JPH02138475A - マイクロ波プラズマｃｖｄ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】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は基体上に堆積膜、とリドは機能性膜、特に半導
体デバイス、電子写真用感光体デバイス、画像人力用ラ
インセンサー、撮像デバイス、光起電力デバイス等に用
いるアモルファス半導体膜を形成するマイクロ波プラズ
マｃｖＤＨに関する。

〔従来技術の説明〕

従来、半導体デバイス、電子写真用感光体デバイス、画
像入力用ラインセンサー、撮像デバイス、光起電力デバ
イス、その他各種エレクトロニクス素子、光学素子等に
用いる素子部材として、アモルファスシリコン、例えば
水素又は／及びハロゲン（例えばフッ素、塩素等）で補
償されたアモルファスシリコン（以下、　ａ　−３ｉ（
Ｌ！、　Ｘ）　″という。）等のアモルファス材料で構
成された半導体用等の堆積膜が提案され、その中のいく
つかは実用に付されている。

そして、こうした堆積膜は、プラズマＣＶＤ法、即ち、
原料ガスを直流又は高周波、マイクロ波グロー放電によ
って分解し、ガラス、石英、耐熱性合成樹脂フィルム、
ステンレス、アルミニウムなどの材質の基体上に薄膜状
の堆積膜を形成する方法により形成されることが知られ
ており、そのための装置も各種提案されている。

ところで近年、マイクロ波グロー放電分解を用いたプラ
ズマＣＶＤ法が注目され、工業的利用・・、の研究がな
されて来ており、例えば、ｕｓｐ。

４５０４、５１８公報には非晶質半導体の形成に適した
マイクロ波プラズマＣＶＤ法及びその装置が記載されて
いる。又、特開昭６１−２８３１１６号公報には、改良
型マイクロ波プラズマＣＶ［）法が記載されており、こ
こではプラズマ空間内にバイアス電圧を印加し、プラズ
マを制御しながら半導体膜を形成し、堆積膜の特性を向
上させる方法が記載されている。

そしてそうした公知のマイクロ波プラズマＣＶＤ法によ
る堆積膜形成装置は代表的には、第４図の透視略図で示
される装置構成のものである。

第４図において、４０１は反応容器であり、真空気密化
構造を成している。４０２はマイクロ波電力を反応容器
内に効率良く透過し、かつ真空気密を保持し得るような
材料、例えば、石英ガラス、アルミナセラミックス等で
形成された誘電体窓である。４０３はマイクロ波の伝送
部で主として金属性の導波管からなっζおり、整合器ア
イソレーターを介してマイクロ波電源（図示せず）に接
続されている。４０４は一端が真空容器４０１内に開口
し、他端が排気装置（図示せず）に連通している排気管
である。４０５は堆積膜形成用の基体であり、４０６は
放電空間を示す。

４０７は前記基体４０５を所定の温度に加熱するための
ヒーターである。４０８は反応容器内に堆積膜の原料と
なるガスを導＜ノ５−めのガス供給管で、流量制御部（
図示せず）を介して原料ガスボンへに接続されている。

４０９は、前記放電空間内にバイアス電圧を印加するた
めのバイアス電源であり、バイアス電極４．１０に接続
されている。

こうした従来の堆積膜形成装置によるｔぜ積膜形成は以
下のようニＬ７て行われる。即ぢ、真空ポンプ（図示せ
ず）により、真空容器４０１内を脱気し、反応容器内圧
力をＩ　Ｘ　１．　Ｑ−”Ｔｏｒｒ以下に調整する。次
いで基体ホルダー４０７に内蔵されたヒーターに通電し
て基体４０５の温度を膜堆積に好適な温度に加熱保持す
る。原料ガス供給管４０８を介して、例えばアモルファ
スシリコン堆積膜を形成する場合であれば、シランガス
（Ｓｉｌ１４）等の原料ガスが反応容器内に導入される
。それと同時併行的にマイクロ波電源（図示せず）に通
電して周波数５００ＭＨ２以上の、好ましくは２．４５
ＧＨ２のマイクロ波を発生さゼ、導波管４０３を通じ、
誘電体窓４０２を介して反応容器４０１内にマイクロ波
エネルギーを導入させるつと同時に、バイアス電源４０
９に通電してバイアス電極４１０にＤＣ又はＡＣ又はＲ
Ｆの電圧を印加する。

かくして反応容器４０１内のガスは、マイクロ波のエネ
ルギーにより励起されて解離すると同時に、バイアス電
極４１０によりプラズマ電位を制御されて、基体表面に
堆積膜が形成されるところとなる。

