JPH08236457A

JPH08236457A - 堆積膜形成方法および電子写真用感光体

Info

Publication number: JPH08236457A
Application number: JP7041863A
Authority: JP
Inventors: Tatsuyuki Aoike; 達行青池
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-03-01
Filing date: 1995-03-01
Publication date: 1996-09-13

Abstract

(57)【要約】【目的】大面積の基体上に、膜厚が均一で、優れた特
性を有する堆積膜を形成する方法、ならびに優れた電子
写真用感光体を提供する。【構成】排気手段と原料ガス導入手段を備えた真空気
密が可能な堆積室内に円筒状導電性基体を配置し、該円
筒状導電性基体を外包しかつ該基体と同心円状に配置さ
れた円筒状の高周波電極を複数配置し、その高周波電極
のそれぞれに対して交互に高周波電力を印加しながら、
高周波電極と円筒状導電性基体の間で放電を生じさせ、
堆積室内に導入された原料ガスをその放電によって分解
することにより、円筒状導電性基体上に堆積膜を形成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は半導体デバイスとしての
電子写真用感光体デバイス、画像入力用ラインセンサ
ー、撮像デバイス、光起電力デバイスなどに有用な結晶
質または非単結晶質の機能性堆積膜；半導体デバイスや
光学素子としての絶縁膜または金属配線などを形成する
堆積膜形成方法に関するもので、特にプラズマＣＶＤ法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体などで使用されているプラズマ処
理方法はそれぞれの用途に応じてさまざまなものがあ
る。例えば成膜などでは、プラズマＣＶＤ法を用いた酸
化膜、窒化膜の形成やアモルファスシリコン系の半導体
膜、またスパッタリング法を用いた金属配線膜、エッチ
ング方法を用いた微細加工技術などさまざまにその特徴
を生かす方法が使用されている。

【０００３】さらに近年、膜質および処理能力向上に対
する要望も強くなっており、さまざまな工夫も検討され
ている。

【０００４】特に高周波電力を用いたプラズマプロセス
は、放電の安定性が高く、酸化膜や窒化膜などの絶縁性
の材料形成にも使用できるなどの各種利点があることか
ら、広く利用されている。従来、プラズマＣＶＤなどの
プラズマプロセスに用いられている放電用高周波電源の
発振周波数は、一般的に１３．５６ＭＨｚである。

【０００５】そのような従来の堆積膜形成に一般的に多
く用いられているプラズマＣＶＤ装置の１例を図８に示
す。図８に示されるプラズマＣＶＤ装置は、円筒状導電
性基体上にアモルファスシリコン膜（以下、「ａ−Ｓｉ
膜」と記す）を堆積して電子写真用感光体を作製する場
合に好適な成膜装置である。以下、この装置を用いたａ
−Ｓｉ膜の形成方法を説明する。

【０００６】減圧可能な堆積室８０１内に円筒状の高周
波電極８１１および対向電極としての円筒状導電性基体
（電子写真感光体用基体）８０２が配置されている。円
筒状導電性基体８０２の両端部には補助基体８０３およ
び８０４が取りつけられており、対向電極の一部を成し
ている。膜厚および膜特性の均一性を向上させるため
に、高周波電極８１１の円筒軸方向の寸法は円筒状導電
性基体８０２および補助基体８０３，８０４の円筒軸方
向の長さと同程度に設定されている。円筒状導電性基体
８０２は、内部の加熱ヒーター８０５により内側より加
熱される。高周波電源８３１は、整合回路８２１を介し
て高周波電極８１１に接続されている。８０８は真空排
気ロ、８０９はメインバルブ、８０７は原料ガス導入バ
ルブ、８０６は原料ガス導入ロである。

【０００７】堆積室８０１内に円筒状導電性基体８０２
を設置し、メインバルブ８０９を開け、排気口８０８を
介して堆積室８０１内を一旦排気する。その後原料ガス
導入バルブ８０７を開け、原料ガス導入ロ８０６を介し
て不活性ガスを堆積室８０１内に導入し、所定の圧力に
なるように流量を調整する。加熱用ヒーター８０５に通
電し、円筒状導電性基体８０２を所望の温度に加熱す
る。その後、原料ガス導入口８０６を介して成膜用の原
料ガス、例えばシランガス、ジシランガス、メタンガ
ス、エタンガスなどの材料ガスを、またジボランガス、
ホスフィンガスなどのドーピングガスを導入し、数Ｐａ
から数１００Ｐａの圧力に維持するよう排気速度を調整
する。

【０００８】１３．５６ＭＨｚの高周波電力を、高周波
電源８３１より整合回路８２１を介して高周波電極８１
１に供給して、高周波電極８１１と対向電極としての円
筒状導電性基体８０２との間にプラズマ放電を発生さ
せ、原料ガスを分解することにより、円筒状導電性基体
８０２上にａ−Ｓｉ膜を堆積する。この間、円筒状導電
性基体８０２は加熱ヒーター８０５により所望の温度に
維持されている。その際、必要に応じて不図示の回転機
構により円筒状導電性基体８０２を回転させ、周方向の
膜厚分布を改善しても良い。

【０００９】この成膜方法で電気写真用感光体の性能を
満足するａ−Ｓｉ膜を得るための堆積速度は、例えば１
時間当たり０．５〜６μｍ程度の堆積速度であり、それ
以上に堆積速度を上げると感光体としての特性を得るこ
とができない場合がある。また、一般に電子写真用感光
体としてａ−Ｓｉ膜を利用する場合、帯電能を得るため
に少なくとも２０〜３０μｍの膜厚が必要であり、電子
写真用感光体を製造するためには長時間を要していた。
このため、感光体としての特性を落とさずに製造時間を
短縮する技術が切望されていた。

【００１０】ところで近年、平行平板型のプラズマＣＶ
Ｄ装置により２０ＭＨｚ以上の高周波電源を用いたプラ
ズマＣＶＤ法の報告があり、（Plasma Chemistry and P
lasma Processing, Vol.7, No.3, (1987) p.267-27
3）、放電周波数を従来の１３．５６ＭＨｚより高くす
ることで、堆積膜の性能を落とさずに堆積速度を向上さ
せることができる可能性が示されており、注目されてい
る。また、その放電周波数を高くする報告はスパッタリ
ングなどでもなされ、近年広くその優位性が検討されて
いる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者らが
堆積速度向上のために放電周波数を従来の１３．５６Ｍ
Ｈｚより高い周波数の高周波電力に替え、成膜手順は従
来と同様の方法で成膜を行ったところ、確かに従来より
高い堆積速度で成膜することができることは確認でき
た。しかしながら、この場合、１３．５６ＭＨｚの放電
周波数の場合には問題とはならなかった以下のような問
題が新たに発生する場合があることが判明した。

【００１２】すなわち、円筒状導電性基体を回転させな
がら成膜を行うと、確かに従来の膜の特性とほぼ同等の
膜が堆積され、周方向の膜厚分布も当然ながら均−に堆
積することができる。しかし、成膜炉のコスト低減、メ
ンテナンスの煩雑さを少なくするといった目的で円筒状
導電性基体の回転機構を省略した堆積膜形成装置を使
い、円筒状導電性基体を静止状態で成膜を行うと、周方
向に大きな膜厚差が生じることが判明した。つまり、円
筒状導電性基体を回転させている時には表面に現れなか
ったが、実際には成膜炉内のプラズマ状態は周方向でか
なり偏在化しており、堆積速度も場所により大きく異な
っていることが明らかになった。

【００１３】さらに、円筒状導電性基体を静止状態で成
膜して電子写真用感光体を作製すると、周方向で異なっ
ているのは堆積速度だけではなく、堆積膜の電子写真特
性も場所によってかなり異なっていることが分った。こ
の特性のムラは堆積された膜の膜厚差のみでは説明でき
ないことから、堆積膜の膜質そのものが周方向で異なっ
ているものと推測される。

【００１４】また、周方向の膜質の良好な部分では円筒
状導電性基体を回転させて成膜を行った電子写真用感光
体よりも特性に優れ、反対に周方向の膜質の劣っている
部分では回転させた電子写真用感光体の特性よりも劣っ
ていることが判明した。すなわち、円筒状導電性基体を
回転させて成膜した電子写真用感光体では特性の劣った
膜と優れた膜が積層状となり、平均的な特性が現れてい
ると推測される。

【００１５】以上より、従来の１３．５６ＭＨｚより高
い周波数の高周波電力による成膜では、円筒状導電性基
体を静止した状態で成膜した場合に周方向の膜厚および
膜特性にムラが生じ、その結果、電子写真用感光体のよ
うな比較的大面積の被加工体においては実用上問題とな
るような画像ムラが生じる場合があった。

【００１６】さらに、円筒状導電性基体を回転させて成
膜を行う場合においては、プラズマの偏在化のために特
性の優れた膜と劣った膜の積層が避けられず、トータル
としての膜特性を劣化させることから、本来あるべき良
好な膜特性が得られないという問題があった。

【００１７】このような膜厚（すなわち堆積速度）や膜
特性のムラは電子写真用感光体のみならず、画像入力用
ラインセンサー、撮像デバイス、光起電力デバイスなど
に有用な単結晶質または非単結晶質の機能性堆積膜を形
成する場合に大きな問題となる。さらに、ドライエッチ
ング、スパッタなどのほかのプラズマプロセスにおいて
も、放電周波数を上げた場合に同様の処理ムラが生じ、
このままでは実用上大きな問題になってくる。

