JPH09209157A - プラズマｃｖｄ法による堆積膜形成装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】複数の原料ガス放出孔を有する原料ガス導入管
と円筒状支持体とのバランスをとり、膜厚および膜質が
均一な堆積膜を形成するプラズマＣＶＤ法による堆積膜
量産装置および方法を提供する。 【解決手段】真空気密可能な反応容器内に円筒状支持体
を設置し、複数の原料ガス放出孔を有する堆積膜形成用
原料ガス導入管により原料ガスを導入すると共に、放電
エネルギー印加して堆積膜を形成する堆積膜形成装置及
び方法において、前記設置された円筒状支持体の長手方
向の距離に対する、前記原料ガス導入管の原料ガス放出
孔の上端から下端までの原料ガス放出領域の距離、また
は、前記原料ガス導入管の上端の原料ガス放出から前記
円筒状支持体の上端あるいは下端までの距離の関係を、
それぞれ所定の範囲に設定して前記円筒状反応容器内の
放電とガス流量の安定化を図り、堆積膜を形成するよう
にしたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマＣＶＤ法
により、支持体上に機能性堆積膜、特に電子写真用感光
体、光起電力デバイス、画像入力用ラインセンサー、撮
像デバイス、ＴＦＴ等の半導体素子として好適に利用で
きる、結晶質、または非単結晶質半導体を連続的に形成
する改良された堆積膜形成装置および方法に関するもの
である。特に、電子写真感光体のような大面積の堆積膜
を形成するための装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体デバイス、電子写真用感光
体、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、その他各種エレクトロニクス素子、光学素
子等に用いる素子部材として、アモルファスシリコン、
例えば水素または／及びハロゲン（例えばフッ素、塩素
等）で補償されたアモルファスシリコン［以下、Ａ−Ｓ
ｉ（Ｈ，Ｘ）と略記する］のような非単結晶質の堆積膜
またはダイヤモンド薄膜のような結晶質の堆積膜が提案
され、その中のいくつかは実用に付されている。そし
て、こうした堆積膜は、プラズマＣＶＤ法、すなわち、
原料ガスを直流またわ高周波、あるいはマイクロ波によ
るグロー放電によって分解し、ガラス、石英、耐熱性合
成樹脂フイルム、ステンレス、アルミニウムなどの支持
体上に堆積膜を形成する方法により形成され、そのため
の装置も各種提案されている。

【０００３】例えば、図２は高周波プラズマＣＶＤ法
（以後「ＰＣＶＤ」と略記する）による電子写真用感光
体の製造装置の一例を示す模式的な構成図である。図２
に示す製造装置の構成は以下の通りである。この装置は
大別すると、堆積装置（２１００）、原料ガスの供給装
置（２２００）、反応容器（２１１１）内を減圧にする
ための排気装置（図示せず）から構成されている。堆積
装置（２１００）中の反応容器（２１１１）内には円筒
状支持体（２１１２）、支持体加熱用ヒーター（２１１
３）、原料ガス導入管（２１１４）が設置され、更に高
周波マッチングボックス（２１１５）が接続されてい
る。原料ガス供給装置（２２００）は、ＳｉＨ4、Ｇｅ
Ｈ4、Ｈ2，ＣＨ4、Ｂ2Ｈ6、ＰＨ3等の原料ガスのボンベ
（２２２１〜２２２６）とバルブ（２２３１〜２２３
６，２２４１〜２２４６，２２５１〜２２５６）および
マスフローコントローラー（２２１１〜２２１６）から
構成され、各原料ガスのボンベはバルブ（２２６０）を
介して反応容器（２１１１）内のガス導入管（２１１
４）に接続されている。

