JPH1126388A - 堆積膜の形成装置及び堆積膜形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】アモルファス半導体を形成するプラズマＣＶＤ
装置において、優れた画像性を有する良質の堆積膜を、
安価に安定して供給し得る、堆積膜形成装置及び方法を
提供する。 【解決手段】複数の円筒状基体１１４を同一円周上に配
列し得る反応空間を有する減圧可能な反応容器１０１
と、前記反応空間内で前記複数の円筒状基体１１４によ
り囲まれる内部空間に原料ガスを導入する原料ガス導入
手段とを有する堆積膜形成装置または方法において、前
記複数の円筒状基体により囲まれる内部空間の中心部に
配された第１の電極１０５と、前記複数の円筒状基体の
配列により形成される円周の外側に配された第２の電極
１０６とを備え、該第２の電極１０６と前記円筒状基体
１１４との間に、原料ガスを実質的に遮蔽し、かつ前記
第２の電極１０６の電力を前記内部空間に伝達するため
の少なくとも一部が誘電体で構成された遮蔽板１０２を
設置したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は円筒状基体上に堆積
膜、とりわけ機能性堆積膜、特に半導体デバイス、電子
写真用光受容部材、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
導体を形成するプラズマＣＶＤによる堆積膜形成装置及
び方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイス、電子写真用光受容部
材、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、またその他の各種エレクトロニクス素子等
に用いる素子部材として、アモルファスシリコン、例え
ば水素または／及びハロゲンで補償されたアモルファス
シリコン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。しかし、これらのデバイスのいくつかは、その
生産においてコストなどの面で問題を持っているものも
ある。例えば電子写真用光受容部材を製造する場合で
は、比較的厚い膜厚が必要とされるため、膜の堆積時間
が必然的に長くなり、製造コストも高いものとなってい
た。こうした背景から生産性を向上させると同時に、い
ろいろな点での効率向上が可能な堆積膜形成装置が求め
られている。

【０００３】このような問題点を改善した堆積膜形成装
置として、特開昭６０−１８６８４９号公報に、マイク
ロ波を用いたプラズマＣＶＤ法による堆積膜の形成方法
が開示されている。該公報によれば、デポジションチャ
ンバ内に複数の円筒部材を配置する事によって、内部チ
ャンバを形成し、その内部に原料ガスを導入すること
で、ガスの利用効率を高めると同時に、生産性を向上さ
せる堆積膜の形成方法が開示されている。また、特開平
３−２１９０８１号公報には、プラズマ空間に直流電界
を掛け、プラズマ電位を制御することにより、さらに高
品質の堆積膜形成方法が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しょうとする課題】しかしながら、上記の
ような堆積膜形成装置の場合においても、内部チャンバ
の上下（円筒状導電性基体の両端）からマイクロ波を導
入するために、円筒状導電性基体上の母線方向の特性ム
ラ、および同時に形成される複数の円筒状導電性基体間
の堆積膜の特性を揃えるのは困難であった。このような
特性のばらつきは、歩留まりに影響を与え、生産効率が
向上しても、結果として製造されるデバイスのコストを
押し上げる要因となっていた。そのため、このような問
題点を改善した堆積膜形成装置として、特開平６−２４
２６２４号公報に、周波数２０ＭＨｚ〜４５０ＭＨｚの
高周波を用いたプラズマＣＶＤ法による堆積膜の形成方
法が開示されている。該公報においても、デポジション
チャンバ内に複数の円筒部材を配置する事によって、内
部チャンバを形成し、その内部に原料ガスを導入するこ
とで、ガスの利用効率を高めると同時に、生産性を向上
させる堆積膜の形成方法が開示されている。しかしなが
ら、近年では、複写機本体の高性能化が更に進み、デジ
タル機や、カラー機の普及にともない、感光体は、これ
まで以上の高画質、高品質化が求められてきている。ま
た、最近においてはオフィスの省スペース化がユーザー
の大きなニーズとなってきた。こうした動きの中で、複
写機本体の小型化に伴った感光体の小径化が必要不可欠
な状況にあり、コストダウンと共に、今まで以上の性能
が要求されるようになってきている。