上述のような装置及び方法を用いることにより、比較的
厚い機能性堆積膜をある程度高速の堆積速度のもとに製
造することが可能となった。

しかしながら本発明者らの検討によれば、上記のような
改良された技術においても、より高速の堆積速度で膜形
成を行う場合においては、以下のような問題点が発生す
ることが明らかとなった。

すなわち、高速堆積のためには原料ガス流量、−フィク
ロ波エネルギー、プラズマ電位制御の電流を各々増加さ
せる必要があるが、プラズマ電位制御の電流を増加させ
るためにバイアス電極にかける電圧を上げていくとスパ
ーク等の異常放電が発生し、装置及び基体に損傷を与え
る。このような異常放電はバイアス電極の電圧を上げて
いくと急激に増加していく。

又、基体の面積がある程度大きくなっていくと、同一の
基体内での特性の広うが発生ずる。これはプラズマのイ
オン密度、バイアス電極と基体との位置及び距離、バイ
アス電極上のわずかな表面性の差などにより、基体、１
−に流れるバイアス電極からの電流が基体−トで異なる
ため膜質のバラツキが起こるためである。これは特にマ
イクロ波エネルギーを増加させ、プラズマ電位制御の電
圧を上げた時に顕著となってくる。

又、、一つのプラズマ電位制御のバイアス電極により、
複数の基体の膜質を向上させようとした時も基体間で堆
積膜の膜質のバラツキが発生ずる。

さらに堆積膜形成が長時間に渡る場合、マイクロ波エネ
ルギーのフラッキ等により、プラズマの抵抗が変化する
ため、プラズマ電位制御の基体に対する効果も時間的に
変化していく。

これらのことから良い特性の堆積膜を連続的に得ること
は困難となっていた。

さらに例えば、阻止型のａ−５ｔ電了写真用怒光ドラム
等を作成する場合、堆積膜は機能の違う複数の層よりな
っている。このとき各層の間で最適なプラズマ電位制御
の電圧と電流は異なっている。このため、各層の間でバ
イアス電極の電圧と電流を変化させる必要があるが、高
速堆積などの時プラズマ電位制御の電圧と電流が大きい
とその変化率も大きく、それがプラズマを乱しプラズマ
の消滅、異常放電、特性の低下等の原因となる。

これらの原因により、作成したｔｌｒ、積１１Ｑは不均
一で欠陥の多い特性の低いものとなってしまうというの
が現状であった。

〔発明の目的〕

本発明は、従来のマイクロ波プラズマＣＶＤ法により基
体上に堆積膜を得る装置におけるＪ−述の問題を克服し
て、均質で良質な欠陥の少ない膜を高速度で効率よく、
かつ、ロフト間のバラツキを少なく安定に形成し得る装
置を捉供することを１］的とする。

また本発明の他の目的は、第１の電極と基体間の電流を
容易に制御できる装置、すなわち電子写真用感光体デバ
イス等の複数の層よりなる堆積膜を作成する場合にも、
プラズマの消滅や異常放電の発生を防止し、各層及びそ
の界面で最適のプラズマ電位制御のできる装置を提供す
ることである７〔発明の構成・効果〕 本発明者らは、従来の装置における前述の問題点を克服
すべく鋭意研究を続けた結果、マイクロ波プラズマＣＶ
Ｄ装置で安定かつ欠陥の少ない均一な良質堆積膜を高速
に得るためには、放電空間に第１の電極を設Ａｔ、この
第１の電極と基体間に電界がかかるように第１の電極に
電圧をかけ、かつこの第１の電極と基体との間に第２の
電極を設け、この第２の電極に第１の電極にかけた電圧
より絶対値の小さい同極性又は逆極性又はＯｖの電圧を
かけて第１の電極と基体の間に流れる電子流又はイオン
流を制御することが可能であるとの知見を得て、本発明
を完成させるに至った。このような効果を奏する本発明
の装置を以下、図面に基づいて具体的に説明する。

第１図は本発明のマイクロ波プラズマＣＶｒ）装置の代
表的な例を示す透視略図である。第２（Ａ）図及び第２
　（Ｂ）図は、電子写真用像形成部材を作製するための
本発明の装置の好ましい一例を示す図であり、それぞれ
縦断面図、横断面図を表している。

第１図、第２（Ａ）図及び第２（Ｂ）図において、１０
１，２０１は、それぞれ反応容器であり、真空気密化構
造を成している。１０２，２０２は、それぞれマイクロ
波電力を反応容器内に効率良く透過し、かつ真空気密を
保持し得るような材料、例えば、石英ガラス、アルミナ
セラミックス等で形成された誘電体窓である。１０３．
２０３は、それぞれマイクロ波の伝送部で主として金属
性の導波管からなっており、整合器アイソレーターを介
してマイクロ波電源（図示せず）に接続されている。１
０４．２０４は、それぞれ一端が真空容器１０１又は２
０１内に開口し、他端がυＦ気装置（図示せず）に連通
している排気管である。１０５゜２０５は、それぞれ堆
積膜形成用の基体であり、１０６．２０６は、それぞれ
放電空間を示す。

