WO2013062033A1 - 触媒ｃｖｄ法及びその装置 - Google Patents

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WO2013062033A1
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cylindrical substrate
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松村　英樹
博隆 橋本
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株式会社ハシモト商会
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    • C23C—COATING 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
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/448—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING 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
    • C23C—COATING 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
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/46—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for heating the substrate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C23C16/46—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for heating the substrate
    • C23C16/463—Cooling of the substrate

Definitions

  • the present invention relates to a catalytic CVD method and an apparatus for forming an Almofus silicon-based film on an aluminum cylindrical substrate.
  • a technology for forming an amorphous silicon film using a catalytic CVD apparatus has been actively studied as a technology comparable to the plasma CVD method or a technology that surpasses that because a harder film can be obtained.
  • a typical catalytic CVD apparatus is disclosed in Patent Document 1.
  • a tungsten catalyst body heated to an extremely high temperature such as 1500 ° C. to 1800 ° C. by energization and a cylindrical substrate heated to 250 ° C. to 260 ° C. are arranged in parallel in a reaction chamber, A raw material gas such as a mixed gas of SiH 4 and H 2 is introduced into a reaction chamber evacuated by a vacuum pump, and the gas is allowed to pass through a heated catalyst body to cause a catalytic reaction.
  • the reacted product reaches the substrate to deposit an amorphous silicon film. More strictly speaking, it starts with a mixed gas of SiH 4 and B 2 H 6 , switches to a mixed gas of SiH 4 and H 2 , and finally introduces a mixed gas of SiH 4 and NH 3 , A photoconductive layer and a surface protective layer are sequentially deposited on the substrate.
  • the catalyst body described in Patent Document 1 has a structure that allows gas to pass therethrough, but inventions using tungsten wires as the catalyst body are also known in Patent Documents 2 and 3.
  • the charge injection blocking layer and the photoconductive layer are formed while the substrate is heated to 250 ° C. to 260 ° C. by means of electric heating means inserted into the substrate, but the surface protective layer is formed on the substrate. It is desirable that the temperature be lowered, so that the electric heating means is cut off and the cooling device inserted in the substrate is activated.
  • the catalyst body heated to a high temperature is disposed near the substrate, the substrate is affected by the radiant heat from the catalyst body and cannot be controlled to a desired temperature.
  • the surface protective layer does not crack because it is not easily affected by thermal stress, but a commercial electrophotographic photosensitive drum requires it.
  • the surface protective layer cracks due to the effect of thermal stress.
  • the present inventor has found that the surface protection layer is formed by keeping the temperature sufficiently low and maintaining the temperature even when the thickness of the amorphous silicon-based film is 30 ⁇ m. It was determined that no cracks occurred in the protective layer. However, it has also been found that maintaining such a temperature of the substrate is not possible due to radiant heat from the catalytic body heated to a high temperature, even if the cooling device in the substrate is operated.
  • the object of the present invention is to prevent the surface protective layer from cracking by forming the temperature of the cylindrical substrate sufficiently lower than the temperature at the time of forming the charge injection blocking layer and the photoconductive layer during the formation of the surface protective layer.
  • Another object of the present invention is to provide a catalytic CVD method and apparatus.
  • the above-described object is that, according to the present invention, a tungsten linear catalyst body heated to an extremely high temperature such as 1500 ° C. to 1800 ° C. and aluminum heated to 250 ° C. to 260 ° C. when energized.
  • a mixed gas of SiH 4 and B 2 H 6, a mixed gas of SiH 4 and H 2 , and a mixed gas of SiH 4 and NH 3 are introduced sequentially to cause a catalytic reaction with the heated catalyst body, and the reaction product decomposed by the reaction reaches the substrate to form the amorphous silicon film, the charge injection blocking layer, the photoconductive layer and the surface protection.
  • the linear catalyst body is used in order to reduce the influence of radiant heat from the linear catalyst body and sufficiently reduce the temperature of the substrate. It is achieved by providing a catalyst CVD method characterized by away from the surface of the.
  • the present invention also provides a reaction chamber, a vacuum pump for evacuating the reaction chamber, an aluminum cylindrical substrate set on each of a plurality of supports and heated to 250 ° C. to 260 ° C., and a cylindrical shape
  • a tungsten linear catalyst heated to an extremely high temperature such as 1800 ° C. an apparatus for sequentially introducing a mixed gas of SiH 4 , B 2 H 6, H 2 and NH 3 into the reaction chamber;
  • a catalytic CVD apparatus including an apparatus for exhausting exhaust gas from a reaction chamber, an electrode support frame, a plurality of tungsten linear catalyst bodies set on upper and lower electrodes, and the electrode support frame as a cylindrical base A device that is movable in a direction perpendicular to the longitudinal axis and that is suspended from the ceiling of the housing, and an electrode support frame that is moved relative to the cylindrical substrate to move the linear catalyst body closer to or away from the cylindrical substrate.
  • a catalytic CVD apparatus including the apparatus.
