JPH03233564A - 薄膜の製造方法とそれを用いた感光体 - Google Patents
薄膜の製造方法とそれを用いた感光体Info
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- JPH03233564A JPH03233564A JP2030879A JP3087990A JPH03233564A JP H03233564 A JPH03233564 A JP H03233564A JP 2030879 A JP2030879 A JP 2030879A JP 3087990 A JP3087990 A JP 3087990A JP H03233564 A JPH03233564 A JP H03233564A
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- Japan
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- manufacturing
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は電子写真感光体等に用いられる薄膜の製造方法
に関する。
に関する。
従来の技術
アモルファスシリコン（ａ−３ｉ）は感光体、太陽電池
、薄膜トランジスターをはじめとして多くの用途があり
、将来的にも有望な材料である。
、薄膜トランジスターをはじめとして多くの用途があり
、将来的にも有望な材料である。
さらに応用範囲の拡大を図るために光学ギャップの制御
が必要で、Ｓｔと同族の元素であるＣ、 Ｇｅ、および
Ｎとの合金、すなわち、ａ ５ｉＣ−。
が必要で、Ｓｔと同族の元素であるＣ、 Ｇｅ、および
Ｎとの合金、すなわち、ａ ５ｉＣ−。
ａ−３ｉＧｅＳａ−５ｉＮの開発も進められている。
現在アモルファスシリコンはプラズマＣＶＤ法によって
製造されているが、成膜速度が小さく、またプラズマ発
生用の電極を設置しなければならない空間的な制約があ
り、製造コストが高（、低コスト化が大きな課題となっ
ている。中でもアモルファスシリコン感光体は従来のＳ
ｅ、ＣｄＳ等を用いたものに比べて、無公害、表面硬度
が大、熱的に安定、長波長（７００ｎｍ迄）にまで高感
度の優れた特徴を備えテいるため複写機、プリンター等
への応用が期待されているが、低コスト化が実現できず
、普及していない。
製造されているが、成膜速度が小さく、またプラズマ発
生用の電極を設置しなければならない空間的な制約があ
り、製造コストが高（、低コスト化が大きな課題となっ
ている。中でもアモルファスシリコン感光体は従来のＳ
ｅ、ＣｄＳ等を用いたものに比べて、無公害、表面硬度
が大、熱的に安定、長波長（７００ｎｍ迄）にまで高感
度の優れた特徴を備えテいるため複写機、プリンター等
への応用が期待されているが、低コスト化が実現できず
、普及していない。
発明が解決しようとする課題
生産性を考えた場合、熱エネルギーを用いてガスを分解
して成膜する「熱ＣＶＤ法Ｊは有望なプロセスであり、
ａ−３ｉについても検討されている。例えば５ｉｚＨｉ
（ジシラン）ガスを用いた熱ＣＶＤ法では成膜速度は１
００Ａ／ｓにも達し、プラズマＣＶＤ （〜ＩＯＡ／ｓ
）に比べて大幅な低コスト化が可能である。しかしなが
ら基板温度は高温（４００℃以上）が必要となる。Ｈは
４００’Ｃ以上で膜中から離脱するので、作製したａ−
３ｉは、膜中に１０”５ｐｉｎｓ／ｃｍ”程度のダング
リングボンドを残し、電気特性は良くない。また内部応
力が原因で、基板上にａ−３ｉを堆積時に膜中にクラッ
クが入るという問題も生じる。これらの問題は、ａ−Ｓ
ｉＣ、ａ−３ｉＧｅＳａ−ＳｉＮについても同様である
。
して成膜する「熱ＣＶＤ法Ｊは有望なプロセスであり、
ａ−３ｉについても検討されている。例えば５ｉｚＨｉ
（ジシラン）ガスを用いた熱ＣＶＤ法では成膜速度は１