１０７．２０７は、それぞれ前記基体１０５又は２０５
を所定の温度に加熱するためのヒーターである。１０８
，２０８は、それぞれ反応容器内に堆積膜の原料となる
ガスを導くためのガス供給管で、流量制御部（図示せず
）を介して原料ガスボンベに接続されている。２０８’
　は、前記ガス供給管上に付設された反応容器内に、均
一にガスを放出させるためのガス放出ノズルである。１
０９゜２１１は、それぞれ第１の電源であり、また、１
１２．２１４は、それぞれ第２の電源である。

１１０．２１２は、それぞれ第１のバイアス電圧を印加
するための第１の電極で、それぞれ第１の電源１０９又
は２１１に接続されている。又１１１．２１３は、それ
ぞれ第２のバイアス電圧を印加するための第２の電極で
あり、それぞれ第２の電源１１２又は２１４に接続され
ている。

以上が本発明の基本装置構成である。これに加え第２（
Ａ）図及び第２（Ｂ）図において、２０９は円筒状基体
上への膜堆積を均一化させる目的で、基体２０５を回転
させるための回転軸であり、また、２１０はこのための
外部モーターである。

本発明の膜形成装置を用いた堆積膜の形成方法は、例え
ば、以下のような手順により行われる。

まず、反応容器１．０１，２０１内に基体（１０５゜２
０５）を設置する０次に排気管（Ｉ　Ｏ４，２０４）を
通じて真空ポンプ（図示せず）により反応容器内をＩ　
Ｘ　１０−’Ｔｏｒｒの真空度まで排気する。

次にヒーター（１０７，２０７）をＯＮの状態とし、前
記基体を所定の温度まで加熱する。このとき第２（Ａ）
図、第２　（Ｂ）図の装置では基体を外部モーター２１
０により回転させながら加熱を行う。基体温度が所定の
値で一定となったら次にガス供給管（１０８，２０８）
を通じて、膜の原料となるガスを反応容器内に導入する
。第２（Ａ）図及び第２　（Ｂ）図に図示の装置では、
反応容器内への前記原料ガスの導入をガス放出ノズル２
０８′から行うようにする。ガスの流量が安定したら、
排気パルプ（図示せず）を調整し、真空ゲージ（図示せ
ず）を観察しながら反応容器内の圧力を所定の値に調節
する。以上の準備が整った後、マイクロ波電源（図示せ
ず）からの°マイクロ波電力を導波管（１０３，２０３
）、誘電体窓（１０２，２０２）を介して反応容器内に
導入し、放電空間（１０６，２０６）に原料ガスに由来
するグロー放電プラズマを形成する。このとき同時に、
あらかじめ所定の電圧となるように電圧設定のなされた
バイアス電源（１０９，１１２，２１１゜２１４）をＯ
Ｎの状態とし、それぞれ第１の電極（１１０，２１２）
及び第２の電極（１１Ｌ２１３）に所定の電圧を印加す
る。かくしてプラズマ電位の制御が行われた状態で基体
（１０５，２０５）−Ｆに堆積膜の形成が行われる。こ
のような状態を一定時間維持し、所望の膜厚の堆積膜を
得る。

本発明では、前記第１のバイアス電極（１１０゜２１２
）に加えて第２のバイアス電極（１１１゜２１３）を併
用するところに最大の特徴を有している。

本発明では第１の電極と基体間に発生させる電界は、直
流電界が好ましく、また電界の向きは電極から基体に向
けるのがより好ましい、電界を発生させる為に電極に印
加する直流電圧の平均の大きさは、１５Ｖ以上３００ｖ
以下、好ましくは３０Ｖ以上２００■以下が適する。直
流電圧波形としては、特に制限が無い。つまり、時間に
よって電圧の向きが変化しなければいずれの場合でもよ
く、例えば時間に対して大きさの変化しない定電圧はも
ちろん、パルス状の電圧及び整流器により整流された時
間によって大きさが変化する。脈動電圧でも本発明にお
いては有効である。また、交流電圧をかけることも本発
明では有効である。

交流の周波数はいずれの周波数でも問題はなく、実用的
には低周波では５０Ｈｚ又は６０Ｈｚ、高周波では１３
．５６　Ｍ　Ｈｚが適する。交流の波形としてはサイン
波でも矩形波でも、他のいずれの波形でも良いが、実用
的には、サイン波が通ずる。