  • the cylindrical bases are arranged two by two via the stainless steel spacers, and the stacked cylindrical bases are held from above and below by the stainless steel holding cylinders and set in the shape of each support. Is done.
  • the reaction chamber includes a housing having an opening on the front surface and a door that closes the opening, and the door extends from the inner surface of the door to the reaction chamber at a lower position and an upper position thereof, and a support bracket for the support.
  • a holding plate having a hole for receiving a cylindrical assembly composed of a cylindrical base body and a cylindrical holder, and a cylindrical shape set on the support bracket support body via the cylindrical holder as the door is opened
  • the substrate is drawn out, or the cylindrical substrate is accommodated in the reaction chamber as the door is closed after the cylindrical substrate is set on the support through the cylindrical holder outside the reaction chamber.
  • an apparatus for rotating a cylindrical substrate is rotatably supported by a bracket, meshed with a gear train connected to a support, and one of the gear trains by closing the door, And a motor having a pinion that is released by release and externally attached to the bottom wall of the housing.
  • an apparatus for suspending and supporting the electrode support frame from the ceiling of the housing so as to be movable in a direction perpendicular to the longitudinal axis of the cylindrical substrate is provided with a moving frame fixed to the electrode support frame, A pair of fixed attachment members, and means for attaching the moving frame to the attachment members via slide bearings.
  • An apparatus for moving the electrode support frame with respect to the cylindrical substrate has a rack fixed to the movement frame fixed to the electrode support frame, a pinion meshing with the rack, and an outer wall on the ceiling wall of the housing. Attached motor.
  • the motor is operated to move the moving frame, and hence the electrode support frame, by the pinion rack so that the linear catalyst body is brought close to the cylindrical substrate, and the linear catalyst body is heated by energization to be evacuated.
  • a gas injection pyrolysis layer is formed on the heated cylindrical substrate by introducing a mixed gas of SiH 4 , B 2 H 6 and H 2 into the reaction chamber and thermally decomposing the gas by a catalytic reaction with the heated linear catalyst body. Then, the photoconductive layer is formed, and then the motor is operated to move the moving frame / electrode support frame backward by the pinion and rack to move the linear catalyst body away from the cylindrical substrate, and from the linear catalyst body received by the cylindrical substrate.
  • the temperature of the substrate is sufficiently lowered by reducing the influence of radiant heat.
  • the temperature should be between 180 ° and 150 °.
  • a mixed gas of SiH 4 and NH 3 is introduced into the reaction chamber, and the gas is thermally decomposed by catalytic reaction with the linear catalyst body, so that the hard surface protective layer does not crack on the layer of the cylindrical substrate. It is formed.
  • FIG. 1 It is a cross-sectional side view of the apparatus for implementing the catalytic CVD method by this invention. It is a cross-sectional top view of the catalytic CVD apparatus shown in FIG. It is a schematic sectional drawing which shows the positional relationship of the cylindrical base
  • the reaction chamber 1 includes a housing 3 having an opening 2 on the front surface and a door 4 that closes the opening 2.
  • the housing 3 has a pair of side walls 5, a rear wall 6, a ceiling wall 7, and a bottom wall 8, and the door 4 slides from the door 4 into a hole 10 in a guide block 9 provided on the outer surface of the side wall 5 of the housing 3.
  • the opening 2 can be opened and closed by moving back and forth with respect to the housing 3.
  • the door 4 has a support bracket 12 extending from the inner surface of the door into the reaction chamber 1 at a lower position thereof.
  • the support bracket 12 includes a plurality (three in this example) of supports 13 and a device 16 for rotating a cylindrical base body 15 set on the support via a cylindrical holder 14.
  • 16 has a gear train 17 rotatably supported by the support bracket 12 and connected to the support 13, and a pinion 18 that meshes with one of the gear trains 17 when the door 4 is closed and comes off when the door 4 is released.
  • a motor 19 externally attached to the bottom wall 8 of the housing.
  • the door 4 also has a holding plate having a hole 21 for passing a cylindrical assembly 20 including a cylindrical base body 15 and a cylindrical holder 14 extending from the inner surface of the door 4 into the reaction chamber in parallel with the support bracket 12 at an upper position thereof. 22 is provided.
  • the cylindrical base body 15 is made of aluminum. As shown in FIG. 3, the cylindrical holders 14 are stacked two by two via a spacer 23 made of stainless steel, and the stacked cylindrical base bodies 15 are arranged. Stainless steel holding cylinders 24, 24 held from above and below are included. Strictly speaking, as is well known in the art, the cylindrical base body 15 has counterbore 26 at both ends of the hollow portion 25, and the spacer 23 and the holding cylinder 24 fit into the counterbore 26 of the cylindrical base body 14. It has a round annular protrusion 27. With this configuration, the cylindrical assembly 20 including the cylindrical base body 15 and the cylindrical holder 14 is aligned and held in a vertical state.
  • the cylinder assembly 20 is set on the support 13 of the support bracket 12 and is received in the hole 21 of the holding plate 22 so as to be perpendicular thereto. State is maintained.
