JPH02277777A - マイクロ波プラズマｃｖｄ法による堆積膜形成装置及び堆積膜形成方法 - 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、基体表面上に堆積膜、とりわけ機能性堆積膜
、特に半導体デバイス、電子写真用感光体デバイス、画
像入力用ラインセンサー、↑最像デバイス、光起電力デ
バイス等に有用な単結晶質、または非単結晶質の機能性
堆積膜を形成するマイクロ波プラズマＣＶＤ法による改
善された堆積膜形成装置に関する。

〔従来の技術の説明〕

従来、半導体デバイス、電子写真用感光体デバイス、画
像人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例えば水素または／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（Ａ−５ｉ（Ｈ，Ｘ））等の非単結晶質の堆積膜
またはダイヤモンド薄膜のような結晶質の堆積膜が提案
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、すなわ
ち、原料ガスを直流または高周波、或いはマイクロ波に
よる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基
体表面上に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。

特に近年マイクロ波グロー放電分解を用いたプラズマＣ
ＶＤ法すなわちマイクロ波プラズマＣＶＤ法が工業的に
も注目されている。このマイクロ波プラズマＣｖｂ法は
、他の方法に比べ高デポジション速度と高い原料ガス利
用効率という利点を有している。こうした利点を生かし
たマイクロ波プラズマＣＶＤ法の１つの例が、特開昭６
０−１８６８４９号公報に記載されている。該公報に記
載の装置は、マイクロ波工名ルギーの導入手段を取り囲
むように基体を配置して内部チャンバー（即ち放電空間
）を形成するようにして、ガス利用効率を非常に高める
ようにしたものである。

また、特開昭６１−２８３１１６号公報には、半導体部
材製造用の改良形マイクロ波プラズマＣＶＤ法およびこ
れに適した装置が記載されている。すなわち、当該公報
には、プラズマ空間中にプラズマ電位制御として電極を
設け、この電極に所望の電圧を印加して堆積膜へのイオ
ン衝撃を制御しながら膜堆積を行うようにして堆積膜の
特性を向上させる方法が開示されている。

このような従来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５　（Ａ）図の模式的
縦断面図および第５　（Ｂ）図の模式的横断面図で示さ
れている装置構成のものである。

図において５０１は反応容器であり、真空気密化構造を
成している。また、５０２は、マイクロ波電力を反応容
器内に効率よく透過し、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）
で形成されたマイクロ波導入用誘電体窓である。５０３
はマイクロ波電力の伝送部で導波管より成っており、ス
タブチューナー（図示せず）、アイソレーター（図示せ
ず）を介してマイクロ波電源（図示せず）に接続されて
いる。誘電体窓５０２は反応容器内の雰囲気を保持する
ために導波管５０３内壁に気密封止されている。５０４
は一端が反応容器５０１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。５０６は円筒
形基体５０５により囲まれた放電空間を示す。なお、い
ずれの円筒形基体も、ヒーター５０７を内蔵する円筒形
ホルダー上に設置されており、各個のホルダーは、駆動
手段（回転モーター）５１０により、適宜回転されるよ
うになされている。さらに電源５１１によりバイアス電
極５１２を通して放電空間に電気的バイアスを印加する
構造を有している。

こうした第５　（Ａ）図および第５　（Ｂ）図に示され
る従来の堆積膜形成装置による堆積膜形成は、以下のよ
うにして行われる。

まず真空ポンプ（図示せず）により排気管５０４を介し
て、反応容器５０１を排気し、反応容器内圧力即ち内圧
をＩ　Ｘ　Ｉ　Ｏ−’Ｔｏｒｒ以下程度に調整する。つ
いでヒーター５０７により、円筒形基体５０５を膜堆積
に好適な温度に加熱保持する。そこで原料ガスを不図示
のガス導入部を介して、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、水素ガス等
の原料ガスが反応容器５０１内に導入される。そしてマ
イクロ波電源（図示せず）により周波数５００ＭＨｚ以
上の、好ましくは２．４５ＧＨｚのマイクロ波を発生さ
せ、導波管５０３を通し、誘電体窓５０２を介して反応
容器５０１内に導入される。それと同時併行的にバイア
ス電極５１２に所定の電圧を印加する。かくして円筒形
基体５０５により囲まれた放電空間５０６において、原
料ガスはマイクロ波のエネルギーにより励起されて解離
し、円筒形基体５０５表面に堆積が行われる。この時、
円筒形基体５０５を基体中心軸の回りに回転させること
により、円筒形基体５０５全周に渡って堆積膜が形成さ
れる。

