JPH03219081A - 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ＣＶＤ
装置に関する。

〔従来技術の説明〕

従来、半導体デバイス、電子写真用感光体、画像人力用
ラインセンサー、撮像デバイス、光起電力デハイス、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（Ｈ，Ｘ）　
　″という。）等のアモルファス材料で構成された半導
体等用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、高周波、又はマイクロ波等の放電エネ
ルギーによって分解し、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法によるプラ
ズマＣＶＤ法が注目され、工業的利用への研究がなされ
て来ている。

こうした代表的なマイクロ波グロー放電分解法によるＣ
ｖＤ装置が特開昭５９−０７８５２８号公報に開示され
ている。そしてさらには特開昭６１−２８３１１６号公
報にはマイクロ波ＣＶＤ法による改良された装置の開示
があり、該公報には放電空間中に電極を設置し所望の電
圧を印加して放電空間のプラズマ電位を制御することに
より、堆積種のイオン衝撃を制御しながら膜堆積を行う
方法が記載されており、該方法によれば形成されるｎり
の特性が実質的に向上することが開示されている。

こうした、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４および第５図に示すもの
である。

第４図は１つの基板を設置するタイプを示し、第５図は
複数の基板を同時に設置できるタイプを示している。

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。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。さらに、４０９４１０はそれぞれプラ
ズマ電位を制御するためのＮ源および電極を示している
。

第５図に示す装置の説明は概略第４図と同じであるがた
だ１つ異なるところは５０５で示す基体であり、電極５
１０の方向に沿って複数からなっている。

こうした従来の堆積膜形成装置による堆積膜形成は例え
ば第４図の装置を用いたときには概略以下のように行わ
れる。

即ち、真空ポンプ（図示せず）により、反応容器４０１
内を脱気し、反応容器４０１内圧力をＩＸ　１０−’Ｔ
ｏｒｒ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の温度を所望す
る膜堆積の形成に好適な温度に加熱保持する。原料ガス
導入パイプ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（ＳｉＨ
ａ）等の原料ガスが反応容２３４０１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５００ＭＨｚ以上の、好ましくは２．４５Ｇ
Ｈｚのマイクロ波を発生させ、導波管４０３を通じ、誘
電体窓４０２を介して反応容器４０１内に導入される。

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し、基体表面に堆積膜が形
成されるところとなる。

こうした従来の堆積膜形成装置を用いることにより比較
的厚い光導電性材料を高い堆積速度で形成することが可
能となった。

しかしながら、こうした従来の装置では、例えば電子写
真感光体のように大面積において均一の特性を要求され
る部材を作製する場合、その特性及び経済性で、まだ不
充分なものであった。

即ち、プラズマ空間の外部から原料ガス導入を行う場合
、原料ガスはプラズマに入ると分解、イオン化が次々と
起こる。このとき、プラズマ中での原料ガスの上流側（
原料ガス導入口側）と下流側（原料ガス排気手段側）で
のラジカル濃度及びイオン濃度が大きく変化する。

このため、上流側と下流側で、基体上のイオン衝突の量
及び強度が変化し、堆積膜の膜厚と電気的特性の不均一
性が発生する。

また原料ガスは、プラズマの外部からプラズマの内部に
入るため、プラズマ強度の強いプラズマ中心部を通過せ
ずに分解されないまま排気されてしまうものもあり、原
料ガス利用効率も今−歩のものとなってしまう。

さらに原料ガスは、プラズマ外部から、供給されるため
、そのイオン化は、プラズマ内部に設けられたバイアス
電極から遠い位置で大部分が行われる。このためイオン
のエネルギーは、基板に対して充分高くなく、基板への
ボンバードは不充分なものとなる。このとき、充分なボ
ンバードの効果を上げる目的でバイアス電極の電圧を上
げると、スパーク等バイアス電極からの異常放電が発生
してしまう。

一方、原料ガス導入手段をプラズマの内部に設けた場合
、原料ガスは必ずプラズマの中心を通過するため、分解
は充分に行われるがプラズマ中に設けられた原料ガス導
入手段とその原料ガスの流れによりプラズマ中の電界が
みだされ、基板上の堆積膜の膜厚及び電気的特性の均一
性が充分でない。

