JPH0524510B2 - - Google Patents
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- JPH0524510B2 JPH0524510B2 JP60028162A JP2816285A JPH0524510B2 JP H0524510 B2 JPH0524510 B2 JP H0524510B2 JP 60028162 A JP60028162 A JP 60028162A JP 2816285 A JP2816285 A JP 2816285A JP H0524510 B2 JPH0524510 B2 JP H0524510B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、アモルフアス半導体合金を有する円
筒型電子写真デバイスを製造するための装置に係
る。本発明はさらに特定的にはこの種のデバイス
を、無線周波又はマイクロ波エネルギーによつて
プラズマを励振する反応ガスからのプラズマデポ
ジシヨンによりこの種のデバイスをつくるための
装置に係る。本発明の最も重要な適用法は、円筒
又はドラム形状をもつ商業的な電子写真デバイス
をドラムの外面にコーテイング又はデポジツトさ
れたアモルフアス半導体合金によつて製造するこ
とである。本発明はアモルフアス半導体合金を有
する電子写真ドラムの商業的大量生産を初めて可
能にする。
筒型電子写真デバイスを製造するための装置に係
る。本発明はさらに特定的にはこの種のデバイス
を、無線周波又はマイクロ波エネルギーによつて
プラズマを励振する反応ガスからのプラズマデポ
ジシヨンによりこの種のデバイスをつくるための
装置に係る。本発明の最も重要な適用法は、円筒
又はドラム形状をもつ商業的な電子写真デバイス
をドラムの外面にコーテイング又はデポジツトさ
れたアモルフアス半導体合金によつて製造するこ
とである。本発明はアモルフアス半導体合金を有
する電子写真ドラムの商業的大量生産を初めて可
能にする。
ケイ素は巨大な結晶半導体工業の基礎であり、
かつ宇宙開発用の高価ではあるが極めて高効率
（18％）な結晶太陽電池を製造した材料である。
結晶半導体技術は、商業段階に達した時、現在の
巨大な半導体デバイス製造工業の礎となつた。こ
れは事実上欠陥のにゲルマニウム及び特にケイ素
結晶を成長させ、次にこれらをｐ形及びｎ形導電
領域を内部にもつ不純物材料に変換させた化学者
たちの技術に由るものであつた。これは、この種
の結晶材料部分に対して、それらの導電性を高め
且つそれらの部分をｐ形導電形はｎ形導電形かの
どちらかに制御するため、置換不純物として事実
上純粋な結晶材料に導入した、100万分の一単位
のドナー（ｎ）又はアクセプタ（ｐ）ドーパント
材料を拡散することにより達成された。ｐ−ｎ接
合結晶をつくるための製造工程は極端に複雑で時
間と経費のかかる手順を含んでいる。従つて太陽
電池や電流制御デバイスに有用なこれらの結晶材
料は、非常に注意深く調整した条件の下で個々の
シリコン又はゲルマニウム単結晶を成長させ、更
にｐ−ｎ接合が求められる場合は、この種の単結
晶を極端に僅かな臨界量のドーパントでドープす
ることによつて製造される。
かつ宇宙開発用の高価ではあるが極めて高効率
（18％）な結晶太陽電池を製造した材料である。
結晶半導体技術は、商業段階に達した時、現在の
巨大な半導体デバイス製造工業の礎となつた。こ
れは事実上欠陥のにゲルマニウム及び特にケイ素
結晶を成長させ、次にこれらをｐ形及びｎ形導電
領域を内部にもつ不純物材料に変換させた化学者
たちの技術に由るものであつた。これは、この種
の結晶材料部分に対して、それらの導電性を高め
且つそれらの部分をｐ形導電形はｎ形導電形かの
どちらかに制御するため、置換不純物として事実
上純粋な結晶材料に導入した、100万分の一単位
のドナー（ｎ）又はアクセプタ（ｐ）ドーパント
材料を拡散することにより達成された。ｐ−ｎ接
合結晶をつくるための製造工程は極端に複雑で時
間と経費のかかる手順を含んでいる。従つて太陽
電池や電流制御デバイスに有用なこれらの結晶材
料は、非常に注意深く調整した条件の下で個々の
シリコン又はゲルマニウム単結晶を成長させ、更
にｐ−ｎ接合が求められる場合は、この種の単結
晶を極端に僅かな臨界量のドーパントでドープす
ることによつて製造される。
要するに、結晶ケイ素デバイスは、望み通りに
は変化せず、多量の材料を要し、比較的小面積で
しか製造できず、製造に費用と時間がかかるとい
う固定したパラメータを有する。アモルフアスケ
イ素は直接ギヤツプ半導体に類似の特性をもつ光
学吸収端をもち、厚さ50ミクロンの結晶ケイ素と
同じ太陽光線を吸収するため僅かに１ミクロン未
満の材料厚さしか必要としない。更に、アモルフ
アスケイ素は結晶ケイ素より早く、容易にかつ広
い面積範囲でつくることができる。
は変化せず、多量の材料を要し、比較的小面積で
しか製造できず、製造に費用と時間がかかるとい
う固定したパラメータを有する。アモルフアスケ
イ素は直接ギヤツプ半導体に類似の特性をもつ光
学吸収端をもち、厚さ50ミクロンの結晶ケイ素と
同じ太陽光線を吸収するため僅かに１ミクロン未
満の材料厚さしか必要としない。更に、アモルフ
アスケイ素は結晶ケイ素より早く、容易にかつ広
い面積範囲でつくることができる。
従つて、アモルフアス半導体合金又は膜を簡単
にデポジツトするための方法を開発するための多
大の努力が重ねられた。個々の合金はもし望なら
ばデポジシヨン装置の寸法にのみ限定される比較
的広い面積をもつことができ、更にｐ形及びｎ形
材料を形成し、結晶形成の相当部分がつくるもの
に等価の部分としてｐ−ｎ接合デバイスをつくる
ため容易にドープされることができる。多年にわ
たるこの種の仕事は事実上ムダであつた。アモル
フアスケ素又はゲルマニウム（族）膜は通常で
は４倍配位されており、微小空隙やボンドのたれ
その他エネルギギヤツプ内に高密度の局在化状態
をつくり出す欠陥をもつことが発見された。アモ
ルフアスケイ素半導体フイルムのエネルギギヤツ
プ内に高密度局在化状態が存在することによつ
て、光導電性が低められ、キヤリヤの寿命が短縮
され、この種の幕を光反応装置に適さなくさせ
る。加えて、この種の膜はドーピングが成功せ
ず、さもなければフエルミ凖位を伝導帯又は充填
帯の近くまで上げて修正しても、太陽電池や電流
制御装置用のｐ−ｎ接合をつくるのに適さなくな
る。
にデポジツトするための方法を開発するための多
大の努力が重ねられた。個々の合金はもし望なら
ばデポジシヨン装置の寸法にのみ限定される比較
的広い面積をもつことができ、更にｐ形及びｎ形
材料を形成し、結晶形成の相当部分がつくるもの
に等価の部分としてｐ−ｎ接合デバイスをつくる
ため容易にドープされることができる。多年にわ
たるこの種の仕事は事実上ムダであつた。アモル
フアスケ素又はゲルマニウム（族）膜は通常で
は４倍配位されており、微小空隙やボンドのたれ
その他エネルギギヤツプ内に高密度の局在化状態
をつくり出す欠陥をもつことが発見された。アモ
ルフアスケイ素半導体フイルムのエネルギギヤツ
プ内に高密度局在化状態が存在することによつ
て、光導電性が低められ、キヤリヤの寿命が短縮
され、この種の幕を光反応装置に適さなくさせ
る。加えて、この種の膜はドーピングが成功せ
ず、さもなければフエルミ凖位を伝導帯又は充填
帯の近くまで上げて修正しても、太陽電池や電流
制御装置用のｐ−ｎ接合をつくるのに適さなくな
る。
アモルフアスケイ素及びゲルマニウムに関する
このような問題を最小化するための試みとして
は、スコツトランド、ダンデイ市、ダイデイ大学
カーネギー物理学研究所のW.E.スペア（Spear）
及びP.G.ルコンバ（Le Comber）がソリツト・
ステイト・コミユニケイシヨンズ（SoIid State
Communications）紙（第17巻 1193〜1196頁
1975年）に報告しているように、「アモルフアス
ケイ素の置換ドーピング」についていくつかの研
究をおこなつた。この研究は、アモルフアスケイ
素又はゲルマニウムのエネルギギヤツプ内の局在
化状態を取除いてこれらの材料を結晶ケイ素又は
ゲルマニウムのそれにより近い真性にし、さらに
これらのアモルフアス材料を公知の適当なドーパ
ンドで置換的にドーピングして、結晶材料のドー
ピングと同様、不純物形、ｐ形又はｎ形伝導形に
することを目的として進められた。
このような問題を最小化するための試みとして
は、スコツトランド、ダンデイ市、ダイデイ大学
カーネギー物理学研究所のW.E.スペア（Spear）
及びP.G.ルコンバ（Le Comber）がソリツト・
ステイト・コミユニケイシヨンズ（SoIid State
Communications）紙（第17巻 1193〜1196頁
1975年）に報告しているように、「アモルフアス
ケイ素の置換ドーピング」についていくつかの研
究をおこなつた。この研究は、アモルフアスケイ
素又はゲルマニウムのエネルギギヤツプ内の局在
化状態を取除いてこれらの材料を結晶ケイ素又は
ゲルマニウムのそれにより近い真性にし、さらに
これらのアモルフアス材料を公知の適当なドーパ
ンドで置換的にドーピングして、結晶材料のドー
ピングと同様、不純物形、ｐ形又はｎ形伝導形に
することを目的として進められた。
局在化状態の除去は、アモルフアスシリコン膜
のグロー放電デポジシヨンによつて達成された。
この場合シラン（SiH4）ガスを反応管に通し、
無線周波グロー放電によつてこのガスを分解し、
およそ500〜600°K（227〜327℃）の基板温度で基
板上デポジツトさせた。基板にデポジツトされた
材料はケイ素及び水素から成る真性アモルフアス
材料であつた。ドープされたアモルフアス材料を
つくるため、ｎ形伝導用のホスフイン（pH3）ガ
ス又はｐ形伝導用のジボラン（B2H6）ガスとシ
ランガスとをあらかじめ混合し、これを同じ作動
条件でグロー放電反応管に通した。用いられたド
ーパンドのガス濃度は体積当たりおよそ５×10-6
と10-2の間であつた。デポジツトされた材料は交
換イオン又はホウ素ドーパンドを含み、不純物
形、ｎ形又はｐ形伝導形を示すだろう。
のグロー放電デポジシヨンによつて達成された。
この場合シラン（SiH4）ガスを反応管に通し、
無線周波グロー放電によつてこのガスを分解し、
およそ500〜600°K（227〜327℃）の基板温度で基
板上デポジツトさせた。基板にデポジツトされた
材料はケイ素及び水素から成る真性アモルフアス
材料であつた。ドープされたアモルフアス材料を
つくるため、ｎ形伝導用のホスフイン（pH3）ガ
ス又はｐ形伝導用のジボラン（B2H6）ガスとシ
ランガスとをあらかじめ混合し、これを同じ作動
条件でグロー放電反応管に通した。用いられたド
ーパンドのガス濃度は体積当たりおよそ５×10-6
と10-2の間であつた。デポジツトされた材料は交
換イオン又はホウ素ドーパンドを含み、不純物
形、ｎ形又はｐ形伝導形を示すだろう。
これらの研究者たちには知られていなかつた
が、現在では他の人々に研究によつて、シラン中
に水素が適正温度において、グロー放電デポジシ