【０００５】そこで、本発明は、上記のような従来技術
の課題を解決し、ガスの利用効率及び生産性の向上し
た、優れた特性を有する堆積膜の形成装置及び方法を提
供することを目的としている。また、本発明は、円筒状
導電性基体上に堆積膜、とりわけ機能性堆積膜、特に半
導体デバイス、電子写真用光受容部材、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を形成するプラズマＣＶＤ装置
において、特に優れた画像性を有する良質の堆積膜を、
安価に安定して供給し得る、堆積膜形成装置及び方法を
提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、堆積膜の形成装置及び堆積膜形成方法
を、つぎのように構成したことを特徴とするものであ
る。すなわち、本発明の堆積膜形成装置は、複数の円筒
状基体を同一円周上に配列し得る反応空間を有する減圧
可能な反応容器と、前記反応空間内で前記複数の円筒状
基体により囲まれる内部空間に原料ガスを導入する原料
ガス導入手段とを有する堆積膜形成装置において、前記
複数の円筒状基体により囲まれる内部空間の中心部に配
された第１の電極と、前記複数の円筒状基体の配列によ
り形成される円周の外側に配された第２の電極とを備
え、該第２の電極と前記円筒状基体との間に、原料ガス
を実質的に遮蔽し、かつ前記第２の電極の電力を前記内
部空間に伝達するための少なくとも一部が誘電体で構成
された遮蔽板を設置したことを特徴としている。また、
本発明の堆積膜形成方法は、減圧可能な反応容器に複数
の円筒状基体を円周上に配置し、前記円筒状基体により
囲まれた内部空間に原料ガスを導入し、高周波電力を印
加して円筒状基体上に堆積膜を形成する堆積膜形成方法
において、前記複数の円筒状基体により囲まれる内部空
間の中心部に第１の電極を配すると共に、前記複数の円
筒状基体の配列により形成される円周の外側に第２の電
極を配し、該第２の電極と前記円筒状基体との間に少な
くとも一部が誘電体で構成された遮蔽板を設置して、原
料ガスを実質的に遮蔽し、かつ前記第２の電極の電力を
前記内部空間に伝達するようにしたことを特徴としてい
る。また、本発明の堆積膜形成装置及び方法は、第１電
極を保持している保持体を投入ステージに移動させて円
筒状基体を保持し、これを反応チャンバーに移動させて
円筒状基体表面に堆積膜を形成し、該堆積膜形成終了後
にこれを取り出しチャンバーに移動させて該保持体より
円筒状基体を取り除き、さらに、この円筒状基体を取り
除いた後の保持体をエッチングチャンバーに移動させて
該保持体に付着している堆積膜を取り除き、再度、投入
ステージにおいて円筒状基体を保持体により保持する一
連の工程を繰り返し、堆積膜を形成する堆積膜形成手段
において、前記保持体が、少なくとも本発明における前
記遮蔽板の構成を備え、これにより前記反応チャンバー
において堆積膜を形成することを特徴としている。ま
た、本発明の堆積膜形成装置及び方法は、前記高周波電
力が、周波数が５０ＭＨｚ〜４５０ＭＨｚであることを
特徴としている。再度、投入ステージにおいて円筒状基
体を保持体により保持する一連の工程を繰り返し、堆積
膜を形成する堆積膜形成方法であって、前記保持体が上
記した本発明の遮蔽板の構成を備え、これにより前記反
応チャンバーにおいて堆積膜を形成することを特徴とし
ている。また、本発明の堆積膜形成方法は、遮蔽板内の
圧力を１００ｍｔｏｒｒ以下で堆積膜の形成を行うこと
を特徴としている。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明は、上記した遮蔽板を設置
する構成により、遮蔽板を用いない構成の堆積膜形成装
置と比較し、第２電極に直接堆積膜が付着する場合と比
べ、誘電体部分表面の曲率、形状等が、高周波導入のロ
スの無い範囲において自由に選択することができ、その
結果、膜剥れを押さえこれらが基体に付着することを防
止することが可能となり、優れた特性を有する堆積膜、
とりわけ画像欠陥の少ない電子写真感光体を製造するこ
とがてきる。また、本発明は容器と遮蔽板との間の外部
空間とを遮断することにより、遮蔽板を用いない場合に
比べ、原料ガスの利用効率を向上させることができる。

【０００８】以下に、本発明の詳細を図に基づいて説明
する図３は、本発明の量産システムの一例を示した模式
図である。例えば、遮蔽板に少なくとも円筒状基体のチ
ャッキング機構及び第１電極の保持機構を持たせ、ま
ず、投入ステージ３０１で、遮蔽板３０６に円筒状基体
３０７及び第１電極が保持される。次いで搬送チャンバ
ー３０５により保持部体ごと反応チャンバー３０２内に
真空搬送され、堆積膜形成後再び搬送チャンバー３０５
により取り出しチャンバー３０３に搬送される。ここ
で、遮蔽板３０６から円筒状基体３０７のみが離され、
遮蔽板３０６は再度搬送チャンバーによりエッチングチ
ャンバーに搬送される。エッチングチャンバーでは、遮
蔽板内部に付着した堆積膜はエッチング処理され堆積膜
が除去され、再び投入ステージに戻され、新たな円筒状
基体がセットされる。この工程が繰り返し行われる事に
より、連続成膜においても、前回成膜時の反応容器の残
留物の影響や、容器内に付着した堆積膜の剥れが引き起
こす堆積膜の欠陥が押さえられ、毎回再現性良く堆積膜
の形成が可能となる。また、反応容器内部には、堆積膜
の付着がない為、反応チャンバーのメンテに要する時間
が大幅に減少し生産性が向上する効果が得られる。

【０００９】更に本発明においては、第１電極及び第２
電極に印加する高周波電力の周波数を５０ＭＨｚ〜４５
０ＭＨｚの範囲で電力の供給を行う事が効果的である。
これは、５０ＭＨｚ未満の周波数を用いた場合において
は、遮蔽板の誘電体部周辺にポリシランと呼ばれるシリ
コンの副生成物が形成されてしまう事に起因する。こう
したポリシランは付着力が非常に弱く、本発明を用いた
場合においても、遮蔽板を円筒状基体近傍に配置させた
場合には、堆積膜形成条件によってはポリシランの誘電
体部からの剥れが微少ながら生じてしまい、本発明の効
果を顕著に得ることが出来ない場合が生じる。４５０Ｍ
Ｈｚより大きい周波数においては、大電力を導入した場
合、条件によっては遮蔽板の誘電体部表面の温度が著し
く上昇してしまい、その結果誘電体部に付着する堆積膜
が部分的に昇温し結晶化が起こってしまう場合がある。
この為、電力の伝送が不均一になり、堆積膜に影響を及
ぼす事となる。更に昇温が著しく起こった場合は、誘電
体部が熱勾配により破損してしまう事もあり得る。この
ように、本発明者らは、鋭意研究の結果、第１の電極及
び第２の電極に印加する高周波の周波数を５０ＭＨｚ〜
４５０ＭＨｚの範囲で供給する事により、上述の問題を
解決し、更に良好な堆積膜を形成することを可能とし
た。