特に原料ガス利用効率を上げるためプラズマを囲むよう
に複数の基体を設置した場合、その影響は顕著なものと
なる。

この影響は原料ガス導入手段が導体の場合はもちろん、
絶縁体の場合も問題となり、原料ガス導入手段の表面に
堆積膜が形成されていくにつれ、さらにプラズマ中の電
界のみだれは太き（なっていく。

〔発明の目的〕

本発明は、上述のごとき従来の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、光起電力素
子、その他の各種エレクトロニクス素子、光学素子等に
用いる素子部材をマイクロ波プラズマＣＶＤ法により形
成しうる装置にして、原料ガスの利用効率をより一層向
上させるとともに、均質な膜を高速度でかつ安定に形成
しうる装置を提供することを目的とするものである。

〔発明の構成・効果〕

本発明者は、従来のマイクロ波ＣＶＤ法による堆４ｔｉ
膜形成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ＣＶＤ装置で安定か
つ良質の堆積膜を高速に得るためには、原料ガスの導入
手段が、放電空間の内部に位置し、さらに該原料ガスの
導入手段と基体間に電界がかかるように該原料ガスの導
入手段に電圧をかけることにより、解決し得るという知
見を得た。

本発明は、該知見をもとに完成せしめたものであり、そ
の骨子とするところは、真空気密可能な反応容器と、堆
積膜が形成される基体が前記反応容器内に配置される機
構と、前記放電空間内に原料ガスを導入する手段と、前
記放電空間内にマイクロ波を導入する手段とから構成さ
れ、前記放電空間内に原料ガス及びマイクロ波エネルギ
ーを導入し、導入したマイクロ波エネルギーにより励起
されるグロー放電により、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、前記原料ガ
スを導入する手段の少なくとも１部分が、前記放電空間
内に位置し、前記基体と前記原料ガスを導入する手段と
の間に電界がかかる機構を存することを特徴とするマイ
クロ波プラズマＣＶＤ装置にある。

以下、本発明のマイクロ波プラズマＣＶＤ装置の構成を
具体的に示す例を第１乃至３図に示す。

第１図は平板状基体上に膜堆積を行うものであり、第２
図は複数の平板状基体上に膜堆積を行うものである。そ
して第３図は、複数の円筒状基体上に膜堆積を行うもの
であって、複数の円筒状基体で取り囲まれた放電空間の
中心に原料ガス導入手段が設置されていて、該原料ガス
導入手段と円筒状基体の間に電界がかかるようになって
いる。

ここで第３　（Ａ）図、第３　（Ｂ）図はそれぞれ縦断
面図、および横断面図を示している。

第１図において１０１は反応容器、１０２はマイクロ波
導入窓、１０３は導波管、１０４は排気管、１０５は平
板基体、１０６は放電空間、１０７は基体ホルダー、１
０８は原料ガス導入手段、１０９は電源をそれぞれ示し
ている。第２図において２０１は反応容器、２０２はマ
イクロ波導入窓、２０３は導波管、２０４は排気管、２
０５は複数の平板基体、２０６は放電空間、２０７は基
体ホルダー、２０８は原料ガス導入手段、２０９は電源
をそれぞれ示している。第３図においては３０１は反応
容器、３０２はマイクロ波導入窓、３０３は導波管、３
０４は排気管、３０５は円筒状基体、３０Ｇは放電空間
、３０７はヒーター、３０８は原料ガス導入手段、３０
９は電源、３１１は回転機構をそれぞれ示している。

こうした本発明における装置によるｌｉｅ　４８膜形成
方法は例えば第３　（Ａ）図および第３　（Ｂ）図にお
いては概略以下のように行う。

まず、真空反応炉３０１の内部を排気管３０４を通し真
空ポンプ（図示せず）にて真空排気する。

次に、円筒状基体３０５を加熱用ヒーター３０７に通電
して所定の温度まで昇温させ保持する。そして回転機構
３１１により円筒状基体３０５を回転し、原料ガス導入
手段３０Ｂからシランガス（Ｓｉｒ（４）、ジボラン（
ＢｚＨ４）等の原料ガスを反応容器３０１内に供給する
。次に原料ガス導入管３０８に所定の直流電圧を電源３
０９より印加し、その後マイクロ波発住装置（図示せず
）により発生させた２、４５ＧＨ２のマイクロ波ヲ整合
器（図示せず）、導波管１０３を通しマイクロ波導入用
誘電体窓３０２を介して放電空間３０６内に導入する。