  • the cylinder assembly 20 including the cylindrical substrate 15 is accommodated in the reaction chamber 1 as the door is closed, and the cylinder assembly 20 set on the support is pulled out as the door is opened. become.
  • a plurality of (four in this example) tungsten linear catalyst bodies 27 are set vertically on the upper and lower electrodes 29 of the electrode support frame 28 along with the cylindrical substrate 15.
  • a device 30 that suspends and supports the electrode support frame 28 from the ceiling wall 7 of the housing 3 so as to be movable in a direction perpendicular to the longitudinal axis of the cylindrical substrate 15.
  • a device 34 for moving the electrode support frame 28 relative to the cylindrical substrate 15 is further provided.
  • the device 34 is a rack fixed to a moving frame 31 fixed to the electrode support frame 28.
  • a motor 37 having a pinion 36 engaged with the rack 35 and externally attached to the ceiling wall 7 of the housing 3.
  • the reaction chamber 1 is provided with a partition wall 41 and 42 constituting a gas supply chamber 39 and a gas exhaust chamber 40 facing the gas supply chamber 39 adjacent to each of the side walls 5, and a gas introduction pipe 43 is provided in the gas supply chamber 39.
  • An exhaust pipe 44 is connected to the gas exhaust chamber 40.
  • the partition wall 41 of the gas chamber 39 has many holes 45 for supplying gas to the reaction chamber, and the partition wall 42 of the gas exhaust chamber 40 has many holes for guiding exhaust gas from the reaction chamber to the gas exhaust chamber 40. 46 is provided.
  • the motor 37 is first actuated to move the moving frame 30, and thus the electrode support frame 28, forward by the pinion racks (36, 35).
  • the tungsten linear catalyst body 27 set in 29 is brought close to the cylindrical substrate 15.
  • the cylindrical base body 15 is heated to 250 to 260 ° C. by an electric heater (not shown) of the heating / cooling device 38 inserted into the cylindrical assembly 20 through a hole (not shown) in the ceiling wall of the housing. .
  • the reaction chamber 1 is evacuated by a vacuum pump, and the motor 19 is similarly operated to rotate the cylindrical substrate 15 by the gear train 17 engaged with the pinion 18.
  • the linear catalyst body 27 is heated to 1600 ° C.
  • the reaction chamber is evacuated to SiH 4 and B 2 H 6 through the gas introduction pipe 43 and the gas supply chamber 39 through the hole 45.
  • a mixed gas of H 2 is sequentially introduced, and the gas is thermally decomposed by a catalytic reaction with the heated linear catalyst body 27, so that a charge injection blocking layer and a photoconductive layer are sequentially formed on the heated cylindrical substrate 15. .
  • the exhaust gas is led from the hole 56 through the gas exhaust chamber 40 and the exhaust pipe 44 to an abatement apparatus (not shown).
  • the motor 37 is operated to move the moving frame 30 and the electrode support frame 28 backward by the pinion and rack (36, 35) to move the linear catalyst body away from the cylindrical substrate.
  • the energization of the electric heater is turned off, and cooling air is blown in so that the cylindrical substrate 15 is heated only by the radiant heat from the linear catalyst body.
  • the receding position of the linear catalyst body is a position where the temperature of the substrate is lowered to 180 ° C. or lower.
  • the gas is thermally decomposed by a catalytic reaction of linear catalyst member, the cylindrical substrate to thereby hard surface protective layer Formed on the layer.
  • the exhaust gas is led to the abatement device in the same way as described above.
  • the degree of vacuum in the reaction chamber was 10 6 Pascal
  • the heating temperature of the linear catalyst body was 1750 ° C.
  • the linear catalyst body was made of a tungsten wire having a diameter of 0.7 mm or 0.6 mm and a length of 75 cm, and the number thereof was four.
  • the linear catalyst body was set at a distance of 9 cm from the cylindrical substrate, and the heating temperature of the cylindrical substrate was 250 ° C.
  • the linear catalyst body was retracted to a distance of 22 cm from the cylindrical substrate, and the temperature of the cylindrical substrate was adjusted to 180 ° C. to 150 ° C. by controlling the heating / cooling device.
  • the flow rate ratio of SiH 4 and B 2 H 6 forming the charge injection blocking layer is 100 cc / min to 50 cc / min
  • the flow rate ratio of SiH 4 and H 2 forming the photoconductive layer is 100 cc / min to 20 cc / min
  • the flow rate ratio of SiH 4 and NH 3 forming the protective layer was 9 cc / min to 900 cc / min.
  • the time required for film formation was 1.5 hours for the charge injection blocking layer, 20 hours for the photoconductive layer, and 1 hour for the surface protective layer. As described above, an amorphous silicon-based film having no cracks was formed on the cylindrical substrate.
  • a 0.8 mm diameter tungsten wire may be used.
  • the heat generation amount of the tungsten wire is large, even if the linear catalyst body is retracted as described above, the temperature of the substrate rises above the desired temperature due to the radiant heat. May happen.
  • the power of several tungsten wires (two in this example) is turned off at the receding position of the linear catalyst body to reduce the influence of radiant heat, thereby maintaining the substrate temperature at the set temperature. It is desirable.

