JPH0438449B2 - - Google Patents

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JPH0438449B2
JPH0438449B2 JP58088235A JP8823583A JPH0438449B2 JP H0438449 B2 JPH0438449 B2 JP H0438449B2 JP 58088235 A JP58088235 A JP 58088235A JP 8823583 A JP8823583 A JP 8823583A JP H0438449 B2 JPH0438449 B2 JP H0438449B2
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gas
drum
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glow discharge
circumferential surface
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は容量結合型グロー放電分解装置の改良
に関するものである。
近年、電子写真感光体の導電性ドラムとして周
面にアモルフアスシリコン(以下、a−Siと略
す)感光層を生成したものが開発されており、こ
のような感光体はグロー放電分解装置を用いて製
造されている。
例えば、容量結合型グロー放電分解装置を用い
てa−Si感光体を製造するには感光体ドラムにグ
ロー放電用電極板を対向させ、両者の間にプラズ
マ放電を発生させる。そして、このドラムを回転
させつつ周面に感光層生成ガスを吹きつけるとド
ラム周面にa−Si感光層が生成される。
しかしながら、感光体ドラムの周面に亘つて均
一な膜厚・膜質のa−Si感光層を生成するのは非
常に難しく、そのためにドラム周面での表面電位
及び光感度にムラが生じ、コピー画像に濃淡のム
ラが現われていた。
これの主な原因として反応室の内部に一定の形
状でグロー放電用電極板が付設されるとともにガ
ス噴出部が局在するため、反応室内での感光層生
成ガスの流通状態が感光体ドラムの周囲で不均一
になるためである。更に、もう一つの原因として
ドラム・電極板間の放電の他にドラム以外、主に
反応室の周壁と電極板の間にも弱い放電が発生
し、これによりドラム周囲の放電状態が不均一に
なり、a−Si感光層を劣化させる一因となつてい
ることが判明した。
本発明は上述の難点をすべて解決すべく完成さ
れたもので、感光層生成ガスがドラム周囲で均一
に流通し、且つ無駄のない放電をドラム周囲で効
率よく発生させ、均一な膜厚・膜質のa−Si感光
層を生成するための容量結合型グロー放電分解装
置を提供することを目的とする。
本発明の要旨は、減圧可能な反応室内で導電性
の筒状体とグロー放電用電極板とを対向させ、該
筒状体の周面に非晶質(アモルフアス)層生成ガ
スを吹き付けて、その周面上に非晶質層を生成す
るようにした容量結合型グロー放電分解装置にお
いて、前記グロー放電用電極板を、ガス噴出部を
有した内部電極板と、反応室を形成する外部電極
板との円筒状二重構造とするとともに両電極板を
同電位としたことを特徴とする容量結合型グロー
放電分解装置を提供することにある。
以下、本発明を実施例により具体的に説明す
る。
この説明では導電性ドラムの周面上にa−Si感
光層を生成してなる感光体ドラムを製造するもの
として示されているが、本発明に係る容量結合型
グロー放電分解装置は他の種類の感光層を生成し
てなる感光体ドラムを製造するのにも使用され得
るばかりか、容量結合型グロー放電分解法に基づ
き、成膜される太陽電池、光センサ、薄膜トラン
ジスタ等にも適用できるものである。
第1図は本発明に係る容量結合型グロー放電分
解装置の概略構成図であり、図中、第1〜4タン
ク1,2,3,4の各々には、H2,SiH4,B2
H6,N2Oガスが封入されている。尚、H2ガスは
SiH4ガス及びB2H6ガスのキヤリアとして機能す
る。これらのガスは、その各々に対応して設けら
れている第1〜4調整弁5,6,7,8を開放す
ることによつて放出され、その流量がマスフロー
コントローラ13,14,15,16によつて規
制されつつ、第1〜3タンク1,2,3からのガ
スは混合されつつ第1主管17へと、一方、第4
タンク4からのガスは第2主管18へと送られ
る。尚、図中、9,10,11,12,19,2
0は止め弁である。
円筒形の反応室21は容量結合型グロー放電分
解法に基づき、減圧可能であるとともに、その内
部において導電性のドラム22の周面に対して感
光層生成ガスを吹き付けることにより、その周面
上に感光層を生成するためのものであり、このド
ラム32はアルミニウム、ステンレス、NESAガ
ラス等の導電材を円筒状に形成したものである。
23はドラム支持台であり、その台上にドラム2
2が嵌装載置され、電気的に接地されている。こ
のためドラム支持台23上にドラム22を載置し
た場合、ドラム22はドラム支持台23を介して
接地される。
前記反応室21の周壁の少なくとも一部には金
属製のグロー放電用電極板24が二重構造を成し
ている。例えば、反応室21の周壁全体を円筒状