【００１０】更に本発明においては、遮蔽板内の圧力を
１００ｍｔｏｒｒ以下にする事がより効果的である。本
発明において、遮蔽板内の圧力が１００ｍｔｏｒｒを超
える場合、遮蔽板に堆積される堆積膜の組成が不完全な
形になってしまい、膜堆積条件によっては堆積が進むに
つれ微少ながら剥れが生じ、本発明の効果を顕著に得る
事が出来ない場合が生じてしまう。これは、遮蔽板内の
圧力を１００ｍｔｏｒｒ以下とする事によりプラズマが
均一に形成され、遮蔽板に付着する堆積膜の構造も均一
となるため、付着膜中の応力が緩和されることによるも
のであり、これにより本発明がより効果的に達成され
る。

【００１１】本発明において、原料ガスを円筒状基体と
第２電極との間で実質的に遮断する遮蔽板の大部分は、
厚さ１ｍｍから１０ｍｍ程度の導電性材質で形成され
る。たとえば、ステンレス、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ａｕ、
Ｉｎ、Ｎｂ、Ｎｉ、Ｔｅ、Ｖ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｐｂ、Ｆｅ
等の金属、これらの合金、または、これらの表面を堆積
膜の密着性向上の為にセラミック溶射等を施した物が好
ましい。更に、第２電極近傍の遮蔽板の構造は、第２電
極に導入された高周波電力が遮蔽板内部に充分投入され
る構造で、かつ、遮蔽板内との原料ガスの遮断がなされ
なければならない。その為、第２電極近傍はセラミック
等の誘電体で形成される。

【００１２】図１に本発明の装置の模式図を示す。図
中、１０２が遮蔽板を示している。第２電極１０６近傍
１０３で示した部分が誘電体部分である。第２電極と誘
電体部分１０３は、高周波のロス等を最小限にするため
実質的に密着している事が好ましい。更に、誘電体１０
３の内部空間側すなわち堆積膜が付着する部分は、遮蔽
板の他の部分と同様に堆積膜の密着性向上のため表面を
ブラスト加工等を行う事が本発明には有効となる。更
に、本発明においては、外部空間に第２電極からの高周
波によるプラズマが形成されないようにしなければなら
ない。そのためには、遮蔽板の構造が、外部に原料ガス
を漏らさない事が前提であるが、その他にも装置上で他
の工夫をする事により防ぐ事も出来る。例えば、外部空
間の圧力を充分高真空に保持する為に、内部空間とは別
に排気口を設けプラズマ形成を抑制する工夫も効果的で
ある。

【００１３】本発明において、高周波を内部空間に導入
する為の第１の電極は、内部空間の中心、即ち、円筒状
基体側から見た場合、第１電極が同一距離の位置関係に
あることが好ましい。材質としては、基本的には導電性
の材質のものならばいずれでも良く、たとえば、ステン
レス、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ａｕ、Ｉｎ、Ｎｂ、Ｎｉ、Ｔ
ｅ、Ｖ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｐｂ、Ｆｅ等の金属、これらの合
金、または、これらの表面を堆積膜の密着性向上の為に
セラミック溶射またはカバー等を設けたものが通常使用
される。本発明において、第２電極は、複数の円筒状基
体の中心が形成する円周よりも外部に配置させる事が好
ましい。第２電極の数には、特に規定はないが、特性均
一性、装置設計上、円筒状基体と同等数から、３倍程度
が妥当と思われる。具体的な配置構成は別途記載する
が、いずれの円筒状基体から見て、同じ位置関係である
事が好ましい。第２電極からの投入電力が遮蔽板内部空
間に効率よく導入される為に、図１（Ａ）の模式図に示
すような円周上に配置された円筒状基体１０４のそれぞ
れの隙間の位置に第２電極１０６が配置される事が好ま
しい。電極の材質としては、第１の電極と同様に導電性
の材質のものならばいずれでも良く、たとえば、ステン
レス、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ａｕ、Ｉｎ、Ｎｂ、Ｎｉ、Ｔ
ｅ、Ｖ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｐｂ、Ｆｅ等の金属、これらの合
金が通常使用される。

【００１４】図２は、本発明で作成される電子写真感光
体の層構成の一例を説明するための模式的構成図であ
る。電子写真感光体２００は、感光体用としての支持体
２０１の上に、光受容層２０２が設けられている。該光
受容層２０２はａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘからなり光導電性を有
する光導電層２０３と、アモルファスシリコン系表面層
２０４と、アモルファスシリコン系電荷注入阻止層２０
５とから構成されている。本発明において、電子写真感
光体作成に使用される原料ガスは、例えばアモルファス
シリコンを形成する場合にはＳｉＨ4、Ｓｉ2Ｈ6、Ｓｉ3
Ｈ8、Ｓｉ4Ｈ10等のガス状態の、またはガス化し得る水
素化珪素（シラン類）が、Ｓｉ供給用ガスとして有効に
使用される。また、水素化珪素のほかにも、フッ素原子
を含む珪素化合物、いわゆるフッ素原子で置換されたシ
ラン誘導体、具体的には、たとえばＳｉＦ4、Ｓｉ2Ｆ6
等のフッ化珪素や、ＳｉＨ3Ｆ、ＳｉＨ2Ｆ2、ＳｉＨＦ3
等のフッ素置換水素化珪素等、ガス状の、またはガス化
し得る物質も本発明のＳｉ供給用ガスとしては有効であ
る。また、これらのＳｉ供給用の原料ガスを必要に応じ
てＨ2、Ｈｅ、Ａｒ、Ｎｅ等のガスにより希釈して使用
しても本発明には何等差し支えない。さらには上記のガ
スに加えて、必要に応じて周期律表第IIIb族に属する原
子または周期律表第Ｖｂに属する原子を、いわゆるドー
パントとして用いることもできる。例えばホウ素原子
（Ｂ）を用いる場合には、Ｂ2Ｈ6、Ｂ4Ｈ10等の水素化
硼素、ＢＦ3、ＢＣｌ3等のハロゲン化硼素等が挙げられ
る。またリン原子を用いる場合には、ＰＨ3、Ｐ2Ｈ4等
の水素化燐、ＰＨ4Ｉ、ＰＦ3、ＰＣｌ3、ＰＢｒ3、ＰＩ
3等のハロゲン化燐が使用できる。

