０２及び第２の高周波電力導入手段７０１へ電力供給することも可能である。しかしながら、制御性の点から、図１中に示したように独立した２つの電源およびマッチングボックスを用いる等の手段により、各々独立に電力制御可能であることが好ましい。また、この場合、前述したように、円筒状基体の配置円外に設置された高周波電力導入手段から導入される高周波電力の発振源と第２の高周波電力導入手段から導入される高周波電力の発振源を同一とすることが更に好ましい。
【００９６】
このような、図１に示したような装置において、堆積膜を形成する具体的手順は、図７に示した装置を用いた場合と概略同様にして行うことができる。図１に示した装置においては、２つの独立した高周波電力制御が必要となるが、この高周波電力導入の手順は、高周波電力導入手段１０２からの導入電力を所定の値に設定した後、第２の高周波電力導入手段７０１からの導入電力を所定の値に設定してもよいし、この逆の手順により行ってもよい。また、高周波電力導入手段１０２からの導入電力と第２の高周波電力導入手段７０１からの導入電力を同時並行的に所定の値に設定してもよい。
【００９７】
さらに本発明においては、図８に示すように、原料ガスが分解される成膜空間を、少なくとも一部が非導電性材料で構成された円筒状壁８０１により円柱状領域に制限し、円柱状成膜空間の中心軸が円筒状基体１０５配置円の中心を通る構成とし、さらに、円筒状基体１０５の配置円外に設置された高周波電力導入手段１０２を円柱状壁８０１外部に位置させることにより、原料ガスの利用効率が向上し、同時に、形成される堆積膜中の欠陥が抑制可能となる。図８において、８０１は円筒状壁であり、少なくとも一部が非導電性材料で構成されている。具体的な非導電性材料としては、アルミナ、二酸化チタン、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、ジルコン、コージェライト、ジルコン−コージェライド酸化珪素、酸化ベリリウムマイカ系セラミックス等が挙げられる。これらのうち、高周波電力の吸収が少ないという点から、特にアルミナが好適である。
【００９８】
また、中心軸が円筒状基体１０５配置円の中心を通り、一定電位に維持された円筒状導電性シールドを、円筒状壁面８０１外に設置された高周波電力導入手段１０２を取り囲むように設けるのが、放出される高周波電力の均一性を向上する上で好適である。この円筒状導電性シールドは反応容器１０１が兼ねる構成としてもよい。
【００９９】
このような図８に示したような装置においても、堆積膜を形成する具体的手順は、図７に示した装置を用いた場合と概略同様にして行うことができる。
【０１００】
このような本発明を用いることにより、例えば図１２に示すようなａ−Ｓｉ系電子写真用光受容部材が形成可能である。
【０１０１】
図１２（ａ）に示す電子写真用感光体１２００は、支持体１２０１の上に、水素原子またはハロゲン原子を構成要素として含むアモルファスシリコン（以下「ａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘ」と表記する。）を有する光導電性を有する光導電層１２０２が設けられている。
【０１０２】
図１２（ｂ）に示す電子写真用感光体１２００は、支持体１２０１の上に、ａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘからなり光導電性を有する光導電層１２０２と、アモルファスシリコン系（又はアモルファス炭素系）表面層１２０３が設けられて構成されている。
【０１０３】
図１２（ｃ）に示す電子写真用感光体１２００は、支持体１２０１の上に、アモルファスシリコン系電荷注入阻止層１２０４と、ａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘからなり光導電性を有する光導電層１２０２と、アモルファスシリコン系（又はアモルファス炭素系）表面層１２０３が設けられて構成されている。
【０１０４】
図１２（ｄ）に示す電子写真用感光体１２００は、支持体１２０１の上に、光導電層１２０２が設けられている。この光導電層１２０２はａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘからなる電荷発生層１２０５及び電荷輸送層１２０６とからなり、その上にアモルファスシリコン系（又はアモルファス炭素系）表面層１２０３が設けられている。
【０１０５】
【実施例】
以下、実施例により本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれらによりなんら制限されるものではない。
【０１０６】
（実施例１）
図７に示す堆積膜形成装置を用い、直径８０ｍｍ、長さ３５８ｍｍの円筒状アルミニウムシリンダー１０５上に、高周波電源１０３の発振周波数を５０ＭＨｚとして表１に示す条件で膜厚１μｍのａ−Ｓｉ堆積膜を形成した。
【０１０７】
高周波電力導入手段１０２は、直径５００ｍｍ、高さ４７０ｍｍ、厚さ３ｍｍの円筒状ＡＬ製部材をカソード電極として用いた。高周波電力導入手段１０２の表面は、ブラスト加工により、表面粗さを２．５ｍｍを基準長とするＲｚで５０μｍとした。また、高周波電力導入手段１０２への高周波電力供給は以下のようにした。高周波電源１０３から出力された高周波電力は、マッチングボックス１０４を経た後、同軸状電送路に電送されようにした。その後、高周波電力は、同軸構造を維持したまま２系統に分割された電送路を経て、円筒状の高周波電力導入手段１０２の２個所に供給されるようにした。高周波電力導入手段１０２上の電力供給個所は、高さ方向の中央（即ち、円筒端部から２３５ｍｍの位置）で、周方向に１８０度ずらした２点とした。
【０１０８】
原料ガス供給手段１１２は、内径１０ｍｍ、外径１３ｍｍのアルミナ製パイプで、端部が封止された構造であり、パイプ上に設けられた直径１．２ｍｍのガス噴出口から原料ガス供給可能な構造のものを用いた。原料ガス供給手段１１２の設置位置は円筒状基体配置円内とし、同心円上に３本配置した。原料ガス供給手段１１２の表面は、ブラスト加工により、表面粗さを２．５ｍｍを基準長とするＲｚで２０μｍとした。
【０１０９】
また、堆積膜の膜質評価用として、Ｃｒ製の２５０μｍギャップの櫛形電極を蒸着したコーニング＃７０５９ガラス基板を電気特性評価基板として６本のうちの１本の円筒状基体表面上の軸方向中央位置に設置した。
【０１１０】
このような装置を用いた堆積膜の形成は概略以下の通りとした。
【０１１１】
まず、基体ホルダー１０６に保持された円筒状基体１０５を反応容器１０１内の回転軸１０８上に設置した。その後、不図示の排気装置により排気口１１１を通して反応容器１０１内を排気した。続いて、回転軸１０８を介して円筒状基体１０５をモータ１０９により１０ｒｐｍの速度で回転させ、さらに原料ガス供給手段１１２から反応容器１０１中に５００ｓｃｃｍのＡｒを供給しながら発熱体１０７により円筒状基体１０５を２５０℃に加熱・制御し、その状態を２時間維持した。
【０１１２】
次いで、Ａｒの供給を停止し、反応容器１０１及び成膜空間内を不図示の排気装置により排気口１１１を通して排気した後、原料ガス供給手段１１２を介して表１に示す原料ガスを導入した。原料ガスの流量が設定流量となり、また、成膜空間１１４内の圧力が安定したのを確認した後、高周波電源１０３の出力値を表１に示す電力に設定し、マッチングボックス１０４を介してカソード電極１０２へ高周波電力を供給した。カソード電極１０２から成膜空間に放射された高周波電力によって、原料ガスを励起・解離することにより、円筒状基体１０５上にａ−Ｓｉ堆積膜を形成した。その後、１μｍの厚さの堆積膜が得られたところで高周波電力の供給を止め、続いて原料ガスの供給を停止して堆積膜の形成を終えた。
【０１１３】
【表１】
【０１１４】
（比較例１）
図３に示す堆積膜形成装置を用い、実施例１と同様にして表１の条件でａ−Ｓｉ堆積膜の形成を行った。高周波電力導入手段３０２は、直径２０ｍｍ、長さ４７０ｍｍのＳＵＳ製円柱状部材をカソード電極として用いた。高周波電力導入手段３０２の表面は、ブラスト加工により、表面粗さを２．５ｍｍを基準長とするＲｚで５０μｍとした。また、原料ガス供給手段３１２は実施例１と同じものを用い、設置位置も実施例１と同じとした。
【０１１５】
（評価１）
実施例１及び比較例１において、このようにしてａ−Ｓｉ堆積膜を３０回形成し、以下のように比較・評価した。
【０１１６】
堆積膜形成時間：厚さ１μｍの堆積膜を得るのに必要な時間を各々実測した。
堆積膜特性：以下の２項目により特性評価を行った。
【０１１７】
光感度：電気特性評価基板上に得られた堆積膜の（（光導電率σｐ）／（暗導電率σｄ））を測定することにより評価した。光導電率σｐは、強度１ｍＷ／ｃｍ2のＨｅ−Ｎｅレーザー（波長６３２．８ｎｍ）を照射したときの導電率とした。したがって、光感度の値が大きいほど堆積膜特性が良好であることを示す。
【０１１８】
欠陥密度：ＣＰＭ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｐｈｏｔｏｃｕｒｒｅｎｔ Ｍｅｔｈｏｄ）法により、価電子帯端から価電子帯端上（伝導帯側）０．８ｅＶまでの欠陥密度を測定した。したがって、欠陥密度の値が小さいほど堆積膜特性が良好であることを示す。
【０１１９】
以上の比較・評価の結果、堆積膜形成時間は比較例１においては実施例１の１．８倍必要であった。また、堆積膜特性に関しての評価結果を図９に示す。なお図９中においては、光感度および欠陥密度ともに、実施例１、比較例１を通じての最小値を１として、それに対する相対値で示されている。
【０１２０】
光感度に関して、実施例１の平均値は比較例１の平均値の２．０倍であり、本発明を用いることにより光感度の良好な堆積膜が形成されることが確認された。また、欠陥密度に関しては、実施例１の平均値は比較例１の平均値の０．３１倍であり、本発明を用いることにより欠陥密度の抑制された良好な堆積膜が形成されることが確認された。さらに、光感度および欠陥密度のそれぞれに関してそのロット間でのばらつきは、図９に示すように比較例１と比べて実施例１は小さく、本発明によりロット間での堆積膜特性のばらつきが小さい堆積膜形成が可能であることが確認された。
【０１２１】
以上のように、本発明によれば、短い堆積膜形成時間で、特性の良好な堆積膜が再現性良く形成可能なことが確認された。
【０１２２】
（実施例２）
図６に示す堆積膜形成装置を用い、直径８０ｍｍ、長さ３５８ｍｍの円筒状アルミニウムシリンダー１０５上に、高周波電源１０３の発振周波数を１００ＭＨｚとして表２に示す条件で電荷注入阻止層、光導電層、表面層からなる感光体を１０ロット、合計６０本作製した。
【０１２３】
原料ガスが分解される成膜空間は円筒状壁面６０１により直径４００ｍｍ、高さ５００ｍｍの円柱状領域に制限されている。
【０１２４】
高周波電力導入手段１０２は直径２０ｍｍのＳＵＳ製円柱であり、その外部を内径２１ｍｍ、外径２４ｍｍのアルミナ製パイプにより覆う構造とした。アルミナ製パイプは、ブラスト加工により表面粗さを２．５ｍｍを基準長とするＲｚで２０μｍとした。このような高周波電力導入手段１０２は、円筒状基体配置円外に設置し、円筒状基体１０５の配置円と中心を同じくする同一円周上に等間隔で６本配置した。
【０１２５】
原料ガス供給手段１１２は、内径１０ｍｍ、外径１３ｍｍのアルミナ製パイプで、端部が封止された構造であり、パイプ上に設けられた直径１．２ｍｍのガス噴出口から原料ガスが供給可能な構造のものを用いた。原料ガス供給手段１１２の設置位置は円筒状基体配置円外とし、円筒状基体１０５の配置円と中心を同じくする同一円周上に等間隔で６本配置した。原料ガス供給手段１１２の表面は、ブラスト加工により、表面粗さを２．５ｍｍを基準長とするＲｚで２０μｍとした。
【０１２６】
感光体作製手順は概略以下の通りとした。
【０１２７】
まず、基体ホルダー１０６に保持された円筒状基体１０５を反応容器１０１内の回転軸１０８上に設置した。その後、不図示の排気装置により排気口１１１を通して反応容器１０１内を排気した。続いて、回転軸１０８を介して円筒状基体１０５をモータ１０９により１０ｒｐｍの速度で回転させ、さらに原料ガス供給手段１１２から反応容器１０１中に５００ｓｃｃｍのＡｒを供給しながら発熱体１０７により円筒状基体１０５を２５０℃に加熱・制御し、その状態を２時間維持した。
【０１２８】
次いで、Ａｒの供給を停止し、反応容器１０１を不図示の排気装置により排気口１１１を通して排気した後、原料ガス供給手段１１２を介して、表２に示す電荷注入阻止層形成に用いる原料ガスを導入した。原料ガスの流量が設定流量となり、また、反応容器１０１内の圧力が安定したのを確認した後、高周波電源１０３の出力値を表２に示す電力に設定し、マッチングボックス１０４を介して高周波電力導入手段１０２へ高周波電力を供給した。高周波電力導入手段１０２から反応容器１０１内に放射された高周波電力によって、原料ガスを励起・解離することにより、円筒状基体１０５上に電荷注入阻止層を形成した。所定の膜厚の形成が行なわれた後、高周波電力の供給を止め、続いて原料ガスの供給を停止して電荷注入阻止層の形成を終えた。同様の操作を複数回繰り返すことによって、光導電層、表面層を順次形成した。
【０１２９】
【表２】
【０１３０】
（比較例２）
図５に示す堆積膜形成装置を用いて、実施例２と同様にして、表２に示す条件で電荷注入阻止層、光導電層、表面層からなる感光体を１０ロット、合計６０本作製した。
【０１３１】
図５において高周波電力導入手段５０２は、実施例２と同様に、直径２０ｍｍのＳＵＳ製円柱であり、その外部を内径２１ｍｍ、外径２４ｍｍのアルミナ製パイプにより覆う構造とした。アルミナ製パイプは、ブラスト加工により表面粗さを２．５ｍｍを基準長とするＲｚで２０μｍとした。このような高周波電力導入手段５０２は、図５に示すように１２本を反応容器５００内に配置した。各高周波電力導入手段５０２と近接円筒状基体との距離は全て等しくなるようにした。
【０１３２】
原料ガス供給手段（不図示）は、実施例２と同様に、内径１０ｍｍ、外径１３ｍｍのアルミナ製パイプで、端部が封止された構造であり、パイプ上に設けられた直径１．２ｍｍのガス噴出口より原料ガス供給可能な構造のものを用いた。原料ガス供給手段の設置位置は電極間中央位置とした。原料ガス供給手段の表面は、ブラスト加工により表面粗さを２．５ｍｍを基準長とするＲｚで２０μｍとした。
【０１３３】
（評価２）
このように実施例２及び比較例２で作製されたａ−Ｓｉ感光体をそれぞれ本テスト用に改造されたキヤノン製の複写機ＮＰ−６７５０に設置し、感光体の特性評価を行なった。評価項目は、「画像濃度むら」及び「特性ばらつき」の２項目とし、以下の具体的評価法により各項目の評価を行なった。
【０１３４】
画像濃度むら：まず、現像器位置での暗部電位が一定値となるよう主帯電器電流を調整した後、原稿に反射濃度０．０１以下の所定の白紙を用い、現像器位置での明部電位が所定の値となるよう像露光光量を調整した。次いで、キャノン製中間調チャート（部品号：ＦＹ９−９０４２）を原稿台に置き、コピーしたときに得られたコピー画像上全領域における反射濃度の最高値と最低値の差により評価した。評価結果は全感光体の平均値とした。したがって、数値が小さいほど良好である。
