JPH10176271A - 堆積膜形成装置及び堆積膜形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基体の回転ぶれを抑え、特性の均一性に優れ
た堆積膜を簡易に形成する。 【解決手段】 円筒状導電性基体１０１の一端を保持し
且つ回転させるための回転駆動手段（回転軸１０９、歯
車１１０、回転モーター１１１等）を備え、複数の円筒
状導電性基体１０１に囲まれた空間である内部チャンバ
１１２が形成され、更に原料ガスを導入するガス放出管
１０８と、高周波電力を印加する電極１０５とを備えた
堆積膜形成装置において、円筒状導電性基体１０１の一
端を支持し且つ回転を補助するための回転補助手段（ベ
アリング等）１０３を備えることを特徴とする堆積膜形
成装置；及びこの装置を用いた堆積膜形成方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、円筒状導電性基体
上に、機能性堆積膜（例えば、半導体デバイス、電子写
真用光受容部材、画像入力用ラインセンサー、撮像デバ
イス、光起電力デバイス等に用いるアモルファス半導体
膜）等を形成するための堆積膜形成装置（プラズマＣＶ
Ｄ装置等）、及びこの装置を用いた堆積膜形成方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイス、電子写真用光受容部
材、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、その他の各種エレクトロニクス素子等に用
いる素子部材として、アモルファスシリコン、水素及び
／又はハロゲンで補償されたアモルファスシリコン等の
アモルファス材料で構成された半導体膜等の堆積膜が提
案され、その中のいくつかは実用に付されている。しか
し、これらのデバイスのいくつかは、製造コスト等の面
で問題をもっているものもある。例えば電子写真用光受
容部材を製造する場合は、比較的厚い膜厚が必要とされ
るため、膜の堆積時間が必然的に長くなり、製造コスト
も高いものとなっていた。こうした背景から、生産性を
向上させると同時にいろいろな点での効率向上が可能な
堆積膜形成装置が求められていた。

【０００３】このような問題点を改善した堆積膜形成装
置として、特開昭６０−１８６８４９号公報に、マイク
ロ波を用いたプラズマＣＶＤ法による堆積膜の形成方法
が開示されている。具体的には、デポジションチャンバ
内に複数の円筒部材を配置することによって内部チャン
バを形成し、ガスの利用効率を高めると同時に生産性を
向上させ、その内部に原料ガスと原料ガスを分解するマ
イクロ波電力を導入し、円筒状基体を回転させることに
より基体全周にわたり堆積膜を形成する方法が開示され
ている。また、特開平３−２１９０８１号公報には、プ
ラズマ空間に直流電界をかけプラズマ電位を制御するこ
とにより、更に高品質の堆積膜形成方法が開示されてい
る。また、特開平６−２４２６２４号公報には、２０〜
４５０ＭＨｚの電磁波を用いて原料ガスを分解し、各層
の界面部分を改質し優れた電子写真感光体を提供する方
法が開示されている。

【０００４】ここで、従来の堆積膜形成装置の一例を図
面を参照しつつ説明する。図４（Ａ）は従来の装置の一
例を示す縦断面の模式図であり、図４（Ｂ）はその横断
面の模式図である。この図に示す装置は、反応容器４０
０内に、電極４０５と、原料ガスのガス放出管４０８
と、プレート４０２とを備え、その電極４０５の周囲に
は円筒状導電性基体４０１が配置され、この円筒状導電
性基体４０１は回転機構（回転軸４０９、歯車４１０、
回転モーター４１１）により回転される。また電源４０
６は、マッチングボックス４０７を通じて電極４０５に
接続され、高周波電力が印加できるようになっている。
この放電エネルギーによって内部チャンバ４１２内に導
入された原料ガスが分解され、基体４０１を回転させる
ことにより基板４０１全周にわたり所定の堆積膜が形成
される。また排気は、排気口４０４から排出される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図４に示した従来の堆
積膜形成装置においては、円筒状導電性基体４０１の外
径に対して軸方向の長さが長くなると、軸の垂芯度の精
度が厳しくなり、基体４０１の回転において軸ぶれが発
生し易くなり、堆積膜の均一性に問題が生じる場合があ
った。更には、軸ぶれに起因するプラズマの不安定性の
問題も同時に生じ、堆積膜の特性のばらつき、再現性に
悪影響を与えてしまう原因の一つとなっていた。この様
な特性のばらつきは歩留まりに影響を与え、生産効率が
向上しても、結果として製造されるデバイスのコストを
押し上げる要因となっていた。