ヨン中のケイ素の多数のダングリングボンドと複
合して、エネルギギヤツプ内の局在化状態の密度
を事実上減らしアモルフアス材料の電子特性をこ
れに相当する結晶材料の特性により近いものにす
ることが試みられたことが分かつている。
が、現在では他の人々に研究によつて、シラン中
に水素が適正温度において、グロー放電デポジシ
ヨン中のケイ素の多数のダングリングボンドと複
合して、エネルギギヤツプ内の局在化状態の密度
を事実上減らしアモルフアス材料の電子特性をこ
れに相当する結晶材料の特性により近いものにす
ることが試みられたことが分かつている。
上述の無線周波数デポジシヨン方法に水素が含
まれることによつて、シラン内の水素対ケイ素の
定められた比にもとづいて制限されるだけでな
く、さらに重要なことは、種々のSi：Ｈ結合形が
これらの材料内に有害な結果をもち得る新しい非
結合状態をひきおこすことである。従つてｐ形及
びｎ形ドーピングを有効におこなうという点から
すれば特に有害なこれらの材料内の局在化状態の
濃度を減らすことには基本的には制限がある。シ
ランをデポジツトされた材料の無線周波状態の濃
度は狭い消耗幅を生じ、これは太陽電池及び自由
キヤリヤの浮遊に従つて作動する他の装置の効率
を制限する。ケイ素及び水素だけを用いてこれら
の材料を作る無線周波法は上記の条件全部に影響
する表面状態の高密度をも招く。
まれることによつて、シラン内の水素対ケイ素の
定められた比にもとづいて制限されるだけでな
く、さらに重要なことは、種々のSi：Ｈ結合形が
これらの材料内に有害な結果をもち得る新しい非
結合状態をひきおこすことである。従つてｐ形及
びｎ形ドーピングを有効におこなうという点から
すれば特に有害なこれらの材料内の局在化状態の
濃度を減らすことには基本的には制限がある。シ
ランをデポジツトされた材料の無線周波状態の濃
度は狭い消耗幅を生じ、これは太陽電池及び自由
キヤリヤの浮遊に従つて作動する他の装置の効率
を制限する。ケイ素及び水素だけを用いてこれら
の材料を作る無線周波法は上記の条件全部に影響
する表面状態の高密度をも招く。
シランガスからケイ素をグロー放電デポジシヨ
ンする方法を開発した後、アルゴン（スパツタリ
ングデポジシヨン工程に必要）及び水素分子の混
合物の大気内アモルフアスケイ素膜のスパツタデ
ポジシヨンが、この種の水素分子がデポジツトさ
れたアモルフアスケイ素膜の特性に与える結果を
決定するために研究された。この研究は、水素が
エネルギギヤツプ内の局在化状態を減少するよう
にして結合した改変剤として作用することを示し
た。しかし、エネルギギヤツプ内の局在化状態が
スパツタデポジシヨン工程内で取除かれた程度
は、上に述べたシランデポジシヨン工程によつて
達成された程度よりはるかに低かつた。上に述べ
たｐ及びドーパンドガスは、ｐ及びｎドープされ
た材料をつくるためのスパツタデリング工程にも
導入さた。これらの材料はグロー放電工程でつく
られた材料よりドーピング効率が低かつた。どち
らの工程も商業ベースのｐ−ｎ又はｐ−ｉ−ｎ接
合装置を製造するための充分に高いアクセプタ濃
度をもつ有効なｐドープされた材料をつくらなか
つた。ｎドーピング効率は所望の許容商業レベル
より低く、ｐドーピングはバンドギヤツプの幅を
縮小し、バンドギヤツプ内の局在化状態の数を減
らしたから、特に望ましくなかつた。
ンする方法を開発した後、アルゴン（スパツタリ
ングデポジシヨン工程に必要）及び水素分子の混
合物の大気内アモルフアスケイ素膜のスパツタデ
ポジシヨンが、この種の水素分子がデポジツトさ
れたアモルフアスケイ素膜の特性に与える結果を
決定するために研究された。この研究は、水素が
エネルギギヤツプ内の局在化状態を減少するよう
にして結合した改変剤として作用することを示し
た。しかし、エネルギギヤツプ内の局在化状態が
スパツタデポジシヨン工程内で取除かれた程度
は、上に述べたシランデポジシヨン工程によつて
達成された程度よりはるかに低かつた。上に述べ
たｐ及びドーパンドガスは、ｐ及びｎドープされ
た材料をつくるためのスパツタデリング工程にも
導入さた。これらの材料はグロー放電工程でつく
られた材料よりドーピング効率が低かつた。どち
らの工程も商業ベースのｐ−ｎ又はｐ−ｉ−ｎ接
合装置を製造するための充分に高いアクセプタ濃
度をもつ有効なｐドープされた材料をつくらなか
つた。ｎドーピング効率は所望の許容商業レベル
より低く、ｐドーピングはバンドギヤツプの幅を
縮小し、バンドギヤツプ内の局在化状態の数を減
らしたから、特に望ましくなかつた。
エネルギギヤツプ内の局在化状態の濃度がかな
り減らされ、かつ高性能電子特性をもつ、大々的
にかいりょされたアモルフアスケイ素合金が、
1980年10月７日に付与された米国特許第４，226，
898号に前面的に記載されているようにグロー放
電により製造され、また1980年８月12日に付与さ
れた米国特許第４，217，374号に全面記載の通り
蒸発デポジシヨンによつて製造された。これらの
特許に開示されている通り、局在化状態の濃度を
事実上低減するため、アモルフアスケイ素半導体
中にフツ素が導入されている。活性化フツ素はア
モルフアス物体中のアモルフアスケイ素内に特に
容易に拡散し、かつ結合してその局在化欠陥状態
の濃度を事実上減らす。その理由は、フツ素原子
はサイズが小さく、アモルフアス物体内に容易に
導入され得ることによる。フツ素はケイ素のダン
グリングボンドに結合し、柔軟な結合角度で部分
的にイオン安定ボンドであると考えられる層をつ
くり、これが水素及び他の補償剤又は改変剤によ
つて形成されるよりはるかに安定しはるかに有効
な補償又は改変をひきおこす。フツ素は単一で使
用されるか又は水素と共に使用された時、その抜
群に小さなサイズ、高い反応性、化学結合特性及
び高い電気陰性度のため、水素よりはるかに有効
な補償又は改変元素であると考えられる。それ
故、フツ素は他のハロゲンから定性的に異なり、
超ハロゲンとみなされる。
り減らされ、かつ高性能電子特性をもつ、大々的
にかいりょされたアモルフアスケイ素合金が、
1980年10月７日に付与された米国特許第４，226，
898号に前面的に記載されているようにグロー放
電により製造され、また1980年８月12日に付与さ
れた米国特許第４，217，374号に全面記載の通り
蒸発デポジシヨンによつて製造された。これらの
特許に開示されている通り、局在化状態の濃度を
事実上低減するため、アモルフアスケイ素半導体
中にフツ素が導入されている。活性化フツ素はア
モルフアス物体中のアモルフアスケイ素内に特に
容易に拡散し、かつ結合してその局在化欠陥状態
の濃度を事実上減らす。その理由は、フツ素原子
はサイズが小さく、アモルフアス物体内に容易に
導入され得ることによる。フツ素はケイ素のダン
グリングボンドに結合し、柔軟な結合角度で部分
的にイオン安定ボンドであると考えられる層をつ
くり、これが水素及び他の補償剤又は改変剤によ
つて形成されるよりはるかに安定しはるかに有効
な補償又は改変をひきおこす。フツ素は単一で使
用されるか又は水素と共に使用された時、その抜
群に小さなサイズ、高い反応性、化学結合特性及
び高い電気陰性度のため、水素よりはるかに有効
な補償又は改変元素であると考えられる。それ
故、フツ素は他のハロゲンから定性的に異なり、
超ハロゲンとみなされる。
１例を挙げれば、フツ素のみで、又は水素との
結合形として、これらの元素（単数又は複数）を
きわめて少量（例えば数分の１原子パーセント）
添加して補償が得られる。しかし、最も望ましく
使用されるフツ素及び水素の量はケイ素−水素−
フツ素合金を形成するため、このような僅かなパ
ーセンテージよりはるかに多量である。
結合形として、これらの元素（単数又は複数）を
きわめて少量（例えば数分の１原子パーセント）
添加して補償が得られる。しかし、最も望ましく
使用されるフツ素及び水素の量はケイ素−水素−
フツ素合金を形成するため、このような僅かなパ
ーセンテージよりはるかに多量である。
このようなフツ素及び水素の合金量は、例えば
１〜５％又はそれ以上の範囲であり得る。このよ
うに形成された新合金のエネルギギヤツプ内の欠
陥状態の密度は、懸垂ボンド及び同種の欠陥状態
の単なる中和により達せられる密度より低いと考
えられる。特に、この種のより多量のフツ素はア
モルフアスケイ素含有物質の新しい構造形態に事
実上関与すると考えられ、また例えばゲルマニウ
ムのような他の合金物質の添加を可能にする。フ
ツ素はここで挙げた他の特性に加えて、ケイ素含
有合金内に局部組織を誘導及びイオン作用を介し
て形成する形成体であると考えられる。フツ素は
また状態密度縮減元素として作用する一方で、水
素が関与する欠陥状態密度を減少するため有効に
はたらくことによつて水素の結合にも影響すると
信じられる。この種の合金中でフツ素の果たすイ
オンの役割は最も近い関係として重要な因子であ
ると信じられている。
１〜５％又はそれ以上の範囲であり得る。このよ
うに形成された新合金のエネルギギヤツプ内の欠
陥状態の密度は、懸垂ボンド及び同種の欠陥状態
の単なる中和により達せられる密度より低いと考
えられる。特に、この種のより多量のフツ素はア
モルフアスケイ素含有物質の新しい構造形態に事
実上関与すると考えられ、また例えばゲルマニウ
ムのような他の合金物質の添加を可能にする。フ
ツ素はここで挙げた他の特性に加えて、ケイ素含
有合金内に局部組織を誘導及びイオン作用を介し
て形成する形成体であると考えられる。フツ素は
また状態密度縮減元素として作用する一方で、水
素が関与する欠陥状態密度を減少するため有効に
はたらくことによつて水素の結合にも影響すると
信じられる。この種の合金中でフツ素の果たすイ
オンの役割は最も近い関係として重要な因子であ
ると信じられている。
およそ45年前、C.カールソン（Carlson）は硫
黄物質による最初の電子写真法を開発した。他
の、例えばセレン合金のようなカルコゲン化物が
その後、ポリビニールカルバゾール（PVK）の
ような有機物質と共に適用することが提案され
た。但しこれらの物質はいくつかの欠陥を示し
た。それらは有毒であり、従つて取扱いが難し
く、柔らかく、従つて摩耗しやすく、赤外線感応
性が低かつた。
黄物質による最初の電子写真法を開発した。他
の、例えばセレン合金のようなカルコゲン化物が
その後、ポリビニールカルバゾール（PVK）の
ような有機物質と共に適用することが提案され
た。但しこれらの物質はいくつかの欠陥を示し
た。それらは有毒であり、従つて取扱いが難し
く、柔らかく、従つて摩耗しやすく、赤外線感応
性が低かつた。
これらの物質は上述のような欠陥をもつていた
ため、ケイ素をベースとしてアモルフアス半導体
合金が電子写真法への適用を求めて研究された。
これらの物質は、アモルフアスケイ素合金の硬さ
の故に、無毒性の故に、及び赤外線感応性が改良
されたために有用であろうと考えられた。また、
先に述べた通り、これらの物質は状態密度を、電
子写真複写に求められる電位まで物質の充電が可
能であると考えられる点まで減らして作られるこ
とができた。従つて上に説明した工程によつて作
られたアモルフアス半導体合金は、電子写真法へ
の適用に適した光応答性及び構造的特性を示し
