JPH093652A - プラズマｃｖｄ法による堆積膜形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、反応容器内のガスの流量、速度のバ
ランスをとり、均一な膜を得るとともに、画像欠陥の発
生を激減し、歩留りを飛躍的に向上させて量産を行うこ
とのできるプラズマＣＶＤ法による堆積膜形成装置を提
供することを目的とするものである。 【構成】本発明は上記目的を達成するために、堆積膜形
成装置を構成する円筒状支持体の下端に対応する原料ガ
ス導入管の下部が、前記円筒状支持体の上端に対応する
前記原料ガス導入管の上部より該円筒状支持体との距離
がその同軸外周上で小さくなるように、前記原料ガス導
入管を前記円筒状支持体の長手方向に対して傾斜して設
けることにより、均一な膜を得ることとともに、画像欠
陥の発生を激減し、歩留を飛躍的に向上させたものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】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に関するものであり、とり
わけ、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は高周波、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。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（２１１
１）内には円筒状支持体（２１１２）、支持体加熱用ヒ
ーター（２１１３）、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、Ｓ
ｉＨ4、ＧｅＨ4、Ｈ2、ＣＨ4、Ｂ2Ｈ6、ＰＨ3等の原料
ガスのボンベ（２２２１〜２２２６）とバルブ（２２３
１〜２２３６，２２４１〜２２４６，２２５１〜２２５
６）およびマスフローコントローラー（２２１１〜２２
１６）から構成され、各原料ガスのボンベはバルブ（２
２６０）を介して反応容器（２１１１）内のガス導入管
（２１１４）に接続されている。

【０００３】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、叉、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）を徐々に開け
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。

【０００４】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（２
１１２）が所定の温度になったところで流出バルブ（２
２５１〜２２５６）のうちの必要なものおよび補助バル
ブ（２２６０）を徐々に開き、ガスボンベ（２２２１〜
２２２６）から所定のガスをガス導入管（２１１４）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（２１１１）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（２１１
１）内、流出バルブ（２２５１〜２２５６）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（２２５１〜２２５６）を閉じ、補助
バルブ（２２６０）を開き、さらにメインバルブ（２１
１８）を全開にして系内を一旦高真空に排気する繰作を
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―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―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、円筒形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、それに伴って歩留り
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。ま
た、成膜中に原料ガス導入管に付着した膜等が支持体上
に飛散し、堆積膜が異常成長し、画像上で微小な画像欠
陥の発生するところとなる。そのため、支持体以外に付
着した膜等の生成物が支持体へと飛散することを防止し
なければならない。

【０００７】そこで、本発明は上記した従来の堆積膜形
成装置における諸問題を解決し、反応容器内のガスの流
量、速度のバランスをとり、均一な膜を得るとともに、
画像欠陥の発生を激減し、歩留を飛躍的に向上させて量
産を行うことのできるプラズマＣＶＤ法による堆積膜形
成装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、堆積膜形成装置を構成する円筒状支持体の
下端に対応する原料ガス導入管の下部が、前記円筒状支
持体の上端に対応する前記原料ガス導入管の上部より該
円筒状支持体との距離がその同軸外周上で小さくなるよ
うに、前記原料ガス導入管を前記円筒状支持体の長手方
向に対して傾斜して設けることにより、反応容器内のガ
ス量のバランスをとるようにしたものである。すなわ
ち、本発明は反応空間を有する円筒状反応容器と、前記
反応空間内に設けられた円筒状支持体と、前記円筒状支
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
設けられた複数の堆積膜形成用原料ガス導入管と、前記
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
堆積膜形成装置において、前記円筒状支持体の下端に対
応する前記原料ガス導入管の下部と円筒状支持体との距
離ｂが、前記円筒状支持体の上端に対応する前記原料ガ
ス導入管の上部と円筒状支持体との距離ａよりその同軸
外周上で小さくなるように、前記原料ガス導入管を前記
円筒状支持体の長手方向に対して、好ましくは０．６ａ
≦ｂ≦０．９５ａ、より好ましくは０．８０ａ≦ｂ≦
０．９という関係において傾斜させて設けられているこ
とを特徴とするものである。また、本発明は、ガス導入
管を前記円筒状支持体の同軸外周上において傾斜させる
手段として、該原料ガス導入管の上端に、前記放電エネ
ルギー印加手段のカソード電極に密着し、且つ該原料ガ
ス導入管を固定するセラミックリングを装着し、該セラ
ミックリングの表面粗さ（Ｒｚ）は好ましくは１０〜１
００μｍ、より好ましくは１５〜６０μｍとすることを
特徴とするものである。更に、本発明は、ガス導入を反
応容器上部から行なう場合は、該セラミックリングをガ
ス導入分岐管を兼用するように構成することも可能であ
る。