【０００４】こうした従来の堆積膜形成装置を用いた堆
積膜の形成は、例えば以下のように行なわれる。まず、
反応容器（２１１１）内に円筒状支持体（２１１２）を
設置し、不図示の排気装置（例えば真空ポンプ）により
反応容器（２１１１）内を排気する。続いて、支持体加
熱用ヒーター（２１１３）により円筒状支持体（２１１
２）の温度を２０℃乃至４５０℃の所定の温度に制御す
る。堆積膜形成用の原料ガスを反応容器（２１１１）に
流入させるには、ガスボンベのバルブ（２２３１〜２２
３７）、反応容器のリークバルブ（２１１７）が閉じら
れていることを確認し、又、流入バルブ（２２４１〜２
２４６）、流出バルブ（２２５１〜２２５６）、補助バ
ルブ（２２６０）が開かれていることを確認して、まず
メインバルブ（２１１８）を開いて反応容器（２１１
１）およびガス配管内（２１１６）を排気する。次に真
空計（２１１９）の読みが約５×１０^-6Ｔｏｒｒになっ
た時点で補助バルブ（２２６０）、流出バルブ（２２５
１〜２２５６）を閉じる。その後、ガスボンベ（２２２
１〜２２２６）より各ガスをバルブ（２２３１〜２２３
６）を開いて導入し、圧力調整器（２２６１〜２２６
６）により各ガス圧を２ｋｇ ／ｃｍ² に調整する。
次に、流入バルブ（２２４１〜２２４６）を除々に開け
て、各ガスをマスフローコントローラー（２２１１〜２
２１６）内に導入する。以上のようにして成膜の準備が
完了した後、以下の手順で各層の形成を行う。円筒状支
持体（２１１２）が所定の温度になったところで流出バ
ルブ（２２５１〜２２５６）のうちの必要なものおよび
補助バルブ（２２６０）を除々に開き、ガスボンベ（２
２２１〜２２２６）から所定のガスをガス導入管（２１
１４）を介して反応容器（２１１１）内に導入する。次
にマスフローコントローラー（２２１１〜２２１６）に
よって各原料ガスが所定の流量になるように調整する。
その際、反応容器（２１１１）内の圧力が１Ｔｏｒｒ以
下の所定の圧力になるように真空計（２１１９）を見な
がらメインバルブ（２１１８）の開口を調整する。内圧
が安定したところで、周波数１３．５６ＭＨｚの高周波
電源（不図示）を所望の電力に設定して、高周波マッチ
ングボックス（２１１５）を通じて反応容器（２１１
１）内に高周波電力を導入し、グロー放電を生起させ
る。この放電エネルギーによって反応容器内に導入２４
された原料ガスが分解され、円筒状支持体（２１１２）
上に所定のシリコンを主成分とする堆積膜が形成される
ところとなる。所望の膜厚の形成が行われた後、高周波
電力の供給を止め、流出バルブを閉じて反応容器へのガ
スの流入を止め、堆積膜の形成を終える。同様の操作を
複数回繰り返すことによって、所望の多層構造の光受容
層を形成することができる。それぞれの層を形成する際
には必要なガス以外の流出バルブはすべて閉じられてい
ることは言うまでもなく、また、それぞれのガスが反応
容器（２１１１）内、流出バルブ（２２５１〜２２５
６）から反応容器（２１１１）に至る配管内に残留する
ことを避けるために、流出バルブ（２２５１〜２２５
６）を閉じ、補助バルブ（２２６０）を開き、さらにメ
インバルブ（２１１８）を全開にして系内を一旦高真空
に排気する操作を必要に応じて行う。

【０００５】このようにして、電子写真用感光体のよう
な大面積を有する堆積膜を形成する場合、膜厚、膜質の
均一化が必要であり、そのための装置構成も各種提案さ
れている。例えば、特開昭５８−３０１２５号公報によ
れば、原料ガス導入に、円筒状電極とは独立した、ガス導
入用ガス管を用い、該ガス管に設けたガス放出孔の断面
積と間隔を円筒形支持体の長手方向で変化させ、原料ガ
スを均一に放出することにより、膜厚および電子写真用
感光体として使用する場合の画像ムラを改善する技術が
開示されている。特開昭５８−３２４１３号公報によれ
ば、ガス導入手段兼用の円筒状電極においても、ガス導
入用ガス管を使用した場合においても、ガス放出孔の向
きを原料ガスが一定方向に回転する様に設定することに
より、膜厚の均一性を改善する技術が開示されている。
特開昭６２−２１８５７３号公報によれば、ガス導入管
の上部及び下部を分岐管により接続することにより、支
持体を回転させなくても膜厚、膜質の均一性を改善する
技術が開示されている。特開昭６３−４７９号公報によ
れば、ガス導入管のガス放出孔と円筒状支持体との角度
と、円筒状電極の内径、円筒状支持体の内径との関係を
規定することにより、支持体を回転させなくても膜厚、
膜質の均一性を改善する技術が開示されている。特開昭
６３−７３７３号公報によれば、ガス導入管を用い、ガ
ス導入管の断面積、ガス放出孔の断面積と数の関係を規
定することにより、円筒状支持体を回転させずに、形成
される堆積膜の膜厚及び膜質を均一にする技術が開示さ
れている。これらの技術により電子写真用感光体の膜厚
や膜質の均一性が向上し、それに伴って歩留も向上して
きた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
装置で作成された電子写真用感光体は、膜厚、膜質が均
一化され歩留の面で改善されてきたが、総合的な特性向
上を図る上でさらに改良される余地が存在するのが実情
である。特に、電子写真装置の高画質、高速化、高耐久
化は急速に進んでおり、電子写真用感光体においては電
気的特性や光導電特性の更なる向上とともに、帯電能、
感度を維持しつつあらゆる環境下で大幅に性能を延ばす
ことが求められている。そして、電子写真装置の画像特
性向上のために電子写真装置内の光学露光装置、現像装
置、転写装置等の改良がなされた結果、電子写真用感光
体においても従来以上の画像特性の向上が求められるよ
うになった。このような状況下において、前述した従来
技術により上記課題についてある程度の膜厚、膜質の均
一化が可能になってはきたが、更なる画像品質の向上に
関しては未だ充分とはいえない。特にアモルファスシリ
コン系感光体の更なる高画質化への課題として、更に、
均一な膜を得ることとともに、微小な画像欠陥の発生を
抑制することが挙げられる。そのためには、反応空間内
のガスの流量、速度のバランスをとることが必要であ
る。

【０００７】そこで、本発明は、上記従来のものにおけ
る課題を解決するため、複数の原料ガス放出孔を有する
原料ガス導入管と円筒状支持体とのバランスをとり、膜
厚および膜質が均一な堆積膜を定常的に形成し、かつ、
画像欠陥を激減しうるプラズマＣＶＤ法による堆積膜形
成装置および方法を提供することを目的とするものであ
る。