た。しかしこれらの先行技術には、比較的遅いデ
ポジシヨン速度と、商業ベースでアモルフアス半
導体物質を利用するという立場からは重大な問題
である反応ガス供給貯蔵の変換効率が低いという
悩みがあつた。
ため、ケイ素をベースとしてアモルフアス半導体
合金が電子写真法への適用を求めて研究された。
これらの物質は、アモルフアスケイ素合金の硬さ
の故に、無毒性の故に、及び赤外線感応性が改良
されたために有用であろうと考えられた。また、
先に述べた通り、これらの物質は状態密度を、電
子写真複写に求められる電位まで物質の充電が可
能であると考えられる点まで減らして作られるこ
とができた。従つて上に説明した工程によつて作
られたアモルフアス半導体合金は、電子写真法へ
の適用に適した光応答性及び構造的特性を示し
た。しかしこれらの先行技術には、比較的遅いデ
ポジシヨン速度と、商業ベースでアモルフアス半
導体物質を利用するという立場からは重大な問題
である反応ガス供給貯蔵の変換効率が低いという
悩みがあつた。
アモルフアス半導体合金を有する電子写真デバ
イスを製造するための新規の改良された方法は、
1984年２月14日付出願の米国特許第580，081号に
開示されている。ここに記載されている方法は、
事実上増加されたデポジシヨン速度と反応ガス供
給貯蔵利用を提供するマイクロ波グロー放電デポ
ジシヨン法である。
イスを製造するための新規の改良された方法は、
1984年２月14日付出願の米国特許第580，081号に
開示されている。ここに記載されている方法は、
事実上増加されたデポジシヨン速度と反応ガス供
給貯蔵利用を提供するマイクロ波グロー放電デポ
ジシヨン法である。
アモルフアス半導体合金の数多くの適用方法の
うちで、高デポジシヨン速度と反応ガス供給貯蔵
変換効率の利用が、この種の物質を利用する電子
写真デバイスの商業的有効性にとつて最も重要で
ある。高デポジシヨン速度と供給貯蔵変換効率及
び利用が求められるのは、この種のデバイスにお
いてアモルフアス半導体合金層はおよそ15ミクロ
ン以上の厚みを、およそ350ボルトの表面電位を
ここに付加し得るために要求されるためである。
その結果、アモルフアス半導体合金は充分な速度
でデポジツトされることができ、また、電子写真
デバイス内でこの種の物質を商業的に利用するこ
とを可能にする所望の光応答特性をもつことがで
きる。
うちで、高デポジシヨン速度と反応ガス供給貯蔵
変換効率の利用が、この種の物質を利用する電子
写真デバイスの商業的有効性にとつて最も重要で
ある。高デポジシヨン速度と供給貯蔵変換効率及
び利用が求められるのは、この種のデバイスにお
いてアモルフアス半導体合金層はおよそ15ミクロ
ン以上の厚みを、およそ350ボルトの表面電位を
ここに付加し得るために要求されるためである。
その結果、アモルフアス半導体合金は充分な速度
でデポジツトされることができ、また、電子写真
デバイス内でこの種の物質を商業的に利用するこ
とを可能にする所望の光応答特性をもつことがで
きる。
本発明は、商業的実施に使用される電子写真デ
バイスは一般に円筒又はドラム部材の形をとるこ
とに鑑みてなされたものであり、その目的は、こ
の種のドラムの外面全体に均一に、しかも従来知
られていたより大きな堆積速度と高い反応ガスの
利用効率で、アモルフアス半導体合金をデポジツ
トすることによつて、電子写真用デバイスを効率
よく形成することを可能ならしめる装置を提供す
ることである。
バイスは一般に円筒又はドラム部材の形をとるこ
とに鑑みてなされたものであり、その目的は、こ
の種のドラムの外面全体に均一に、しかも従来知
られていたより大きな堆積速度と高い反応ガスの
利用効率で、アモルフアス半導体合金をデポジツ
トすることによつて、電子写真用デバイスを効率
よく形成することを可能ならしめる装置を提供す
ることである。
本発明の上記目的は、本発明によれば、堆積膜
を形成するためのチヤンバと、前記チヤンバ内を
排気するための排気手段と、前記チヤンバ内に堆
積膜形成用の反応ガスを導入するためのガス導入
手段と、前記チヤンバ内に前記反応ガスのプラズ
マを形成する為のエネルギーを導入するエネルギ
ー導入手段と、を具備する装置を用いて堆積膜を
形成する方法において、前記チヤンバ内に複数の
基体を配置して、前記複数の基体で囲まれた前記
プラズマの形成される放電空間と前記複数の基体
に対して前記放電空間とは反対側の前記プラズマ
の形成されない非放電空間とを画成し、前記放電
空間内に前記反応ガスを導入し、前記放電空間に
前記エネルギーとしてのマイクロ波エネルギーを
導入して前記放電空間内に前記プラズマを形成
し、前記複数の基体を夫々回転させながら前記基
体の被堆積面上に堆積膜を形成することを特徴と
する方法、または、堆積膜を形成するためのチヤ
ンバと、前記チヤンバ内に排気するための排気手
段と、前記チヤンバ内に堆積膜形成用の反応ガス
を導入するためのガス導入手段と、前記チヤンバ
内に堆積膜を形成する為のエネルギーを導入する
エネルギー導入手段と、を具備する装置を用いて
堆積膜を形成する方法において、前記チヤンバ内
に複数の基体を配置して、前記複数の基体で囲ま
れた前記堆積膜の形成が行われる成膜空間と前記
複数の基体に対して前記成膜空間とは反対側の前
記堆積膜の形成が行われない非成膜空間とを画成
し、前記成膜空間内に前記反応ガスを導入し、前
記成膜空間に前記エネルギーを導入し、前記複数
の基体を夫々回転させながら前記基体の被堆積面
上に堆積膜を形成することを特徴とする方法によ
つて達成される。
を形成するためのチヤンバと、前記チヤンバ内を
排気するための排気手段と、前記チヤンバ内に堆
積膜形成用の反応ガスを導入するためのガス導入
手段と、前記チヤンバ内に前記反応ガスのプラズ
マを形成する為のエネルギーを導入するエネルギ
ー導入手段と、を具備する装置を用いて堆積膜を
形成する方法において、前記チヤンバ内に複数の
基体を配置して、前記複数の基体で囲まれた前記
プラズマの形成される放電空間と前記複数の基体
に対して前記放電空間とは反対側の前記プラズマ
の形成されない非放電空間とを画成し、前記放電
空間内に前記反応ガスを導入し、前記放電空間に
前記エネルギーとしてのマイクロ波エネルギーを
導入して前記放電空間内に前記プラズマを形成
し、前記複数の基体を夫々回転させながら前記基
体の被堆積面上に堆積膜を形成することを特徴と
する方法、または、堆積膜を形成するためのチヤ
ンバと、前記チヤンバ内に排気するための排気手
段と、前記チヤンバ内に堆積膜形成用の反応ガス
を導入するためのガス導入手段と、前記チヤンバ
内に堆積膜を形成する為のエネルギーを導入する
エネルギー導入手段と、を具備する装置を用いて
堆積膜を形成する方法において、前記チヤンバ内
に複数の基体を配置して、前記複数の基体で囲ま
れた前記堆積膜の形成が行われる成膜空間と前記
複数の基体に対して前記成膜空間とは反対側の前
記堆積膜の形成が行われない非成膜空間とを画成
し、前記成膜空間内に前記反応ガスを導入し、前
記成膜空間に前記エネルギーを導入し、前記複数
の基体を夫々回転させながら前記基体の被堆積面
上に堆積膜を形成することを特徴とする方法によ
つて達成される。
さらに、上記目的は、堆積膜を形成するための
チヤンバと、前記チヤンバ内を排気するための排
気手段と、前記チヤンバ内に堆積膜形成用の反応
ガスを導入するためのガス導入手段と、前記チヤ
ンバ内に前記反応ガスのプラズマを形成する為の
エネルギーを導入するエネルギー導入手段と、前
記チヤンバ内に被堆積面を有する基体の複数を支
持する基体支持手段と、を具備する堆積膜形成用
の装置において、前記基体支持手段は、前記チヤ
ンバ内に、前記複数の基体で囲まれ前記プラズマ
の形成される放電空間と前記複数の基体に対して
前記放電空間とは反対側の前記プラズマの形成さ
れない非放電空間とを画成すべく前記複数の基体
を配置するとともに、前記複数の基体を夫々回転
させる手段を備えており、前記エネルギー導入手
段により前記放電空間に前記エネルギーとしての
マイクロ波エネルギーを導入して前記放電空間内
に前記プラズマを形成することを特徴とする基体
上に堆積膜を形成するための装置、または、堆積
膜を形成するためのチヤンバと、前記チヤンバ内
を排気するための排気手段と、前記チヤンバ内に
堆積膜形成用の反応ガスを導入するためのガス導
入手段と、前記チヤンバ内に堆積膜を形成する為
のエネルギーを導入するエネルギー導入手段と、
前記チヤンバ内に非成膜面を有する基体の複数を
支持する基体支持手段と、を具備する堆積膜形成
用の装置において、前記基体支持手段は、前記チ
ヤンバ内に、前記複数の基体で囲まれ前記堆積膜
の形成が行われる成膜空間と前記複数の基体に対
して前記成膜空間とは反対側の前記堆積膜の形成
が行われない非成膜空間とを画成すべく前記複数
の基体を配置するとともに、前記複数の基体を
夫々回転させる手段を備えており、前記エネルギ
ー導入手段により前記成膜空間に前記エネルギー
を導入して前記堆積膜を形成することを特徴とす
る装置によつて達成される。
チヤンバと、前記チヤンバ内を排気するための排
気手段と、前記チヤンバ内に堆積膜形成用の反応
ガスを導入するためのガス導入手段と、前記チヤ
ンバ内に前記反応ガスのプラズマを形成する為の
エネルギーを導入するエネルギー導入手段と、前
記チヤンバ内に被堆積面を有する基体の複数を支
持する基体支持手段と、を具備する堆積膜形成用
の装置において、前記基体支持手段は、前記チヤ
ンバ内に、前記複数の基体で囲まれ前記プラズマ
の形成される放電空間と前記複数の基体に対して
前記放電空間とは反対側の前記プラズマの形成さ
れない非放電空間とを画成すべく前記複数の基体
を配置するとともに、前記複数の基体を夫々回転
させる手段を備えており、前記エネルギー導入手
段により前記放電空間に前記エネルギーとしての
マイクロ波エネルギーを導入して前記放電空間内
に前記プラズマを形成することを特徴とする基体
上に堆積膜を形成するための装置、または、堆積
膜を形成するためのチヤンバと、前記チヤンバ内
を排気するための排気手段と、前記チヤンバ内に
堆積膜形成用の反応ガスを導入するためのガス導
入手段と、前記チヤンバ内に堆積膜を形成する為
のエネルギーを導入するエネルギー導入手段と、
前記チヤンバ内に非成膜面を有する基体の複数を
支持する基体支持手段と、を具備する堆積膜形成
用の装置において、前記基体支持手段は、前記チ
ヤンバ内に、前記複数の基体で囲まれ前記堆積膜
の形成が行われる成膜空間と前記複数の基体に対
して前記成膜空間とは反対側の前記堆積膜の形成
が行われない非成膜空間とを画成すべく前記複数
の基体を配置するとともに、前記複数の基体を
夫々回転させる手段を備えており、前記エネルギ
ー導入手段により前記成膜空間に前記エネルギー
を導入して前記堆積膜を形成することを特徴とす
る装置によつて達成される。
上記の構成の円筒型電子写真デバイスの製造装
置においては、複数の円筒部材は該円筒部材の長
手軸が互いに平行になると共に、これらの長手軸
に沿つた導波管として機能する空間を円筒部材の
外周面が取り囲むようにチヤンバ内に支持され、