【００１５】本発明において、光導電層３０３の層厚は
所望の電子写真特性が得られること及び経済的効果等の
点から適宜所望にしたがって決定され、好ましくは１５
〜５０μｍ、より好ましくは２０〜４５μｍ、最適には
２５〜４０μｍとされるのが望ましい。本発明の目的を
達成し、所望の膜特性を有する光導電層を形成するに
は、Ｓｉ供給用のガスと希釈ガスとの混合比、反応容器
内のガス圧、放電電力ならびに基体温度を適宜設定する
ことが必要である。希釈ガスとして使用するＨ2の流量
は、層設計にしたがって適宜最適範囲が選択されるが、
Ｓｉ供給用ガスに対しＨ2を、通常の場合１〜２０倍、
好ましくは２〜１５倍、最適には３〜１０倍の範囲で変
化させる制御をすることが望ましい。放電電力もまた同
様に層設計や、堆積装置の形態に依存して適宜最適範囲
が選択されるが、充分な堆積速度と膜特性を得るために
は、Ｓｉ供給用のガスの流量に対する放電電力を、通常
の場合２〜２０倍、好ましくは２．５〜１０倍、最適に
は３〜５倍の範囲に設定することが望ましい。さらに、
基体３０１の温度は、層設計にしたがって適宜最適範囲
が選択されるが、通常の場合、好ましくは２００〜３５
０℃、より好ましくは２３０〜３３０℃、最適には２５
０〜３１０℃とするのが望ましい。本発明においては、
光導電層３０３を形成するための基体温度、ガス圧の望
ましい数値範囲として前記した範囲が挙げられるが、条
件は通常は独立的に別々に決められるものではなく、所
望の特性を有する光受容部材を形成すべく相互的且つ有
機的関連性に基づいて最適値を決めるのが望ましい。

【００１６】本発明において使用される円筒状基体とし
ては、導電性でも電気絶縁性であってもよい。具体的な
材質としては、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ａｕ、Ｉｎ、Ｎｂ、
Ｔｅ、Ｖ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｆｅ等の金属、およびこ
れらの合金、例えばステンレス等が挙げられる。また、
ポリエステル、ポリエチレン、ポリカーボネート、セル
ロースアセテート、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、
ポリスチレン、ポリアミド等の合成樹脂のフィルムまた
はシート、ガラス、セラミック等の電気絶縁性基体の少
なくとも光受容層を形成する側の表面を導電処理した基
体も用いることができる。特にレーザー光などの可干渉
性光を用いて像記録を行う場合には、可視画像において
現われる、いわゆる干渉縞模様による画像不良をより効
果的に解消するために、基体２０１の表面に凹凸を設け
てもよい。基体２０１の表面に設けられる凹凸は、特開
昭６０−１６８１５６号公報、同６０−１７８４５７号
公報、同６０−２２５８５４号公報等に記載された公知
の方法により作成される。また、レーザー光などの可干
渉光を用いた場合の干渉縞模様による画像不良をより効
果的に解消する別の方法として、基体２０１の表面に複
数の球状痕跡窪みによる凹凸形状を設けてもよい。即
ち、基体２０１の表面が電子写真用光受容部材２００に
要求される解像力よりも微少な凹凸を有し、しかも該凹
凸は、複数の球状痕跡窪みによるものである。基体２０
１の表面に設けられる複数の球状痕跡窪みによる凹凸
は、特開昭６１−２３１５６１号公報に記載された公知
の方法により作成される。

【００１７】電荷注入阻止層２０２は、光受容層が一定
極性の帯電処理をその自由表面に受けた際基体側より光
導電層側に電荷が注入されるのを阻止する機能を有し、
逆の極性の帯電処理を受けた際にはそのような機能は発
揮されない、いわゆる極性依存性を有している。そのよ
うな機能を付与するために、電荷注入阻止層には伝導性
を制御する原子を光導電層に比べ比較的多く含有させ
る。該層に含有される伝導性を制御する原子は、該層中
に万偏なく均一に分布されても良いし、あるいは層厚方
向には万偏なく含有されてはいるが、不均一に分布する
状態で含有している部分があってもよい。分布濃度が不
均一な場合には、基体側に多く分布するように含有させ
るのが好適である。しかしながら、いずれの場合にも基
体の表面と平行面内方向においては、均一な分布で万偏
なく含有されることが面内方向における特性の均一化を
はかる点からも必要である。

【００１８】電荷注入阻止層２０２に含有される伝導性
を制御する原子としては、半導体分野における、いわゆ
る不純物を挙げることができ、ｐ型伝導特性を与える周
期律表第IIIbに属する原子（以後「第IIIb族原子」と略
記する）またはｎ型伝導特性を与える周期律表第Ｖｂに
属する原子（以後「第Ｖｂ族原子」と略記する）を用い
ることができる。第IIIb族原子としては、具体的には、
Ｂ（ほう素）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｇａ（ガリウ
ム）、Ｉｎ（インジウム）、Ｔａ（タリウム）等があ
り、特にＢ、Ａｌ、Ｇａが好適である。第Ｖｂ族原子と
しては、具体的にはＰ（リン）、Ａｓ（砒素）、Ｓｂ
（アンチモン）、Ｂｉ（ビスマス）等があり、特にＰ、
Ａｓが好適である。電荷注入阻止層中に含有される伝導
性を制御する原子の含有量としては、本発明の目的が効
果的に達成できるように所望にしたがって適宜決定され
るが、好ましくは１０〜１×１０⁴原子ｐｐｍ、より好
適には５０〜５×１０³原子ｐｐｍ、最適には１×１０²
〜１×１０³原子ｐｐｍとされるのが望ましい。