【０１３５】
特性ばらつき：上記「画像濃度むら」及び下記３項目の合計４項目において、各々の評価における全感光体の評価結果の最大値と最小値を求め、次いで（最大値）／（最小値）の値を求めた。４項目のうち、この値が最大のものを特性ばらつきの値とした。したがって、数値が小さいほど良好である。
【０１３６】
帯電能：複写機の主帯電器に一定の電流を流したときの現像器位置での暗部電位を測定する。したがって、暗部電位が大きいほど帯電能が良好であることを示す。帯電能測定は感光体母線方向全領域に渡って行ない、その中の最低暗部電位により評価した。評価結果は全感光体の平均値とした。したがって、数値が大きいほど良好である。
【０１３７】
感度：現像器位置での暗部電位が一定値となるよう主帯電器電流を調整した後、原稿に反射濃度０．０１以下の所定の白紙を用い、現像器位置での明部電位が所定の値となるよう像露光光量を調整した際の像露光光量により評価する。したがって、像露光光量が少ないほど感度が良好であることを示す。感度測定は感光体母線方向全領域に渡って行ない、その中の最大像露光光量により評価した。評価結果は全感光体の平均値とした。したがって、数値が小さいほど良好である。
【０１３８】
光メモリー：現像器位置における暗部電位が所定の値となるように主帯電器の電流値を調整した後、所定の白紙を原稿とした際の明部電位が所定の値となるよう像露光光量を調整する。この状態でキヤノン製ゴーストテストチャート（部品番号：ＦＹ９−９０４０）に反射濃度１．１、直径５ｍｍの黒丸を貼り付けたものを原稿台に置き、その上にキヤノン製中間調チャートを重ねておいた際のコピー画像において、中間調コピー上に認められるゴーストチャートの直径５ｍｍの黒丸の反射濃度と中間調部分の反射濃度との差を測定することにより行った。光メモリーの測定は、感光体母線方向全領域にわたって行い、その中の最大反射濃度差により評価した。評価結果は全感光体の平均値とした。したがって、数値が小さいほど良好である。
【０１３９】
評価結果は、比較例２の結果を基準とし、４０％以上の良化を◎、３０％以上４０％未満の良化を◎〜○、２０％以上３０％未満の良化を○、１０％以上２０％未満の良化を○〜△、１０％未満の良化を△、悪化を×で示した。
【０１４０】
評価結果は、「画像濃度むら」が○〜△、「特性ばらつき」が○であった。「画像濃度むら」及び「特性ばらつき」の両項目とも実施例２と比較例２の間に明らかに差が認められ、特に「特性ばらつき」において明確な差が認められた。このことから、本発明による「画像濃度むら」及び「特性ばらつき」の改善効果が確認され、特に特性ばらつきに対する効果が顕著であることが確認された。
【０１４１】
また、実施例２で作製された電子写真感光体を用いて形成された電子写真画像は、画像流れ等もない極めて良好なものであった。
【０１４２】
（実施例３）
図１に示す堆積膜形成装置を用い、表３に示す条件で、高周波電源の発振周波数を１００ＭＨｚとして、直径８０ｍｍ、長さ３５８ｍｍの円筒状アルミニウムシリンダー１０５上に電荷注入阻止層、光導電層、表面層からなる感光体を１０ロット、合計６０本作製した。
【０１４３】
原料ガスが分解される成膜空間は、反応容器１０１の内面により直径４００ｍｍ、高さ５００ｍｍの円柱状領域に制限されている。
【０１４４】
高周波電力導入手段１０２及び第２の高周波電力導入手段７０１の構造は実施例２の高周波電力導入手段と同一とした。また、これらの設置位置は、高周波電力導入手段１０２は実施例２と同一、第２の高周波電力導入手段７０１は円筒状基体１０５の配置円の中心とした。原料ガス供給手段１１２は構造および設置位置とも実施例２と同一とした。
【０１４５】
感光体作製手順は概略実施例２と同様にした。高周波電力の導入は、高周波電力導入手段１０２及び第２の高周波電力導入手段７０１に同時並行的に行った。
【０１４６】
【表３】
【０１４７】
（評価３）
このようにして作製されたａ−Ｓｉ感光体を本テスト用に改造されたキヤノン製の複写機ＮＰ−６７５０に設置し、感光体の特性評価を行なった。評価項目は「画像濃度むら」および「特性ばらつき」の２項目とし、実施例２と同様の具体的評価法により各項目の評価を行なった。
【０１４８】
評価結果は、実施例２の結果を基準とし、４０％以上の良化を◎、３０％以上４０％未満の良化を◎〜○、２０％以上３０％未満の良化を〇、１０％以上２０％未満の良化を○〜△、１０％未満の良化を△、悪化を×で示した。
【０１４９】
評価結果は、「画像濃度むら」が○〜△、「特性ばらつき」が○〜△であった。「画像濃度むら」及び「特性ばらつき」の両項目ともに、実施例２以上に良好な結果が得られ、顕著な効果が認められた。このことから、円筒状基体配置円内に第２の高周波電力導入手段を設置した図１の構成とすることで、本発明の効果がより顕著に得られることが確認された。また、実施例３で作製された電子写真感光体を用いて形成された電子与真画像は、画像流れ等もない極めて良好なものであった。
【０１５０】
（実施例４）
図８に示す堆積膜形成装置を用い、表３に示す条件で、直径８０ｍｍ、長さ３５８ｍｍの円筒状アルミニウムシリンダー１０５上に電荷注入阻止層、光導電層、表面層からなる感光体を１０ロット、合計６０本作製した。高周波電力の周波数は１００ＭＨｚとした。
【０１５１】
図８において、原料ガスが分解される成膜空間は、円筒状壁８０１により、円筒状基体１０５を内包する円柱状領域に制限されている。その円柱状領域は、中心軸が円筒状基体配置円の中心を通っている。円筒状壁８０１は内径４００ｍｍ、厚さ２０ｍｍ、高さ５００ｍｍのアルミナ製円筒によりなっている。円筒状壁８０１の内面は、ブラスト加工により表面粗さを２．５ｍｍを基準長とするＲｚで２０μｍとした。
【０１５２】
高周波電力導入手段１０２は、直径２０ｍｍ、長さ４７０ｍｍのＳＵＳ製円柱であり、円筒状壁８０１の外部に設置され、同心円上に等間隔で６本、円筒状壁８０１の外面から３０ｍｍの間隔を隔てて設置されている。また、第２の高周波電力導入手段７０１は、直径２０ｍｍ、長さ４７０ｍｍのＳＵＳ製円柱の外部を内径２１ｍｍ、外径２４ｍｍのアルミナ製パイプにより覆う構造とし、円筒状基体１０５の配置円内の同一円の中心に設置した。アルミナ製パイプは、ブラスト加工により表面粗さを２．５ｍｍを基準長とするＲｚで２０μｍとした。
【０１５３】
反応容器１０１はアルミ製円筒状容器であり、円筒状壁８０１の外部に設置された高周波電力導入手段１０２のシールド手段を兼ねている。
【０１５４】
原料ガス供給手段１１２は、内径１０ｍｍ、外径１３ｍｍのアルミナ製パイプで、端部が封止された構造であり、パイプ上に設けられた直径１．２ｍｍのガス噴出口から原料ガスが供給可能な構造のものを用いた。原料ガス供給手段１１２の設置位置は円筒状基体配置円内とし、円筒状基体１０５の配置円と中心を同じくする同一円周上に等間隔で３本配置した。原料ガス供給手段１１２の表面は、ブラスト加工により表面粗さを２．５ｍｍを基準長とするＲｚで２０μｍとした。
【０１５５】
感光体の作製手順は概略実施例３と同様にした。
【０１５６】
（評価４）
このようにして作製されたａ−Ｓｉ感光体を本テスト用に改造されたキヤノン製の複写機ＮＰ−６７５０に設置し、感光体の特性評価を行なった。評価項目は「画像欠陥」、「画像濃度むら」、「特性ばらつき」の３項目とし、実施例２と同様の具体的評価法により各項目の評価を行なった。
【０１５７】
評価結果は、実施例３の結果を基準とし、４０％以上の良化を◎、３０％以上４０％未満の良化を◎〜○、２０％以上３０％未満の良化を○、１０％以上２０％未満の良化を○〜△、１０％未満の良化を△、悪化を×で示した。
【０１５８】
評価結果は、「画像欠陥」が○、「画像濃度むら」が△、「特性ばらつき」が△であった。「画像欠陥」においては、実施例３に比べ良好な結果が得られ、また「画像濃度むら」及び「特性ばらつき」においても実施例３と同等の良好な結果が得られた。このことから、成膜空間壁により成膜空間を円柱状領域に制限し、高周波動導入手段を成膜空間壁の外部に設置する構成とすることで、画像欠陥抑制に顕著な効果が得られることが確認された。さらに、感光体１本あたり必要とする原料ガス量を実施例３と比較したところ、実施例４においては実施例３より約１０％少なく、成膜空間壁により成膜空間を円柱状領域に制限し、高周波電力導入手段を成膜空間壁の外部に設置する構成とすることで、原料ガス利用効率が向上することが確認された。
【０１５９】
また、実施例４で作製された電子写真感光体を用いて形成された電子写真画像は、画像流れ等もない極めて良好なものであった。
【０１６０】
（実施例５）
図１に示した堆積膜形成装置において、直径１０８ｍｍ、長さ３５８ｍｍの円筒状アルミニウムシリンダー１０５を同一円周上に６本設置可能な構成とし、表４に示す条件で円筒状アルミニウムシリンダー１０５上に電荷注入阻止層、光導電層、表面層からなる感光体を１０ロット、合計６０本作製した。
【０１６１】
原料ガスが分解される成膜空間は、反応容器１０１の内面により直径５００ｍｍ、高さ５００ｍｍの円柱状領域に制限されている。
【０１６２】
高周波電力導入手段１０２及び第２の高周波電力導入手段７０１の構造は実施例２の高周波電力導入手段と同一とした。また、これらの設置位置は、高周波電力導入手段１０２は円筒状基体配置円外とし、円筒状基体１０５の配置円と中心を同じくする同一円周上に等間隔で６本配置した。第２の高周波電力導入手段７０１は円筒状基体１０５の配置円の中心とした。
【０１６３】
原料ガス供給手段１１２は実施例２と同一の構造とした。原料ガス供給手段１１２の設置位置は円筒状基体配置円外とし、円筒状基体１０５の配置円と中心を同じくする同一円周上に等間隔で６本配置した。
【０１６４】
高周波電源の発振周波数は１３．５６、３０、５０、１００、３００、４５０、６００ＭＨｚの７条件とした。但し、１３．５６ＭＨｚ及び３０ＭＨｚにおいては、表４中に示した圧力での放電維持が不能であったため、各々、表４中の圧力の２０倍及び５倍とした。
【０１６５】
感光体の作製手順は概略実施例２と同様にした。高周波電力の導入は、高周波電力導入手段１０２及び第２の高周波電力導入手段７０１に同時並行的に行った。また、各層間は放電を切らず、原料ガス流量、高周波電力を１２０秒間で次層条件に変化させ、連続的に堆積膜の形成を行った。
【０１６６】
【表４】
【０１６７】
（評価５）
このようにして作製されたａ−Ｓｉ感光体を本テスト用に改造されたキヤノン製の複写機ＮＰ−６０６２に設置し、感光体の特性評価を行なった。評価項目は「帯電能」、「感度」、「光メモリー」、「特性ばらつき」の４項目とし、実施例２と同様の具体的評価法により各項目の評価を行なった。
【０１６８】
評価結果を表５に示す。表５において、評価結果は、１３．５６ＭＨｚの結果を基準とし、４０％以上の良化を◎、３０％以上４０％未満の良化を◎〜○、２０％以上３０％未満の良化を○、１０％以上２０％未満の良化を○〜△、１０％未満の良化を△、悪化を×で示した。
【０１６９】
５０〜４５０ＭＨｚの範囲において、「帯電能」、「感度」、「光メモリー」、「特性ばらつき」のいずれの項目においても、特に良好な結果が得られることが確認された。
【０１７０】
また、実施例３で作製された電子写真感光体を用いて形成された電子写真画像は、いずれも画像流れ等もない良好なものであったが、特に５０〜４５０ＭＨｚの範囲において形成された電子写真感光体を用いて形成された電子写真画像は極めて良好のものであった。
【０１７１】
【表５】
【０１７２】
（実施例６）
実施例３で用いた堆積膜形成装置（図１）を改造し、円筒状基体１０５、高周波電力導入手段１０２、第２の高周波電力導入手段７０１、原料ガス供給手段１１２、排気口１１１を図１０に示す配置とし、直径３０ｍｍ、長さ３５８ｍｍの円筒状アルミニウムシリンダー（円筒状基体）上に表６に示す条件で、電荷輸送層、電荷発生層、表面層からなる感光体を１０ロット、合計１２０本作製した。
【０１７３】
図１０において、原料ガス供給手段１１２は、円筒状基体配置円の内部および外部に設置されている。高周波電力導入手段１０２、第２の高周波電力導入手段７０１、原料ガス供給手段１１２の各々の具体的構成は実施例３と同様とした。また、感光体の作製手順についても実施例３と同様にした。
【０１７４】
また、高周波電力は高周波発振機１００１から出力された信号を２系統に分割し、各々アンプ１００２、１００３で増幅された後、マッチングボックス１０４、７０２にそれぞれ供給される構成となっている。高周波発振機１００１の周波数は１００ＭＨｚとした。
【０１７５】
【表６】
【０１７６】
（比較例３）
比較例２で用いた堆積膜形成装置（図５）を改造し、円筒状基体５０１、高周波電力導入手段５０２を図１１に示す配置とし、直径３０ｍｍ、長さ３５８ｍｍの円筒状アルミニウムシリンダー（円筒状基体）上に電荷輸送層、電荷発生層、表面層からなる感光体を高周波電源５０３の周波数を１００ＭＨｚとして、表６に示す条件で１０ロット、合計１２０本作製した。但し、高周波電力に関しては、すべての電極から供給される総電力が実施例６と同じになるようにした。
【０１７７】
図１１において、原料ガス供給手段（不図示）は電極間中央位置に設置した。
【０１７８】
（評価６）
このようにして作製されたａ−Ｓｉ系感光体を本テスト用に改造されたキヤノン製の複写機ＮＰ−６０３０に設置し、感光体の特性評価を行なった。評価項目は「画像濃度むら」及び「特性ばらつき」の２項目とし、実施例２と同様の具体的評価法により各項目の評価を行なった。
【０１７９】
評価結果は、比較例３の結果を基準とし、４０％以上の良化を◎、３０％以上４０％未満の良化を◎〜○、２０％以上３０％未満の良化を○、１０％以上２０％未満の良化を○〜△、１０％未満の良化を△、悪化を×で示した。
【０１８０】
評価結果は、「画像濃度むら」が◎〜○、「特性ばらつき」が◎であり、「画像濃度むら」及び「特性ばらつき」の両項目とも、非常に良好な結果が得られ、特に「特性ばらつき」においては極めて顕著な効果が認められた。
【０１８１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、高周波−ＰＣＶＤ法による堆積膜形成において、堆積膜の特性が向上し、基体間・ロット間での特性ばらつきが抑制され、均一性・再現性が高く、安定した堆積膜の形成が可能となる。さらに、堆積膜形成時間の短縮、原料ガス利用効率の向上が達成され、生産コストの低下が実現可能となる。
【０１８２】
この結果、特性の優れた半導体デバイス、電子写真用光受容部材等を低コストで安定して生産することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の堆積膜形成装置の一例を示した模式的な構成図である。
