JPH0375371A - 炭素含有水素化アモルファスシリコン膜の製造方法 - Google Patents
炭素含有水素化アモルファスシリコン膜の製造方法Info
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- JPH0375371A JPH0375371A JP20969989A JP20969989A JPH0375371A JP H0375371 A JPH0375371 A JP H0375371A JP 20969989 A JP20969989 A JP 20969989A JP 20969989 A JP20969989 A JP 20969989A JP H0375371 A JPH0375371 A JP H0375371A
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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】
〔概要〕
電子写真感光体の表面保護層等に使用される高緻密性の
炭素含有水素化アモルファスシリコン膜の製造方法に関
し、 より緻密な炭素含有水素化アモルファスシリコン膜が得
られるようにすることを目的とし、堆積空間内にセット
された基体に、水素ラジカルアシスト高周波−CVD法
により炭素含有水素化アモルファスシリコンを成膜する
際に、水素ラジカルを、2つ以上の方向から前記基体ま
たは前記堆積空間へ送り込むようにした構成とする。
炭素含有水素化アモルファスシリコン膜の製造方法に関
し、 より緻密な炭素含有水素化アモルファスシリコン膜が得
られるようにすることを目的とし、堆積空間内にセット
された基体に、水素ラジカルアシスト高周波−CVD法
により炭素含有水素化アモルファスシリコンを成膜する
際に、水素ラジカルを、2つ以上の方向から前記基体ま
たは前記堆積空間へ送り込むようにした構成とする。
本発明は電子写真感光体の表面保護層等に使用される高
緻密性の炭素含有水素化アモルファスシリコン膜の製造
方法に関するものである。
緻密性の炭素含有水素化アモルファスシリコン膜の製造
方法に関するものである。
電子写真感光体の材料として、水素化アモルファスシリ
コン(以下a−3t:H)は、耐久性、無公害、光感度
の点で従来のSe感光体に代わるものとして有望視され
ている。
コン(以下a−3t:H)は、耐久性、無公害、光感度
の点で従来のSe感光体に代わるものとして有望視され
ている。
第4図はアモルファスシリコン感光体(以下a−3t感
光体)構成国で、a−3t悪感光101は、基体102
上に、ブロッキング層(ボロン高ドープのa−5i:H
)103.感光層(ボロン低ドープのa−Si:H)1
04.表面保護層(炭素含有のa −5t : H,以
下a −SiC: H) 105を順次形成して成る。
光体)構成国で、a−3t悪感光101は、基体102
上に、ブロッキング層(ボロン高ドープのa−5i:H
)103.感光層(ボロン低ドープのa−Si:H)1
04.表面保護層(炭素含有のa −5t : H,以
下a −SiC: H) 105を順次形成して成る。
表面保護層105は、表面から光導電性を持つ感光層1
04へのキャリア注入を防ぐために、絶縁性、透光性に
優れていることが必要である。従来用いられてきたa
5in−xCx :H(主にx < 0.4 )は
、表面保護層として十分な硬度と透光性と絶縁性とを持
っているが、この膜を使用したa−3t悪感光は、高温
高温(例えば35”C,80%RH)中で長期使用時に
画像がぼやける現像(以下「像流れ」)が起きるという
欠点を有している。この原因に関しては、本出願人によ
り既に提案された特願昭63−58214号(昭和63
年3月14日出願)に詳しく記されている。ここから分
かるように、高炭素含有にして表面のStを少なくする
ことにより、Si関連の吸着(St −OHの増加)、
酸化(Si −0−Stの増加)が起きにくくなり、「
像流れ」が防止できる。しかし、あまりに高炭素含有率
にしたa S1+−xCx : H(例えばx >
o、 8 )にした表面保護層は、耐湿性に富んでい
