JPS63223177A - アモルフアスシリコン系膜の製造方法 - Google Patents

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】 イ、産業上の利用分野 本発明は、アモルファスシリコン系膜の製造方法に関す
るものである。

口、従来技術 近年、アモルファス膜は優れた物理的、機械的、化学的
性質を有していることから注目されるようになっている
。特にアモルファスシリコン（以下、ａ−３ｉと称す。

）系半導体膜は感光体の感光層、太陽電池、薄膜トラン
ジスタ、光センサ等の多種類の用途を有する。こうした
ａ−３ｉ系半導体膜の形成は、水素化シリコンガス等の
シリコン化合物のグロー放電分解による方法、即ちいわ
ゆるプラズマＣＶＤ法によって行われている。とりわけ
、水素化ａ−３ｉ膜は大面積を有するデバイス材料とし
て注目を集めている。

プラズマＣＶＤ法によって例えば円筒上の基体表面にａ
−３ｉ系半導体膜を形成する方法としては、次のような
方法が考えられる′。即ち、第１図に示すように、グロ
ー放電装置３の真空槽４内では、ドラム状の基板１が垂
直に回転可能にセットされ、ヒーター７で基板１を内側
から所定温度に加熱し得るようになっている。基板１に
対向してその周囲に、円筒状高周波電極９が配され、こ
の電極９には全面にほぼ均一にガス導出口５が設けられ
ている。基板１を電極９に対向する電極とし、両者の間
に高周波電源８によりグロー放電が生ぜしめられる。な
お、図中の１３は水素化シリコンガスであるＳｉＨ４の
供給源、１４はＡｒ等のキャリアガス供給源、１５は不
純物ガス（例えば８２Ｈ６又はＰＨ３）供給源、１７は
各流量計である。このグロー放電装置において、まず支
持体である例えばＡβ基板１の表面を清浄化した後に真
空槽４内に配置し、真空槽４内のガス圧が１Ｏ−６Ｔｏ
ｒｒとなるように調節して排気し、かつ基板１を所定温
度、特に１００〜３５０℃（望ましくは１５０〜３００
℃）に加熱保持する。次いで、高純度の不活性ガスをキ
ャリアガスとして、ＳｉＨ４ガス若しくはＳＩＦ＋ガス
、並びに必要とあれば不純物ガスとしてＣＨ４、Ｂ２Ｈ
６等を適宜ガス混合室１８（例えば１３．５６　Ｍｔｌ
ｚ）を印加する。ごれによって、上記各反応ガスを電極
９と基板１との間でグロー放電分解し、ａ−３ｉ又は不
純物ドープドａ−３ｉニドＩとして基板１上に堆積させ
る。

ところで、一般にプラズマＣＶＤ法によって形成される
膜は、スパッタ法や蒸着法等信の方法によって形成され
る膜に較べて良質であるが、製膜速度が上記化の方法の
それに較べてかなり遅いという生産上の問題点を有して
いる。また、形成された膜中の微結晶化や欠陥の防止、
膜質の向上が望まれており、特にａ−３ｉ系膜を使用し
た電子写真感光体において、光感度、帯電能、耐久性等
の特性向上が望まれている。更に、薄膜形成過程におい
て、原料ガスから薄膜への変換効率を向上させ、ａ−３
ｉ粉体の生成を抑制することも望まれている。

しかしながら、従来は、放電中の化学反応や薄膜の堆積
過程については十分に解明されておらず、ａ−３ｉ系半
導体膜形成のための設備及び操作上の諸条件は経験的に
各装置毎に決定しているのが実情であり、各種の製膜条
件（製膜パラメータ）を制御しながら迷い製膜速度で高
品質の膜を形成する試みは未だ成功をみるに至っていな
い。

そのため、各製膜パラメータを適宜に制御しながら、上
記した膜形成上の問題点を解決しうるような膜製造方法
の開発が望まれていた。

ハ０発明の目的 本発明の目的は、製膜条件を適切に制御しながら、所望
の特性を有する膜を所望の製膜速度で製造でき、また原
料ガスから薄膜への変換効率を高めて粉体の生成を抑制
できるようなアモルファスシリコン系膜の製造方法を提
供することである。