上述のような装置を用いることにより、比較的厚い光電
性材料をある程度の畜速の堆積速度と比較的高い原料ガ
ス利用効率で製造することが可能となった。

しかし、これらの従来のマイクロ波プラズマＣＶＤ法に
よる堆積膜形成装置では、特に堆積速度の早い領域で、
例えば電子写真感光体のように大面積の比較的厚い堆積
膜が要求されるものの製造については、均一膜質で光学
的及び電気的緒特性の要求を満足するものを定常的に安
定して高収率（高歩留まり）で得るについては、かなり
の熟練を要するという問題点がある。

すなわち、大面積の基体上に高堆積速度で、かつ原料ガ
スの利用効率を高い状態に維持させて堆積膜を形成させ
るためには、反応容器内に大きなマイクロ波電力を導入
する必要がある。一般にマイクロ波を反応容器内に導入
してプラズマにより膜堆積を行う場合、原料ガスを一定
の流量にしてマイクロ波電力を上げていくと原料ガスが
まだ完全には分解はされていないため、マイクロ波電力
を上げるにしたがって成ｖ４速度の上がる領域（パワー
リミットの領域）と原料ガスがすべて分解されたためマ
イクロ波電力を上げても成膜速度が変わらない領域（フ
ローリミットの領域）に分けられる。パワーリミットの
領域では、原料ガスの利用効率が小さいと同時に分解さ
れずに残った原料ガスが気相中あるいは基体上の反応で
悪影響を与えるため、できた堆積膜の特性は低いものと
なる。

またフローリミットの領域でも、原料ガスを分解するこ
とに余剰のエネルギーは分解種の内部エネルギーとなり
基体上のサーフエイス・モビリティ−を上げるため、反
応容器内に導入するマイクロ波の電力の大きいほど特性
の良い堆積膜となる。

このように、大きなマイクロ波エネルギーを反応容器内
に導入する場合、マイクロ波導入方法としては、マイク
ロ波透過性に優れた誘電体窓を設けた導波管を用いるの
が一般的であるが、このような大きなエネルギーを誘電
体窓を用い導波管で導入する場合、反応容器内のマイク
ロ波のエネルギー密度は非常に大きなものとなってしま
う。

特に基体端部などは、電界が集中しやすく、またマイク
ロ波導入手段近傍では、他の部分に比ベマイクロ波エネ
ルギー密度が大きく、そのために昇温が激しく堆積膜の
ｆ、１１がれが生じ、膜欠陥の原因となり得る。こうし
た問題点を解決する１つの方法として特公昭６１−５３
４３２号公報に開示されているような補助基体を設ける
ことが提案されている。しかし、従来のＲＦ方弐による
堆積膜形成では効果のあるこの方法も、導波管によりマ
イクロ波を導入するマイクロ波プラズマによる堆積膜形
成方法においては、ある場合は、効果が半減してしまう
こともあった。従来のＲＦ方弐による堆積膜形成におい
ては補助基体の材質はプラズマに浸されないものであれ
ばいずれでもよいが、マイクロ波プラズマＣＶＤ法にお
いては補助基体の材質が電子の吸収体である金属等の場
合は補助基体の昇温が激しく補助基体に付着した堆積膜
に判がれが生じ基体表面の堆積膜を汚染してしまう。