【０００８】また、本発明は、形成される膜の諸物性、
成膜速度、再現性の向上、膜の生産性を向上し、量産化
を行う場合その歩留まりを飛躍的に向上させることが可
能なプラズマＣＶＤ法による堆積膜量産装置およびを方
法を提供することを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、プラズマＣＶＤ法による堆積膜形成装置
および方法をつぎのように構成したものである。すなわ
ち、本発明の堆積膜形成装置は、上壁、電極を兼ねる円
筒状反応容器及び底壁で密封形成されてなる反応空間
と、該反応空間内に円筒状支持体を設置する手段と、該
円筒状支持体の同軸外周上に該円筒状支持体の長手方向
に沿って設けられた複数の原料ガス放出孔を有する堆積
膜形成用原料ガス導入管と、該原料ガスを励起させて励
起種化するための放電エネルギー印加手段と、前記反応
室内を排気する手段とからなるプラズマＣＶＤ法による
堆積膜形成装置において、前記設置された円筒状支持体
の長手方向の距離に対する、前記原料ガス導入管の原料
ガス放出孔の上端から下端までの原料ガス放出領域の距
離、または、前記原料ガス導入管の上端の原料ガス放出
から前記円筒状支持体の上端あるいは下端までの距離の
関係を、それぞれ所定の範囲に設定して前記円筒状反応
容器内の放電とガス流量の安定化を図り、高画質化への
対応が可能な均一性と画像欠陥の少ない光受容部材を形
成したことを特徴としている。また、本発明の堆積膜形
成方法は、真空気密可能な反応容器内に円筒状支持体を
設置し、該円筒状支持体の同軸外周上に該円筒状支持体
の長手方向に沿って設けられた複数の原料ガス放出孔を
有する堆積膜形成用原料ガス導入管により原料ガスを導
入すると共に、該原料ガスを放電エネルギー印加手段に
よって励起させ前記円筒状支持体上に堆積膜を形成する
堆積膜形成方法において、前記設置された円筒状支持体
の長手方向の距離に対する、前記原料ガス導入管の原料
ガス放出孔の上端から下端までの原料ガス放出領域の距
離、または、前記原料ガス導入管の上端の原料ガス放出
から前記円筒状支持体の上端あるいは下端までの距離の
関係を、それぞれ所定の範囲に設定して前記円筒状反応
容器内の放電とガス流量の安定化を図り、高画質化への
対応が可能な均一性と画像欠陥の少ない光受容部材を形
成するようにしたことを特徴としている。本発明におけ
る堆積膜形成装置および方法においては、前記原料ガス
導入管の原料ガス放出孔の上端から下端までの原料ガス
放出領域をＧ、前記設置された円筒状支持体の長手方向
の距離をＬとする時、前記Ｇと前記Ｌとの関係を１．１
≦Ｇ／Ｌ≦２．５とすることにより、上記した本発明の
目的をより最適に達成することが可能となる。また、本
発明における堆積膜形成装置および方法においては、前
記原料ガス導入管の上端の原料ガス放出孔と前記設置さ
れた円筒状支持体の上端との距離をＧ−ｕ、前記設置さ
れた円筒状支持体の長手方向の距離をＬとする時、前記
Ｇ−ｕと前記Ｌとの関係を０．０２≦Ｇ−ｕ／Ｌ≦１．
１４とすることにより、上記した本発明の目的をより最
適に達成することが可能となる。また、本発明における
堆積膜形成装置および方法においては、前記原料ガス導
入管の下端の原料ガス放出孔と前記設置された円筒状支
持体の下端との距離をＧ−ｓ、前記設置された円筒状支
持体の長手方向の距離をＬとする時、前記Ｇ-ｓと前記
Ｌとの関係を０．０２≦Ｇ−ｓ／Ｌ≦１．１４とするこ
とにより、上記した本発明の目的をより最適に達成する
ことが可能となる。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明は、上記構成により上記し
た発明の課題を達成することができるものであるが、そ
れは、本発明者らの、複数の原料ガス放出孔を有する原
料ガス導入管と円筒状支持体とのバランスをとって、円
筒状反応容器内の放電とガス流量の安定化を図る上にお
いて、前記設置された円筒状支持体の長手方向の距離に
対する、前記原料ガス導入管の原料ガス放出孔の上端か
ら下端までの原料ガス放出領域の距離、または、前記原
料ガス導入管の上端の原料ガス放出から前記円筒状支持
体の上端あるいは下端までの距離の関係が大きく影響す
るという知見に基づくものである。以下、図に基づいて
本発明の内容を説明する。図１は、本発明の原料ガス導
入管と円筒状支持体において、前記原料ガス放出領域
Ｇ、円筒状支持体の長手方向の長さＬ、上端の原料ガス
放出孔と円筒状支持体の上端との距離Ｇ-ｕ、下端の原
料ガス放出孔と円筒状支持体の下端との距離Ｇ-ｓとの
関係を表した模式的説明図である。従来装置において
は、ガス導入管が支持体に対して長手方向で平行に設置
されていたが、排気が下部からの為、反応空間内のガス
量が上下で不均一となり円筒状支持体の長手方向での膜
厚、及び膜質がバラつきが生じてしまうという問題があ
る。こうした問題を解決する為、ガス導入管に設けるガ
ス放出孔の分布やガス放出方向の調整等を行ない、ある
程度改善されたものの、まだ不十分である。本発明のプ
ラズマＣＶＤ法による堆積膜形成装置においては、これ
らの関係を一定の範囲に設定する事により円筒状支持体
へ堆積膜の膜厚、膜質の均一化が図られることになる。