【００１８】そこで本発明の目的は、上述のような従来
の問題点を克服し、従来のプラズマプロセスでは達成で
きなかった高速の処理速度で、比較的大面積の基体を均
一にプラズマ処理することが可能な堆積膜形成方法を提
供し、画像特性に優れた電子写真用感光体を提供するこ
とにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明は、排気手段と原
料ガス導入手段を備えた真空気密が可能な堆積室内に円
筒状導電性基体を配置し、該円筒状導電性基体を外包し
かつ該基体と同心円状に配置された円筒状の高周波電極
に高周波電力を印加して該高周波電極と該円筒状導電性
基体の間で放電を生じさせ、堆積室内に導入された原料
ガスをその放電によって分解することにより、該円筒状
導電性基体上に堆積膜を形成する堆積膜形成方法におい
て、前記円筒状の高周波電極を複数配置し、該高周波電
極のそれぞれに対して交互に高周波電力を印加しながら
放電を生じさせることを特徴とする堆積膜形成方法、な
らびにその方法によって得られる電子写真用感光体を提
供する。

【００２０】本発明者らは、円筒状導電性基体に対し
て、静止状態で２０〜４５０ＭＨｚの高周波を用いて成
膜を行った場合の周方向および軸方向の膜厚および膜特
性ムラを解決するために鋭意検討を行った。

【００２１】まず、膜厚ムラが高周波電力を導入する位
置とどのような位置関係で発生するのかを確認する実験
を行った。その結果、予想に反して高周波電力を導入す
る位置と相関のない膜厚分布が認められた。現在その理
由については未解明であるが、２０ＭＨｚ〜４５０ＭＨ
ｚという、いわゆるＶＨＦ領域の高周波を用いる場合、
高周波電力が印加される高周波電極（カソード）のイン
ダクタンス成分が無視できなくなるためであると考えら
れる。

【００２２】しかし、単にインダクタンスのみが問題と
なる場合には高周波を印加した側で堆積速度が大きくな
り、印加位置より物理的な距離が遠くなる反対側で堆積
速度が小さくなるはずである。位置関係に相関が出ない
ということは、この周波数領域では高周波電極のインダ
クタンスのみが問題となるだけではなく、高周波電極と
円筒状導電性基体（アノード）の間のキャパシタンスも
問題となっている可能性がある。つまり、２０〜４５０
ＭＨｚという周波数領域では成膜炉自体がインダクタン
スとキャパシタンスの直列共振回路を形成しており、下
記式で示される共振条件を満たす位置で高周波電力が高
まり、原料ガスの分解速度が高まるものと推測される。

【００２３】

【数１】ω＝１／（Ｌ・Ｃ）^1/2 上記式中、ωは角速度、Ｌはインダクタンス、Ｃはキャ
パシタンスである。

【００２４】さらに、成膜後の円筒状導電性基体に堆積
した膜の電気特性を測定したところ、堆積速度の大きい
場所の膜の方が、速度の小さい場所の膜よりも良好な特
性を示すことが判明した。通常、堆積速度が小さいほど
膜特性は良好となるが、この場合には原料ガスに充分な
高周波エネルギーを供給することが膜特性の向上に寄与
しているものと思われる。

【００２５】以上の実験から、２０〜４５０ＭＨｚの高
周波を用いる成膜において、高周波電極の周方向に均一
に高周波電力を印加することができれば、円筒状導電性
基体を回転させなくても充分な周方向の膜厚の均一性が
得られ、かつ充分な電力を供給できると考えられること
から、堆積膜の膜質をも向上させ得るとの見解に至っ
た。

【００２６】そこで、高周波電極の軸方向の長さを円筒
状導電性基体より短くすることにより、周方向により均
一に高周波電力を印加することが可能となり、その結
果、周方向の膜厚の均一性が向上し、さらには膜質も向
上することが明らかになってきた。しかしながら、特に
長尺の円筒状導電性基体を用いる場合には、軸方向の均
一性を確保するために、これらの高周波電極を複数用い
て軸方向に配置する必要性が出てきた。そのように高周
波電極を複数用いる場合、軸方向の均一性を確保するこ
とが可能とはなるものの、放電条件によっては、複数の
高周波電極による放電が相互に干渉し、高周波電力の整
合が取りにくくなったり、放電が不安定になったり、円
筒状導電性基体全面にわたって均一な放電を生起させる
のが困難となる場合があった。そのために成膜条件に制
限を受け、十分な膜質の堆積膜を得ることができない場
合があり、さらに成膜方法の改善を行う必要があった。

【００２７】本発明者は以上の知見に基づき、複数の高
周波電極に交互に放電電力を印加し、複数の高周波電極
と円筒状導電性基体間で交互に放電を生起させることに
より、実質的には円筒状導電性基体全面に渡って均一な
放電を生起させようとするものである。そのように複数
の高周波電極に交互に放電を生起させる場合、同時に放
電させる場合と比較して、高周波電極相互の放電の干渉
が減ることから、整合性に優れ、安定した放電が得ら
れ、円筒状導電性基体全面にわたって均一な放電が得や
すくなる。さらには、安定した放電により、原料ガスの
分解状態を所望の状態とすることが容易となり、堆積膜
の膜質を向上させることが可能となる。

【００２８】

【作用】以下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。

【００２９】図１は、本発明の方法を行うための装置の
１例の模式的縦断面図であり、電子写真用感光体のよう
な円筒状の基体の堆積膜の作製に好適なものである。

【００３０】図１において、１０１は堆積膜を形成する
ための堆積室であり、排気ロ１０８、メインバルブ１０
９を介して不図示の排気装置に接続されている。１０６
は原料ガスを堆積室１０１に導入するための原料ガス導
入ロであり、不図示のガス供給系から原料ガス導入バル
ブ１０７を介して原料ガスを堆積室１０１内に導入す
る。１０２はアースに接続された円筒状導電性基体であ
り、その上下には補助基体１０３および１０４が設けて
ある。１０５は基体を所定の温度に加熱するための加熱
用ヒーターである。また、円筒状導電性基体１０２は、
必要に応じて不図示の回転機構によって回転すること
で、周方向の膜厚をさらに均一化させることもできる。

【００３１】１３１および１３２は、２０ＭＨｚ〜４５
０ＭＨｚの高周波を発生する高周波電源であり、高周波
電源制御装置１４１によって各々の高周波電源１３１お
よび１３２より断続的に出力される高周波出力の周期を
所定の値に制御され、各々１２１および１２２の整合回
路を介して、各高周波電極１１１および１１２に交互に
高周波電力を印加する。図に示したように、高周波電極
１１１および１１２は絶縁リング１１０により所定の間
隔で配置されている。また、これら高周波電極１１１お
よび１１２と絶縁リング１１０が、堆積室１０１の内壁
を兼ねていてももちろん良い。

【００３２】図２は、図１に示したような装置の１例の
横断面を模式的に示したものである。図２において、２
０１は堆積膜を形成するための堆積室であり、円筒状導
電性基体２０２と同心円上に高周波電極２１１および２
１２が配置されている。堆積室２０２内には原料ガス導
入口２０６を配置してある。不図示の高周波電源より整
合回路２２１および２２２を介して各々の高周波電極２
１１および２１２に高周波電力が供給される。その際、
整合回路２２１および２２２より、高周波電極２１１お
よび２１２のそれぞれに対して２カ所で高周波電力を導
入することで、高周波電極２１１および２１２の周方向
にさらに均一に高周波電力を印加することが可能とな
る。

【００３３】高周波電極１１１および１１２に用いる材
料としては、導電性が高いものであれば何でも使用可能
であるが、電極自体のインダクタンスをできるだけ小さ
くするという目的から、用いる材料は透磁率の小さいも
のが好ましい。具体的な材料としてはＣｕ、Ａｌ、Ａ
ｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｐｂ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｍ
ｏ、Ｔｉ等の金属およびそれらの合金（例えばステンレ
ス）などが好ましい。

【００３４】高周波電極１１１および１１２には必要に
応じて冷却手段を設けても良い。具体的な冷却手段とし
ては、水、空気、液体窒素、ペルチェ素子などを必要に
応じて用いる。

【００３５】また高周波電極１１１および１１２の形状
は、高周波電力の表皮効果を考慮して、表面積ができる
だけ大きい形状とすることが好ましく、整合の取りやす
さや加工のしやすさ等を考慮すると、円筒平板状が最適
である。

【００３６】また高周波電極１１１および１１２の軸方
向の長さは、対向する電極である円筒状導電性基体１０
２および補助基体１０３，１０４の長さや、さらには整
合回路から高周波電力導入手段への配線を考慮して適宜
設定するが、円筒状導電性基体１０２の長さと補助基体
１０３および１０４の長さを合計したものの１／２以下
の長さが好適であり、さらに好適には１／３以下とす
る。

【００３７】絶縁リング１１０に用いる材料は、真空を
保持する強度を有し、絶縁性が高いものであれば何でも
使用できるが、高周波電極１１１および１１２に印加さ
れる高周波電力に影響を与えないことが望ましいことか
ら、絶縁破壊電圧が高く、誘電正接が小さいものが好ま
しい。具体的な材料としては、テフロン（商品名；デュ
ポン社）、アルミナ、酸化珪素、炭化珪素、窒化珪素、
窒化ホウ素、窒化アルミニウム、ポリスチレン等が挙げ
られる。