また電子写真感光体、太ＩＫＪＳ電池等の大面積が要求
されるデバイスでは、補助基体の昇温のため、温度ムラ
が発注し均一な膜質を有する堆積膜が得られにくいとい
うこともある。さらに、堆積膜の特性を実質的に向上さ
せるため、放電中に前記プラズマ電位制御のための電極
を設けた場合、マイクロ波導入部近傍ではプラズマ密度
が高く、特に補助基体の材質が導電性物質である場合、
その端部との間に過剰な電界が生じ、スパッタ等の作用
により補助基体からの不純物が堆積膜中へ入り込み特性
を悪化させている場合があるという現象も認められてい
る。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上述のごとき従来の堆積膜形成装置に
おける諸問題を克服して、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等に有用な優れた特
性を有する機能性堆積膜を、マイクロ波プラズマＣＶＤ
法によリ、安定して歩留まり良く、且つ高速堆積速度で
形成し得る改善された堆積膜形成装置を提供することに
ある。

本発明の更なる目的は、マイクロ波プラズマＣＶＤ法に
よりアモルファスシリコン堆積膜等の非単結晶質堆積膜
およびダイヤモンド堆積膜等の単結晶堆積膜であって特
性に優れた膜を形成し得るマイクロ波プラズマＣＶＤ法
による改善された堆積膜形成装置を提供することにある
。

〔発明の構成・効果］ 本発明の堆積膜形成装置は、減圧にし得る反応容器内に
原料ガスおよびマイクロ波エネルギーを導入し、前記反
応容器内にプラズマを生じさせ、前記プラズマを取り囲
むように複数の円筒形基体を配置させた装置構成の量産
型マイクロ波プラズマＣＶＤ法による堆積膜形成装置で
あって、少なくともその表面が、 ■　電気的に絶縁性であること、 ■　使用するマイクロ波の周波数における比誘電率（ｓ
）と誘電正接（ｔａｎδ）の積が２Ｘ１０−”以下であ
ること を満たす材質よりなる補助基体を、前記基体のマイクロ
波エネルギー導入手段近傍に位置する部分の一端に、前
記基体と相接するように設け、かつ前記プラズマ内に設
けたバイアス電極により、前記プラズマの電位制御を行
いながら前記基体表面に膜形成を行うことを特徴として
いる。

本発明者らは従来の堆積膜形成装置における前述の問題
を克服して、前述の本発明の目的を達成すべく鋭意研究
を重ねたところ、以下に述べるような知見を得た。

マイクロ波プラズマＣＶＤ法により、特性のよいアモル
ファスシリコンのような機能性堆積膜を基体上に原料ガ
スの利用効率よ（高速に堆積するためには反応容器の中
に高電力のマイクロ波を導入することは不可欠のことで
ある。

さらに、原料ガスの利用効率を窩めるために、マイクロ
波導入部を基体が取り囲むような装置構成となることが
有効である。この場合、基体の端部がマイクロ波のエネ
ルギー密度の高い部分に位置するため、基体の端部に電
界が集中したり、激しく昇温しでしまう。このため端部
の堆積膜は水素の離脱等の原因で剥がれやすく堆積膜を
汚染する。そこで基体の端部に補助基体を設けることに
より基体端部のｌｌ！！！剥がれはおさまるが、補助基
体の材質が電子の吸収体である金属等である場合は、補
助基体の昇温が激しく補助基体に付着した堆積膜が剥が
れやすくなり基体表面上の堆積膜を汚染してしまうこと
がある。また補助基体の昇温により基体への熱伝導で基
体の温度にムラができてしまう。このことは特に電子写
真感光体、太陽電池等の大面積が要求されるデバイスで
は膜質の均一性の点で問題となる。またこのことは同時
に放電に用いられる実質的なマイクロ波電力の減少とな
る。