るが、炭素リッチの構造であるため、絶縁性が低下し帯
電能が下がるという欠点を持つ。
04へのキャリア注入を防ぐために、絶縁性、透光性に
優れていることが必要である。従来用いられてきたa
5in−xCx :H(主にx < 0.4 )は
、表面保護層として十分な硬度と透光性と絶縁性とを持
っているが、この膜を使用したa−3t悪感光は、高温
高温(例えば35”C,80%RH)中で長期使用時に
画像がぼやける現像(以下「像流れ」)が起きるという
欠点を有している。この原因に関しては、本出願人によ
り既に提案された特願昭63−58214号(昭和63
年3月14日出願)に詳しく記されている。ここから分
かるように、高炭素含有にして表面のStを少なくする
ことにより、Si関連の吸着(St −OHの増加)、
酸化(Si −0−Stの増加)が起きにくくなり、「
像流れ」が防止できる。しかし、あまりに高炭素含有率
にしたa S1+−xCx : H(例えばx >
o、 8 )にした表面保護層は、耐湿性に富んでい
るが、炭素リッチの構造であるため、絶縁性が低下し帯
電能が下がるという欠点を持つ。
このため、炭素含有率が0.4≦X≦0.8で、Si関
連の表面吸着、酸化が起こりにくいa −5iC:H膜
が必要となる。
連の表面吸着、酸化が起こりにくいa −5iC:H膜
が必要となる。
第5図は従来の高周波(以下RF)−CVD法によるa
−SiC:H膜形成装置の概要図で、図中、1〜4は原
料ガス供給用ボンベであり、例えばボンベ1には5iz
Hbが、ボンベ2にはC3Haが、ボンベ3にはH2が
、ボンベ4にはArがそれぞれ入っている。成膜時には
、これらのガスを流量調節器5で制御して真空容器6内
へ導く。そして、2枚の対向する電極71,7□のカソ
ード側電極7□にRF電源8により13.56MHzの
RF電力を印加して原料ガスを分解しプラズマを発生さ
せ、板状の基体9上に膜を堆積させる。排気はメカニカ
ルブーストポンプ10とロータリーポンプ11により行
われる。このようにして作製されたa −3it−XC
,:H(x=0.5)に35°C280%RH雰囲気中
でコロナ照射を行ったところ、コロナ照射時間とともに
NO,−、CO3”−、Si −OH、H−OH,5t
−0−3iの吸着、酸化が起きていることが高感度反射
FT−IR(IR−RAS)で観測された。このことは
、本出願人により既に提案された特願平1−43269
号(平成元年2月27日出願)で述べられている。
−SiC:H膜形成装置の概要図で、図中、1〜4は原
料ガス供給用ボンベであり、例えばボンベ1には5iz
Hbが、ボンベ2にはC3Haが、ボンベ3にはH2が
、ボンベ4にはArがそれぞれ入っている。成膜時には
、これらのガスを流量調節器5で制御して真空容器6内
へ導く。そして、2枚の対向する電極71,7□のカソ
ード側電極7□にRF電源8により13.56MHzの
RF電力を印加して原料ガスを分解しプラズマを発生さ
せ、板状の基体9上に膜を堆積させる。排気はメカニカ
ルブーストポンプ10とロータリーポンプ11により行
われる。このようにして作製されたa −3it−XC
,:H(x=0.5)に35°C280%RH雰囲気中
でコロナ照射を行ったところ、コロナ照射時間とともに
NO,−、CO3”−、Si −OH、H−OH,5t
−0−3iの吸着、酸化が起きていることが高感度反射
FT−IR(IR−RAS)で観測された。このことは
、本出願人により既に提案された特願平1−43269
号(平成元年2月27日出願)で述べられている。
従来のa −Si感光体の表面保護層に使用されるa−
SiC:H膜は、このように高湿度中でSi関連の吸着
、酸化を起こし、表面に分極しやすくなる。
SiC:H膜は、このように高湿度中でSi関連の吸着
、酸化を起こし、表面に分極しやすくなる。
従って、この膜を表面保護層にしたa −Si感光体を
高湿度中で長時間作動させると、水溶性吸着物質が付き
、これを伝って帯電電荷が流れて「像流れ」を起こすと
いう問題を生じていた。
高湿度中で長時間作動させると、水溶性吸着物質が付き
、これを伝って帯電電荷が流れて「像流れ」を起こすと
いう問題を生じていた。
第6図はこの点を改良するために使用した水素ラジカル