【０００９】

【作用】本発明者らは、従来の堆積膜形成方法における
前述の問題を克服して、前述の本発明の目的を達成すべ
く鋭意研究を重ねたところ、上記したように原料ガス導
入管の円筒状支持体に対する距離を所定の範囲で変化さ
せることにより、膜質と量産化の向上が図れるという知
見を得た。すなわち、放電空間への原料ガス放出に複数
のガス放出孔を有するガス導入管を用い、ガス導入管の
下部（円筒状支持体の下端に相当する部分）と前記円筒
状支持体との距離（ｂ）を、ガス導入管上部（円筒状支
持体の上端に相当する部分）と円筒状支持体との距離
（ａ）よりも円筒状支持体とは同軸外周上で小さくし、
円筒状支持体の長手方向に対してガス導入管を傾斜させ
ることが堆積膜の均一性に大きく影響するという知見を
得た。また、ガス導入管を傾斜させる手段として、ガス
導入管上端にセラミックリングを装着することで、堆積
膜形成中におけるガス導入管上端球面部に付着する膜等
を抑え、即ち堆積膜形成中のガス導入管上端球面部から
支持体への膜片等の飛散が解消され、それらを核として
堆積膜が異常成長して起る画像欠陥の抑制に効果がある
という知見も得た。つまり、ガス導入管の上端にセラミ
ックリングを装着し、ガス導入管の上部側の距離（ａ）
に対して、ガス導入管の下部側の距離（ｂ）を特定の範
囲内に設定することにより、堆積される堆積膜の膜質及
び膜厚を均一にし、かつ画像欠陥が激減することが分か
った。本発明は、このような知見に基づいて完成に至っ
たものである。

【００１０】以下、これを図面に基づいて詳述する。図
１は、本発明のプラズマＣＶＤ法による堆積膜形成装置
におけるガス導入管と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の配置を模式的に示す断面図
である。図中１０１は円筒状反応容器、１０２は円筒状
支持体を含む対向電極、１０３はガス導入管、１０４は
セラミックリング、１０５は排気管、１０６はガス導入
分岐管をそれぞれ示す。円筒状支持体とガス導入管との
距離は、上部側については、ａ（円筒状支持体の上端か
らガス導入管までの水平方向の距離）、下部側について
は、ｂ（円筒状支持体の下端からガス導入管までの水平
方向の距離）とし、特定の範囲で下部側の距離を規定す
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。また、ガス導入管の上端球面部に付した膜等
の円筒状支持体への飛散により、堆積膜が異常成長し、
画像欠陥をおこしているという問題もある。