但しこのとき電圧は、いずれの場合も実効値を言う。

第２の電極にかける電圧は、第１の電極の電圧の絶対値
より小さい電圧であれば極性は問わず、マイクロ波エネ
ルギー、原料ガス流量等の成膜条件各層の機能から要求
される電流の大きさ、あるいは基体と第１の電極と第２
の電極の間の位置関係等に応じて任意に設定されるが、
絶対値が第１の電極の電圧の１／２以下が好ましく、ｌ
／４以下がより好ましい。又、極性については逆極性と
するのがより好ましい。ａ−３ｉ　により複写機用感光
体等機能性堆４１膜を形成する場合、第１の電極にかけ
る電圧は正であるのが一般的であるので、この時の電圧
の５〜２０％の負の電圧をかけることが本発明の効果が
特に顕著に表れる。

第１の電極の大きさ及び形状は、放電を乱さないならば
、いずれのものでも良いが、実用上は直径１１以上５１
以下の円筒状の形状が好ましい。

このとき第１の電極の長さも基体に電界が均一にかかる
長さならばいずれでも良い。

第１の電極の材質としては、表面が導電性となるものな
らばいずれのものでも良く、例えばステンレス、Ａ６．
Ｃｒ、Ｍｏ、Ａｕ、Ｉｎ、Ｎｂ。

Ｎｉ　、Ｃｕ、Ａｇ、Ｔｅ、Ｖ、Ｔｉ　、Ｐｔ、Ｐｄ。

Ｆｅ、Ｚｎ、Ｗ等の金属、これらの合金又は表面を導電
処理したガラス、セラミックス、プラスチック等が本発
明では通常使用される。

第２の電極の大きさは、放電を乱さないならばいずれの
ものでも良いが、実用上は直径３０μｍ以上１ｃ１１以
下のものが好ましい。形状は、円筒状又は、格子状等任
意のものでよい、１本又は複数のワイアを平行に張った
形、メツシュ状等、第１の電極の形状、及び基体の形状
に合せて任意の形状にすることが可能である。

なお、プラズマ電位制御をより効率的に行う目的で、第
１の電極から第２の電極へ流れる電流を凍らすため第２
の電極の表面積はできるかぎり小さくすることが望まし
い。

第２の電極の材質としては、表面が導電性となるものな
らばいずれのものでも良く、例えばステンレス、Ａｆｆ
、Ｃｒ、Ｍｏ、Ａ、ｕ、Ｉｎ、Ｎｂ。

Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｔｅ、Ｖ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｐｄ。

Ｆｅ、Ｚｎ、Ｗ等の金属、これらの合金又は表面を導電
処理したガラス、セラミックス、プラスチック等が本発
明では通常使用される。

本発明では堆積膜の原料ガスとしては、例えばシラン（
ＳｉＨＪ、ジシラン（ＳｉｚＨｉ）等のアモルファスシ
リコン形成原料ガス、ゲルマン（ＧｅＨＪ。

メタン（ＣＨ４）等の他の機能性堆積膜形成原料ガス又
は、それらの混合ガスが挙げられる。希釈ガスとしては
水素（Ｈｚ　）　、アルゴン（Ａｒ　）　。

ヘリウム（Ｈｅ）等が挙げられる。

また、堆積膜のバンドギヤツブ巾を変化させる等の特性
改善ガスとして、窒素（Ｎｚ）、アンモニア（ＮＨ，）
等の窒素原子を含む元素、酸素（ＯＸ）。

酸化窒素（Ｎ○）、酸化二窒素（Ｎｅｏ）等酸素原子を
含む元素、メタン（ＣＨ，）、エタン（ＣｚＨ＆）。

エチレン（Ｃ，Ｈ４）、アセチレン（Ｃ，Ｈりプロパン
（Ｃ３Ｈ１ｌ＞等の炭化水素、四フフ化ケイ素（ＳｉＦ
、）、六フッ化二ケイ素（ＳｉｚＦ、）＊四フフ化ゲル
マニウム（ＧａＦ２）等のフッ素化物又はこれらの混合
ガスが挙げられる。

又、ドーピングを目的としてジボラン（ＢｚＨａ）。

フン化硼素（ＢＦ３）、ホスフィン（ＰＩ−１，）等の
ドーパントガスを同時に放電空間に導入しても本発明は
同様に有効である。

基体材質としては、例えば、ステンレス、ＡＩ。

Ｃｒ　２Ｍｏ　＋　Ａｕ　＋　　Ｉ　ｎ　＋　Ｎｂ　＋
　Ｔｅ　、Ｖｒ　Ｔｉ　−Ｐｔ、Ｐｄ、Ｆｅ等の金属、
これらの合金又は表面を導電処理したポリカーボネート
等の合成樹脂、ガラス、セラミックス、紙等が本発明で
は通常使用される。