【図２】従来のＲＦ帯の周波数を用いたＲＦ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した模式的な構成図である。
【図３】従来のＶＨＦ帯の周波数を用いたＶＨＦ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した模式的な構成図である。
【図４】本発明の作用の１つを説明するための模式図である。
【図５】従来のＶＨＦ帯の周波数を用いたＶＨＦ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した模式的な構成図である。
【図６】 本発明の堆積膜形成装置の一例を示した模式的な構成図である。
【図７】 本発明の堆積膜形成装置の一例を示した模式的な構成図である。
【図８】 本発明の堆積膜形成装置の一例を示した模式的な構成図である。
【図９】 実施例１及び比較例１で形成した堆積膜の特性評価結果を示した図である。
【図１０】本発明の堆積膜形成装置の一例を示した模式的な構成図である。
【図１１】従来のＶＨＦ帯の周波数を用いたＶＨＦ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した模式的な構成図である。
【図１２】本発明により形成可能な電子写真用光受容部材の層構成の一例を示した図である。
【符号の説明】
１０１ 反応容器
１０２ 高周波電力導入手段
１０３ 高周波電源
１０４ マッチングボックス
１０５ 円筒状基体
１０６ 基体ホルダー
１０７ 発熱体
１０８ 回転軸
１０９ モータ
１１０ 減速ギア
１１１ 排気口
１１２ 原料ガス供給手段
２１００ 堆積装置
２１０１ 反応容器
２１１１ カソード電極
２１１２ 円筒状基体
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
２１２０ 碍子
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
３０１ 反応容器
３０２ カソード電極
３０３ 高周波電源
３０４ マッチングボックス
３０５ 円筒状基体
３０６ 成膜空間
３０７ 発熱体
３０８ 回転軸
３０９ モータ
３１０ 減速ギア
３１１ 排気管
３１２ 原料ガス供給手段
４０１ 円筒状基体Ａ
４０２ 円筒状基体Ｂ
４０３ 成膜空間壁
５００ 反応容器
５０１ 円筒状基体
５０２ カソード電極
５０３ 高周波電源
５０４ マッチングボックス
５０５ 排気口
５０６ 回転軸
５０７ 発熱体
６０１ 円筒状壁
７０１ 第２の高周波電力導入手段
７０２ 第２の高周波電源
７０３ 第２のマッチングボックス
８０１ 円筒状壁
１００１ 高周波発振器
１００２ アンプ
１００３ アンプ
１２００ 電子写真用感光体
１２０１ 支持体
１２０２ 光導電層
１２０３ 表面層
１２０４ 電荷注入阻止層
１２０５ 電荷発生層
１２０６ 電荷輸送層
【発明の属する技術分野】
本発明は、基体上に堆積膜を形成する装置および方法に関する。とりわけ機能性膜、特に半導体デバイス、電子写真用感光体、画像入力用ラインセンサー、撮影デバイス、光起電力デバイス等に用いる堆積膜の形成装置および形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体デバイス、電子写真用感光体、画像入力用ラインセンサー、撮影デバイス、光起電力デバイス、その他各種エレクトロニクス素子、光学素子に用いる堆積膜の形成方法として、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ＣＶＤ法等、多数知られており、そのための装置も実用に付されている。
【０００３】
中でもプラズマ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り分解し、基板上に薄膜状の堆積膜を形成する方法は好適なものとして、電子写真用水素化アモルファスシリコン（以下「ａ−Ｓｉ：Ｈ」と表記する。）堆積膜の形成など、現在実用化が非常に進んでおり、そのための装置も各種提案されている。
【０００４】
このような堆積膜の形成装置および形成方法は概略以下のようなものである。
【０００５】
図２は、電源としてＲＦ帯の周波数を用いたＲＦプラズマＣＶＤ法（以下「ＲＦ−ＰＣＶＤ」と略記する。）による堆積膜形成装置、具体的には電子写真用光受容部材の形成装置の一例を示す模式的な構成図である。図２に示す形成装置の構成は以下の通りである。
【０００６】
この装置は大別すると、堆積装置２１００、原料ガスの供給装置２２００、反応容器２１０１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２１０１内には円筒状基体２１１２、基体加熱用ヒーターを内蔵した基体支持体２１１３、原料ガス導入管２１１４が設置され、更に高周波マッチングボックス２１１５が反応容器２１０１の一部を構成するカソード電極２１１１に接続されている。カソード電極２１１１は、碍子２１２０によりアース電位と絶縁され、基体支持体２１１３を通してアース電位に維持されアノード電極を兼ねた円筒状基体２１１２との間に高周波電圧が印加可能となっている。
【０００７】
原料ガス供給装置２２００は、ＳｉＨ4、ＧｅＨ4、Ｈ2、ＣＨ4、Ｂ2Ｈ6、ＰＨ3等の原料ガスのボンベ２２２１〜２２２６、バルブ２２３１〜２２３６、２２４１〜２２４６、２２５１〜２２５６、及びマスフローコントローラー２２１１〜２２１６から構成され、各原料ガスのボンベはバルブ２２６０介して反応容器２１０１内のガス導入管２１１４に接続されている。
【０００８】
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。
【０００９】
まず、反応容器２１０１内に円筒状基体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２１０１内を排気する。続いて、基体支持体２１１３に内蔵された基体加熱用ヒーターにより円筒状基体２１１２の温度を２００〜３５０℃の所定の温度に制御する。
【００１０】
堆積膜形成用の原料ガスを反応容器２１０１に流入させるには、ガスボンベのバルブ２２３１〜２２３６、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、また、流入バルブ２２４１〜２２４６、流出バルブ２２５１〜２２５６、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お及びガス配管２１１６内を排気する。
【００１１】
次に、真空計２１１９の読みが約７×１０-4Ｐａになった時点で補助バルブ２２６０、流出バルブ２２５１〜２２５６を閉じる。
【００１２】
その後、ガスボンベ２２２１〜２２２６から各ガスをバルブ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。
【００１３】
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。
【００１４】
円筒状基体２１１２が所定の温度になったところで流出バルブ２２５１〜２２５６のうちの必要なもの及び補助バルブ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２１０１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２１０１内の圧力が所定の値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、カソード２１１１を通じて反応容器２１０１内にＲＦ電力を導入し、円筒状基体２１１２をアノードとして作用させてグロー放電を生起させる。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が分解され、円筒状基体２１１２上に所定のシリコンを主成分とする堆積膜が形成される。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。
【００１５】
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。
【００１６】
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２１０１内、流出バルブ２２５１〜２２５６から反応容器２１０１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２１１８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。
【００１７】
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、円筒状基体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。
【００１８】
さらに、上述のガス種およびバルブ操作は各々の層の作製条件にしたがって変更が加えられる。
【００１９】
このような、上記従来のＲＦ帯の周波数を用いたＲＦプラズマＣＶＤ法による堆積膜形成装置および形成方法に加え、更には近年、ＶＨＦ帯の高周波電力を用いたＶＨＦプラズマＣＶＤ（以下「ＶＨＦ−ＰＣＶＤ」と略記する。）法が注目を浴びており、これを用いた各種堆積膜形成の開発も積極的に進められている。これは、ＶＨＦ−ＰＣＶＤ法では膜堆積速度が速く、また高品質な堆積膜が得られるため、製品の低コスト化、高品質化を同時に達成し得るものと期待されるためである。例えば特開平６−２８７７６０号公報にはａ−Ｓｉ系電子写真用光受容部材形成に用いうる装置および方法が開示されている。また、複数の電子写真用光受容部材を同時に形成でき、生産性の極めて高い図３に示すような堆積膜形成装置の開発も進められている。
【００２０】
図３（ａ）は、概略縦断面図、図３（ｂ）は図３（ａ）の切断線Ａ−Ａ’に沿う概略横断面図である。反応容器３０１の側面には排気管３１１が一体的に形成され、排気管３１１の他端は不図示の排気装置に接続されている。反応容器３０１の中心部を取り囲むように、堆積膜の形成される６本の円筒状基体３０５が互いに平行になるように配置されている。各円筒状基体３０５は回転軸３０８によって保持され、発熱体３０７によって加熱されるようになっている。モータ３０９を駆動すると、減速ギア３１０を介して回転軸３０８が回転し、円筒状基体３０５がその母線方向中心軸のまわりを自転するようになっている。
【００２１】
６本の円筒状基体３０５により囲まれた成膜空間３０６には原料ガスが原料ガス供給手段３１２から供給さる。ＶＨＦ電力はＶＨＦ電源３０３からマッチングボックス３０４を経てカソード電極３０２から成膜空間３０６に供給される。この際、回転軸３０８を通してアース電位に維持された円筒状基体３０５がアノード電極として作用する。
【００２２】
このような装置を用いた堆積膜の形成は概略以下のような手順により行なうことができる。
【００２３】
まず、反応容器３０１内に円筒状基体３０５を設置し、不図示の排気装置により排気管３１１を通して反応容器３０１内を排気する。続いて、発熱体３０７により円筒状基体３０５を２００〜３００℃程度の所定の温度に加熱・制御する。
【００２４】
円筒状基体３０５が所定の温度となったところで、原料ガス供給手段３１２を介して、原料ガスを反応容器３０１内に導入する。原料ガスの流量が設定流量となり、また、反応容器３０１内の圧力が安定したのを確認した後、高周波電源３０３からマッチングボックス３０４を介してカソード電極３０２へ所定のＶＨＦ電力を供給する。これにより、カソード電極３０２とアノード電極を兼ねた円筒状基体３０５の間にＶＨＦ電力が導入され、円筒状基体３０５で囲まれた成膜空間３０６にグロー放電が生起し、原料ガスは励起・解離して円筒状基体３０５上に堆積膜が形成される。
【００２５】
所望の膜厚の形成が行なわれた後、ＶＨＦ電力の供給を止め、続いて原料ガスの供給を停止して堆積膜の形成を終える。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。
【００２６】
堆積膜形成中、回転軸３０８を介して円筒状基体３０５をモータ３０９により所定の速度で回転させることにより、円筒状基体表面全周に渡って堆積膜が形成される。
【００２７】
また、特開平８−２５３８６５号公報においては、複数の電極を用いて複数の基体上に同時に堆積膜形成する技術に関して開示されており、生産性の向上、堆積膜特性の均一性向上の効果を得ることができることが示されている。このような装置形態は、例えば図５のような装置で実現可能である。
【００２８】
図５（ａ）は概略縦断面図、図５（ｂ）は概略横断面図である。反応容器５００の上面には排気口５０５が一体的に形成され、排気管の他端は不図示の排気装置に接続されている。反応容器５００中には、堆積膜の形成される複数の円筒状基体５０１が互いに平行になるように配置されている。各円筒状基体５０１は回転軸５０６によって保持され、発熱体５０７によって加熱されるようになっている。必要に応じて、不図示のモータ等の駆動手段により、回転軸軸５０６を介して円筒状基体５０１を自転させるようになっている。
【００２９】
ＶＨＦ電力は高周波電源５０３からマッチングボックス５０４を経てカソード電極５０２より反応容器５００内に供給される。この際、回転軸軸５０６を通してアース電位に維持された円筒状基体５０１がアノード電極として作用する。
【００３０】
原料ガスは、反応容器５００内に設置された不図示の原料ガス供給手段により、反応容器５００内に供給される。
【００３１】
このような装置を用いた堆積膜の形成は図３に示した堆積膜形成装置の場合と同様の手順により行なうことができる。
【００３２】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の方法及び装置により、比較的良好な堆積膜が形成される。しかしながら、これら堆積膜を用いた製品に対する市場の要求レベルは日々高まっており、この要求に応えるべく、より高品質の堆積膜が求められるようになっている。
【００３３】
例えば、電子写真装置の場合、コピースピードの向上、電子写真装置の小型化、低価格化の要求は非常に強く、これらを実現するためには感光体特性、具体的には帯電能、感度等の向上および感光体生産コストの低下が不可欠となっている。また、近年その普及が目覚しいデジタル電子写真装置やカラー電子写真装置においては、文字原稿のみならず、写真、絵、デザイン画等のコピーも頻繁に為されるため、画像濃度むらの低減、光メモリーの低減等の感光体特性の向上も従来以上に強く求められるようになっている。このような感光体特性の向上、感光体生産コストの低下を目指し、堆積膜形成条件、堆積膜積層構成の最適化も為されているが、同時に、堆積膜形成装置、堆積膜形成方法の面での改善も強く望まれている。
【００３４】
このような状況下において、前述従来の堆積膜形成装置、堆積膜形成方法においても、堆積膜特性の向上、堆積膜形成コストの低下に関して、まだ改善の余地が残されているのが現状である。
