JPH01240644A - アモルファスシリコン膜製造装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は電子写真用像形成部材として用いられるアモル
ファスシリコン膜（以後ａ−５ｉ膜と略記する。）製造
装置に関するものである。

〔発明の背景〕

電子写真用像形成部材等における光電導層を構成する光
電導材料としては、高感度、高抵抗であって、視感度に
できる限り近いスペクトル特性を有すること、また製造
時、使用時において人体に無害であること、紙等の接触
による摩耗が少ないこと等が要求される。

これらの要求に対し有望な材料としてａ−５ｉ膜がある
。

ａ　−Ｓ　ｉ膜は、一般にはグロー放電等の放電現象や
スパッタリング法、またはこれらを組み合わせた方式に
よる堆積法により適当な支持体上に形成されることによ
って得られる。その中でも、支持体形状として円筒形が
よく使用される電子写真用像形成部材の場合、製造方法
が容易、安定な膜が得られる等の理由からグロー放電法
が多く用いられる。また、グロー放電法の場合、電源の
種類により直流グロー放電法と高周波グロー放電法に大
別され、さらに高周波グロー放電法は、電極形状により
、コイル形の誘導結合型と、平行板形の容量結合型に分
けられる。その中で電子写真像形成部材用としては、大
面積化が容易、均一な膜質が得られる等の理由から、容
量結合型高周波グロー放電法が良く使用される。

第３図に、一般に使用される容量結合型高周波グロー放
電法を用いた場合の、円筒形支持体上にａ　−５ｉ膜を
得るための製造装置形状を示す。

この装置を用いた場合のａ−８ｉ膜が形成される過程は
次のようになる。まず、流量制御バルブ５０により制御
された反応ガスが、導入管６０、及び中空円筒形電極２
ｏからの高周波を導入管６０、反応室１０に洩らさない
ための絶線導入管８０、及びそれらを接続する絶縁性継
ぎ手７０を経て、円筒形支持体１００の外壁と対向する
ように設けられた中空の円筒形電極２ｏの内部に流れ、
中空円筒形電極２０の１円筒形支持体１００と対向する
壁側に設けられガス吹き出し口９０から、中空円筒形電
極２ｏと円筒形支持体１００との間の空間に吹き出され
る。吹き出された反応ガスは、接地され、かつ支持体加
熱ヒータ１００により加熱された円筒形支持体１００と
、高周波高電圧（１３，５６ＭＨｚ、ＩＫＶ）が印加さ
れた中空円筒形電極２０との間でプラズマとなり、遊離
基（ＳｉＨ，ガスノ場合、５ｉ−１Ｓ、　ｉ　Ｈ−１Ｓ
ｉＨ，−等）に分解され、円筒形支持体１００外壁また
は、中空円筒形電極の内壁へ堆積する。

堆積しなかった遊離基は、ガス排気口１６０へ流れ、ガ
ス排気管１７０、ガス排気量調整バルブ１８０を経て、
ルーツブロアポンプ１９０、油回転ポンプ２００により
排気される。この堆積した遊離基がａ−８ｉ膜を形成し
ていく。

最近では、ａ−Ｓｉ膜の堆積速度を向上させるため、中
空円筒形電極２０の上下にふたをしプラズマを封じ込め
る方式や、堆積膜の膜特性を制御するため、中空円筒形
電極２０と接地された円筒形支持体１００との間に、バ
イアスをかけた網目状の電極を設け、円筒形支持体１０
０に堆積する遊離基を選択する方式が行われている。

しかし、これらの方式でａ　−Ｓ　ｉ膜作成を行った場
合、珪素を主成分とする遊離基が必ずしも膜を形成する
とは限らず、反応室１０内の圧力分布、反応ガスの流れ
る速度、高周波高電圧の電場の分布により、粉体が形成
されることがよくある。