アシストRF−CVD装置の概要図で、該装置の構成1
作用は次の通り(詳しくは特願昭63−58214号参
照)である。
アシストRF−CVD装置の概要図で、該装置の構成1
作用は次の通り(詳しくは特願昭63−58214号参
照)である。
第6図において、31はマイクロ波(以下μ波)発振器
で、ここで発生したμ波(2,45G11z )は導波
管32を通りプラズマ発生炉33へ導かれる。
で、ここで発生したμ波(2,45G11z )は導波
管32を通りプラズマ発生炉33へ導かれる。
ここで、ガス導入部34から入れた水素(H2)ガス3
5を石英管36内で分解し、プラズマ化する。
5を石英管36内で分解し、プラズマ化する。
そこで発生した励起水素原子である水素ラジカル37は
、真空容器38内の基体39上に導かれる。
、真空容器38内の基体39上に導かれる。
一方、原料ガス(SizH4,C3H1l) 40は、
原料ガス導入部41より入れられ、RF電源42に直結
した電極43より真空容器38内へ導かれ、もう一方の
電極44との間で生じるRFプラズマにより分解されて
基体39上にa −5iC:H膜となって堆積する。こ
の堆積中に上述の水素ラジカル37が表面を覆い、膜の
緻密性を高める。45は基体を加熱するヒータ、46は
ガス排気用のポンプである。
原料ガス導入部41より入れられ、RF電源42に直結
した電極43より真空容器38内へ導かれ、もう一方の
電極44との間で生じるRFプラズマにより分解されて
基体39上にa −5iC:H膜となって堆積する。こ
の堆積中に上述の水素ラジカル37が表面を覆い、膜の
緻密性を高める。45は基体を加熱するヒータ、46は
ガス排気用のポンプである。
この水素ラジカルアシストRF−CVD法で作製したa
−SiC: H(1)膜と、従来のRF−CVD法で
作製したa −5iC: H(2)膜を高湿度中でコロ
ナ照射したときの表面吸着、酸化の違いをIR−RAS
で測定した結果、a −5iC: H(1)膜はa −
3iC: H(2)膜に比べ5t−0−5t 、5t−
OR,H−OH等のSi関連の吸着、酸化量が約173
となった(特願平1−43269号)。これは、膜の構
造緻密性が向上したためである。この構造緻密性を測定
するためにレーザーラマン分光測定を行った。この測定
で得られるラマンスペクトル結果において、a −3i
C: H膜ではT○(約488cm−’)とTA(約1
50cm−’)の2つのピークが観測される。To/T
Aピーク比はSt結合の対称性の乱れや構造の乱れを表
し、この値が大きい程構造緻密であることを示している
。測定の結果、a −SiC: H(2)のTo/TA
が1.8であるのに対し、a −5iC: H(1)の
To/TAは2.4となっており、構造緻密であること
が判明した。そして、a −SiC: H(1)膜を使
用したa −St感光体は、a −5iC: H(2)
膜に比べ高温高温中での「像流れ」現像が少なかった。
−SiC: H(1)膜と、従来のRF−CVD法で
作製したa −5iC: H(2)膜を高湿度中でコロ
ナ照射したときの表面吸着、酸化の違いをIR−RAS
で測定した結果、a −5iC: H(1)膜はa −
3iC: H(2)膜に比べ5t−0−5t 、5t−
OR,H−OH等のSi関連の吸着、酸化量が約173
となった(特願平1−43269号)。これは、膜の構
造緻密性が向上したためである。この構造緻密性を測定
するためにレーザーラマン分光測定を行った。この測定
で得られるラマンスペクトル結果において、a −3i
C: H膜ではT○(約488cm−’)とTA(約1
50cm−’)の2つのピークが観測される。To/T
Aピーク比はSt結合の対称性の乱れや構造の乱れを表
し、この値が大きい程構造緻密であることを示している
。測定の結果、a −SiC: H(2)のTo/TA
が1.8であるのに対し、a −5iC: H(1)の
To/TAは2.4となっており、構造緻密であること
が判明した。そして、a −SiC: H(1)膜を使
用したa −St感光体は、a −5iC: H(2)
膜に比べ高温高温中での「像流れ」現像が少なかった。
以上の結果より、水素ラジカルを基体上や堆積空間に供
給することが、a −5iC:H膜の緻密性を向上させ