【００３５】
具体的には、例えば、膜堆積速度の向上による基体処理時間の短縮、同時処理可能基体数の増加等が挙げられる。これらは特に、電子写真感光体を形成する際のように、形成する堆積膜の膜厚が厚い場合、生産性の向上、生産コストの低下に大きく貢献する。
【００３６】
また、形成される堆積膜特性の均一性・再現性という点においても改善の余地が残されている。堆積膜特性の均一性・再現性が不十分であると、堆積膜特性はばらつき、製品品質の低下、良品率の低下につながってしまう。特に、複数の堆積膜の積層構成よりなる部材形成の場合、この特性のばらつきにより、ある層の膜特性が低下すると、他の層とのマッチングも悪化するため部材全体として大きく影響を受けることとなってしまう。また、電子写真感光体のように大面積の部材においては、局所的な膜質低下であっても、その部分のみを除去することができないため、その影響は大きい。このように、堆積膜特性の均一性・再現性を向上し、堆積膜特性のばらつきを抑制することは、堆積膜全体としての特性向上、堆積膜形成コストの低下に大きく貢献するものである。
【００３７】
このように、膜堆積速度の向上、同時処理可能基体数の増加、堆積膜特性の均一性・再現性向上が可能な堆積膜形成装置、堆積膜形成方法を実現することは、製品品質の向上、生産コストの低下を達成可能とするものであり、現在の市場での要求に応えていく上で必要不可欠のものとなっている。
【００３８】
そこで本発明は上記課題の解決を目的とするものである。即ち、本発明の目的は、減圧可能な反応容器中に複数の円筒状基体を設置し、該反応容器中に供給した原料ガスを高周波電力導入手段から導入された高周波電力により分解し、該円筒状基体上に堆積膜を形成する堆積膜の形成において、良好な膜特性を維持しながら、生産性の向上、堆積膜特性の均一性・再現性の向上が可能な堆積膜形成装置、堆積膜形成方法を提供することにある。
【００３９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記目的を達成すべく鋭意検討を行った結果、まず、堆積膜形成装置・堆積膜形成方法において、基体の配置方法および高周波電力導入方法が堆積膜特性、堆積膜特性の均一性・再現性、堆積膜の生産性に大きな影響を及ぼすことを見い出した。さらに、円筒状基体を同一円周上に等間隔で配置し、高周波電力を該円筒状基体の配置円外から導入することで、複数の基体上に、良好な特性を有する堆積膜を均一に、再現性良く、高い膜堆積速度で形成可能であることを見い出し、本発明を完成させるに至った。
【００４０】
即ち、本発明は、減圧可能な反応容器中に複数の円筒状基体が設置され、該反応容器中に供給した原料ガスを高周波電力導入手段から導入された高周波電力により分解し、該円筒状基体上に堆積膜を形成する堆積膜形成装置において、該円筒状基体は同一円周上に等間隔で配置され、該高周波電力導入手段が少なくとも該円筒状基体の配置円外に設置されたことを特徴とする堆積膜形成装置に関する。
【００４１】
また、本発明は、減圧可能な反応容器中に複数の円筒状基体を設置し、該反応容器中に供給した原料ガスを高周波電力により分解し、該円筒状基体上に堆積膜を形成する堆積膜形成方法において、該円筒状基体を同一円周上に等間隔で配置し、該高周波電力を該円筒状基体の少なくとも配置円外から導入して堆積膜の形成を行うことを特徴とする堆積膜形成方法に関する。
また、本発明は、減圧可能な反応容器中に複数の円筒状基体が設置され、該反応容器中に供給した原料ガスを高周波電力導入手段から導入された高周波電力により分解し、該円筒状基体上に堆積膜を形成する堆積膜形成装置において、
該円筒状基体は同一円周上に等間隔で配置され、
第１の高周波電力導入手段が該円筒状基体の配置円外に設置され、
第２の高周波電力導入手段が該円筒状基体の配置円内に設置され、
第１の高周波電力導入手段から導入される高周波電力と第２の高周波電力導入手段から導入される高周波電力が独立に制御可能であることを特徴とする堆積膜形成装置に関する。
また、本発明は、減圧可能な反応容器中に複数の円筒状基体を設置し、該反応容器中に供給した原料ガスを高周波電力により分解し、該円筒状基体上に堆積膜を形成する堆積膜形成方法において、
該円筒状基体を同一円周上に等間隔で配置し、
該高周波電力を該円筒状基体の配置円外および該円筒状基体の配置円内から導入し、該円筒状基体の配置円外から導入する高周波電力と配置円内から導入する高周波電力を独立に制御して堆積膜の形成を行うことを特徴とする堆積膜形成方法に関する。
また、本発明は、減圧可能な反応容器中に複数の円筒状基体が設置され、該反応容器中に供給した原料ガスを高周波電力導入手段から導入された高周波電力により分解し、該円筒状基体上に堆積膜を形成する堆積膜形成装置において、
該円筒状基体は同一円周上に等間隔で配置され、該高周波電力導入手段が少なくとも該円筒状基体の配置円外に設置され、
複数の該円筒状基体を取り囲むように円筒状壁が設置され、この円筒状壁は、該円筒状壁の中心軸が円筒状基体配置円の中心を通るように配置され、該円筒状壁の少なくとも一部が非導電性材料で構成され、
該円筒状基体の配置円外に設置された高周波電力導入手段が該円筒状壁外に設置されていることを特徴とする堆積膜形成装置に関する。
また、本発明は、減圧可能な反応容器中に複数の円筒状基体を設置し、該反応容器中に供給した原料ガスを高周波電力により分解し、該円筒状基体上に堆積膜を形成する堆積膜形成方法において、
該円筒状基体を同一円周上に等間隔で配置し、
複数の円筒状基体を取り囲み、かつ、中心軸が円筒状基体の配置円の中心を通るように円筒状壁を設置し、
高周波電力を、少なくとも一部が非導電性部材で構成された円筒状壁の外部から該非導電性部材を透過させて導入して堆積膜の形成を行うことを特徴とする堆積膜形成方法に関する。
また、本発明は、減圧可能な反応容器中に複数の円筒状基体が設置され、該反応容器中に供給した原料ガスを高周波電力導入手段から導入された高周波電力により分解し、該円筒状基体上に堆積膜を形成する堆積膜形成装置において、
該円筒状基体は同一円周上に等間隔で配置され、
該高周波電力導入手段が少なくとも該円筒状基体の配置円外に設置され、
該高周波電力導入手段が、該円筒状基体の配置円と中心を同じくする同心円上に等間隔で複数設置され、
該高周波電力導入手段の数が、該円筒状基体の数と同数もしくは該円筒状基体の数の１／２の数であることを特徴とする堆積膜形成装置に関する。
また、本発明は、減圧可能な反応容器中に複数の円筒状基体を設置し、該反応容器中に供給した原料ガスを高周波電力により分解し、該円筒状基体上に堆積膜を形成する堆積膜形成方法において、
該円筒状基体を同一円周上に等間隔で配置し、
該円筒状基体の数と同数もしくは該円筒状基体の数の１／２の数の複数の高周波電力導入手段を円筒状基体の配置円と中心を同じくする同心円上に等間隔で設置し、
該高周波電力を該円筒状基体の少なくとも配置円外から導入して堆積膜の形成を行うことを特徴とする堆積膜形成方法に関する。
【００４２】
このような本発明によれば、複数の基体上に、良好な特性を有する堆積膜を均一に、再現性良く、高い膜堆積速度で形成可能である。
【００４３】
【発明の実施の形態】
このような効果が得られる本発明について、以下、詳述する。
【００４４】
本発明においては、円筒状基体を同一円周上に等間隔で配置し、高周波電力を該円筒状基体の配置円外から導入する構成としたことで、配置円外のみならず配置円内にも十分な密度をもったプラズマが生成可能となる。
【００４５】
これは以下のような理由によるものである。同一円周上に配置された円筒状基体の配置円外から高周波電力を導入した場合、高周波電力は配置円外に生起したプラズマに電力を供給すると同時に、配置円内方向に減衰しながら伝播する。一方、単位径方向長さ当たりの放電空間体積は配置円内方向に向かって減少するため、電力の減衰は放電空間体積の減少により相殺され、配置円内においても十分な密度をもったプラズマが維持可能となる。
【００４６】
これに対して、例えば図３に示したような円筒状基体の配置円内のみに高周波電力導入手段（カソード電極３０２）を設置した場合、高周波電力は配置円内に生起したプラズマに電力を供給すると同時に、配置円外方向に減衰しながら伝播する。一方、単位径方向長さ当たりの放電空間体積は配置円外方向に向かって増加するため、電力の減衰と放電空間体積の増大の相乗効果により円筒状基体配置円外の電力密度は配置円内の電力密度と比べ大幅に小さく、十分な密度をもったプラズマを生成・維持することが困難となる。
【００４７】
本発明においては、このように配置円外のみならず配置円内にも十分な密度をもったプラズマが生成可能であるため、円筒状基体全周にわたって同時に膜形成を行うことができる。このため、図３に示したような、円筒状基体の一部のみに膜形成を行い、円筒状基体を回転させることで基体全周に膜形成を行う従来の装置に比べ、基体全周での平均の膜堆積速度は大幅に向上し、堆積膜形成時間の大幅な短縮が達成される。
【００４８】
また、本発明においては、上述したような膜堆積速度の向上を実現した上で、膜特性を高いレベルに維持しながら、基体間での膜特性のばらつきを十分に抑制することが可能となる。膜特性ばらつきが抑制されるメカニズムに関しては現在のところ完全には解明されていないものの、概略以下のようなものによるのではないかと推察している。
【００４９】
プラズマは、それが接する壁面近傍においてその特性、具体的には特に電子のエネルギー分布が他の領域と比べ異なる。これは、プラズマが接する壁面からの高エネルギー電子の放出によるものである。即ち、プラズマはそれが接する壁面に対して正の電位を維持し、プラズマと壁面の境界領域（所謂「シース領域」）において、この電位差に応じた電界が生じる。このため、プラズマから壁面に入射するプラスイオンはこのシース領域において加速され、高エネルギー状態で壁面に衝突する。この際、壁面から電子が放出され、この電子はシース領域において加速され、高エネルギー状態となってプラズマ中に入射する。この結果、壁面近傍では高エネルギー電子の比率が他の領域に比べ高まり、そこで生成される活性種の種類あるいは比率が異なることとなる。
【００５０】
基体上に堆積膜の形成を行う場合、この基体表面そのものが上述した壁面に相当することとなる。したがって、複数の円筒状基体を配置した場合、その配置の仕方によって高エネルギー電子比率の高いプラズマ領域の分布が異なることとなる。円筒状基体に対するこの分布形状が、各円筒状基体毎に異なってしまうと、上述したように、円筒状基体上に到達する活性種の種類、比率が各々異なってしまい、それら活性種によって形成される堆積膜の特性も基体間でばらつきを生じ易い。
【００５１】
本発明においては、円筒状基体を同一円周上に等間隔で配置するため、各円筒状基体に対する高エネルギー電子比率の高いプラズマ領域の分布形状は全て同一となり、基体上に到達する活性種の種類、比率も全ての基体上において同一となる。この結果、円筒状基体上に形成される堆積膜の特性も、基体間での特性ばらつきの少ない良好なものとなる。
【００５２】
以上説明したように本発明によれば、複数の円筒状基体上に同時に堆積膜を形成するに際して、堆積膜形成時間の短縮と円筒状基体間の特性ばらつき抑制が同時に達成可能となる。
【００５３】
また、本発明においては、さらに以下のような構成・方法により、さらに顕著な効果を得ることができる。各々について詳述する。
【００５４】
まず第１に、本発明において、高周波電力を複数の高周波電力導入手段から導入する場合、高周波電力導入手段を円筒状基体配置円と中心を同じくする同心円上に等間隔で設置することによって、さらに円筒状基体間の特性ばらつき抑制効果が高まる。
【００５５】
これはプラズマ中において高周波電力導入手段表面もまた壁面としてはたらき、前述した理由により、形成される堆積膜特性に影響を及ぼすためである。したがって、高周波電力導入手段を円筒状基体配置円と中心を同じくする同心円上に等間隔で配置することにより、各基体に及ぼす影響は均一化され、基体間での堆積膜の特性差が抑制される。
【００５６】
各基体に対する高周波電力導入手段の影響を均一化するという点から、高周波電力導入手段の数としては、円筒状基体と同数もしくは円筒状基体の１／２とすることが更に好ましい。円筒状基体の１／２とする場合には、近接する２つの円筒状基体との距離が等しくなるよう配置することが最適である。
【００５７】
第２に、本発明においては、円筒状基体の配置円内に第２の高周波電力導入手段を設置することにより、さらなる効果を得ることができる。第２の高周波電力導入手段により円筒状基体配置円内におけるプラズマの制御性が高まり、円筒状基体周方向全周にわたって、より均一で良好な堆積膜が形成可能となる。円筒状基体を回転させる場合においても、常に極めて良好な堆積膜が形成され続けるため堆積膜の特性は向上し、また、ロット間・基体間での特性ばらつきが抑制される。
【００５８】
第２の高周波電力導入手段もまた、各円筒状基体への影響を平均化するという点から、円筒状基体配置円中心に設置するか、もしくは円筒状基体配置円と中心を同じくする同心円上に等間隔で複数配置することが好ましい。このような配置とすることで、基体間での堆積膜特性のばらつきが更に抑制される。
【００５９】
また、円筒状基体の配置円外に設置された第１の高周波電力導入手段から導入される高周波電力と第２の高周波電力導入手段から導入される高周波電力を独立に制御可能とすることで、円筒状基体周方向の膜特性は極めて厳密に制御可能となり、膜特性の向上、膜特性ばらつきの更なる抑制が可能となる。
【００６０】
さらに、第１の高周波電力導入手段から導入される高周波電力の発振源と第２の高周波電力導入手段から導入される高周波電力の発振源を同一とすることにより、形成される堆積膜特性のロット間でのばらつきが効果的に抑制される。
【００６１】
この原因については、発振源が異なる場合、２つの電源において発振周波数を完全に一致させることが困難であり、この発振周波数のずれによって、堆積膜形成中、あるいは堆積膜形成ロット毎に位相差が変化してしまうことに起因すると考えられる。この位相差によって、プラズマ中で生成される活性種の種類・比率が変化してしまい、また、場合によってはプラズマが不安定となってしまう。
【００６２】
本発明においては、第１の高周波電力導入手段から導入される高周波電力の発振源と第２の高周波電力導入手段から導入される高周波電力の発振源を同一とすることにより、位相差を常に一定に維持可能となるため、良好な堆積膜を更に安定して、再現性良く形成することが可能となる。
【００６３】
第３に、本発明においては、さらに、複数の円筒状基体を取り囲み、かつ中心軸が円筒状基体配置円の中心を通るように設置された円筒状壁の内部において、原料ガスを分解して堆積膜形成を行う構成とすることにより、さらに顕著な効果を得ることができる。すなわち、このような構成とすることにより、形成される堆積膜は高い膜特性レベルを維持しながら、基体間での特性のばらつきが、高いレベルで抑制可能となる。このような効果は、概略以下の２つの作用に基づくものと推察している。