【０００６】また、真空状態でのチャンバにかかる物理
的力によるチャンバのひずみ、加熱、冷却のサイクルに
よる各部のひずみ等による軸ぶれも大きな問題となって
きている。その結果、プラズマ状態が軸方向で不均一に
なってしまったり、更には、放電が不安定になるという
ことが問題となってきている。こうしたプラズマ状態の
変化に起因して、堆積膜の特性ムラ、プラズマに影響さ
れる特性の低下、再現性の低下等が発生し易くなる。ま
た、前述のチャンバのひずみに関しては、チャンバ本体
の加工精度、材質、肉厚等にも関係するが、ひずみを完
全に押えるためには、コスト及び製作、加工精度の点か
らも問題があった。

【０００７】また、特に近年では、複写機の小型化、プ
リンターとしての感光体の需要が増大し、従来よりも小
径なるアモルファスシリコン感光体の需要が増大してお
り、小径ドラムをつくる場合は軸ぶれの影響は更に深刻
な問題となってきている。

【０００８】更に近年では、複写機本体の高性能化が進
み、デジタル機や、カラー機の普及に伴い、感光体は、
これまで以上の高画質、高品質化が求められる様になっ
ており、従来以上の堆積膜の均一性が求められている。

【０００９】本発明は、上記のような従来技術の諸問題
を解決することを目的とする。すなわち本発明の目的
は、ガス利用効率及び生産安定性に優れ、しかも膜厚や
特性の均一性に優れた堆積膜を簡易に形成できる堆積膜
形成装置、及びこの装置を用いた堆積膜形成方法を提供
することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、円筒状導電性
基体の一端を保持し且つ円筒軸を中心に回転させるため
の回転駆動手段を備え、該回転駆動手段は、該円筒状導
電性基体の複数が反応容器内の同一円周上に位置するこ
とにより該円筒状導電性基体に囲まれた空間である内部
チャンバを形成できる様に複数配置されており、更に該
内部チャンバ内に原料ガスを導入するための手段と、該
原料ガスを分解する高周波電力を印加するための手段と
を備える堆積膜形成装置において、前記円筒状導電性基
体の前記回転駆動手段に保持されていない側の一端を支
持し且つ回転を補助するための回転補助手段を備えるこ
とを特徴とする堆積膜形成装置であり、上記本発明の堆
積膜形成装置を用いて、円筒状導電性基体上に堆積膜を
形成することを特徴とする堆積膜形成方法である。

【００１１】本発明においては、従来は支持されていな
かった円筒状導電性基体の一端を回転補助手段により支
持すること、すなわち円筒状導電性基体の回転軸を両端
から支持し、一端は保持しつつ回転駆動し他端は支持す
るのみで回転を補助する機構にすることにより、軸の精
度や装置のひずみ等に起因する円筒状導電性基体の回転
ぶれを良好に抑えることが可能となり、プラズマ状態や
放電の安定性も向上し、上記目的を達成できることとな
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、発明の好適な実施形態につ
いて説明する。

【００１３】図１（Ａ）は本発明の堆積膜形成装置の一
例を示す縦断面の模式図であり、図１（Ｂ）はその横断
面の模式図である。図１に示す装置は、円筒状導電性基
体１０１の下側端部を保持し且つ円筒軸を中心に回転さ
せるための回転駆動手段を備える。この回転駆動手段
は、回転モーター１１１により歯車１１０を介して円筒
状導電性基体１０１と連結する回転軸１０９を回転させ
る機構より成る。そして、この円筒状導電性基体１０１
は、減圧可能な反応容器１００内の電極１０５を中心と
した同一円周上に位置することにより、円筒状導電性基
体１０１に囲まれた円柱状空間（内部チャンバ１１２）
を形成している。内部チャンバ１１２内の原料ガスを分
解するための高周波電力を印加する電極１０５は、内部
チャンバ１１２の中心に設置されており、マッチングボ
ックス１０７を介して高周波電源１０６に接続されてい
る。また、内部チャンバ１１２内に原料ガスを導入する
ためのガス放出管１０８は、電極１０５を中心として四
方に設置されている。また、反応容器１００の上側には
排気口１０４が設けられている。そして、内部チャンバ
１１２の上側の面にプレート１０２が設置されている。
この装置においては、複数の円筒状導電性基体１０１と
プレート１０２により囲まれた内部チャンバ１１２を形
成することにより、ガス等の利用効率、生産性がより向
上する。

【００１４】更に、この装置は、円筒状導電性基体１０
１の上端を支持し且つ回転を補助するための回転補助手
段１０３を、プレート１０２に備えている。この回転補
助手段１０３により、円筒状導電性基体１０１の回転ぶ
れを抑えることができ、基体全周にわたり膜厚や特性の
均一性に優れた堆積膜を生産性良く得ることができる。