【００１９】さらに、電荷注入阻止層には、炭素原子の
他に、窒素原子及び酸素原子の少なくとも一種を含有さ
せることによって、該電荷注入阻止層に直接接触して設
けられる他の層との間の密着性の向上をよりいっそう図
ることができる。該層に含有される炭素原子または窒素
原子または酸素原子は該層中に万偏なく均一に分布され
ても良いし、あるいは層厚方向には万偏なく含有されて
はいるが不均一に分布する状態で含有している部分があ
ってもよい。しかしながら、いずれの場合にも基体の表
面と平行面内方向においては、均一な分布で万偏なく含
有されることが面内方向における特性の均一化をはかる
点からも必要である。

【００２０】電荷注入阻止層の層厚は所望の電子写真特
性が得られること、及び経済的効果等の点から好ましく
は０．１〜５μｍ、より好ましくは０．３〜４μｍ、最
適には０．５〜３μｍとされるのが望ましい。電荷注入
阻止層２０５の形成は、先に述べた光導電層と同様に、
Ｓｉ供給用のガスと希釈ガスとの混合比、反応容器内の
ガス圧、放電電力ならびに基体２０１の温度を適宜設定
することが必要である。希釈ガスであるＨ2および／ま
たはＨｅの流量は、層設計にしたがって適宜最適範囲が
選択されるが、Ｓｉ供給用ガスに対しＨ2および／また
はＨｅを、通常の場合１〜２０倍、好ましくは３〜１５
倍、最適には５〜１０倍の範囲に制御することが望まし
い。放電電力もまた同様に層設計や、堆積装置形態に依
存して適宜最適範囲が選択されるが、Ｓｉ供給用のガス
の流量に対する放電電力を、通常の場合１〜７倍、好ま
しくは２〜６倍、最適には３〜５倍の範囲に設定するこ
とが望ましい。さらに、基体２０１の温度は、層設計に
したがって適宜最適範囲が選択されるが通常の場合、好
ましくは２００〜３５０℃、より好ましくは２３０〜３
３０℃、最適には２５０〜３１０℃とするのが望まし
い。

【００２１】表面層２０４は、アモルファスシリコン系
の材料であればいずれの材質でも可能であるが、例え
ば、水素原子（Ｈ）及び／またはハロゲン原子（Ｘ）を
含有し、更に炭素原子を含有するアモルファスシリコン
（以下「ａ−ＳｉＣ：Ｈ，Ｘ」と表記する）、水素原子
（Ｈ）及び／またはハロゲン原子（Ｘ）を含有し、更に
酸素原子を含有するアモルファスシリコン（以下「ａ−
ＳｉＯ：Ｈ，Ｘ」と表記する）、水素原子（Ｈ）及び／
またはハロゲン原子（Ｘ）を含有し、更に窒素原子を含
有するアモルファスシリコン（以下「ａ−ＳｉＮ：Ｈ，
Ｘ」と表記する）、水素原子（Ｈ）及び／またはハロゲ
ン原子（Ｘ）を含有し、更に炭素原子、酸素原子、窒素
原子の少なくとも一つを含有するアモルファスシリコン
（以下「ａ−ＳｉＣＯＮ：Ｈ，Ｘ」と表記する）等の材
料が好適に用いられる。表面層２０４は真空堆積膜形成
方法によって、所望特性が得られるように適宜成膜パラ
メーターの数値条件が設定されて作成されるが、光受容
部材の生産性から光導電層及び電荷注入阻止層と同等の
堆積法によることが好ましい。表面層２０４の材質とし
てはシリコンを含有するアモルファス材料ならば何れで
も良いが、炭素、窒素、酸素より選ばれた元素を少なく
とも１つ含むシリコン原子との化合物が好ましく、特に
ａ−ＳｉＣを主成分としたものが好ましい。表面層８０
４の形成において使用されるシリコン（Ｓｉ）供給用ガ
スとなり得る物質としては、ＳｉＨ4、Ｓｉ2Ｈ6、Ｓｉ3
Ｈ8、Ｓｉ4Ｈ10等のガス状態の、またはガス化し得る水
素化珪素（シラン類）が有効に使用されるものとして挙
げられ、更に層作成時の取り扱い易さ、Ｓｉ供給効率の
良さ等の点でＳｉＨ4、Ｓｉ2Ｈ6が好ましいものとして
挙げられる。また、これらのＳｉ供給用の原料ガスを必
要に応じてＨ2、Ｈｅ、Ａｒ、Ｎｅ等のガスにより希釈
して使用してもよい。

【００２２】炭素供給用ガスとなり得る物質としては、
ＣＨ4、Ｃ2Ｈ6、Ｃ3Ｈ8、Ｃ4Ｈ10等のガス状態の、また
はガス化し得る炭化水素が有効に使用されるものとして
挙げられ、更に層作成時の取り扱い易さ、Ｓｉ供給効率
の良さ等の点でＣＨ4、Ｃ2Ｈ6が好ましいものとして挙
げられる。また、これらのＣ供給用の原料ガスを必要に
応じてＨ2、Ｈｅ、Ａｒ、Ｎｅ等のガスにより希釈して
使用してもよい。表面層２０４の層厚としては、通常
０．０１〜３μｍ、好適には０．０５〜２μｍ、最適に
は０．１〜１μｍとされるのが望ましいものである。層
厚が０．０１μｍよりも薄いと光受容部材を使用中に摩
耗等の理由により表面層が失われてしまい、３μｍを越
えると残留電位の増加等の電子写真特性の低下がみられ
る。さらに本発明は、阻止型アモルファス感光体の他、
高抵抗アモルファス型感光体、機能分離型アモルファス
感光体等の複写機または、プリンター用感光体のほか、
いずれのディバイスの作成にも応用可能である。