【００３８】使用される高周波電源１１５および１１６
は、発振周波数が２０ＭＨｚ〜４５０ＭＨｚであれば何
でも使用することができるが、５０ＭＨｚ〜４５０ＭＨ
ｚの範囲の発振周波数がより好ましい。発振周波数が２
０ＭＨｚ未満の場合は、条件によっては放電が不安定と
なり、堆積膜の形成条件に制限が生じる場合がある。特
に、堆積室内の圧力が低い場合に、放電が不安定となる
傾向がある。また、４５０ＭＨｚより大きいと、高周波
電力の伝送特性が悪化し、さらには伝送途中での高周波
電力の漏れが起きやすく、場合によってはグロー放電を
発生させること自体が困難になることもある。

【００３９】高周波の波形には特に制限はないが、正弦
波、矩形波等が適する。また、出力は、１０Ｗ〜１０ｋ
Ｗの範囲で、装置に適した電力を発生することができれ
ば、いかなる出力でもよい。

【００４０】高周波電源１３１および１３２のそれぞれ
より断続的に出力される高周波電力は、例えば図７に示
すような周期で交互に出力される。

【００４１】すなわち、図７（ａ）においては、各々の
高周波電源より出力される電力を交互に正弦波状に変化
させている。

【００４２】図７（ｂ）においては、各々の高周波電源
より出力される電力を交互に三角波状に変化させてい
る。

【００４３】図７（ｃ）においては、各々の高周波電源
より出力される電力を交互に矩形波（台形波）状に変化
させている。

【００４４】図（ｄ）においては、各々の高周波電源よ
り出力される電力を交互にデューテイー比の小さい矩形
波（台形波）状に変化させている。

【００４５】使用される整合回路１２１および１２２
は、高周波電源１３１および１３２と負荷の整合を取る
ことができるものであればいかなる構成のものでも好適
に使用できる。また、整合を取る方法としては、自動的
に調整されるものが製造時の煩雑さを避けるために好適
であるが、手動で調整されるものであっても本発明の効
果を達成することができる。また、整合回路が配置され
る位置に関しては整合が取れる範囲においてどこに設置
しても問題はないが、整合回路から高周波電力導入手段
までの間の配線のインダクタンスをできるだけ小さくす
るような配置とした方が、広い負荷条件で整合を取れる
ことから望ましい。

【００４６】本発明の堆積膜の形成方法の１例の手順
を、以下に説明する。

【００４７】まず、例えば表面を旋盤によって鏡面加工
した円筒状導電性基体１０２に補助基体１０３および１
０４を取りつけ、堆積室１０１内の加熱用ヒーター１０
５に、それら円筒状導電性基体１０２および補助基体１
０３・１０４を挿入する。

【００４８】次に、原料ガス導入バルブ１０７を閉と
し、メインバルブ１０９を開として排気ロ１０８を介し
て堆積室１０１内を一旦排気した後、原料ガス導入バル
ブ１０７を開として、加熱用の不活性ガス（例えば、ア
ルゴン）を原料ガス導入ロ１０６より堆積室１０１内に
導入し、堆積室１０１内が所定の圧力になるように加熱
用ガスの流量を調整する。その後、不図示の温度コント
ローラーを作動させて円筒状導電性基体１０２を加熱用
ヒーター１０５により加熱し、円筒状導電性基体１０２
が所定の温度まで加熱されたところで原料ガス導入バル
ブ１０７を閉じ、堆積室１０１内へのガス流入を止め
る。

【００４９】堆積膜の形成は原料ガス導入バルブ１０７
を開として原料ガス導入ロ１０６から所定の原料ガスを
堆積室１０１内に導入し、０．０１Ｐａ〜１０００Ｐａ
の範囲の所定の圧力に維持するよう排気速度を調整す
る。圧力が安定した後、高周波電源１３１および１３２
の電源を入れ、高周波電源制御装置１４１により高周波
電源１３１および１３２の断続的な出力の周期を所望の
値に調整して周波数２０ＭＨｚ〜４５０ＭＨｚの電力を
高周波電極１１１および１１２に供給し、グロー放電を
生起させる。このとき整合回路１２１および１２２を調
整し、反射波が最小となるように調整する。高周波の入
射電力から反射電力を差し引いた値が所定の値となるよ
うに調整し、所望の膜厚で堆積膜が形成されたところで
グロー放電を止め、また、原料ガス導入バルブ１０７を
閉じて、原料ガスの堆積室１０１への流入を止めて、堆
積室１０１内を一旦高真空に引き上げた後に層の形成を
終える。種々の機能を有する堆積膜を積層する場合に
は、上記のような操作が繰り返し行われる。

【００５０】本発明において使用される原料ガスは、例
えばアモルファスシリコンを形成する場合には、ＳｉＨ
₄、Ｓｉ₂Ｈ₆等のガス状態またはガス化し得る水素化珪
素（シラン類）が、シリコン導入用ガスとして有効に使
用される。また、水素化珪素のほかにも、弗素を含む珪
素化合物、いわゆる弗素で置換されたシラン誘導体、具
体的には、例えばＳｉＦ₄、Ｓｉ₂Ｆ₆等のフッ化珪素
や、ＳｉＨ₃Ｆ、ＳｉＨ₂Ｆ₂、ＳｉＨＦ₃等の弗素置換水
素化珪素等のガス状またはガス化し得る物質も本発明の
シリコン導入用ガスとしては有効である。また、これら
のシリコン導入用の原料ガスを、必要に応じてＨ₂、Ｈ
ｅ、Ａｒ、Ｎｅ等のガスにより希釈して使用しても本発
明には何ら差し支えない。

【００５１】また、ａ−Ｓｉ膜にハロゲン原子を含有さ
せるためのハロゲン導入用ガスとしては、たとえばハロ
ゲンガス、ハロゲン化物、ハロゲンを含むハロゲン間化
合物、ハロゲンで置換されたシラン誘導体等のガス状ま
たはガス化し得るハロゲン化合物が好ましく挙げられ
る。また、さらには珪素とハロゲン元素とを構成要素と
するガス状またはガス化し得る、ハロゲンを含む水素化
珪素化合物も有効なものとして挙げることができる。

【００５２】好適に使用し得るハロゲン化合物として
は、具体的には弗素ガス（Ｆ₂）、ＢｒＦ、ＣｌＦ、Ｃ
ｌＦ₃、ＢｒＦ₃、ＢｒＦ₅、ＩＦ₃、ＩＦ₇等のハロゲン
間化合物を挙げることができる。ハロゲンを含む珪素化
合物、いわゆるハロゲンで置換されたシラン誘導体とし
ては、具体的には、例えばＳｉＦ₄、Ｓｉ₂Ｆ₆等の弗化
珪素を好ましいものとして挙げることができる。

【００５３】本発明においては、ハロゲン導入用ガスと
して上記されたハロゲン化合物あるいはハロゲンを含む
珪素化合物が有効なものとして使用されるものである
が、その他に、ＨＦ、ＨＣｌ、ＨＢｒ、ＨＩ等のハロゲ
ン化水素；ＳｉＨ₃Ｆ、ＳｉＨ₂Ｆ₂、ＳｉＨＦ₃、ＳｉＨ
₂Ｉ₂、ＳｉＨ₂Ｃｌ₂、ＳｉＨＣｌ₃、ＳｉＨ₂Ｂｒ₂、Ｓ
ｉＨＢｒ₃等のハロゲン置換水素化珪素等のガス状態ま
たはガス化し得る、水素を構成元素として含有するハロ
ゲン化物も有効な原料ガスとして挙げることができる。

【００５４】これらの水素を含むハロゲン化物は、ハロ
ゲン原子と共に水素原子も導入されるので、本発明にお
いて好適なハロゲン原子導入用ガスとして使用される。

【００５５】さらに、ａ−Ｓｉ膜に水素原子を含有させ
るための水素導入用ガスとして有効なのは、上記の他に
Ｈ₂、Ｄ₂あるいはＳｉＨ₄、Ｓｉ₂Ｈ₆、Ｓｉ₃Ｈ₈、Ｓｉ₄
Ｈ₁₀等の水素化珪素が挙げられる。

【００５６】さらには、前記のガスに加えて、必要に応
じて周期律表３族に属する元素（以後「第３族元素」と
略記する）、または周期律表５族に属する元素（以後
「第５族元素」と略記する）を伝導性を制御する元素
を、いわゆるドーパントとして用いることもできる。

【００５７】第３族元素としては、具体的には、硼素
（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、イ
ンジウム（Ｉｎ）、タリウム（Ｔｌ）等があり、特に
Ｂ、Ａｌ、Ｇａが好適である。第５族元素としては、具
体的には燐（Ｐ）、砒素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓ
ｂ）、ビスマス（Ｂｉ）等があり、特にＰ、Ａｓが好適
である。例えば硼素導入用ガスとしては、Ｂ₂Ｈ₆、Ｂ₄
Ｈ₁₀等の水素化硼素、ＢＦ₃、ＢＣｌ₃等のハロゲン化硼
素等が挙げられる。この他の第３族元素導入用ガスとし
て、ＡｌＣｌ₃、ＧａＣｌ₃、Ｇａ（ＣＨ₃）₃、ＩｎＣｌ
₃、ＴｌＣｌ₃等も挙げることができる。