また特に堆積膜の特性を実質的に向上させるため放電空
間中にプラズマ電位制御のための電極を設はプラズマ電
位をＩＩＩ　ｍする場合には、チャージアップを無くし
基体上へのイオン衝撃を制御する必要があるため、基体
表面は良好な導電性であることが要求される。一方、マ
イクロ波導入窓近傍の補助基体表面が導電性であるとイ
オン密度はマイクロ波導入窓近傍が特に大きいため、イ
オン電位制御用電極からの電流は、大部分が補助基体へ
流れてしまうため基体上の堆積膜の膜質を向上させるた
めに・は電極に非常に大きい電流を流す必要がある。こ
れは補助基体を基体とは電気的に分離した場合において
も生じ表面が導電性であると一旦補助基体へ流れ、プラ
ズマを通して補助基体から逃げる電流が無視できないた
めであり、いずれにしても大きな問題となる。

このように、基体のみに効率良く電位制御′ｎを行う点
で補助基体の表面の材質は絶縁物を用いることでイオン
制御できる。

さらに補助基体の表面が導電性であると補助基体の端部
等へのスパーク等の異常放電も起き易くなる。この際に
は放電が不安定となる他に、補助基体からスパッタ等の
作用で不純物が堆積膜へ入り込む場合があり、部分的に
堆積膜の特性を著しく悪化させるという現象も生じる。

よって、補助基体表面を絶縁化することにより上記のよ
うな放電の不安定及び堆積膜の特性悪化を防ぐことがで
きる。

つまり本発明では、単に補助基体を設けるだけでなくそ
の材質を規定することが非常に重要にな９てくる。そこ
で、本発明者らは、この補助基体の材質を色々変えるこ
とに注目し検討を行った。

そして、その結果、この補助基体の材質を、使用するマ
イクロ波の周波数での比誘電率＜１＞　と誘電正接（ｔ
ａｎδ）の積が２Ｘ１０−”以下でありかつ電気的に絶
縁性である場合において非常に優れた効果を示すことが
わかり、本発明を完成させたものである。

上記のような構成をなす本発明の堆積膜形成袋！は代表
的には第１　（Ａ）図および第１　　（Ｂ）図に示すも
のである０図において１０１〜１１２はそれぞれ第５図
における５０１〜５１２と同じである。さらに本発明で
は１１３で示される補助基体の材質が限定されており、
その材質は電気的に絶縁性でありかつｊｔａｎδ≦２Ｘ
１０−”で示されるものである。またこの本発明である
堆積膜形成装置による堆積膜の形成方法は前述の例と全
く同様である。

本発明で、補助基体表面の材質としては前述のとおり良
好な絶縁物でかつ使用するマイクロ波の周波数における
比誘電率（ｓ）と誘電正接（ｔａｎδ）の積が２Ｘ１０
−”以下の条件を満たすアルミナ（ＡＩｔｚＯ３）、酸
化ベリリウム（Ｂｅｄ）　、窒化ボロン（ＢＮ）、炭化
珪素（Ｓ　ｉ　Ｃ）　、窒化珪素（ＳｉＮ）等のセラミ
ックス、酸化珪素（ＳｉＯ□）、またはこれらの１つま
たは複数の組合わせを主成分とする材質が挙げられる。

これらの材料を補助基体表面に設ける際の厚さは１０μ
ｍ以上が必要であり、より好ましくは５０μｍ以上にお
いて良好な結果を示す。補助基体へのこれらの材料によ
る表面層の形成方法としては、ＣＶＤ法等の化学反応法
、真空蒸着法、スパッタ法等の物理的方法、液層法、固
相反応法等いずれでも良いが経済性、耐久性などの要請
から、プラズマ溶射法または補助基体そのものをこれら
の材質により作成することがより好ましい。

本発明では、放電空間の圧力がいずれの領域でも効果が
現れたが、特に５０ｍＴｏｒｒ以下、好ましくは３０ｍ
Ｔｏｒｒ以下で特に良好な結果が再現良く得られた。

本発明での、反応容器内へのマイクロ波導入窓の材質と
しては、アルミナ（Ａｌｘ（ｈ＞、窒化アルミニウム（
ＡＩｔＮ）、窒化ボロン（ＢＮ）、窒化珪素（Ｓ、ｉ　
Ｎ）　、炭化珪素（ＳｉＣ）、酸化珪素（Ｓ　ｒ　Ｏｘ
　）　、酸化ベリリウム（Ｂｅｄ）、テフロン、ポリス
チレン等マイクロ波の損失の少ない材料が通常使用され
る。

