JPH0520502B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、反応室内にSiを含む原料ガスを導入
するとともに原料ガスを分解することにより被成
膜体（導電性基体）上にアモルフアスシリコン膜
を成膜するアモルフアスシリコン成膜装置の改良
に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

アモルフアスシリコン（ａ−Si：Ｈ）はその耐
摩耗性、高感度性、無公害性、耐熱性の面で他の
Se，ZnO，CdS等に比べ優れているため、近年電
子写真用感光体として注目を浴びて来た。

従来の電子写真用感光体用のアモルフアスシリ
コン成膜装置は第１図に示す構成となつている。

図中１はベースで、このベース１の上面には反
応室２を形成する真空反応容器３が設置されてい
る。さらに、上記真空反応容器３内には円筒状の
対向電極兼用ガス噴出管４が設けられている。

また、上記ベース１上にはモータ５を駆動源と
する歯車機構６を介して所定の速度で回転するタ
ーンテーブル７が設けられ、このターンテーブル
７上には受台８を介して加熱ヒータ９およびこの
加熱ヒータ９に外嵌される状態で被成膜体として
のAl等の導電性のドラム状基体１０が載置され
るように構成されている。

また、上記対向電極兼用ガス噴出管４には高周
波電源などの放電生起用電源１１が接続された状
態となつている。

また、上記対向電極兼用ガス噴出管４のガス通
路４ａの下端側に対向する部分にはバルブ１２を
備えたガス導入管１３が接続されている。さらに
真空反応容器３内はターンテーブル７に穿たれた
排気孔７ａ……およびベース１に穿たれたガス排
気口１ａを介して拡散ポンプ、回転ポンプ等を備
えた高真空排気係（図示しない）が接続されてい
るとともにメカニカルブースターポンプ１４ａ、
回転ポンプ１４ｂ等の排気装置１４を備えた大流
量排気系１５が接続されている。

さらに、大流量排気系１５の排気系路１６中、
かつ排気装置１４よりも上流側に金網１７を備え
た活性種捕捉用のダストトラツプ１８が設けられ
ている。

しかして、予め真空反応容器３内を図示しない
拡散ポンプ、回転ポンプ等の高真空排気系（図示
せず）を用いて10^-6torr程度の真空に引く。この
時ドラム状基体１０を加熱ヒータ９により150〜
250℃の間の所定の温度に昇温しておく。

また円周方向の均一成膜、均一温度を目的とし
て、導電性ドラム状基体１０は、所定の周速で回
転運動を行なつている。

ついで、ガスバルブ１２を開いて原料ガスとし
てSiH₄又はSi₂H₆等のSiを含むガスあるいはSiを
含むガスと必要に応じてB₂H₆又はPH₃等のガス
混合ガス、あるいは、Siを含むガスとＣを含むガ
ス、Ｎを含むガス、Ｏを含むガスの混合ガスを真
空反応容器３内の対向電極兼用ガス噴出管４のガ
ス通路４ａ内へ導入する。そして、同時に図示し
ないバルブ類を切換えて排気系を図示しない拡散
ポンプ、回転ポンプ等を備えた高真空排気系（図
示せず）からメカニカルブースターポンプ１４
ａ、回転ポンプ１４ｂ等の排気装置１４を備えた
大流量排気系１５に切換える。

つぎに、図示しない流量コントローラによつて
Siを含むガス又はその他のドーピングガスは所定
の流量になる様調整するとともにメカニカルブー
スターポンプ１４ａに接続されているバルブ（図
示せず）の開閉によつて、真空反応容器３内の圧
力が0.1〜1torrの間の所定の値になる様設定す
る。

一方、対向電極兼用ガス噴出管４のガス通路４
ａ内に導入されたガスは対向電極兼用ガス噴出管
４の内周面側に形成されたガス噴出口４ｂ……よ
りドラム状基体１０に向つて噴き出される。

そして、こののち高周波電源などの放電生起用
電源１１から周波数13.56MHzの高周波電力を
10W〜1KWの間の所定の値で対向電極兼用ガス
噴出管４に印加され、ドラム状基体１０と対向電
極兼用ガス噴出管４の間にグロー放電を生起させ
る。

対向電極兼用ガス噴出管４は絶縁リング１９に
よつて電気的に絶縁されていて、導電性ドラム状
基体１０及び反応容器３等は接地されている。

しかして、Siを含むガス又はSiを含むガスとの
混合ガスのプラズマを生起し、ドラム状基体１０
上にアモルフアスシリコン（ａ−Si：Ｈ）の堆積
が開始する。

なお、この時成膜に寄与しなかつたSiを含むガ
ス又はその他のガスのラジカルは、図示しないメ
カニカルブースターポンプ、回転ポンプ、を備え
た大流量排気系１５を介して排出されたのち燃焼
塔、水スクラバーを通過の後、無害化されて大気
中へ廃気される。