このとき、炉内へのマイクロ波の導入窓の材質としては
、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ボロン、窒化ケイ
素、炭化ケイ素、酸化ケイ素、酸化ベリリウム、テフロ
ン、ポリスチレン等マイクロ波の損出の少ない材料が通
常使用される。

さらに本発明は、阻止型アモルファスシリコン感光体、
高抵抗型アモルファスシリコン感光体等複写機又はプリ
ンター用感光体の他、良好な電気的特性の機能性堆積膜
を要求される他のいずれのデバイスの作製にも応用が可
能である。

本発明での堆積膜形成時の基体温度はいずれの温度でも
有効だが、特に２０℃以上５００°Ｃ以下、好ましくは
５０℃以上４５０℃以下が良好な効果を示すため望まし
い。

本発明でのマイクロ波の反応炉までの導入方法として導
波管又は同軸ケーブルによる方法が挙げられ、反応炉内
への導入は、１つ又は複数の誘電体窓からの導入、又は
炉内へアンテナを設置する方法が挙げられる。

本発明の第２の電極を設けることにより次の効果がある
と推定される。

（１）　　第１の電極と基体との間に第２の電極がある
ため、第１の電極から基体へ起こるスパーク等異常放電
を低減することができる。

（２）第１の電極と第２の電極の間に電界をかけること
により、イオン又は電子を加速し、第１の電極から基体
への電流の流れを効果的に行うことができる。このため
、導波管、反応炉壁などへ流れる電流が減り、第１の電
極の電流をより小さくすることができる。また、基体上
の堆積膜を同様の特性に向上するためには、第１の電極
の電圧はより低いもので良く、スパーク等の異常放電を
防ぐことができる。さらにマイクロ波エネルギーのふら
つきによるプラズマの抵抗の影響も受けにく（なる。

（３）絶対値の小さな第２の電極の電圧を制御すること
により第１の電極と基体間の電流の流れを制御できるた
め、各々違うプラズマ電位制御の電圧、電流を要求する
複数の層よりなる堆積膜を作成するときも、プラズマの
消えや、異常放電もなく各層及びその界面で最適のプラ
ズマ電位制御をすることができる。また、電流を制御す
ることにより、基体内の位置による特性のバラツキも少
なくできる。さらに複数の基体を同時に成膜する場合、
基体の数に応じて第２の電極を複数設けて第１の電極と
各基体の間の第２の電極を各々違う電圧に制御すること
により基体間の特性を均一に保つことが可能となる。

（４）　　第２の電極は第１の電極から基体へ流れる電
流を制御する電極であり、第２の電極自身にかける電圧
は小さく、流れる電流も少ないため簡単な構造とするこ
とができる。このため各基体ごとに別のイオン電位制御
用の大電流を流す電極を設ける場合に比べ、１つの大電
流を流すイオン電位制御用の第１の電極と基体の数に対
応させた複数の第２の電極を設ける方が装置的にもコン
パクトなものにできる。

以下、本発明の実施例を比較例と対比させながら説明す
るが、本発明のマイクロ波プラズマＣＶＤ装置はこれに
よって限定されるものではない。

夫施湾１ｊ匹劇日峡紺Ｖ 第１図に示す本発明のマイクロ波プラズマＣＶＤ装置及
び第４図に示す従来のマイクロ波プラズマＣＶＤ装置を
用い、先に詳述した手順に従って、クロムを蒸着した１
インチ×２インチサイズのコーニング社７０５９ガラス
基板上に像形成部材を作製した。上記像形成部材は第５
図のように、下部より基体５０１、電荷注入阻止層５０
２、感光層５０３、表面層５０４から成るもので第１表
のような膜形成条件に従って形成した。

ここで、実施例１における第１の電極、及び比較例１に
おける電極は、ともに外径φ１０ｕ、反応容器内での有
効長さ１５０鶴の寸法を有するステンレス製の棒を使用
し、これを基板表面から３０ｆｌの位置に、第１図の１
１０及び第４図の４１０のような形でそれぞれ設置した
。又、実施例１における第２の電極としては、外径φ２
ｆｌ、反応容器内での有効長さ７０ｍｍの寸法を有する
、第１の電極と同材質の棒を使用し、これを第１の電極
と基板表面との中間の位置（基板表面から１５ｍの位置
）に、第１図の１１１のように、第１の電極と平行とな
るような形で設置した。