二１発明の構成 本発明は、少なくともシリコン化合物及びキャリアガス
を含むガスを供給し、グロー放電分解によって基体上に
アモルファスシリコン系膜を形成するアモルファスシリ
コン系膜の製造方法において、下記〔Ｉ〕式が満たされ
た条件下でグロー放電空間内での前記シリコン化合物の
分解率が２０〜９０％となるように、前記グロー放電分
解を行うことを特徴とするアモルファスシリコン系膜の
製造方法に係るものである。

（［）式： ％式％ 〔但し、Ｄｒは前記アモルファスシリコン系膜の堆積速
度、ηＡ　は前記シリコン化合物の分解率、Ｆｓ　　は
前記シリコン化合物の供給流量、Ｆ、は前記キャリアガ
スの供給流量、■はグロー放電空間の体積、ｌは前記基
体とグロー放電電極との間の距離である。〕 本発明者は、グロー放電分解によるａ−３ｉ系膜の堆積
過程を検討した結果、膜堆積速度がシリコン化合物の分
解により生じた活性種の基体への拡散輸送量に比例する
ことを見出した。

即ち、本発明者の得た知見によれば、シリコン系膜の膜
堆積速度は、単位時間あたりのシリコン化合物の分解量
（Ｅと表記する。）と拡散輸送による活性種の基体への
到達率（Ｆと表記する。）との積に比例するのである。

この点について詳述する。まず、上記Ｅ及びＦは夫々下
記（ＩＩ）式、（Ｔ１１）式で表されるとする。

Ｅ＝η−・ＦＡ・・・・・・・・・（ＩＩ）Ｆ＝ｆＥ下
Ｔ／β・・・・・・・・・（Ｉ［ｒ）ここで、η＾はシ
リコン化合物の分解率、ＦＡはシリコン化合物の供給流
量、Ｄは活性種の拡散係数、τはグロー放電空間での活
性種の平均滞留時間、ｅは基体とグロー放電電極との間
の距離である。

更に、Ｄ及びτが下記（ＩＶ）式、（Ｖ）式で表される
と仮定する。

Ｄに１／Ｐ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・（ｒＶ）τ、ｃＰＶ／　（Ｆｓ　
　＋Ｆ））・・・・・・・・・〔■〕ここで、■はグロ
ー放電空間の体積、Ｆ８はキャリアガスの供給流量であ
る。

膜堆積速度をＤｒとすると、上記（ＩＩ）〜（Ｖ）式よ
り、下記〔Ｉ〕式が得られる。

Ｄ　ｒｔ　７７Ａ　　−Ｆ４　−Ｎ　／　ｉｓ〒＋　　
Ｆｓ　＝　−−（１）これにより、グロー放電装置の設
計条件及び操作条件、即ちＦＡ　％　Ｆｓ　％　Ｖ、ｊ
！等の各製膜パラメータ値を変化させることにより、定
量的に膜堆積速度を決定できることが理解される。また
、後述するように、シリコン化合物の分解率ηＡ　も各
製膜パラメータにより定量的に決定しうる値である。従
って、本発明により、所望の製膜速度でａ−３ｉ系欣を
形成することが可能となり、高品質の膜を最大限に高速
で製造しうるようにグロー放電装置を調整、制御するこ
とが可能となる。

ホ、実施例 次に、本発明を円筒電極型プラズマＣＶＤ装置に適用し
た実施例について説明する。

第１図のグロー放電分解装置３において、円筒状基体１
の半径をｒ、基体１と高周波電極９との距離をｌとする
と、放電空間の容積Ｖとｌ、ｒとの間には次の関係が成
り立つ。

Ｖｔ（ｌ＋ｒ）２−ｒ２＝ｌ　（ｌ＋２ｒ）・・・・・
・・・・・・・・・・・・・（ＶＴ）（ＶＩ）式を（１
）式に代入すると、次の〔４３式が得られる。

Ｄ　ｊｏ（ｙ７４　　・ＦＡ　　１　＋　２　ｒ／　１
ｌＬ７「阿・・・・・・・・・・・・・・・・・・〔■
〕〔４３式に示されているように、円筒電極型プラズマ
ＣＶＤ装置においても膜堆積速度を制御しうる。この実
験結果を以下に示す。