【００５８】また燐導入用ガスとしては、ＰＨ₃、Ｐ₂Ｈ
₄等の水素化燐、ＰＨ₄Ｉ、ＰＦ₃、ＰＣｌ₃、ＰＢｒ₃、
ＰＩ3等のハロゲン化燐が使用できる。この他の第５族
元素導入用ガスとして、ＡｓＨ₃、ＡｓＦ₃、ＡｓＣｌ
３、ＡＳＢｒ３、ＡｓＦ５、ＳｂＨ３、ＳｂＦ３、Ｓｂ
Ｆ５、ＳｂＣｌ₃、ＳｂＣｌ₅、ＢｉＨ₃、ＢｉＣｌ₃、Ｂ
ｉＢｒ₃等も挙げることができる。

【００５９】また、これらの伝導性を制御する元素導入
用ガスを必要に応じてＨ₂および／またはＨｅにより希
釈して使用してもよい。

【００６０】また、例えばアモルファスシリコンカーバ
イト（ａ−ＳｉＣ）を形成する場合には、前記の原料ガ
スのほかに、炭素原子導入用のガスとして、ＣとＨとを
構成元素とする、例えば炭素数１〜５の飽和炭化水素、
炭素数２〜４のエチレン系炭化水素、炭素数２〜３のア
セチレン系炭化水素等を使用できる。具体的には、飽和
炭化水素としては、メタン（ＣＨ₄）、エタン（Ｃ
₂Ｈ₆）等、エチレン系炭化水素としては、エチレン（Ｃ
₂Ｈ₄）、プロピレン（Ｃ₃Ｈ₆）等、アセチレン系炭化水
素としては、アセチレン（Ｃ₂Ｈ₂）、メチルアセチレン
（Ｃ₃Ｈ₄）等が挙げられる。

【００６１】また、例えばアモルファス酸化シリコン
（ａ−ＳｉＯ）を形成する場合には、前記の原料ガスの
ほかに、酸素原子導入用のガスとして使用できるものと
して、酸素（Ｏ₂）、オゾン（Ｏ₃）、一酸化空素（Ｎ
Ｏ）、二酸化窒素（ＮＯ₂）、二酸化窒素（Ｎ₂Ｏ）、三
酸化二窒素（Ｎ₂Ｏ₃）、四酸化二窒素（Ｎ₂Ｏ₄）、五酸
化二窒素（Ｎ₂Ｏ₅）、三酸化窒素（ＮＯ₃）；シリコン
（Ｓｉ），酸素（Ｏ）および水素（Ｈ）とを構成元素と
する例えばジシロキサン（Ｈ₃ＳｉＯＳｉＨ₃）、トリシ
ロキサン（Ｈ₃ＳｉＯＳｉＨ₂ＯＳｉＨ₃）等の低級シロ
キサン等を挙げることができる。

【００６２】本発明において、例えばアモルファス窒化
シリコン（ａ−ＳｉＮ）を形成する場合には、前記の原
料ガスのほかに、窒素原子導入用のガスとして使用でき
るものとして、窒素（Ｎ₂）、アンモニア（ＮＨ₃）、ヒ
ドラジン（Ｈ₂ＮＮＨ₂）、アジ化水素（ＨＮ₃）、アジ
化アンモニウム（ＮＨ₄Ｎ₃）等のガス状またはガス化し
得る窒素、窒素物およびアジ化物等の窒素化合物を挙げ
ることがでぎる。この他に、窒素原子の導入に加えて、
ハロゲン原子の導入も行えるという点から、三弗化窒素
（Ｆ₃Ｎ），四弗化窒素（Ｆ₄Ｎ₂）等のハロゲン化窒素
化合物を挙げることができる。

【００６３】本発明を用いて電子写真用感光体を作製す
る場合の層構成の代表例を図６に示す。

【００６４】図６（ａ）に示す電子写真用感光体６００
は、基体６０１の上に水素および／またはハロゲンを含
有するａ−Ｓｉ（以下、「ａ−Ｓｉ（Ｈ、Ｘ）」と記
す）からなり光導電性を有する光導電層６０２が設けら
れている。

【００６５】図６（ｂ）に示す電子写真用感光体６００
は、基体６０１の上に、ａ−Ｓｉ（Ｈ、Ｘ）からなり光
導電性を有する光導電層６０２と、アモルファスシリコ
ン系表面層６０３とから構成されている。

【００６６】図６（ｃ）に示す電子写真用感光体６００
は、基体６０１の上に、ａ−Ｓｉ（Ｈ、Ｘ）からなり光
導電性を有する光導電層６０２と、アモルファスシリコ
ン系表面層６０３と、アモルファスシリコン系電荷注入
阻止層６０４とから構成されている。

【００６７】図６（ｄ）に示す電子写真用感光体６００
は、基体６０１の上に、光導電層６０２が設けられてい
る。その光導電層６０２はａ−Ｓｉ（Ｈ、Ｘ）からなる
電荷発生層６０５ならびに電荷輸送層６０６とからな
り、その上にアモルファスシリコン系表面層６０３が設
けられている。

【００６８】次に、基体について説明する。

【００６９】電子写真用感光体の基体としては、導電性
でも電気絶縁性であってもよい。導電性基体としては、
Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ａｕ、Ｉｎ、Ｎｂ、Ｔｅ、Ｖ、Ｔ
ｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｆｅ等の金属およびこれらの合金（例
えばステンレス）等が挙げられる。また、ポリエステ
ル、ポリエチレン、ポリカーボネート、セルロースアセ
テート、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレ
ン、ポリアミド等の合成樹脂のフィルムまたはシート、
ガラス、セラミック等の電気絶縁性基体の少なくとも光
受容層を形成する側の表面を導電処理した基体も用いる
ことができる。さらに、光受容層を形成する側と反対側
も導電処理することが望ましい。

【００７０】基体６０１の形状は円筒状であることが好
ましく、その厚さは、所望通りの電子写真用感光体６０
０を形成し得るように適宜決定するが、電子写真用感光
体６００としての可撓性が要求される場合には、基体６
０１としての機能が充分発揮できる範囲内で可能な限り
薄くすることができる。しかしながら、基体６０１は製
造上および取り扱い上、機械的強度等の点から通常は１
０μｍ以上とされる。

【００７１】基体６０１の表面形状は、平滑平面または
凹凸表面とすることができる。例えば電子写真用感光体
などで、レーザー光などの可干渉性光を用いて像記録を
行う場合には、可視画像において現われる干渉縞模様に
よる画像不良を解消するために、特開昭６０−１６８１
５６号公報、同６０−１７８４５７号公報、同６０−２
２５８５４号公報等に記載された公知の方法により作製
された凹凸表面であることができる。

【００７２】光導電層６０２は、所望特性が得られるよ
うに適宜成膜パラメーターの数値条件を設定して、基体
６０１上に形成される。光導電層６０２を形成するに
は、基本的には前述したようなシリコン導入用ガスと、
水素導入用ガスおよび／またはハロゲン導入用ガスを、
堆積室内に所定のガス状態で導入して、堆積室内にグロ
ー放電を生起させ、あらかじめ所定の位置に設置された
基体６０１上にａ−Ｓｉ（Ｈ、Ｘ）からなる層を形成す
る。

【００７３】また、光導電層６０２中のａ−Ｓｉ膜に水
素原子および／またはハロゲン原子が含有されることに
より、Ｓｉ原子の未結合手を補償し、層品質の向上、特
に光導電性および電荷保持特性を向上させるために必須
不可欠であるからである。よって水素原子またはハロゲ
ン原子の含有量、または水素原子とハロゲン原子の和は
シリコン原子と水素原子および／またはハロゲン原子の
和に対して１０〜４０原子％、より好ましくは１５〜２
５原子％とするのが望ましい。

【００７４】光導電層６０２中に含有される水素原子お
よび／またはハロゲン原子の量を制御するには、例えば
基体６０１の温度、水素原子および／またはハロゲン原
子を含有させるために使用される原料物質の堆積室内へ
の導入量、放電電力等を制御すればよい。

【００７５】光導電層６０２には必要に応じて伝導性を
制御する元素を含有させることが好ましい。伝導性を制
御する元素は、光導電層６０２中に万偏なく均一に分布
した状態で含有されても良いし、あるいは層厚方向には
不均一な分布状態で含有している部分があってもよい。

【００７６】前記伝導性を制御する元素としては、前述
した第３族元素または第５族元素を用いることができ
る。

【００７７】光導電層６０２に含有される伝導性を制御
する元素の含有量としては、好ましくは１×１０^ー2〜１
×１０⁴原子ｐｐｍ、より好ましくは５×１０^-2〜５×
１０³原子ｐｐｍ、最適には１×１０^-1〜１×１０³原子
ｐｐｍとするのが望ましい。

【００７８】伝導性を制御する元素、例えば第３族元素
あるいは第５族元素を構造的に導入するには、層形成の
際に、前述した第３族元素導入用ガスあるいは第５族元
素導入用ガスを堆積室中に、光導電層６０２を形成する
ための他のガスとともに導入してやればよい。