【００２３】以下、図に基づいて、本発明の堆積膜形成
装置をより詳細に説明する。図１（Ａ）は本発明の堆積
膜形成装置の１例の縦断面を模式的に示した図である。
図１（Ｂ）は上記堆積膜形成装置の横断面を模式的に示
した図である。まず、反応容器１０１内に、あらかじめ
脱脂洗浄した円筒状基体１０４及び遮蔽板１０２をセッ
ティングする。続いて、不図示の排気装置（例えば真空
ポンプ）により反応容器１０１内を排気する。続いて、
加熱ヒーター１１３により円筒状基体１０４の温度を所
定の温度に制御する。円筒状基体１０４が所望の温度に
なったところで、原料ガス供給系（不図示）より原料ガ
スを内部空間に供給する。このときガスの突出等、極端
な圧力変動が起きないよう注意する。次に原料ガスの流
量が所定の流量になったところで、真空計（不図示）を
見ながら排気バルブ（不図示）を調整し、内部空間を所
望の内圧に制御する。内圧が安定したところで、高周波
電源１１１を所望の電力に設定し、高周波電力は、マッ
チングボックス１１２を通じて第１の電極１０５に高周
波電力を印加させる。次いで、第２の電極に接続された
別の高周波電源（不図示）を所望の電力に設定し、第１
の電極と同様に調整し第２電極に高周波を印加させる。
この放電エネルギーによって遮蔽板１０２内の内部空間
に導入された原料ガスが分解され、円筒基体１０４上に
所定の堆積膜が形成されるところとなる。所望の膜厚の
形成が行われた後、それぞれの高周波電力の供給を止
め、内部空間へのガスの流入を止め、堆積膜の形成を終
える。目的とする堆積膜を得るために基体上に複数の層
からなる堆積膜を形成する場合には、上記の操作を繰り
返すことによって、所望の層構成の堆積膜を得ることが
できる。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明するが、
本発明はこれらによってなんら限定されるものではな
い。 ［実施例１］外径８０ｍｍ、長さ３５８ｍｍ、肉厚５ｍ
ｍのアルミニウムシリンダーを鏡面加工を施し、脱脂洗
浄したものを基体として使用し、図１の本発明の装置を
用いて、先に示した手順により、表１に示した条件で図
２に示す電荷注入阻止層、光導電層、表面層からなる層
構成の阻止型の電子写真用光受容部材（以後ドラムと表
現）を形成した。作製した光受容部材を電子写真装置
（キヤノン製ＮＰ６７５０をテスト用に改造）にセット
して、以下の電子写真特性及び画像性の評価を以下の方
法で行った。

【００２５】

【表１】 画像欠陥・・・キヤノン製中間調チャート（部品番号：
ＦＹ９−９０４２）を原稿台に置き、コピーしたときに
得られたコピー画像の同一面積内にある直径０．５ｍｍ
以下の白点について、その数を数えた。 画像欠陥について、 ◎は「０〜２個で、まったく気にならない」 〇は「３〜５個で、気にならない」 △は「６〜１０で、多少気になる」 ×は「１１個以上で、気になる」 を表している。 ハーフトーン画像むら・・・キヤノン製中間調チャート
（部品番号：ＦＹ９−９０４２）を原稿台に置き、通常
の露光量及び２倍の露光量で照射し、コピーをとる。こ
うして得られた画像で、直径５ｍｍの円形の領域を１単
位として１００点の画像濃度を測定し、その濃度のばら
つきを評価した。 評価項目について ◎は「ばらつき３％未満」 ○は「ばらつき１０％未満」 △は「ばらつき２０％未満」 ×は「ばらつき３０％未満」 をそれぞれ示している。 感度・・・電子写真感光体を、一定の暗部表面電位に帯
電させる。そして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６００ｎｍ以
上の波長域の光を除いた光を照射する。この時表面電位
計により電子写真感光体の明部表面電位を測定する。明
部表面電位が所定の電位になるよう露光量を調整し、こ
の時の露光量をもって感度とし、評価した。 感度について ◎は「特に良好」 ○は「良好」 △は「実用上問題なし」 ×は「実用上問題有り」 を表している。 同一ロット内のばらつき・・・同一ロットで作成したド
ラムの感度、帯電能温度特性の２項目について電位特性
のばらつきを評価した。 帯電能温度特性・・・ドラムを一定の暗部表面電位に帯
電させ、ドラムの温度を室温から約４５℃まで変えて帯
電能を測定し、このときの温度１℃当たりの帯電能の変
化を測定した。 感度、帯電能温度特性のそれぞれについて、 ◎は「ばらつき３％未満で特に良好」 ○は「ばらつき５％未満で良好」 △は「ばらつき１０％未満でで実用上問題なし」 ×は「ばらつき１０％以上で実用上問題有り」 を表している。