このような成膜方式でａ−Si：Ｈ感光体の成膜
を行なう場合、成膜中にSiを含むガスのグロー放
電分解によつて生成した活性種の気相中での反応
はさけられず、粉末状のａ−Si：Ｈが生成する。

ａ−Si：Ｈ感光体ドラムの製造後に、真空反応
容器３中からこれらの粉末状ａ−Si：Ｈを除去す
ることなしに、次のａ−Si：Ｈ感光体ドラムの製
造工程を開始すると、真空反応容器３内を減圧す
る時に、粉末状ａ−Si：Ｈが真空反応容器３中に
舞い上がり、導電性ドラム状基体表面に付着す
る。

この粉末状ａ−Si：Ｈの付着は、ａ−Si：Ｈ感
光体膜のピンホールの原因になり、このようなａ
−Si：Ｈ感光体を使用した電子写真装置による被
写工程を行うと、ピンホール部分にはコロナ放電
により電荷の蓄積がされず、画像形成が行なわれ
ないいわゆる白抜けが起こる。

またこのような成膜方式でａ−Si：Ｈ感光体の
成膜を行なう場合、ａ−Si：Ｈ膜は導電性ドラム
状基体１０の表面だけではなく、対向電極兼用ガ
ス噴出管４の表面にも堆積する。この対向電極兼
用ガス噴出管４に堆積したａ−Si：Ｈを除去する
ことなしに次のａ−Si：Ｈ感光体ドラムの製造工
程を開始すると、ａ−Si：Ｈ感光体の成膜中に、
対向電極兼用ガス噴出管４に堆積したａ−Si：Ｈ
が剥離し、導電性ドラム状基体１０上に付着す
る。

この付着も粉末状ａ−Si：Ｈの付着と同様にａ
−Si：Ｈ感光体膜のピンホールを作り、白抜けの
原因となるといつた問題があつた。

〔発明の目的〕

本発明は以上の様な不具合点を改良するために
なされたもので、特性の良好な、たとえば電子写
真用のアモルフアスシリコン感光体ドラムを効率
良く、連続的に製造するための新規なアモルフア
スシリコン成膜装置を提供する事を目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は、かかる目的を達成するために、真空
条件下においてSiを含む原料ガスを分解して加熱
された被成膜体上にアモルフアスシリコン膜を成
膜するアモルフアスシリコン成膜装置であつて、
環状部材と、この環状部材に取外し可能に重合さ
れた有底円筒状の有底円筒状部材と、この有底円
筒状部材と前記環状部材とで構成される真空反応
容器の内部反応室の気密を保持すべく前記有底円
筒状部材と環状部材との間に設けられたシール部
材と、前記被成膜体を加熱する加熱手段および電
圧を印加することにより前記Siを含む原料ガスを
分解する対向電極を兼用するガス噴出管を備える
とともに前記シール部材を境として前記有底円筒
状部材を取外した状態において前記反応室に対し
挿脱自在な内部ユニツトと、前記有底円筒状部材
と前記環状部材との間に設けられた前記シール部
材を貫通して内部ユニツトの前記ガス噴出管に連
通し前記反応室内に前記Siを含む原料ガスを導入
するガス導入手段と、このガス導入手段を前記内
部ユニツトに対して切離し可能に接続する継手部
材とを具備してなる構成としたものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を第２図および第３図に示す一実
施例を参照して説明する。なお、前述の従来例と
同一部分は同一の符号を付して説明を省略する。
図中３′は真空反応容器であり、この真空反応容
器３′はシール部材としてのＯリング２０を境と
して環状の下部材３a′と有底筒状の上部材３ｂと
に２分割された構成となつていて、必要に応じて
上部材３b′を取外すことができるようになつてい
る。

また、第３図に示すように対向電極兼用ガス噴
出管４、加熱ヒータ９、受台８、ターンテーブル
７等の内部ユニツト２４は、反応室２内に対して
着脱自在な構成となつている。

しかして、成膜時においては、まず、被成膜体
である導電性ドラム状基体１０を受台８上にセツ
トしたのち、対向電極兼用ガス噴出管４の下端周
縁部を絶縁リング１９′の切欠段部１９a′に嵌合
させるとともにターンテーブル７の歯部７ｂにモ
ータ５によつて駆動される歯車２を噛合せる。つ
いで、対向電極兼用ガス噴出管４のガス取入口４
ｃとガス導入管１３とを継手部材である接続ナツ
ト２２を介して接続する。