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Abstract

反応室内に、通電により1500℃乃至1800℃のような極めて高い温度に加熱されるタングステンの線状触媒体と250℃乃至260℃に加熱されるアルミニウム製の円筒状基体とを並列に配置し、真空ポンプにより真空状態にした反応室内にSiH4 とB2H6 の混合ガス、SiH4 とH2 の混合ガス、及びSiH4 とNH3 の混合ガスを順次導入して、加熱された触媒体と触媒反応を起こさせ、その反応により分解生成した反応生成物を基体に到達させてアモルファスシリコン系膜を、電荷注入阻止層、光導電層及び表面保護層として順次堆積させる触媒CVD 法において、表面保護層の形成に先立って、線状触媒体からの輻射熱の影響を少なくして基体の温度を十分に低下させるために線状触媒体を基体の表面から遠ざけることを特徴とする触媒CVD 法及び装置を提供する。

Description

触媒ＣＶＤ法及びその装置
　本発明は、アルミニウム製の円筒状基体上にアルモファスシリコン系膜を形成するための触媒ＣＶＤ法及びその装置に関する。
　触媒ＣＶＤ装置によるアモルファスシリコン系膜の成膜技術は、プラズマＣＶＤ法に匹敵する技術として或いはより硬質の膜が得られることからそれを凌ぐ技術として盛んに研究されている。その代表的な触媒ＣＶＤ装置は、特許文献１に開示されている。かかるＣＶＤ装置は、反応室内に、通電により１５００℃乃至１８００℃のような極めて高い温度に加熱されるタングステンの触媒体と２５０℃乃至２６０℃に加熱される円筒状基体とを並列に配置し、真空ポンプにより真空状態にした反応室内にＳｉＨ4とＨ2の混合ガスなどの原料ガスを導入し、かかるガスを、加熱された触媒体を通過させて触媒反応を起こさせ、その反応により分解生成した反応生成物を基体に到達させてアモルファスシリコン系膜を堆積させる。もっと厳密にいえば、ＳｉＨ4とＢ2Ｈ6の混合ガスで始まり、ＳｉＨ4とＨ2の混合ガスに切換え、最後にＳｉＨ4とＮＨ3の混合ガスを導入して、電荷注入阻止層、光導電層、表面保護層を基体上に順次堆積形成する。
　特許文献１に記載の触媒体は、ガスが透過する構造のものであるが、触媒体としてタングステン線を利用した発明も特許文献２及び３で知られている。いずれの場合にも、電荷注入阻止層及び光導電層の形成は、基体内に挿入した電気加熱手段により基体を２５０℃乃至２６０℃に加熱しながら行われるが、表面保護層の形成は基体の温度をそれよりも低くして行われることが望ましく、そのため電気加熱手段を切り、基体内に挿入した冷却装置を働かせるようになっている。しかし高温に加熱された触媒体を基体の近くに配置するため、基体が触媒体からの輻射熱の影響を受け、所望な温度に制御することは不可能であった。それにもかかわらず、アルモファスシリコン系膜の厚さが２０μ程度の場合には、熱応力の影響を受けにくいため、表面保護層に亀裂は生じないが、商業的な電子写真感光ドラムが要求している厚さ３０μの膜を形成しようとすると熱応力の影響により表面保護層に亀裂が起こることが研究の結果分かった。
特許第３１４５５３６号明細書 特開２００９－２１５６１８号公報 特開２００９－２８７０６５号公報
　本発明者は、更なる研究を重ねた結果、アルモファスシリコン系膜の厚さが３０μの場合でも、基体の温度を十分に低くしてその温度を保ちながら表面保護層を形成することにより表面保護層に亀裂が起こらないことを突き止めた。しかし基体のそのような温度の維持は、基体内の冷却装置を働かせても、高温に加熱された触媒体からの輻射熱のために不可能であることも分かった。
　本発明の目的は、表面保護層の形成中、円筒状基体の温度を、電荷注入阻止層及び光導電層の形成時の温度よりも十分に低くして表面保護層に亀裂を生じさせないようにした触媒ＣＶＤ方法及び装置を提供することにある。
　上記の目的は、本発明によれば、反応室内に、通電により１５００℃乃至１８００℃のような極めて高い温度に加熱されるタングステンの線状触媒体と２５０℃乃至２６０℃に加熱されるアルミニウム製の円筒状基体とを並列に配置し、真空ポンプにより真空状態にした反応室内にＳｉＨ4とＢ2Ｈ6の混合ガス、ＳｉＨ4とＨ2の混合ガス、及びＳｉＨ4とＮＨ3の混合ガスを順次導入して、加熱された触媒体と触媒反応を起こさせ、その反応により分解生成した反応生成物を基体に到達させてアモルファスシリコン系膜を、電荷注入阻止層、光導電層及び表面保護層として順次堆積させる触媒ＣＶＤ法において、表面保護層の形成に先立って、線状触媒体からの輻射熱の影響を少なくして基体の温度を十分に低下させるために線状触媒体を基体の表面から遠ざけることを特徴とする触媒ＣＶＤ法を提供することによって達成される。
