JPH01222058A - 薄膜形成方法および感光体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、柱形など三次元形状の基体上にアモルファ
スシリコン等の非晶質半導体薄膜を形成する方法と、こ
の方法を使用して製造した電子写真用の感光体に関する
ものである。

〔従来の技術とその課題〕

従来より、薄膜の形成技術としてＣＶ　Ｄ　（Ｃｈｅｍ
ｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）技術が
使用されている。

中でもプラズマＣＶＤ技術は、比較的低温で薄膜を形成
できるなどの特徴を有していることから広く利用されて
いる０、特にアモルファスシリコン系などの薄膜の形成
には、比較的大面積で均一な薄膜の得られる高周波（通
常１３．５６ＭＩＩｚ）グロー放電を利用したプラズマ
ＣＶＤ法が使用されている。

しかし、かかる方法では、成膜速度が極めて遅く、通常
数人へｅｃであり、太陽電池、感光体などへの大規模な
応用を阻害している。また、成膜速度を増大させるため
、高周波投入電力、原料ガスの選択などの努力がなされ
ているが、高々２０人／ｓｅｃであり、しかも、このよ
うに成膜速度を増大させると、形成された薄膜の電気的
な特性の劣化、あるいは成膜中に同時に生成される微細
な粉末のため膜にピンホールなどの欠陥が生じ、好まし
くない。

また、他の薄膜形成技術としてアモルファスシリコン薄
膜あるいはダイヤモンド薄膜の合成などでは、さらに周
波数の高いマイクロ波（例えば２゜４５Ｍ）Ｉｚ）を用
いたマイクロ波プラズマＣＶＤ法が使用されている。し
かし、従来のマイクロ波プラズマＣＶＤ法では、高々数
１０ａｊのしかも平面基体上への膜形成しかできなかっ
た。従って、柱状基体、例えば感光ドラム基体上へ薄膜
を形成することは極めて困難であった。

この発明は上記のような問題点を解決すべくなされたも
ので、高速で、柱状基体上に均一に、しかも高品質な薄
膜を形成する方法を提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕 この発明は、マイクロ波のエネルギーによって真空チャ
ンバー内で原料ガスを励起し、プラズマ状態を経て真空
チャンバー内に配置した柱状基体上に薄膜を形成する方
法において、前記真空チャンバー内に配置された柱状基
体の近傍に柱状基体の外面と対面するように一対の導体
を設置し、この一対の導体にそれぞれマイクロ波伝送線
を接続し、このマイクロ波伝送線を経て一対の導体にそ
れぞれマイクロ波を供給することを特徴とするものであ
る。

〔作用〕

上記の方法では、真空チャンバー内にマイクロ波が、柱
状基体の外面と対面する一対の導体にそれぞれ供給され
るため、一対の導体間に強い均一な電界が広範囲に発生
する。この電界により、真空チャンバー内の原料ガスが
励起、分解して、プラズマを発生し、柱状基体上に均一
に、しかも高速で薄膜が形成される。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一興体例であって、４はマイクロ波
伝送線であって、これは同軸ケーブルあるいは同軸管に
よって構成され、発振器３からのマイクロ波が伝搬され
る。５．５′は一対の導体であって、真空チャンバー１
内に配置された柱状基体２のすぐ近傍に柱状基体２に対
面するように設けられている。導体５．５′の形状は、
棒状でもよいが、その使用する成膜条件により、適宜、
選択され、第２図に示すように柱状基体２の外周に沿っ
て曲面を有する板状のものが好適である。

柱状基体２は回転できるようになっており、内部に温調
器８が設けられている。なお、第２図における導体５．
５′の作る円周角φ及び導体５．５′と基体２との間隙
ｄ、　、ｄ、は成膜条件及び基体２の形状等により適宜
法められる。

前述のように、一対の導体５．５′が柱状基体２のすぐ
近傍に設けられており、かつマイクロ波伝送線４を構成
する同軸ケーブルもしくは同軸管からの中心伝送線４′
が片方の導体５に、外周伝送線４″が他方の導体５′に
それぞれ接続されていることにより、マイクロ波が導体
５．５′に効率的に伝搬され、その結果一対の導体５．
５′間に強い均一な電界が広範囲に発生する。この電界
により原料ガスを励起、分解させ、プラズマを発生させ
ることができるため、柱状基体２上に均一に、しかも高
速に薄膜が形成する。