第　　　１　　　表 上述のようにして形成された像形成部材は前露光器、帯
電器、像露光器及び表面電位計からなる帯電露光実験装
置に設置して、帯電能、光感度の測定を行った。

上記測定評価の結果を第２表に示す。

第２表中、帯電能とは、各試料に一定の帯電器の電圧（
＋　６．３ｋＶ　　０．２ｓｅｃ　＞でコロナ帯電した
際に得られる暗部表面電位であり、比較例１で作成した
試料の値を１００％とおき、相対値で示した。帯電能の
ムラとは、試料上での上記表面電位のバラツキであり、
上記帯電能測定を基体上の各位置で測定し７、上記暗部
表面電位の最大値と最小値を各々Ｖｍａｘ　、　　ＶＩ
ｌｉｎとしたとき比較例１で作成した堆積膜の（Ｖｍａ
ｘ　−Ｖ＋ａｉｎ　）　／　Ｖｍａｘを１００％とおき
、相対値で示した。

光感度とは、上記帯電後に露光を行い、得られた明部表
面電位と露光を行わない際の暗部表面電位との差であり
比較例１で作成した試料の暗部表面電位と明部表面電位
の差を１００％とおき相対値で示した。

第　　　　２　　　　表 注※比較例１を１００％とした場合の相対値第２表に示
す結果から、本発明の装置で作成した堆積膜は、帯電能
の向上、帯電能ムラの改善、及び光感度の改善の点で秀
れていることがわかった。

此ＭＪＩ！２ 比較例１で用いた従来のマイクロ波プラズマＣＶＤ装置
を用い、バイアス電圧の値以下は、比較例１と同一の膜
形成条件とし、実施例１で作成した堆積膜と同等の特性
の感光ドラムを得るためのバイアス電極に印加する電圧
が何■になるかの実験を行ったところ、バイアス電圧が
１００Ｖのときに実施例１と同等の特性（帯電能）の膜
を得ることができた。ところが、電極４１０に１ｏｏｖ
の電圧を加える上記堆積膜形成中に電極から基体へのス
パークが２回観測された。又このことにより基体の一部
にダメージが発生した。

このようなスパークは、第１の電極に６０Ｖの電圧を加
えて堆積膜を形成した本実施例１ではまったく観測され
なかった。

このような結果から、本発明のマイクロ波プラズマＣＶ
Ｄ装置を用いると、必要な膜質を得るための第１の電極
の電圧条件を低くおさえられることがわかった。また第
２の電極が基体と第１の電極の間にあることにより、第
１の電極から基体へ飛ぶスパークをまったくなくすこと
がわかった。

大箱１し−Ｌ醒比較上１−■ 実施例１で用いた本発明のマイクロ波プラズマＣＶＤ装
置、及び比較例１．　２で用いた従来のマイクロ波プラ
ズマＣＶＤ装置を用い、マイクロ波エネルギーを８０Ｗ
、１００Ｗ、１５０Ｗ。

２００Ｗ、３００Ｗに変化させた以外は実施例１、比較
例１と同一の条件で堆積膜の形成を行った。

形成された像形成部材を前露光器、帯電器、像露光器及
び表面電位計からなる帯電露光実験装置に設置して帯電
能、光感度の測定を行った。上記の測定結果を第３表に
示す。

第　　　３　　　表 の相対値（知 第３表に示す結果から明らかなように本発明の装置で形
成された像形成部材は、マイクロ波エネルギーを増加さ
せていくと効果が顕著になっていくことがわかる。また
、一般にマイクロ波エネルギーを高めると、堆積膜の形
成速度は増大するため、本発明の装置は高堆積速度の膜
形成に向いたものであることがわかった。

大１皿層重 第２（Ａ）図及び第２（Ｂ）図に示す本発明のマイクロ
波プラズマＣＶＤ装置及び第３（Ａ）図及び第３（Ｂ）
図に示す本発明外のマイクロ波プラズマ装置を用い、先
に詳述した手順に従って、外径φ１０８１Ｉ１１長さ３
５８鰭、厚さ５１ＩＩのアルミニウム製シリンダー上に
堆積膜を形成し電子写真用感光ドラムを作製した。該感
光ドラムは第５図のように下部より基体５０１、電荷注
入阻止層５０２、感光層５０３、表面層５０４から成る
もので第４表のような膜形成条件に従って堆積膜を形成
した。