【００２６】（比較例１）本発明の比較例として、実施
例１と同様に、外径８０ｍｍ、長さ３５８ｍｍ、肉厚５
ｍｍのアルミニウムシリンダーを鏡面加工を施し、脱脂
洗浄したものを基体として使用し、図６の従来の装置を
用いて、表２に示した条件で、図２に示す電荷注入阻止
層、光導電層、表面層からなる層構成の阻止型のドラム
を形成した。従来の装置図においてのドラム作成を簡単
に説明すると、以下のように行われる。図６（Ａ）はマ
イクロ波プラズマＣＶＤ法の堆積膜形成装置の１例の縦
断面を模式的に示した図である。図６（Ｂ）は上記堆積
膜形成装置の横断面を模式的に示した図である。まず、
反応容器６００内に、あらかじめ脱脂洗浄した基体６０
１を設置し、不図示の排気装置（例えば真空ポンプ）に
より反応容器６００内を排気する。続いて、ヒーター６
０５により基体６０１の温度を所定の温度に制御する。
基体６０１が所望の温度になったところで、原料ガス供
給系（不図示）より原料ガスをガス導入管（プラズマ制
御電極と兼用）６０２を通して円筒状基体３０１で囲ま
れた空間内に供給する。このときガスの突出等、極端な
圧力変動が起きないよう注意する。次に原料ガスの流量
が所定の流量になったところで、真空計（不図示）を見
ながら排気バルブ（不図示）を調整し、所望の内圧を得
る。内圧が安定したところで、マイクロ波電源（不図
示）を所望の電力に設定する。マイクロ波電力は、導波
管６０６を通じて、マイクロ波導入窓６０３を介し放電
空間内に伝達される。この放電エネルギーによって反応
容器６００内の円筒状基体６０１で囲まれた空間に導入
された原料ガスが分解される。この時、基体６０１を回
転機構（６０８〜６１０）により回転させる事により、
基体３０１表面上全周に渡って所定の堆積膜が形成され
るところとなる。所望の膜厚の形成が行われた後、マイ
クロ波電力の供給を止め、反応容器６００へのガスの流
入を止め、堆積膜の形成を終える。目的とする堆積膜の
特性のため、基体上に複数の層からなる堆積膜を牽制す
る場合には、上記の操作を繰り返すことによって、所望
の層構成の堆積膜を得ることができる。

【００２７】

【表２】 このように作成した比較例１のドラムは、実施例１と同
様の評価を行いその結果を実施例１と合わせて表３に示
した。

【００２８】

【表３】 ［実施例２］光導電層の作成条件において、圧力を変化
させる以外は実施例１と同様にドラムを作成し同様の評
価を行った。その結果を表４に示す。表４に示すよう
に、内圧１００ｍｔｏｒｒ以下の範囲においては全ての
項目で良好な結果が得られた。

【００２９】

【表４】 ［実施例３］本実施例では、作成条件において、第１の
電極及び第２の電極に印加する高周波の周波数を変えた
以外は実施例１と同様にドラムを作成し同様の評価を行
った。その結果を表５に示す。表５に示すように、本発
明の周波数範囲においては全ての項目で良好な結果が得
られた。

【００３０】

【表５】 ［実施例４］本実施例では、図３で示す連続作成システ
ムを用い、実施例１の条件にて連続１００サイクルドラ
ムを作成した。連続作成の具体的方法を、図３を用い説
明する。鏡面加工を施し、脱脂洗浄を行った円筒状基体
３０７及び第１電極３０８を、投入ステージ３０１で、
遮蔽板３０６内にセッティングする。セッティング終了
後、搬送チャンバー３０５により成膜チャンバー３０２
直上に搬送する。この時、搬送チャンバー３０５内は、
不図示の真空装置により真空に保持される。搬送チャン
バー３０５と成膜チャンバー３０２が連結した後、ゲー
トバルブ３１０と３１１との間を真空装置３１２によっ
て真空にした後、ゲートバルブ３１０及び３１１を開放
し、あらかじめ真空装置３１３により真空保持された成
膜チャンバー３０２内に円筒状基体３０７、第１電極及
び遮蔽板３０６が投入される。成膜チャンバー３０２に
おいて、前述の手順により円筒状基体３０７に堆積膜形
成が行われた後、再び搬送チャンバー３０５により円筒
状基体３０７、第１電極及び遮蔽板３０６は取り出しチ
ャンバー３０３に搬送される。取り出しチャンバー３０
３において、形成された感光ドラム３１１を取り出し、
第１電極３０８及び遮蔽板３０６は再度搬送チャンバー
３０５によりエッチングチャンバー３０４に投入され
る。エッチングチャンバー３０４に投入された第１電極
３０８及び遮蔽板３０６は、エッチングチャンバー３０
４内でエッチング処理がなされ、第１電極及び遮蔽板内
部に付着した堆積膜の除去処理が行われる。こうして、
処理された第１電極３０８及び遮蔽板３０６は、再び投
入ステージ３０１にて、円筒状基体がセッティングさ
れ、上記の工程が繰り返される。こうして繰り返し作成
した各サイクルのドラムを実施例１と同様に評価した。

【００３１】（比較例２）実施例４と比較するための比
較例２として、図６に示した従来装置を用いて、比較例
１と同様の手順及び条件にて、連続１００サイクルの堆
積膜形成を行い、各サイクルのドラムを実施例１と同様
に評価した。実施例４で得られた結果を図４に、比較例
２で得られた結果を図５に各項目別にグラフで示した。
各項目共に、１回目のサイクルで作成したドラムの評価
結果を１００とし、各サイクル毎の結果を１回目の結果
と比較し、その変化を示してある。図４、５に示すよう
に、本発明の方式に基づく実施例４に示したシステムを
用いた場合、連続サイクル毎において、各項目共に安定
した結果が得られた。

【００３２】

【発明の効果】本発明は、以上のように遮蔽板を設置し
た構成により、膜剥れを押さえることによりこれらが基
体に付着することを防止し、優れた特性を有する堆積
膜、とりわけ均一な画像を有し、同一ロット内の特性の
ばらつきの軽減した、画像欠陥の少ない電子写真感光体
を製造することができる。また、本発明は、以上の遮蔽
板により、反応容器と遮蔽板との間の外部空間を遮断
し、原料ガスの利用効率を向上させ、生産性を高めて優
れた画像性を有する良質の堆積膜を、安価に安定して供
給することが可能となる。また、本発明の遮蔽板の構成
を、投入ステージ、反応チャンバー、取り出しチャンバ
ー、エッチングチャンバーからなる一連の工程を、連続
サイクルとして堆積膜を量産する装置における上記した
保持体の構成に適用することにより、このような量産装
置においても再現性に優れた量産装置を実現することが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の堆積膜形成装置の一例を示す模式図で
ある。

