JPS5943868A - 蒸着方法 - Google Patents

蒸着方法

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JPS5943868A
JPS5943868A JP57154238A JP15423882A JPS5943868A JP S5943868 A JPS5943868 A JP S5943868A JP 57154238 A JP57154238 A JP 57154238A JP 15423882 A JP15423882 A JP 15423882A JP S5943868 A JPS5943868 A JP S5943868A
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JP
Japan
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melt
alloy
less
evaporation
temp
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Pending
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JP57154238A
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English (en)
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Akira Nishiwaki
彰 西脇
Hiroyuki Moriguchi
博行 森口
Hiroyuki Nomori
野守 弘之
Kunio Ito
国雄 伊藤
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Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/24Vacuum evaporation
    • C23C14/243Crucibles for source material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
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    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/24Vacuum evaporation

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  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Photoreceptors In Electrophotography (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)

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】 本発明は蒸着方法に関し、例えば電子写真又は光電変換
素子等の感光体膜を作成するのに好適な蒸着方法に関す
るものである。
従来、電子写真用の感光体として、セレンにテルルを添
加したセレン−テルル合金(Se−Te)からなる感光
体が知られている。 このSe −Te感光体はテルル
の含有によって特に長波長域での感度に優れたものとな
る。 こうした感光体には、テルル濃度が比較的高くて
ほぼ一定の領域(例えば電荷発生層二以下、CGLと略
す。)を具(!fitせしめることが必要な場合がある
。 即ち、そうしだテルル濃度プロファイルによって、
光感度の向上したものが得られるからである。
しかし、蒸発材料を1つの容器(ボート)中に収容して
蒸着する第1図の方法によれば、ボート1中の蒸発材料
を加熱、溶融せしめて蒸発させるが、このとき合金融液
8の表面域での中心部の温度をTH,容器(ボート)1
の内壁面側での融液温度をTLとすれば、TL<THで
あれば融液8が矢印14で示す如くに対流(表面張力の
差に依る対流)が生じてしまう。 この結果、蒸気組成
が不安定となシ、得られる蒸着膜(感光層)の特性にば
らつきが生じるので不適当である。
テルル濃度を一定にするために、既に各種の方法が提案
されているが、いずれも満足すべきものとは言えない。
 例えば、蒸発材料を大量に仕込み、表面側の薄い溶融
層の表面から部分蒸発させる方法があるが、これでは蒸
発率が小さくて、一定の膜厚の蒸着膜を得るのに大量の
原料を使用せざるを得す、蒸発源のサイズが犬きくなシ
、かつコスト高ともなる。 また、別々に・配した異種
材料を複数の蒸発源から各蒸気を生せしめ、これらを蒸
気相で混合する方法では、蒸気の混合を充分に行なえず
、しかも混合の不均一さによって得られた蒸着膜に濃度
ムラが生じ易い。 更に、合金ワイヤを蒸発用ブロック
を介して溶融、蒸発させるフラッシュ蒸発法もあるが、
5μm以上の膜を蒸着するときに蒸発が不安定となシ、
かつチャンバー内に各種部材を配置せねばならず、構造
が複雑化する。
本発明は、上記した如き従来法の欠陥を解消し、簡略、
低コストにして濃度が比較的高くて均一な蒸着膜を安定
に得る方法を提案すべくなされたものであって、合金か
らなる蒸発材料を蒸発せしめて被蒸着基体上に蒸着させ
るに際し、加熱によシ溶融した前記合金の下記式で表わ
されるマランゴニ−数が100以下(好ましくは50以
下)となるような条件下で蒸着することを特徴とする蒸
着方法(但、γは合金融液の表面張力、旦は合金T 融液の表面張力の温度勾配、dは合金融液の液深、△T
は合金融液の表面域における面方向での2点間の温度差
、μは合金融液の粘度、には合金融液の温度伝導度であ
る。) 本発明の方法によれば、上記のマランゴニ−数を100
以下としているために、合金融液の表面域での対流現象
(表面張力の差による対流)が生じるのが効果的に防止
され、これによって安定した蒸気組成で蒸着可能となシ
、はぼ一定り度の蒸着膜を得ることができる。 しかも
、従来法と比べ、蒸着槽(チャンバ)の構造が簡略化さ
れ、使用原料が少なくて済む点でも非常に有用な方法と
なる。
本発明の方法においては、上記したマランゴニ−数を得
るには、上記した温度差△Tを20°C以下とするのが
よく、まだ合金融液の深さを2cPn以下とするのがよ
い。 また、蒸発材料の容器の材質、形状も重要であっ