「像流れ」を起こしに<<シていることは明らかである
。
給することが、a −5iC:H膜の緻密性を向上させ
「像流れ」を起こしに<<シていることは明らかである
。
しかし、「像流れ」に強いa −5iC: HHを作製
するのに効果のある従来の水素ラジカルアシストRF−
CVD法においては、水素ラジカルが一方向のみから供
給されるため、基体が円筒状の場合、効率良く水素ラジ
カルが供給されない部分が生じる。
するのに効果のある従来の水素ラジカルアシストRF−
CVD法においては、水素ラジカルが一方向のみから供
給されるため、基体が円筒状の場合、効率良く水素ラジ
カルが供給されない部分が生じる。
従って、電子写真等に利用される円筒状基体上にIv、
膜した感光体を作製する場合、基体を回転させなから成
膜を行っても、水素ラジカルに直進性があるため、水素
ラジカルを供給できない部分が生じ、そのため上記の効
果が薄れるといった問題点を生じていた。
膜した感光体を作製する場合、基体を回転させなから成
膜を行っても、水素ラジカルに直進性があるため、水素
ラジカルを供給できない部分が生じ、そのため上記の効
果が薄れるといった問題点を生じていた。
本発明はより緻密なa −5iC:H膜が得られるよう
にすることを目的としている。
にすることを目的としている。
上述の目的を達成するため、本発明では、堆積空間内に
セットされた基体に、水素ラジカルアシスト高周波−C
VD法により炭素含有水素化アモルファスシリコンを成
膜する際に、水素ラジカルを、2つ以上の方向から前記
基体または前記堆積空間へ送り込むようにした構成とす
る。
セットされた基体に、水素ラジカルアシスト高周波−C
VD法により炭素含有水素化アモルファスシリコンを成
膜する際に、水素ラジカルを、2つ以上の方向から前記
基体または前記堆積空間へ送り込むようにした構成とす
る。
2つ以上の方向から水素ラジカルを基体または堆積空間
へ送り込むようになっているため、従来のように水素ラ
ジカルが当たらなかった部分がなくなり、a−SiC:
H膜の緻密性を向上させることができる。この方法で成
膜された膜は、表面のStの反応性が弱まり、高湿度中
でのコロナ照射により起こるSt関連の吸着、酸化が減
少する。この膜を表面保護層に用・いたa−5i悪感光
は、高温高湿中モの表面劣化が少なくなり、「像流れj
等の画像劣化がなくなる。
へ送り込むようになっているため、従来のように水素ラ
ジカルが当たらなかった部分がなくなり、a−SiC:
H膜の緻密性を向上させることができる。この方法で成
膜された膜は、表面のStの反応性が弱まり、高湿度中
でのコロナ照射により起こるSt関連の吸着、酸化が減
少する。この膜を表面保護層に用・いたa−5i悪感光
は、高温高湿中モの表面劣化が少なくなり、「像流れj
等の画像劣化がなくなる。
〔実施例]
以下、第1図乃至第3図に関連して本発明の詳細な説明
する。
する。
第1図は本発明が適用される水素ラジカルアシストRF
−CVD装置の概要図で、図中、51は外径80mmの
Af製の円筒状基体である。該基体51は、加熱用ヒー
タ52を含んだ基板ホルダに取り付けられ、成膜時に基
板ホルダとともに回転するようになっている。53はR
F電源42に直結される電極、54はこれに対向する電
極で、基体51は、これらの電極53.54の間の堆積
空間55内にセットされる。また、本装置では、μ波発
振器31.導波管32.プラズマ発生炉33゜石英管3
6より成る2つの水素ラジカル発生手段が対向配置され
ており、水素ラジカル37を2つの方向から基体51ま
たは堆積空間55内に送り込むようになっている。なお
、従来と同様の部材には同符号を用いている。
−CVD装置の概要図で、図中、51は外径80mmの
Af製の円筒状基体である。該基体51は、加熱用ヒー
タ52を含んだ基板ホルダに取り付けられ、成膜時に基
板ホルダとともに回転するようになっている。53はR
F電源42に直結される電極、54はこれに対向する電
極で、基体51は、これらの電極53.54の間の堆積
空間55内にセットされる。また、本装置では、μ波発
振器31.導波管32.プラズマ発生炉33゜石英管3
6より成る2つの水素ラジカル発生手段が対向配置され