　本発明はまた、反応室と、反応室を真空にするための真空ポンプと、複数の支持体の各々にセットされ、２５０℃乃至２６０℃に加熱されるアルミニウム製の円筒状基体と、円筒状ホルダーによって保持された円筒状基体を回転させるための装置と、円筒状基体内に挿入され、基体を加熱制御するための加熱・冷却装置と、円筒状基体と並んで配置され、通電により１５００℃乃至１８００℃のような極めて高い温度に加熱されるタングステンの線状触媒体と、前記反応室にＳｉＨ4とＢ2Ｈ6、Ｈ2及びＮＨ3の混合ガスを順次導入するための装置と、反応室から排ガスを排気するための装置と、を含む触媒ＣＶＤ装置において、電極支持枠と、その上下の電極にセットされた複数本のタングステンの線状触媒体と、電極支持枠を円筒状基体の長手方向軸線と垂直な方向に移動可能に且つハウジングの天井から懸垂支持する装置と、線状触媒体を円筒状基体に近づけたり遠ざけたりするために電極支持枠を円筒状基体に対して移動させるための装置と、を含む触媒ＣＶＤ装置を提供する。
　本発明によれば、円筒状基体はステンレス製のスペーサを介して２本ずつ重ねて配置され、重ねられた円筒状基体は上下からステンレス製の押さえ筒で保持されて支持体の各々状にセットされる。反応室は、前面に開口を有するハウジングと該開口を閉じるドアと、で構成され、ドアは、その下方位置と上方位置でドアの内面から反応室内へ延びる、前記支持体のための支持ブラケットと、円筒状基体及び円筒状ホルダーからなる筒集合体を受け入れるための孔を有する保持板とを備え、ドアを開けるのに伴って支持ブラケット支持体に円筒状ホルダーを介してセットされている円筒状基体が引き出され、或いは、反応室の外で円筒状ホルダーを介して円筒状基体を支持体にセットした後ドアを閉めるのに伴って円筒状基体が反応室内に収納される。
　本発明の好ましい実施形態では、円筒状基体を回転させるための装置は、ブラケットで回転自在に支持され、支持体と連結された歯車列と、ドアの閉鎖により歯車列の１つと噛み合い、ドアの解放により外れるピニオンを有し、且つハウジングの底壁に外付けされたモータと、を含む。
　更に本発明によれば、電極支持枠を円筒状基体の長手方向軸線と垂直な方向に移動可能に且つハウジングの天井から懸垂支持する装置は、電極支持枠に固定された移動枠と、天井に固定された一対の取り付け部材と、移動枠をスライド軸受けを介して取り付け部材に装着するための手段と、を含む。電極支持枠を円筒状基体に対して移動させるための装置は、電極支持枠に固定された移動枠に固定されたラックと、該ラックと噛み合ったピニオンを有し、且つハウジングの天井壁に外付けされたモータと、を含む。
　本発明によれば、モータを作動してピニオン・ラックにより移動枠、従って電極支持枠を前進させて線状触媒体を円筒状基体に近づけ、線状触媒体を通電により加熱させ、真空にした反応室にＳｉＨ4とＢ2Ｈ6　及びＨ2の混合ガスを導入して加熱された線状触媒体との触媒反応によりガスを熱分解させて、加熱された円筒状基体に電荷注入阻止層及び光導電層を形成し、引き続いてモータを作動してピニオン、ラックにより移動枠・電極支持枠を後退させて線状触媒体を円筒状基体から遠ざけ、円筒状基体が受ける線状触媒体からの輻射熱の影響を少なくして基体の温度を十分低下させる。その温度は１８０°ないし１５０°であるのがよい。次いでＳｉＨ4とＮＨ3の混合ガスを反応室に導入し、線状触媒体との触媒反応によりガスを熱分解させ、それによって硬い表面保護層が円筒状基体の層上に亀裂を起こすことなく形成される。
本発明による触媒ＣＶＤ法を実施するための装置の断面側面図である。 図１に示す触媒ＣＶＤ装置の断面平面図である。 上下からステンレス製押さえ筒で保持された円筒状基体とタングステンの線状触媒体との位置関係を示す概略断面図である。 電極支持枠に装着される移動枠の斜視図である。
　今、図面を参照して、本発明による触媒ＣＶＤ法を実施するための装置を説明する。図１及び２から分かるように、反応室１は、前面に開口２を有するハウジング３と該開口２を閉じるドア４と、で構成される。ハウジング３は、一対の側壁５、後壁６、天井壁７及び底壁８を有し、ドア４はハウジング３の側壁５の外面に設けられた案内ブロック９の穴１０にドア４から延びるスライドロッド１１を通すことにより、ハウジング３に対して前後に移動して開口２を開閉し得るようになっている。ドア４は、その下方位置に、ドアの内面から反応室１内へ延びる支持ブラケット１２を有している。支持ブラケット１２は、複数（本例では３つ）の支持体１３と、該支持体に円筒状ホルダー１４を介してセットされる、円筒状基体１５を回転させるための装置１６を備え、該装置１６は、支持ブラケット１２で回転自在に支持され、かつ支持体１３と連結された歯車列１７と、ドア４の閉鎖により歯車列１７の１つと噛み合い、ドア４の解放により外れるピニオン１８を有し、且つハウジングの底壁８に外付けされたモータ１９と、を含む。ドア４はまた、その上方位置にドア４の内面から支持ブラケット１２と平行に反応室内へ延びる、円筒状基体１５及び円筒状ホルダー１４からなる筒集合体２０を通すための穴２１を有する保持板２２を備えている。