本発明における基体の加熱方法は、真空仕様である発熱
体であればいずれでもよく、より具体的にはシース状ヒ
ーターの巻き付はヒーター、板状ヒーター、セラミック
スヒーター等の電気抵抗発熱体、ハロゲンランプ、赤外
線ランプ等の熱放射ランプ発熱体、液体、気体等を温媒
とし熱交換手段による発熱体等が挙げられる。加熱手段
の表面材質は、ステンレス、ニッケル、アルミニウム、
銅等の金属類、セラミックス、耐熱性高分子樹脂等を使
用することができる。また、それ以外にも、反応容器以
外に加熱専用の容器を設け、加熱した後、反応容器内に
真空中で基体を搬送する等の方法も使用することができ
る。

本発明では、堆積膜の原料ガスとしては、例えばシラン
（ＳｉＨａ）、ジシラン（Ｓｉ２Ｈ４）等のアモルファ
スシリコン形成原料ガス、ゲルマン（ＧｅＨ４）、メタ
ン（ＣＨ４）等の他の機能性堆積膜形成原料ガスまたは
それらの混合ガスが挙げられる。

希釈ガスとしては水素（Ｈ２）、アルゴン（Ａｒ）、ヘ
リウム（Ｈｅ）等が挙げられる。

又、堆積膜のバンドギャップ幅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（ＮＨａ
）等の窒素原子を含む元素、酸素（０よ）、酸化窒素（
Ｎｏ）、酸化二窒素（Ｎ、ｏ）等酸素原子を含む元素、
メタン（ＣＨａ）、エタン（ｃｚＨｂ）、エチレン（Ｃ
２Ｈ４）　、アセチレン（ＣｚＨ２）、プロパン（Ｃ３
ＨＩ　）等の炭化水素、四フッ化珪素（ＳｉＦ、）、六
フッ化二珪素（ＳｉｚＦ６）、四ツ１．化ゲルマニウム
（ＧｅＦ４）等の弗素化合物またはこれらの混合ガスが
挙げられる。

また、ドーピングを目的としてジボラン（Ｂ、Ｈ６）、
フン化はう素（ＢＦｚ）、ホスフィン（ＰＨ３）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。

基体材料としては、例えば、ステンレス、Ａ１゜Ｃｒ　
　Ｍｏ、Ａｕ、Ｉｎ、Ｎｂ、Ｔｅ、Ｖ、Ｔｉ。

Ｐｔ、Ｐｄ、Ｆｅ等の金属、これらの合金または表面を
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。

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、アモルファスシリコンを堆積する場合は２０
℃以上５００℃以下、好ましくは５０℃以上４５０℃以
下が良好な効果を示すため好ましい。

本発明では、電極と基体間に発生させる電界は直流電界
が好ましく、又、電界の向きは電極から基体に向けるの
がより好ましい。電界を発生させるために電極に印加す
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２００ｖ以下が適する。直流電
圧波形としては、特に制限はなく、本発明では有効であ
る。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
流機により整流された時間によって大きさが変化する脈
動電圧でも本発明は有効である。

また、交流電圧を印加す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
用的には低濁波では５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ、高周波で
は１３．５６ＭＨｚ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
の波形でもよいが、実用的には、サイン波が適する。但
し、この時電圧は、いずれの場合も実効値を言う。

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ｌ鶴以上５ＣＪｌ以下
の円筒状の形状が好ましい。この時、電極の長さも、基
体に電界が均一にかかる長さであれば任意に設定できる
。

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′！ｆ、ステンレス、Ａｆ、
Ｃｒ、Ｍｏ、Ａｕ、’Ｉｎ、Ｎｂ、Ｔｅ。

Ｖ　＋　Ｔ　ｉ　＋　Ｐ　ｔ　、　Ｐ　ｄ　、　Ｆ　ｅ
等の金属、これらの合金また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。