第１図のグロー放電装置３を使用し、排気口１０に接続
する図示しない真空ポンプを作動させて真空槽４内を排
気した。次に、ボンベ１３からＳｉＨ＋ガスを流量Ｆｓ
＋Ｈ＋（上記のＦＡにあたる）で供給し、ボンベ１４か
らアルゴン（Ａｒ）ガスを流量２００　ｓｅｃｍ　（ｓ
ｔａｎｄａｒｄ　ｃ、ｃ、ｐｅｒ　ｍ１ｎｕｔｅ　）で
供給し、円筒電極型プラズマＣＶＤ装置内へ導入した。

また、高周波電源８からの高周波供給電力Ｒｆを４００
Ｗとし、アルミニウム製基体１と電極９との距離ｌを２
．Ｏｃｍ、３．０　ｃｍ、４．０　ｃｍとし、基体１の
半径ｒ　＝　５　ｃｍとし、電極９の長さしを５５ｃｍ
とした。

排気口１０と真空ポンプとの間に設けたバタフライバル
ブ１１を調節して真空槽４内の圧力、即ち反応圧Ｐを０
．５〜１．５　Ｔｏｒｒに変化させて、基体１の表面に
ａ−３ｔ膜を形成した。四重種型質量分析計５５を使用
してＳｉＨ４分解率ηｓＨｓ、　　（上記のη４にあた
る）を測定すると共に、アルミニウム製基体１上のａ−
３ｉ膜堆積速度Ｄｒ（μｍ／ｈｒ）をフィッシャースコ
ープで測定した。なお、この実験では不純物ガスは使用
していない。

ＳｉＨ４分解率ηＡは、四重極型質僅分析計（ＭＳＱ−
１５０Ａ型　日本真空技術０１製）を用いて、高周波電
源ＲｆＯＯＮ時とＯＦＦ時のＳ　ｉ　Ｈ４量を測定し、
次式より求めた。

・・・・・・・・・・・・・・・・・・〔■〕ここで、
Ｓ＋Ｈ２、Ａｒ　　は、夫々ｍ　／　ｅ　＝３０．４０
のマススペクトルのピーク値である。即ち、ＳｉＨ４を
マススペクトル測定するとＳ　ＩＨｚにピークが表れる
ため、このピーク値をもって放電空間中のＳｉＨ４の存
在量を割り出したものである。

測定結果は、第２図、第３図に示す通りである。

第２図は、１７Ｐ１に対してＤｒ／グτ１１τア］−及
びη５ｉＨ＋の値をプロットしたものである。

第２図から明らかなように、各データは同一の曲線上に
分布しており、従ってＤｒ／グ１＋１了ン］−にη５ｉ
Ｈ１、或いはＤｒ−Ｃη５（ｈ、　・Ａ＝ｈｌＱ／ｆが
成り立つ。

ここでＦｓＩＨ＊　　（即ち、前記〔１３式におけるＦ
Ａ　）及びＦＡ、（即ち、前記〔１３式におけるＦｓ）
は一定であるから、前記した〔１３式は実験結果によっ
て確証されたといえる。換言すれば、ａ−３ｔ系膜の形
成過程における製膜速度Ｄ「は、シリコン化合物の分解
率η４、電極間距離！、基体半径ｒにより定量的に制御
可能となったのである。

第３図は、１　／　Ｐ　ｌ　＝０．５　　（Ｔｏｒｒ　
−ｃｍ）　−’の条件下での測定結果を示したものであ
る。ここで、η、、、、　＝０．６３２の条件に設定さ
れており、この条件設定はＦ　５ｌ）−１４＝０．８７
３　Ｒｆ””の関係を保持スルことによって実現できる
。