かくして、放電空間３０６内へ導入された原料ガスは、
マイクロ波工フルギーにより励起されて解翻し、中性ラ
ジカル粒子、イオン粒子、電子等が生成され、それが相
互に反応して、回転している円筒状基体３０５の表面全
域に渡って堆積膜が形成されるところとなる。

本発明に用いる原料ガス導入手段の材質としては、導電
性の材質ならばいずれでも良（、例えば、ステンレス、
ＡＩ、Ｃｒ、Ｍｏ　　Ａｕ　　　ＩｎＮｂ、Ｎｉ　、Ｔ
ｅ、Ｖ、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ガラス、セラミックス等
が本発明では通常使用される。

また、原料ガス導入手段の形状としては、特に制限は無
いが、本発明では、円筒状のものが最適であり、断面の
直径は３１以上で本発明は有効であり、特に５ｍｍ以上
、２０１−以下に最適である。

更に、原料ガス導入手段の長さは、該原料ガス導入手段
に電圧を印加した時、基体に電界が均一にかかり、かつ
、基体のプラズマにさらされた面に均一に原料ガスの分
布があるならばいずれの長さでも良いが、通常基体の長
さ又はそれより０．１〜５０ｍｍ程度長いものが使用さ
れる。

また更に、原料ガス導入手段に設けられるガス放出孔の
放出の方向としては、複数の方向を持っているものが良
く、好ましくは基体の方向に向き、又は放電空間全体に
広がる方向が適している。又或いは、材質自体ポーラス
なもので全方向に均一にガスを導入するものでもよい。

本発明の装置において、原料ガス導入手段と基体間に発
生させる電界は直流電界が好ましく、また電界の向きは
原料ガス導入手段から基体に向けるのがより好ましい。

また、原料ガス導入手段と基体間に直流電界を発生させ
る為に原料ガス導入手段に印加する直流電圧の大きさは
、１５Ｖ以上３００Ｖ以下、好ましくは３０Ｖ以上２０
０■以下が適する。更に、直流電界発生のため原料ガス
導入手段に印加する直流電圧波形としては、特に制限は
ない。すなわち、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
流器によって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、交流電圧をかけることも本発明では有効である。

その場合、交流の周波数はいずれの周波数でも問題はな
く、好ましくは２０Ｈｚ以上が良く、実用的には低周波
では５０Ｈｚ又は６０Ｈｚ、高周波では１３．５６ＭＨ
ｚが通する。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
波が適する。但しこのとき電圧は、いずれの場合も実効
値を言う。

こうした本発明の装置により、以下の効果が明らかにな
った。

上記構成の本発明の装置では、原料ガスの導入手段が放
電空間内にあるため、導入された原料ガスは、基板に達
するまでにマイクロ波電力により励起、分解等が行われ
、さらに放電空間全域に渡り、電界により、加速された
エネルギーの大きな電子が、ガス導入手段を中心に存在
することにより、励起、分解等が円滑かつ充分に行われ
る。このため、原料ガスの利用効率が大幅に向上する。

一方、基体に達した時の原料ガスは、充分分解された前
駆体となっており、エネルギーが高く、基体上でのサー
フェイス・モビリティ−も高いため、内部ストレスの低
い堆積膜が形成される。

さらに、原料ガス導入手段自身に電圧をかけることによ
り原料ガス導入後、プラズマによりイオン化されたイオ
ンは充分に電界により加速され、大きな運動エネルギー
をもって基体上にボンバードを起こす。このため、比較
的低い原料ガス導入手段上の電圧でも充分に堆積膜に局
部的なアニルを行うことができ、膜中のストレスを緩和
し、欠陥を減少させるため、特性のよい堆積膜を形成す
ることができる。