【００１５】次に、図１に示した堆積膜形成装置を用い
て、円筒状導電性基体１０１上に堆積膜を形成する方法
を例示説明する。まず反応容器１００内に、あらかじめ
脱脂洗浄した複数の基体１０１を、電極１０５を中心と
した同一円周上に設置する。これにより、図１に示す様
に内部チャンバ１１２が形成される。次いで、不図示の
排気装置（例えば真空ポンプ）により反応容器１００内
を排気する。次いで、加熱ヒーター（不図示）により基
体１０１の温度を所望の温度に制御する。基体１０１が
所望の温度になったところで、原料ガス供給系（不図
示）よりガス放出管１０８を介して原料ガスを内部チャ
ンバ１１２内に供給する。このときガスの突出等、極端
な圧力変動が起きないよう注意する。次に、原料ガスの
流量が所望の流量になったところで、真空計（不図示）
を見ながら排気バルブ（不図示）を調整し、所望の内圧
を得る。

【００１６】内圧が安定したところで、回転駆動手段１
０９〜１１１により基体１０１を回転させ、高周波電源
１０６を所望の電力に設定する。この高周波電力は、マ
ッチングボックス１０７を通じて電極１０５に印加され
る。この高周波電力による放電エネルギーによって、内
部チャンバ１１２内に導入された原料ガスが分解され
る。ここで基体１０１を回転させることにより、その全
周にわたり所望の堆積膜が形成される。所望の膜厚の堆
積膜形成が行われた後、高周波電力の供給を止め、反応
容器１００へのガスの流入を止める。なお、目的とする
堆積膜の特性を得るべく、基体１０１上に複数の層から
なる堆積膜を形成する場合には、上記の操作を繰り返せ
ばよい。

【００１７】本発明において、回転補助手段１０３は、
内部チャンバ１１２を形成するプレート１０２に設置さ
れることが望ましい。回転補助手段１０３としては、円
筒状導電性基体１０１の一方の端部（回転駆動手段に保
持されていない側の端部）を支持できる様に、円筒状導
電性基体１０１の内径とがたつきのない範囲でほぼ同程
度の外周をもつベアリング等の位置決め及び回転可能な
機能を有する手段であることが望ましい。すなわち、本
発明において回転補助手段とは、回転のぶれ等を防止
し、良好な回転が行われるように補助する為の手段であ
る。回転補助手段１０３としてベアリングを用いる場
合、真空中での駆動及び堆積膜への不純物混入等を考慮
すると、ノンオイルタイプのベアリングが好ましい。そ
の材質としては、セラミック、金属基固体潤滑複合材料
（コルーツ金属：富士ダイス株式会社）等が好ましい。

【００１８】ただし本発明において、回転補助手段１０
３はベアリングに限られるものではない。ベアリング以
外でも、例えばベルト、回転ギアなども使用可能であ
る。

【００１９】本発明において、プレート１０２は、内部
チャンバ１１２を形成し且つ回転補助手段１０３を設置
し得るものが好ましく、その役目を両立するものであれ
ば特に形状、大きさ等は問わない。材質に関しても特に
制限は無く、強度、温度、プラズマ等、使用環境に耐え
得るものであれば何れでも良い。例えば、Ａｌ、Ｔｉ、
Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ等の金属、あるいは、ステンレ
ス等のこれらの金属の合金、あるいはＡｌ₂Ｏ₃に代表さ
れるセラミック等が一般的である。また、これらの表面
を堆積膜の密着性向上のため粗面化、セラミック溶射等
を行なうことも有効である。例えば、プレートの少なく
とも内部チャンバ側の表面を、Ａｌ₂Ｏ₃、又は、Ａｌ、
Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ等の金属材料による溶射処理、又はそ
の他の方法で粗面化することが有効である。

【００２０】本発明において、反応容器１００内に導入
する高周波電力の周波数に特に制限は無い。ただし本発
明者らの実験によれば、生産効率を向上させるために、
１ロット当たりの本数を増やし内部チャンバ１１２の体
積を大きくし、放電の広がりを求めた場合、周波数が２
０ＭＨｚ未満であると、条件によっては放電維持が困難
な場合がある。また、放電を維持させるために反応容器
内の圧力を上げると、放電の片寄りと同時にポリシラン
と呼ばれるシリコンの不生成物が反応容器１００内に生
成されてしまい、生産性を低下させる場合がある。ま
た、周波数が４５０ＭＨｚより大きいと、高周波電力の
伝送特性が悪化し、高周波電力が原料ガスを完全に分解
する電力（原料ガス分解飽和電力）よりもかなり小さい
ときに、プラズマが不安定になる場合がある。この様な
点も含め、本発明者らの知見によれば、本発明の構成の
ような量産装置においても目的とする堆積膜がより良好
に形成できる点から、高周波電力の周波数が２０ＭＨｚ
〜４５０ＭＨｚの範囲の電磁波を用いることが望まし
く、更に５０ＭＨｚ〜４５０ＭＨｚの範囲がより好まし
い。