反応ガスは隣接する円筒部材の各対間に残された
狭い間隙を介して先の空間内に導入される。マイ
クロ波エネルギが前記空間内に結合されることに
より、プラズマか形成され、反応ガスに含まれる
元素が円筒部材の外周面上に堆積される。前記の
円筒部材によつて取り囲まれた空間は導波管とし
て機能するため、マイクロ波エネルギは容易に前
記空間に結合され、前記空間内に有効にプラズマ
を形成することができる。
置においては、複数の円筒部材は該円筒部材の長
手軸が互いに平行になると共に、これらの長手軸
に沿つた導波管として機能する空間を円筒部材の
外周面が取り囲むようにチヤンバ内に支持され、
反応ガスは隣接する円筒部材の各対間に残された
狭い間隙を介して先の空間内に導入される。マイ
クロ波エネルギが前記空間内に結合されることに
より、プラズマか形成され、反応ガスに含まれる
元素が円筒部材の外周面上に堆積される。前記の
円筒部材によつて取り囲まれた空間は導波管とし
て機能するため、マイクロ波エネルギは容易に前
記空間に結合され、前記空間内に有効にプラズマ
を形成することができる。
従つて、上記の構成を有する本発明の円筒型電
子写真デバイスの製造装置は、プラズマ形成空間
内に導入された反応ガスの殆どがデポジツトされ
る種（元素）に変換もしくは分解され、高い変換
効率を達成するとともに、複数の円筒部材によつ
て取り囲まれた空間にプラズマが有効に形成され
る故に、即ち複数の円筒部材外周面によつてプラ
ズマ形成空間が規定されるが故に、プラズマによ
つて形成された種の殆どがデポジツト面（円筒部
材の外周面）に作用し、堆積効率が高く、従つ
て、大きなデポジシヨン速度及び高い反応ガスの
利用効率にて、複数の円筒部材上の広い面積に同
時にかつ均一に反応ガスに含まれる元素をデポジ
ツトすることができ、円筒型電子写真デバイスの
効率的な且つ商業的規模での製造を可能にする。
子写真デバイスの製造装置は、プラズマ形成空間
内に導入された反応ガスの殆どがデポジツトされ
る種（元素）に変換もしくは分解され、高い変換
効率を達成するとともに、複数の円筒部材によつ
て取り囲まれた空間にプラズマが有効に形成され
る故に、即ち複数の円筒部材外周面によつてプラ
ズマ形成空間が規定されるが故に、プラズマによ
つて形成された種の殆どがデポジツト面（円筒部
材の外周面）に作用し、堆積効率が高く、従つ
て、大きなデポジシヨン速度及び高い反応ガスの
利用効率にて、複数の円筒部材上の広い面積に同
時にかつ均一に反応ガスに含まれる元素をデポジ
ツトすることができ、円筒型電子写真デバイスの
効率的な且つ商業的規模での製造を可能にする。
上記の構成中、前記支持手段が前記円筒部材の
夫々を各長手軸を中心に回転させる回転手段を有
していることが望ましく、また前記結合手段が前
記空間の一端に配置された第１のマイクロ波エネ
ルギー源を有していることが望ましい。この場
合、前記第１のマイクロ波エネルギー源がマグネ
トロンを含んでもよく、また前記結合手段が前記
第１のマイクロ波エネルギ源と前記空間の間に配
置され、前記第１のマイクロ波エネルギ源への反
射マイクロ波エネルギの戻りを規制する窓を有し
ていることがさらに望ましい。更に、前記結合手
段が前記空間の他端に、前記第１のマイクロ波エ
ネルギに対向して配置された第２のマイクロ波エ
ネルギ源を有していてもよく、この場合、前記第
１のマイクロ波エネルギ源及び前記第２のマイク
ロ波エネルギ源の各々がアンテナプローブを備え
ており、前記アンテナプローブが相互に角度をつ
けて配置されていることが好ましい。一方、前記
結合手段が前記空間の他端に、前記第１のマイク
ロ波エネルギ源に対向して配置されたマイクロ波
エネルギを吸収する吸収手段を有していても良
く、前記結合手段が回転するように構成されてい
てもよい。前記導入手段が前記間隙の少なくとも
１つを介して前記円筒部材の長手方向に実質的に
均一な反応ガスの流れを提供するシユラウド手段
を有することが望ましく、前記シユラウド手段が
互いに隣接する前記円筒部材の対と協働して、ガ
ス溜め及び前記ガス溜めから前記隣接した円筒部
材の外周に沿つて伸延する狭いチヤネルを形成す
るように構成されていることが望ましい。前記シ
ユラウド手段が前記円筒部材の端部を越えて反応
ガスが流れる前記円筒部材の端部を越えて反応ガ
スが流れるのを防ぐため、前記円筒部材の端部を
越えて伸延するシールドを有していてもよい。い
ずれにおいても、前記チヤンバが前記空間内の圧
力を一定に維持すべく、前記間隙の他の少なくと
も１つを介して、前記空間内から前記反応ガスを
排出するための排気ポートを有することが望まし
い。
夫々を各長手軸を中心に回転させる回転手段を有
していることが望ましく、また前記結合手段が前
記空間の一端に配置された第１のマイクロ波エネ
ルギー源を有していることが望ましい。この場
合、前記第１のマイクロ波エネルギー源がマグネ
トロンを含んでもよく、また前記結合手段が前記
第１のマイクロ波エネルギ源と前記空間の間に配
置され、前記第１のマイクロ波エネルギ源への反
射マイクロ波エネルギの戻りを規制する窓を有し
ていることがさらに望ましい。更に、前記結合手
段が前記空間の他端に、前記第１のマイクロ波エ
ネルギに対向して配置された第２のマイクロ波エ
ネルギ源を有していてもよく、この場合、前記第
１のマイクロ波エネルギ源及び前記第２のマイク
ロ波エネルギ源の各々がアンテナプローブを備え
ており、前記アンテナプローブが相互に角度をつ
けて配置されていることが好ましい。一方、前記
結合手段が前記空間の他端に、前記第１のマイク
ロ波エネルギ源に対向して配置されたマイクロ波
エネルギを吸収する吸収手段を有していても良
く、前記結合手段が回転するように構成されてい
てもよい。前記導入手段が前記間隙の少なくとも
１つを介して前記円筒部材の長手方向に実質的に
均一な反応ガスの流れを提供するシユラウド手段
を有することが望ましく、前記シユラウド手段が
互いに隣接する前記円筒部材の対と協働して、ガ
ス溜め及び前記ガス溜めから前記隣接した円筒部
材の外周に沿つて伸延する狭いチヤネルを形成す
るように構成されていることが望ましい。前記シ
ユラウド手段が前記円筒部材の端部を越えて反応
ガスが流れる前記円筒部材の端部を越えて反応ガ
スが流れるのを防ぐため、前記円筒部材の端部を
越えて伸延するシールドを有していてもよい。い
ずれにおいても、前記チヤンバが前記空間内の圧
力を一定に維持すべく、前記間隙の他の少なくと
も１つを介して、前記空間内から前記反応ガスを
排出するための排気ポートを有することが望まし
い。
以下に例として添付図面を参照して本発明の好
ましい具体例について説明する。
ましい具体例について説明する。
第１図によれば、円筒部材１２の外側面に種々
の材料をデポジツトすることによつて本発明に従
つて形成され得る型式の電子写真デバイスの部分
断面側面図を示す。円筒部材１２は電子写真デバ
イス１０の基板を形成する。デバイス１０は、基
板１２にデポジツトされた第１阻止層１４、第１
（底部）阻止層１４にデポジツトされた光導電層
（領域）１６、及び光導電層１６にデポジツトさ
れた第２（頂部）阻止層１８を含む。光導電層１
６は好ましくはアモルフアス半導体合金及びさら
に特定的にはシリコン及び水素及び／又はフツ素
を含むアモルフアスシリコン合金から形成され
る。選択される阻止層１４及び１８の型、及びデ
バイス１０の充電に用いられる充電形式に従つ
て、光導電層領域１６は、この領域１６を事実上
真性にするためホウ素のようなドーパンドを少量
含むこともできる。同様に、光導電領域１６は何
らドーパンドを含有せずとも少しだけｎ形にする
ことができる。基板１２ら光導電領域１６に電荷
が注入されるのを防ぐため、底部阻止層１４が備
えられる。このため底部阻止層１４は、シリコン
及び炭素、シリコン及び酸素、又はシリコン及び
チツ素を含むアモルフアス合金から形成される
時、絶縁性にすることができる。この種の底部阻
止層を形成する場合に、シラン及び／又は四フツ
化ケイ素（SiF4）とメタン（CH4）、アンモニア
（NH3）、窒素（N2）又は酸素との反応ガス混合
物を用いることができる。この種の阻止層は電子
写真デバイス１０の正負両性の充電に適してい
る。
の材料をデポジツトすることによつて本発明に従
つて形成され得る型式の電子写真デバイスの部分
断面側面図を示す。円筒部材１２は電子写真デバ
イス１０の基板を形成する。デバイス１０は、基
板１２にデポジツトされた第１阻止層１４、第１
（底部）阻止層１４にデポジツトされた光導電層
（領域）１６、及び光導電層１６にデポジツトさ
れた第２（頂部）阻止層１８を含む。光導電層１
６は好ましくはアモルフアス半導体合金及びさら
に特定的にはシリコン及び水素及び／又はフツ素
を含むアモルフアスシリコン合金から形成され
る。選択される阻止層１４及び１８の型、及びデ
バイス１０の充電に用いられる充電形式に従つ
て、光導電層領域１６は、この領域１６を事実上
真性にするためホウ素のようなドーパンドを少量
含むこともできる。同様に、光導電領域１６は何
らドーパンドを含有せずとも少しだけｎ形にする
ことができる。基板１２ら光導電領域１６に電荷
が注入されるのを防ぐため、底部阻止層１４が備
えられる。このため底部阻止層１４は、シリコン
及び炭素、シリコン及び酸素、又はシリコン及び
チツ素を含むアモルフアス合金から形成される
時、絶縁性にすることができる。この種の底部阻
止層を形成する場合に、シラン及び／又は四フツ
化ケイ素（SiF4）とメタン（CH4）、アンモニア
（NH3）、窒素（N2）又は酸素との反応ガス混合
物を用いることができる。この種の阻止層は電子
写真デバイス１０の正負両性の充電に適してい
る。
電子写真デバイス１０を正充電したい場合は、
底部電子阻止層１４は、例えばシリン及び／又は
四フツ化ケイ素と例えばジボラン（B2H6）のよ
うなｐ形ドーパンド含有化合物との反応ガス混合
物から形成されるｐ形アモルフアスケイ素合金で
あり得る。この場合、光導電領域１６は、これを
事実上真性にするｐ形ドーパンドを少量含むアモ
ルフアスケイ素合金から形成されるのがやはり好
ましい。
底部電子阻止層１４は、例えばシリン及び／又は
四フツ化ケイ素と例えばジボラン（B2H6）のよ
うなｐ形ドーパンド含有化合物との反応ガス混合
物から形成されるｐ形アモルフアスケイ素合金で
あり得る。この場合、光導電領域１６は、これを
事実上真性にするｐ形ドーパンドを少量含むアモ
ルフアスケイ素合金から形成されるのがやはり好
ましい。
負充電を望む場合は、底部正孔阻止層は、例え
ばｎ形のアモルフアスケイ素合金であり得る。こ
の種の阻止層を形成するため、ｎ形ドーパンド含
有化合物、例えばホスフイン（PH3）とシラン及
び／又はケイ素との反応ガス混合物を用いること
ができる。この場合光導電層１６は、少しだけｎ
形のアモルフアスケイ素合金から形成されるのが
好ましい。
ばｎ形のアモルフアスケイ素合金であり得る。こ
の種の阻止層を形成するため、ｎ形ドーパンド含
有化合物、例えばホスフイン（PH3）とシラン及
び／又はケイ素との反応ガス混合物を用いること
ができる。この場合光導電層１６は、少しだけｎ