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、または
プリンター用感光体のほか、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成にも応
用が可能である。

本発明は、マイクロ波を使用するいずれの装置にも適用
が可能であるが、特に、放電空間を囲むように基体を設
け、少なくとも基体の一端側から導波管によりマイクロ
波を導入する構成の装置に対して大きな効果がある。

また特にマイクロ波に依って形成された放電空間内に電
極を設はイオン電位を制御する堆積膜形成装置に対して
大きな効果がある。

〔実施例〕

以下、本発明の効果を実施例および比較例に従い、具体
的に説明するが、本発明のマイクロ波プラズマによる堆
積膜の形成方法および装置はこれらによって何等限定さ
れるものではない。

例１　　び　　Ｉ′１ 第１　（Ａ）、（Ｂ）図に示すマイクロ波プラズマＣｖ
Ｄ装置を用い、先に詳述した手順に従って外径φ１０８
ｆｉ、長さ３６０ｆｉ、厚さ５鶴のアルミニウム製シリ
ンダーを基体として用い、第２図のような支持体２０１
、電荷注入阻止層２０２、感光層２０３、表面層２０４
からなる電子写真用感光ドラムを作成した。

ここで実施例１としては、補助基体１１３゜１１４とし
て外径φ１０８鶴、長さ５０鶴Ｃ×ｔａｎδの値が１０
−１であるアルミナ（ＡｊｌｔＯｉ）を主成分とするセ
ラミックスを用い、又、比較例１としでは、補助基体１
１３，１１４に上記実施例１に用いたものと同形状で材
質がシリンダーと同材質のアルミニウム製のものを用い
、これらをそれぞれアルミシリンダー１０５とともに第
１図の位置関係となるように反応容器内に設置した状態
で膜形成を行った。

膜形成条件は、実施例１、比較例１とも第１表に示す条
件で行った。

このようにして作成し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
置に設置して画像欠陥の評価を行った。評価結果を上記
膜形成中に行った放電状態の観察結果とともに第２表に
示す。

なお、画像欠陥の評価方法としては同一ロット内のすべ
ての感光ドラム（６本）の画像を目視にて評価し、次の
ようなランク付けを行うことにより実施した。

◎・・・すべて合格 ○・・・一部の感光ドラムに実用上支障のない画像欠陥
あり △・・・一部使用不可の感光ドラムあり×・・・すべて
の感光ドラムが使用不可である。

第２表に見られる通り比較例１では補助基体１１３．１
１４の材質としてアルミニウムＣＡＩ＞を使用している
ため成膜中にバイアス電極１１２．２１２から補助基体
へ飛ぶスパークが１回観測された。又、成膜中に上部の
補助基体１１３−より剥がれた堆積膜の１部が、基体１
０５上に付着したため実用上支障のないレベルの小さな
画像欠陥が１部の感光ドラムに認められた。しかし、実
施例１ではこれらの問題点はいずれも認められなかった
。

又、上記画像欠陥の評価と併行して帯電能、光感度の測
定も行ったが、これらいずれの項目についても比較例１
の感光ドラムと比べて実施例１の感光ドラムに優位性が
認められた。

止較■又 実施例１と同等の帯電能、光感度を得るためにバイアス
電極１１２に印加するバイアス電圧を増加させた以外は
比較例１と同一の条件で感光ドラムを作成し同様の評価
を行った。その結果、帯電能、光感度の点において実施
例１の感光ドラムと路間等の値を得るについては、バイ
アス電極電流が１５Ａとなるまでバイアス電圧を増加さ
せる必要があることが１１！ｖ２された。尚、このとき
の放電中のスパーク回数は３回に増加した。