【００６４】
第１の作用は、各円筒状基体と成膜空間壁面の距離が等しく、したがって、各円筒状基体上での膜堆積に寄与する成膜空間体積が等しくなることに起因するものである。例えば図４のような構成の場合では、円筒状基体Ａ４０１上のＰ点と円筒状基体Ｂ４０２上のＱ点を比べると、Ｐ点に活性種を供給する成膜空間Ｘは、Ｑ点に活性種を供給する成膜空間Ｙに比べて大きく、この結果Ｐ点とＱ点で基体上に到達する活性種量が異なり、膜堆積速度に差が生じる。膜特性は膜堆積速度に依存性を持つため、この膜堆積速度の差が円筒状基体Ａに形成される膜特性と円筒状基体Ｂ上に形成される膜特性に差を生じさせてしまう。これに対して本発明の前記構成においては、成膜空間Ｘと成膜空間Ｙの体積が等しいため、常に全ての基体に対して同量の活性種が到達することとなり、このような特性差を生じない。
【００６５】
第２の作用は、各円筒状基体と成膜空間壁面の距離が等しいこと、そのものに起因するものである。前述したように、プラズマはそれが接する壁面近傍においてその特性が他の領域と比べて異なり、そこで生成される活性種の種類・比率もまた他の領域と比べ異なることとなる。各円筒状基体と成膜空間壁面の距離が異なると、この壁面近傍で生成された活性種の基体表面への到達比率が各基体毎に異なってしまい、基体間での特性ばらつきの一因となってしまう。これに対し、前記構成においては、各円筒状基体と成膜空間壁面の距離が等しく、壁面近傍で生成された活性種の基体表面への到達比率が全ての基体に対して等しいため、形成される堆積膜特性のばらつきは高いレベルで抑制可能となる。
【００６６】
また、本発明においては、このように円筒状壁の内部において原料ガスを分解して堆積膜形成を行うに際して、円筒状壁面の少なくとも一部を非導電性材料で構成し、該円筒状壁面の外部から高周波電力を導入することで更なる効果を得ることができる。すなわち、このような構成とすることで、高周波電力導入手段への膜付着による原料ガスのロスがなくなり、原料ガス利用効率が向上する。この結果、生産コストの低下が可能となる。さらに、堆積膜形成中に高周波電力導入手段表面からの膜はがれが生じないため、成膜空間中のダストが減少し、堆積膜中の欠陥の抑制が可能となる。
【００６７】
第４に、本発明においては、原料ガスを供給するための原料ガス供給手段を円筒状基体の配置円内および配置円外に設置することが堆積膜特性を更に向上させる上で効果的である。これは、原料ガス供給位置が堆積膜特性に大きく影響を及ぼす場合があるとの本発明者らの検討結果に基づくものである。原料ガスは原料ガス供給手段から成膜空間内に供給されると、速やかに成膜空間全体に広がる。しかしながら、この過程においても、原料ガスは高周波電力により分解されるため、原料ガス供給手段からの距離に応じてガス組成が異なってしまう。例えば、原料ガスがＳｉＨ4の場合、原料ガス供給手段から遠ざかるにつれてＳｉＨ4の分解は進み、ＳｉＨ4は減少する。逆に、ＳｉＨ4の分解によって生じたＨ2は原料ガス供給手段から遠ざかるにつれて増加するため、原料ガス供給手段から離れた位置においては、あたかもＨ2希釈したＳｉＨ4を原料ガスとして用いたかのような堆積膜特性となってしまう。このような現象は、高周波電力が大きい場合、あるいは原料ガス分解効率の高い周波数帯の高周波電力を用いた場合に特に顕著となる。本発明においては、原料ガスを供給するための原料ガス供給手段を円筒状基体の配置円内および配置円外に設置することにより、実質的に上述したような問題点が回避され、全ての円筒状基体の全ての領域において目的とする特性を有した堆積膜形成が可能となる。
【００６８】
第５に、本発明においては高周波電力の周波数が５０〜４５０ＭＨｚの範囲において、円筒状基体周方向での膜特性の均一性が特に高くなる。
【００６９】
これは、５０ＭＨｚよりも低い周波数領域においては、プラズマが安定して生成可能な圧力が急激に高まることに起因していると思われる。本発明者らの検討によれば、例えば周波数が１３．５６ＭＨｚの場合には、プラズマが安定して生成可能な圧力は、周波数が５０ＭＨｚ以上の場合と比べ約１桁から半桁高いことが確認されている。このような高い圧力においては、成膜空間中においてポリシラン等のパーティクルが生じ易く、このパーティクルが堆積膜中に取り込まれると膜質の低下を引き起こしてしまう。このパーティクルは特にシース近傍で発生しやすく、本発明においては隣接するシリンダー間でこの膜中への取り込みが生じてしまう虞があると思われる。本発明において、高周波電力の周波数を５０ＭＨｚ以上とすることにより、このような膜中へのパーティクルの取り込みが生じず、円筒状基体全周にわたって良好な堆積膜が形成されるものと考えられる。
【００７０】
また、４５０ＭＨｚよりも高い周波数領域においては、プラズマの均一性の差により４５０ＭＨｚ以下の場合と比べて膜特性の均一性に差が生じてしまうものと思われる。周波数が４５０ＭＨｚよりも高い周波数領域においては、電力導入手段近傍での電力の吸収が大きく、ここで電子の生成が最も頻繁に為されるため、プラズマ不均一を生じ易く、堆積膜の特性むらにつながりやすい。４５０ＭＨｚ以下の周波数においては、電力導入手段近傍での極端な電力吸収が生じにくいため、プラズマ均一性、さらには膜特性の均一性が高くなる。
【００７１】
このような効果が得られる本発明を以下に図を用いて詳述する。図７は本発明のａ−Ｓｉ系感光体堆積膜製造装置の一例を示した模式的構成図である。図７（ａ）は概略縦断面図、図７（ｂ）は図７（ａ）の切断線Ａ−Ａ’に沿う概略横断面図である。
【００７２】
反応容器１０１の底面には排気口１１１が形成され、排気管の他端は不図示の排気装置に接続されている。堆積膜の形成される円筒状基体１０５は、同一円周上に等間隔で互いに平行に配置されている。基体１０５は回転軸１０８によって保持され、モータ１０９を駆動すると、減速ギア１１０を介して回転軸１０８が回転し、円筒状基体１０５はその母線方向中心軸のまわりを自転するようになっている。また、円筒状基体１０５は発熱体１０７によって加熱可能となっている。
【００７３】
同一円周上に配置された円筒状基体１０５の配置円外には、高周波電力導入手段１０２が設置され、高周波電源１０３から出力された高周波電力は、マッチングボックス１０４を経て、高周波電力導入手段１０２から成膜空間となる反応容器１０１内に供給される。
【００７４】
反応容器１０１内には原料ガス供給手段１１２が設置され、所望の原料ガスを反応容器１０１中に供給する。
【００７５】
本発明において、同一円周上に配置される円筒状基体１０５の数には特に制限はないが、一般的に、円筒状基体１０５の数を多くするに伴って、装置の大型化および必要とする高周波電源容量の増大をもたらすため、これらの点を考慮して適宜決定される。
【００７６】
また、高周波電力導入手段１０２の形状としては特に制限はないが、高周波電力導入手段１０２からの膜はがれ防止の観点から、可能な限り曲面により構成されていることが好ましく、特に円筒状が好ましい。高周波電力導入手段１０２への高周波電力供給は、高周波電力導入手段１０２の１点に行ってもよいし、また、複数の点に行ってもよい。
【００７７】
高周波電力導入手段１０２の表面は、膜の密着性を向上し、膜剥れを防止し、成膜中のダストを抑制する目的から、粗面化されていることが望ましい。粗面化の具体的な程度としては、２．５ｍｍを基準とする１０点平均粗さ（Ｒｚ）で５〜２００μｍの範囲が好ましい。
【００７８】
さらに、膜の密着性向上の観点から、高周波電力導入手段１０２の表面はセラミックス材で被覆されていることが効果的である。被覆の具体的手段に特に制限はないが、例えばＣＶＤ法、溶射等の奏面コーティング法により、高周波電力導入手段１０２の表面をコーティングしてもよい。コーティング法の中でも溶射は、コスト面から、あるいはコーティング対象物の大きさ・形状の制限を受けにくいため好ましい。具体的なセラミックス材料としては、アルミナ、二酸化チタン、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、ジルコン、コージェライト、ジルコン−コージェライト、酸化珪素、酸化ベリリウムマイカ系セラミックス等が挙げられる。高周波電力導入手段１０２の表面を被覆するセラミックス材の厚さは特に制限はないが、耐久性および均一性を増すため、また、高周波電力吸収量、製造コストの面から１μｍ〜１０ｍｍが好ましく、１０μｍ〜５ｍｍがより好ましい。
【００７９】
また、高周波電力導入手段１０２に加熱または冷却手段を設けることにより、高周波電力導入手段１０２表面における膜の密着性を更に高め、より効果的に膜剥れの防止を達成できる。この場合、高周波電力導入手段１０２を加熱するか、冷却するかは、堆積する膜材料、堆積条件に応じて適宜決定する。具体的な加熱手段としては、発熱体であれば特に制限はない。具体的にはシース状ヒーターの巻付けヒーター、板状ヒーター、セラミックヒーター等の電気抵抗発熱体、ハロゲンランプ、赤外線ランプ等の熱輻射ランプ発熱体、液体、気体等を媒体とした熱交換手段による発熱体等が挙げられる。具体的な冷却手段としては、吸熱体であれば特に制限はない。例えば、液体・気体等を冷却媒体として流すことができる冷却コイル、冷却板、冷却筒等が挙げられる。
【００８０】
反応容器１０１の形状に関しては、どのような形状のものであっても本発明の効果は得られるが、前述したように、原料ガスが分解される成膜空間が，円柱状領域に制限されるように壁面が設けられていることが好ましい。この場合、必ずしも反応容器１０１そのものが円筒状である必要はなく、例えば、角状の反応容器内に円筒状の成膜空間壁を設けてもよい。成膜空間を円柱状領域に制限するに際しては、円柱状成膜空間の中心軸が円筒状基体１０１の配置円の中心を通るようにする。このような成膜空間壁の表面は、膜はがれ防止のため、高周波電力導入手段１０２の表面と同様に、粗面化、セラミックスによる被覆、加熱・冷却を行うことが効果的である。
【００８１】
原料ガス供給手段１１２の数、設置位置は特に制限はないが、前述したように、円筒状基体配置円内および円筒状基体配置円外の両方に設置することが効果的である。
【００８２】
このような装置を用いた堆積膜の形成は、例えば概略以下のようにして行われる。
【００８３】
まず、基体ホルダー１０６に保持した円筒状基体１０５を反応容器１０１内に設置し、不図示の排気装置により排気口１１１を通して反応容器１０１内を排気する。続いて、発熱体１０７により円筒状基体１０５を所定の温度に加熱・制御する。
【００８４】
円筒状基体１０５が所定の温度となったところで、原料ガス供給手段１１２を介して、原料ガスを反応容器１０１内に導入する。原料ガスの流量が設定流量となり、また、反応容器１０１内の圧力が安定したのを確認した後、高周波電源１０３からマッチングボックス１０４を介してカソード電極１０２へ所定の高周波電力を供給する。供給された高周波電力によって、反応容器１０１内にグロー放電が生起し、原料ガスは励起・解離して円筒状基体１０５上に堆積膜が形成される。
【００８５】
所望の膜厚の形成が行なわれた後、高周波電力の供給を止め、続いて原料ガスの供給を停止して堆積膜の形成を終える。多層構造の堆積膜を形成する場合には、同様の操作を複数回繰り返す。この場合、各層間においては、上述したように１つの層の形成が終了した時点で一旦放電を完全に停止し、次層のガス流量、圧力に設定が変更された後、再度放電を生起して次層の形成を行なってもよいし、あるいは、１つの層の形成終了後一定時間でガス流量、圧力、高周波電力を次層の設定値に徐々に変化させることにより連続的に複数層を形成してもよい。
【００８６】
堆積膜の形成中、必要に応じて、回転軸１０８を介して円筒状基体１０５をモータ１０９により所定の速度で回転させてもよい。
【００８７】
本発明においては、基体間での堆積膜特性差の抑制を目的として、図６に示すように、高周波電力導入手段１０２を複数とし、これらを円筒状基体１０５配置円と中心を同じくする同心円上に等間隔で配置することが好ましい。この場合、高周波電力導入手段の数としては、円筒状基体と同数もしくは円筒状基体の１／２とすることが更に好ましい。円筒状基体の１／２とする場合には、近接する２つの円筒状基体との距離が等しくなるよう配置することが最適である。複数の高周波電力導入手段１０２への電力の供給は、例えば図６に示すように、１つの高周波電源１０３からマッチングボックス１０４を介した後、電力供給路を分岐させて行うことができる。また例えば、１つの高周波電源１０３から電力供給路を分岐させた後、複数のマッチングボックスを介して電力供給を行ってもよく、さらには例えば、個々の高周波電力導入手段ごとに別個の高周波電源およびマッチングボックスを設けてもよいが、全ての高周波電力導入手段から導入される高周波電力の周波数が完全に一致するという点、装置コストの点、装置の大きさの点から、１つの高周波電源から全ての高周波電力導入手段に電力供給されることが好ましい。
【００８８】
高周波電力導入手段１０２としては棒状、筒状、球状、板状等のカソード電極や、同軸構造体の外部導体に開口部を設けそこから電力供給する手段等が用いることができる。高周波電力導入手段１０２の表面は、膜の密着性を向上し、膜剥れを防止し、成膜中のダストを抑制する目的から、粗面化されていることが望ましい。粗面化の具体的な程度としては、２．５ｍｍを基準とする１０点平均粗さ（Ｒｚ）で５〜２００μｍの範囲が好ましい。
【００８９】
さらに、膜の密着性向上の観点から、高周波電力導入手段１０２の表面はセラミックス材で被覆されていることが効果的である。被覆の具体的手段に特に制限はないが、例えば、セラミックス等の筒材により、高周波電力導入手段１０２を覆うように装着してもよい。具体的なセラミックス材料としては、アルミナ、二酸化チタン、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、ジルコン、コージェライト、ジルコン−コージェライト、酸化珪素、酸化ベリリウムマイカ系セラミックス等が挙げられる。また、上記材料をＣＶＤ法、溶射等の表面コーティング法により、高周波電力導入手段１０２の表面をコーティングしてもよい。コーティング法の中でも溶射は、コスト面から、あるいはコーティング対象物の大きさ・形状の制限を受けにくいため好ましい。高周波電力導入手段１０２の表面を被覆するセラミックス材の厚さは特に制限はないが、耐久性および均一性を増すため、また高周波電力吸収量、製造コストの面から１μｍ〜１０ｍｍが好ましく、１０μｍ〜５ｍｍがより好ましい。
【００９０】
図６において、反応容器１０１内には複数の円筒状基体１０５を取り囲み、かつ、中心軸が円筒状基体配置円の中心を通るように円筒状壁６０１が設置されている。
【００９１】
このような装置を用いた堆積膜の形成も、図７に示した装置と同様の手順により行うことができる。
【００９２】