この珪素を主成分とする粉体は、反応室１ｏ内部に堆積
するばかりでなく１反応室１０内部に生じているガスの
流れにより浮遊状態となり、ガス排気口１６０より排気
系へ流れ、ガス排気量調整バルブ１８０につまりを生じ
させ、反応室１ｏ内部のガス圧力（一般に負圧）の調整
を困難にし、放電条件の経時的変化を生じさせる。また
粉体はルーツブロアーポンプ１９０内に付着して回転特
性を劣下させたり、油回転ポンプ２３０内にはいり油と
混合しポンプの排気能力を劣下させたり等の悪影響を及
ぼす。さらに、電子写真像形成用部材の大面積化、また
はａ−８ｉ膜の高速堆積化に伴い１反応ガス流入量が増
し、同時に粉体の発生量も増大するため、粉体発生によ
るトラブルの頻度が多くなる。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記遊離体から生じた珪素を主成分と
する粉体を、ガス排気系へ流れる前で捕獲し、ガスの流
れる領域から除去することにより、反応室内の放電条件
を長時間安定に維持すると共に、ガス排気能力の劣下を
防止するａ　−Ｓ　ｉ膜製造装置を提供することにある
。

〔発明の概要〕

本発明の特徴は１発生した粉体が流れを妨げる物体に付
着しやすく、また長時間堆積させることによりできた粉
体の固りが、堆積させた物体に振動を与えるだけで容易
に剥離することに着目し。

遊離基を発生する空間とガス排気口との間に、ガスの流
れを大きく妨げない程度の障壁と、及びこれを一定の時
間間隔で振動させる機構を設け、反応室内で生じた粉体
がガス排気系へ流れるのを抑制できるようにした点にあ
る。

〔発明の実施例〕

以下１本発明の実施例を図面を用いて説明する第１図に
おいて、ａ−８ｉ膜を堆積させるべき円筒形支持体１０
０の内部には、円筒形支持体１００を所定の温度に加熱
できるように支持体加熱ヒータ１１０を設置した。また
、円筒形支持体１００の円周方向に対しａ　−Ｓ　ｉ　
ｆｆｉが均一に堆積するように１円筒形支持体１００の
下部に支持体回転導入機１２０を設置した。また、円筒
形支持体１００を囲むように、内壁にガス吹き出し口９
０が設けられた中空のステンレス製円筒形電極２０を設
けた。また円筒形電極２０の外壁に反応ガス導入部を設
け、円筒形電極２０は、反応室１０の外部にある反応ガ
ス導入管６０と、絶縁性有機材料からなるパイプ８０．
継手７０により結合した。また１反応室１０内の下部に
は、ステンレス製格子状障壁２４０（径０．８ミリメー
トル針金製、格子の大きさは３ミリメートル角）、及び
、障壁２４０を反応室１０の内壁から離すためのスペー
サ２７０．障壁２４０に振動を与えるための先端に凹凸
が設けられた円板２６０、及び、円板 ２６０に回転を与えるための回転導入機２５０を設けた
。円Ｆｊ、２６０、円板回転導入機２５０は、障壁全域
を振動できるように、第２図に示すように、ガス排気口
１６０と対向する位置に１個所、その位置から円筒形支
持体１００の中心を中心として１２０度となる位置に２
個所、合計３個所数けた。また真空度測定用として、バ
ラトロン真空計１４０と電離真空計１５０をガス排気管
１７０の内部のガス排気口１６０近傍に設置した。ガス
排気系として、反応室１０内を高真空にするための油拡
散ポンプ２２０、及びその補助ポンプである油回転ポン
プ（２）２３０．高真空系排気バルブ２１０．また反応
ガス流入中の排気のためのルーツブロアポンプ１９０、
その補助ポンプである油回転ポンプ（１）２００、反応
室１ｏの内部圧力を調整するためのガス排気量Ｆｌ整バ
ルブ１８０を設けた。