【００７９】さらに光導電層６０２に炭素原子、酸素原
子および／または窒素原子を含有させることも有効であ
る。炭素原子、酸素原子および／または窒素原子の含有
量は、シリコン原子、炭素原子、酸素原子および窒素原
子の和に対して、好ましくは１×１０^ー5〜１０原子％、
より好ましくは１×１０^ー4〜８原子％、最適には１×１
０^ー3〜５原子％が望ましい。炭素原子、酸素原子および
／または窒素原子は、光導電層６０２中に万遍なく均ー
に含有されても良いし、光導電層６０２の層厚方向に含
有量が変化するような不均一な分布を持たせた部分があ
っても良い。

【００８０】炭素原子、酸素原子および／または窒素原
子を構造的に導入するには、層形成の際に、前述した炭
素原子、酸素原子および／または窒素原子導入用ガスを
堆積室中に、光導電層６０２を形成するための他のガス
とともに導入してやればよい。

【００８１】光導電層６０２の層厚は所望の電子写真特
性および経済的効果等の点から適宜決定され、好ましく
は１〜１００μｍ、より好ましくは１０〜５０μｍ、最
適には２０〜４０μｍとするのが望ましい。

【００８２】所望の特性を有する光導電層６０２を形成
するには、基体６０１の温度、堆積室内のガス圧を適宜
設定する必要がある。

【００８３】基体６０１の温度（Ｔｓ）は、層設計に従
って適宜最適範囲が選択されるが、通常、好ましくは１
５０〜３５０℃、より好ましくは２００〜３３０℃、最
適には２５０〜３００℃とする。

【００８４】堆積室内のガス圧も同様に層設計に従って
適宜最適範囲が選択されるが、通常、好ましくは０．０
１〜１０００Ｐａ、より好ましくは０．０５〜５００Ｐ
ａ、最適には０．１〜１００Ｐａとする。

【００８５】光導電層６０２を形成するための基体温
度、ガス圧の望ましい数値範囲として前記した範囲が挙
げられるが、その他にもシリコン導入用のガスやその他
の原子導入用ガスとの混合比、放電電力等を適宜設定す
ることが必要である。これら条件は通常は独立的に別々
に決められるものではなく、所望の特性を有する電子写
真感光体を形成すべく相互的旦つ有機的関連性に基づい
て最適値を決めるのが望ましい。

【００８６】次に、表面層について説明する。

【００８７】上述のようにして基体６０１上に形成され
た光導電層６０２の上に、さらにアモルファスシリコン
系の表面層６０３を形成することが好ましい。この表面
層６０３は主に耐湿性、連続繰り返し使用特性、電気的
耐圧性、使用環境特性、耐久性向上を主たる目的として
設けられる。

【００８８】表面層６０３は、アモルファスシリコン系
の材料であればいずれの材質でも可能であるが、例え
ば、水素（Ｈ）および／またはハロゲン（Ｘ）を含有
し、更に炭素を含有するアモルファスシリコン（以下
「ａ−ＳｉＣ（Ｈ、Ｘ）」と表記する）；水素（Ｈ）お
よび／またはハロゲン（Ｘ）を含有し、更に酸素を含有
するアモルファスシリコン（以下「ａ−ＳｉＯ（Ｈ、
Ｘ）」と表記する）；水素（Ｈ）および／またはハロゲ
ン（Ｘ）を含有し、さらに窒素を含有するアモルファス
シリコン（以下「ａ−ＳｉＮ（Ｈ、Ｘ）」と表記す
る）；水素（Ｈ）および／またはハロゲン（Ｘ）を含有
し、さらに炭素、酸素、窒素の少なくとも一つを含有す
るアモルファスシリコン（以下「ａ−Ｓｉ（Ｃ、Ｏ、
Ｎ）（Ｈ、Ｘ）」と表記する）等の材料が好適に用いら
れる。

【００８９】表面層６０３は、所望特性が得られるよう
に適宜成膜パラメータ−の数値条件を設定して、真空堆
積膜形成方法によって形成される。

【００９０】例えば、ａ−ＳｉＣ（Ｈ、Ｘ）よりなる表
面層６０３を形成するには、基本的には前述したシリコ
ン原子導入用ガスと、炭素原子導入用ガスと、水素原子
導入用ガスおよび／またはハロゲン原子導入用ガスを、
内部を減圧にし得る堆積室内に所定のガス状態で導入
し、堆積室内にグロー放電を生起させ、あらかじめ所定
の位置に設置された光導電層６０２を形成した基体６０
１上にａ−ＳｉＣ（Ｈ、Ｘ）からなる層を形成すればよ
い。

【００９１】表面層６０３をａ−ＳｉＣを主成分として
構成する場合の炭素量は、シリコン原子と炭素原子の和
に対して１０％〜９０％の範囲が好ましい。

【００９２】表面層６０３をａ−ＳｉＯを主成分として
構成する場合の酸素量は、シリコン原子と酸素原子の和
に対して１０％〜９０％の範囲が好ましい。

【００９３】表面層６０３をａ−ＳｉＮを主成分として
構成する場合の窒素量は、シリコン原子と炭素原子の和
に対して１０％〜９０％の範囲が好ましい。

【００９４】また、表面層６０３中に水素原子および／
またはハロゲン原子が含有されることが必要であるが、
これはシリコン原子や炭素原子，酸素原子および／また
は窒素原子の未結合手を補償し、層品質の向上、特に光
導電性特性および電荷保持特性を向上させるために重要
である。

【００９５】水素含有量は、構成原子の総量に対して通
常の場合１０〜７０原子％、好適には２０〜６５原子
％、最適には３０〜６０原子％とするのが望ましい。ま
た、弗素原子の含有量として、通常の場合は０．０１〜
１５原子％、好適には０．１〜１０原子％、最適には
０．６〜４原子％とするのが望ましい。

【００９６】表面層６０３中に含有される水素原子およ
び／またはハロゲン原子の量を制御するには、例えば基
体６０１の温度、水素原子および／またはハロゲン原子
を含有させるために使用される原料物質の堆積室内へ導
入される量、放電電力等を制御すればよい。

【００９７】炭素原子、酸素原子および／または窒素原
子は、表面層６０３中に万遍なく均一に含有されても良
いし、表面層６０３の層厚方向に含有量が変化するよう
な不均一な分布を持たせた部分があっても良い。

【００９８】さらに表面層６０３には必要に応じて伝導
性を制御する元素を含有させても良い。伝導性を制御す
る元素は、表面層６０３中に万偏なく均一に分布した状
態で含有されても良いし、あるいは層厚方向に不均一な
分布状態で含有している部分があってもよい。

【００９９】前記の伝導性を制御する元素としては、前
述した第３族元素または第５族元素を用いることができ
る。

【０１００】表面層６０３に含有される伝導性を制御す
る元素の含有量としては、好ましくは１×１０^-3〜１×
１０⁵原子ｐｐｍ、より好ましくは１×１０^-2〜１×１
０⁴原子ｐｐｍ、最適には１×１０^-1〜１×１０³原子ｐ
ｐｍとするのが望ましい。伝導性を制御する元素、たと
えば、第３族元素あるいは第５族元素を構造的に導入す
るには、層形成の際に、前述した第３族元素導入用ガス
あるいは第５族元素導入用ガスを堆積室中に、表面層６
０３を形成するための他のガスとともに導入してやれば
よい。表面層６０３の層厚としては、通常０．０１〜３
μｍ、好適には０．０５〜２μｍ、最適には０．１〜１
μｍとする。層厚が０．０１μｍよりも薄いと電子写真
用感光体を使用中に摩耗等の理由により表面層６０３が
失われてしまい、３μｍを越えると残留電位の増加等の
電子写真特性の低下がみられる。

【０１０１】表面層６０３は、その要求される特性が得
られるように注意深く形成する。即ち、Ｓｉ；Ｃ，Ｎお
よび／またはＯ；ならびにＨおよび／またはＸを構成元
素とする物質はその形成条件によって構造的には結晶か
らアモルファスまでの形態を取り、電気物性的には導電
性から半導体性、絶縁性までの間の性質を、また、光導
電的性質から非光導電的性質までの間の幅広い性質を示
し得ることから、本発明においては、目的に応じた特性
を有する化合物が形成されるよう、その形成条件の選択
を厳密に行う。

【０１０２】例えば、表面層６０３を電気的耐圧性の向
上を主な目的として設ける場合には、使用環境において
顕著な電気絶縁性を示す非単結晶材料として作製され
る。

【０１０３】また、連続繰り返し使用特性や使用環境特
性の向上を主たる目的として表面層６０３が設けられる
場合には、上記の電気絶縁性はさほど顕著でなくとも、
照射される光に対してある程度の感度を有する非単結晶
材料として形成される。

【０１０４】目的に合った所望の特性を有する表面層６
０３を形成するには、基体６０１の温度、堆積室内のガ
ス圧を、適宜設定する必要がある。

【０１０５】基体６０１の温度（Ｔｓ）は、層設計に従
って適宜最適範囲が選択されるが、通常、好ましくは１
５０〜３５０℃、より好ましくは２００〜３３０℃、最
適には２５０〜３００℃とする。

【０１０６】堆積室内のガス圧も同様に層設計に従って
適宜最適範囲が選択されるが、通常、好ましくは０．０
１〜１０００Ｐａ、より好ましくは０．０５〜５００Ｐ
ａ、最適には０．１〜１００Ｐａとする。