ここで、実施例３における第１の電極、及び比較例４に
おける電極はともに外径φＬｏａｍのステンレス製の棒
を使用し、これを第２図の２１２及び第３図の３１２の
ように、その主要部分が放電空間の中央に位置されるよ
うにして、それぞれ反応容器内に設置した。又実施例３
における第２の電極としては外径φ１鴎で、第１の電極
と路間−の長さを有した同材質の棒を複数（１２本）使
用し、これらを第２　（Ｂ）図のように、第１の電極を
中心とした円周上に等間隔に配置した。このとき、第１
の電極、第２の電極及びシリンダー状基体は、それぞれ
平行となるようにし、第２の電極とシリンダー状基体と
の距離は５ｍに設定した。

第 表 上述のようにして形成された感光ドラムを、キャノン側
型ＮＰ−７５５０複写装置を感光ドラムの評価用に改造
した装置に設置しこ、前記実施例１．２、比較例１，２
．３と同様の項目について評価した。得られた評価結果
を第５表に示す。

第　　　　５　　　　表 第５表に示す結果から、本発明の装置により形成した大
面積の堆積膜においても帯電能の向上、帯電能ムラの改
善、光感度の改善の点で秀れていることがわかった。

上較斑】 比較例４で用いた本発明外のプラズマＣＶＤ装置を用い
、バイアス電圧の値以外は、比較例４と同一の膜形成条
件とし、実施例３で作成した堆積膜と同等の特性の感光
ドラムを得るためのバイアス？ｆｉ３１２に印加する電
圧が何■になるかの実験を行ったところ１０５■であっ
た。

上述のように形成された感光ドラムを、キャノン■製Ｎ
Ｐ−７５５０複写装置を感光ドラムの評価用に改造した
装置に設置して、前記の実施例１および比較例１と同様
の項目についての測定を行うと共に、同一ロット内すべ
ての感光ドラム１５本の画像を評価することで、画像欠
陥の評価を行った。

以上の結果および評価を第６表に示す。第６表中感光度
と帯電能ノ、うは今までと異なり、実施例３で作成した
感光ドラムの特性の値を１００％とした。

第　　　６　　　表 １Ｄ◎＝優れている　　　　△：実川用採用可能ではあ
るが問題を伴う○：実用上問題ない　　×：実用上採用
できない※　光感度および帯電能ム５　Ｆｌｔ＋９１１
３を１００％とした場合の相対値（翰 第６表に示す結果から明らかなように、本発明のマイク
ロ波プラズマＣＶＤ装置を用いると、同様の特性の感光
ドラムを得るため第１の電極に印加する電圧を低くおさ
えることができ、また第２の電極を設けることにより、
基体と第１の電極間にスパークが発生するのを全く防ぐ
ことがわかった。また作成した感光ドラムは画像の欠陥
もなく、帯電能ムラ、光感度の点でも秀れていることが
わかった。

大溝側Ｌ１叉碧ル慎（ 実施例３で用いた本発明のマイクロ波プラズマＣＶＤ装
置を用いて、マイクロ波エネルギーを８００Ｗ、１００
ＯＷ、１４００．Ｗ、２０００Ｗ。

３０００Ｗに変化させた以外は実施例３と同一の条件で
堆積膜の形成を行った。（実施例４）また、比較例で用
いた本発明外のプラズマＣＶＤ装置を用い、マイクロ波
エネルギーを８００Ｗ、１００ＯＷ、１４００Ｗ、２０
００Ｗ、３０００Ｗに変化させ、マイクロ波エネルギー
とバイアス電圧の値以外は比較例と同一の膜形成条件と
し、上記実施例４で作成した堆積膜と同等の特性の感光
ドラムを得るためのバイアス電極に印加する電圧が何■
になるかの測定を行った。

そして、マイクロ波エネルギーを８００Ｗ、１０００Ｗ
、１４００Ｗ、２０００Ｗ、３０００Ｗに変化させ、上
記の測定したバイアス電圧を用いた以外は比較例と同一
条件で堆積膜の形成を行った。（比較例６） 上述の実施例、比較例での堆積膜の形成中に生じたスパ
ークの回数の測定を行った。

また、上述のように形成された感光ドラムを実施例３及
び比較例４で用いたキャノン■製ＮＰ−７５５０複写装
置を感光ドラムの評価用に改造した装置に設置して実施
例３と同様の項目についての測定を行うと共に、比較例
５と同様にして画像欠陥の評価を行った。

以上の測定結果および評価を第７表に示す。

第 表 田◎：優れている　　　　△：実川用採用可能ではある
が問題を伴う○：実用上問題ない　　×：実用上採用で
きない※　帯電能ムラ、光感度は実茄最１１４を１００
％とした場合の相対値（（４）第７表に示す結果から明
らかなように、第２（Ａ）図、第２（Ｂ）図に示す本発
明のプラズマＣＶＤ装置においても、マイクロ波エネル
ギーを増加させていくと、効果も顕著になっていくこと
がわかった。また本発明の装置は高堆積速度で大面積の
膜形成に向いたものであることがわかった。