００Ａ／ｓにも達し、プラズマＣＶＤ （〜ＩＯＡ／ｓ
）に比べて大幅な低コスト化が可能である。しかしなが
ら基板温度は高温（４００℃以上）が必要となる。Ｈは
４００’Ｃ以上で膜中から離脱するので、作製したａ−
３ｉは、膜中に１０”５ｐｉｎｓ／ｃｍ”程度のダング
リングボンドを残し、電気特性は良くない。また内部応
力が原因で、基板上にａ−３ｉを堆積時に膜中にクラッ
クが入るという問題も生じる。これらの問題は、ａ−Ｓ
ｉＣ、ａ−３ｉＧｅＳａ−ＳｉＮについても同様である
。
課題を解決するための手段
本発明は、ａ−Ｓｉ、ａ−ＳｉＣ、ａ−ＳｉＧｅ、ａ−
ＳｉＮを熱ＣＶＤ法により製造する過程において、０．
０１％以上１０％以下の酸素原子を膜中に導入すること
により上記課題を解決しようとするものである。
ＳｉＮを熱ＣＶＤ法により製造する過程において、０．
０１％以上１０％以下の酸素原子を膜中に導入すること
により上記課題を解決しようとするものである。
作用
本発明で膜中に導入する酸素原子は２配位であり２つの
ダングリングボンドを同時に終結させることができる。
ダングリングボンドを同時に終結させることができる。
また膜中に酸素原子を導入することにより構造的に柔軟
性をもたせることができ、その結果としてダングリング
ボンド、応力ともに減少する。
性をもたせることができ、その結果としてダングリング
ボンド、応力ともに減少する。
本発明の製造方法により作製したａ−３ｉ、ａ−ＳｉＣ
、ａ−ＳＩＧｅ、ａ−ＳｉＮを感光体に用いると、光感
度、光応答性、耐剛性等の点において十分な特性が得ら
れる。
、ａ−ＳＩＧｅ、ａ−ＳｉＮを感光体に用いると、光感
度、光応答性、耐剛性等の点において十分な特性が得ら
れる。
実施例
以下本発明の一実施例の薄膜の製造方法について、図面
を参照しながら説明する。
を参照しながら説明する。
実施例１
第１図は本発明の第１の実施例における薄膜の製造方法
を表す装置図である。表面を洗浄した１閣厚１０ Ｘ
１０ｃｍのアルミニウム（Ａ１）基板ｌを、ＣＶＤ炉２
内の固定部材３に固定した。基板１は固定部材内の加熱
ヒーター４によってＣＶＤ炉２ごと加熱される。温度は
熱電対（クロメルアルメル）によって基板ｌの裏面を直
接測定した。続いて排気バルブ５、バルブ６を開いてＣ
ＶＤ炉２内を排気し、約Ｉ Ｘｌ０−’ＴＯＲＨの真空
度にした。その後排気バルブ５を閉じヘリウムガス（Ｈ
ｅ）ボンベのバルブ７、マスフローコントローラ８、バ
ルブ９を開けＣＶＤ炉２内をｌ０ＴＯＲＲにした後、バ
ルブ９を閉じ基板１を４５０℃になるようにヒーターを
加熱した。その後酸素ガス（０２）ボンベのバルブ１０
、バルブ１１を開け、マスフローコントローラ１２で流
量を１００ＳＣＣＨに調節した。次いでジシランガス（
ＳｔｚＨｈ）ボンベのバルブ１４、バルブ１５を開け、
マスプローコントローラ１６で１１００５ＣＣに調節し
た。これにより０□とＳｔ、Ｈ，がＣＶＤ炉２内に導入
された。なお５ｉ２Ｈ，は１００％Ｓｔ。
を表す装置図である。表面を洗浄した１閣厚１０ Ｘ
１０ｃｍのアルミニウム（Ａ１）基板ｌを、ＣＶＤ炉２
内の固定部材３に固定した。基板１は固定部材内の加熱
ヒーター４によってＣＶＤ炉２ごと加熱される。温度は
熱電対（クロメルアルメル）によって基板ｌの裏面を直
接測定した。続いて排気バルブ５、バルブ６を開いてＣ
ＶＤ炉２内を排気し、約Ｉ Ｘｌ０−’ＴＯＲＨの真空
度にした。その後排気バルブ５を閉じヘリウムガス（Ｈ
ｅ）ボンベのバルブ７、マスフローコントローラ８、バ
ルブ９を開けＣＶＤ炉２内をｌ０ＴＯＲＲにした後、バ
ルブ９を閉じ基板１を４５０℃になるようにヒーターを
加熱した。その後酸素ガス（０２）ボンベのバルブ１０
、バルブ１１を開け、マスフローコントローラ１２で流
量を１００ＳＣＣＨに調節した。次いでジシランガス（
ＳｔｚＨｈ）ボンベのバルブ１４、バルブ１５を開け、
マスプローコントローラ１６で１１００５ＣＣに調節し