　円筒状基体１５は、アルミニウム製のものであり、円筒状ホルダー１４は、図３に示すように、ステンレス製のスペーサ２３を介して２本ずつ重ねて配置し、重ねられた円筒状基体１５を上下から保持するステンレス製の押さえ筒２４，２４を含む。厳密に言えば、円筒状基体１５は、当業界で周知のように、その中空部２５の両端に座ぐり２６を有し、スペーサ２３及び押さえ筒２４は円筒状基体１４の座ぐり２６に嵌まる環状突出部２７を有する。この構成により、円筒状基体１５及び円筒状ホルダー１４を含む筒集合体２０は、整合して垂直状態に保持される。ドア４が解放されて支持ブラケット１２及び保持板２２が外に引き出された状態で、支持ブラケット１２の支持体１３に筒集合体２０がセットされ、保持板２２の穴２１に受け入れられてその垂直状態が維持される。かくして、ドアを閉めるのに伴って円筒状基体１５を含む筒集合体２０は反応室１内に収納され、ドアを開けるのに伴って支持体にセットされている筒集合体２０が引き出されることになる。
　複数本（本例では４本）のタングステンの線状触媒体２７が円筒状基体１５と並んで、電極支持枠２８の上下の電極２９に垂直にセットされる。本発明によれば、電極支持枠２８を円筒状基体１５の長手方向軸線と垂直な方向に移動可能に且つハウジング３の天井壁７から懸垂支持する装置３０が設けられ、該装置３０は、電極支持枠２８に固定された移動枠３１と、天井壁７に固定された一対の取り付け部材３２と、移動枠３１をスライド軸受け３３を介して取り付け部材３２に移動可能に装着するための手段と、を含む。本発明によれば、更に電極支持枠２８を円筒状基体１５に対して移動させるための装置３４が設けられ、該装置３４は、電極支持枠２８に固定された移動枠３１に固定されたラック３５と、該ラック３５と噛み合ったピニオン３６を有し、且つハウジング３の天井壁７に外付けされたモータ３７と、を含む。
　反応室１は、その側壁５のそれぞれに隣接してガス供給室３９、それと向かい合ったガス排気室４０を構成する仕切り壁４１、４２を備え、ガス供給室３９にはガス導入管４３が、またガス排気室４０には排気管４４が接続されている。ガス室３９の仕切り壁４１にはガスを反応室に供給するための多数の穴４５が、またガス排気室４０の仕切り壁４２には、排ガスを反応室からガス排気室４０に導く多数の穴４６が設けられている。
　本発明によれば、触媒ＣＶＤ法及び装置の操作に際し、まずモータ３７を作動してピニオン・ラック（３６・３５）により移動枠３０、従って電極支持枠２８を前進させて電極支持枠２８の電極２９にセットされたタングステンの線状触媒体２７を円筒状基体１５に近づける。円筒状基体１５は、ハウジングの天井壁の穴（図示せず）を通して円筒状集合体２０内に挿入された加熱・冷却装置３８の電気ヒータ（図示せず）によって２５０乃至２６０℃に加熱される。真空ポンプにより反応室１を真空にし、モータ１９を同じく作動してそのピニオン１８と噛み合った歯車列１７により円筒状基体１５を回転させる。線状触媒体２７を通電により１６００℃乃至１８００℃、好ましくは１７５０℃に加熱し、真空にした反応室に、ガス導入管４３、ガス供給室３９から穴４５を通してＳｉＨ4とＢ2Ｈ6及びＨ2の混合ガスを順次導入し、加熱された線状触媒体２７との触媒反応によりガスを熱分解させて、加熱された円筒状基体１５に電荷注入阻止層及び光導電層を順次形成する。排ガスは穴５６からガス排気室４０、排気管４４を経て除害装置（図示せず）に導かれる。引き続いて、モータ３７を作動してピニオン、ラック（３６・３５）により移動枠３０及び電極支持枠２８を後退させて線状触媒体を円筒状基体から遠ざける。併せて、電気ヒータの通電を切り、冷却空気を吹き込むなどして円筒状基体１５が線状触媒体からの輻射熱によってのみ加熱されるようにする。線状触媒体の後退位置は、基体の温度が１８０℃又はそれ以下にまで低下するような位置である。次いでＳｉＨ4とＮＨ3の混合ガスを先に述べたのと同じ方法で反応室に導入し、線状触媒体との触媒反応によりガスを熱分解させ、それによって硬い表面保護層を円筒状基体の層上に形成する。排ガスは先に述べたのと同じ方法で除害装置に導かれる。
　本発明によれば、円筒状基体に３０μのアモルファスシリコン系膜を形成することを前提とする。成膜中反応室の真空度を１０6パスカルとし、線状触媒体の加熱温度を１７５０℃とした。線状触媒体は直径０．７ミリまたは０．６ミリ、長さ７５ｃｍのタングステン線からなり、その本数を４本とした。電荷注入阻止層及び光導電層の成膜中、線状触媒体を円筒状基体から９cmの距離に設定し、円筒状基体の加熱温度を２５０℃とした。表面保護層の成膜に当たって、線状触媒体を円筒状基体から２２cmの距離に後退させ、加熱・冷却装置を制御して円筒状基体の温度を１８０℃ないし１５０℃にした。