【００１１】本発明のプラズマＣＶＤ法による堆積膜形
成装置おいては、ガス導入管が上部側の距離（ａ）に対
して下部側の距離（ｂ）を好ましくは０．６ａ≦ｂ≦
０．９５ａ、より好ましくは０．８ａ≦ｂ≦０．９ａの
範囲で円筒状支持体に対して傾斜をもたせて（下部側を
近づける）設置することにより、円筒状支持体の下部近
傍でのガス量が、放出量を変化させないでも多くするこ
とができ、円筒状支持体への堆積膜の膜厚、膜質の均一
化が図られることになる。更に、ガス導入管を円筒状支
持体に対して、同軸外周上で、長手方向に傾斜をもたせ
る手段として、セラミックリングをガス導入管の上端に
カソード電極に密着しガス導入管の位置決めを行なえる
形で装着することで、正確に位置を決めることができ、
且つ、ガス導入管の上端球面部からの膜飛散による画像
欠陥の抑制を図られることになる。そのセラミックリン
グの表面粗さとしては、好ましくは１０〜１００μｍ、
より好ましくは１５〜６０μｍの範囲が本発明には適し
ている。更には、反応空間上部からガスを導入する場合
においても、該セラミックリングを図３のようにガス導
入分岐管として使用することも可能である。

【００１２】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等の全属、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、特開昭６０−１７８４５７号
公報、特開昭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。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６１−２３
１５６１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）、Ｂ
ｒＦ、ＣｌＦ、ＣｌＦ3、ＢｒＦ3、ＢｒＦ5、ＩＦ3、Ｉ
Ｆ7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
ＳｉＦ 4、Ｓｉ 2Ｆ 6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。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。

【００１４】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、堆積膜中に万遍なく均一に分
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ＩＩＩ
ｂ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（Ｉ
ｎ）、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ｌ×１０^-2〜１×１０⁴原子ｐｐｍ、より好
ましくは５×１０^-2〜５×ｌＯ³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Ｖｂ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。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族原子物質として具体的に
は、硼素原子導入用としては、Ｂ2Ｈ6、Ｂ4Ｈ10、Ｂ5Ｈ
9、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（Ｃ
Ｈ3）3、ＩｎＣｌ3、ＴｌＣｌ3等も挙げることができ
る。第Ｖｂ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
水素化憐、ＰＨ4Ｉ、ＰＦ3、ＰＦ5、ＰＣｌ3、ＰＣｌ
5、ＰＢｒ3、ＰＢｒ5、ＰＩ3等のハロゲン化憐が挙げら
れる。この他、ＡｓＨ3、ＡｓＦ3、ＡｓＣｌ3、ＡｓＢ
ｒ3、ＡｓＦ5、ＳｂＨ3、ＳｂＦ3、ＳｂＦ5、ＳｂＣｌ
3、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。

【００１５】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。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適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Ｈｅ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^-4〜１０Ｔｏｒｒ、好ましくは
５×１０^-4〜５Ｔｏｒｒ、最適には１×１０^-3〜ｌＴｏ
ｒｒ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、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。

【００１６】以下、本発明の装置について、実験例及び
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。

【００１７】（実験例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）を載置したＡｌ製ホルダー（長さ１０００ｍｍ）
を用い、図２示した装置を用いて該支持体上に電荷注入
阻止層、光導電層および表面層からなる光受容層を表１
に示す作製条件により形成した。本実験例では、原料ガ
ス導入管と円筒状支持体の距離を下記の条件で作成し
た。以下、原料ガス導入管上部（円筒状支持体の上端に
相当する部分）と円筒状支持体との距離（ａ）を「上部
側の距離（ａ）」または「ａ」と表し、原料ガス導入管
下部（円筒状支持体の下部に相当する部分）と円筒状支
持体との距離（ｂ）を「下部側の距離（ｂ）」、または
「ｂ」と表す。 （１）下部側の距離（ｂ）を０．５（ａ）から０．９８
（ａ）の間で変化させ傾斜をつけた。本例での（ａ）の
距離は５６ｍｍ。 （２）下部側の距離を（ｂ）＝（ａ）で円筒状支持体と
は平行にし、（ａ）＝５６ｍｍとした。