た。これにより０□とＳｔ、Ｈ，がＣＶＤ炉２内に導入
された。なお５ｉ２Ｈ，は１００％Ｓｔ。
Ｈらを用い、Ｏ２はＨｅ希釈の２％０□を用いた。
反応中ＣＶＤ炉２内は、排気バルブ５を調節することに
よりｌ０ＴＯＲＲニ保たれた。Ｓ Ｉ ｔ Ｈｂ Ｌ！
４００で自己分解を始め、０２とは室温において酸化
還元反応を起こすので、ＣＶＤ炉２内の温度を４００°
Ｃで以上に保つことにより５ｉｚＨｂの自己分解と、５
ｉｔＨａの自己分解と、５ｉｚＨｂと０２との酸化還元
反応が同時に起こり、酸素原子（０）がシリコン（Ｓｉ
）のネットワークに取り込まれたａ−３ｉ膜が基板１上
に堆積する。堆積速度は４０Ａ／ｓであった。このよう
にして得られたａ−３ｉ膜の膜中酸素量をＳＩＭＳ（二
次イオン質量分析）により測定すると膜内に均一に酸素
が０．５％取り込まれていることがわかった。次に膜中
のダングリングボンド量をＥＳＲ（電子スピン共鳴）に
より測定すると５ ＸＩＯ”５ｐｉｎｓ／ｃｍ’であっ
た。
よりｌ０ＴＯＲＲニ保たれた。Ｓ Ｉ ｔ Ｈｂ Ｌ！
４００で自己分解を始め、０２とは室温において酸化
還元反応を起こすので、ＣＶＤ炉２内の温度を４００°
Ｃで以上に保つことにより５ｉｚＨｂの自己分解と、５
ｉｔＨａの自己分解と、５ｉｚＨｂと０２との酸化還元
反応が同時に起こり、酸素原子（０）がシリコン（Ｓｉ
）のネットワークに取り込まれたａ−３ｉ膜が基板１上
に堆積する。堆積速度は４０Ａ／ｓであった。このよう
にして得られたａ−３ｉ膜の膜中酸素量をＳＩＭＳ（二
次イオン質量分析）により測定すると膜内に均一に酸素
が０．５％取り込まれていることがわかった。次に膜中
のダングリングボンド量をＥＳＲ（電子スピン共鳴）に
より測定すると５ ＸＩＯ”５ｐｉｎｓ／ｃｍ’であっ
た。
またＡ Ｍ Ｉ （１００＋ｅｗ／ ｃｉ ）を光源と
して電気特性を評価すると、σｐ ＝１０−’ （Ω・
ｃｍ）−’、σｐ／ｄ＝ １ＯＳであった。さらに肉厚
０．１５ｍｍの硼珪酸ガラスに成膜を行い、膜内応力を
見積ると、２×１０９ｄｙｎ ／ｃ４ （引っ張り応力
）であった。酸素の効果を調べるため、ＯｔボンベをＨ
ｅ （９９，９９９９％）ボンベに換えて成膜を行い、
諸物性を評価すると、膜中酸素量は０．００１％膜中の
ダングリングボンド量は２ ＸＩＯ”５ｐｉｎｓ ７ｃ
ｍ” 、ａ ｐ ＝１０−’ （Ω・Ｃｌ１１）−’
ａｐ／ａｄ＝１０’、膜内応力は３Ｘ１０’ｄｙｎ／
ｃｆｆｌ （引っ張り応力）であった。この結果から、
ａＳｉの製造過程において酸素原子を膜中に導入するこ
とにより、ダングリングボンドが減少し、電気特性が向
上し、さらに膜内応力が低減するということがわかった
。なお本実施例ではａ−３ｉの製造について述べたが、
Ｓｔ、Ｈ，を例えば、ガス状ＴＭＤＳ （１，１，２，
２テトラメチルジシラン）に代えることによりａ−３ｉ
Ｃが、Ｓｔ、Ｈ，とＧ ｅ Ｈ４に代えることによりａ
−３ｉＧｅが、５ｉｚＨ６とＮ２Ｈ４にかえることによ
りａ−３ｔＮが得られる。これらのａ−３ｉ合金はいず
れも、酸素原子を膜中に導入しない時に比べて特−性が
向上し、かつ応力は低減する。なお酸素原子を膜中に導
入する際の導入物資が、０□、０３ 、’ｘｉ２０、Ｃ
０１ＮＯ１ＮＯ□、ＨｔＯのいずれかまたはその組合せ
によりなる混合物資であってもよい。なお、膜中に酸素
を導入し効果が現れる下限は０．０１％で、上限は１０
％である。
して電気特性を評価すると、σｐ ＝１０−’ （Ω・
ｃｍ）−’、σｐ／ｄ＝ １ＯＳであった。さらに肉厚
０．１５ｍｍの硼珪酸ガラスに成膜を行い、膜内応力を
見積ると、２×１０９ｄｙｎ ／ｃ４ （引っ張り応力
）であった。酸素の効果を調べるため、ＯｔボンベをＨ
ｅ （９９，９９９９％）ボンベに換えて成膜を行い、
諸物性を評価すると、膜中酸素量は０．００１％膜中の
ダングリングボンド量は２ ＸＩＯ”５ｐｉｎｓ ７ｃ
ｍ” 、ａ ｐ ＝１０−’ （Ω・Ｃｌ１１）−’
ａｐ／ａｄ＝１０’、膜内応力は３Ｘ１０’ｄｙｎ／