【００２１】本発明において、高周波を反応容器１００
内に導入するための手段である電極１０８は、内部チャ
ンバ１１２の中心部（すなわち、複数の円筒状導電性基
体１０１が同一円周上に配置された際のその円周の中心
部）の位置にあることが好ましい。電極１０８の材質と
しては、基本的には導電性の材質のものならば何れでも
よく、例えば、ステンレス、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ａｕ、
Ｉｎ、Ｎｂ、Ｎｉ、Ｔｅ、Ｖ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｐｂ、Ｆｅ
等の金属、これらの合金、又は、これらの表面を堆積膜
の密着性向上のためにセラミック溶射又はカバー等を設
けたものが通常使用される。

【００２２】堆積膜の原料ガスとしては、例えばシラン
（ＳｉＨ₄）、ジシラン（Ｓｉ₂Ｈ₆）等のアモルファス
シリコン形成原料ガス、ゲルマン（ＧｅＨ₄）等の機能
性堆積膜形成原料ガス、又はそれらの混合ガスが挙げら
れる。希釈ガスとしては、水素（Ｈ₂）、ヘリウム（Ｈ
ｅ）、アルゴン（Ａｒ）等が挙げられる。

【００２３】また、堆積膜のバンドギャップ巾を変化さ
せる等の特性改善ガスとして、窒素（Ｎ₂）、アンモニ
ア（ＮＨ₃）等の窒素原子を含む元素；酸素（Ｏ₂）、酸
化窒素（ＮＯ）、酸化二窒素（Ｎ₂ Ｏ）等の酸素を含む
元素；メタン（ＣＨ₄）、エタン（Ｃ₂Ｈ₆）、エチレン
（Ｃ₂Ｈ₄）、アセチレン（Ｃ₂Ｈ₂）、プロパン（Ｃ
₃Ｈ₈）等の炭化水素、四フッ化珪素（ＳｉＦ₄）、六フ
ッ化二珪素（Ｓｉ₂Ｈ₆）、四フッ化ゲルマニウム（Ｇｅ
Ｆ₄）等のフッ化物；及びこれらの混合ガスが挙げられ
る。また、ドーピングを目的としてジボラン（Ｂ
₂Ｈ₆）、フッ化ホウ素（ＢＦ₃）、ホスフィン（ＰＨ₃）
等のドーパントガスを同時に導入することも同様に有効
である。

【００２４】本発明に用いられる基体１０１は、円筒形
で導電性のものであれば何れのものでもよい。その材質
としては、例えばＡｌ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ａｕ、Ｉｎ、Ｎ
ｂ、Ｔｅ、Ｖ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｐｂ、Ｆｅ等の金属、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、ポリスチレン、ポリカーボネイト、セル
ロースアセテート、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、
ポリエチレン、ポリアミド等の合成樹脂のシート、ガラ
ス、セラミック等の電気絶縁性基体の少なくとも堆積膜
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。この場合、更に堆積膜を形成する側と反対側も
導電処理することが望ましい。

【００２５】円筒状基体１０１の表面形状は、平滑平面
又は凹凸表面とすることができる。例えば電子写真用光
受容部材等で、レーザー光等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６０−１６８
１５６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
製された凹凸表面とすることができる。

【００２６】堆積膜形成時の基体１０１の温度は、いず
れの温度でも有効であるが、堆積膜が良好な特性を示す
点から、２０℃以上５００℃以下が望ましく、特に５０
℃以上４５０℃以下が好ましい。

【００２７】図２は、本発明により製造し得るａ−Ｓｉ
感光体の層構成を例示する模式的断面図である。この図
に示す感光体は、導電性基体２０１上に、電荷注入阻止
層２０２、光導電層２０３、表面保護層２０４の順にそ
れぞれの層設計で堆積膜を形成した阻止型感光体であ
る。この様な感光体を製造する為に、本発明の装置を用
い、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
料ガス及び／又はハロゲン原子（Ｘ）を供給し得るＸ供
給用の原料ガスを、内部チャンバ内に所望のガス状態で
導入して、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円筒状基体１０１上にａ−Ｓ
ｉ：Ｈ，Ｘからなる層を形成すればよい。

