JPH049872B2 - - Google Patents

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JPH049872B2
JPH049872B2 JP60158324A JP15832485A JPH049872B2 JP H049872 B2 JPH049872 B2 JP H049872B2 JP 60158324 A JP60158324 A JP 60158324A JP 15832485 A JP15832485 A JP 15832485A JP H049872 B2 JPH049872 B2 JP H049872B2
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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
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical 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
    • C23C16/50Chemical 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 using electric discharges
    • C23C16/505Chemical 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 using electric discharges using radio frequency discharges
    • C23C16/509Chemical 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 using electric discharges using radio frequency discharges using internal electrodes
    • C23C16/5093Coaxial electrodes

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Description

【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕 本発明は気相法による堆積膜形成装置、就中、
プラズマCVD法、グロー放電法、アーク放電法
等放電エネルギーを利用して堆積膜を形成する装
置に関し、とりわけ電子写真感光体等の光導電部
材を構成する膜体を形成するのに適した装置に関
する。 〔従来の技術〕 堆積膜製造法の1つとして、熱、光乃至は放電
エネルギーを利用するCVD(Chemical Vapor
Deposition)法やグロー放電法、アーク放電法が
あり、とりわけ低温プラズマを利用するCVD法
が近年脚光を浴びている。この方法は反応槽内を
高真空に減圧し、原料ガスを反応槽内に供給した
後グロー放電によつて原料ガスを分解し、反応槽
内に配置された基体上に成膜を形成する方法で、
例えば非晶質珪素膜の生成に応用されている。こ
の方法でシランガス(SiH4)を原料ガスとして
作成した非晶質珪素膜は、非晶質珪素の禁止帯中
に存在する局在準位が比較的少なく、置換型不純
物のドーピングにより、価電子制御が可能であ
り、電子写真感光体としても優れた特性が有する
ものが得られ、熱い期待が寄せられている。 ところで、例えば電子写真感光体は、円筒状
(ドラム状)の堆積膜形成用基体上に、光導電層
を設けたものが一般的であるが、プラズマCVD
によつて円筒状の電子写真感光体を作成する場
合、従来、第3図に示した様な構成の装置を用い
ていた。 即ち、この装置は真空槽容器51、該容器の上
蓋又はゲート52、電源53と接続された直流又
は高周波カソード電極54、容器内を減圧にする
ための排気系55、堆積膜形成用のガスを導入す
るためのガス導入系56、及び基体加熱用ヒータ
57等を備えている。真空槽容器51内に収容さ
れる通常導電性の円筒状基体58は、電気的に接
地された回転軸59に取付けられ、駆動モーター
60にて、堆積膜形成中回転される。又、61は
プラズマを閉じ込めるためのシールド板である。 ところで、この種の真空槽容器は、回転機構が
容器の軸芯部分に位置するため、容器内を排気し
たり減圧にするための排気孔は軸芯部分からずら
して設けられる。即ち、従来は例えば第4図の様
に径の大きな単一の排気孔62を設けたり、ある
いは第5図の様に径の小さな複数の排気孔63,
63,63,63を設けたりしていたが、次の様
な問題点があつた。 () 第4図の排気口では真空槽容器内のガスの
流れが不均一となり容器内の均一なプラズマ反
応が得られず基板上に形成される堆積膜の均一
性に乏しい。 () ()の欠点を補うために第5図の装置で
は、中心に対し対称形に排気口を複数に位置せ
しめた。容器内均一反応を得るためには排気口
の数は多い程良いが一方問題点として、 反応炉形態が複雑化する、 排気管の継手が増大するためリーク防止上
不利になり装置信頼性に乏しい、 有効排気量を同一にするために排気口の総
有効面積を同じにすると排気口(管)の数n
と1本当りの排気口(管)の有効内直径do
の関係は、do=d1/√nとなり数を多くする程 1本当りの有効径は小さくなる。この事は、
プラズマ反応中に生成する副反応物である粉
体により反応工程中に粉詰まりを生じ易く、
そのため真空槽容器内の内圧を一定に保つ事