ｃｆｆｌ （引っ張り応力）であった。この結果から、
ａＳｉの製造過程において酸素原子を膜中に導入するこ
とにより、ダングリングボンドが減少し、電気特性が向
上し、さらに膜内応力が低減するということがわかった
。なお本実施例ではａ−３ｉの製造について述べたが、
Ｓｔ、Ｈ，を例えば、ガス状ＴＭＤＳ （１，１，２，
２テトラメチルジシラン）に代えることによりａ−３ｉ
Ｃが、Ｓｔ、Ｈ，とＧ ｅ Ｈ４に代えることによりａ
−３ｉＧｅが、５ｉｚＨ６とＮ２Ｈ４にかえることによ
りａ−３ｔＮが得られる。これらのａ−３ｉ合金はいず
れも、酸素原子を膜中に導入しない時に比べて特−性が
向上し、かつ応力は低減する。なお酸素原子を膜中に導
入する際の導入物資が、０□、０３ 、’ｘｉ２０、Ｃ
０１ＮＯ１ＮＯ□、ＨｔＯのいずれかまたはその組合せ
によりなる混合物資であってもよい。なお、膜中に酸素
を導入し効果が現れる下限は０．０１％で、上限は１０
％である。
実施例２
第２図に示すように、アルミニウム基板１上に、実施例
１に示された製造方法と同様であるが、原料ガスとして
Ｓｉ、Ｈ，の代わりにＳｉ、Ｈ６とＮ、Ｈ，を用いて作
製された阻止層ａ−ＳｉＮ層２１を形成する。さらに、
実施例１に示された製造方法と同様であるが、原料ガス
としてＮ２Ｈ４を混合して用いて作製された保護層ａ−
ＳｉＮ層２３を形成して感光体を作製た。こうして得ら
れた電子写真用像形成部材２４を帯電露光実験装置に設
置し、コロテ放電を行い、続いて露光う行った。その後
直ちに公知の電子写真現像法で現像したところ、画像流
れのない解像度の優れた良好な画像を得た。なお、阻止
層２１、保護層２３としてａ−ＳｉＮＯ代わりに実施例
１に示された製造方法で作製されたａ−３ｉＣを用いて
もよい。また感光層２２として、ａ−３ｉの代わりに、
まずａ−５ｔを２５μｍ堆積し、その上に実施例１に示
された製造方法で作製されたａ−３ｉＧｅを５μｍ積層
したものを用いてもよい。この場合えられる感光体は、
ａ−５ｉのみを感光層としてもちい用いる感光体に比べ
て長波長領域の分光感度が優れており、レーザーダイオ
ード（例えば、ＣａＡＩＡｓ）の発光波長７８０−８３
０ｎｍでの光感度の優れたものであり、レーザービーム
プリンタに好適なものである。
１に示された製造方法と同様であるが、原料ガスとして
Ｓｉ、Ｈ，の代わりにＳｉ、Ｈ６とＮ、Ｈ，を用いて作
製された阻止層ａ−ＳｉＮ層２１を形成する。さらに、
実施例１に示された製造方法と同様であるが、原料ガス
としてＮ２Ｈ４を混合して用いて作製された保護層ａ−
ＳｉＮ層２３を形成して感光体を作製た。こうして得ら
れた電子写真用像形成部材２４を帯電露光実験装置に設
置し、コロテ放電を行い、続いて露光う行った。その後
直ちに公知の電子写真現像法で現像したところ、画像流
れのない解像度の優れた良好な画像を得た。なお、阻止
層２１、保護層２３としてａ−ＳｉＮＯ代わりに実施例
１に示された製造方法で作製されたａ−３ｉＣを用いて
もよい。また感光層２２として、ａ−３ｉの代わりに、
まずａ−５ｔを２５μｍ堆積し、その上に実施例１に示
された製造方法で作製されたａ−３ｉＧｅを５μｍ積層
したものを用いてもよい。この場合えられる感光体は、
ａ−５ｉのみを感光層としてもちい用いる感光体に比べ
て長波長領域の分光感度が優れており、レーザーダイオ
ード（例えば、ＣａＡＩＡｓ）の発光波長７８０−８３
０ｎｍでの光感度の優れたものであり、レーザービーム
プリンタに好適なものである。
発明の効果
以上のようなに、本発明の薄膜の製造方法によれば、２
配位の酸素原子を膜中に導入することによりダングリン
グボンドの低減と膜中の応力緩和を同時に実現すること
ができる。したがって膜特性が向上し、機械的劣化の少
ない膜が得られる。
配位の酸素原子を膜中に導入することによりダングリン
グボンドの低減と膜中の応力緩和を同時に実現すること
ができる。したがって膜特性が向上し、機械的劣化の少