【図２】各実施例等に置いて作成した電子写真用光受容
部材の層構成を示す断面模式図である。

【図３】本発明の電子写真感光体装置の一例を示す模式
図である。

【図４】実施例４における評価結果を示したグラフであ
る。

【図５】比較例２における評価結果を示したグラフであ
る。

【図６】従来の堆積膜形成装置の一例を示す模式図であ
る。

【符号の説明】

１０１、６００：反応容器 １０２、３０６：遮蔽板 １０３：誘導体部 １０４、３０７、６０１：円筒状基体 １０５、３０８：第１電極 １０６、３０９：第２電極 １０７：ガス導入管 １０８、１０９、６０４：排気口 １１０：電極カバー １１１：高周波電源 １１２：マッチングボックス １１３、６０５：加熱用ヒーター １１４、６０８：回転軸 １１５、１１６、６０９、６１０：回転機構 ２００、３１４：電子写真感光体 ２０２：光受容層 ２０３：光導電層 ２０４：表面層 ２０５：電荷注入阻止層 ３０１：投入ステージ ３０２：反応チャンバー ３０３：取り出しチャンバー ３０４：エッチングチャンバー ３１０、３１１：ゲートバルブ ３１２、３１３、６１５、３１７：排気装置 ６０２：バイアス電極（ガス供給管） ６０３：誘電体窓 ６０６：導波管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 秋山 和敬 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キャ ノン株式会社内 (72)発明者 高田 和彦 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キャ ノン株式会社内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の円筒状基体を同一円周上に配列し得
   る反応空間を有する減圧可能な反応容器と、前記反応空
   間内で前記複数の円筒状基体により囲まれる内部空間に
   原料ガスを導入する原料ガス導入手段とを有する堆積膜
   形成装置において、 前記複数の円筒状基体により囲まれる内部空間の中心部
   に配された第１の電極と、前記複数の円筒状基体の配列
   により形成される円周の外側に配された第２の電極とを
   備え、該第２の電極と前記円筒状基体との間に、原料ガ
   スを実質的に遮蔽し、かつ前記第２の電極の電力を前記
   内部空間に伝達するための少なくとも一部が誘電体で構
   成された遮蔽板を設置したことを特徴とする堆積膜形成
   装置。
2. 【請求項２】第１電極を保持している保持体を投入ステ
   ージに移動させて円筒状基体を保持し、これを反応チャ
   ンバーに移動させて円筒状基体表面に堆積膜を形成し、
   該堆積膜形成終了後にこれを取り出しチャンバーに移動
   させて該保持体より円筒状基体を取り除き、さらに、こ
   の円筒状基体を取り除いた後の保持体をエッチングチャ
   ンバーに移動させて該保持体に付着している堆積膜を取
   り除き、再度、投入ステージにおいて円筒状基体を保持
   体により保持する一連の工程を繰り返し、堆積膜を形成
   する堆積膜形成装置であって、 前記保持体が、少なくとも請求項１に記載の遮蔽板の構
   成を備えていることを特徴とする堆積膜形成装置。
3. 【請求項３】前記堆積膜形成装置は、前記第１電極及び
   第２電極に高周波電力を印加するため、周波数が５０Ｍ
   Ｈｚ〜４５０ＭＨｚの高周波電源を有していることを特
   徴とする請求項１または請求項２に記載の堆積膜形成装
   置。
4. 【請求項４】減圧可能な反応容器に複数の円筒状基体を
   円周上に配置し、前記円筒状基体により囲まれた内部空
   間に原料ガスを導入し、高周波電力を印加して円筒状基
   体上に堆積膜を形成する堆積膜形成方法において、前記
   複数の円筒状基体により囲まれる内部空間の中心部に第
   １の電極を配すると共に、前記複数の円筒状基体の配列
   により形成される円周の外側に第２の電極を配し、該第
   ２の電極と前記円筒状基体との間に少なくとも一部が誘
   電体で構成された遮蔽板を設置して、原料ガスを実質的
   に遮蔽し、かつ前記第２の電極の電力を前記内部空間に
   伝達するようにしたことを特徴とする堆積膜形成方法。
5. 【請求項５】第１電極を保持している保持体を投入ステ
   ージに移動させて円筒状基体を保持し、これを反応チャ
   ンバーに移動させて円筒状基体表面に堆積膜を形成し、
   該堆積膜形成終了後にこれを取り出しチャンバーに移動
   させて該保持体より円筒状基体を取り除き、さらに、こ
   の円筒状基体を取り除いた後の保持体をエッチングチャ
   ンバーに移動させて該保持体に付着している堆積膜を取
   り除き、再度、投入ステージにおいて円筒状基体を保持
   体により保持する一連の工程を繰り返し、堆積膜を形成
   する堆積膜形成方法であって、前記保持体が請求項４に
   記載の遮蔽板の構成を備え、これにより前記反応チャン
   バーにおいて堆積膜を形成することを特徴とする堆積膜
   形成方法。
6. 【請求項６】前記高周波電力は、周波数が５０ＭＨｚ〜
   ４５０ＭＨｚであることを特徴とする請求項４または請
   求項５に記載の堆積膜形成方法。
7. 【請求項７】前記堆積膜の形成は、遮蔽板内の圧力を１
   ００ｍｔｏｒｒ以下で行うことを特徴とする請求項４〜
   請求項６のいずれか１項に記載の堆積膜形成方法。