２び　３ 堆積膜を形成する際のマイクロ波エネルギーを変化させ
た以外は、実施例１、比較例１と同一の条件で感光ドラ
ムを作成し、実施例１、比較例１と同様のスパーク回数
の観察、画像欠陥の評価を行った。又、これと併行して
、比較例２と同様の方法により、比較例において実施例
と同等の性能を得るために必要なバイアス電流の増加率
を調べた。上記バイアス電流の必要増加率は、実施例の
バイアス電流を１００％とした際の相対値として示した
。これらの結果を、変化させたマイクロ波エネルギーの
値と共に第３表に示す。第３表にみられるように本発明
の効果はマイクロ波エネルギーを増加させていくと顕著
になっていくことがわかる。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が増大するため、本発明
の方法は高堆積速度の膜形成に適した方法であることが
確認された。

北較■工 第１　（Ａ）、（Ｂ）図に示すマイクロ波プラズマＣＶ
Ｄ装置を用い、補助基体１１３．１１４を取り除き、ア
ルミシリンダーがむき出しの状態で放電空間にさらされ
るようにした以外は、これまでの実施例、比較例と同様
の条件で感光ドラムを作成した。

本比較例においては、上記むき出しの状態のアルミシリ
ンダ一端部と誘電体窓１０２との間の相対的位置関係を
変化させて上記感光ドラムの作成を行った。上記位置関
係の変化は上下の導波管１０３の長さを変え上下の誘電
体窓１０２の間隔を調節することにより行った。

作成された感光ドラムは、ＨＥＬＭＵＴ　ＦＴＳＣＩｆ
ＥＲ社製のウズ電流による膜厚測定装置によるドラム各
部の膜厚測定に供し、また前述の実施例、比較例と同様
の電位特性等の評価に供した。

まず第３図に示すように、上下の誘電体窓３０２の間隔
を狭め導波管３０３が基体３０５と一部重なるようにし
て膜形成を行った０作成された感光ドラムは膜厚測定の
結果、導波管３０３の端面に対応する位置３１５で急激
な膜厚の変化が認められた。又、この膜厚変化と対応し
てドラム端部に向かうほど急激に帯電能が低下するとい
う帯電能の不均一性が観察され、感光ドラムとしては、
ドラム両端の非画像部を大きくとらなければ実用に供し
得ないか、又は同一のコピーサイズを得るためには、よ
り長い感光ドラムが必要となるという、いずれにしても
非実用的なことを示唆する結果が得られた。さらに上記
感光ドラムの端部に近い一部分には、高いマイクロ波エ
ネルギーにさらされることに起因するとみられる堆積膜
の剥離も一部認められた。

次に第４図に示すように上下の誘電体窓４０２の間隔を
広げ導波管４０３が基体４０５に重ならないようにして
成膜を行ったところ、前述の導波管４０３が基体４０５
に一部重なった場合に比べ、マイクロ波の反射波の増加
、デポジシランレートの低下、感光ドラムの特性の低下
及び上下方向の特性の不均一性が認められた。

このように補助基体を使用しない方法は、実用上非常に
大きな問題のあることがｆｌｍされた。

大組■主 補助基体１１３．１１４をεＸ　ｔａｎδΦ値が７×１
０−４である石英ガラスに代えた以外は、実施例２と同
様の膜形成条件で感光ドラムを作成し同様の評価を行っ
たところ、第４表のような結果が得られた。

尚本実施例に用いた補助基体の表面は堆積膜の密着性の
向上のためアルミナ製ビーズを用いた液体ホーニング法
により粗面化処理を施した８石英ガラスはアルミナセラ
ミックスに比べＡ−３ｉ膜の密着性がやや悪いため画像
欠陥の改善の効果は小さいが、他の効果はアルミナセラ
ミックスと同様に良好で実用上適当であった。

災施■玉 補助基体１１３．１１４としてステンレス円筒表面にａ
ｘｔａｎδの値が９Ｘ１０−”であるアルミナセラミッ
クス（ＡｉＯｆｆ）を３００μｍの厚さで容射したもの
を用いた以外は、実施例１と同様の膜形成条件で感光ド
ラムを作成し同様の評価を行ったところ、実施例１と全
く同等の良好な結果が得られた。