【００２８】Ｓｉ供給用ガスとなり得る物質としては、
ＳｉＨ₄、Ｓｉ₂Ｈ₆、Ｓｉ₃Ｈ₈、Ｓｉ₄Ｈ₁₀等のガス状態
の、又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る。更に、層作製時の取
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。

【００２９】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
容易にし、所望の膜特性を得るために、これらのガスに
更にＨ₂及び／又は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でき
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。

【００３０】また、ハロゲン原子供給用の原料ガスとし
て、例えばハロゲンガス、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
体等のガス状の又はガス化し得るハロゲン化合物が好ま
しい例として挙げられる。また、更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又はガス化し
得る、ハロゲン原子を含む水素化珪素化合物も有効な例
として挙げられる。特に好適に使用し得るハロゲン化合
物としては、弗素ガス（Ｆ₂）、ＢｒＦ、ＣｌＦ、Ｃｌ
Ｆ₃、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、例えばＳｉＦ₄、Ｓｉ₂Ｆ₆等の弗化珪素が
好ましい例として挙げることができる。

【００３１】堆積膜中に含有される水素原子及び／又は
ハロゲン原子の量を制御するには、例えば基体の温度、
水素原子及び／又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反応容器内へ導入する量、放電電力
等を制御すればよい。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
で含有されてもよいし、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。この伝導
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）又は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（Ｇ
ａ）、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。

【００３２】各層に含有される伝導性を制御する原子の
含有量としては、各層ごとに所望にしたがって適宜決定
されるが、電荷注入阻止層２０２では、好ましくは１０
〜１×１０⁴原子ｐｐｍ、より好ましくは５０〜５×１
０³原子ｐｐｍ、最適には１×１０²〜１×１０³原子ｐ
ｐｍである。光導電層２０３においては、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である。

【００３３】表面保護層２０４においても、伝導性を制
御する原子を形成時に同時に導入してもよい。好ましく
は１０〜１×１０⁴ 原子ｐｐｍ、より好ましくは５０〜
５×１０³ 原子ｐｐｍ、最適には１×１０² 〜１×１０
³ 原子ｐｐｍである。伝導性を制御する原子、例えば、
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共に導入
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又は、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。

【００３４】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、
Ｂ₄Ｈ₁₀、Ｂ₅Ｈ₉、Ｂ₅Ｈ₁₁、Ｂ₆Ｈ₁₀、Ｂ₆Ｈ₁₂、Ｂ₆Ｈ
₁₄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、Ｇａ
Ｃｌ₃、Ｇａ（ＣＨ₃）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、ＰＨ
₃ 、Ｐ₂ Ｈ₄ 等の水素化燐、ＰＨ₄Ｉ、ＰＦ₃、ＰＦ₅、
ＰＣｌ₃、ＰＣｌ₅、ＰＢｒ₃、ＰＢｒ₅、ＰＩ₃等のハロ
ゲン化燐が挙げられる。この他、ＡｓＨ₃、ＡｓＦ₃、Ａ
ｓＣｌ₃、ＡｓＢｒ₃、ＡｓＦ₅、ＳｂＨ₃、ＳｂＦ₃、Ｓ
ｂＦ₅、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及
び／又はＨｅにより希釈して使用してもよい。

【００３５】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、放電電力ならびに基体温度を適宜設定すれ
ばよい。希釈ガスとして使用するＨ₂及び／又は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 及び／又はＨｅを、通常
の場合１〜２０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^-5〜１０Ｔｏｒｒ、好
ましくは５×１０^-5〜５Ｔｏｒｒ、最適には１×１０^-4
〜１Ｔｏｒｒである。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１〜１００
倍、好ましくは２〜８０倍、最適には３〜５０倍の範囲
に設定することが望ましい。基体の温度は、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２０
０〜３５０℃とするのが望ましい。

【００３６】本発明においては、堆積膜を形成するため
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、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
写真用感光体等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。

【００３７】更に本発明は、阻止型アモルファス感光体
の他、高抵抗アモルファス型感光体、機能分離型アモル
ファス感光体等の複写機又はプリンター用感光体の他、
何れのデバイスの作製にも応用可能である。

【００３８】

【実施例】以下、実験例及び実施例に基づき本発明を更
に詳細に説明するが、本発明はこれらによって何ら限定
されるものではない。

【００３９】＜実験例、比較実験例＞図１に示した堆積
膜形成装置において、図３に示す様にプレート３０２に
円形貫通口をあけ、セラミックボールを使用したベアリ
ングを回転補助手段３０３としてその貫通口に設け、円
筒状導電性基体３０１の上端を支持し且つ回転を補助す
る様に構成した。この図１及び図３に示した装置を使用
し、外径３０ｍｍ、長さ３６０ｍｍ、肉厚２．５ｍｍの
アルミニウムシリンダーに鏡面加工を施し、脱脂洗浄し
たものを円筒状導電性基体として使用し、下記表１に示
す条件下、以下に述べる方法に従い放電の安定性をチェ
ックした。