本発明の装置を用いて膜堆積を行う場合、反応容器の内
圧は１００　ｍＴｏｒｒ以下、さらに好ましくは５層ｍ
Ｔｏｒｒ以下でより顕著な効果が得られた。

本発明の装置に用いる堆積膜の原料ガスとしては、例え
ばシラ７（Ｓｉ）［４）、ジシラ７（ＳｉｚＨｂ）等の
アモルファスシリコン形成原料ガス、ゲルマン（ＧｅＨ
４）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（Ｈｇ）、アルゴン（Ａｒ）。

ヘリウム（ＩＩ　ｅ）等が挙げられる。

また、堆積膜のバンドギャップ中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（Ｃ２）酸化窒素（ＮＯ
）　、酸化二窒素（Ｎ　２０　）等酸素原子を含む元素
、メタン（Ｃ１，Ｌエタン（Ｃｚｌｌｉ）１−ｆ−レフ
　（ＣｚＨ４）、７セチレ７　（ＣｚＨｚ）、　　プロ
パン（Ｃ３Ｈｅ）等の炭化水素、四フッ化ケイ素（Ｓｉ
Ｆ、）、六フッ化ニケイ素（ｓ＋ｚＦａ）、　四フッ化
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（Ｂ、Ｈ，）。

弗化硼素（ＢＦ３）、ホスフィン（ＰＨｉ）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、ＡｌＣｒ、Ｍ
ｏ、Ａｕ、Ｉｎ＋　Ｎｂ、Ｔｅ、Ｖ、ＴｉＰｔ、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。

本発明の装置を用いた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℃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。

また、本発明の装置のマイクロ波の反応容器までの導入
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、反応容器内への導入は、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。このとき、反応容器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、窒化ホウ
素、窒化ケイ素、炭化ケイ素、酸化ケイ素、酸化へリリ
ウム、テフロン、ポリスチレン等マイクロ波の田川の少
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、いずれのデバイスの作製にも応用
が可能である。

〔実施例〕

以下、図面を用いて本発明を更に詳細に説明するが本発
明はこれによって限定されるものではない。

ｌ、　　　′　１１ 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ＣＶＤ装置を用い、前
記記載の手順に従い電荷注入阻止層、感光層、表面層の
３層からなる電子写真感光体を作製した。電子写真感光
体の作製条件は、感光層の印加直流電圧を一３００■か
ら＋３００Ｖまで変化させ、その他の条件は第１表に示
す条件で行った。電圧は、第１図に示す装置を用いる実
施例においては原料ガス導入手段に印加し、第４図に示
す装置を用いる比較例では電極に印加する。

このようにして作製した電子写真感光体を、以下に示す
方法で帯電能、感度及び堆積速度の測定を行った。

（１１帯電能■４ 堆積膜を帯電露光実験装置に設置し、■６．３ＫＶで０
．２　ｓｅｃ間コロナ帯電を行う。この時表面電位計に
より堆積膜の暗部表面電位を測定する。

（２）残留電位■。

堆積膜を一定の暗部表面電位に帯電させ、直ちに光像を
照射する。光像はキセノンランプ光源を用い、フィルタ
ーを用いて５５０ｎｍ以下の波長域の光を除いた光を一
定量照射した。この時表面電位計により、堆積膜の明部
表面電位を測定する。

（３）堆積速度ＤＩ 膜厚測定器により堆積膜の膜厚を測定し、堆積速度ＤＩ
を求める。

このような測定方法により得た結果を、電子写真感光体
の表面電位特性として、帯電能を第６図、残留電位を第
７図、及び堆積速度を第８図に示す。

図中、横軸は電子写真感光体を作製した際の感光層に印
加した電圧を示し、縦軸はそれぞれ比較例で作製した電
子写真感光体の測定値に対する実施例で作製した電子写
真感光体の測定値を相対値で表している。

また、実施例及び比較例共に、直流電圧を正負とも３０
０Ｖより大きな値を印加するとスパーク等の異常放電が
発生し、改質の低下及び再現性の著しい低下が認められ
た。

さらに本実施例１及び比較例１より得た結果に対して次
のような評価を行った。

本実施例１で印加直流電圧が２０Ｖ及び１００■の時に
得る帯電能、残留電位、堆積速度の値と同等の値を得る
ことのできる比較例１での直流印加電圧■を求める。そ
の結果を第２表に示す。