のグロー放電用電極板24に置換した場合につい
て、第2図に示した破断面図により説明すれば、
ドラム22の周面へ感光層生成ガスを吹き出すた
めのガス噴出部25をもつた円筒状の内部電極板
26、及び反応室21を形成し、ガス導入部27
をもつた円筒状の外部電極板28から成る二重の
筒状体が適当な環状のスペーサ29を上端部及び
下端部に介在させて形成し、且つ両方の電極板2
6,28は適当な導電路を設けて導通され、更
に、このグロー放電用電極板24のほぼ中央部に
同心円状に位置してドラム22が載置される。
ここで前記ガス噴出部25は第2図に示すよう
な内部電極板26の周壁全体に均等に設けられた
多孔状の他、ドラム22の全周面にほぼ均等にガ
スが噴出されるのであれば、並行に並んだ複数の
スリツト状など種々の形状が設けられる。
そして前記ガス導入部27はドラム22の中心
軸に平行し、且つドラム22の中心からほぼ等距
離に位置して外部電極板28にガス導入口27a
が2ケ所貫設され更にこれらのガス導入口27a
に対しドラム22の中心軸を介して線対称の位置
にも同様なガス導入口27bが2ケ所貫設されて
いる。そして、対称の位置関係にあるそれぞれの
ガス導入口27a,27bに相応して、第1、2
主管17,18がそれぞれ分岐し、これら分岐さ
れた第1、2主管17,18が合流され、然る
後、グロー放電用電極板24と電気的に絶縁する
ため配管の一部にテフロン等の高分子樹脂、ガラ
ス、セラミツクなどから成る絶縁リング30を介
して外部電極板28に接続される。
ここで、前記ガス導入部27は上記のように4
ケ所のガス導入口27a,27bを設けるだけ
で、ドラム22を従来のように回転駆動しなくて
も好適な膜厚・膜質が得られるが、ドラム22の
形状やサイズ、導入ガスの流量等々、種々の条件
によつては更に増やす必要があり、例えば軸方向
に大きいドラムの場合、ガス導入口27a,27
bのそれぞれを増やす必要があり、径の大きいド
ラムでは線対称となるべくガス導入口を増やすと
よく、そしてガス流量を多くした場合でも上記の
如きにガス導入口を増やすのが望ましい。
前記グロー放電用電極板24は高周波電源31
によつて0.05〜1.5kWの高周波電力が印加され、
その周波数は1〜50MHzが好ましい。このため感
光層生成時においてドラム22が接地されている
ため、ドラム22の周面とグロー放電用電極板2
4との間に高周波電界が形成される。ここでグロ
ー放電用電極板24、とりわけ内部電極板26が
ドラム22の周面に対して同心円状に形成されて
いるため、ドラム22の周面と内部電極板26と
の間隔は一定となり、前述の如く形成される高周
波電界の強度は全体的に等しくなる。尚且つ、内
部電極板26と外部電極板28が導通しているた
め、同電位となり、両者間に何ら放電が発生せ
ず、その結果、ドラム22・内部電極板26間の
放電を乱すこともなく、ドラム22の周囲で均一
な放電状態が効率よく維持できることになる。
ところで、外部電極板28は前記の如く反応室
21の周壁のほぼすべてを置換する必要性はな
く、余分なグロー放電の発生により受ける影響が
無視できる範囲内で置換してもよい。
上記に加えて、ガス噴出部25がドラム22の
全周面に対し均等に配設されているため、ガス流
量など種々の条件にもよるが、このドラム22を
回転駆動しなくてもその周面付近でガス状態が均
一な密度及び組成となり、その結果、均一電界下
で良好にグロー放電分解され、ドラム22の周面
上に均一な膜厚・膜質の感光層を生成する。
ここで、ドラム22と内部電極板26の間隔が
10mm以下になると均一な放電が困難となり局所的
に放電のムラが発生し、更に、成膜中、内部電極
板26の表面に付着したシリコン粉末などがガス
流に乗つて飛散し、ドラム22の表面に付着し、
膜質を劣化させることが判つた。他方、70mm以上
になると安定な放電を保つためガス圧を設定して
もドラム22周面の膜厚分布が不均一となり、こ
れは内部電極板26から噴出したガスが放電後の
排気に伴つて影響を受けるためガス流通状態が不
均一となり、発生したプラズマの相成分布が均一
にならないためだと考えられる。以上の通り、ド
ラム22・内部電極板26の間隔は10〜70mmがよ
く、好適には25〜50mmが望ましい。
また、反応室21の内部は感光層生成時に高度
の真空状態、具体的には0.5〜2.0Torr程度の真空
状態を必要とし、そのため回転ポンプ32及び拡
散ポンプ33が反応室21に連結されている。次
いで、成膜中、感光層生成ガスのプラズマ放電後
に生じた残余ガスはドラム22の下方部に位置す
るガス吸引部34を介して回転ポンプ35により
排出される。即ち、このガス吸引部34は第3図
のように、ドラム22の直下にドラム22の中心
軸を中心として円状に複数のガス吸引口34aが
貫通されるのがよく、望ましくはドラム22周面
の真下に位置して等間隔にガス吸引口34aが貫
設されるのがよい。
これによればガス排出に伴うガス流通状態に乱
れがほとんどなく、ドラム22の周面で均一なガ
ス組成及び密度が得られる。更に、成膜中、ガス
吸引口34a周辺に堆積した粉末状シリコンがガ
スの流れに乗つてドラム22表面に付着せず、ド
ラム22を汚染することもない。
以上の構成の容量結合型グロー放電分解装置に