次に円筒形支持体１ｏＯを設置し、支持体回転導入機１
２０により円筒形支持体１００を毎分１０回転の速度で
回転させた後、油回転ポンプ（１）２ｏｏ、ルーツブロ
アポンプ１９０によす反応室１ｏの内部をｌＸｌ０−”
トル以下とし、その後高真空系排気バルブ２１０を開き
油拡散ポンプ２２０により反応室１０の内部圧力を５　
Ｘ　１０　””トルとした。そして支持体加熱ヒータ１
１０により円筒形支持体１００を加熱し２５０度になる
まで一定時間放置したのち高真空系排気バルブ２１０を
閉じ反応ガス（Ｓ　Ｉ　Ｈ４，ＢｚＨａ、Ｈｘ　）を流
し込んだ、そして反応ガス総流量毎分１２００ミリリツ
トル、バラトロン真空計値０．６トル、高周波高電圧電
力値９００ワツト、円筒形支持体温度２５０度となるよ
うに、ガス流量制御バルブ６０、ガス排気量調整バルブ
１８０、高周波高圧電源４０、支持体加熱ヒータ１３０
を調整した６さらに放電条件ｍｕ後、２０分間隔で円板
回転導入機２５０を毎分１２０回転の速度で３分間回転
させ、障壁２４０を凹凸円板２６０で振動させた。

以上の方法にて２４時間連続、してグロー放電を行った
。その結果、従来、振動する障壁２４０を設けなかった
場合、バラトロン真空計値０．６トルを４時間しか維持
できなかったものが、２４時間維持することができた。

また放電終了後１２時間放置して、反応室１ｏの内部を
見たところ、反応室１０の底部の障壁２４０の内側に多
量の粉体の固まりが堆積していた。また、円筒形支持体
１００上に堆積したａ−８ｉ膜は、従来の４時間放電で
得られた膜と比較し、膜厚では６倍、単位厚さ当りの膜
質では同質のものが得られた。

本発明の、振動する［壁２４０の材質は、必ずしもステ
ンレス製である必要はなく、他の銅、アルミニウム、鉄
等の金属、または、弗素系の有機材料等、摂氏３００度
程度の温度に対し、溶解等の熱変形を生じない材料であ
れば良い。また障壁２４０に振動を与える方式は、実施
例で示したように凹凸のある円板を反応室１０の外部か
ら回転導入機により回転させ、ＦＢ壁２４０と円板の凹
凸の接触により振動を与える方式である必要はなく、障
壁２４０に、障壁２４０を破損しないように振動を与え
ることができれば良い。

〔発明の効果〕

以上のように４本発明によれば、グロー放電等により発
生した珪素を主成分とする粉体を障壁により捕獲し、さ
らに一定時間間隔で障壁に与えられる振動により落下さ
せ反応室下部にたくわえることができるので、一定条件
（ガス圧、流量、高周波消費電力）による、長時間の膜
堆積を行うことができる。さらに粉体による排気系のト
ラブルが解消され１反応ガス流量を多くすることによる
高速堆積化も可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明になる振動する障壁が組み込まれたａ−
８ｉ膜製造装置の一実施例を示す側面縦断面図、第２図
は第１図のＡ−Ａ線横断面図である。第３図は振動する
障壁が組み込まれていない従来方式のａ−５ｉ［製造装
置の側面縦断面図である。図において、１ｏは反応室、
１０ｏは円筒形支持体、１６０はガス排気口、２４０は
障壁である。 特許出願人の名称　日立工機株式会社 第２０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、密封された反応室と、該反応室内に、アモルファス
   シリコンを堆積させるため設けられた支持体と、該反応
   室から気体を排出するために設けられた排気口を有する
   アモルファスシリコン膜製造装置において、排気口を支
   持体より下方に設け、排気口と支持体の間の空間に、粉
   体の流れを妨げる、振動する障壁を設けたことを特徴と
   するアモルファスシリコン膜製造装置。 ２、振動する障壁に気体が流れることが可能なすきまを
   設け、気体の通り抜けるのが可能な部分の面積を排気口
   の面積よりも大きく設定した構造を持つ特許請求の範囲
   第１項記載のアモルファスシリコン膜製造装置。