本発明の装置で２０Ｖの印加直流電圧の時と同等の電気
特性を得る為には、従来の装置において直流電圧を約２
５０■印加しな（てはならない。

一方堆積速度に関しては、電圧を３００■以上印加する
必要があり、本発明の装置と従来の装置との差が、より
明確にあられれた。

また、本発明の装置で１００Ｖ電圧を印加した時の値に
対しては、電気特性及び堆積速度共に３００■以上を必
要であった。しかし３００ｖよりも電圧を印加するとス
パ〜り等の異常放電が発生し、膜特性を大幅に劣化させ
るなど再現性が著しく低下するため、正確な値を得るこ
とができなかった。

これらの結果より、本発明のマイクロ波プラズマＣＶＤ
装置はいずれの印加直流電圧においても、従来のマイク
ロ波プラズマＣＶＤ装置に比べ、帯電能、残留電位及び
堆積速度の向上に顕著な効果があることが確認された。

特に、ガス導入手段に正の直流電圧を印加したとき、従
来の装置で作製した堆積膜に比べ、膜特性の大幅な向上
がみられた。さらに正の印加直流電圧の値が、１５Ｖ以
上、さらには３０Ｖ以上で顕著な効果が確認された。

比較例２ 第５図による従来のマイクロ波プラズマＣＶＤ装置を用
いて、比較例１、実施例１と同様に第１表に示す条件で
、堆積膜を作製した。この時複数の基体を真空反応炉内
に設置し基体間の距離を最大３００１−とした。また、
作製した堆積膜について、比較例１、実施例２と同様に
、帯電能、残留電位及び堆積速度を測定したところ帯電
能、残留電位及び堆積速度に不均一性が生じた。つまり
、原料ガスの上流側（原料ガス導入口側）と下流側（原
料ガス排気手段側）で特性の不均一が認められた。

ス新ｌ」ｌ 第２図による本発明による堆積膜形成装置を用いて、比
較例と同様に第１表に示す条件で、堆積膜を作製した。

また作製した堆積膜について比較例と同様に帯電能、感
度及び堆積速度を測定し、次のような評価を行った。

＋１１　　不均一性 ｌ−ａ帯電能 ΔＶ−”　Ｖａ　ＭＡＩＩ（堆積膜中、最大の帯電能の
値）Ｖイ、８（堆積膜中、最小の帯電能の値）１−ｂ感
　度 ΔＶＬ−ＶＬ１Ｘ（堆積膜中、最大の明部表面電位の値
）−ＶＨ＋ｓ（堆積膜中、最小の明部表面電位） １−ｃ堆積速度 ΔＤｍ＝　Ｄａ　、１ＡＸ（堆積膜中、最大の堆積速度
）ＤＲＨｌＮ（堆積膜中、最小の堆積速度）その結果を
第３表に示す。

なお、第３表においては、比較の為、比較例で得た値を
１００としたときの実施例の値を百分率で示す、つまり
、 比較例で得た値 これらの結果より本発明によるマイクロ波プラズマＣＶ
Ｄ装置は、従来のマイクロ波プラズマＣＶ　Ｉ）装置に
比べて、例えば電子写真用感光体のように、大面積を必
要とするデバイスの作製において膜厚及び膜質の均一性
を得るのに、顕著な効果があることが確認された。

側１殊１ 第４図に示す従来のマイクロ波プラズマＣＶＤ装置と第
１図に示す本発明によるマイクロ波プラズマＣＶＤ装置
を用い、原料ガス流量を変化させて堆積膜を作製した。

このとき、電荷注入阻止層及び表面保護層は第１表に示
す成膜条件で作製し、感光層の原料ガス流量を変化させ
作製した。

作製した堆積膜の帯電能、残留電位及び堆積速度の評価
を行ったところ第９図、第１０図、第１１図の結果を得
た。

第９図において、横軸は感光層成膜時のシランガス（Ｓ
ｉＨ４）流量、縦軸は第１図の本発明の装置使用時に作
製した堆積膜を帯電露光装置に入れ、一定の一次電流で
帯電したときの現像位置での暗部表面電位を帯電能とし
たときの値を示す。この時、縦軸の１００％は第４図の
従来装置使用時に同一のシランガス流量で作製した堆積
膜の帯電能を示す。