　電荷注入阻止層を形成するＳｉＨ4とＢ2Ｈ6の流量比を１００cc/分対５０cc／分、光導電層を形成するＳｉＨ4　とＨ2の流量比を１００ｃｃ／分対２０ｃｃ／分、表面保護層を形成するＳｉＨ4とＮＨ3の流量比を９ｃｃ／分対９００ｃｃ／分とした。成膜にかけた時間として、電荷注入阻止層１．５時間、光導電層２０時間、表面保護層１時間とした。以上により、円筒状基体状には亀裂のないアルモファスシリコン系膜が形成された。
　本例において、直径０．８ミリのタングステン線を使用しても良い。この場合には、タングステン線の発熱量が大きいため、線状触媒体を上記のように後退させてもその輻射熱により基体の温度が所望温度以上に上昇することから、表面保護層に亀裂の発生が起こることがある。これを回避するため、線状触媒体の後退位置においてタングステン線の何本か（本例では２本）の電源を切って輻射熱による影響を減少させ、それにより基体の温度を設定温度に維持することが望ましい。
　１　反応室
　２　開口
　３　ハウジング
　４　ドア
　５　側壁
　６　後壁
　７　天井壁
　８　底壁
　１２　支持ブラケット
　１３　支持体
　１４　円筒状ホルダー
　１５　円筒状基体
　１６　回転装置
　１７　歯車列
　１８　ピニオン
　１９　モータ
　２０　筒集合体
　２１　穴
　２２　保持板
　２３　スペーサ
　２４　押さえ筒
　２５　中空部
　２６　座ぐり
　２７　タングステンの線状触媒体
　２８　電極支持枠
　２９　電極
　３０　懸垂支持装置
　３１　移動枠
　３２　取り付け部材
　３３　スライド軸受け
　３４　移動させる装置
　３５　ラック
　３６　ピニオン
　３７　モータ
　３８　加熱・冷却装置
　３９　ガス供給室
　４０　ガス排気室
　４１　仕切り壁
　４２　仕切り壁
　４３　ガス導入管
　４４　排気管
　４５　穴
　４６　穴

Claims (5)

  1. 　反応室内に、通電により１５００℃乃至１８００℃のような極めて高い温度に加熱されるタングステンの線状触媒体と２５０℃乃至２６０℃に加熱されるアルミニウム製の円筒状基体とを並列に配置し、真空ポンプにより真空状態にした反応室内にＳｉＨ4とＢ2Ｈ6の混合ガス、ＳｉＨ4とＨ2の混合ガス、及びＳｉＨ4とＮＨ3の混合ガスを順次導入して、加熱された触媒体と触媒反応を起こさせ、その反応により分解生成した反応生成物を基体に到達させてアモルファスシリコン系膜を、電荷注入阻止層、光導電層及び表面保護層として順次堆積させる触媒ＣＶＤ法において、表面保護層の形成に先立って、線状触媒体からの輻射熱の影響を少なくして基体の温度を十分に低下させるために線状触媒体を基体の表面から遠ざけることを特徴とする触媒ＣＶＤ法。
  2. 　反応室と、反応室を真空にするための真空ポンプと、複数の支持体の各々にセットされ、２５０℃乃至２６０℃に加熱されるアルミニウム製の円筒状基体と、円筒状ホルダーによって保持された円筒状基体を回転させるための装置と、円筒状基体内に挿入され、基体を加熱制御するための加熱・冷却装置と、円筒状基体と並んで配置され、通電により１５００℃乃至１８００℃のような極めて高い温度に加熱されるタングステンの線状触媒体と、前記反応室にＳｉＨ4とＢ2Ｈ6、Ｈ2及びＮＨ3の混合ガスを順次導入するための装置と、反応室から排ガスを排気するための装置と、を含む触媒ＣＶＤ装置において、電極支持枠と、その上下の電極にセットされた複数本のタングステンの線状触媒体と、電極支持枠を円筒状基体の長手方向軸線と垂直な方向に移動可能に且つハウジングの天井から懸垂支持する装置と、線状触媒体を円筒状基体に近づけたり遠ざけたりするために電極支持枠を円筒状基体に対して移動させるための装置と、を含む触媒ＣＶＤ装置。
  3. 　円筒状基体はステンレス製のスペーサを介して２本ずつ重ねて配置され、重ねられた円筒状基体は上下からステンレス製の押さえ筒で保持されて支持体の各々状にセットされる。反応室は、前面に開口を有するハウジングと該開口を閉じるドアと、で構成され、ドアは、その下方位置と上方位置でドアの内面から反応室内へ延びる、前記支持体のための支持ブラケットと、円筒状基体及び円筒状ホルダーからなる筒集合体を受け入れるための孔を有する保持板とを備え、ドアを開けるのに伴って支持ブラケット支持体に円筒状ホルダーを介してセットされている円筒状基体が引き出され、或いは、反応室の外で円筒状ホルダーを介して円筒状基体を支持体にセットした後ドアを閉めるのに伴って円筒状基体が反応室内に収納される、請求項２に記載の触媒ＣＶＤ装置。
  4. 　円筒状基体を回転させるための装置は、ブラケットで回転自在に支持され、支持体と連結された歯車列と、ドアの閉鎖により歯車列の１つと噛み合い、ドアの解放により外れるピニオンを有し、且つハウジングの底壁に外付けされたモータと、を含む、請求項２に記載の触媒ＣＶＤ装置。