【００１１】本発明において使用される支持体として
は、導電性でも電気絶縁性であってもよい。導電性支持
体としては、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ａｕ、Ｉｎ、Ｎｂ、Ｔ
ｅ、Ｖ、Ｔｉ、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支持体の少
なくとも光受容層を形成する側の表面を導電処理した支
持体も用いることができる。本発明に於いて使用される
支持体の形状は平滑表面あるいは凹凸表面の円筒状また
は板状無端ベルト状であることができ、その厚さは、所
望通りの電子写真用感光体を形成し得るように適宜決定
するが、電子写真用感光体としての可撓性が要求される
場合には、支持体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、支
持体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１０μｍ以上とされる。特に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、いわゆる干渉縞模様による画像不良をよ
り効果的に解消するために、支持体の表面に凹凸を設け
てもよい。支持体の表面に設けられる凹凸は、特開昭６
０−１６８１５６号公報、同６０−１７８４５７号公
報、同６０−２２５８５４号公報等に記載された公知の
方法により作成される。

【００１２】また、レーザー光などの可干渉光を用いた
場合の干渉縞模様による画像不良をより効果的に解消す
る別の方法として、支持体の表面に複数の球状痕跡窪み
による凹凸形状を設けてもよい。即ち、支持体の表面が
電子写真用感光体に要求される解像力よりも微少な凹凸
を有し、しかも該凹凸は、複数の球状痕跡窪みによるも
のである。支持体の表面に設けられる複数の球状痕跡窪
みによる凹凸は、特開昭６１−２３１５６１号公報に記
載された公知の方法により作成される。本発明の装置を
用いて、グロー放電法によって堆積膜を形成するには、
基本的にはシリコン原子（Ｓｉ）を供給し得るＳｉ供給
用の原料ガスと、水素原子（Ｈ）を供給し得るＨ供給用
の原料ガスまたは／及びハロゲン原子（Ｘ）を供給し得
るＸ供給用の原料ガスを、反応容器内に所望のガス状態
で導入して、該反応容器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てある所定の支持体上に
ａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘからなる層を形成すればよい。

【００１３】本発明において使用されるＳｉ供給用ガス
となり得る物質としては、ＳｉＨ4、Ｓｉ2Ｈ6、Ｓｉ3Ｈ
8、Ｓｉ4Ｈ10等のガス状態の、またはガス化し得る水素
化珪素（シラン類）が有効に使用されるものとして挙げ
られ、更に層作成時の取り扱い易さ、Ｓｉ供給効率の良
さ等の点でＳｉＨ4、Ｓｉ2Ｈ6が好ましいものとして挙げ
られる。そして、形成される堆積膜中に水素原子を構造的
に導入し、水素原子の導入割合の制御をいっそう容易に
なるようにはかり、本発明の目的を達成する膜特性を得
るために、これらのガスに更にＨ2および／またはＨｅあ
るいは水素原子を含む珪素化合物のガスも所望量混合し
て層形成することが必要である。また、各ガスは単独種
のみでなく所定の混合比で複数種混合しても差し支えな
いものである。また本発明において使用されるハロゲン
原子供給用の原料ガスとして有効なのは、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の
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、さらにはシリコン原子とハロゲン原子とを構
成要素とするガス状のまたはガス化し得る、ハロゲン原
子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。本発明に於て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、Ｃ
ｌＦ、ＣｌＦ3、ＢｒＦ3、ＢｒＦ5、ＩＦ3、ＩＦ7等のハロゲ
ン間化合物を挙げることができる。ハロゲン原子を含む
珪素化合物、いわゆるハロゲン原子で置換されたシラン
誘導体としては、具体的には、たとえばＳｉＦ4、Ｓｉ2Ｆ6
等の弗化珪素が好ましいものとして挙げることができ
る。

【００１４】堆積膜中に含有される水素原子または／及
びハロゲン原子の量を制御するには、例えば支持体の温
度、水素原子または／及び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反応容器内へ導入する量、放
電電力等を制御すればよい。本発明においては、堆積膜
には必要に応じて伝導性を制御する原子を含有させるこ
とが好ましい。伝導性を制御する原子は、堆積膜中に万
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。前記伝導性を制御する原子としては、
半導体分野における、いわゆる不純物を挙げることがで
き、ｐ型伝導特性を与える周期律表第IIIｂ族に属する
原子（以後「第IIIｂ族原子」と略記する）またはｎ型
伝導特性を与える周期律表第Ｖｂ族に属する原子（以後
「第Ｖｂ族原子」と略記する）を用いることができる。
第IIIｂ族原子としては、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Ｖｂ族原子としては、具体的には
燐（Ｐ）、砒素（Ａｓ）アンチモン（Ｓｂ）、ビスマス
（Ｂｉ）等があり、特にＰ、Ａｓが好適である。堆積膜
に含有される伝導性を制御する原子の含有量としては、
好ましくは１×１０^-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とされるのが望まし
い。伝導性を制御する原子、たとえば、第IIIｂ族原子
あるいは第Ｖｂ族原子を構造的に導入するには、層形成
の際に、第IIIｂ族原子導入用の原料物質あるいは第Ｖ
ｂ族原子導入用の原料物質をガス状態で反応容器中に、
堆積膜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。