第１Ｏ図において、横軸は感光層成膜時のシランガス流
量、縦軸は第１図の本発明の装置使用時に作製した堆積
膜に一定の暗部表面電位を与え、一定強度の露光を与え
た時の表面電位を残留電位としたときの値を示す。この
時縦軸の１００％は第４図の従来装置使用時に同一のシ
ランガス流量で作製した堆積膜の残留電位を示す。

第１１図において、横軸は感光層成膜時のシランガス流
量、縦軸は第１図の本発明の装置使用時に作製した堆積
膜の堆積速度を示す。この時、縦軸の１００％は第４図
の従来装置使用時に同一のシランガス流量で作製した堆
積膜の堆積速度を示す。

これらの結果よりいずれの原料ガス流量でも帯電能、残
留電位等の特性の向上に本発明の堆積膜形成装置は同様
に効果が確認された。又、特に４００ｓｅｃ−以上の原
料ガス流量では、堆積速度の向上に顕著な効果が認めら
れた。

大籐桝土 第４図に示す従来のマイクロ波プラズマＣＶＤＷｆｆと
第１図に示す本発明によるマイクロ波プラズマＣＶＤ装
置を用い、内圧を変化させて堆積膜を作製した。

このとき、電荷注入阻止層及び表面保護層は第１表に示
す成膜条件で作製し、感光層での内圧を変化させ作製し
た。

作製した堆積膜の帯電能、残留電位及び堆積速度の評価
を行ったところ、第１２図、第１３図、第１４図の結果
を得た。

第１２図において、横軸は感光層成膜時の内圧、縦軸は
第１図の本発明の装置使用時に作製した堆積膜を帯電露
光実験装置に入れ、一定の一次電流で帯電したときの暗
部表面電位を帯電能としたときの値を示す。この時、縦
軸の１００％は第４図の従来装置使用時に同一の内圧、
電圧で作製した堆積膜の帯電能を示す。

第１３図において、横軸は感光層成膜時の内圧、縦軸は
第１図の本発明の装置使用時に作製した堆積膜に一定の
暗部表面電位を与え、一定強度の露光を与えた時の表面
電位を残留電位としたときの値を示す。この時、縦軸の
１００％は第４図の従来装置使用時に同一の内圧、電圧
で作製した堆積膜の残留電位を示す。

第１４図において、横軸は感光層成膜時の内圧、縦軸は
第１図の本発明の装置使用時に作製した堆１Ｍ４の堆積
速度を示す。この時、縦軸の１００％は第４図の従来装
置使用時に同一の内圧で作製した堆積膜の堆積速度を示
す。

これらの結果より、本発明の堆積膜形成装置は内圧が低
いほど従来の装置に比べ効果が顕著であることが確認さ
れた。

特に感光層成膜時の内圧が、１００ｍＴｏｒｒ以下では
本発明の装置で作製した堆積膜は帯電能及び残留電位等
、電子写真特性に従来の装置で作製した堆積膜に比べ大
きな向上が見られ、また堆積速度の向上も見られた。

さらに内圧が５ＱｍＴｏｒｒ以下では、特性の向上、堆
積速度の向上は顕著なものとなり、それ以下の圧力でも
、そのまま一定の効果が認められた。

第 表 第 第 表 表 〔発明の効果の概要〕 放電空間内に電極を兼ねたガス導入手段を設け、この電
極と基体間に電界がかかるように設置したマイクロ波プ
ラズマＣＶＤ装置により形成される堆積膜は、従来のマ
イクロ波プラズマＣＶＤ装置に比べ、基体上のいずれの
位置で形成されたものも良好な特性のものとなる。この
要因としては、電極を兼ねたガス導入手段である為導入
された原料ガスは基体に達するまでプラズマにより充分
励起、分解等が行われ、又原料ガス導入と同時に、電界
がかかっている為、電荷が原料ガス導入手段のまわりに
集まり励起速度が速くなり、充分分解された前駆体とな
っており、エネルギーも高く基体上でのサーフェイスモ
ビリティも高いため、内部ストレスの低い特性のよい堆
積膜が形成されると考えられる。