つぎに、真空反応容器３′の上部材３b′を下部
材３a′上に載置し、第２図に示す状態とする。

そして、前述の従来例で説明したときと同様の
手順により導電性ドラム状基体１０上にａ−Si：
Ｈ膜を形成させる。

導電性ドラム状基体１０上にａ−Si：Ｈ膜が
5μm〜25μm堆積した後でガス導入管１３のバル
ブ１２を閉じてガスの導入を停止し、図示しない
N₂ガス導入部よりN₂ガスを導入し真空反応容器
３′内の圧力を１気圧にもどし、Ｏリング部２０
で真空反応容器３′上部材３b′を分解し、第３図
に示すように内部ユニツト２４を取り出す。

続いて、内部ユニツト２４からａ−Si：Ｈが堆
積された感光体ドラム１０を取りはずした後、対
向電極兼用ガス噴出管４の表面に堆積したａ−
Si：Ｈを除去し、また真空反応容器３′内の粉末
状ａ−Si：Ｈを除去、清掃する。

真空反応容器３′と、内部ユニツト２４を分離
することにより対向電極兼用ガス噴出管４の表面
に付着したａ−Si：Ｈ膜と、反応容器３′内で生
成した粉末状ａ−Si：Ｈの除去が短時間に効率よ
く完全に行えるので、ピンホールのない良質の感
光体を得ることができる。

内部ユニツト２４を複数個用いることにより、
真空反応容器３′内に生成した粉末状ａ−Si：Ｈ
の除去は短時間に容易に行なえるのでメインテナ
ンス時間を必要とせずに、連続的にａ−Si：Ｈ感
光体ドラムを製造することができ、単位時間当り
の生産量が増加することになる。

なお、本発明は上記実施例に限るものでない。
すなわち、電子写真感光体の成膜用に適用したも
のについて説明したが、これに限らず、たとえば
光電変換部材、太陽電池、薄膜トランジスタ等の
成膜用に適用してもよいことは勿論である。

その他、本発明は本発明の要旨を変えない範囲
で種々変形実施可能なことは勿論である。

〔発明の効果〕

本発明は、以上説明したように、本発明によれ
ば、内部が反応室となる真空反応容器の構成部材
である有底円筒状部材をシール部材を境として退
けることで反応室を開放でき、しかも、反応室内
に収容されている内部ユニツトに連通されている
ガス導入手段を継手部材の箇所で内部ユニツトに
対して切離すことで、反応室から内部ユニツトを
極めて容易かつ短時間で取り出すことができる。

これにより、真空反応容器の構成部材である有
底円筒状部材や環状部材、および内部ユニツトの
構成部材である電極等に堆積した粉末状アモルフ
アスシリコンの清掃を容易かつ短時間で行うこと
ができ、特性の良好な例えば電子写真用のアモル
フアスシリコン感光体を効率良く、連続的に製造
する事ができるといつた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の概略的縦断側面図、第２図
は本発明の一実施例を示す概略的縦断側面図、第
３図は同じく、分解状態を示す概略的な縦断側面
図である。 ３′……真空反応容器、２……反応室、４……
対向電極兼用ガス噴出管、９……加熱ヒータ、１
０……被成膜体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 真空条件下においてSiを含む原料ガスを分解
   して加熱された被成膜体上にアモルフアスシリコ
   ン膜を成膜するアモルフアスシリコン成膜装置で
   あつて、 環状部材と、 この環状部材に取外し可能に重合された有底円
   筒状部材と、 この有底円筒状部材と前記環状部材とで構成さ
   れる真空反応容器の内部反応室の気密を保持すべ
   く前記有底円筒状部材と環状部材との間に設けら
   れたシール部材と、 前記被成膜体を加熱する加熱手段および電圧を
   印加することにより前記Siを含む原料ガスを分解
   する対向電極を兼用するガス噴出管を備えるとと
   もに前記シール部材を境として前記有底円筒状部
   材を取外した状態において前記反応室に対し挿脱
   自在な内部ユニツトと、 前記有底円筒状部材と前記環状部材との間に設
   けられた前記シール部材を貫通して内部ユニツト
   の前記ガス噴出管に連通し前記反応室内に前記Si
   を含む原料ガスを導入するガス導入手段と、 このガス導入手段を前記内部ユニツトに対して
   切離し可能に接続する継手部材と、 を具備してなることを特徴とするアモルフアスシ
   リコン成膜装置。 ２ 被成膜体が電子写真用感光体の基体であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のアモ
   ルフアスシリコン成膜装置。