【００４０】一方、比較実験例として、回転補助手段を
有さない図４に示した装置を用い、実験例と同様に下記
表１に示す条件（ただし高周波周波数は１０５ＭＨｚの
み）にて、以下に述べる方法に従い放電の安定性をチェ
ックした。

【００４１】

【表１】 ［放電安定性の評価］放電について６０分間の反射の変
動をモニターし、その変動状態に基づき放電安定性を評
価した。放電安定性について、 ◎は「全く変動なく、安定」 ○は「小さな変動が数回あるが、安定」 ▲は「小さな変動と、大きな変動が数回あり、やや不安
定」 △は「大きな変動が何回もあり不安定」 ×は「６０分間放電維持不可能」 をそれぞれ示している。また、＊は、終了時に反応容器
内にポリシランの生成が認められたことを示している。

【００４２】各周波数別の放電安定性とポリシランの生
成についての評価結果を、下記表２〜表６に示す（ただ
し比較実験例については、表４のみ）。

【００４３】

【表２】

【００４４】

【表３】

【００４５】

【表４】

【００４６】

【表５】

【００４７】

【表６】 表２〜表６に示す様に、実験例では、周波数範囲２０Ｍ
Ｈｚ〜４５０ＭＨｚにおいて良好な結果が得られ、特に
５０ＭＨｚ〜４５０ＭＨｚの範囲において非常に良好な
結果が得られた。また表５に示すように、比較実験例で
は、同じ条件の実験例と比較して劣った結果が得られ
た。

【００４８】＜実施例１、比較例１＞実施例１において
は、図３に示した回転補助手段３０３のベアリングの材
質としてコルーツ金属（富士ダイス株式会社製）を使用
し、またプレート３０２の材質としてＳＵＳ３０６の内
部チャンバ側の表面にアルミナ溶射を行ったものを用い
たたこと以外は、実験例と同様に、図１に示した堆積膜
形成装置において図３に示す様な構成で回転補助手段
（ベアリング）３０３を設けた。この装置を使用し、外
径３０ｍｍ、長さ３６０ｍｍ、肉厚２．５ｍｍのアルミ
ニウムシリンダーに鏡面加工を施し、脱脂洗浄したもの
を円筒状導電性基体として使用し、下記表７に示す条件
下、図２に示した電荷注入阻止層２０２、光導電層２０
３、表面層２０４からなる層構成の阻止型の電子写真用
光受容部材（以後ドラムと称す）を製造した。

【００４９】一方、比較例１においては、回転補助手段
を有さない図４に示した装置を用い、実施例１と同様
に、外径３０ｍｍ、長さ３６０ｍｍ、肉厚２．５ｍｍの
アルミニウムシリンダーに鏡面加工を施し、脱脂洗浄し
たものを円筒状導電性基体として使用し、下記表８に示
す条件下、図２に示したドラムを製造した。

【００５０】

【表７】 こうして作製したドラムを、電子写真装置（キャノン製
ＮＰ６０３０をテスト用に改造）にセットして、以下の
方法に従い電子写真特性及び画像性の評価を行った。

【００５１】［ハーフトーン画像ムラ］キャノン製中間
調チャート（部品番号：ＦＹ９−９０４２）を原稿台に
置き、通常の露光量及び２倍の露光量で照射しコピーを
とり、こうして得られた画像で直径５ｍｍの円形の領域
を１単位として１００点の画像濃度を測定し、その濃度
のばらつきを評価した。ハーフトーン画像ムラについ
て、 ◎は「特に良好」 ○は「良好」 △は「実用上問題ない」 ×は「実用上問題あり」 を表し、◎及び○を合格とした。

【００５２】［同一ロット内の感度、帯電能温度特性の
ばらつき］同一ロットで作製したドラムの１感度、２帯
電能温度特性の二項目について電位特性のばらつきを評
価した。

【００５３】１．感度：ドラムを一定の暗部表面電位に
帯電させ、直ちに光像を照射した。ここではキセノンラ
ンプ光源を用い、フィルターを用いて６００ｎｍ以上の
波長域の光を除いた光を照射し、表面電位計によりドラ
ムの明部表面電位を測定した。明部表面電位が所定の電
位になるよう露光量を調整し、このときの露光量をもっ
て感度とした。