第３図においては、上記の各条件を保持しながらＦＳｉ
Ｈ，、Ｒｆの値を増加した場合のＦＳｉＨ＊とＤｒ／７
Ｔ丁１０／丁子０／相関を示した。

第３図から解るように、Ｄｒ７つ「］］τアＩＩＦＳｒ
Ｍ４／　Ｆ　ＢＨＨ，＋　Ｆ　、、、或いはＤ　ｒ　−
Ｆ　ｓ＋ｈａ　’７４−ｖｉ”Ｗ　’　ＳｔＨ＋　”　
Ｆ　ａｈ　（７）　関係カ成立シ、従ッてａ−３ｉ系模
の形成過程における製膜速度Ｄｒは、前記〔１３式で表
されるようなＦＳ：Ｈａ依存性を示すことが確証された
といえる。

以上の実験結果より、グロー放電分解によるａ−３ｉ系
膜の堆積速度は、シリコン化合物の分解による活性種の
基体への拡散輸送量に比例することが理解される。

なお、Ｓ　ｉ　Ｈ４のグロー放電分解によるａ−３ｉ系
膜の形成過程は、次のように考えられる。

まず、ＳｉＨ４＋ｅ　（高速）　−８ｉ　ｌ（４＋ｅ　
（低速）・・・・・・・・・・・・・・・・・・（ＩＸ
ＩによってＳｉＨ４が励起され、励起された５ｒＨ４は
、４ＳｔＨ４−４ｓｉ＋ｓｉＨ＋５ｉＨ２＋５ｉＨ３＋
５Ｈ２・・・・・・・・・・・・・・・・・・（Ｘ）の
ように分解し、生成した５ｉＨｎ　（ｎ＝ｏ〜３）が基
体表面に堆積してａ−３ｉ膜を形成するものと考えられ
る。

但し、ｅは電子、＊は励起された状態を表す。

上記の反応の進行速度はｅ（高速）、即ちグロー放電分
解によって生ずる電子のエネルギーに左右されることが
理解されよう。

ＳｉＨ４０分解率ηＳｎ４＊は（ＩＸ）、（Ｘ）式の反
応速度に、従ってグロー放電分解によって生ずる電子の
エネルギーに左右されることになる。

電子が電解より受けるエネルギーＷｅの目安として次式
が知られている。

Ｐ−Ｉ　　　　　Ｐ−２ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・（ＸＩ）但し、
ｅ：電子の電荷 Ｅ：電界性［（Ｅ　＝　−’） β λｅ：電子の自由行程（λｅ−ｃ１／Ｐ）■：電極間の
電位 Ｐ：反応圧 １：電極間距離 Ｒｆｚ高周波供給電力 Ｚ：装置のインピーダンス である。

（ＸＩ）式から、一定の装置を使用し、高周波供給電力
Ｒｆを一定にし、かつ、Ｐ−１を一定に保つことは、電
子が電界より受けるエネルギーを一定に保つことを意味
するものと理解される。また、Ｐ−βの値を一定に保ち
ながら、高周波供給電力Ｒｆを増加させることにより、
電子が電界から受けるエネルギーを増大させ、シリコン
化合物である３　ｉ　Ｈ４の分解率η５：Ｈ＊を増大さ
せることができる。

以上述べてきたように、Ｓ　ｉＨ，＋の分解率ηＳｒＨ
＊はＰ−１，Ｒ「、Ｖ　％　Ｆ４．、Ｆ　５ｉ）（４の
値を変化させることにより種々変更しうる。従って、前
記〔１３式で示した製膜速度Ｄｒを決定するパラメータ
はすべて定量的に制御可能となり、所望の製膜速度でａ
−３ｉ系膜を製造することが可能となるのである。

、本発明においては、ａ−３ｉ系股の製造過程において
、シリコン化合物の分解率η４を２０％〜９０％の間に
限定したことが重要である。この範囲は、４０％〜８５
％の間とするのがより好ましい。即ち、膜堆積速度Ｄｒ
は前記（１）式、〔■〕式に示したように分解率η−と
比例するので、本発明において分解率ηＡを上記の範囲
に限定することにより膜堆積速度Ｄｒを定量的に所望の
範囲に設定でき、均一で所定の品質ををするａ−Ｓｔ系
膜を所望の生産性をもって再現性良（製造できるのであ
る。

Ｄｒ、ｃη−の関係より、ηＡが大きい程、Ｄｒの値も
太き（なり生産性が良い。しかし、η５：Ｈｈが特に９
０％を越えて大きすぎると、アモルファス相中に微晶質
相が含まれ、ａ−３ｉ系膜の均質性が損なわれる。こう
した膜を感光体に用いた場合には帯電能の低下を招く。