【００１５】第IIIｂ族原子導入用の原料物質あるいは
第Ｖｂ族原子導入用の原料物質となり得るものとして
は、常温常圧でガス状のまたは、少なくとも層形成条件
下で容易にガス化し得るものが採用されるのが望まし
い。そのような第IIIｂ族原子導入用の原料物質として
具体的には、硼素原子導入用としては、Ｂ2Ｈ6、Ｂ4Ｈ1
0、Ｂ5Ｈ9、Ｂ5Ｈ11、Ｂ6Ｈ10、Ｂ6Ｈ12、Ｂ6Ｈ14等の水素
化硼素、ＢＦ3、ＢＣｌ3、ＢＢｒ3等のハロゲン化硼素等が
挙げられる。この他、ＡｌＣｌ3、ＧａＣｌ3、Ｇａ（ＣＨ3)
3、ＩｎＣｌ3、ＴｌＣｌ3等も挙げることができる。第Ｖ
ｂ族原子導入用の原料物質として有効に使用されるの
は、燐原子導入用としては、ＰＨ3、Ｐ2Ｈ4等の水素化
燐、ＰＨ4Ｉ、ＰＦ3、ＰＦ5、ＰＣｌ3、ＰＣｌ5、ＰＢｒ
3、ＰＢｒ5、ＰＩ3等のハロゲン化燐が挙げられる。この
他、ＡｓＨ3、ＡｓＦ3、ＡｓＣｌ3、ＡｓＢｒ3、ＡｓＦ5、
ＳｂＨ3、ＳｂＦ3、ＳｂＦ5、ＳｂＣｌ3、ＳｂＣｌ5、
ＢｉＨ3、ＢｉＣｌ3、ＢｉＢｒ3等も第Ｖｂ族原子導入
用の出発物質の有効なものとして挙げることができる。
また、これらの伝導性を制御する原子導入用の原料物質
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。本発明の目的を達成し、所望の膜特性を
有する堆積膜を形成するには、Ｓｉ供給用のガスと希釈
ガスとの混合比、反応容器内のガス圧、放電電力ならび
に支持体温度を適宜設定することが必要である。

【００１６】希釈ガスとして使用するＨ2および／また
はＨｅの流量は、層設計にしたがって適宜最範囲が選択
されるが、Ｓｉ供給用ガスに対しＨ2および／またはＨ
ｅを、通常の場合３〜２０倍、好ましくは４〜１５倍、
最適には５〜１０倍の範囲に制御することが望ましい。
反応容器内のガス圧も同様に層設計にしたがって適宜最
適範囲が選択されるが、通常の場合１×１０^-4〜１０Ｔ
ｏｒｒ、好ましくは５×１０^-4〜５Ｔｏｒｒ、最適には
１×１０^-3〜１Ｔｏｒｒとするのが好ましい。放電電力
もまた同様に層設計にしたがって適宜最適範囲が選択さ
れるが、Ｓｉ供給用のガスの流量に対する放電電力を、
通常の場合２〜７倍、好ましくは２．５〜６倍、最適に
は３〜５倍の範囲に設定することが望ましい。さらに、
支持体の温度は、層設計にしたがって適宜最適範囲が選
択されるが、通常の場合２００〜３５０℃とするのが望
ましい。本発明においては、堆積膜を形成するための支
持体温度、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、これらの条件は通常は独立的に別々
に決められるものではなく、書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且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。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の装置について、実験例および
実施例により更に詳しく説明するが、本発明はこれらに
より限定されるものではない。 ［実験例１］長さ３５８ｍｍ 、外径φ１０８ｍｍの鏡
面加工を施したＡｌ製シリンダー（円筒状支持体）を用
い、原料ガス放出管の原料ガス放出領域Ｇを変化させ、
図２に示した装置を用いて該支持体上に図３に示す層構
成の光受容層を表１に示す作製条件により形成した。但
し、Ｇの変化方法としては円筒状支持体を一定の位置に
固定した時に、円筒状支持体の上下方向に均等に変化さ
せた。

【００１８】

【表１】 作製した電子写真用感光体の膜厚ムラ、母線ムラについ
て評価した。その結果を表２に示す。

【００１９】

【表２】 なお、評価方法は以下のとうりである。 『 膜厚ムラ』 電子写真用感光体の長手方向に添って堆
積膜の膜厚を測定し、膜厚の平均値のばらつきが、３％
以内のものを◎、５％以内のものを○、５％を越えるも
のを△とした３段階評価を行った。 『母線ムラ』電子写真装置（キヤノン製ＮＰ６１５０を
テスト用に改造）に、作製した電子写真感光体をセット
し、一か所の基準箇所を設け電子写真感光体の長手方向
で帯電電位を測定し、その帯電電位のばらつきが３％以
内のものを◎、５％以内のものを○、５％を越えるもの
を△とした３段階評価を行った。 『ガス利用効率』使用量に対してのガス利用効率が１５
％以上を◎、１０〜１５％を○、５％以下を△とした３
段階評価を行った。 『総合評価』上記２項目の評価とガス利用効率を組み合
わした、総合評価を行った。◎は非常に優れている。○
良好。△実用上問題ないがやや悪いの３段階評価を行っ
た。表２より１．１≦Ｇ／Ｌ≦２．５の範囲で良好な結
果が得られた。