おいて、a−Si感光層をドラム22の周面上に生
成するに際し、第1、2調整弁5,6を開放して
適当な流量比で第1、2タンク1,2よりH2
SiH4ガスを、また必要に応じて第4調整弁8を
開放して第4タンク4よりN2Oガスを、更に硼
素を含有するときは第3調整弁7を開放して第3
タンク3よりB2H6ガスを放出する。放出量はマ
スフローコントローラ13,14,15,16に
より規制され、H2をキヤリアーガスとするSiH4
ガス、あるいはそれにB2H6ガスが混合されたガ
スが第1主管17を介して、一方、SiH4に対し
一定のモル比にあるN2Oガスが第2主管18を
介して送られ、感光層生成ガスが構成される。こ
のような感光層生成ガスは混合後、外部電極板2
8のガス導入部27を介してガス噴出部25より
ドラム22の周面に対して吹き付けられる。
また反応室21の内部が0.5〜2.0Torr程度の真
空状態に、ドラム22の表面温度が100〜400℃、
好ましくは150〜300℃に、グロー放電用電極板2
4に印加されている高周波電力が0.05〜1.5kW
に、そして周波数が1〜50MHzに設定されるとと
もに、ドラム22の周面と内部電極板26の間で
グロー放電が発生し、感光層生成ガスが分解され
ることになる。かくして、ドラム22の周面上
に、a−Si感光層が約0.5〜20μm/hourの速さで
生成され、この際、ドラム22の周囲で均一な放
電状態が効率よく維持でき、且つガス状態が均一
な密度及び組成となるため、ドラム22の周面上
に均一な膜厚・膜質のa−Si感光層が生成され
る。
次に、本発明の変形態様について第4図により
説明する。
本発明に係る導電性ドラムは円筒形に限らず、
断面が多角形状の種々の筒状体についても適用で
きる。例えば、第4図,は断面が正八角形を
したドラム22aが中央に載置された反応室を上
方から見た概略図であり、いずれも反応室の周壁
をすべてグロー放電用電極板に置換した場合にお
いて、ドラム22a及びグロー放電用電極板24
a,24bのそれぞれの筒状体の断面形状概略図
を示す。図中、,はグロー放電用電極板24
a,24bがそれぞれ円筒形及び断面が正八角形
の筒状体の場合を示し、26a,26bは内部電
極板、28a,28bは外部電極板であり、そし
て内部電極板26a,26bはいずれも多孔のガ
ス噴出部25a,25bをもつており、ガス吸引
部(図示せず)は勿論ドラム22aの下方部に設
けられ、望ましくはドラム22a周面の真下に貫
設されたガス吸引口(図示せず)から成る。
これによりドラム22aの周面でガス状態が均
一な密度及び組成となり、尚且つドラム22aの
周囲で比較的均一な放電状態が効率よく維持でき
るため、その周面上に均一な膜厚・膜質の感光層
が生成される。
以上の実施例から明らかなように、グロー放電
用電極板がガス噴出部を有した内部電極板と、反
応室を形成する外部電極板の二重構造を成し、且
つ両電極板を導通することにより、ドラムの周囲
に均一なグロー放電状態が無駄なく効率的に維持
でき、加えて、ガス噴出部がドラム周囲に均等に
配設され、且つガス吸引部がドラムの下方部に設
けられているため、ガス排出に伴うガス流通状態
に乱れがなく、且つドラムの汚染もなくなつた。
かくしてドラムに回転駆動を必要としなくても
ドラム周囲で均一な密度及び組成のガス状態とな
り、その結果、均一な膜厚・膜質の感光層を生成
することが出来るようになつた。
尚、上記実施例においては、グロー放電用電極
板24が2重構造を成した例を挙げているが、本
発明はこの例に限らず、外周の電極板が反応室を
形成するように構成しているのであれば、同電位
をもつた3重以上の電極板構成であつてもよい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る容量結合型グロー放電分
解装置の概略構成図、第2図はグロー放電用電極
板の実施例を示す破断面図、第3図はガス吸引部
の実施例を示す破断面図、第4図は他の実施例を
示す概略図である。 22,22a……ドラム、24,24a,24
b……グロー放電用電極板、25,25a,25
b……ガス噴出部、26,26a,26b……内
部電極板、27……ガス導入部、28,28a,
28b……外部電極板、34……ガス吸引部。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 反応室内で導電性の筒状体とグロー放電用電
    極板とを対向させ、該筒状体の周面に非晶質層生
    成ガスを吹き付けて、その周面上に非晶質層を生
    成するようにした容量結合型グロー放電分解装置
    において、前記グロー放電用電極板は、ガス噴出
    部を有する内部電極板と、反応室を形成する外部
    電極板とからなり、これら両電極板が同電位であ
    る円筒状の少なくとも二重構造とし、かつ前記筒
    状体の直下にガス吸引部を配設してなる容量結合
    型グロー放電分解装置。
JP8823583A 1983-05-18 1983-05-18 容量結合型グロ−放電分解装置 Granted JPS59213439A (ja)

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