【０１０７】表面層６０３を形成するための基体温度、
ガス圧の望ましい数値範囲として前記した範囲が挙げら
れるが、条件は通常は独立的に別々に決められるもので
はなく、所望の特性を有する電子写真用感光体を形成す
べく相互的かつ有機的関連性に基づいて最適値を決める
のが望ましい。

【０１０８】また表面層６０３と光導電層６０２との間
に炭素原子，酸素原子および／または窒素原子の含有量
が光導電層６０２に向かって連続的に減少する領域を設
けても良い。これにより表面層と光導電層６０２の密着
性を向上させ、界面での光の反射による干渉の影響をよ
り少なくすることができると同時に、界面でのキャリア
のトラップを防止し、感光体特性向上を達成し得る。

【０１０９】次に、電荷注入阻止層について説明する。

【０１１０】必要に応じて導電性基体と光導電層６０２
との間に、導電性基体側からの電荷の注入を阻止する働
きのある電荷注入阻止層６０４を設けてもよい。すなわ
ち、電荷注入阻止層６０４は感光体が一定極性の帯電処
理をその表面に受けた際、基体側より光導電層６０２側
に電荷が注入されるのを阻止する機能を有し、逆の極性
の帯電処理を受けた際にはそのような機能は発揮されな
い、いわゆる極性依存性を有している。そのような機能
を付与するために、電荷注入阻止層６０４には伝導性を
制御す元素を光導電層６０２に比べて比較的多く含有さ
せる。

【０１１１】電荷注入阻止層に含有させる伝導性を制御
する元素は、その層中に万偏なく均一に分布されても良
いし、あるいは層厚方向には万偏なく含有されてはいる
が、不均一に分布する状態で含有している部分があって
もよい。濃度分布が不均一な場合には、基体側に多く分
布するように含有させるのが好適である。

【０１１２】しかしながら、いずれの場合にも基体の表
面と平行面内方向においては、均一な分布で万偏なく含
有されることが面内方向における特性の均一化をはかる
点からも必要である。

【０１１３】電荷注入阻止層６０４に含有される伝導性
を制御する元素としては、前述した第３族元素または第
５族元素を用いることができる。

【０１１４】電荷注入阻止層６０４中に含有される伝導
性を制御する元素の含有量としては、所望に従って適宜
決定されるが、好ましくは１０〜１×１０⁴原子ｐｐ
ｍ、より好適には５０〜５×１０³原子ｐｐｍ、最適に
は１×１０²〜１×１０³原子ｐｐｍとする。

【０１１５】さらに、電荷注入阻止層６０４には、炭素
原子、窒素原子および酸素原子の少なくとも１種を含有
させることによって、電荷注入阻止層６０４に直接接触
して設けられる他の層との間の密着性の向上をよりいっ
そう図ることができる。

【０１１６】電荷注入阻止層に含有される炭素原子また
は窒素原子または酸素原子は該層中に万偏なく均一に分
布されても良いし、あるいは層厚方向には万偏なく含有
されてはいるが、不均一に分布する状態で含有している
部分があってもよい。しかしながら、いずれの場合にも
基体の表面と平行面内方向においては、均一な分布で万
偏なく含有されることが面内方向における特性の均一化
をはかる点からも必要である。

【０１１７】電荷注入阻止層６０４の全層領域に含有さ
れる炭素原子，窒素原子および／または酸素原子の含有
量は、所望の膜特性が得られるよう適宜決定されるが、
それら元素の総和として、好ましくは１×１０^-3〜５０
原子％、より好適には５×１０^-3〜３０原子％、最適に
は１×１０^-2〜１０原子％とする。

【０１１８】また、電荷注入阻止層６０４に含有される
水素原子および／またはハロゲン原子は層内に存在する
未結合手を補償し、膜質を向上させる上で有効である。
電荷注入阻止層６０４中の水素原子またはハロゲン原子
あるいは水素原子とハロゲン原子の和の含有量は、好適
には１〜５０原子％、より好適には５〜４０原子％、最
適には１０〜３０原子％とする。

【０１１９】電荷注入阻止層６０４の層厚は、所望の電
子写真特性および経済的効果等の点から決定し、好まし
くは０．１〜１０μｍ、より好ましくは０．３〜５μ
ｍ、最適には０．５〜３μｍとする。

【０１２０】電荷注入阻止層６０４を形成するには、前
述の光導電層６０２を形成する方法と同様の真空堆積法
が採用される。光導電層６０２と同様に、シリコン原子
導入用ガスとその他の原子の導入用ガスとの混合比、堆
積室内のガス圧、放電電力ならびに基体６０１の温度を
適宜設定することが必要である。

【０１２１】堆積室内のガス圧は適宜最適範囲が選択さ
れるが、通常の場合０．０１〜１０００Ｐａ、好ましく
は０．０５〜５００Ｐａ、最適には０．１〜１００Ｐａ
とする。

【０１２２】電荷注入阻止層６０４を形成するための希
釈ガスの混合比、ガス圧、放電電力、基体温度等の層形
成ファクターは通常は独立的に別々に決められるもので
はなく、所望の特性を有する電荷注入阻止層６０４を形
成すべく相互的且つ有機的関連性に基づいて、それぞれ
の層形成ファクターの最適値を決めるのが望ましい。

【０１２３】基体６０１と光導電層６０２あるいは電荷
注入阻止層６０４との間の密着性の一層の向上を図る目
的で、例えば、Ｓｉ₃Ｎ₄、ＳｉＯ₂、ＳｉＯ、あるいは
シリコン原子を母体とし、水素および／またはハロゲン
と炭素，酸素および／または窒素とを含む非晶質材料等
で構成される密着層を設けても良い。さらに、基体から
の反射光による干渉模様の発生を防止するための光吸収
層を設けても良い。

【０１２４】

【実施例】以下、本発明を実施例によってさらに詳細に
説明する。

【０１２５】（実施例１）図１に示した２つの高周波電
極を用いた堆積膜形成装置を用い、発振周波数１０５Ｍ
Ｈｚの高周波電力を１０ｋＨｚの周期で交互に図７
（ｃ）に示すパターンで各々の高周波電極に印加した。

【０１２６】アルミニウム製の円筒状導電性基体を用
い、放電条件として、ＳｉＨ₄ガス流量１００ｓｃｃ
ｍ、放電電力２００Ｗ、放電空間内の圧力を表１に示す
条件に変えて、アルミニウム製円筒状導電性基体上に約
１０μｍのａ−Ｓｉ膜を堆積して、膜厚分布測定用ドラ
ムを作製した。

【０１２７】さらに、アルミニウム製の円筒状導電性基
体上の軸方向中央に単結晶シリコン基板を設置し、同様
の製造条件に従って約１μｍのａ−Ｓｉ膜を成膜して、
赤外分光測定用サンプルを作製した。

【０１２８】いずれの成膜においても、基体は静止状態
で成膜した。

【０１２９】（比較例１）図１に示した２つの高周波電
極を用いた堆積膜形成装置を用い、発振周波数１０５Ｍ
Ｈｚの高周波電力を１０ｋＨｚの周期で同じタイミング
で各々の高周波電極に印加した以外は実施例１と同様な
成膜条件により、膜厚分布測定用ドラムおよび赤外分光
測定用サンプルを作製した。

【０１３０】（比較例２）図１に示した２つの高周波電
極を用いた堆積膜形成装置を用い、発振周波数１０５Ｍ
Ｈｚの連続した高周波電力を各々の高周波電極に印加し
た以外は実施例１と同様な成膜条件により、膜厚分布測
定用ドラムおよび赤外分光測定用サンプルを作製した。

【０１３１】実施例１、比較例１および比較例２で作製
した膜厚分布測定用ドラムおよび赤外分光測定用サンプ
ルを次の方法で評価した。

【０１３２】（１）膜厚分布評価各々の膜厚分布測定用ドラムについて、軸方向１５ヶ所
の膜厚を渦電流式膜厚計（Ｋｅｔｔ科学研究所製）によ
って測定し、最大膜厚と最小膜厚の差を平均膜厚で割る
ことにより、膜厚分布の比を計算した。そして、比較例
２の膜厚分布測定用ドラムの膜厚分布比を１とする相対
値で評価を行った。つまり、数値が小さくなるほど膜厚
ムラは改善されていることを示す。

【０１３３】（２）膜質評価赤外分光測定用サンプルを、赤外分光光度計（Perkin E
lmer製、１７２０−Ｘ）に設置し、２０００ｃｍ^-1付近
に現われるＳｉ−Ｈ_n（ｎ＝１〜３）の赤外吸収スペク
トルを、Ｓｉ−Ｈによる２０００ｃｍ^-1付近によるもの
と、Ｓｉ−Ｈ₂およびＳｉ−Ｈ₃による２１００ｃｍ_-1付
近によるものに波形分離し、各々の赤外吸収断面積の比
（２１００ｃｍ_-1付近の吸収断面積／２０００ｃｍ_-1付
近の吸収断面積）を求めた。そして、比較例２の赤外吸
収断面積比を１とする相対値で評価を行った。つまり、
数値が小さくなるほど２１００ｃｍ_-1付近の吸収断面積
が小さく、膜質が改善されていることを示す。

【０１３４】以上の結果を表１にまとめて示す。その表
１からわかる通り、比較例１および２で作製した膜厚分
布測定用ドラムおよび赤外分光測定用サンプルより、実
施例１で作製した膜厚分布測定用ドラムおよび赤外分光
測定用サンプルの方が、いずれの評価でも良好な結果を
与え、すなわち、軸方向の膜厚差が小さく、特性も優れ
ている。