また、本発明において、図１に示すように、円筒状基体の配置円内に第２の高周波電力導入手段を設置することにより、円筒状基体周方向全周にわたって、より均一で良好な堆積膜形成が形成可能となる。図１において、７０１は第２の高周波電力導入手段、７０２は第２の高周波電源、７０３は第２のマッチングボックスである。
【００９３】
第２の高周波電力導入手段７０１の形状、大きさ、表面性、電力供給方法等は高周波電力導入手段１０２と同様でよい。形状、大きさ、表面性、電力供給方法等は、第２の高周波電力導入手段７０１と高周波電力導入手段１０２が全く同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【００９４】
第２の高周波電力導入手段７０１の設置位置としては、第２の高周波電力導入手段７０１を１本とする場合は、円筒状基体配置円中心に設置することが好ましい。また、第２の高周波電力導入手段７０１を複数とする場合は、円筒状基体配置円と中心を同じくする同心円上に等間隔で配置することが好ましい。
【００９５】
高周波電力導入手段１０２及び第２の高周波電力導入手段７０１への高周波電力の供給は、高周波電源１０３からマッチングボックス１０４を介した後、電力供給路を分岐して高周波電力導入手段１０２及び第２の高周波電力導入手段７０１へ電力供給することも可能である。しかしながら、制御性の点から、図１中に示したように独立した２つの電源およびマッチングボックスを用いる等の手段により、各々独立に電力制御可能であることが好ましい。また、この場合、前述したように、円筒状基体の配置円外に設置された高周波電力導入手段から導入される高周波電力の発振源と第２の高周波電力導入手段から導入される高周波電力の発振源を同一とすることが更に好ましい。
【００９６】
このような、図１に示したような装置において、堆積膜を形成する具体的手順は、図７に示した装置を用いた場合と概略同様にして行うことができる。図１に示した装置においては、２つの独立した高周波電力制御が必要となるが、この高周波電力導入の手順は、高周波電力導入手段１０２からの導入電力を所定の値に設定した後、第２の高周波電力導入手段７０１からの導入電力を所定の値に設定してもよいし、この逆の手順により行ってもよい。また、高周波電力導入手段１０２からの導入電力と第２の高周波電力導入手段７０１からの導入電力を同時並行的に所定の値に設定してもよい。
【００９７】
さらに本発明においては、図８に示すように、原料ガスが分解される成膜空間を、少なくとも一部が非導電性材料で構成された円筒状壁８０１により円柱状領域に制限し、円柱状成膜空間の中心軸が円筒状基体１０５配置円の中心を通る構成とし、さらに、円筒状基体１０５の配置円外に設置された高周波電力導入手段１０２を円柱状壁８０１外部に位置させることにより、原料ガスの利用効率が向上し、同時に、形成される堆積膜中の欠陥が抑制可能となる。図８において、８０１は円筒状壁であり、少なくとも一部が非導電性材料で構成されている。具体的な非導電性材料としては、アルミナ、二酸化チタン、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、ジルコン、コージェライト、ジルコン−コージェライド酸化珪素、酸化ベリリウムマイカ系セラミックス等が挙げられる。これらのうち、高周波電力の吸収が少ないという点から、特にアルミナが好適である。
【００９８】
また、中心軸が円筒状基体１０５配置円の中心を通り、一定電位に維持された円筒状導電性シールドを、円筒状壁面８０１外に設置された高周波電力導入手段１０２を取り囲むように設けるのが、放出される高周波電力の均一性を向上する上で好適である。この円筒状導電性シールドは反応容器１０１が兼ねる構成としてもよい。
【００９９】
このような図８に示したような装置においても、堆積膜を形成する具体的手順は、図７に示した装置を用いた場合と概略同様にして行うことができる。
【０１００】
このような本発明を用いることにより、例えば図１２に示すようなａ−Ｓｉ系電子写真用光受容部材が形成可能である。
【０１０１】
図１２（ａ）に示す電子写真用感光体１２００は、支持体１２０１の上に、水素原子またはハロゲン原子を構成要素として含むアモルファスシリコン（以下「ａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘ」と表記する。）を有する光導電性を有する光導電層１２０２が設けられている。
【０１０２】
図１２（ｂ）に示す電子写真用感光体１２００は、支持体１２０１の上に、ａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘからなり光導電性を有する光導電層１２０２と、アモルファスシリコン系（又はアモルファス炭素系）表面層１２０３が設けられて構成されている。
【０１０３】
図１２（ｃ）に示す電子写真用感光体１２００は、支持体１２０１の上に、アモルファスシリコン系電荷注入阻止層１２０４と、ａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘからなり光導電性を有する光導電層１２０２と、アモルファスシリコン系（又はアモルファス炭素系）表面層１２０３が設けられて構成されている。
【０１０４】
図１２（ｄ）に示す電子写真用感光体１２００は、支持体１２０１の上に、光導電層１２０２が設けられている。この光導電層１２０２はａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘからなる電荷発生層１２０５及び電荷輸送層１２０６とからなり、その上にアモルファスシリコン系（又はアモルファス炭素系）表面層１２０３が設けられている。
【０１０５】
【実施例】
以下、実施例により本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれらによりなんら制限されるものではない。
【０１０６】
（実施例１）
図７に示す堆積膜形成装置を用い、直径８０ｍｍ、長さ３５８ｍｍの円筒状アルミニウムシリンダー１０５上に、高周波電源１０３の発振周波数を５０ＭＨｚとして表１に示す条件で膜厚１μｍのａ−Ｓｉ堆積膜を形成した。
【０１０７】
高周波電力導入手段１０２は、直径５００ｍｍ、高さ４７０ｍｍ、厚さ３ｍｍの円筒状ＡＬ製部材をカソード電極として用いた。高周波電力導入手段１０２の表面は、ブラスト加工により、表面粗さを２．５ｍｍを基準長とするＲｚで５０μｍとした。また、高周波電力導入手段１０２への高周波電力供給は以下のようにした。高周波電源１０３から出力された高周波電力は、マッチングボックス１０４を経た後、同軸状電送路に電送されようにした。その後、高周波電力は、同軸構造を維持したまま２系統に分割された電送路を経て、円筒状の高周波電力導入手段１０２の２個所に供給されるようにした。高周波電力導入手段１０２上の電力供給個所は、高さ方向の中央（即ち、円筒端部から２３５ｍｍの位置）で、周方向に１８０度ずらした２点とした。
【０１０８】
原料ガス供給手段１１２は、内径１０ｍｍ、外径１３ｍｍのアルミナ製パイプで、端部が封止された構造であり、パイプ上に設けられた直径１．２ｍｍのガス噴出口から原料ガス供給可能な構造のものを用いた。原料ガス供給手段１１２の設置位置は円筒状基体配置円内とし、同心円上に３本配置した。原料ガス供給手段１１２の表面は、ブラスト加工により、表面粗さを２．５ｍｍを基準長とするＲｚで２０μｍとした。
【０１０９】
また、堆積膜の膜質評価用として、Ｃｒ製の２５０μｍギャップの櫛形電極を蒸着したコーニング＃７０５９ガラス基板を電気特性評価基板として６本のうちの１本の円筒状基体表面上の軸方向中央位置に設置した。
【０１１０】
このような装置を用いた堆積膜の形成は概略以下の通りとした。
【０１１１】
まず、基体ホルダー１０６に保持された円筒状基体１０５を反応容器１０１内の回転軸１０８上に設置した。その後、不図示の排気装置により排気口１１１を通して反応容器１０１内を排気した。続いて、回転軸１０８を介して円筒状基体１０５をモータ１０９により１０ｒｐｍの速度で回転させ、さらに原料ガス供給手段１１２から反応容器１０１中に５００ｓｃｃｍのＡｒを供給しながら発熱体１０７により円筒状基体１０５を２５０℃に加熱・制御し、その状態を２時間維持した。
【０１１２】
次いで、Ａｒの供給を停止し、反応容器１０１及び成膜空間内を不図示の排気装置により排気口１１１を通して排気した後、原料ガス供給手段１１２を介して表１に示す原料ガスを導入した。原料ガスの流量が設定流量となり、また、成膜空間１１４内の圧力が安定したのを確認した後、高周波電源１０３の出力値を表１に示す電力に設定し、マッチングボックス１０４を介してカソード電極１０２へ高周波電力を供給した。カソード電極１０２から成膜空間に放射された高周波電力によって、原料ガスを励起・解離することにより、円筒状基体１０５上にａ−Ｓｉ堆積膜を形成した。その後、１μｍの厚さの堆積膜が得られたところで高周波電力の供給を止め、続いて原料ガスの供給を停止して堆積膜の形成を終えた。
【０１１３】
【表１】
（比較例１）
図３に示す堆積膜形成装置を用い、実施例１と同様にして表１の条件でａ−Ｓｉ堆積膜の形成を行った。高周波電力導入手段３０２は、直径２０ｍｍ、長さ４７０ｍｍのＳＵＳ製円柱状部材をカソード電極として用いた。高周波電力導入手段３０２の表面は、ブラスト加工により、表面粗さを２．５ｍｍを基準長とするＲｚで５０μｍとした。また、原料ガス供給手段３１２は実施例１と同じものを用い、設置位置も実施例１と同じとした。
【０１１５】
（評価１）
実施例１及び比較例１において、このようにしてａ−Ｓｉ堆積膜を３０回形成し、以下のように比較・評価した。
【０１１６】
堆積膜形成時間：厚さ１μｍの堆積膜を得るのに必要な時間を各々実測した。
堆積膜特性：以下の２項目により特性評価を行った。
【０１１７】
光感度：電気特性評価基板上に得られた堆積膜の（（光導電率σｐ）／（暗導電率σｄ））を測定することにより評価した。光導電率σｐは、強度１ｍＷ／ｃｍ2のＨｅ−Ｎｅレーザー（波長６３２．８ｎｍ）を照射したときの導電率とした。したがって、光感度の値が大きいほど堆積膜特性が良好であることを示す。
【０１１８】
欠陥密度：ＣＰＭ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｐｈｏｔｏｃｕｒｒｅｎｔ Ｍｅｔｈｏｄ）法により、価電子帯端から価電子帯端上（伝導帯側）０．８ｅＶまでの欠陥密度を測定した。したがって、欠陥密度の値が小さいほど堆積膜特性が良好であることを示す。
【０１１９】
以上の比較・評価の結果、堆積膜形成時間は比較例１においては実施例１の１．８倍必要であった。また、堆積膜特性に関しての評価結果を図９に示す。なお図９中においては、光感度および欠陥密度ともに、実施例１、比較例１を通じての最小値を１として、それに対する相対値で示されている。
【０１２０】
光感度に関して、実施例１の平均値は比較例１の平均値の２．０倍であり、本発明を用いることにより光感度の良好な堆積膜が形成されることが確認された。また、欠陥密度に関しては、実施例１の平均値は比較例１の平均値の０．３１倍であり、本発明を用いることにより欠陥密度の抑制された良好な堆積膜が形成されることが確認された。さらに、光感度および欠陥密度のそれぞれに関してそのロット間でのばらつきは、図９に示すように比較例１と比べて実施例１は小さく、本発明によりロット間での堆積膜特性のばらつきが小さい堆積膜形成が可能であることが確認された。
【０１２１】
以上のように、本発明によれば、短い堆積膜形成時間で、特性の良好な堆積膜が再現性良く形成可能なことが確認された。
【０１２２】
（実施例２）
図６に示す堆積膜形成装置を用い、直径８０ｍｍ、長さ３５８ｍｍの円筒状アルミニウムシリンダー１０５上に、高周波電源１０３の発振周波数を１００ＭＨｚとして表２に示す条件で電荷注入阻止層、光導電層、表面層からなる感光体を１０ロット、合計６０本作製した。
【０１２３】
原料ガスが分解される成膜空間は円筒状壁面６０１により直径４００ｍｍ、高さ５００ｍｍの円柱状領域に制限されている。
【０１２４】
高周波電力導入手段１０２は直径２０ｍｍのＳＵＳ製円柱であり、その外部を内径２１ｍｍ、外径２４ｍｍのアルミナ製パイプにより覆う構造とした。アルミナ製パイプは、ブラスト加工により表面粗さを２．５ｍｍを基準長とするＲｚで２０μｍとした。このような高周波電力導入手段１０２は、円筒状基体配置円外に設置し、円筒状基体１０５の配置円と中心を同じくする同一円周上に等間隔で６本配置した。
【０１２５】
原料ガス供給手段１１２は、内径１０ｍｍ、外径１３ｍｍのアルミナ製パイプで、端部が封止された構造であり、パイプ上に設けられた直径１．２ｍｍのガス噴出口から原料ガスが供給可能な構造のものを用いた。原料ガス供給手段１１２の設置位置は円筒状基体配置円外とし、円筒状基体１０５の配置円と中心を同じくする同一円周上に等間隔で６本配置した。原料ガス供給手段１１２の表面は、ブラスト加工により、表面粗さを２．５ｍｍを基準長とするＲｚで２０μｍとした。
【０１２６】
感光体作製手順は概略以下の通りとした。
【０１２７】
まず、基体ホルダー１０６に保持された円筒状基体１０５を反応容器１０１内の回転軸１０８上に設置した。その後、不図示の排気装置により排気口１１１を通して反応容器１０１内を排気した。続いて、回転軸１０８を介して円筒状基体１０５をモータ１０９により１０ｒｐｍの速度で回転させ、さらに原料ガス供給手段１１２から反応容器１０１中に５００ｓｃｃｍのＡｒを供給しながら発熱体１０７により円筒状基体１０５を２５０℃に加熱・制御し、その状態を２時間維持した。
【０１２８】
次いで、Ａｒの供給を停止し、反応容器１０１を不図示の排気装置により排気口１１１を通して排気した後、原料ガス供給手段１１２を介して、表２に示す電荷注入阻止層形成に用いる原料ガスを導入した。原料ガスの流量が設定流量となり、また、反応容器１０１内の圧力が安定したのを確認した後、高周波電源１０３の出力値を表２に示す電力に設定し、マッチングボックス１０４を介して高周波電力導入手段１０２へ高周波電力を供給した。高周波電力導入手段１０２から反応容器１０１内に放射された高周波電力によって、原料ガスを励起・解離することにより、円筒状基体１０５上に電荷注入阻止層を形成した。所定の膜厚の形成が行なわれた後、高周波電力の供給を止め、続いて原料ガスの供給を停止して電荷注入阻止層の形成を終えた。同様の操作を複数回繰り返すことによって、光導電層、表面層を順次形成した。
【０１２９】
【表２】
（比較例２）
図５に示す堆積膜形成装置を用いて、実施例２と同様にして、表２に示す条件で電荷注入阻止層、光導電層、表面層からなる感光体を１０ロット、合計６０本作製した。
【０１３１】
図５において高周波電力導入手段５０２は、実施例２と同様に、直径２０ｍｍのＳＵＳ製円柱であり、その外部を内径２１ｍｍ、外径２４ｍｍのアルミナ製パイプにより覆う構造とした。アルミナ製パイプは、ブラスト加工により表面粗さを２．５ｍｍを基準長とするＲｚで２０μｍとした。このような高周波電力導入手段５０２は、図５に示すように１２本を反応容器５００内に配置した。各高周波電力導入手段５０２と近接円筒状基体との距離は全て等しくなるようにした。