このため、本発明のマイクロ波プラズマＣＶＤ装置では
、基体上に堆積膜を原料ガスの利用効率良く、高速に均
一に作製できるだけではなく、本発明のマイクロ波プラ
ズマｃｖｏ装置で作製したアモルファスシリコンを主体
とした感光体による感光ドラムは従来のマイクロ波プラ
ズマＣＶＤ装置に比べ帯電能の大巾な向上と残留電位の
大巾な減少が達成できた。

さらに本発明は、第５図に示すような円筒状基体にて囲
まれたマイクロ波プラズマＣＶＤ装置においてもより有
効な効果が得られ、複写機の高速化、感光体の小型化の
対応にも優れ、帯電器、現像器位置設定のラチチュード
も広く非常に使いやすい感光体ドラムを低コストで高速
に大量に量産することを達成することができた。

【図面の簡単な説明】

第１．２．３図は、本発明によるマイクロ波プラズマＣ
ＶＤ法による堆積膜形成装置、第４．５図は従来のマイ
クロ波プラズマＣＶＤ法による堆積膜形成装置。 第３図において（Ａ）、（Ｂ）は同一の装置を２つの断
面でみたものであり、それぞれ縦断面図及び横断面図を
示す。 第６図、第７図及び第８図は、それぞれ実施例及び比較
例１における、印加直流電圧（Ｖ）と堆積膜の帯電能（
■４）との関係を示すグラフ（第６図）、印加直流電圧
（Ｖ）と堆積膜の残留電位（■８）との関係を示すグラ
フ（第７図）そして印加直流電圧（ｖ）、！：堆積膜の
膜堆積速度との関係を示すグラフ（第８図）である。 第９図、第１Ｏ図及び第１１図は、それぞれ実施例３に
おける、堆積膜の帯電能とＳｉＨ４ガス？１＝ｍの関係
を示すグラフ（第９図）、堆積膜の残留電位と５ｉｌ１
４ガス流量の関係を示すグラフ（第１Ｏ図）、そして堆
積膜の膜堆積速度との関係を示すグラフ（第１１図）で
ある。 第１２図、第１３図及び第１４図は、それぞれ実施例４
における堆積膜の帯電能と成膜時の内圧との関係を示す
グラフ（第１２図）、堆積膜の残留電位と成膜時の内圧
との関係を示すグラフ（第１３図）、そして堆積膜の膜
堆積速度と成膜時の内圧との関係を示すグラフ（第１４
図）である。 図において、１０１．２０１．３０１．４０１５０１・
・・反応容器、１０２，２０２．３０２４０２．５０２
・・・マイクロ波導入窓、１０３２０３．３０３．４０
３．５０３・・・導波管、１０４．２０４，３０４．４
０４，５０４・・・排気管、１０５．２０５，４０５．
５０５・・・基体、３０５・・・円筒状基体、１０６，
２０６，３０６４０６．５０６・・・放電空間、１０７
，２０７４０７．５０７・・・基体ホルダー、３０７・
・・ヒータ、１０８，２０８，３０８．４０８．５０８
・・・ガス導入手段、１０９，２０９．３０９．４０９
５０９・・・電源、４１０．５１０・・・電極、３１１
・・・回転機構。 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 真空気密可能な反応容器と、堆積膜が形成される基体が
   前記反応容器内に配置される機構と、前記放電空間内に
   原料ガスを導入する手段と、前記放電空間内にマイクロ
   波を導入する手段とから構成され、前記放電空間内に原
   料ガス及びマイクロ波エネルギーを導入し、導入したマ
   イクロ波エネルギーにより励起されるグロー放電により
   、前記基体上に堆積膜を形成するマイクロ波プラズマＣ
   ＶＤ装置であって、前記原料ガスを導入する手段の少な
   くとも１部分が、前記放電空間内に位置し、前記基体と
   前記原料ガスを導入する手段との間に電界がかかる機構
   を有することを特徴とするマイクロ波プラズマＣＶＤ装
   置。