  5. 　電極支持枠を円筒状基体の長手方向軸線と垂直な方向に移動可能に且つハウジングの天井から懸垂支持する装置は、電極支持枠に固定された移動枠と、天井に固定された一対の取り付け部材と、移動枠をスライド軸受けを介して取り付け部材に装着するための手段と、を含む。電極支持枠を円筒状基体に対して移動させるための装置は、電極支持枠に固定された移動枠に固定されたラックと、該ラックと噛み合ったピニオンを有し、且つハウジングの天井壁に外付けされたモータと、を含む、請求項２に記載の触媒ＣＶＤ装置。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6118628B2 (ja) * 2013-04-30 2017-04-19 株式会社三共 遊技機
JP6170720B2 (ja) * 2013-04-30 2017-07-26 株式会社三共 遊技機
JP6118629B2 (ja) * 2013-04-30 2017-04-19 株式会社三共 遊技機
JP6118630B2 (ja) * 2013-04-30 2017-04-19 株式会社三共 遊技機
JP5995776B2 (ja) * 2013-04-30 2016-09-21 株式会社三共 遊技機

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06338491A (ja) * 1993-05-28 1994-12-06 Kyocera Corp 触媒ｃｖｄ装置
JP2004043847A (ja) * 2002-07-09 2004-02-12 Fuji Electric Holdings Co Ltd 薄膜形成方法と装置
JP2004217971A (ja) * 2003-01-14 2004-08-05 Kyocera Corp ホットワイヤｃｖｄ装置
JP2009108390A (ja) * 2007-10-31 2009-05-21 Ulvac Japan Ltd 成膜装置及び成膜方法
JP2009287064A (ja) * 2008-05-28 2009-12-10 Canon Inc 触媒ｃｖｄ装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60184256A (ja) * 1984-03-02 1985-09-19 Sharp Corp 光導電材
JPH03145536A (ja) 1989-10-31 1991-06-20 Suzuki Motor Corp 空燃比制御方法
JPH0421858A (ja) * 1990-05-17 1992-01-24 Fuji Xerox Co Ltd 電子写真感光体
JP2850745B2 (ja) * 1994-01-14 1999-01-27 富士ゼロックス株式会社 電子写真感光体およびその製造方法
WO2000063956A1 (fr) * 1999-04-20 2000-10-26 Sony Corporation Procede et dispositif pour realiser un depot de couches minces, et procede pour la production d'un dispositif a semiconducteur a couches minces
KR100688836B1 (ko) * 2005-05-11 2007-03-02 삼성에스디아이 주식회사 촉매 화학기상증착장치
JP4901265B2 (ja) * 2006-03-30 2012-03-21 京セラ株式会社 堆積膜形成方法
JP2009215618A (ja) 2008-03-11 2009-09-24 Canon Inc 触媒ｃｖｄ装置、触媒ｃｖｄ装置に用いる触媒体の処理方法、及び、触媒ｃｖｄ装置を用いた成膜方法
JP2009287065A (ja) 2008-05-28 2009-12-10 Canon Inc 触媒ｃｖｄ装置及び堆積膜形成方法
CN201990728U (zh) * 2010-12-29 2011-09-28 福建钧石能源有限公司 低压化学气相沉积反应设备

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06338491A (ja) * 1993-05-28 1994-12-06 Kyocera Corp 触媒ｃｖｄ装置
JP2004043847A (ja) * 2002-07-09 2004-02-12 Fuji Electric Holdings Co Ltd 薄膜形成方法と装置
JP2004217971A (ja) * 2003-01-14 2004-08-05 Kyocera Corp ホットワイヤｃｖｄ装置
JP2009108390A (ja) * 2007-10-31 2009-05-21 Ulvac Japan Ltd 成膜装置及び成膜方法
JP2009287064A (ja) * 2008-05-28 2009-12-10 Canon Inc 触媒ｃｖｄ装置

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