ており、水素ラジカル37を2つの方向から基体51ま
たは堆積空間55内に送り込むようになっている。なお
、従来と同様の部材には同符号を用いている。
このような構成の装置による表面保護層の成膜条件の一
例をあげると次の通りである。
例をあげると次の通りである。
圧 力 ; 0.2 Torr基体温度 ;2
50°C RFパワー1100W SiJ6流量: 2 sccm C,H,流量 ; 10 sccm H2流量 ;200secm μ波パワー;500W Lの200 secmは2方向からそれぞれ10100
5cずつ供給され、各々プラズマ発生炉33で分解され
て水素ラジカル37となって基体51に対して両方向か
ら供給される。
50°C RFパワー1100W SiJ6流量: 2 sccm C,H,流量 ; 10 sccm H2流量 ;200secm μ波パワー;500W Lの200 secmは2方向からそれぞれ10100
5cずつ供給され、各々プラズマ発生炉33で分解され
て水素ラジカル37となって基体51に対して両方向か
ら供給される。
0.56μnのB高ドープa −5i : H膜のブ0
7キング層、10μmのB低ドープa −St : H
膜の感光層の上に上記条件でa −5iC: Hの表面
保護層を0.2 a m形成したa−Si感光体は、3
5°C80%RH雰囲気中で2時間の連続コロナ照射を
した後でも、またその後の一晩放置後でも「像流れ」は
起こさなかった。
7キング層、10μmのB低ドープa −St : H
膜の感光層の上に上記条件でa −5iC: Hの表面
保護層を0.2 a m形成したa−Si感光体は、3
5°C80%RH雰囲気中で2時間の連続コロナ照射を
した後でも、またその後の一晩放置後でも「像流れ」は
起こさなかった。
第2図に本発明が適用される他の水素ラジカルアシス)
RF−CVD装置を示す。本例の場合は、石英管36の
先端に水素ラジカル導入部61が設けられている点が第
1図と異なっている。水素ラジカル導入部61は、第1
図の場合基体が円筒形で縦方向(第1図の紙面と垂直方
向)に長いのに対し水素ラジカル導入部分が小さいため
に、縦方向に水素ラジカルが不均一になり、膜厚や特性
にばらつきが生じる問題を解決するためのもので、第3
図に示すように、縦方向(図の上下方向)に末広がりに
なった外壁62内を、2枚の仕切り板63により縦方向
に分割して構成されている。右方から2重矢印線で示す
ように外壁62内に導入される水素ラジカルは仕切り板
63により縦方向に分散され、矢印線で示すように左方
に流出して基体51に向は堆積空間55内に均一に流れ
込む。
RF−CVD装置を示す。本例の場合は、石英管36の
先端に水素ラジカル導入部61が設けられている点が第
1図と異なっている。水素ラジカル導入部61は、第1
図の場合基体が円筒形で縦方向(第1図の紙面と垂直方
向)に長いのに対し水素ラジカル導入部分が小さいため
に、縦方向に水素ラジカルが不均一になり、膜厚や特性
にばらつきが生じる問題を解決するためのもので、第3
図に示すように、縦方向(図の上下方向)に末広がりに
なった外壁62内を、2枚の仕切り板63により縦方向
に分割して構成されている。右方から2重矢印線で示す
ように外壁62内に導入される水素ラジカルは仕切り板
63により縦方向に分散され、矢印線で示すように左方
に流出して基体51に向は堆積空間55内に均一に流れ
込む。
従って、より一層の優れた効果が得られる。本例の場合
と前例の第1図の場合のTo/TA比を対比すると次表
1の通りである。
と前例の第1図の場合のTo/TA比を対比すると次表
1の通りである。
表 I
a−SiC:■単層膜のラマン分光測定によるTO/T
A比本表1より、導入部61の効果は明らかである〔発
明の効果〕 以上述べたように、本発明によれば、2方向以上から水
素ラジカルを基体または堆積空間へ送り込むことにより
、水素ラジカルを均一に供給することができ、より緻密
なa −3iC:H膜の作製が可能となる。そして、こ
のa −5iC: H膜を表面保護層に使用することに
より、耐湿性に優れた高帯電能のa−Si感光体を得る
ことができる。
A比本表1より、導入部61の効果は明らかである〔発
