JPS6036660A - プラズマｃｖｄ装置 - Google Patents
プラズマｃｖｄ装置Info
- Publication number
- JPS6036660A JPS6036660A JP58143778A JP14377883A JPS6036660A JP S6036660 A JPS6036660 A JP S6036660A JP 58143778 A JP58143778 A JP 58143778A JP 14377883 A JP14377883 A JP 14377883A JP S6036660 A JPS6036660 A JP S6036660A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- discharge
- cathode electrode
- film
- drum
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/50—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
- C23C16/505—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using radio frequency discharges
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、所謂プラズマ０ＶＴ）装置に関し、殊に、円
筒状基体表面にアモルファスシリコン膜を堆積させ、感
光体ドラムを生産すること等に好適に使用できるプラズ
マ０ＶＤ装置に関する。
筒状基体表面にアモルファスシリコン膜を堆積させ、感
光体ドラムを生産すること等に好適に使用できるプラズ
マ０ＶＤ装置に関する。
従来、プラズマ０ＶＡ）を用いた電子′Ｌｆ真用応用感
光ドラム造装面として提案されているものは、大別して
、誘導結合型と容［Ｕ結合型とに分目られる。
光ドラム造装面として提案されているものは、大別して
、誘導結合型と容［Ｕ結合型とに分目られる。
前者は、ドラム基体を取り囲むようにしてコイルを配置
し、該コイルに高周波電力をフィードし、電磁エネルギ
ーで原料ガス（気体）をプラズマ化し、前記基体−１−
に膜を形成するものであるが、コイルの径、間隔等のず
れやコイルの定在波に起因する放電ムラが発生し易く、
形成された膜は厚さや電気特性が不均一となる。
し、該コイルに高周波電力をフィードし、電磁エネルギ
ーで原料ガス（気体）をプラズマ化し、前記基体−１−
に膜を形成するものであるが、コイルの径、間隔等のず
れやコイルの定在波に起因する放電ムラが発生し易く、
形成された膜は厚さや電気特性が不均一となる。
一方、後者のタイプは、外部電極でもある円筒型の堆積
槽内の内部に内部電極としてドラム基体そのものを用い
た二重同軸円筒電極を使用し、両円筒電極間にガスを流
しながら、両電極間に直流若しくは交流の電界を印加し
、この際のグロー放電によってガスプラズマを形成させ
、堆積膜をドラム基体Ｉ―に形成さけるものである。
槽内の内部に内部電極としてドラム基体そのものを用い
た二重同軸円筒電極を使用し、両円筒電極間にガスを流
しながら、両電極間に直流若しくは交流の電界を印加し
、この際のグロー放電によってガスプラズマを形成させ
、堆積膜をドラム基体Ｉ―に形成さけるものである。
このようