JPH0645331U - グロー放電分解装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】アモルファスシリコン層の剥離がない。 【構成】成膜用ガスが導入される反応室内部に、外径が
２０〜３００ｍｍである複数の円筒状基板をその中心軸
が実質上同一になるように積み重ね、グロー放電により
これらの基板の外周面に成膜するグロー放電分解装置で
あって、この基板の外周面に比べて０．２ｍｍ以下の間
隙を有するように、且つ基板の外周面の端部を円筒状基
板の中心軸方向にわたって２〜４０ｍｍの範囲で覆うよ
うなリング状マスク体を具備するスペーサを、個々の円
筒状基板の間に設置したことを特徴とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はアモルファスシリコン層などを生成するグロー放電分解装置に関し、 詳しくは単一の反応室により複数の円筒状基板の個々の外周面の同時に成膜形成 することができるグロー放電分解装置に関するものである。

【０００２】

【従来技術並びにその課題】

アモルファスシリコン層（以下、アモルファスシリコンをａ−Ｓｉと略記する ）から成る電子写真用感光体が市場にでているが、多数個の感光体を同時に製造 するために、既に実開昭６４−５３７５８号公報によりグロー放電分解装置を提 案した。

【０００３】 同グロー放電分解装置によれば、成膜用ガスが導入される反応室内部に、複数 の円筒状基板をその中心軸が実質上同一になるように積み重ね、グロー放電によ りこれらの基板の外周面に成膜するに当たって、基板の内周面端部に切欠部を形 成するとともに、個々の基板間にスペーサを介在させるのであるが、このスペー サを基板の内側に置き、その切欠部と勘合させるようにしたものである。

【０００４】 しかしながら、上記提案のグロー放電分解装置においては、このスペーサを介 して個々の基板間にわたって放電条件が同じになり、これにより、基板外周の全 面もしくは個々の基板間で均一な成膜ができるようになったが、その反面、基板 温度を約３００℃に設定しているので、成膜後に基板温度が室温にまで下がった 場合、ａ−Ｓｉ層と基板との熱膨張率の差に起因して、各基板の端部に応力が集 中し、これにより、基板端部が変形したり、あるいはその基板付近に成膜したａ −Ｓｉ層が剥離するという問題点があった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

本考案のグロー放電分解装置は、成膜用ガスが導入される反応室内部に、外径 が２０〜３００ｍｍである複数の円筒状基板をその中心軸が実質上同一になるよ うに積み重ね、グロー放電によりこれらの基板の外周面に成膜する構成であって 、この基板の外周面に比べて０．２ｍｍ以下の間隙を有するように、且つ基板の 外周面の端部を円筒状基板の中心軸方向にわたって２〜４０ｍｍの範囲で覆うよ うなリング状マスク体を具備するスペーサを、個々の円筒状基板の間に設置した ことを特徴とする。

【０００６】

【作用】

上記構成のグロー放電分解装置によれば、外径が２０〜３００ｍｍである複数 の円筒状基板の間に、この基板の外周面に比べて０．２ｍｍ以下の間隙を有する ように、且つ基板の外周面の端部を円筒状基板の中心軸方向にわたって２〜４０ ｍｍの範囲で覆うようなリング状マスク体を具備するスペーサを介在させること により、成膜後に基板温度が室温にまで下がった場合でも、ａ−Ｓｉ層と基板と の熱膨張率の差に起因して各基板端部に応力が集中しても、リング状マスク体に より覆われた基板領域には成膜されなくなり、これにより、基板端部が変形した としても、ａ−Ｓｉ層の剥離という問題点が解消される。

【０００７】

【実施例】

図１は本考案のグロー放電分解装置１の概略図であり、図２はリング状マスク 体を具備するスペーサ２の設置状態を示す断面図である。 図１のグロー放電分解装置１によれば、３は円筒形状の反応容器、３ａはその 蓋体、３ｂはその周壁であり、４は円筒形状のグロー放電用電極板、５は円筒形 状の導電性基板支持体、６ａ、６ｂは成膜用円筒状基板である。これら積み重ね られた基板６ａ、６ｂは基板支持体５ａの鍔部の上に載置されるとともに、電気 的に導通している。また、蓋体３ａの上に付設されたモーター７により回転軸８ を介して基板支持体５が回転駆動し、これに伴って基板６ａ、６ｂが一体的に回 転する。基板支持体５、回転軸８及び蓋体３ａは電気的に導通し、アースしてい る。更に周壁３ｂとグロー放電用電極板４とは電気的に導通しており、周壁３ｂ に付設された電力入力用端子９は高周波電源１０と接続され、このような電力印 加系のもとでグロー放電用電極板４と基板６ａ、６ｂとの間でグロー放電が発生 する。尚、１１と１２は電極板４と基板６ａ、６ｂとを電気的に絶縁するリング 体である。 １３はガス導入口、１４はガス排出口であり、ａ−Ｓｉ成膜用ガスがガス導入 口１３を介して反応容器３の内部へ導入され、次いでグロー放電用電極板４に貫 設された複数個のガス吹き出し口１５を介して基板６ａ、６ｂに向けて吹き出さ れる。

【０００８】 また、基板６ａと基板６ｂとの間にはリング状マスク体を具備するスペーサ２ が設けられている。このスペーサ２により両基板６ａ、６ｂ間の電気的な導通や 固定・接合に寄与する。このスペーサ２は図２に示すようにリング状のマスク体 ２ａとリング状のスペーサ部２ｂとから構成され、このマスク体２ａは両基板６ ａ、６ｂの一方の端部を覆うように両翼状の構成である。 更にまた、基板６ａ、６ｂは、通常、アルミニウム製であるが、これに対して 、スペーサ２はアルミニウム合金、ステンレスなどの耐熱性を備えた導電性材料 により製作する。

【０００９】 本考案は、このような構造のスペーサ２のリング状マスク体２ａについて、更 に外径が２０〜３００ｍｍである円筒状基板６ａ、６ｂの外周面に比べて０．２ ｍｍ以下の間隙を有するように設定したことが特徴である。このような間隙を設 けることにより、基板温度が約３００℃にまで高くなるのに伴って、その間隙が 小さくなって両者間が接触するのがよい。この間隙が０．２ｍｍを越える場合に は、両基板６ａ、６ｂ間の電気的な導通が不安定になり、しかも、その間隙に成 膜の回り込みが生じ、更に基板端部の変形の防止効果が低減する。尚、成膜中、 基板６ａ、６ｂとスペーサ２とが熱膨張するので、この数値限定は非成膜での条 件であり、以下、同様な数値限定はすべて非成膜での条件である。

【００１０】 しかも、本考案は、このリング状のマスク体２ａについて、長さ寸法が２００ 〜５００ｍｍである基板６ａ、６ｂの外周面の端部を円筒状基板６ａ、６ｂの中 心軸方向にわたって２〜４０ｍｍの範囲で覆うような構造にしたことも特徴であ る。このマスク寸法が２ｍｍ未満の場合には基板端部の変形の防止効果が得られ ず、４０ｍｍを越える場合には、その基板６ａ、６ｂの有効な成膜領域が少なく なって不適当である。

【００１１】 また、本考案者等の実験によれば、基板６ａ、６ｂの外周面の面積に対するマ スク体２ａのリング状内面積の比率を０．２％以上の設定すると、両基板６ａ、 ６ｂの間で安定的に電気的な導通が得られることも確認した。

【００１２】 このようなリング状マスク体２ａを備えたスペーサ２と同様な機能を備えるも のとして、両基板６ａ、６ｂのそれぞれの他方の端部にもマスク体１６、１７を 設ける。

【００１３】 上記構成のグロー放電分解装置１によりａ−Ｓｉ感光体を製作するには、上記 の電力印加系並びにガス流系の下で両基板６ａ、６ｂが回転し、更に基板６ａ、 ６ｂの内部に設けたヒーター１８により基板温度を約３００℃にまで高くし、グ ロー放電により基板６ａ、６ｂのそれぞれの周面にａ−Ｓｉ層が気相成長される 。そして、この気相成長に伴って生じるガス分解残余ガスがガス排出口１４によ り排出される。尚、図中の矢印はガス流を示す。

【００１４】 以下、上記のグロー放電分解装置１を用いた実験結果を述べる。 表１に基板６ａ、６ｂの寸法、並びにリング状のマスク体２ａに関する基板６ ａ、６ｂの中心軸方向にわたるマスク寸法（長さ）、厚み及び基板６ａ、６ｂの 外周面との間隙（すき間）を示す。

【００１５】

【表１】

【００１６】 また、成膜条件を表２に示す。同表によれば、ａ−Ｓｉ感光体はキャリア注入 層、光導電層、表面層を順次積層した三層構造であり、それぞれのガス流量、電 力、基板温度を示す。

【００１７】

【表２】

【００１８】 かくして製作したａ−Ｓｉ感光体の表面電位特性を表３に示す測定条件により 測定したところ、図３に示すような結果が得られた。尚、この表面電位特性は、 ａ−Ｓｉ感光体を暗中に放置後、回転させ、除電光を当てながら帯電器に一定電 流を流したときの表面電位を暗部表面電位とし、その後、露光した場合の表面電 位の明部表面電位とした。 図３に示す結果より明らかな通り、スペーサ２が設けられた付近において、ま た基板６ａ、６ｂの軸方向にわたってほぼ均一な表面電位値であった。

【００１９】

【表３】

【００２０】 更に成膜終了後の基板端部は図４に示すように非成膜部１９ができる。このよ うに成膜された基板６ａ、６ｂは、その端部に応力が集中しておらず、そのため に基板端部が変形せず、その端部面のａ−Ｓｉ層の剥離がなかった。

【００２１】 また、リング状マスク体２ａを備えたスペーサ２を用いないで、その代わりに 既に実開昭６４−５３７５８号公報により提案した図５のスペーサ２０を設け、 その他のすべての条件を同じにして、比較例のａ−Ｓｉ感光体を製作した。そし て、その感光体の表面電位特性を測定したところ、図６に示すような結果が得ら れた。 同図より明らかなように、スペーサ２０により基板６ａ、６ｂ間の電気的な導 通は高められているが、その基板端部の変形に起因して有効領域の軸方向にわた って暗部表面電位が不均一な特性を示した。

【００２２】 また、この比較例のａ−Ｓｉ感光体の端部は図７に示すように変形しており、 そのａ−Ｓｉ層の一部が剥離していた。図８は、その基板端部付近の外径を測定 した結果である。

【００２３】 以上のように、本考案により製作したａ−Ｓｉ感光体であれば、両基板６ａ、 ６ｂの外周面の全体にわたって均一な表面電位となり、しかも、基板端部の変形 やその基板付近に成膜したａ−Ｓｉ層の剥離がなかった。これに対して、比較例 のａ−Ｓｉ感光体は、両基板６ａ、６ｂの外周面にわたって表面電位のムラがめ だった。また、基板端部が変形したり、あるいはその基板付近に成膜したａ−Ｓ ｉ層が剥離した。

【００２４】 尚、本考案は上記実施例に限定されるものではなく、本考案の要旨を逸脱しな い範囲内で種々の変更、改良等は何ら差し支えない。例えば、上記実施例におい ては、２個の基板を設けれいるが、３個以上の基板を積み重ね、個々の基板間に スペーサを設置してもよい。

【００２５】

【考案の効果】

以上の通り、本考案のグロー放電分解装置によれば、複数の円筒状基板の間に 、この基板の外周面に比べて０．２ｍｍ以下の間隙を有するように、且つ基板の 外周面の端部を円筒状基板の中心軸方向にわたって２〜４０ｍｍの範囲で覆うよ うなリング状マスク体を具備するスペーサを介在させることにより、成膜後に基 板温度が室温にまで下がった場合でも、ａ−Ｓｉ層と基板との熱膨張率の差に起 因して各基板端部に応力が集中しても、リング状マスク体により覆われた基板領 域には成膜されなくなり、これにより、基板端部が変形したとしても、ａ−Ｓｉ 層の剥離という問題点が解消された。

【００２６】 また、本考案のグロー放電分解装置によれば、個々の円筒状基板間の電気的な 導通がよいので、その内部抵抗が小さくなり、これにより、電界のムラが小さく なって均一な成膜形成ができ、しかも、電力コストが小さくなって、製造コスト が低減した。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例のグロー放電分解装置の概略図である。

【図２】リング状マスク体を具備するスペーサのグロー
放電分解装置の配設状態を示す図である。

【図３】本考案に係るアモルファスシリコン感光体の表
面電位を表す線図である。

【図４】本考案に係るアモルファスシリコン感光体の端
部を示す説明図である。

【図５】従来のスペーサの外観図である。

【図６】従来のアモルファスシリコン感光体の表面電位
を表す線図である。

【図７】従来のアモルファスシリコン感光体の端部を示
す説明図である。

【図８】アモルファスシリコン感光体の端部の外径変形
量を示す説明図である。

【符号の説明】

２ スペーサ ２ａ マスク体 ２ｂ スペーサ部 ３ 反応容器 ４ グロー放電用電極板 ５ 導電性基板支持体 ６ａ、６ｂ 成膜用円筒状基板

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】成膜用ガスが導入される反応室内部に、外
   径が２０〜３００ｍｍである複数の円筒状基板をその中
   心軸が実質上同一になるように積み重ね、グロー放電に
   よりこれらの基板の外周面に成膜するグロー放電分解装
   置において、前記基板の外周面に対し０．２ｍｍ以下の
   間隙で、且つ基板の外周面の端部を円筒状基板の中心軸
   方向にわたって２〜４０ｍｍの範囲で覆うようなリング
   状マスク体を具備するスペーサを、前記複数の円筒状基
   板の間に設置したことを特徴とするグロー放電分解装
   置。