て、その容器を外面輻射率が0.2以下の材料で形成し
たシ、或いはその外面に外面輻射率が0.2以下の被援
を施すことは、上記のΔTを小さく抑える上で効果的で
あ°る。 また、同容器の上部開口の幅を1−以下とす
るととも、上記△Tを抑える上で効果がある。
本発明では、蒸発材料として、セレン及びチルルを主成
分としかつ7M量チを越えるテルル含有量を有する合金
を使用することができる。 この合金組成の場合は特に
、比揮発度α(合金融液の組成と蒸気の組成との比)が
α〈0.9もしくはα〉1.1であって融液表面域で成
分元素の濃縮が生じ易くなっておシ、このために蒸気組
成が変化することになるが、本発明の方法を適用すれば
、対流を生じることなく上記濃縮速度と濃縮成分の液中
への拡散速度とをほぼ等しくでき、結果的に融液表面濃
度を一定にすることが可能である。 この際、融液中に
対流により液の攪拌、混合が生じると表面濃度のバラン
スがくずれるので〜本発明の方法を適用することが必須
不可欠である。
以下、本発明を実施例について図面参照下に詳細に説明
する。
第1図には、本発明による方法を実旋−ノーる蒸着装置
の一例が示されている。
この蒸着装置によれば、蒸発源ボート13中の蒸発材料
(特に、テルル濃度が7v量−以上、例えば20重量%
のSe −Te ) 8の上方にヒーターランプ10を
配している。 この場合、融液8の表面域の中心部の温
度と容器13の内壁面での融液8の温度との温度差は2
0°C以内となるようにし、かつ融液の深さを2 cm
以下とすれば、上舵しプCマランゴニー数を100以下
に抑え、液の表面張力の差による対流を防止できる。
容器13の材質選択も重要であって、外面輻射率が0.
2以下の材料、例えば鏡面加工されたkl 、 Cr 
An、Pt等で形成すれば、容器内壁面での液温の低下
を防ぎ、上記△Tを小さく抑えることができる。
また、第3図の例の如く、容器本体13自体は通常のス
テンレス鋼又はグラファイトで形成し、その外面に外面
反射率が0.2以下の例えば鏡面加工At14を被覆し
ても、上記と同様の効果が得られる。
更に、同様の効果は、第4図に示す如く、ボート13の
上部開口の幅Wを15栴以下とし、上記の△Tを小さく
抑えることによっても得られる。
なお、本発明者が実験的に確認したところ、マランゴニ
−数と対流現象との相関関係について、次の結果が得ら
れた。
マランゴニ−数胤    対 流 50         0 100         0 120                   △15
0                 ×ここで、○は
対流が生じないこと、Δは対流が一部生じること、×は
対流が激しく生じることを表わす。 この結果から、マ
ランゴニ−数を100以下とすれば、対流(表面張力の
差による横方向の対流)が生じず、非常に安定した蒸気
組成で蒸着を行なえることが分る。
上記した方法で得られる蒸着膜(8e Te ll’;
))のTe濃度は、第5図の如く、比較的高く(例えば
85重量%)てしかもほば一定となる。 この″reT
e濃度担性は、蒸発源温度が高い程により長< +、l
tびるイIへ回がある。
次に、5e−Te感光体を実際に製造する方法の一例を
説明する。
化6図に示す蒸着装置では、ペルジャー(図示せず)内
に蒸発源5とこれに対向した被蒸着用ドラム6とが配さ
れる。 蒸発源5は、いわゆるクヌードセンセル型に構
成され、容器7内にTe 6度が例えば225重量%の
Se −Te蒸発材料8を収容している。 この蒸発材
料上にはヒーター10が配され、ヒーターの熱で蒸発し
た材料が容器7上部の開口12から制御されながらドラ
ム6に向って飛翔するようになされている。
第7図には、上記の蒸着で形成された5e−Te層3 
(CGL)を具備するSe −Te感光体が示されてい
る。 図中の6はアルミニウム等の導電性支持基板でめ
シ、2は別の蒸発材料(テルル濃度は3〜7重量%、例
えば5重量%のシーTe:第6図では図示省略したが、
容器7内に配fltされる。)の蒸着で得られた5e−
Te電荷輸送層(CT L)である0 蒸着操作の具体例を示すと、Al基体6を70°Cに保
持し、第1の蒸発材料8としてTe−濃度が22,5%
の5e−Te合金2009、第1の蒸発材料としてTe
濃度が5%の5e−Te合金30θ1を用いた。 まず
、第1の蒸発材料を290°Cに40分間加熱してCT
 L 2を形成した後、100°Cまで冷却した。 し
かる後、第2の蒸発源8を300°Cに昇温し、10分
間蒸力゛オを行ない、CTLの表面にCGLを形成した
。 なお、蒸着槽の真空度は10”Torr以上とする
のがよい。 得られた感光体のTe9度プロファイルを
第8図に示した。
これによれば、本発明に従って形成されたCGL3は1
5チ程度とを1に一定の高テルル濃度を有しているから
、感光体として光感度が高くて安定しだものが得られる
。 CTL2の方は低テルル濃度であるから、残留電位
やトラップ密度が少なく々る。
なお、第9図の如く、容:!: 13の−i+’i11
方から加熱するヒーター10を配することも効果的であ
る。
以上、本発明を例示したが、上述の例は本発明の技術的
思想に基いて更に変形が司f+hである。
例えば、使用する合金は5e−Teに限らず、Se −
3゜Fe−Ni 、 AgBr −I等であってよいし
7、本発明におけるマランゴニ−故に設定できるγ11
桟瀕件、更には合金組成も種々】”ノシ択できる。
【図面の簡単な説明】
第1図−二従来法において合金融液に横方向対流が生じ
ている状況荀示す断面1メ1、 第2■1〜第91VIN本発明の実1ル律11を示ずも
のであって、 第2図は蒸発l1及びヒーターを示す断1Iij図、第
3図は他のイ;すによる第2図と同様のHノ「面図、′
754図は更に1111の例によるれ2図と同様の断面
15に1、 第5図は蒸着膜のTe濃度プロファイルを示す図、第6
図は実際の真空蒸着装置の要部概略図、第7図は得られ
た感光体の断面図、 第8図はそのTe 6%度プロファイルを示す図、第9
図は別の蒸発源の断面図 である。 なお、図面に示しだ符号において、 2・・・・・・・・・・・・・・・・CTL (電荷輸
送層)3・・・・・・・・・・・・・・・・・CGL 
(電荷発生層)5・・・・・・・・・・・・・・・・・
蒸発源6・・・・・・・・・・・・・・・・基体8・・
・・・・・・・・・・・・・・・・蒸発材料10.11
・・・・・・・・ヒーター 13・・・・・・・・・・・ ・ホードである。 代理人 弁理士  逢 坂   先 竿1図 第2図 第3図 第4図 第5図 第7図 第6図 第8図 第9図 393−