なお、第１図において、符号６は原料ガス導入口、７は
排気口を示している。

第１図の装置を用いて円柱状基体２表面にアモルファス
シリコン（ａ−５ｉ）の薄膜を形成した電子写真用感光
体を作製した。

・マイクロ波　　２．４５ＧＨｚ　　１．３ｋｗ　　φ
＝１２０’・導体５．５′　材質　銅　第２図の配置で
、ｄｉ＝ｄｎ＝２０１）とした。

・円柱状基体２　　Ａｌ　　ドラム　φ４０１■長さ３
００龍で回転式とした。

第　　１　　表 上記のようにして作製したａ−Ｓｉ感光体をコロナ帯電
後、電子写真特性を測定したところ正負両極性で良好な
特性を得ることができた。また均一性も良好であった。

さらに３０分弱で感光ドラム１本を作製できた。

この発明では、定在波の発生を防いで均一なプラズマが
発生させる目的で、一対の導体５．５′に接続する同軸
ケーブルあるいは同軸管によって構成したマイクロ波伝
送線４を２本にしてもよい。

なお、導体５．５′の材質は上記実施例では銅を用いた
がＡＩ　、　ＳＯ５等の他の金属でもよい。ざらにＡｇ
等をめっきしてもよい。マイクロ波の発振、伝搬及び真
空チャンバーへの導入法については特に限定されるわけ
でなく、通常の公知の技術を広く採用できる。

また、基体２の温度及び圧力は従来のａ−３ｉ半導体の
製法と同じ＜１５０〜４００℃、さらに圧力は１０−４
〜１．０Ｔｏｒｒが好適である。これらの条件は、その
得られる膜質によって適宜選択することができる。また
、例えば電子写真感光体であれば感光体構成も導電性支
持体に障壁層、光導電層、表面層と順次積層したもの、
光導電層をある程度高抵抗化したものなど公知の技術を
活用できる。原料ガスとしては、光導電層には１００％
ＳｉＨ４、Ｈ２希釈のＳｉＨ４ガス、あるいはこれらに
若干のカーボンを添加したもの、障壁層、表面層にはＳ
　ｉ　ＩＩ　ａガスの他にＮＩ＋３　、Ｎｏｔ　−Ｃｌ
１ａ　、ＣｚＨｔ−あるいは／および８２Ｎ６．ＰＩＩ
＋等の不純物ガスをドープしたもの等が用いられる。そ
の他、成膜する材料、特性により任意に原料ガスを選択
できる。なお、必要に応じて基体２は回転させてもよい
。

〔発明の効果〕

この発明によると、柱状基体のような三次元形状の基体
に対し大面積、均一成膜、高速成膜が可能となり、高品
質の電子写真感光体などを低コストで製造できるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を実施する装置の概略図、第２図はこ
の発明の導体の形状及び配置の一実施例を示す概略図で
ある。 １・・・・・・真空チャンバー、　２・・・・・・柱状
基体、３・・・・・・マイクロ波発振器、 ４・・・・・・マイクロ波伝送線、 ５．５′・・・・・・導体。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）マイクロ波のエネルギーによって真空チャンバー
   内で原料ガスを励起し、プラズマ状態を経て真空チャン
   バー内に配置した柱状基体上に薄膜を形成する方法にお
   いて、前記真空チャンバー内に配置された柱状基体の近
   傍に柱状基体の外面と対面するように一対の導体を設置
   し、この一対の導体にそれぞれマイクロ波伝送線を接続
   し、このマイクロ波伝送線を経て一対の導体にそれぞれ
   マイクロ波を供給することを特徴とする薄膜形成方法。
2. （２）前記原料ガスに少なくともＳｉを含む前記請求項
   （１）記載の薄膜形成方法を使用し、柱状基体表面にア
   モルファスシリコン系薄膜を形成したことを特徴とする
   感光体。