形のアモルフアスケイ素合金から形成されるのが
好ましい。
頂部阻止層１８は底部阻止層１４に関して列挙
したと同じ任意の材料から形成され得る。それ
故、頂部阻止層は絶縁材料か又は先に述べたよう
なｐ形又はｎ形アモルフアス半導体合金から形成
され得る。本発明装置及び方法により製造し得る
型の電子写真デバイスの形状及び材料のいくつか
の特定具体例に関するその他の詳細については、
1984年２月14日付出願の米国特許出願第580，081
号を参照されたい。
したと同じ任意の材料から形成され得る。それ
故、頂部阻止層は絶縁材料か又は先に述べたよう
なｐ形又はｎ形アモルフアス半導体合金から形成
され得る。本発明装置及び方法により製造し得る
型の電子写真デバイスの形状及び材料のいくつか
の特定具体例に関するその他の詳細については、
1984年２月14日付出願の米国特許出願第580，081
号を参照されたい。
上記の米国特許出願第580081号に記載の通り、
光導電領域１６は、デバイスの充分な表面電位特
性を得るため、好ましくは厚めの寸法、即ち厚さ
10〜25ミクロンのオーダーとするのがよい。同じ
く上記出願に記載されているように、この種の装
置を商業ベースで製造するためには、高いデポジ
シヨン率を示す方法と光導電領域１６を形成する
材料を用いてデポジツトする必要がある。従来式
の無線周波グロー放電デポジシヨン技術、全厚10
〜25ミクロンの範囲の光導電領域１６を形成する
のに適していない。但し上記の共願に開示されて
いる通り、マイクロ波励振グロー放電プラズマ
が、この種のデバイスを商業的に成り立ち得るも
のにするデポジシヨン速度での光導電領域１６の
デポジシヨンを促進する。本発明の装置及び方法
は、電子写真デバイスの材料を商業的に成立し得
る比率で、かつこれまで不可能であつたガス供給
貯蔵利用式にデポジツトすることができるプラズ
マを形成するためにマイクロ波エネルギを使用す
ることを目的とする。
光導電領域１６は、デバイスの充分な表面電位特
性を得るため、好ましくは厚めの寸法、即ち厚さ
10〜25ミクロンのオーダーとするのがよい。同じ
く上記出願に記載されているように、この種の装
置を商業ベースで製造するためには、高いデポジ
シヨン率を示す方法と光導電領域１６を形成する
材料を用いてデポジツトする必要がある。従来式
の無線周波グロー放電デポジシヨン技術、全厚10
〜25ミクロンの範囲の光導電領域１６を形成する
のに適していない。但し上記の共願に開示されて
いる通り、マイクロ波励振グロー放電プラズマ
が、この種のデバイスを商業的に成り立ち得るも
のにするデポジシヨン速度での光導電領域１６の
デポジシヨンを促進する。本発明の装置及び方法
は、電子写真デバイスの材料を商業的に成立し得
る比率で、かつこれまで不可能であつたガス供給
貯蔵利用式にデポジツトすることができるプラズ
マを形成するためにマイクロ波エネルギを使用す
ることを目的とする。
さらに本発明は、光導電領域１６がマイクロ波
と無線周波との両方のグロー放電プラズマから形
成されることができることを目的とする。この場
合、光導電領域１６の大部分がマイクロ波グロー
放電プラズマから形成されることができ、光導電
領域１６の残りの部分と頂上部の無線周波グロー
放電プラズマから形成され得る。本発明の装置及
び方法は、デバイスを電子写真複写に特に有効に
するため所望の光応答及び電荷保持特性をもつド
ラム形電子写真複写機ドラムの製造を助長するた
めこれら２つの作動方式の調整を目ざす。
と無線周波との両方のグロー放電プラズマから形
成されることができることを目的とする。この場
合、光導電領域１６の大部分がマイクロ波グロー
放電プラズマから形成されることができ、光導電
領域１６の残りの部分と頂上部の無線周波グロー
放電プラズマから形成され得る。本発明の装置及
び方法は、デバイスを電子写真複写に特に有効に
するため所望の光応答及び電荷保持特性をもつド
ラム形電子写真複写機ドラムの製造を助長するた
めこれら２つの作動方式の調整を目ざす。
第２図及び第３図を参照すれば、複数個のドラ
ム又は円筒部材１２に対し１又はそれ以上の材料
層好ましくはアモルフアス半導体合金層をデポジ
ツトするべく構成した本発明の具体形としての装
置２０を示す。装置２０はデポジシヨンチヤンバ
２２を含む。デポジシヨンチヤンバ２２は、ここ
から反応生成物をくみ取り、チヤンバ内でのデポ
ジシヨン工程を促進するためこのチヤンバ内を適
当な圧力に保つためのポンプに適正に結合すべく
適合させたくみ取りポート２４を含む。さらにデ
ポジシヨンチヤンバ２２は複数個の反応ガス入力
ポート２６，２８及び３０を含んでおり、これら
のポートを介して反応ガスは後に説明する方法で
デポジシヨン環境内に導入される。
ム又は円筒部材１２に対し１又はそれ以上の材料
層好ましくはアモルフアス半導体合金層をデポジ
ツトするべく構成した本発明の具体形としての装
置２０を示す。装置２０はデポジシヨンチヤンバ
２２を含む。デポジシヨンチヤンバ２２は、ここ
から反応生成物をくみ取り、チヤンバ内でのデポ
ジシヨン工程を促進するためこのチヤンバ内を適
当な圧力に保つためのポンプに適正に結合すべく
適合させたくみ取りポート２４を含む。さらにデ
ポジシヨンチヤンバ２２は複数個の反応ガス入力
ポート２６，２８及び３０を含んでおり、これら
のポートを介して反応ガスは後に説明する方法で
デポジシヨン環境内に導入される。
デポジシヨンチヤンバ２２内には複数個の円筒
部材又はドラム１２が支持されている。ドラム１
２は、事実上並行に配置さたドラムの縦軸と事実
上閉じたループを形成するように構成され、隣接
するドラムの外面は内側チヤンバ３２を形成する
ため別々に間隔を詰めて配置されている。この方
法でドラム１２を配置するため、デポジシヨンチ
ヤンバ２２は複数個の固定シヤフト３３を支持す
る１対の直立壁３４，３６を含む。各ドラム１２
は１対の円板形スペーサ４０、４２により各シヤ
フト３８上に回転するように取付けられている。
スペーサ４０、４２はドラム１２の内側寸法に一
致する外側寸法をもち、従つてドラムを相互に正
確に位置決めするためこのドラム１２の内側面と
摩擦式に嵌合する。スペーサ４０はドライブチエ
ーン４６と噛み合うべく配列されたスプロケツト
４４を含む。結果として、さらに後に説明する通
り、デポジシヨン工程中モータ５０は各ドラム１
２がそれ自体の縦軸を中心にして回転するよう動
力を加えられる。これによつて各ドラム１２の外
面全体に材料が均一にデポジツトされる。
部材又はドラム１２が支持されている。ドラム１
２は、事実上並行に配置さたドラムの縦軸と事実
上閉じたループを形成するように構成され、隣接
するドラムの外面は内側チヤンバ３２を形成する
ため別々に間隔を詰めて配置されている。この方
法でドラム１２を配置するため、デポジシヨンチ
ヤンバ２２は複数個の固定シヤフト３３を支持す
る１対の直立壁３４，３６を含む。各ドラム１２
は１対の円板形スペーサ４０、４２により各シヤ
フト３８上に回転するように取付けられている。
スペーサ４０、４２はドラム１２の内側寸法に一
致する外側寸法をもち、従つてドラムを相互に正
確に位置決めするためこのドラム１２の内側面と
摩擦式に嵌合する。スペーサ４０はドライブチエ
ーン４６と噛み合うべく配列されたスプロケツト
４４を含む。結果として、さらに後に説明する通
り、デポジシヨン工程中モータ５０は各ドラム１
２がそれ自体の縦軸を中心にして回転するよう動
力を加えられる。これによつて各ドラム１２の外
面全体に材料が均一にデポジツトされる。
先に述べた通り、ドラム１２は内側チヤンバ３
２を形成するべくドラムの外側面が間隔を詰めて
別々に配置されている。第３図で分かる通り、デ
ポジシヨンプラズマを形成するための反応ガス
は、１対の隣接ドラム１２の間に形成された複数
個の狭い通路５２の少なくとも１つに導入され
る。好ましくは、反応ガスはこれらの狭い通路５
２の他のどれか１つを介して内側チヤンバ３２内
に導入される。
２を形成するべくドラムの外側面が間隔を詰めて
別々に配置されている。第３図で分かる通り、デ
ポジシヨンプラズマを形成するための反応ガス
は、１対の隣接ドラム１２の間に形成された複数
個の狭い通路５２の少なくとも１つに導入され
る。好ましくは、反応ガスはこれらの狭い通路５
２の他のどれか１つを介して内側チヤンバ３２内
に導入される。
第３図では、各１対の隣接ドラム１２にはガス
シユラウド５４が備えられていることがわかる。
各シユラウド５４は導管５６によつて反応ガス引
入口２６，２８及び３０のどれかに接続する。各
シユラウド５４は、反応ガスが導入される狭い通
路に隣接する反応ガス留め５８を限定する。更に
シユラウド５４は、ガス溜め５８の向い側から伸
び、ドラム１２の周縁に沿つてシユラウド延長部
６０とドラム１２の外面との間に狭い通路６２を
形成する横延長部６０を含む。
シユラウド５４が備えられていることがわかる。
各シユラウド５４は導管５６によつて反応ガス引
入口２６，２８及び３０のどれかに接続する。各
シユラウド５４は、反応ガスが導入される狭い通
路に隣接する反応ガス留め５８を限定する。更に
シユラウド５４は、ガス溜め５８の向い側から伸
び、ドラム１２の周縁に沿つてシユラウド延長部
６０とドラム１２の外面との間に狭い通路６２を
形成する横延長部６０を含む。
ガスシユラウド５４は上述の通り形成され、従
つて反応ガス溜め５８は比較的高い反応ガス誘導
を可能にし、また狭い通路６２は高い抵抗性即ち
反応ガスの低い誘導を提供する。好ましくは、反
応ガス溜め５８に垂直誘導はドラム間の狭い通路
５２の誘導よりはるかに高い。更に、狭い通路５
２の誘導力は狭い通路６２の誘導力よりはるかに
強い。このため、高い比率の反応ガスが内側チヤ
ンバ３２に流れ込み、一定のガスがドラム１２の
横延長部全体に沿つて流れる。
つて反応ガス溜め５８は比較的高い反応ガス誘導
を可能にし、また狭い通路６２は高い抵抗性即ち
反応ガスの低い誘導を提供する。好ましくは、反
応ガス溜め５８に垂直誘導はドラム間の狭い通路
５２の誘導よりはるかに高い。更に、狭い通路５
２の誘導力は狭い通路６２の誘導力よりはるかに
強い。このため、高い比率の反応ガスが内側チヤ
ンバ３２に流れ込み、一定のガスがドラム１２の
横延長部全体に沿つて流れる。
更にガスシユラウド５４は、ドラム１２の先端
部に重なり合う側面部分６４と円板形スペーサ４
２，４４を含む。側面部分６４はドラム１２の先
端部から間隔を詰めて配置され、スペーサ４２及
び４４はドラム先端を横切る狭い通路６２に続
く。従つて側面部分６４は反応ガスがドラム尖端
をとり囲んで流れるのを阻止する。
部に重なり合う側面部分６４と円板形スペーサ４
２，４４を含む。側面部分６４はドラム１２の先
端部から間隔を詰めて配置され、スペーサ４２及
び４４はドラム先端を横切る狭い通路６２に続
く。従つて側面部分６４は反応ガスがドラム尖端
をとり囲んで流れるのを阻止する。
同じく第３図から分かる通り、この好ましい具
体例によれば、内側チヤンバ３２への反応ガス誘
導には利用されない狭い通路６６は内側チヤンバ
３２及びデポジシヨンチヤンバ２２から反応生成
物を誘導するために利用される。くみ取りポート