【０１３２】
原料ガス供給手段（不図示）は、実施例２と同様に、内径１０ｍｍ、外径１３ｍｍのアルミナ製パイプで、端部が封止された構造であり、パイプ上に設けられた直径１．２ｍｍのガス噴出口より原料ガス供給可能な構造のものを用いた。原料ガス供給手段の設置位置は電極間中央位置とした。原料ガス供給手段の表面は、ブラスト加工により表面粗さを２．５ｍｍを基準長とするＲｚで２０μｍとした。
【０１３３】
（評価２）
このように実施例２及び比較例２で作製されたａ−Ｓｉ感光体をそれぞれ本テスト用に改造されたキヤノン製の複写機ＮＰ−６７５０に設置し、感光体の特性評価を行なった。評価項目は、「画像濃度むら」及び「特性ばらつき」の２項目とし、以下の具体的評価法により各項目の評価を行なった。
【０１３４】
画像濃度むら：まず、現像器位置での暗部電位が一定値となるよう主帯電器電流を調整した後、原稿に反射濃度０．０１以下の所定の白紙を用い、現像器位置での明部電位が所定の値となるよう像露光光量を調整した。次いで、キャノン製中間調チャート（部品号：ＦＹ９−９０４２）を原稿台に置き、コピーしたときに得られたコピー画像上全領域における反射濃度の最高値と最低値の差により評価した。評価結果は全感光体の平均値とした。したがって、数値が小さいほど良好である。
【０１３５】
特性ばらつき：上記「画像濃度むら」及び下記３項目の合計４項目において、各々の評価における全感光体の評価結果の最大値と最小値を求め、次いで（最大値）／（最小値）の値を求めた。４項目のうち、この値が最大のものを特性ばらつきの値とした。したがって、数値が小さいほど良好である。
【０１３６】
帯電能：複写機の主帯電器に一定の電流を流したときの現像器位置での暗部電位を測定する。したがって、暗部電位が大きいほど帯電能が良好であることを示す。帯電能測定は感光体母線方向全領域に渡って行ない、その中の最低暗部電位により評価した。評価結果は全感光体の平均値とした。したがって、数値が大きいほど良好である。
【０１３７】
感度：現像器位置での暗部電位が一定値となるよう主帯電器電流を調整した後、原稿に反射濃度０．０１以下の所定の白紙を用い、現像器位置での明部電位が所定の値となるよう像露光光量を調整した際の像露光光量により評価する。したがって、像露光光量が少ないほど感度が良好であることを示す。感度測定は感光体母線方向全領域に渡って行ない、その中の最大像露光光量により評価した。評価結果は全感光体の平均値とした。したがって、数値が小さいほど良好である。
【０１３８】
光メモリー：現像器位置における暗部電位が所定の値となるように主帯電器の電流値を調整した後、所定の白紙を原稿とした際の明部電位が所定の値となるよう像露光光量を調整する。この状態でキヤノン製ゴーストテストチャート（部品番号：ＦＹ９−９０４０）に反射濃度１．１、直径５ｍｍの黒丸を貼り付けたものを原稿台に置き、その上にキヤノン製中間調チャートを重ねておいた際のコピー画像において、中間調コピー上に認められるゴーストチャートの直径５ｍｍの黒丸の反射濃度と中間調部分の反射濃度との差を測定することにより行った。光メモリーの測定は、感光体母線方向全領域にわたって行い、その中の最大反射濃度差により評価した。評価結果は全感光体の平均値とした。したがって、数値が小さいほど良好である。
【０１３９】
評価結果は、比較例２の結果を基準とし、４０％以上の良化を◎、３０％以上４０％未満の良化を◎〜○、２０％以上３０％未満の良化を○、１０％以上２０％未満の良化を○〜△、１０％未満の良化を△、悪化を×で示した。
【０１４０】
評価結果は、「画像濃度むら」が○〜△、「特性ばらつき」が○であった。「画像濃度むら」及び「特性ばらつき」の両項目とも実施例２と比較例２の間に明らかに差が認められ、特に「特性ばらつき」において明確な差が認められた。このことから、本発明による「画像濃度むら」及び「特性ばらつき」の改善効果が確認され、特に特性ばらつきに対する効果が顕著であることが確認された。
【０１４１】
また、実施例２で作製された電子写真感光体を用いて形成された電子写真画像は、画像流れ等もない極めて良好なものであった。
【０１４２】
（実施例３）
図１に示す堆積膜形成装置を用い、表３に示す条件で、高周波電源の発振周波数を１００ＭＨｚとして、直径８０ｍｍ、長さ３５８ｍｍの円筒状アルミニウムシリンダー１０５上に電荷注入阻止層、光導電層、表面層からなる感光体を１０ロット、合計６０本作製した。
【０１４３】
原料ガスが分解される成膜空間は、反応容器１０１の内面により直径４００ｍｍ、高さ５００ｍｍの円柱状領域に制限されている。
【０１４４】
高周波電力導入手段１０２及び第２の高周波電力導入手段７０１の構造は実施例２の高周波電力導入手段と同一とした。また、これらの設置位置は、高周波電力導入手段１０２は実施例２と同一、第２の高周波電力導入手段７０１は円筒状基体１０５の配置円の中心とした。原料ガス供給手段１１２は構造および設置位置とも実施例２と同一とした。
【０１４５】
感光体作製手順は概略実施例２と同様にした。高周波電力の導入は、高周波電力導入手段１０２及び第２の高周波電力導入手段７０１に同時並行的に行った。
【０１４６】
【表３】
（評価３）
このようにして作製されたａ−Ｓｉ感光体を本テスト用に改造されたキヤノン製の複写機ＮＰ−６７５０に設置し、感光体の特性評価を行なった。評価項目は「画像濃度むら」および「特性ばらつき」の２項目とし、実施例２と同様の具体的評価法により各項目の評価を行なった。
【０１４８】
評価結果は、実施例２の結果を基準とし、４０％以上の良化を◎、３０％以上４０％未満の良化を◎〜○、２０％以上３０％未満の良化を〇、１０％以上２０％未満の良化を○〜△、１０％未満の良化を△、悪化を×で示した。
【０１４９】
評価結果は、「画像濃度むら」が○〜△、「特性ばらつき」が○〜△であった。「画像濃度むら」及び「特性ばらつき」の両項目ともに、実施例２以上に良好な結果が得られ、顕著な効果が認められた。このことから、円筒状基体配置円内に第２の高周波電力導入手段を設置した図１の構成とすることで、本発明の効果がより顕著に得られることが確認された。また、実施例３で作製された電子写真感光体を用いて形成された電子与真画像は、画像流れ等もない極めて良好なものであった。
【０１５０】
（実施例４）
図８に示す堆積膜形成装置を用い、表３に示す条件で、直径８０ｍｍ、長さ３５８ｍｍの円筒状アルミニウムシリンダー１０５上に電荷注入阻止層、光導電層、表面層からなる感光体を１０ロット、合計６０本作製した。高周波電力の周波数は１００ＭＨｚとした。
【０１５１】
図８において、原料ガスが分解される成膜空間は、円筒状壁８０１により、円筒状基体１０５を内包する円柱状領域に制限されている。その円柱状領域は、中心軸が円筒状基体配置円の中心を通っている。円筒状壁８０１は内径４００ｍｍ、厚さ２０ｍｍ、高さ５００ｍｍのアルミナ製円筒によりなっている。円筒状壁８０１の内面は、ブラスト加工により表面粗さを２．５ｍｍを基準長とするＲｚで２０μｍとした。
【０１５２】
高周波電力導入手段１０２は、直径２０ｍｍ、長さ４７０ｍｍのＳＵＳ製円柱であり、円筒状壁８０１の外部に設置され、同心円上に等間隔で６本、円筒状壁８０１の外面から３０ｍｍの間隔を隔てて設置されている。また、第２の高周波電力導入手段７０１は、直径２０ｍｍ、長さ４７０ｍｍのＳＵＳ製円柱の外部を内径２１ｍｍ、外径２４ｍｍのアルミナ製パイプにより覆う構造とし、円筒状基体１０５の配置円内の同一円の中心に設置した。アルミナ製パイプは、ブラスト加工により表面粗さを２．５ｍｍを基準長とするＲｚで２０μｍとした。
【０１５３】
反応容器１０１はアルミ製円筒状容器であり、円筒状壁８０１の外部に設置された高周波電力導入手段１０２のシールド手段を兼ねている。
【０１５４】
原料ガス供給手段１１２は、内径１０ｍｍ、外径１３ｍｍのアルミナ製パイプで、端部が封止された構造であり、パイプ上に設けられた直径１．２ｍｍのガス噴出口から原料ガスが供給可能な構造のものを用いた。原料ガス供給手段１１２の設置位置は円筒状基体配置円内とし、円筒状基体１０５の配置円と中心を同じくする同一円周上に等間隔で３本配置した。原料ガス供給手段１１２の表面は、ブラスト加工により表面粗さを２．５ｍｍを基準長とするＲｚで２０μｍとした。
【０１５５】
感光体の作製手順は概略実施例３と同様にした。
【０１５６】
（評価４）
このようにして作製されたａ−Ｓｉ感光体を本テスト用に改造されたキヤノン製の複写機ＮＰ−６７５０に設置し、感光体の特性評価を行なった。評価項目は「画像欠陥」、「画像濃度むら」、「特性ばらつき」の３項目とし、実施例２と同様の具体的評価法により各項目の評価を行なった。
【０１５７】
評価結果は、実施例３の結果を基準とし、４０％以上の良化を◎、３０％以上４０％未満の良化を◎〜○、２０％以上３０％未満の良化を○、１０％以上２０％未満の良化を○〜△、１０％未満の良化を△、悪化を×で示した。
【０１５８】
評価結果は、「画像欠陥」が○、「画像濃度むら」が△、「特性ばらつき」が△であった。「画像欠陥」においては、実施例３に比べ良好な結果が得られ、また「画像濃度むら」及び「特性ばらつき」においても実施例３と同等の良好な結果が得られた。このことから、成膜空間壁により成膜空間を円柱状領域に制限し、高周波動導入手段を成膜空間壁の外部に設置する構成とすることで、画像欠陥抑制に顕著な効果が得られることが確認された。さらに、感光体１本あたり必要とする原料ガス量を実施例３と比較したところ、実施例４においては実施例３より約１０％少なく、成膜空間壁により成膜空間を円柱状領域に制限し、高周波電力導入手段を成膜空間壁の外部に設置する構成とすることで、原料ガス利用効率が向上することが確認された。
【０１５９】
また、実施例４で作製された電子写真感光体を用いて形成された電子写真画像は、画像流れ等もない極めて良好なものであった。
【０１６０】
（実施例５）
図１に示した堆積膜形成装置において、直径１０８ｍｍ、長さ３５８ｍｍの円筒状アルミニウムシリンダー１０５を同一円周上に６本設置可能な構成とし、表４に示す条件で円筒状アルミニウムシリンダー１０５上に電荷注入阻止層、光導電層、表面層からなる感光体を１０ロット、合計６０本作製した。
【０１６１】
原料ガスが分解される成膜空間は、反応容器１０１の内面により直径５００ｍｍ、高さ５００ｍｍの円柱状領域に制限されている。
【０１６２】
高周波電力導入手段１０２及び第２の高周波電力導入手段７０１の構造は実施例２の高周波電力導入手段と同一とした。また、これらの設置位置は、高周波電力導入手段１０２は円筒状基体配置円外とし、円筒状基体１０５の配置円と中心を同じくする同一円周上に等間隔で６本配置した。第２の高周波電力導入手段７０１は円筒状基体１０５の配置円の中心とした。
【０１６３】
原料ガス供給手段１１２は実施例２と同一の構造とした。原料ガス供給手段１１２の設置位置は円筒状基体配置円外とし、円筒状基体１０５の配置円と中心を同じくする同一円周上に等間隔で６本配置した。
【０１６４】
高周波電源の発振周波数は１３．５６、３０、５０、１００、３００、４５０、６００ＭＨｚの７条件とした。但し、１３．５６ＭＨｚ及び３０ＭＨｚにおいては、表４中に示した圧力での放電維持が不能であったため、各々、表４中の圧力の２０倍及び５倍とした。
【０１６５】
感光体の作製手順は概略実施例２と同様にした。高周波電力の導入は、高周波電力導入手段１０２及び第２の高周波電力導入手段７０１に同時並行的に行った。また、各層間は放電を切らず、原料ガス流量、高周波電力を１２０秒間で次層条件に変化させ、連続的に堆積膜の形成を行った。
【０１６６】
【表４】
（評価５）
このようにして作製されたａ−Ｓｉ感光体を本テスト用に改造されたキヤノン製の複写機ＮＰ−６０６２に設置し、感光体の特性評価を行なった。評価項目は「帯電能」、「感度」、「光メモリー」、「特性ばらつき」の４項目とし、実施例２と同様の具体的評価法により各項目の評価を行なった。
【０１６８】
評価結果を表５に示す。表５において、評価結果は、１３．５６ＭＨｚの結果を基準とし、４０％以上の良化を◎、３０％以上４０％未満の良化を◎〜○、２０％以上３０％未満の良化を○、１０％以上２０％未満の良化を○〜△、１０％未満の良化を△、悪化を×で示した。
【０１６９】
５０〜４５０ＭＨｚの範囲において、「帯電能」、「感度」、「光メモリー」、「特性ばらつき」のいずれの項目においても、特に良好な結果が得られることが確認された。
【０１７０】
また、実施例３で作製された電子写真感光体を用いて形成された電子写真画像は、いずれも画像流れ等もない良好なものであったが、特に５０〜４５０ＭＨｚの範囲において形成された電子写真感光体を用いて形成された電子写真画像は極めて良好のものであった。
【０１７１】
【表５】
（実施例６）
実施例３で用いた堆積膜形成装置（図１）を改造し、円筒状基体１０５、高周波電力導入手段１０２、第２の高周波電力導入手段７０１、原料ガス供給手段１１２、排気口１１１を図１０に示す配置とし、直径３０ｍｍ、長さ３５８ｍｍの円筒状アルミニウムシリンダー（円筒状基体）上に表６に示す条件で、電荷輸送層、電荷発生層、表面層からなる感光体を１０ロット、合計１２０本作製した。
【０１７３】
図１０において、原料ガス供給手段１１２は、円筒状基体配置円の内部および外部に設置されている。高周波電力導入手段１０２、第２の高周波電力導入手段７０１、原料ガス供給手段１１２の各々の具体的構成は実施例３と同様とした。また、感光体の作製手順についても実施例３と同様にした。
【０１７４】
また、高周波電力は高周波発振機１００１から出力された信号を２系統に分割し、各々アンプ１００２、１００３で増幅された後、マッチングボックス１０４、７０２にそれぞれ供給される構成となっている。高周波発振機１００１の周波数は１００ＭＨｚとした。
【０１７５】
【表６】
（比較例３）
比較例２で用いた堆積膜形成装置（図５）を改造し、円筒状基体５０１、高周波電力導入手段５０２を図１１に示す配置とし、直径３０ｍｍ、長さ３５８ｍｍの円筒状アルミニウムシリンダー（円筒状基体）上に電荷輸送層、電荷発生層、表面層からなる感光体を高周波電源５０３の周波数を１００ＭＨｚとして、表６に示す条件で１０ロット、合計１２０本作製した。但し、高周波電力に関しては、すべての電極から供給される総電力が実施例６と同じになるようにした。
【０１７７】
図１１において、原料ガス供給手段（不図示）は電極間中央位置に設置した。
【０１７８】
（評価６）
このようにして作製されたａ−Ｓｉ系感光体を本テスト用に改造されたキヤノン製の複写機ＮＰ−６０３０に設置し、感光体の特性評価を行なった。評価項目は「画像濃度むら」及び「特性ばらつき」の２項目とし、実施例２と同様の具体的評価法により各項目の評価を行なった。
【０１７９】
評価結果は、比較例３の結果を基準とし、４０％以上の良化を◎、３０％以上４０％未満の良化を◎〜○、２０％以上３０％未満の良化を○、１０％以上２０％未満の良化を○〜△、１０％未満の良化を△、悪化を×で示した。
【０１８０】