また、η４が２０％未満と小さすぎると、膜形成速度Ｄ
ｒの低下の他、ａ−３ｉ：Ｈ膜中においてはＳｉＨ２結
合を行う水素が増えるため、光感度が低下し、必要結光
量が増加する。

本発明においては、ηＡの値の制御を通じて膜堆積速度
Ｄｒの制御が可能であり、従って上記のような問題は生
じない。

また、高周波供給電力Ｒｆ（Ｗ）とシリコン化合物の流
量ＦＡ　　（ｓｃｃｍ）との関係について、Ｒｆ＝ａＦ
Ａで表した場合、比例係数ａの値をａ＝０．２５〜３．
０　　（Ｗ／ｓｃｃｍ）の範囲内となるようＲｆとＦＪ
　との間を設定するのが好ましく　、０．５〜２．３（
Ｗ／ｓｃｃｍ）の範囲内とすれば更に好ましい。即ち、
Ｒｆが大きくなる程ηＡ　も大きくなる一方４ＦＡが大
きくなる程ηＡ　は小さくなるため、この両者の値の比
を上記のように限定することにより好適なηＡ　の値が
容易に得られる。また、これらは他の製膜パラメータに
比べ調節がより簡便、容易である。

第４図は、本発明に使用しうる他のプラズマＣＶＤ装置
２を示すものである。

全体の構成は第１図の装置と殆ど同じである（第４図中
、第１図と同一符号を付されたものは同一機能部材を示
している）。第１図の装置と異なる点は、真空槽１９の
底部に拡大された内径を有する排気室１２を設けたこと
である。これにより真空槽１９の排気側の内容積が大き
くなり、真空槽１９の内部に導入されたシリコン化合物
ガス、キャリアガス等を排気口１１から外部に吸引し、
槽内部の圧力を所定の値に保持する際に、より均一で安
定した吸引かり能である。

第５図は、本発明に使用可能な平板型のグロー放電装置
を示したものである。

この装置４５の真空槽４４内では、平板状基板４０が基
板保持部４１上に固定され、ヒーター４２で基板４０を
所定温度に加熱し得るようになっている。基板４０に対
向して、全面に亘ってほぼ均一にガス導出口が設けられ
た高周波電極１７が配され基板４０との間にグロー放電
が生ぜしめられる。なお、図中の２０．２１．２２．２
３．２７．２８．２９．３６．３８は各バルブ、３１は
ＳｉＨ４又はガス状シリコン化合物の供給源、３２は不
純物ガス（例えばＢ２Ｈ６、ＰＨ３など）の供給源、３
３はＡｒ又はＨ２等のキャリアガス供給源である。この
グロー放電装置において、まず支持体で１０’　Ｔｏｒ
ｒとなるようにバルブ３６を調節して排気し、かつ基板
４０を所定温度、特に１００〜３５０℃（望ましくは１
５０〜３００℃）に加熱保持する。次いで、高純度の不
活性ガスをキャリアガスとして、Ｓ　ｉ　Ｈ４ガス若し
くは８１Ｆ４ガス、並びに必要とあれば不純物ガスとし
てＣＨ４，８２Ｈ６等をり高周波電圧（例えば１３．５
６　ＭＨｚ）を印加する。

これによって、上記各反応ガスを電極４３と基板４０と
の間でグロー放電分解し、ａ−３ｉ又は不純物ドープド
ａ−３ｉ：Ｈとして基板４０上に堆積させる。堆柘膜厚
はタソステソプ（Ｔａｙｌｏｒ　−Ｈｏｂｓｏｎ社製）
で測定した。

このグロー放電装置においては、基体４０と高周波電極
４３との距離をｌとすると、放電空間の容積■とｌとの
間には次の関係が成り立つ。

Ｖ、ｌ−ｅ・・・・・・・・・（Ｘ　ｒＶ）ＣＸｒＶ）
式を（１）式に代入すると、次の（Ｘ　Ｖ）式が得られ
る。

Ｄ　ｒ＝（７７Ａ−ＦＡ　／ｒ爾ｌ了・・・・・・・・
・〔Ｘ■〕これにより、平板型のグロー放電装置におい
ても、ＦＡ　　ＳＦＢ　％　Ｖ−、１１等の各製膜パラ
メータの値を変化させることにより、定量的に膜堆積速
度を決定でき、従って前記の円筒型グロー放電装置の説
明において既述したと同様の効果を奏しうろことが理解
される。