２４に結合されるポンプが加圧されると、デポジ
シヨンチヤンバ２２及び内側チヤンバ３２の内部
はくみ取られ、同時に内側チヤンバ３２は狭い通
路６６を介してくみ取られる。このようにして、
反応生成物はデポジシヨンチヤンバ２２から抽出
され、内側チヤンバ３２の内部はデポジシヨンの
ために適当な圧力に維持される。
体例によれば、内側チヤンバ３２への反応ガス誘
導には利用されない狭い通路６６は内側チヤンバ
３２及びデポジシヨンチヤンバ２２から反応生成
物を誘導するために利用される。くみ取りポート
２４に結合されるポンプが加圧されると、デポジ
シヨンチヤンバ２２及び内側チヤンバ３２の内部
はくみ取られ、同時に内側チヤンバ３２は狭い通
路６６を介してくみ取られる。このようにして、
反応生成物はデポジシヨンチヤンバ２２から抽出
され、内側チヤンバ３２の内部はデポジシヨンの
ために適当な圧力に維持される。
第２図に符号６８で示すデポジシヨンプラズマ
の生成を促進するため、装置２０は、好ましい具
体例によれば、更に第１マイクロ波供給源７０及
び第２マイクロ波供給源７２を含む。各マイクロ
波供給源７０及び７２はそれぞれアンテナプロー
ブ７４及び７６を含む。マイクロ波供給源７０及
び７２は、例えば2.45GHzの出力周波数をもつマ
イクロ周波数マグネトロンであり得る。マグネト
ロン７０，７２はそれぞれ円筒形導波構造７８に
取付けられている。アンテナプローブ７４及び７
６は導波管７８及び８０の後壁７９及び８１から
導波管の波長の約４分の１の距離で距てられてい
る。このスペーシングはプローブから導波管への
マイクロ波エネルギの結合を最大化する。導波管
構造７８及び８０はもうひとつの導波管８２，８
４に回転式に取付けられている。導波管８２，８
４はデポジシヨンチヤンバ２２内に突出してお
り、ドラム１２の縁部のごく近傍にその端が達す
る。導波管８２，８４の端面部分は唇状部分８
６，８８を含む。唇状部分８６，８８のそれぞれ
に対して密封用Ｏリング９０，９２が押当てられ
ており、各Ｏリングは唇状部分８６，８８と共に
窓９４，９６を支持する。窓９４，９６はドラム
１２と共に事実上閉じた内側チヤンバ３２を限定
する。
の生成を促進するため、装置２０は、好ましい具
体例によれば、更に第１マイクロ波供給源７０及
び第２マイクロ波供給源７２を含む。各マイクロ
波供給源７０及び７２はそれぞれアンテナプロー
ブ７４及び７６を含む。マイクロ波供給源７０及
び７２は、例えば2.45GHzの出力周波数をもつマ
イクロ周波数マグネトロンであり得る。マグネト
ロン７０，７２はそれぞれ円筒形導波構造７８に
取付けられている。アンテナプローブ７４及び７
６は導波管７８及び８０の後壁７９及び８１から
導波管の波長の約４分の１の距離で距てられてい
る。このスペーシングはプローブから導波管への
マイクロ波エネルギの結合を最大化する。導波管
構造７８及び８０はもうひとつの導波管８２，８
４に回転式に取付けられている。導波管８２，８
４はデポジシヨンチヤンバ２２内に突出してお
り、ドラム１２の縁部のごく近傍にその端が達す
る。導波管８２，８４の端面部分は唇状部分８
６，８８を含む。唇状部分８６，８８のそれぞれ
に対して密封用Ｏリング９０，９２が押当てられ
ており、各Ｏリングは唇状部分８６，８８と共に
窓９４，９６を支持する。窓９４，９６はドラム
１２と共に事実上閉じた内側チヤンバ３２を限定
する。
導波管７８，８２は、マグネトロン７０によつ
て発生されるマイクロ波エネルギを内側チヤンバ
３２に結合するための結合手段を形成する。同様
に、導波管８０，８４はマグネトロン７２によつ
て発生されるマイクロ波エネルギを内側チヤンバ
３２に結合するための結合手段を構成する。マグ
ネトロン７０，７２によつて発生されるマイクロ
波エネルギはアンテナプローグ７４，７６により
放射される。プローグ７４，７６間の相互作用を
防ぐため、アンテナプローブは好ましくは相互に
角度をつけて移動されている。この好ましい具体
例によればプローブ間の角度およそ60°である。
但し図示の６個のドラムよりさらに多数のドラム
を内蔵する装置については、アンテナプローブ７
４，７６間の移動角度は変わるであろう。その理
由は、アンテナプローブがドラム１２に対して、
各プローブが内側チヤンバ３２内に同一且つ均一
なマイクロ波エネルギの場を形成するように配置
されるのが好ましいためである。
て発生されるマイクロ波エネルギを内側チヤンバ
３２に結合するための結合手段を形成する。同様
に、導波管８０，８４はマグネトロン７２によつ
て発生されるマイクロ波エネルギを内側チヤンバ
３２に結合するための結合手段を構成する。マグ
ネトロン７０，７２によつて発生されるマイクロ
波エネルギはアンテナプローグ７４，７６により
放射される。プローグ７４，７６間の相互作用を
防ぐため、アンテナプローブは好ましくは相互に
角度をつけて移動されている。この好ましい具体
例によればプローブ間の角度およそ60°である。
但し図示の６個のドラムよりさらに多数のドラム
を内蔵する装置については、アンテナプローブ７
４，７６間の移動角度は変わるであろう。その理
由は、アンテナプローブがドラム１２に対して、
各プローブが内側チヤンバ３２内に同一且つ均一
なマイクロ波エネルギの場を形成するように配置
されるのが好ましいためである。
窓９４，９６は内側チヤンバ３２を囲むほか
に、マグネトロン７０，７２を反応ガスから保護
する。さらにこれらの窓はマグネトロンプローブ
７４，７６でプラズマが形成されるのを防ぐ役割
を果し、さらにマイクロ波エネルギを内側チヤン
バ３２に低損失で結合させる。このため窓９４，
９６はカルツのような材料で作ることができ、さ
らに内側チヤンバ３２内に比較的低い順方向定常
波を提供する厚さをもつ。
に、マグネトロン７０，７２を反応ガスから保護
する。さらにこれらの窓はマグネトロンプローブ
７４，７６でプラズマが形成されるのを防ぐ役割
を果し、さらにマイクロ波エネルギを内側チヤン
バ３２に低損失で結合させる。このため窓９４，
９６はカルツのような材料で作ることができ、さ
らに内側チヤンバ３２内に比較的低い順方向定常
波を提供する厚さをもつ。
マグネトロン７０，７２間の相互作用をさらに
縮減するため、各マグネトロンを周期的に加圧す
ることができる。例えば、マグネトロンに加圧す
るため交流を用いる場合は、交流電流の半周期間
マグネトロンを加圧しておくことができる。この
ようにして、マグネトロン間の相互作用をさらに
減らすことができる。
縮減するため、各マグネトロンを周期的に加圧す
ることができる。例えば、マグネトロンに加圧す
るため交流を用いる場合は、交流電流の半周期間
マグネトロンを加圧しておくことができる。この
ようにして、マグネトロン間の相互作用をさらに
減らすことができる。
先に述べた通り、導波管７８，８０はそのそれ
ぞれの導波管８２，８４に回転式に取付けられ
る。その結果、各マグネトロン電源７０，７２は
導波管８２，８４の縦軸を中心に回転することが
できる。このような回転により、デポジツトする
種の時間平均密度は放射状に均一する。
ぞれの導波管８２，８４に回転式に取付けられ
る。その結果、各マグネトロン電源７０，７２は
導波管８２，８４の縦軸を中心に回転することが
できる。このような回転により、デポジツトする
種の時間平均密度は放射状に均一する。
第２図及び第３図の装置２０を用いて、ドラム
１２の外面上に材料をデポジツトし、さらに好ま
しくは電子写真複写機のドラムを形成するため材
料層をデポジツトするため、ドラム１２を先ず図
示し、上に述べたように取付ける。その後、反応
ガスを引入口２６，２８，３０を介して導入し、
他方ではデポジシヨンチヤンバ２２をくみ取りポ
ート又は排出口２４と結合したポンプによつてく
み取る。内側チヤンバ３２に導入された反応ガス
によりマグネトロン７０，７２が加圧されて、内
側チヤンバ３２内にマイクロ波周波数エネルギを
結合してここにグロー放電プラズマを形成する。
マイクロ波エネルギは容易に内側チヤンバ３２に
結合される。何故なら内側チヤンバ自体がマイク
ロ波周波数の導波管構造を構成するからである。
１２の外面上に材料をデポジツトし、さらに好ま
しくは電子写真複写機のドラムを形成するため材
料層をデポジツトするため、ドラム１２を先ず図
示し、上に述べたように取付ける。その後、反応
ガスを引入口２６，２８，３０を介して導入し、
他方ではデポジシヨンチヤンバ２２をくみ取りポ
ート又は排出口２４と結合したポンプによつてく
み取る。内側チヤンバ３２に導入された反応ガス
によりマグネトロン７０，７２が加圧されて、内
側チヤンバ３２内にマイクロ波周波数エネルギを
結合してここにグロー放電プラズマを形成する。
マイクロ波エネルギは容易に内側チヤンバ３２に
結合される。何故なら内側チヤンバ自体がマイク
ロ波周波数の導波管構造を構成するからである。
次にモータ５０が加圧されて、ドラム１２を縦
方向に自軸を中心に回転させる。次にマグネトロ
ン７０，７２も先に述べたように導波管８２，８
４を中心に回転することができる。以上の結果と
して、材料の均一なデポジシヨンがドラム１２の
外面全体にわたつておこなわれるであろう。
方向に自軸を中心に回転させる。次にマグネトロ
ン７０，７２も先に述べたように導波管８２，８
４を中心に回転することができる。以上の結果と
して、材料の均一なデポジシヨンがドラム１２の
外面全体にわたつておこなわれるであろう。
デポジシヨン工程中はドラム１２を加熱するのが
望ましい。このため装置２０は更に、スペーサ１
０２により固定シヤフト３８に取付けられる複数
個の加熱素子１００を含んでいる。シヤフト３８
は固定的だから、加熱素子１００もドラム１２内
で固定されているだろう。加熱素子１００は抵抗
加熱素子、又は白熱電球の形をとることができ
る。アモルフアス半導体合金のデポジシヨンに
は、ドラムを20℃及び400℃の間、好ましくは約
300℃に加熱するのが好ましい。更に反応ガスを
内側チヤンバ３２内に導入する前に予熱すること
が望ましい。予熱は例えばガスシユラウド５４を
ここに内蔵されたスラグ加熱器又はデポジシヨン
領域の外側のガスシユラウド５４に隣接して配置
されたランプによつておよそ300℃に加熱するこ
とによつて達成し得る。
望ましい。このため装置２０は更に、スペーサ１
０２により固定シヤフト３８に取付けられる複数
個の加熱素子１００を含んでいる。シヤフト３８
は固定的だから、加熱素子１００もドラム１２内
で固定されているだろう。加熱素子１００は抵抗
加熱素子、又は白熱電球の形をとることができ
る。アモルフアス半導体合金のデポジシヨンに
は、ドラムを20℃及び400℃の間、好ましくは約
300℃に加熱するのが好ましい。更に反応ガスを
内側チヤンバ３２内に導入する前に予熱すること
が望ましい。予熱は例えばガスシユラウド５４を
ここに内蔵されたスラグ加熱器又はデポジシヨン
領域の外側のガスシユラウド５４に隣接して配置
されたランプによつておよそ300℃に加熱するこ
とによつて達成し得る。
第１図に示すような電子写真ドラムをつくるた
めには、第１阻止層１４を先に述べた通り、絶縁
材料、ｐ形アモルフアスケイ素合金又はｎ形アモ