評価結果は、「画像濃度むら」が◎〜○、「特性ばらつき」が◎であり、「画像濃度むら」及び「特性ばらつき」の両項目とも、非常に良好な結果が得られ、特に「特性ばらつき」においては極めて顕著な効果が認められた。
【０１８１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、高周波−ＰＣＶＤ法による堆積膜形成において、堆積膜の特性が向上し、基体間・ロット間での特性ばらつきが抑制され、均一性・再現性が高く、安定した堆積膜の形成が可能となる。さらに、堆積膜形成時間の短縮、原料ガス利用効率の向上が達成され、生産コストの低下が実現可能となる。
【０１８２】
この結果、特性の優れた半導体デバイス、電子写真用光受容部材等を低コストで安定して生産することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の堆積膜形成装置の一例を示した模式的な構成図である。
【図２】従来のＲＦ帯の周波数を用いたＲＦ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した模式的な構成図である。
【図３】従来のＶＨＦ帯の周波数を用いたＶＨＦ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した模式的な構成図である。
【図４】本発明の作用の１つを説明するための模式図である。
【図５】従来のＶＨＦ帯の周波数を用いたＶＨＦ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した模式的な構成図である。
【図６】 本発明の堆積膜形成装置の一例を示した模式的な構成図である。
【図７】 本発明の堆積膜形成装置の一例を示した模式的な構成図である。
【図８】 本発明の堆積膜形成装置の一例を示した模式的な構成図である。
【図９】 実施例１及び比較例１で形成した堆積膜の特性評価結果を示した図である。
【図１０】本発明の堆積膜形成装置の一例を示した模式的な構成図である。
【図１１】従来のＶＨＦ帯の周波数を用いたＶＨＦ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した模式的な構成図である。
【図１２】本発明により形成可能な電子写真用光受容部材の層構成の一例を示した図である。
【符号の説明】
１０１ 反応容器
１０２ 高周波電力導入手段
１０３ 高周波電源
１０４ マッチングボックス
１０５ 円筒状基体
１０６ 基体ホルダー
１０７ 発熱体
１０８ 回転軸
１０９ モータ
１１０ 減速ギア
１１１ 排気口
１１２ 原料ガス供給手段
２１００ 堆積装置
２１０１ 反応容器
２１１１ カソード電極
２１１２ 円筒状基体
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
２１２０ 碍子
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
３０１ 反応容器
３０２ カソード電極
３０３ 高周波電源
３０４ マッチングボックス
３０５ 円筒状基体
３０６ 成膜空間
３０７ 発熱体
３０８ 回転軸
３０９ モータ
３１０ 減速ギア
３１１ 排気管
３１２ 原料ガス供給手段
４０１ 円筒状基体Ａ
４０２ 円筒状基体Ｂ
４０３ 成膜空間壁
５００ 反応容器
５０１ 円筒状基体
５０２ カソード電極
５０３ 高周波電源
５０４ マッチングボックス
５０５ 排気口
５０６ 回転軸
５０７ 発熱体
６０１ 円筒状壁
７０１ 第２の高周波電力導入手段
７０２ 第２の高周波電源
７０３ 第２のマッチングボックス
８０１ 円筒状壁
１００１ 高周波発振器
１００２ アンプ
１００３ アンプ
１２００ 電子写真用感光体
１２０１ 支持体
１２０２ 光導電層
１２０３ 表面層
１２０４ 電荷注入阻止層
１２０５ 電荷発生層
１２０６ 電荷輸送層
Claims (52)
- 減圧可能な反応容器中に複数の円筒状基体が設置され、該反応容器中に供給した原料ガスを高周波電力導入手段から導入された高周波電力により分解し、該円筒状基体上に堆積膜を形成する堆積膜形成装置において、
該円筒状基体は同一円周上に等間隔で配置され、
第１の高周波電力導入手段が該円筒状基体の配置円外に設置され、
第２の高周波電力導入手段が該円筒状基体の配置円内に設置され、
第１の高周波電力導入手段から導入される高周波電力と第２の高周波電力導入手段から導入される高周波電力が独立に制御可能であることを特徴とする堆積膜形成装置。 - 第１の高周波電力導入手段が、円筒状基体の配置円と中心を同じくする同心円上に等間隔で複数設置されている請求項１記載の堆積膜形成装置。
- 第２の高周波電力導入手段が円筒状基体の配置円の中心に設置されている請求項１又は２記載の堆積膜形成装置。
- 第２の高周波電力導入手段が、円筒状基体の配置円と中心を同じくする同心円上に等間隔で複数設置されている請求項１又は２記載の堆積膜形成装置。
- 第１の高周波電力導入手段から導入される高周波電力の発振源と第２の高周波電力導入手段から導入される高周波電力の発振源が同一である請求項１〜４のいずれか１項に記載の堆積膜形成装置。
- 複数の円筒状基体を取り囲むように円筒状壁を設置し、該円筒状壁の中心軸が円筒状基体配置円の中心を通る請求項１〜５のいずれか１項に記載の堆積膜形成装置。
- 円筒状壁の少なくとも一部が非導電性材料で構成され、円筒状基体の配置円外に設置された第１の高周波電力導入手段が該円筒状壁外に設置されている請求項６記載の堆積膜形成装置。
- 円筒状壁外に設置された第１の高周波電力導入手段を取り囲むように、一定電位に維持された導電性シールドが設けられており、該導電性シールドはその中心軸が円筒状基体配置円の中心を通る円筒状である請求項７記載の堆積膜形成装置。
- 円筒状基体の配置円外に設置された第１の高周波電力導入手段が該円筒状壁内に設置されている請求項６記載の堆積膜形成装置。
- 原料ガスを供給するための原料ガス供給手段が円筒状基体の配置円内及び配置円外に設置されている請求項１〜９のいずれか１項に記載の堆積膜形成装置。
- 高周波電力の周波数が５０〜４５０ＭＨｚの範囲に制御可能である請求項１〜１０のいずれか１項に記載の堆積膜形成装置。
- 減圧可能な反応容器中に複数の円筒状基体を設置し、該反応容器中に供給した原料ガスを高周波電力により分解し、該円筒状基体上に堆積膜を形成する堆積膜形成方法において、
該円筒状基体を同一円周上に等間隔で配置し、
該高周波電力を該円筒状基体の配置円外および該円筒状基体の配置円内から導入し、該円筒状基体の配置円外から導入する高周波電力と配置円内から導入する高周波電力を独立に制御して堆積膜の形成を行うことを特徴とする堆積膜形成方法。 - 高周波電力を、円筒状基体の配置円と中心を同じくする同心円上に等間隔で設置された複数の高周波電力導入手段から導入して堆積膜の形成を行う請求項１２記載の堆積膜形成方法。
- 円筒状基体の配置円内からの高周波電力の導入を、円筒状基体の配置円の中心からの導入により行って堆積膜の形成を行う請求項１２又は１３記載の堆積膜形成方法。
- 円筒状基体の配置円内からの高周波電力の導入を、円筒状基体の配置円と中心を同じくする同心円上の複数の個所からの導入により行って堆積膜の形成を行う請求項１２又は１３記載の堆積膜形成方法。
- 円筒状基体の配置円外から導入する高周波電力と配置円内から導入する高周波電力が同一の発振源から出力された高周波電力である請求項１２〜１５のいずれか１項に記載の堆積膜形成方法。
- 複数の円筒状基体を取り囲み、かつ、中心軸が円筒状基体の配置円の中心を通るように設置された円筒状壁の内部において原料ガスを分解して堆積膜の形成を行う請求項１２〜１６のいずれか１項に記載の堆積膜形成方法。
- 高周波電力を円筒状壁の外部から導入して堆積膜の形成を行う請求項１７記載の堆積膜形成方法。
- 高周波電力を円筒状壁の内部から導入して堆積膜の形成を行う請求項１７記載の堆積膜形成方法。
- 原料ガスを円筒状基体の配置円内及び配置円外から供給しながら堆積膜の形成を行う請求項１２〜１９のいずれか１項に記載の堆積膜形成方法。
- 周波数が５０〜４５０ＭＨｚの高周波電力を用いて堆積膜の形成を行う請求項１２〜２０のいずれか１項に記載の堆積膜形成方法。
- 減圧可能な反応容器中に複数の円筒状基体が設置され、該反応容器中に供給した原料ガスを高周波電力導入手段から導入された高周波電力により分解し、該円筒状基体上に堆積膜を形成する堆積膜形成装置において、
該円筒状基体は同一円周上に等間隔で配置され、該高周波電力導入手段が少なくとも該円筒状基体の配置円外に設置され、
複数の該円筒状基体を取り囲むように円筒状壁が設置され、この円筒状壁は、該円筒状壁の中心軸が円筒状基体配置円の中心を通るように配置され、該円筒状壁の少なくとも一部が非導電性材料で構成され、
該円筒状基体の配置円外に設置された高周波電力導入手段が該円筒状壁外に設置されていることを特徴とする堆積膜形成装置。 - 高周波電力導入手段が、円筒状基体の配置円と中心を同じくする同心円上に等間隔で複数設置されている請求項２２記載の堆積膜形成装置。
- 円筒状基体の配置円内に第２の高周波電力導入手段が設置された請求項２２又は２３記載の堆積膜形成装置。
- 第２の高周波電力導入手段が円筒状基体の配置円の中心に設置されている請求項２４記載の堆積膜形成装置。
- 第２の高周波電力導入手段が、円筒状基体の配置円と中心を同じくする同心円上に等間隔で複数設置されている請求項２４記載の堆積膜形成装置。
- 円筒状壁外に設置された高周波電力導入手段を取り囲むように、一定電位に維持された導電性シールドが設けられており、該導電性シールドはその中心軸が円筒状基体配置円の中心を通る円筒状である請求項２２〜２６のいずれか１項に記載の堆積膜形成装置。
- 原料ガスを供給するための原料ガス供給手段が円筒状基体の配置円内及び配置円外に設置されている請求項２２〜２７のいずれか１項に記載の堆積膜形成装置。
- 高周波電力の周波数が５０〜４５０ＭＨｚの範囲に制御可能である請求項２２〜２８のいずれか１項に記載の堆積膜形成装置。
- 減圧可能な反応容器中に複数の円筒状基体を設置し、該反応容器中に供給した原料ガスを高周波電力により分解し、該円筒状基体上に堆積膜を形成する堆積膜形成方法において、
該円筒状基体を同一円周上に等間隔で配置し、
複数の円筒状基体を取り囲み、かつ、中心軸が円筒状基体の配置円の中心を通るように円筒状壁を設置し、
高周波電力を、少なくとも一部が非導電性部材で構成された円筒状壁の外部から該非導電性部材を透過させて導入して堆積膜の形成を行うことを特徴とする堆積膜形成方法。 - 高周波電力を、円筒状基体の配置円と中心を同じくする同心円上に等間隔で設置された複数の高周波電力導入手段から導入して堆積膜の形成を行う請求項３ ０記載の堆積膜形成方法。
- 高周波電力を、さらに円筒状基体の配置円内からも導入して堆積膜の形成を行う請求項３０又は３１記載の堆積膜形成方法。
- 円筒状基体の配置円内からの高周波電力の導入を、円筒状基体の配置円の中心からの導入により行って堆積膜の形成を行う請求項３２記載の堆積膜形成方法。
- 円筒状基体の配置円内からの高周波電力の導入を、円筒状基体の配置円と中心を同じくする同心円上の複数の個所からの導入により行って堆積膜の形成を行う請求項３２記載の堆積膜形成方法。
- 原料ガスを円筒状基体の配置円内及び配置円外から供給しながら堆積膜の形成を行う請求項３０〜３４のいずれか１項に記載の堆積膜形成方法。
- 周波数が５０〜４５０ＭＨｚの高周波電力を用いて堆積膜の形成を行う請求項３０〜３５のいずれか１項に記載の堆積膜形成方法。
- 減圧可能な反応容器中に複数の円筒状基体が設置され、該反応容器中に供給した原料ガスを高周波電力導入手段から導入された高周波電力により分解し、該円筒状基体上に堆積膜を形成する堆積膜形成装置において、
該円筒状基体は同一円周上に等間隔で配置され、
該高周波電力導入手段が少なくとも該円筒状基体の配置円外に設置され、
該高周波電力導入手段が、該円筒状基体の配置円と中心を同じくする同心円上に等間隔で複数設置され、
該高周波電力導入手段の数が、該円筒状基体の数と同数もしくは該円筒状基体の数の１／２の数であることを特徴とする堆積膜形成装置。 - 円筒状基体の配置円内に第２の高周波電力導入手段が設置された請求項３７記載の堆積膜形成装置。
- 第２の高周波電力導入手段が円筒状基体の配置円の中心に設置されている請求項３８記載の堆積膜形成装置。
- 第２の高周波電力導入手段が、円筒状基体の配置円と中心を同じくする同心円上に等間隔で複数設置されている請求項３８記載の堆積膜形成装置。
- 複数の円筒状基体を取り囲むように円筒状壁を設置し、該円筒状壁の中心軸が円筒状基体配置円の中心を通る請求項３７〜４０のいずれか１項に記載の堆積膜形成装置。
- 円筒状基体の配置円外に設置された高周波電力導入手段が該円筒状壁内に設置されている請求項４１記載の堆積膜形成装置。
- 原料ガスを供給するための原料ガス供給手段が円筒状基体の配置円内及び配置円外に設置されている請求項３７〜４１のいずれか１項に記載の堆積膜形成装置。
- 高周波電力の周波数が５０〜４５０ＭＨｚの範囲に制御可能である請求項３７〜４２のいずれか１項に記載の堆積膜形成装置。
- 減圧可能な反応容器中に複数の円筒状基体を設置し、該反応容器中に供給した原料ガスを高周波電力により分解し、該円筒状基体上に堆積膜を形成する堆積膜形成方法において、
該円筒状基体を同一円周上に等間隔で配置し、
該円筒状基体の数と同数もしくは該円筒状基体の数の１／２の数の複数の高周波電力導入手段を円筒状基体の配置円と中心を同じくする同心円上に等間隔で設置し、
該高周波電力を該円筒状基体の少なくとも配置円外から導入して堆積膜の形成を行うことを特徴とする堆積膜形成方法。 - 高周波電力を、さらに円筒状基体の配置円内からも導入して堆積膜の形成を行う請求項４５記載の堆積膜形成方法。
- 円筒状基体の配置円内からの高周波電力の導入を、円筒状基体の配置円の中心からの導入により行って堆積膜の形成を行う請求項４６記載の堆積膜形成方法 。
- 円筒状基体の配置円内からの高周波電力の導入を、円筒状基体の配置円と中心を同じくする同心円上の複数の個所からの導入により行って堆積膜の形成を行う請求項４６記載の堆積膜形成方法。
- 複数の円筒状基体を取り囲み、かつ、中心軸が円筒状基体の配置円の中心を通るように設置された円筒状壁の内部において原料ガスを分解して堆積膜の形成を行う請求項４５〜４８のいずれか１項に記載の堆積膜形成方法。
- 高周波電力を円筒状壁の内部から導入して堆積膜の形成を行う請求項４９記載の堆積膜形成方法。
- 原料ガスを円筒状基体の配置円内及び配置円外から供給しながら堆積膜の形成を行う請求項４５〜５０のいずれか１項に記載の堆積膜形成方法。
- 周波数が５０〜４５０ＭＨｚの高周波電力を用いて堆積膜の形成を行う請求項４５〜５１のいずれか１項に記載の堆積膜形成方法。
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