【０１３５】以上の結果より、本発明の製造方法によっ
て、軸方向の膜厚を均一にし、かつ良好な膜質の堆積膜
を形成することができることが判明した。

【０１３６】

【表１】注）表中の値は全て、比較例２で得られた値を１とした場合の相対値（実施例２）放電空間内の圧力を０．５Ｐａとし、高周
波電力を２つの高周波電極に交互に印加する周期を表２
に示す条件にした以外は、実施例１と同様な条件で、膜
厚分布測定用ドラムと赤外分光測定用サンプルを作製し
た。

【０１３７】（比較例３）放電空間内の圧力を０．５Ｐ
ａとし、高周波電力を２つの高周波電極に同じタイミン
グで印加する周期を表２に示す条件にした以外は、比較
例１と同様な条件で、膜厚分布測定用ドラムと赤外分光
測定用サンプルを作製した。

【０１３８】実施例２および比較例３で作製した膜厚分
布測定用ドラムおよび赤外分光測定用サンプルについ
て、実施例１と同様の手順で膜厚分布比および赤外吸収
断面積比を求めた。その結果を表２に示す。表２からわ
かるように、実施例２は比較例３と比較して、いずれの
評価でも優れている（すなわち、軸方向の膜厚差が小さ
く、特性も優れている）。

【０１３９】以上の結果より、本発明の製造方法に従え
ば、軸方向の膜厚を均一にし、かつ良好な膜質の堆積膜
を形成することができることが判明した。

【０１４０】

【表２】注）表中の値は全て、比較例３で得られた値を１とした場合の相対値（実施例３）放電空間内の圧力を０．７Ｐａとし、高周
波電力を２つの高周波電極に交互に印加する周期を１０
ｋＨｚとし、高周波電力の周波数を表３に示す条件にし
た以外は、実施例１と同様な条件で、膜厚分布測定用ド
ラムと赤外分光測定用サンプルを作製した。

【０１４１】（比較例４）放電空間内の圧力を０．７Ｐ
ａとし、高周波電力を２つの高周波電極に同じタイミン
グで印加する周期を１０ｋＨｚとし、高周波電力の周波
数を表３に示す条件にした以外は、比較例１と同様な条
件で、膜厚分布測定用ドラムと赤外分光測定用サンプル
を作製した。

【０１４２】これら実施例３および比較例４で作製した
膜厚分布測定用ドラムと赤外分光測定用サンプルについ
て、実施例１と同様の手順で膜厚分布比および赤外吸収
断面積比を求めた。その結果を表３に示す。表３からわ
かるように、実施例３は比較例４と比較して、いずれの
評価でも優れている（すなわち、軸方向の膜厚差が小さ
く、特性も優れている）。

【０１４３】以上の結果より、本発明の製造方法に従え
ば、軸方向の膜厚を均一にし、かつ良好な膜質の堆積膜
を形成できることが判明した。

【０１４４】

【表３】注）表中の値は全て、比較例４で得られた値を１とした場合の相対値（実施例４）図１に示した堆積膜形成装置において発振
周波数１０５ＭＨｚの高周波電源を設置し、アルミニウ
ム製の円筒状基体上にａ−Ｓｉ膜を形成し、図６（ｃ）
に示す層構成の電子写真用感光体を作製した。

【０１４５】本実施例では２つの高周波電極を用い、１
０ｋＨｚの周期で図７（ｃ）に示すパターンで交互に高
周波電力を供給した。

【０１４６】成膜は、表４に示された成膜条件に従って
行った。

【０１４７】

【表４】（比較例５）図１に示した２つの高周波電極を用いた堆
積膜形成装置を用い、発振周波数１０５ＭＨｚの高周波
電力を、１０ｋＨｚの周期で同じタイミングで各々の高
周波電極に印加した以外は、実施例４と同様な成膜条件
により、アルミニウム製円筒状導電性基体上にａ−Ｓｉ
膜を堆積し、電子写真用感光体を作製した。

【０１４８】（比較例６）図１に示した２つの高周波電
極を用いた堆積膜形成装置を用い、発振周波数１０５Ｍ
Ｈｚの連続した高周波電力を各々の高周波電極に印加し
た以外は、実施例４と同様な成膜条件により、アルミニ
ウム製円筒状導電性基体上にａ−Ｓｉ膜を堆積し、電子
写真用感光体を作製した。

【０１４９】以上の実施例４、比較例５および比較例６
で作製した各々の電子写真用感光体について、電子写真
装置（キヤノン社製ＮＰ６０６０を実験用に改造したも
の）にセットして、初期の電子写真特性として帯電能を
次のように評価した。

【０１５０】電子写真用光感光体を電子写真装置に設置
し、帯電器に＋６ｋＶの高電圧を印加してコロナ帯電を
行ない、表面電位計により電子写真用感光体の軸方向の
暗部表面電位を測定し、暗部表面電位の最大値と最小値
の差を平均の暗部表面電位で割ることにより、暗部表面
電位の比を計算した。そして、比較例６の電子写真用感
光体の暗部表面電位比を１とする相対値で評価を行っ
た。つまり、数値が小さくなるほど暗部表面電位ムラは
改善されていることを示す。

【０１５１】さらには、平均の暗部表面電位を平均膜厚
で割ることによってノーマライズし、膜厚の影響を除い
た上で平均暗部表面電位を計算し、比較例６の電子写真
用感光体の平均暗部表面電位を各々の平均暗部表面電位
で割ることによる相対値で評価を行った。つまり、数値
が小さくなるほど平均暗部表面電位は改善されているこ
とを示す。

【０１５２】以上の結果を、表５にまとめて示す。この
表より、比較例５および６で作製した電子写真用感光体
より、実施例４で作製した電子写真用感光体の方が軸方
向の膜厚差が小さく、特性も優れていることがわかる。

【０１５３】以上の結果から、本発明の製造方法に従え
ば、軸方向の膜厚を均一にし、かつ良好な膜質の堆積膜
を形成できることが判明した。

【０１５４】

【表５】注）表中の値は全て、比較例６で得られた値を１とした
場合の相対値（実施例５）図３に示した３つの高周波電極を用いた堆
積膜形成装置を用い、発振周波数１０５ＭＨｚの高周波
電力を５ｋＨｚの周期で交互に図７（ｃ）に示したパタ
ーンに類似のパタ−ンで各々の高周波電極に印加した以
外は、実施例４と同様な条件で電子写真用感光体を作製
した。

【０１５５】（比較例７）図３に示した３つの高周波電
極を用いた堆積膜形成装置を用い、発振周波数１０５Ｍ
Ｈｚの高周波電力を５ｋＨｚの周期で同じタイミングで
各々の高周波電極に印加した以外は、実施例５と同様な
条件で電子写真用感光体を作製した。

【０１５６】（比較例８）図３に示した３つの高周波電
極を用いた堆積膜形成装置を用い、発振周波数１０５Ｍ
Ｈｚの連続した高周波電力を各々の高周波電極に印加し
た以外は、実施例５と同様な条件で電子写真用感光体を
作製した。

【０１５７】以上の実施例５、比較例７および比較例８
で作製した電子写真用感光体を、実施例４と同様の手順
で暗部表面電位ムラ、平均暗部表面電位を評価した。そ
の結果を表６に示す。表６からわかるように、実施例５
の電子写真用感光体は軸方向の膜厚差が小さく、特性も
優れている。

【０１５８】以上の結果より、本発明の製造方法に従え
ば、軸方向の膜厚を均ーにし、かつ良好な膜質の堆積膜
を形成できることが判明した。

【０１５９】

【表６】注）表中の値は全て、比較例８で得られた値を１とした
場合の相対値（実施例６）図４に示した４つの高周波電極を用い、２
つのアルミニウム製円筒状導電性基体を軸方向に重ねた
堆積膜形成装置を用い、発振周波数１０５ＭＨｚの高周
波電力を２０ｋＨｚの周期で交互に図７（ｃ）に示した
パターンに類似したパターンで各々の高周波電極に印加
し、表７に示した成膜条件に従った以外は、実施例４と
同様な条件で電子写真用感光体を作製した。

【０１６０】

【表７】（比較例９）図４に示した４つの高周波電極を用い、２
つのアルミニウム製円筒状導電性基体を軸方向に重ねた
堆積膜形成装置を用い、発振周波数１０５ＭＨｚの高周
波電力を２０ｋＨｚの周期で同じタイミングで各々の高
周波電極に印加した以外は、実施例６と同様な条件で電
子写真用感光体を作製した。

【０１６１】（比較例１０）図４に示した４つの高周波
電極を用い、２つのアルミニウム製円筒状導電性基体を
軸方向に重ねた堆積膜形成装置を用い、発振周波数１０
５ＭＨｚの連続した高周波電力を各々の高周波電極に印
加した以外は、実施例６と同様な条件で電子写真用感光
体を作製した。

【０１６２】以上の実施例６、比較例９および比較例１
０で作製した３本の電子写真用感光体について、実施例
４と同様の手順で、暗部表面電位ムラおよび平均暗部表
面電位の評価を行った。その結果を表８に示す。表８か
らわかるように、実施例６の電子写真用感光体は軸方向
の膜厚差が小さく、特性も優れている。