【００２０】［実験例２］実験例１に示す、Ａｌ製シリ
ンダー（円筒状支持体）を用い、実験例１と同様の装置
にて、同様の層構成の光受容層を形成した。本実験例で
は、原料ガス導入管の原料ガス放出孔の下端から円筒状
支持体の下端までの距離Ｇ−ｓと円筒状支持体の長さＬ
の関係をＧ−ｓ／Ｌ＝０．０５とした時に原料ガス導入
管の原料ガス放出孔の上端と円筒状支持隊の上端の距離
Ｇ−ｕと円筒状支持体の長さＬの関係を表３に示す様に
変化させその後実験例１と同様の評価を行った。その結
果を同様に表３に示す。

【００２１】

【表３】 なお、欠陥の評価方法は以下のとうりである。 『欠陥』光学顕微鏡を用いて５０倍の倍率で９ｃｍ²の
範囲で電子写真用感光体の表面を観察し、大きさ、及び個
数にて評価を行った。２０μｍ以上の欠陥が２０個未満
で且つ４０μｍ以上の欠陥が無いものを◎、２０μｍ以
上の欠陥を２０個以上あるが、４０μｍ以上の欠陥が無
いものを○、２０μｍ以上の欠陥が２０個以上あり、４
０μｍ以上の欠陥があるものを△、と３段階評価を行っ
た。 『総合評価』上記３項目の評価について総合評価を行っ
た。◎は非常に優れている。○良好。△実用上問題ない
がやや悪いの３段階評価を行った。表３より０．０２≦
Ｇ−ｕ／Ｌ≦1.14の範囲において良好な結果が得られ
た。

【００２２】［実験例3]実験例１に示す、Ａｌ製シリン
ダー（円筒状支持体）を用い、実験例1と同様の装置に
て、同様の層構成の光受容層を形成した。本実験例で
は、原料ガス導入管の原料ガス放出孔の下端から円筒状
支持体の上端までの距離Ｇ−ｕと円筒状支持体の長さＬ
の関係をＧ−ｕ／Ｌ＝０．０５とした時に原料ガス導入
管の原料ガス放出孔の下端と円筒状支持体の下端の距離
Ｇ−ｓと円筒状支持体の長さＬの関係を表４に示す様に
変化させその後、実験例１と同様の評価を行った。その
結果を同様に表４に示す。

【００２３】

【表４】 『総合評価』は上記２項目の評価とガス利用効率を組み
合わした、総合評価を行った。◎は非常に優れている。
○良好。△実用上問題ないがやや悪いの３段階評価を行
った。

【００２４】表４より０．０２≦Ｇ−ｓ／Ｌ≦１.１４
の範囲において良好な結果が得られた。

【００２５】［実施例１］長さ３５８ｍｍ、外径φ１０
８ｍｍの鏡面加工を施したＡｌ製シリンダー（円筒状支
持体）を用い、図２に示した装置を用いて該支持体上に
図３に示す光受容層を表１に示す作製条件により形成し
た。この時、原料ガス導入管として、表５に示す条件の
各原料ガス放出管を使用した際の結果を表６に示す。

【００２６】

【表５】 作製した電子写真感光体について膜厚ムラ、母線ムラ、
帯電電位、欠陥について評価した。これらの結果を表６
に示す。なお帯電電位、及び欠陥の評価方法としては以
下の通りである。『帯電電位』の評価方法としては通常
のプロセススピードで同一の帯電電圧を与えたときに現
像位置で得られる感光体の表面電位を測定した時一定の
規格電位を100％とした時の相対値で示す。『欠陥』光
学顕微鏡を用いて５０倍の倍率で９ｃｍ²の範囲で電子
写真用感光体の表面を観察し、大きさ、及び個数にて評
価を行った。２０μｍ以上の欠陥が２０個未満で且つ４
０μｍ以上の欠陥が無いものを◎、２０μｍ以上の欠陥
が２０個以上あるが、４０μｍ以上の欠陥が無いものを
○、２０μｍ以上の欠陥が２０個以上あり、４０μｍ以
上の欠陥があるものを△、と３段階評価を行った。

【００２７】

【表６】 表６から明らかな様に一定の範囲に設定された原料ガス
放出管を用いれば良好な結果が得られた。また予期せぬ
効果として帯電電位が見られた。

【００２８】［実施例２］長さ３５８ｍｍ、外径φ１０
８ｍｍの鏡面加工を施したＡｌ製シリンダー（円筒状支
持体）を長手方向（上下方向）に２段に積み重ねた、図
５に示す装置を用い表7に示す条件にて図３に示す層構
成の光受容層を形成した。

【００２９】

【表７】 作製した電子写真感光体について実施例１と同様の評価
をした結果を表８に示す。

【００３０】

【表８】 表８から明らかな様にＡｌ製シリンダー（円筒状支持
体）の長さが変化しても、一定の範囲に設定された原料
ガス放出管を用いれば良好な結果が得られた。

【００３１】［実施例３]実施例１同様のＡｌ製シリン
ダー（円筒状支持体）と装置を用い表９に示す条件にて
該支持体上に図４に示す光受容層を形成した。この時、
原料ガス導入管として、実施例１で使用したＴｙｐｅ
（２）の原料ガス導入管を使用した。