なお、前記〔Ｉ〕式は、いわゆる同心円筒型、平行平板
型以外の形状の装置であっても原理的に同様であり、成
立するものと考えられる。

本発明で製造されるアモルファスシリコン系薄膜として
は、ａ−Ｓｉ　：Ｈ，ａ−３ｉ　：Ｆ、　ａ　−３ｉ：
Ｈ：Ｆ、ボロンドープドＰ型ａ−３ｉ：）（（Ｂ）、リ
ンドープドｎ型ａ−３ｉ　：　Ｈ（Ｐ）、ａ−３ｉ：Ｃ
等を例示することができる。

また、本発明に用いるシリコン化合物としては、例えば
Ｓ　ｉ　Ｈ４、Ｓ　ｉ　２　Ｈ６，５ｉｐ４、Ｓ　ｉ　
ＨＦ　３等、通常用いられる全てのシリコン供給源が使
用可能である。

キャリアガスとしては、例えばアルゴン、水素等が使用
できる。

更に、ａ−３ｉ系膜を形成する基体としては、導電性物
質、絶縁性物質及び半導体物質のいずれもが使用可能で
ある。

基体上に設けられるａ−３ｉ系層は単層でなくとも差し
支えなく、他のａ−３ｉ系膜を介して基体上に別のａ−
３ｉ系膜を形成し、互いに異なる複数のａ−３ｉ系膜を
禎層しても良い。例えば、基体上にａ−３ｉＣ：Ｈ膜を
設け、その上にａ−３ｉ　：Ｈ膜を設ける場合や、基体
上にａ−３ｉ：Ｈ膜を設け、その上にａ−３ｉＣ：Ｉ（
ＩＩを設けるような場合である。

次に、本発明の方法により製造されたａ−３ｉ系股を用
いて電子写真感光体を製造し、その特性を調べた。

−１１〜６、　　１１．２ 第４図の円筒電極型プラズマＣＶＤ装置を用いて、第６
図に示す構成の各電子写真感光体（実施例１〜５、比較
例１．２）を夫々製造した。

まず、平滑な表面を持つ清浄なＡＮ支持体をグロー放電
装置の反応（真空）槽内に設置した。反応槽内を１Ｏ−
６Ｔｏｒｒ台の高真空度に排気し、支持体温度を２００
℃に加熱した後高純度Ａｒガスを導入し、０．５　Ｔｏ
ｒｒの背圧のもとて周波数１３．５６　ＭＨｚ、電力密
度０．０４Ｗ／ｃ＋ｄの高周波電力を印加し、１５分間
の予備放電を行った。次いで、ＳｉＨ４及びＢ２Ｈ６か
らなる反応ガスを導入し、流量比を調節した（Ａｒ＋Ｓ
　ｉＨ４＋ＢｚＨ６）混合ガスをグロー放電分解するこ
とにより、電荷ブロッキング機能を担うａ−３ｔ：Ｈ層
（Ｂ）５０、電荷発生、電位保持及び電荷輸送機能を担
うａ−３ｉ：Ｈ層（Ｂ）５１を夫々の堆積速度で所定厚
さに製膜した。しかる後、ＳｉＨ４及びＣＨヰを供給し
、流量比を調節した（Ａｒ＋Ｓ　ｉＨ，＋＋ＣＨ＋）混
合ガスをグロー放電分解し、所定厚さのａ−３ｉＣ：Ｈ
表面改質層５２を更に設け、電子写真感光体を完成させ
た。