【０１６３】以上の結果より、本発明の製造方法に従え
ば軸方向の膜厚を均一にし、かつ良好な膜質の堆積膜を
形成できることが判明した。

【０１６４】

【表８】注）表中の値は全て、比較例１０で得られた値を１とし
た場合の相対値（実施例７）図５に示した絶縁材（アルミナセラミック
ス）で構成された絶縁リング５１０の外周に２つの高周
波電極５１１および５１２を用いた堆積膜形成装置を用
い、発振周波数１０５ＭＨｚの高周波電力を３０ｋＨｚ
の周期で交互に図７（ｃ）に示したパターンで各々の高
周波電極に印加した以外は、実施例４と同様な条件で電
子写真用感光体を作製した。

【０１６５】（比較例１１）図５に示した絶縁材（アル
ミナセラミックス）で構成された絶縁リング５１０の外
周に２つの高周波電極５１１および５１２を用いた堆積
膜形成装置を用い、発振周波数１０５ＭＨｚの高周波電
力を３０ｋＨｚの周期で同じタイミングで各々の高周波
電極に印加した以外は、実施例７と同様な条件で電子写
真用感光体を作製した。

【０１６６】（比較例１２）図５に示した絶縁材（アル
ミナセラミックス）で構成された絶縁リング５１０の外
周に２つの高周波電極５１１および５１２を用いた堆積
膜形成装置を用い、発振周波数１０５ＭＨｚの連続した
高周波電力を各々の高周波電極に印加した以外は、実施
例７と同様な条件で電子写真用感光体を作製した。

【０１６７】以上の実施例７、比較例１１および比較例
１２で作製した電子写真用感光体について、実施例４と
同様の手順で暗部表面電位ムラおよび平均暗部表面電位
の評価を行った。その結果を表９に示す。表９からわか
るように、実施例７の電子写真用感光体は、軸方向の膜
厚差が小さく、特性も優れている。

【０１６８】以上の結果より、本発明の製造方法に従え
ば、軸方向の膜厚を均一にし、かつ良好な膜質の堆積膜
を形成できることが判明した。

【０１６９】

【表９】注）表中の値は全て、比較例１２で得られた値を１とし
た場合の相対値（実施例８）図１に示した２つの高周波電極１１１およ
び１１２を用いた堆積膜形成装置を用い、アルミニウム
製円筒状導電性基体を不図示の回転機構により回転さ
せ、発振周波数１０５ＭＨｚの高周波電力を５ｋＨｚの
周期で交互に図７（ｄ）に示したパターンで各々の高周
波電極に印加した以外は、実施例４と同様な条件で電子
写真用感光体を作製した。

【０１７０】（比較例１３）図１に示した２つの高周波
電極１１１および１１２を用いた堆積膜形成装置を用
い、アルミニウム製円筒状導電性基体を不図示の回転機
構により回転させ、発振周波数１０５ＭＨｚの高周波電
力を５ｋＨｚの周期で同じタイミングで各々の高周波電
極に印加した以外は、実施例８と同様な条件で電子写真
用感光体を作製した。

【０１７１】（比較例１４）図１に示した２つの高周波
電極１１１および１１２を用いた堆積膜形成装置を用
い、アルミニウム製円筒状導電性基体を不図示の回転機
構により回転させ、発振周波数１０５ＭＨｚの連続した
高周波電力を各々の高周波電極に印加した以外は、実施
例８と同様な条件で電子写真用感光体を作製した。

【０１７２】以上の実施例８、比較例１３および比較例
１４で作製した電子写真用感光体について、実施例４と
同様の手順で、暗部表面電位ムラおよび平均暗部表面電
位の評価を行った。その結果を表１０に示す。表１０か
らわかるように、実施例８の電子写真用感光体は、軸方
向の膜厚差が小さく、特性も優れている。

【０１７３】以上の結果より、本発明の製造方法に従え
ば、軸方向の膜厚を均一にし、かつ良好な膜質の堆積膜
を形成できることが判明した。

【０１７４】

【表１０】注）表中の値は全て、比較例１４で得られた値を１とし
た場合の相対値

【０１７５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の製造方法
により、使用される各高周波電極に均一に電力を供給で
きることから、堆積室内での放電安定性が高まり、放電
分布が均一となって、短時間で、膜厚が均一で特性の優
れた堆積膜を形成することが可能となり、優れた電子写
真用感光体を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の堆積膜形成方法で使用される堆積膜形
成装置の１例の模式的縦断面図である。

【図２】本発明の堆積膜形成方法で使用される堆積膜形
成装置の１例の模式的横断面図である。

【図３】本発明の堆積膜形成方法で使用される堆積膜形
成装置の別の例の模式的縦断面図である。

【図４】本発明の堆積膜形成方法で使用される堆積膜形
成装置のさらに別の例の模式的縦断面図である。

【図５】本発明の堆積膜形成方法で使用される堆積膜形
成装置のさらに別の例の模式的縦断面図である。

【図６】本発明の堆積膜形成方法で作製される電子写真
用感光体の層構成の例をいくつか示す模式図である。

【図７】本発明の堆積膜形成方法において、高周波電源
より周期的に出力される電力の変化パターンの例をいく
つか示すパターン図である。

【図８】従来の堆積膜形成方法で使用される堆積膜形成
装置の１例を示す模式的縦断面図である。

【符号の説明】

１０１、２０１、３０１、４０１、５０１、８０１
堆積室１０２、２０２、３０２、４０２、５０２、８０２
円筒状導電性基体１０３、３０３、４０３、５０３、８０３補助
基体１０４、３０４、４０４、５０４、８０４補助
基体１０５、３０５、４０５、５０５、８０５加熱
用ヒーター１０６、２０６、３０６、４０６、５０６、８０６
原料ガス導入口１０７、３０７、４０７、５０７、８０７原料
ガス導入バルブ１０８、３０８、４０８、５０８、８０８排気
口１０９、３０９、４０９、５０９、８０９メイ
ンバルブ１１０、３１０、４１０、５１０絶縁リング１１１、２１１、３１１、４１１、５１１、８１１
高周波電極１１２、２１２、３１２、４１２、５１２高周
波電極１２１、２２１、３２１、４２１、５２１、８２１
整合回路１２２、２２２、３２２、４２２、５２２整合
回路１３１、３３１、４３１、５３１、８３１高周
波電源１３２、３３２、４３２、５３２高周波電源３３３、４３３、４３４高周波電源１４１、３４１、４４１、５４１位相制御装置６００電子写真用感光体６０１基体６０２光導電層６０３表面層６０４電荷注入阻止層６０５電荷発生層６０６電荷輸送層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】排気手段と原料ガス導入手段を備えた真
空気密が可能な堆積室内に円筒状導電性基体を配置し、
該円筒状導電性基体を外包しかつ該基体と同心円状に配
置された円筒状の高周波電極に高周波電力を印加して該
高周波電極と該円筒状導電性基体の間で放電を生じさ
せ、堆積室内に導入された原料ガスをその放電によって
分解することにより、該円筒状導電性基体上に堆積膜を
形成する堆積膜形成方法において、前記円筒状の高周波
電極を複数配置し、該高周波電極のそれぞれに対して交
互に高周波電力を印加しながら放電を生じさせることを
特徴とする堆積膜形成方法。
【請求項２】前記高周波電力の発振周波数が２０ＭＨ
ｚ〜４５０ＭＨｚである請求項１記載の堆積膜形成方
法。
【請求項３】前記高周波電力の発振周波数が５０ＭＨ
ｚ〜４５０ＭＨｚである請求項１記載の堆積膜形成方
法。
【請求項４】前記複数の高周波電極に交互に印加する
高周波電力の周期が０．１〜１００ｋＨｚである請求項
１ないし３のいずれかに記載の堆積膜形成方法。
【請求項５】前記複数の円筒状の高周波電極を、前記
円筒性導電性基体の軸方向に配置する請求項１ないし４
のいずれかに記載の堆積膜形成方法。
【請求項６】前記円筒状導電性基体を静止させて堆積
膜形成を行う請求項１ないし５のいずれかに記載の堆積
膜形成方法。
【請求項７】前記円筒状導電性基体を、前記円筒状導
電性基体の円周方向に回転させながら堆積膜形成を行う
請求項１ないし５のいずれかに記載の堆積膜形成方法。
【請求項８】前記円筒状導電性基体を、該導電体の軸
方向に複数積み重ねて堆積室内に配置する請求項１ない
し７のいずれか記載の堆積膜形成方法。
【請求項９】高周波電力の印加を、前記円筒状導電性
基体の軸に対して対称の位置にある複数箇所から行う請
求項１ないし９のいずれかに記載の堆積膜形成方法。
【請求項１０】前記高周波電力を正弦波状に周期的に
変化させて印加する請求項１ないし９のいずれかに記載
の堆積膜形成方法。
【請求項１１】前記高周波電力を三角波状に周期的に
変化させて印加することを請求項１ないし９のいずれか
に記載の堆積膜形成方法。
【請求項１２】前記高周波電力を矩形波状に周期的に
変化させて印加することを請求項１ないし９のいずれか
に記載の堆積膜形成方法。
【請求項１３】請求項１ないし１２のいずれかに記載
の方法によって導電性基体上に堆積膜を形成して得られ
る電子写真感光体。