【００５４】２．帯電能温度特性：ドラムを一定の暗部
表面電位に帯電させ、ドラムの温度を室温から約４５℃
まで変えて帯電能を測定し、このときの温度１℃当たり
の帯電能の変化を測定した。

【００５５】上述した１感度、２帯電能温度特性のそれ
ぞれについて、 ◎は「特に良好」 〇は「良好」 △は「実用上問題ない」 ×は「実用上問題あり」 を表し、◎及び○を合格とした。

【００５６】それらの評価結果を、下記表８に示す。

【００５７】

【表８】 表８に示す様に、実施例１で作製したドラムは、比較例
１で作製したドラムと比べて全ての評価項目において良
好な結果を示すものであった。

【００５８】＜実施例２＞回転補助手段３０３の材料と
して、セラミック・ベアリング（ノンオイル）又はステ
ンレス製ベアリング（潤滑材使用）を用いたこと以外
は、実施例１と同様の条件にてドラムを作製した。作製
したドラムは、実施例１と同様の装置にセットして、実
施例１と同様の評価を行い、更に加えて、以下の画像特
性を評価した。また更に、実施例１で作製したドラムに
ついても同様の評価を合わせて行った。

【００５９】［画像流れ］白地に全面文字よりなるキャ
ノン製テストチャート（部品番号：ＦＹ９−９０５８）
を原稿台に置き、通常の２倍の露光量で照射し、コピー
をとり、得られた画像を観察し、画像上の細線が途切れ
ずにつながっているか、以下の４段階で評価した。な
お、画像上でむらがあるときは、全画像域で最も悪い部
位で評価した。画像流れについて、 ◎は「良好」 ○は「一部途切れあり」 △は「途切れが多いが文字として判読でき、実用上問題
ない」 ×は「途切れが多く文字として判読しにくく、実用上問
題あり」 を表し、◎及び○を合格とした。

【００６０】［メモリー電位］プロセススピード３８０
ｍｍ／ｓｅｃ、前露光（波長７００ｎｍのＬＥＤ）４ｌ
ｕｘ・ｓｅｃの条件下で、像露光光源にハロゲンランプ
を用い、電子写真装置の現像器位置にセットした表面電
位計（ＴＲＥＫ社製、商品名Ｍｏｄｅｌ３４４）の電位
センサーにより、非露光状態での表面電位と一旦露光し
た後に再度帯電した時との電位差を測定した。メモリー
電位について、 ◎は「特に良好」 ○は「良好」 △は「実用上問題ない」 ×は「実用上問題あり」 を表し、◎及び○を合格とした。

【００６１】それぞれの条件で作製したドラムの評価結
果を表９に示した。

【００６２】

【表９】 表９に示されるように、回転補助手段の材質としてセラ
ミック又はコルーツ金属を用いた場合は、全ての項目に
おいて良好な結果が得られた。ステンレス材に関して
は、前記２種類の材質に比べると、画像流れ、メモリー
電位についてやや劣るものの実用上問題無いレベルの結
果が得られた。

【００６３】＜実施例３＞プレートの材質として、ステ
ンレス、Ａｌ、Ｎｉ、Ｔｉの各金属と、アルミナ（Ａｌ
₂Ｏ₃）のそれぞれの材質を用い、各プレート材質毎に、
実施例１と同様の条件でドラムを作製し、同様の評価を
行った。その結果を表１０に示した。

【００６４】

【表１０】 表１０に示される様に、本実施例で作製したドラムは、
全てのプレート材質において、実施例１と同様の良好な
評価結果が得られた。

【００６５】＜実施例４＞プレートとして、ステンレ
ス、Ａｌ、Ｎｉ、Ｔｉの各金属と、アルミナ（Ａｌ ₂ Ｏ
₃ ）のそれぞれの材質で、内部チャンバ側表面を粗面化
加工を行ったものを用い、実施例１と同様の条件でドラ
ムを作製し、同様の評価を行った。本実施例で作製した
ドラムは実施例１と同様の良好な評価結果が得られた。

【００６６】更に、プレートを粗面化したことによりプ
レートに付着する堆積膜の密着性が向上していることが
確認された。その結果、本実施例で作製したドラムにお
いては、堆積膜の欠陥が減少し、ドラムの画像における
白ポチレベルが向上していることが確認された。なお、
ここで「白ポチ」とは、キャノン製全面黒チャート（部
品番号：ＦＹ９−９０７３）を原稿台に置き、コピーし
た時に得られた画像の同一面積内にある直径０．２ｍｍ
以上の白点をいう。