【００１８】

【表１】 作製した電子写真用感光体の膜厚ムラ、帯電電位ムラに
ついて評価した。その結果を表２に示す。表２から明ら
かな様に、０．６ａ≦ｂ≦０．９５ａの範囲で良好な電
子写真用感光体を得た。さらに、０．８ａ≦ｂ≦０．９
ａの範囲でより効果的であることがわかった。

【００１９】

【表２】 なお、評価方法は以下のとおりである。 『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％以内のものを〇、５％を越えるもの
を△とした３段階評価を行った。 『帯電電位ムラ』電子写真装置（キヤノン製ＮＰ６１５
０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、電子写真感光体の長手方向で帯電電位を測定し
た。帯電電位の平均電位からのばらつきが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。

【００２０】（実験例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）を載置したＡｌ製ホルダー（長さ１０００ｍｍ）
を用い、図１に示した装置を用いて該支持体上に電荷注
入阻止層、光導電層および表面層からなる光受容層を表
１に示す作製条件により形成した。本実験例では、下部
側の距離（ｂ）が０．９ａとなるよう、原料ガス導入管
を傾斜させ、原料ガス導入管上部に表面粗さの異なるセ
ラミックリングを装着し下記の条件で作成した。 （１）セラミックリングの表面粗さ（Ｒｚ）を６．３μ
ｍから１５０μｍの間で変化させた。 （２）セラミックリング無し。

【００２１】作製した電子写真用感光体について実験例
１と同様の評価及び欠陥の数、大きさについて評価を行
った。その結果を表３に示す。表３から明らかな様に、
１０〜１００μｍの範囲で良好な電子写真用感光体を得
た。さらに、１５〜６０μｍの範囲でより効果的である
ことがわかった。

【００２２】

【表３】 なお、欠陥に関する評価方法は以下のとおりである。 『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
個数にて評価を行なった。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◎、２０μ
ｍ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以上の欠陥もあるものを△、と３段階評価
を行った。 以上の実験例により本発明の構成が決定された。次に本
発明の実施例及び比較例により、さらに具体的に説明す
る。

【００２３】

【実施例】

［実施例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）を載置
したＡｌ製ホルダー（長さ１０００ｍｍ）を用い、図１
に示した装置を用いて該支持体上に電荷注入阻止層、光
導電層および表面層からなる光受容層を表４に示す作製
条件により形成した。

【００２４】

【表４】 作製した電子写真感光体について膜厚ムラ、帯電電位ム
ラ、欠陥について評価した。これらの結果を表５に示
す。なお、評価方法は実験例２と同様の方法にて行っ
た。

【００２５】（比較例１）実施例１と比べ本比較例にお
いては、ガス導入管を円筒状支持体と平行に設置、セラ
ミックリング無しとした以外は実施例１と同様の条件に
て電子写真感光体を作製した。作製した、電子写真感光
体を実施例１と同様な手段で評価を行った。これらの評
価結果を実施例１と共に表５に示す。本発明の電子写真
製造装置により製造した電子写真感光体は、従来の装置
により製造した電子写真感光体に比べいずれの項目にお
いても非常に良好な結果が得られた。

【００２６】

【表５】 ［実施例２］実施例１に示した装置を用い、表６に示す
作製条件で電荷注入阻止層、電荷輸送層、電荷発生層、
表面層からなる電子写真用感光体を作製し、実施例１と
同様の評価を行ったところ、実施例１と同様に良好な結
果が得られた。

【００２７】

【表６】 ［実施例３］実施例１に示した装置を用い、表７に示す
作製条件で電荷注入阻止層、電荷輸送層、電荷発生層、
中間層、表面層からなる電子写真用感光体を作製し、実
施例１と同様の評価を行ったところ、実施例１と同様に
良好な結果が得られた。

【００２８】

【表７】 ［実施例４］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）を載置
したＡｌ製ホルダー（長さ１０００ｍｍ）を用い、図３
に示した装置を用いて該支持体上に電荷注入阻止層、光
導電層および表面層からなる光受容層を表４に示す作製
条件により作製し、実施例１と同様の評価を行ったとこ
ろ、実施例１と同様に良好な結果が得られた。