ない膜が得られる。
とりわけ感光体のような、成膜上、厚膜化が必要で、使
用上、対剛性が要求されるデバイスの作製方法としては
工業的に非常に有用であり、低コスト化にも大きく貢献
できる。
用上、対剛性が要求されるデバイスの作製方法としては
工業的に非常に有用であり、低コスト化にも大きく貢献
できる。
第１図は本発明の一実施例の薄膜の製造方法の概略図、
第２図は、本発明の薄膜の製造方法を用いて作製した電
子写真用像形成部材の断面である。 １・・・・・・基板、２・・・・・・ＣＶＤ炉、３・・
・・・・固定部材、４・・・・・・加熱ヒーター、５・
・・・・・排気バルブ、２１・・・・・・阻止層、２２
・・・・・・感光層、２３・・・・・・保護層、２４・
・・・・・電子写真用像形成部材。
第２図は、本発明の薄膜の製造方法を用いて作製した電
子写真用像形成部材の断面である。 １・・・・・・基板、２・・・・・・ＣＶＤ炉、３・・
・・・・固定部材、４・・・・・・加熱ヒーター、５・
・・・・・排気バルブ、２１・・・・・・阻止層、２２
・・・・・・感光層、２３・・・・・・保護層、２４・
・・・・・電子写真用像形成部材。
Claims (3)
- （１）ａ−Ｓｉ、ａ−ＳｉＣ、ａ−ＳｉＧｅ、ａ−Ｓｉ
Ｎを熱ＣＶＤ法により製造する過程において、０．０１
％以上１０％以下の酸素原子を膜中に導入することを特
徴とする薄膜の製造方法。 - （２）酸素原子を膜中に導入する際の導入物資が、Ｏ＿
２、Ｏ＿３、Ｎ＿２Ｏ、ＮＯ、ＮＯ＿２Ｈ＿２Ｏのいず
れか、またはその組合せによりなる混合物資であること
を特徴とする請求項（１）記載の薄膜の製造方法。 - （３）請求項（１）記載のａ−Ｓｉ、ａ−ＳｉＣ、ａ−
ＳｉＧｅ、ａ−ＳｉＮを用いることを特徴とする感光体
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2030879A JPH03233564A (ja) | 1990-02-09 | 1990-02-09 | 薄膜の製造方法とそれを用いた感光体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2030879A JPH03233564A (ja) | 1990-02-09 | 1990-02-09 | 薄膜の製造方法とそれを用いた感光体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03233564A true JPH03233564A (ja) | 1991-10-17 |
Family
ID=12316026
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2030879A Pending JPH03233564A (ja) | 1990-02-09 | 1990-02-09 | 薄膜の製造方法とそれを用いた感光体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03233564A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102543874A (zh) * | 2010-12-30 | 2012-07-04 | 中芯国际集成电路制造(北京)有限公司 | 应变记忆作用的半导体器件的制造方法 |
-
1990
- 1990-02-09 JP JP2030879A patent/JPH03233564A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102543874A (zh) * | 2010-12-30 | 2012-07-04 | 中芯国际集成电路制造(北京)有限公司 | 应变记忆作用的半导体器件的制造方法 |
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