が難しく、安定した膜形成が得られない、 そこで本発明者らは従来の堆積膜成形法に付随す
る、上述した問題点を解決すべく鋭意検討した結
果、特定構造、構成の装置を用いて堆積膜を形成
すると意想外にも成膜の均一性が得られ、反応工
程中の内圧(放電)の安定性が向上すると共に形
成される堆積膜に所望される特性も得られ易くな
る事を見出し本発明を完成するに至つた。 〔発明の目的及び概要〕 本発明の目的は、放電現象を利用した堆積膜を
形成する際に成膜の均一性を維持し放電の安定性
を向上させながら、均一で優良な特性を備えた堆
積膜を形成することのできる堆積膜形成装置を提
供することにある。 上記目的は、ほぼ軸芯を合せて収容される円筒
状基体との間で放電を起す事により前記基体上に
堆積膜を形成するための円筒状反応槽と、該反応
槽内に設けられた、原料ガスを供給するためのガ
ス供給管と、前記反応槽と連通されている排気管
とを有する堆積膜形成装置に於いて、前記反応槽
は円筒状基体を静止した状態で収容するものであ
つて、前記ガス供給管及び前記排気孔を夫々複数
有し、それ等が前記反応槽の軸芯に対して互いに
点対称の関係にあり、前記排気管は前記反応槽の
端部において排気孔を介して前記反応槽と連通さ
れており、且つ前記排気管が前記反応槽との接続
部に於いて単一であることを特徴とする堆積膜形
成装置によつて達成される。 〔実施例〕 以下、添付した図面に従つて本発明の実施例を
説明する。 第1図は円筒状導電性基体を装着した本発明の
堆積膜形成装置の一構成例を示した模式図であ
る。 第1図に示した装置は、例えばステンレス、ア
ルミニウム、ニツケル、及びこれらを基質とする
合金等の導電性を有する構造材から成りカソード
電極として作用し得る円筒状の反応槽容器1と、
この容器1とは環状碍子2を介して固定された容
器底板3に懸架部材4を介して固定され、反応槽
容器1とほぼ軸芯を合せて配置されている円筒状
の導電性基体受け台5とで基本的に構成され、こ
の受け台5上に反応槽容器とほぼ軸芯を合せて円
筒状の導電性基体6が載置されている。第2図は
第1図において、円筒状の導電性基体受け台5を
輪切りにする直線で切断した場合の断面図であ
る。 前記懸架部材4(点線部分及び破線部分)は第
2図に示した如く、基体受け台を支持するための
円板状の支持体7及びこの支持体7と容器底板3
とを架橋し、排気孔9を形成するための4本の脚
部材8で構成され、脚部材8の間隙部分が排気孔
9となつている。円板状の支持体7上にはこれと
ほぼ軸芯を合わせて導電性基体受け台5(斜線部
分)が設けられており、導電性基体受け台5の内
側には抵抗発熱体19(斜線部分)が配されてい
る。ここに示した例においては、支持体7及び脚
部材8は懸架部材4と同一平面を形成している。 脚部材8の本数は任意に決めることができる
が、排気孔の配置を均一にするために、容器1の
軸芯に対して一定角度でそれぞれ放射する様に配
置されていることが好ましい。 懸架部材4の下方には、上端ラツパ状に拡幅し
底板3の裏面に固定された排気管10が配置され
て、図示しないロータリーポンプ、メカニカルブ
ースターポンプ等適宜の真空排気手段が接続され
ている。11はバルブである。 12は環状碍子13を介して容器1に着脱自在
乃至摺動自在に取付けられた上蓋又はゲートであ
る。 なお前記基体受け台は円筒状である必要はな
く、基体を安定して載置し得る形状のものであれ
ば良いが、基体と同じ円筒状とすることにより、
ヒータ等を配置する上で装置構造を簡略化するこ
とができる。また更に円筒状受け台の径を基体と
ほぼ同じか、やや大きめとして形状を揃えること
によりグロー放電の安定化に寄与することができ
る。 14,14は堆積膜形成用のガスの導入管であ
り、成膜の均一性を保つために、基体長さとほぼ
同じ長さに亘つて均一に分布した複数のガス導入
孔15,15,15……を有することが好まし
く、また同じ理由により、反応槽容器と基体との
間隙部分で基体軸芯のまわりにほほ均一な角度を
なしてほぼ同心円状に複数配置されていることが
好ましい。さらにまた同じ理由により、前記排気
孔9との関係では、排気孔とガス導入管14が反
応槽容器の軸芯に対して互いに点対称の関係にあ
ることが好ましい。第1図及び第2図に示した例
では図示しないものを含めて、互いにほぼ90°を
なして4本のガス導入管が配置されている。 それぞれのガス導入管14,14……は、上端
を閉じており、下端は、底板3に例えば蝶着され
たシール部材を兼ねたコネクタ6により反応槽外
部のガス導入管17に接続され、この導入管17
は更に堆積膜形成用のガス供給源であるボンベ等
に接続されている。 また、第1図中18は反応槽容器1と電気的に
接続された高周波マツチングボツクスであり、こ
のマツチングボツクスは図示しない例えば実用的
な高周波帯域1キロ〜1ギガHzの高周波を発振す
る高周波発振器に接続されて、容器1に高周波電
力を供給することができる。更に19は抵抗発熱
体であり、所望の基体温度を維持する様温度管理
を行なうことができる。 この様な構成の装置を用いて本発明方法を実施
するに際しては、先づ上蓋又はゲート2を開けて
円筒状の導電性基体6を容器1内に入れ、基体受
け台5上に容器1とほぼ軸芯を合せて載置する。
次いで上蓋又はゲート12を閉じ、排気管10か
ら排気して反応槽容器内を10-2〜10-6Torr程度
の真空度まで減圧した後、ガス導入管14,14
……から堆積膜形成用ガスを導入すると共に容器
1に高周波電力を供給してグロー放電を生起せし
め、基体6を静止させたまま堆積膜を形成させ
る。 更にグロー放電の条件は、基体温度として150