【００３２】

【表９】 作製した電子写真感光体について実施例1と同様の方法
にて評価した。これらの結果を表１０に示す。

【００３３】

【表１０】 表１０より明らかな様に層構成の異なった光受容体にお
いても良好な結果が得られた。

【００３４】［実施例４］実施例３と同様のＡｌ製シリ
ンダー（円筒状支持体）を用い、表１１に示す条件によ
り、図２に示す装置の高周波電源をＶＨＦ（図示せず）
に交換した装置を用いて図３に示す層構成の光受容層を
作製した。この様にして作製した光受容層も同様に良好
な結果を示した。

【００３５】

【表１１】

【００３６】

【発明の効果】本発明は、以上の構成により複数の原料
ガス放出孔を有する原料ガス導入管と円筒状支持体との
バランスをとって、円筒状反応容器内の放電とガス流量
の安定化を図ることが可能となり、膜質を均一にするこ
とができると共に、画像欠陥の発生を激減し、量産を行
う場合において、歩留を飛躍的に向上することができ
る。また、本発明によると、形成される膜の諸物性、成
膜速度、再現性の向上、膜の生産性を向上させることが
可能となり、量産化を行う場合その歩留まりを飛躍的に
向上させることが可能なプラズマＣＶＤ法による堆積膜
量産装置およびを方法を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図1は、本発明の原料ガス導入管と円筒状支持
体において、前記原料ガス放出領域Ｇ、円筒状支持体の
長手方向の長さＬ、上端の原料ガス放出孔と円筒状支持
体の上端との距離Ｇ−ｕ、下端の原料ガス放出孔と円筒
状支持体の下端との距離Ｇ−ｓとの関係を表した模式的
説明図である。

【図２】本発明の電子写真用光受容部材の光受容層を形
成するための装置の一例で、高周波を用いたグロー放電
法による電子写真用光受容部材の製造装置の模式的説明
図である。

【図３】本発明の電子写真用光受容部材の光受容層を形
成するための装置の一例プラズマＣＶＤ法による堆積膜
形成装置における、電極を兼ねる円筒状反応容器、円筒
状支持体を含む対向電極、を示す模式的説明図である。

【符号の説明】

２１１０，５１１０：堆積装置 ２１１１，５１１１：反応容器 ２１１２，５１１２：円筒状支持体 ２１１３，５１１３：支持体加熱用ヒーター ２１１４，５１１４：原料ガス導入管 ２１１５，５１１５：マッチングボックス ２１１６，５１１６：原料ガス配管 ２１１７，５１１７：反応容器リークバルブ ２１１８，５１１８：メイン排気バルブ ２１１９，５１１９：真空計 ２２００，５２２０：原料ガス供給装置 ２２１１〜２２１６、５２１１〜５２１６：マスフロー
コントローラー ２２２１〜２２２６、５２２１〜５２２６：原料ガスボ
ンベ ２２３１〜２２３６、５２３１〜５２３６：原料ガスボ
ンベバルブ ２２４１〜２２４６、５２４１〜５２４６：ガス流入バ
ルブ ２２５１〜２２５６、５２５１〜５２５６：ガス流出バ
ルブ ２２６１〜２２６６、５２２１〜５２６６：圧力調整器

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成８年４月２３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図１】図1は、本発明の原料ガス導入管と円筒状支持
体において、前記原料ガス放出領域Ｇ、円筒状支持体の
長手方向の長さＬ、上端の原料ガス放出孔と円筒状支持
体の上端との距離Ｇ−ｕ、下端の原料ガス放出孔と円筒
状支持体の下端との距離Ｇ−ｓとの関係を表した模式的
説明図である。

【図２】本発明の電子写真用光受容部材の光受容層を形
成するための装置の一例で、高周波を用いたグロー放電
法による電子写真用光受容部材の製造装置の模式的説明
図である。

【図３】本発明によって作製された光受容層の層構成を
示す図である。

【図４】本発明によって作製された光受容層の層構成を
示す図である。

【図５】本発明の電子写真用光受容部材の光受容層を形
成するための装置の一例プラズマＣＶＤ法による堆積膜
形成装置における、電極を兼ねる円筒状反応容器、円筒
状支持体を含む対向電極、を示す模式的説明図である。