大施斑ｌ 実施例３で使用した本発明のマイクロ波プラズマＣＶＤ
装置において第１の電極にかけるバイアス電圧を６０Ｖ
とし、第２の電極にかける電圧を変化させた以外は実施
例３と同一条件で堆積膜を作成した。比較のために比較
例４で使用し、た装置を用い、電極にかけるバイアス電
圧を実施例と同一の６０Ｖにした以外は比較例４と同一
の条件で堆積膜を作成した。このように作成した堆積膜
を実施例３で用いた感光ドラムの評価用に改造した装置
に設置し、帯電能の測定を行った。この結果を第６図に
示す０図中横軸は第１の電極の電圧を１００％とした時
の第２の電極の電圧の％を示す。

縦軸は比較例で作成した堆積膜の暗部表面電位を１００
％としたときの本発明の装置で作成した堆積膜の暗部表
面電位の相対値（帯電能）を示す。

なお、第２の電極の電圧が第１の電極の電圧より大きい
と第２の電極から基体へ飛ぶスパークが多くなり、良質
な堆積膜は得られなくなった。

第６図に示す結果から明らかなように、第２の電極の電
圧が第１の電極の電圧の５０％から逆極性で絶対値が５
０％の範囲で本発明の効果がみられる。第２の電極の電
圧が第１の電極の電圧の５０％を越えた範囲では本発明
の効果はほとんど見られない、一方、第２の電極の電圧
が、第１の電極の電圧と逆掘性で絶対値が５０％を越え
ると第１の電極から第２の電極を通過して、基体へ流れ
る電流が減るためやはり本発明の効果が小さくなってく
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のマイクロ波プラズマＣＶＤ装置の代表
的な例を示す透視略図である。第２（Ａ）図及び第２　
（Ｂ）図は本発明の装置を電子写真用像形成部材の作成
に応用した場合の好ましい一例を示す縦断面図および横
断面図である。第３（Ａ）図及び第３　（Ｂ）図は、従
来装置に、バイアス電圧の印加手段を備えた構成の本発
明外である堆積膜形成装置の縦断面図および横断面図で
ある。第４図は、従来装置の透視略図である。 第５図は、実施例、比較例で形成した像形成部材の模式
的断面図である。 第６図は、第２の電極の電圧と帯電能の関係を示す図で
ある。 第１乃至４図において、１０１，２０１．３０１４０１
・・・反応容器、ｔｏ　２，２０２，３０２，４０２・
・・マイクロ波導入窓、＋０３．２０３，３０３゜４０
３・・・導波管、１０４，２０４，３０４，４０４・・
・排気管、１０５，２０５，３０５．４０５・・・基体
、１０６，２０６，３０６，４０６・・・放電空間、１
０７．２０７，３０７，４０７・・・ヒーター１０８．
２０８，３０８，４０８・・・原料ガス供給管、２０８
’、３０Ｂ’　・・・原料ガス放出ノズル、ｔｏ９，２
１１，３１１，４０９・・・第１のバイアス電源、１１
０，２１２，３１２，４１０・・・第１のバイアス電極
、１１１，２１．３・・・第２のバイアス電極、１１２
．２１４・・・第２のバイアス電源、２０９．３０９・
・・回転軸、２１０．３１０・・・外部駆動モーター 第５図において、５０１・・・支持体、５０２・・・電
荷注入阻止層、５０３・・・感光層、５０４・・・表面
層。 第１図 第２　（Ａ）図 ａｓ 第３（Ａ）図 第２（Ｂ）図 第３（Ｂ）ｒｌＡ 第 図 第 因

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 真空気密可能な反応容器と、前記反応容器内に配置され
   た基体と、前記反応容器内に反応用原料ガスを導入する
   手段と、前記反応容器内にマイクロ波を導入する手段を
   少なくとも備え、前記反応容器内に導入された原料ガス
   及びマイクロ波エネルギーによって原料ガスに由来する
   マイクロ波プラズマによる放電空間を形成し、前記基体
   上に堆積膜を形成するマイクロ波プラズマＣＶＤ装置で
   あって、前記反応容器内に第１の電極と、前記第１の電
   極と前記基体との間に第２の電極を設け、前記基体と前
   記第１の電極との間に電界がかかるように前記第１の電
   極に電圧をかけ、かつ前記第２の電極に前記第１の電極
   にかけた電圧とは異なる電圧をかけられるように前記第
   １の電極と第２の電極を配置したことを特徴とするマイ
   クロ波プラズマＣＶＤ装置。