ルフアスケイ素合金から形成することができる。
第１阻止層１４が室化ケイ素、炭化ケイ素又は二
酸化ケイ素のような絶縁材料から形成される時、
デポジシヨン工程中に内側チヤンバに導入される
反応ガスは、メタン、窒素、アンモニア又は酸素
と化合したシラン（SiH4）及び／又は四フツ化
ケイ素（SiF4）であり得る。この種の阻止層は電
子写真ドラムの正負両性の充電のために利用する
ことができる。
めには、第１阻止層１４を先に述べた通り、絶縁
材料、ｐ形アモルフアスケイ素合金又はｎ形アモ
ルフアスケイ素合金から形成することができる。
第１阻止層１４が室化ケイ素、炭化ケイ素又は二
酸化ケイ素のような絶縁材料から形成される時、
デポジシヨン工程中に内側チヤンバに導入される
反応ガスは、メタン、窒素、アンモニア又は酸素
と化合したシラン（SiH4）及び／又は四フツ化
ケイ素（SiF4）であり得る。この種の阻止層は電
子写真ドラムの正負両性の充電のために利用する
ことができる。
第１阻止層１４がｐ形アモルフアスシリコン合
金である時、内側チヤンバ３２内に導入される反
応ガスはジボランと化合したシラン及び／又は四
フツ化ケイ素であり得る。この種の阻止層は正電
気を充電される電子写真ドラムに適している。
金である時、内側チヤンバ３２内に導入される反
応ガスはジボランと化合したシラン及び／又は四
フツ化ケイ素であり得る。この種の阻止層は正電
気を充電される電子写真ドラムに適している。
第１阻止層１４がｎ形アモルフアスケイ素合金
から形成される時、内側チヤンバに導入される反
応ガスはシラン及び／又は四フツ化ケイ素及びホ
スフインガスであり得る。この種の阻止層は負電
気を充電される電子写真デバイスに適している。
から形成される時、内側チヤンバに導入される反
応ガスはシラン及び／又は四フツ化ケイ素及びホ
スフインガスであり得る。この種の阻止層は負電
気を充電される電子写真デバイスに適している。
光導電層１６をつくるため、この層１６はケイ
素、水素、及び／又はフツ素を内蔵するアモルフ
アスケイ素合金であり得る。この種の物質はシラ
ン、及び／又は四フツ化ケイ素、及び水素の反応
ガスからデポジツトすることができる。光導電領
域が事実上真性であれば、ジボランガスも使用す
ることができる。この領域が僅かにｎ形であれ
ば、ドーパンドは用いられない。
素、水素、及び／又はフツ素を内蔵するアモルフ
アスケイ素合金であり得る。この種の物質はシラ
ン、及び／又は四フツ化ケイ素、及び水素の反応
ガスからデポジツトすることができる。光導電領
域が事実上真性であれば、ジボランガスも使用す
ることができる。この領域が僅かにｎ形であれ
ば、ドーパンドは用いられない。
いくつかの例では、先に挙げた米国特許出願第
580，081号に記載されている通り、光導電領域の
バルクより狭い帯域ギヤツプをもつ頂上部に向か
つてこの領域１６内に材料層を内蔵することも望
ましい。この種の材料をデポジツトするため、ゲ
ルマン（GeH4）又はフツ化第二ゲルマニウム
（GeF4）を内側チヤンバ３２に導入することもで
きる。シラン及び又は四フツ化ケイ素と化合した
ゲルマン又はフツ化ゲルマニウムは赤外線応答特
性に適合させるため縮小した帯域ギヤツプをもつ
アモルフアスケイ素−ゲルモニウム合金を形成す
るだろう。同様に、米国特許出願第580，081号に
記載されている通り、頂部阻止増進層は頂部阻止
層１８より前にRFデポジシヨンによつてデポジ
ツトされることができる。
580，081号に記載されている通り、光導電領域の
バルクより狭い帯域ギヤツプをもつ頂上部に向か
つてこの領域１６内に材料層を内蔵することも望
ましい。この種の材料をデポジツトするため、ゲ
ルマン（GeH4）又はフツ化第二ゲルマニウム
（GeF4）を内側チヤンバ３２に導入することもで
きる。シラン及び又は四フツ化ケイ素と化合した
ゲルマン又はフツ化ゲルマニウムは赤外線応答特
性に適合させるため縮小した帯域ギヤツプをもつ
アモルフアスケイ素−ゲルモニウム合金を形成す
るだろう。同様に、米国特許出願第580，081号に
記載されている通り、頂部阻止増進層は頂部阻止
層１８より前にRFデポジシヨンによつてデポジ
ツトされることができる。
最後に、頂部阻止層１８を形成するため、底部
阻止層１４について先に述べた物質及びガス混合
物の任意の物質を用いることができる。層１４，
１６，１８のうち任意の１層をデポジシヨンする
間、アルゴン等のプラズマ持続ガスを導入するの
が望ましい。同様に、内側チヤンバ内の気圧はお
よそ0.05トリチエリ未満でなければならない。
阻止層１４について先に述べた物質及びガス混合
物の任意の物質を用いることができる。層１４，
１６，１８のうち任意の１層をデポジシヨンする
間、アルゴン等のプラズマ持続ガスを導入するの
が望ましい。同様に、内側チヤンバ内の気圧はお
よそ0.05トリチエリ未満でなければならない。
第４図は本発明のさらに別の具体例としての装
置１１０を示す。装置１１０はそのほとんどの点
が第２図の装置２０に基本的に同一である。従つ
て装置１１０については第２図の装置２０と異な
る点だけを説明する。
置１１０を示す。装置１１０はそのほとんどの点
が第２図の装置２０に基本的に同一である。従つ
て装置１１０については第２図の装置２０と異な
る点だけを説明する。
第４図から分かる通り、装置１１０は単一のマ
イクロ波エネルギ源であるマグネトロン７０を含
む。他のマグネトロンは取除かれており、これに
代つてプレート１１２が備えられている。プレー
ト１１２は円筒チユーブ１１４に接触し、円筒チ
ユーブ１１４はプレート１１２と反対側の端で窓
９６を支え、中間部に壁１１６が位置している。
窓９６と壁１１６の間のスペースには、例えば水
であるマイクロ波エネルギ吸収体を適当な手段
（図示せず）によつて導入することができる。そ
の結果、この単一マグネトロン７０は、マイクロ
波エネルギを内側チヤンバ３２に結合するため使
用することができる。スペース１１８の水により
形成されるマイクロ波エネルギ吸収手段は、内側
チヤンバ３２内に定常波が生じるのを防ぐため、
マイクロ波エネルギを吸収する。更に、デポジシ
ヨン工程中、マグネトロン７０は導波管８２を中
心に回転することができる。
イクロ波エネルギ源であるマグネトロン７０を含
む。他のマグネトロンは取除かれており、これに
代つてプレート１１２が備えられている。プレー
ト１１２は円筒チユーブ１１４に接触し、円筒チ
ユーブ１１４はプレート１１２と反対側の端で窓
９６を支え、中間部に壁１１６が位置している。
窓９６と壁１１６の間のスペースには、例えば水
であるマイクロ波エネルギ吸収体を適当な手段
（図示せず）によつて導入することができる。そ
の結果、この単一マグネトロン７０は、マイクロ
波エネルギを内側チヤンバ３２に結合するため使
用することができる。スペース１１８の水により
形成されるマイクロ波エネルギ吸収手段は、内側
チヤンバ３２内に定常波が生じるのを防ぐため、
マイクロ波エネルギを吸収する。更に、デポジシ
ヨン工程中、マグネトロン７０は導波管８２を中
心に回転することができる。
同じく第４図で分かる通り、装置１１０は金網
又はスクリーンから形成される円筒形導波管構造
１２０を含む。導波管構造１２０は内側チヤンバ
３２内に配置され、更に好ましくはドラム１２に
対して間隔を詰めて配置されている。導波管構造
１２０はより均一で連続した導波管構造を提供
し、従つて内側チヤンバ３２内にマイクロ波エネ
ルギがより効率よく伝播されるように使用するこ
とができる。但し導波管構造１２０は、導波管構
造１２０上でデポジシヨンがおこなわれるため、
装置のガス使用効率を僅かな量だけ減らすだろ
う。
又はスクリーンから形成される円筒形導波管構造
１２０を含む。導波管構造１２０は内側チヤンバ
３２内に配置され、更に好ましくはドラム１２に
対して間隔を詰めて配置されている。導波管構造
１２０はより均一で連続した導波管構造を提供
し、従つて内側チヤンバ３２内にマイクロ波エネ
ルギがより効率よく伝播されるように使用するこ
とができる。但し導波管構造１２０は、導波管構
造１２０上でデポジシヨンがおこなわれるため、
装置のガス使用効率を僅かな量だけ減らすだろ
う。
次に第５図は、同じく第２図の装置２０に事実
上類似の他の装置１３０を示す。但しここでは、
分かる通り、マイクロ波マグネトロンは両方とも
取除かれている。プレート１３２はマグネトロン
７０と導波管８２の代用である。もうひとつのプ
レート１３４は、導波管８２が除去される時、直
立壁３４内に形成される開口を閉じる。
上類似の他の装置１３０を示す。但しここでは、
分かる通り、マイクロ波マグネトロンは両方とも
取除かれている。プレート１３２はマグネトロン
７０と導波管８２の代用である。もうひとつのプ
レート１３４は、導波管８２が除去される時、直
立壁３４内に形成される開口を閉じる。
デポジシヨンチヤンバ２２の他端には、内側チ
ヤンバ３２内に延長形アンテナ構造１３６が配置
されている。アンテナ１３６は絶縁プレート１３
８上に支持され、無線周波エネルギ源に接続する
リード線１４０を含む。アンテナ１３６とプレー
ト１３４は無線周波エネルギを内側チヤンバ３２
内に結合する手段を形成する。本発明によれば、
この構造は内側チヤンバ３２内にプラズマ６８を
形成するため無線周波エネルギを使用することを
可能にする。先に述べた通り、マイクロ波グロー
放電プラズマによつて光導電層又は領域１６のバ
ルクを形成し、更に無線周波エネルギによつて励
振されるプラスマによつて光導電領域１６の上方
部分を形成することが期待できよう。アンテナ１
３６とプレート１３４は内側チヤンバ３２内にこ
の種の無線周波グロー放電プラズマを助長する。
ヤンバ３２内に延長形アンテナ構造１３６が配置
されている。アンテナ１３６は絶縁プレート１３
８上に支持され、無線周波エネルギ源に接続する
リード線１４０を含む。アンテナ１３６とプレー
ト１３４は無線周波エネルギを内側チヤンバ３２
内に結合する手段を形成する。本発明によれば、
この構造は内側チヤンバ３２内にプラズマ６８を
形成するため無線周波エネルギを使用することを
可能にする。先に述べた通り、マイクロ波グロー
放電プラズマによつて光導電層又は領域１６のバ
ルクを形成し、更に無線周波エネルギによつて励
振されるプラスマによつて光導電領域１６の上方
部分を形成することが期待できよう。アンテナ１
３６とプレート１３４は内側チヤンバ３２内にこ
の種の無線周波グロー放電プラズマを助長する。
以上の説明から分かる通り、本発明は複数個の
円筒部材を外面に材料をデポジツトするための新
規かつ改良された装置を提供する。本発明の装置
は特に電子写真ドラムを商業的規模で製造するの
に適用することができる。マイクロ波グロー放電
デポジシヨンは本発明によつて円筒部材の広い表
面積にわたつて可能となるから、電子写真ドラム
は商業的規模で製造することができる。この種の
工程は、マイクロ波グロー放電デポジシヨンによ
り達成可能な高いデポジシヨン速度と、本発明の
システム及び方法の高いガス利用効率とによつて
商業化される。84％以上のガス利用効率が可能で
ある。高いガス料効率は、供給ガス貯蔵の事実上