【００６７】＜実施例５＞ステンレス、Ａｌ、Ｎｉ、Ｔ
ｉの各金属の材質で、内部チャンバ側表面をアルミナ
（Ａｌ₂ Ｏ₃ ）溶射を行ったプレートを用い、実施例１
と同様の条件でドラムを作製し、同様の評価を行った。
本実施例で作製したドラムは実施例１と同様の良好な評
価結果が得られた。更に、実施例４と同様に、ドラムの
画像における白ポチレベルが向上していることが確認さ
れた。

【００６８】

【発明の効果】本発明によれば、円筒状導電性基体の軸
精度やチャンバのひずみ等に起因する回転ぶれを抑える
ことができ、ガス利用効率、生産性、膜厚や特性の均一
性に優れた堆積膜を、安価に安定して形成できる。例え
ば、本発明により電子写真用光受容部材等を製造した場
合は、特に画像におけるハーフトーンむら、同一ロット
内での感度ばらつき、帯電能温度特性のばらつきの点に
おいて非常に優れた効果が得られる。

【００６９】本発明は、例えば、半導体デバイス、電子
写真用光受容部材、画像入力用ラインセンサー、撮像デ
バイス、光起電力デバイス等に用いるアモルファス半導
体等の機能堆積膜をプラズマＣＶＤ法で形成する際に非
常に有用である。とりわけ、近年の複写機の小型化等に
伴う小径ドラムの製造や、複写機本体の高性能化等に伴
うドラムの高画質、高品質化に非常に適している。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は本発明の堆積膜形成装置の一例を示す
縦断面の模式図であり、（Ｂ）はその横断面の模式図で
ある。

【図２】本発明により製造し得るａ−Ｓｉ感光体の層構
成を例示する模式的断面図である。

【図３】実験例及び実施例で用いた回転補助手段を示す
模式図である。

【図４】（Ａ）は従来の堆積膜形成装置の一例を示す縦
断面の模式図であり、（Ｂ）はその横断面の模式図であ
る。

【符号の説明】

１００、３００、４００ 反応容器 １０１、２０１、３０１、４０１ 円筒状導電性基体 １０２、３０２、４０２ プレート １０３、３０３ 回転補助手段 １０４、４０４ 排気口 １０５、４０５ 電極 １０６、４０６ 高周波電源 １０７、４０７ マッチングボックス １０８、４０８ ガス放出管 １０９、４０９ 回転軸 １１０、４１０ 歯車 １１１、４１１ 回転モーター １１２ 内部チャンバ ２０２ 電荷注入阻止層 ２０３ 光導電層 ２０４ 表面保護層

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒状導電性基体の一端を保持し且つ円
   筒軸を中心に回転させるための回転駆動手段を備え、該
   回転駆動手段は、該円筒状導電性基体の複数が反応容器
   内の同一円周上に位置することにより該円筒状導電性基
   体に囲まれた空間である内部チャンバを形成できる様に
   複数配置されており、更に該内部チャンバ内に原料ガス
   を導入するための手段と、該原料ガスを分解する高周波
   電力を印加するための手段とを備える堆積膜形成装置に
   おいて、 前記円筒状導電性基体の前記回転駆動手段に保持されて
   いない側の一端を支持し且つ回転を補助するための回転
   補助手段を備えることを特徴とする堆積膜形成装置。
2. 【請求項２】 回転駆動手段が配置された側の面とは対
   向する側の内部チャンバの一面にプレートが設置されて
   おり、該プレートに回転補助手段が備えられている請求
   項１記載の堆積膜形成装置。
3. 【請求項３】 高周波電力の周波数が、２０ＭＨｚ〜４
   ５０ＭＨｚである請求項１又は２記載の堆積膜形成装
   置。
4. 【請求項４】 回転補助手段の材質が、セラミック系材
   料又は金属基固体潤滑複合材料から成る請求項１〜３の
   何れか一項記載の堆積膜形成装置。
5. 【請求項５】 プレートの材質が、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｒ、
   Ｆｅ、Ｎｉ及びＣｏから成る群より選ばれた金属又はこ
   れらの合金、若しくはアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）から成る請
   求項２〜４の何れか一項記載の堆積膜形成装置。
6. 【請求項６】 プレートの少なくとも内部チャンバ側の
   表面が、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）、又は、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃ
   ｒ及びＮｉから成る群より選ばれた金属材料による溶射
   処理で粗面化されている請求項２〜４の何れか一項記載
   の堆積膜形成装置。
7. 【請求項７】 請求項１〜６の何れか一項記載の堆積膜
   形成装置を用いて、回転駆動手段により円筒状導電性基
   体を回転させながら、該円筒状導電性基体の全周上に堆
   積膜を形成することを特徴とする堆積膜形成方法。