明の効果〕 以上述べたように、本発明によれば、2方向以上から水
素ラジカルを基体または堆積空間へ送り込むことにより
、水素ラジカルを均一に供給することができ、より緻密
なa −3iC:H膜の作製が可能となる。そして、こ
のa −5iC: H膜を表面保護層に使用することに
より、耐湿性に優れた高帯電能のa−Si感光体を得る
ことができる。
第1図は本発明が適用される水素ラジカルアシストRF
−CVD装置の概要図、 第2図は本発明が適用される他の水素ラジカルアシスト
RF−CVD装置の概要図、 第3図は第2図の要部形状説明図、 第4図はa −Si感光体構構成、 第5図は従来のRF−CVD法によるa −5iC:H
膜形成装置の概要図、 第6図は従来の水素ラジカルアシストRF−CVD装置
の概要図で、 図中、 37は水素ラジカル、 51は基体、 55は堆積空間である。
−CVD装置の概要図、 第2図は本発明が適用される他の水素ラジカルアシスト
RF−CVD装置の概要図、 第3図は第2図の要部形状説明図、 第4図はa −Si感光体構構成、 第5図は従来のRF−CVD法によるa −5iC:H
膜形成装置の概要図、 第6図は従来の水素ラジカルアシストRF−CVD装置
の概要図で、 図中、 37は水素ラジカル、 51は基体、 55は堆積空間である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 堆積空間(55)内にセットされた基体(51)に水
素ラジカルアシスト高周波−CVD法により炭素含有水
素化アモルファスシリコンを成膜する際に、 水素ラジカル(37)を、2つ以上の方向から前記基体
(51)または前記堆積空間(55)へ送り込むように
したことを特徴とする炭素含有水素化アモルファスシリ
コン膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20969989A JP2797202B2 (ja) | 1989-08-15 | 1989-08-15 | 炭素含有水素化アモルファスシリコン膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20969989A JP2797202B2 (ja) | 1989-08-15 | 1989-08-15 | 炭素含有水素化アモルファスシリコン膜の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0375371A true JPH0375371A (ja) | 1991-03-29 |
| JP2797202B2 JP2797202B2 (ja) | 1998-09-17 |
Family
ID=16577171
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20969989A Expired - Fee Related JP2797202B2 (ja) | 1989-08-15 | 1989-08-15 | 炭素含有水素化アモルファスシリコン膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2797202B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8961888B2 (en) | 2007-09-28 | 2015-02-24 | Masaru Hori | Plasma generator |
-
1989
- 1989-08-15 JP JP20969989A patent/JP2797202B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8961888B2 (en) | 2007-09-28 | 2015-02-24 | Masaru Hori | Plasma generator |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JP2797202B2 (ja) | 1998-09-17 |
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