各層の構成は次の通りである。

表面改質ｆｆ１５２： Ｃ含有量＝６０原子％（Ｓ　ｉ　＋　Ｃ＝１００原子％
）膜厚−０，３μｍ 光導電層５１： Ｂドーピング量はグロー放電分解法でＦｇｔＨｔ／　Ｆ
に１１−１．　＝０．５　ｖｏｌ　　−ｐｐｍ（Ｈ）＝
３０原子％（Ｓ　ｉ　＋　Ｈ＝ｌＯＯ原子％）膜厚＝１
９μｍ 電荷ブロッキング屓５０： Ｂドーピング量はグロー放電分解法でＦ８゜８゜／　Ｆ
５ｉ１−１４　＝　１５００ｖｏｌ　　・ｐｐｍ（Ｈ）
＝３０原子％（Ｓ　ｉ　＋　Ｈ＝１００原子％）膜厚−
１μｍ また、上記実施例１〜６、比較例１．２の感光体の光導
電層の製膜パラメータは次のように設定した。

電極間距離：　ｌ　＝３．Ｑ　ｃｍ 電極長さ：　Ｌ　＝５５．０ｃｍ ドラム状基体温度：　Ｔ　ｓ　＝２５０℃ジボラン流量
’　Ｆ　ＢｚＨａ　＝２−ＯＸ　１０４ｓｅｃｍシラン
流量：　ＦｓＨＨ，＝４００ｓｅｃｍジボラン流量／シ
ラン流量： Ｆ　８２Ｈ４／　Ｆ　５ｒＭ４＝０．５ｖｏｌ−ｐｐｍ
そして、光導電層製作にあたって、上記各装膜パラメー
タは一定とし、高周波供給電圧（パワー）Ｒｆを第７図
に示すように夫々変化させた。これにより、Ｒｆ　／　
ＦＳｒＨｉ　の値とシラン分解率η５ｊｈ＊を変化させ
てその値を測定し、また膜堆積速度Ｄｒを測定した。更
に、各実施例、比較例の感光体について、帯電電位Ｖ。

及び感度Ｅ）７を測定した。

各々の測定結果は第７図に示す通りである。

膜堆積速度Ｄｒは、フィッシャースコープ（Ｆｉｓｃｈ
ｅｒ社ＪＲ１）で測定し、シラン分解率η５１Ｍｍは質
量分析計により前記した方法で測定した。

感光体特性試験に際しては、上記のようにして作成した
各電子写真感光体をＩＪ　−Ｂｉｘ　１６００改造機に
装着し、温度２０℃、相対湿度６０％の環境下で、次の
ようにして測定した。

帯電電位：ＶＯ（Ｖ） 感光体への流れ込み電流＝１５０μＡの定電流で帯電さ
せた時の感光体表面電位。

感度：　Ｅ’、：’　（ｌｕｘ　　−５ｅｃ　）６００
ｖの感光体表面電位を５０Ｖに減衰させるのに必要な露
光量。

色温度３０００　ｋのハロゲンランプからの照射光をグ
イクロイックミラーにより６３０　ｎｍ以上の長波長光
成分をシャープカットしたものを露光に用いた。

また、シラン分解率の変化に対する帯電電位及び感度の
変化を第８図に示した。

第７図及び第８図から明らかなように、シラン分解率を
２０〜９０％（より好ましくは４０〜８５％）の範囲と
することにより、膜堆積速度を大きくできると共に、高
品質のａ−３ｉ系膜が得られ、良好な帯電電位特性及び
感度特性を有する感光体の製造が可能となる。

災施貰ユニＭ工此ヱ側ユニ１ まず、実施例１〜６、比較例１．２と同様にして、同様
の構成を有する各電子写真感光体を製造した。

但し、各感光体の製膜パラメータは次のように設定した
。

電極間距龍：　ｊｌ！　＝４．Ｏｃｍ 電極区さ：　Ｌ　＝５５．０ｃｍ ドラム状基体温度：　Ｔ　ｓ　＝２５０℃ジボラン流量
／シラン流量： ＦＢｘＨ＜　／　Ｆ　５ｉＭａ″０．５　ｖｏｌ　　０
ｐｐｍそして、光導電層製作にあたって、上記各製膜パ
ラメータは一定とし、シラン流ｆｆｋ　Ｆ　ｓｒＨ＋及
び高周波供給電圧（パワー）Ｒｆを第９図に示すように
夫々変化させた。これにより、Ｒｆ　／　Ｆ　ＳＩＨ＋
の値とシラン分解率η、ＩＨ１を変化させて実施例１〜
６、比較例１．２と同様にその値を測定し、また膜堆積
速度Ｄｒを測定した。更に、各実施例、比較例の感光体
について、前記と同様の方法で、帯電電位Ｖｏ及び感度
Ｅγを測定した。各々の測定結果は第９図に示す通りで
ある。