【００２９】

【発明の効果】本発明は、以上のように原料ガス導入管
を前記円筒状支持体の長手方向に対して傾斜して設け、
原料ガス導入管の円筒状支持体に対する距離を所定の範
囲で変化させることにより、反応容器内のガス量のバラ
ンスを適正にとることが可能となり、膜質を均一にし、
画像欠陥の発生を激減させて、形成される膜の諸物性、
成膜速度、その再現性及び生産性を向上させ、量産を行
う場合において歩留りを飛躍的に向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のプラズマ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、ガス導入管傾斜手段（セラミックリ
ング）、ガス導入分岐管を示す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
成する為の装置の一例で、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、ガス導入管傾斜手段（ガス導入分岐
管兼用セラミックリング）、を示す模式的説明図であ
る。

【符号の説明】

１０１ 電極を兼ねる円筒状反応容器 １０２ 円筒状支持体を含む対向電極 １０３ ガス導入管 １０４ セラミックリング １０５ 排気管 １０６ ガス導入分岐管 １０７ ガス導入分岐管兼用セラミックリング ２１００ 堆積装置 ２１１１ 反応容器 ２１１２ 円筒状支持体 ２１１３ 支持体加熱用ヒーター ２１１４ 原料ガス導入管 ２１１５ マッチングボックス ２１１６ 原料ガス配管 ２１１７ 反応容器リークバルブ ２１１８ メイン排気バルブ ２１１９ 真空計 ２２００ 原料ガス供給装置 ２２１１〜２２１６ マスフローコントローラー ２２２１〜２２２６ 原料ガスボンベ ２２３１〜２２３６ 原料ガスボンベバルブ ２２４１〜２２４６ ガス流入バルブ ２２５１〜２２５６ ガス流出バルブ ２２６１〜２２６６ 圧力調整器

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 反応空間を有する円筒状反応容器と、前
   記反応空間内に設けられた円筒状支持体と、前記円筒状
   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堆積膜形成用原料ガス導入管と、前
   記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
   る堆積膜形成装置において、前記円筒状支持体の下端に
   対応する前記原料ガス導入管の下部が、前記円筒状支持
   体の上端に対応する前記原料ガス導入管の上部より該円
   筒状支持体との距離がその同軸外周上で小さくなるよう
   に、前記原料ガス導入管が前記円筒状支持体の長手方向
   に対して傾斜して設けられていることを特徴とするプラ
   ズマＣＶＤ法による堆積膜形成装置。
2. 【請求項２】 前記円筒状支持体の下端に対応する前記
   原料ガス導入管の下部と該円筒状支持体との距離をｂと
   し、前記円筒状支持体の上端に対応する前記原料ガス導
   入管の上部と該円筒状支持体との距離をａとするとき、
   それらの距離の関係を、０．６ａ≦ｂ≦０．９５ａとし
   たことを特徴とする請求項１に記載のプラズマＣＶＤ法
   による堆積膜形成装置。
3. 【請求項３】 前記原料ガス導入管を前記円筒状支持体
   の長手方向に対して傾斜して設ける手段として、該原料
   ガス導入管の上端に前記放電エネルギー印加手段のカソ
   ード電極に密着し且該原料ガス導入管を固定するセラミ
   ックリングを装着したことを特徴とする請求項１または
   請求項２に記載のプラズマＣＶＤ法による堆積膜形成装
   置。
4. 【請求項４】 前記セラミックリングの表面の粗さ（Ｒ
   ｚ）が、１０〜１００μｍであることを特徴とする請求
   項３に記載のプラズマＣＶＤ法による堆積膜形成装置。
5. 【請求項５】 前記セラミックリングは、ガス導入分岐
   管を兼用していることを特徴とする請求項３に記載のプ
   ラズマＣＶＤ法による堆積膜形成装置。