〜350℃が好ましく、カソード(反応槽容器)は、
所望に応じて冷却される。 以下、本発明の効果を実証するための具体的実
施例を説明する。 実施例1、比較例1、比較例2 第1図及び第2図に示した装置を用い比較例と
して第4図及び第5図に示した装置を用いて電子
写真感光体用光導電部材を作成した。 装置条件として有効排気量は同排気能力真空ポ
ンプにて不活性ガスを一定量容器内に導入した場
合排気管の全長は同一にし容器内内圧が同一にな
る様に排気孔径及び排気管径を設定した。 なお、光導電部材の作製条件は、下記のとおり
とした。 〔作製条件〕堆積膜の積層順序 使用原料ガス 膜厚(μm) 電荷注入阻止層 SiH4、B2H6 0.6 光導電層 SiH4 20 表面保護層 SiH4、C2H4 0.1 基体(アルミニウムシリンダー)5の温度:250
℃±5℃に制御 堆積膜形成時の堆積室内内圧:0.3Torr 放電周波数:13.56MHz 堆積膜形成速度:20Å/sec 放電電力:0.18W/cm2 ガス流速:200m/s ガス流量:電荷注入阻止層 SiH4200SCCM
B2H6 SiH4に対し200ppm 光導電層 SiH4200SCCM 表面保護層 SiH410SCCM CH4200SCCM かくして本発明の堆積膜形成装置(第1図及び
第2図、実施例1、第4図(第3図)に示した装
置(比較例1)、第5図(第3図)に示した装置
(比較例2)のそれぞれを用いた場合のグロー放
電状況(放電の均一性、周方向電位ムラ、母線
(軸芯)方向電位ムラ)、反応槽内圧の安定性(内
圧変動量ΔP)、排気孔粉詰り状況、形成された光
導電部材により形成された画像流れの状況及び光
導電部材の歩留りを測定乃至は評価した。結果を
第1表に示した。
〔発明の効果〕
以上説明した実施例にも基いて本発明の効果を
説明すると、以下の点に要約される。 1 円筒状基体とほぼ同心円状に排気孔を配置す
る事により、基体を回転させなくとも均一放電
が得られ、均一な膜が得られる。 2 排気孔を1つにする事により、有効排気径に
対し排気管表面積比を小さく出来、そのため、
反応工程中の粉詰まりを防止出来る。 3 粉詰り防止により反応工程中、内圧が安定
し、帯電能が安定し、画像流れを生じない。安
定した特性が再現する。 4 装置構成が単純化されリークが防止出来る。 5 装置構成が単純化され装置コストメリツトが
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図は基体を装着した本発明の堆積膜形成装
置の一構成例を説明するための模式図である。第
2図は、第1図に示した装置の反応槽容器端部に
おける排気孔の配置を説明するための模式図であ
る。第3図は従来の堆積膜形成装置の構成を説明
するための模式図である。第4図及び第5図は、
第3図に示した様な従来の堆積膜形成装置下端に
おける排気孔の配置例を説明するための模式図で
ある。 1……反応槽容器、3……容器底板、4……懸
架部材、5……基体受け台、6……基体、9……
排気孔、10……排気管、12……上蓋又はゲー
ト、14……ガス導入管、18……高周波マツチ
ングボツクス。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 ほぼ軸芯を合せて収容される円筒状基体との
    間で放電を起す事により前記基体上に堆積膜を形
    成するための円筒状反応槽と、該反応槽内に設け
    られた、原料ガスを供給するためのガス供給管
    と、前記反応槽と連通されている排気管とを有す
    る堆積膜形成装置に於いて、前記反応槽は円筒状
    基体を静止した状態で収容するものであつて、前
    記ガス供給管及び前記排気孔を夫々複数有し、そ
    れ等が前記反応槽の軸芯に対して互いに点対称の
    関係にあり、前記排気管は前記反応槽の端部にお
    いて排気孔を介して前記反応槽と連通されてお
    り、且つ前記排気管が前記反応槽との接続部に於
    いて単一であることを特徴とする堆積膜形成装
    置。
JP60158324A 1985-07-19 1985-07-19 堆積膜形成装置 Granted JPS6220874A (ja)

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JP60158324A JPS6220874A (ja) 1985-07-19 1985-07-19 堆積膜形成装置

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JP60158324A JPS6220874A (ja) 1985-07-19 1985-07-19 堆積膜形成装置

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JPS6220874A JPS6220874A (ja) 1987-01-29
JPH049872B2 true JPH049872B2 (ja) 1992-02-21

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5970761A (ja) * 1982-10-18 1984-04-21 Toshiba Corp 膜形成装置

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JPS6220874A (ja) 1987-01-29

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