去施■立 アルミニウム、マグネシウム、ケイ素、酸素、水素を構
成成分とし、これら成分の含有比率及び焼成条件を変え
、εｘ　ｔａｎδΦ値を３ＸＩＱ”ａ〜５　Ｘ　Ｉ　Ｑ
−”の範囲で変化させた数種のセラミックスを実施例４
と同様の方法でステンレス円筒表面に設けて補助基体を
作成し、実施例１と同様にして感光ドラムを作成し、同
様の画像欠陥の評価を行った。その結果を第５表に示す
。

第５表から明らかなように、εＸ　ｔａｎδの値が大き
くなると、画像欠陥の数が増すが、本発明の範囲の値の
ものはいずれも極めて良好な結果を示すことがわかった
。

第 表 第 表 〔発明の効果の概要〕 本発明のマイクロ波プラズマＣＶＤ装置によれば、プラ
ズマ中のイオン制御が効率良く行われ、また放電の安定
化均一化が実現されるために、良好な特性の堆積膜が大
面積に亘って均一な状態で得られる。

更に本発明のマイクロ波プラズマＣＶＤ装置にまれば、
補助基体）の膜の密着性が改善され、またスパーク等も
生じにくくなることから、堆積膜の欠陥を大幅に低減す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１　（Ａ）図は本発明によるマイクロ波プラズマＣＶ
Ｄ法による堆積膜形成装置を示す模式的縦断面図であり
第１　（Ｂ）図は模式的横断面図を示す、第２図は実施
例及び比較例で作成した電子写真怒光体の層構成を示す
図である。第３図、第４図は比較例２における基体の位
置関係を示すための図であり共に第１　（Ａ）図の上部
の一部を示したものである。第５　（Ａ）図及び第５（
Ｂ）図は従来の装置を示す模式的縦断面図及び模式的横
断面図である。 図において、 １０１．３０１，４０１．５０１・・・反応容器、１０
２．３０２，４０２，５０２・・・マイクロ波導入窓、
１０３．３０３．４０３．５０３・・・導波管、１０４
．５０４・・・排気管、 １０５．３０５，４０５．５０５・・・円筒形基体、１
０６．３０６，４０６，５０６・・・放電空間、１０７
．５０？・・・加熱用ヒーター １０８．３０８，４０８．５０８・・・原料ガス導入管
、１０９．５０９・・・回転軸、 １１０．５１０・・・駆動モーター １１１．５１１・・・バイアス電源、 １１２．３１２，４１２．５１２・・・バイアス電極、
１１３．１１４・・・材質限定補助基体、５１３．５１
４・・・補助基体、 ２０１・・・基体（支持体）、 ２０２・・・電荷注入阻止層、２０３・・・光導Ｔｉ層
、２０４・・・表面層。 第１（Ａ）図 第 図 第１（Ｂ）図 第 図 よあ 第 図 第５（Ａ）図 ａｓ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）減圧にし得る反応容器内に原料ガスおよびマイク
   ロ波エネルギーを導入し、前記反応容器内にプラズマを
   生じさせ、前記プラズマを取り囲むように複数の円筒形
   基体を配置させた装置構成の量産型マイクロ波プラズマ
   ＣＶＤ法による堆積膜形成装置であって、少なくともそ
   の表面が、（ｉ）電気的に絶縁性であり且つ（ｉｉ）使
   用するマイクロ波の周波数における比誘電率（ｓ）と誘
   電正接（ｔａｎδの積が２×１０＾−＾２以下であるこ
   との（ｉ）および（ｉｉ）の条件を満足する材質の補助
   基体を、前記基体のマイクロ波エネルギー導入手段近傍
   に位置する部分の一端に、前記基体と相接するように設
   け、且つ前記プラズマ内に設けたバイアス電極により、
   前記プラズマの電位制御を行いながら前記基体表面に膜
   形成を行うように構成したことを特徴とするマイクロ波
   プラズマＣＶＤ法による堆積膜の形成装置。
2. （２）前記補助基体表面がアルミナ（Ａｌ＿２Ｏ＿３）
   セラミックスで構成れている請求項１に記載のマイクロ
   波プラズマ法による堆積膜形成装置。