【符号の説明】 ２１１０，５１１０：堆積装置 ２１１１，５１１１：反応容器 ２１１２，５１１２：円筒状支持体 ２１１３，５１１３：支持体加熱用ヒーター ２１１４，５１１４：原料ガス導入管 ２１１５，５１１５：マッチングボックス ２１１６，５１１６：原料ガス配管 ２１１７，５１１７：反応容器リークバルブ ２１１８，５１１８：メイン排気バルブ ２１１９，５１１９：真空計 ２２００，５２２０：原料ガス供給装置 ２２１１〜２２１６、５２１１〜５２１６：マスフロー
コントローラー ２２２１〜２２２６、５２２１〜５２２６：原料ガスボ
ンベ ２２３１〜２２３６、５２３１〜５２３６：原料ガスボ
ンベバルブ ２２４１〜２２４６、５２４１〜５２４６：ガス流入バ
ルブ ２２５１〜２２５６、５２５１〜５２５６：ガス流出バ
ルブ ２２６１〜２２６６、５２２１〜５２６６：圧力調整器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/31 Ｈ０１Ｌ 21/31 Ｃ 31/08 31/08 Ｑ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上壁、電極を兼ねる円筒状反応容器及び底
   壁で密封形成されてなる反応空間と、該反応空間内に円
   筒状支持体を設置する手段と、該円筒状支持体の同軸外
   周上に該円筒状支持体の長手方向に沿って設けられた複
   数の原料ガス放出孔を有する堆積膜形成用原料ガス導入
   管と、該原料ガスを励起させて励起種化するための放電
   エネルギー印加手段と、前記反応室内を排気する手段と
   からなるプラズマＣＶＤ法による堆積膜形成装置におい
   て、 前記設置された円筒状支持体の長手方向の距離に対す
   る、前記原料ガス導入管の原料ガス放出孔の上端から下
   端までの原料ガス放出領域の距離、または、前記原料ガ
   ス導入管の上端の原料ガス放出から前記円筒状支持体の
   上端あるいは下端までの距離の関係を、それぞれ所定の
   範囲に設定して前記円筒状反応容器内の放電とガス流量
   の安定化を図り、高画質化への対応が可能な均一性と画
   像欠陥の少ない光受容部材を形成したことを特徴とする
   堆積膜形成装置。
2. 【請求項２】前記原料ガス導入管の原料ガス放出孔の上
   端から下端までの原料ガス放出領域をＧ、前記設置され
   た円筒状支持体の長手方向の距離をＬとする時、前記Ｇ
   と前記Ｌとを下記式（１）を満足するように設定したこ
   とを特徴とする請求項１に記載の堆積膜形成装置。 １．１≦Ｇ／Ｌ≦２．５……（１）
3. 【請求項３】前記原料ガス導入管の上端の原料ガス放出
   孔と、前記設置された円筒状支持体の上端との距離をＧ
   −ｕ、前記設置された円筒状支持体の長手方向の距離を
   Ｌとする時、前記Ｇ−ｕと前記Ｌとを下記式（２）を満
   足するように設定したことを特徴とする請求項１に記載
   の堆積膜形成装置。 ０．０２≦Ｇ−ｕ／Ｌ≦１．１４……（２）
4. 【請求項４】前記原料ガス導入管の下端の原料ガス放出
   孔と前記設置された円筒状支持体の下端との距離をＧ−
   ｓ、前記設置された円筒状支持体の長手方向の距離をＬ
   とする時、前記Ｇ−ｓと前記Ｌとを下記式（３）を満足
   するように設定したことを特徴とする請求項１に記載の
   堆積膜形成装置。 ０．０２≦Ｇ−ｓ／Ｌ≦１．１４……（３）
5. 【請求項５】真空気密可能な反応容器内に円筒状支持体
   を設置し、該円筒状支持体の同軸外周上に該円筒状支持
   体の長手方向に沿って設けられた複数の原料ガス放出孔
   を有する堆積膜形成用原料ガス導入管により原料ガスを
   導入すると共に、該原料ガスを放電エネルギー印加手段
   によって励起させ前記円筒状支持体上に堆積膜を形成す
   る堆積膜形成方法において、 前記設置された円筒状支持体の長手方向の距離に対す
   る、前記原料ガス導入管の原料ガス放出孔の上端から下
   端までの原料ガス放出領域の距離、または、前記原料ガ
   ス導入管の上端の原料ガス放出から前記円筒状支持体の
   上端あるいは下端までの距離の関係を、それぞれ所定の
   範囲に設定して前記円筒状反応容器内の放電とガス流量
   の安定化を図り、高画質化への対応が可能な均一性と画
   像欠陥の少ない光受容部材を形成するようにしたことを
   特徴とする堆積膜形成方法。
6. 【請求項６】前記原料ガス導入管の原料ガス放出孔の上
   端から下端までの原料ガス放出領域をＧ、前記設置され
   た円筒状支持体の長手方向の距離をＬとする時、前記Ｇ
   と前記Ｌとを下記式（４）を満足するように設定したこ
   とを特徴とする請求項５に記載の堆積膜形成方法。 １．１≦Ｇ／Ｌ≦２．５……（４）
7. 【請求項７】前記原料ガス導入管の上端の原料ガス放出
   孔と前記設置された円筒状支持体の上端との距離をＧ−
   ｕ、前記設置された円筒状支持体の長手方向の距離をＬ
   とする時、前記Ｇ−ｕと前記Ｌとを下記式（５）を満足
   するように設定したことを特徴とする請求項５に記載の
   堆積膜形成方法。 ０．０２≦Ｇ−ｕ／Ｌ≦１．１４……（５）
8. 【請求項８】前記原料ガス導入管の下端の原料ガス放出
   孔と前記設置された円筒状支持体の下端との距離をＧ−
   ｓ、前記設置された円筒状支持体の長手方向の距離をＬ
   とする時、前記Ｇ−ｓと前記Ｌとを下記式（６）を満足
   するように設定したことを特徴とする請求項５に記載の
   堆積膜形成装置。 ０．０２≦Ｇ−ｓ／Ｌ≦１．１４……（６）