また、シラン分解率の変化に対する帯電電位及び感度の
変化を第１０図に示した。

第９図及び第１０図から明らかなように、シラン分解率
を２０〜９０％（より好ましくは４０〜８５％）の範囲
とすることにより、膜堆積速度を大きくできると共に、
高品質のａ−８ｉ系膜が得られ、良好な帯電電位特性及
び感度特性を有する感光体の製造が可能となる。但し、
シラン分解率が８０％と８２％の間（即ち、第９図に示
す実施例９と実施例１０との間）では膜堆積速度が下が
っているが、これはシラン流量Ｆ　ｓｒＨ＋　　（即ち
、前記〔■〕式におけるＦａ　）を４００ｓｅｃｍから
２００ｓｅｃｍへと減少させたことから、〔■〕式にお
けるＦＡ刀乙＝７乙というパラメータの値が減少したこ
とによるものであり、ＦＡ、Ｆ　Ｂ　、ηＡに各数値を
代入して得た計算値によっても裏づけられている。

へ１発明の効果 本発明においては、上記〔Ｉ〕式が満たされた所望の製
膜速度で製造でき、また原料から薄膜への変換効率を高
めて粉体の生成をμｒ副できる。しかも、グロー放電空
間内でのシリコン化合物の分解重が２０〜９０％となる
ようにグロー放電分解を行っているので、製膜条件を適
宜に制御しながら高速度に高品質の膜を形成できる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すものであって、第１図はグ
ロー放電装置の概略断面図、第２図、第３図は各製膜パ
ラメータ及び膜堆積速度の相互の関係を示す各グラフ、 第４図、第５図は夫々他のグロー放電装置の各概略断面
図、 第６図は電子写真感光体の一例を示す一部断面図、 第７図は各電子写真感光体の特性変化を比較して示す図
、 第８図はシラン分解率の変化に対する電子写真特性の変
化を示すグラフ、 第９図は各電子写真感光体の特性変化を比較して示す図
、 第１０図はシラン分解率の変化に対する電子写真特性の
変化を示すグラフ である０ なお、図面に示す符号において、 １・・・・・・・・・円筒状基板 ２．３．４５・・・・・・・・・グロー放電装置４．１
９．４４・・・・・・・・・真空槽５・・・・・・・・
・ガス導出口 ア、４２・・・・・・・・・ヒーター ９．４３・・・・・・・・・電極 ８・・・・・・・・・高周波電源 １３．１４．１５・・・・・・・・・ガス供給源１７．
２０．２１．２２． ２７．２８．２９．３６・・・・・・・・・バルブ４０
・・・・・・・・・平板状基板 ５５・・・・・・・・・質量分析針 である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少なくともシリコン化合物及びキャリアガスを含む
   ガスを供給し、グロー放電分解によって基体上にアモル
   ファスシリコン系膜を形成するアモルファスシリコン系
   膜の製造方法において、下記〔 I 〕式が満たされた条
   件下でグロー放電空間内での前記シリコン化合物の分解
   率が２０〜９０％となるように、前記グロー放電分解を
   行うことを特徴とするアモルファスシリコン系膜の製造
   方法。 〔 I 〕式： Ｄｒ■η＿Ａ・Ｆ＿Ａ・√（Ｖ）／ｌ√（Ｆ＿Ｂ＋Ｆ＿
   Ａ）〔但し、Ｄｒは前記アモルファスシリコン系膜の堆
   積速度、η＿Ａは前記シリコン化合物の分解率、Ｆ＿Ａ
   は前記シリコン化合物の供給流量、Ｆ＿Ｂは前記キャリ
   アガスの供給流量、Ｖはグロー放電空間の体積、ｌは前
   記基体とグロー放電電極との間の距離である。〕