100パーセントが低圧マイクロ波プラズマ内でデ
ポジツトする種に変換されること、及びドラムの
幾何学的配置によりデポジツトする種の大部分が
望みのデポジシヨン面に作用するのを許すことの
両方に由るものである。
円筒部材を外面に材料をデポジツトするための新
規かつ改良された装置を提供する。本発明の装置
は特に電子写真ドラムを商業的規模で製造するの
に適用することができる。マイクロ波グロー放電
デポジシヨンは本発明によつて円筒部材の広い表
面積にわたつて可能となるから、電子写真ドラム
は商業的規模で製造することができる。この種の
工程は、マイクロ波グロー放電デポジシヨンによ
り達成可能な高いデポジシヨン速度と、本発明の
システム及び方法の高いガス利用効率とによつて
商業化される。84％以上のガス利用効率が可能で
ある。高いガス料効率は、供給ガス貯蔵の事実上
100パーセントが低圧マイクロ波プラズマ内でデ
ポジツトする種に変換されること、及びドラムの
幾何学的配置によりデポジツトする種の大部分が
望みのデポジシヨン面に作用するのを許すことの
両方に由るものである。
加えて、本発明は電子写真ドラムの形成に関し
て特に説明した通り、本発明の装置が他の目的の
ために有効であることが当業者に了解される。さ
らに、本発明を広い面に従つて実施する場合、内
側チヤンバ３２は、例えばデポジシヨンチヤンバ
２２の隣接壁のような隣接壁構造が、内側チヤン
バを円筒部材の対で形成するため利用されている
ならば、１対の円筒部材だけから形成されること
ができる。これに加えて、多数のドラムグループ
の同時加工を可能にするため、ドラムグループの
端面を突き合わせて一列に並べることもできる。
従つて、本発明はここに特定的に説明した方法以
外にも実施可能であることが了解されよう。
て特に説明した通り、本発明の装置が他の目的の
ために有効であることが当業者に了解される。さ
らに、本発明を広い面に従つて実施する場合、内
側チヤンバ３２は、例えばデポジシヨンチヤンバ
２２の隣接壁のような隣接壁構造が、内側チヤン
バを円筒部材の対で形成するため利用されている
ならば、１対の円筒部材だけから形成されること
ができる。これに加えて、多数のドラムグループ
の同時加工を可能にするため、ドラムグループの
端面を突き合わせて一列に並べることもできる。
従つて、本発明はここに特定的に説明した方法以
外にも実施可能であることが了解されよう。
第１図は本発明に従つてデポジツトされた材料
をもつ円筒部材で、円筒部材を電子写真デバイス
として使用するためこれらのデポジツト材料を適
用した場合の部分断面図、第２図は本発明の具体
例の１部の側面断面図、第３図は第２図の３−３
線による断面図、第４図は本発明の他の具体例の
部分側面断面図、第５図は装置の内側チヤンバ内
でプラズマを形成するためここに無線周波エネル
ギを導入するための機構を含む本発明の更に他の
具体例の部分側面断面図である。 １０……電子写真デバイス、１２……円筒部
材、１６……光導電層、２２……デポジシヨンチ
ヤンバ、２４……ポンプアウトポート、２６，２
８，３０……反応ガスインプツトポート、３２…
…内側チヤンバ、３４……直立壁、５２，６６…
…狭い通路、６８……プラズマ、７０，７２……
マグネトロン、７４，７６……アンテナプロー
ブ、７８，８０……導波管。
をもつ円筒部材で、円筒部材を電子写真デバイス
として使用するためこれらのデポジツト材料を適
用した場合の部分断面図、第２図は本発明の具体
例の１部の側面断面図、第３図は第２図の３−３
線による断面図、第４図は本発明の他の具体例の
部分側面断面図、第５図は装置の内側チヤンバ内
でプラズマを形成するためここに無線周波エネル
ギを導入するための機構を含む本発明の更に他の
具体例の部分側面断面図である。 １０……電子写真デバイス、１２……円筒部
材、１６……光導電層、２２……デポジシヨンチ
ヤンバ、２４……ポンプアウトポート、２６，２
８，３０……反応ガスインプツトポート、３２…
…内側チヤンバ、３４……直立壁、５２，６６…
…狭い通路、６８……プラズマ、７０，７２……
マグネトロン、７４，７６……アンテナプロー
ブ、７８，８０……導波管。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 堆積膜を形成するためのチヤンバと、前記チ
ヤンバ内を排気するための排気手段と、前記チヤ
ンバ内に堆積膜形成用の反応ガスを導入するため
のガス導入手段と、前記チヤンバ内に前記反応ガ
スのプラズマを形成する為のエネルギーを導入す
るエネルギー導入手段と、を具備する装置を用い
て堆積膜を形成する方法において、 前記チヤンバ内に複数の基体を配置して、前記
複数の基体で囲まれた前記プラズマの形成される
放電空間と前記複数の基体に対して前記放電空間
とは反対側の前記プラズマの形成されない非放電
空間とを画成し、 前記放電空間内に前記反応ガスを導入し、 前記放電空間に前記エネルギーとしてのマイク
ロ波エネルギーを導入して前記放電空間内に前記
プラズマを形成し、 前記複数の基体を夫々回転させながら前記基体
の被堆積面上に堆積膜を形成することを特徴とす
る方法。 ２ 前記放電空間内を堆積膜の形成期間中0.05ト
リチエリ未満の圧力に保持することを特徴とする
特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ３ 前記基体を堆積膜の形成期間中20℃乃至400
℃の範囲の温度に加熱することを特徴とする特許
請求の範囲第１項に記載の方法。 ４ 前記基体は円筒状の部材であることを特徴と
する特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ５ 前記堆積膜はアモルフアス半導体であること
を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の方
法。 ６ 堆積膜を形成するためのチヤンバと、前記チ
ヤンバ内を排気するための排気手段と、前記チヤ
ンバ内に堆積膜形成用の反応ガスを導入するため
の導入手段と、前記チヤンバ内に堆積膜を形成す
る為のエネルギー導入するエネルギー導入手段
と、を具備する装置を用いて堆積膜を形成する方
法において、 前記チヤンバ内に複数の基体を配置して、前記
複数の基体で囲まれた前記堆積膜の形成が行われ
る成膜空間と前記複数の基体に対して前記成膜空
間とは反対側の前記堆積膜の形成が行われない非
成膜空間とを画成し、 前記成膜空間内に前記反応ガスを導入し、 前記成膜空間に前記エネルギーを導入し、 前記複数の基体を夫々回転させながら前記基体
の被堆積面上に堆積膜を形成することを特徴とす
る方法。 ７ 前記放電空間内を堆積膜の形成期間中0.05ト
リチエリ未満の圧力に保持することを特徴とする
特許請求の範囲第６項に記載の方法。 ８ 前記基体を堆積膜の形成期間中20℃乃至400
℃の範囲の温度に加熱することを特徴とする特許
請求の範囲第６項に記載の方法。 ９ 前記基体は円筒状の部材であることを特徴と
する特許請求の範囲第６項に記載の方法。 １０ 前記堆積膜はアモルフアス半導体であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第６項に記載の方
法。 １１ 堆積膜を形成するためのチヤンバと、前記
チヤンバ内を排気するための排気手段と、前記チ
ヤンバ内に堆積膜形成用の反応ガスを導入するた
めのガス導入手段と、前記チヤンバ内に前記反応
ガスのプラズマを形成する為のエネルギーを導入
するエネルギー導入手段と、前記チヤンバ内に被
堆積面を有する基体の複数を支持する基体支持手
段と、を具備する堆積膜形成用の装置において、 前記基体支持手段は、前記チヤンバ内に、前記
複数の基体で囲まれ前記プラズマの形成される放
電空間と前記複数の基体に対して前記放電空間と
は反対側の前記プラズマの形成されない非放電空
間とを画成すべく前記複数の基体を配置するとと
もに、前記複数の基体を夫々回転させる手段を備
えており、 前記エネルギー導入手段により前記放電空間に
前記エネルギーとしてのマイクロ波エネルギーを
導入して前記放電空間内に前記プラズマを形成す
ることを特徴とする基体上に堆積膜を形成するた
めの装置。 １２ 前記エネルギー導入手段は無線周波数を有
するエネルギーを導入する手段を更に有すること
を特徴とする特許請求の範囲第１１項に記載の装
置。 １３ 前記エネルギー導入手段は前記放電空間に
配置されるアンテナを有することを特徴とする特
許請求の範囲第１１項に記載の装置。 １４ 前記エネルギー導入手段は前記放電空間に
配置されるアンテナを有し、該アンテナにより無
線周波数を有するエネルギーを導入する手段を更
に有することを特徴とする特許請求の範囲第１１
項に記載の装置。 １５ 前記装置は堆積膜の形成期間中に前記放電
空間内を0.05トリチエリ未満の圧力に保持するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１１項に記載の
装置。 １６ 前記装置は前記基体を加熱する為の加熱素
子を有することを特徴とする特許請求の範囲第１
１項に記載の装置。 １７ 前記エネルギー導入手段はマイクロ波エネ
ルギーを発生する発生器と前記放電空間にマイク
ロ波エネルギーを結合する結合手段とマイクロ波
エネルギーを伝達する導波管とを有することを特
徴とする特許請求の範囲第１１項に記載の装置。 １８ 堆積膜を形成するためのチヤンバと、前記
チヤンバ内を排気するための排気手段と、前記チ
ヤンバ内に堆積膜形成用の反応ガスを導入するた
めのガス導入手段と、前記チヤンバ内に堆積膜を
形成する為のエネルギーを導入するエネルギー導
入手段と、前記チヤンバ内に被成膜面を有する基
体の複数を支持する基体支持手段と、を具備する
堆積膜形成用の装置において、 前記基体支持手段は、前記チヤンバ内に、前記
複数の基体で囲まれ前記堆積膜の形成が行われる
成膜空間と前記複数の基体に対して前記成膜空間
とは反対側の前記堆積膜の形成が行われない非成
膜空間とを画成すべく前記複数の基体を配置する
とともに、前記複数の基体を夫々回転させる手段
を備えており、 前記エネルギー導入手段により前記成膜空間に
前記エネルギーを導入して前記堆積膜を形成する
ことを特徴とする装置。 １９ 前記エネルギー導入手段は無線周波数を有
するエネルギーを導入する手段であることを特徴
とする特許請求の範囲第１８項に記載の装置。 ２０ 前記エネルギー導入手段は前記放電空間に
配置されるアンテナを有し、該アンテナにより無
線周波数を有するエネルギーを導入する手段であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１８項に記
載の装置。 ２１ 前記装置は前記放電空間内を堆積膜の形成
期間中0.05トリチエリ未満の圧力に保持すること
を特徴とする特許請求の範囲第１８項に記載の装
置。 ２２ 前記装置は前記基体を加熱する為の加熱素
子を有することを特徴とする特許請求の範囲第１
８項に記載の装置。
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