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、合金からなる蒸発材料を蒸発せしめて被蒸着基体上
    に蒸着させるに際し、加熱により溶離し午−前記合金の
    下記式で表わされるマランゴニ−数が100以下となる
    ような条件下でfi% Xfすることをlndγ (al、γは合金融液の表urJ張力、j下は合金融液
    の表面張力の温度勾配、dは合金融液の液深、△Tは合
    金融液の表面域における面方向での2点間の温度点、μ
    は合金融液の粘度、には合金融液の温度伝樽度である0
    ) 2、 マランゴニ−数を50以下とする、特許請求の範
    囲の第1項に記載した方法。 3、△Tを20°C以下とする、特許請求の範囲の第1
    項又は第2項に記載した方法。 4、合金融液の液深を2crn以下とする、特許請求の
    範囲の第1項〜第3項のいずれか1項に記載した方法。 5 蒸発材料を収容する容器を外面輻射率が0.2以下
    の材料で形成する、特許請求の範1?flの第1項〜第
    4項のいずれか1項に記載した方法。 6、蒸発材料を収容する容器の外面に外向輻!1」率が
    0.2以下の被覆を施す、特許請求の範囲の第1項〜第
    4項のいずれか1項に記載した方法。 7、蒸発材料を収容する容器の上部開口の幅を15畷以
    下とする、特許請求の範囲の第1項〜第6項のいずれか
    1項に記載した方法。 8 蒸発材料として、セレン及びテルルを主成分としか
    つ7重量%を越えるテルル含有量を有する合金を特徴す
    る特許請求の範囲の第1項〜第7項のいずれか1項に記
    載した方法。
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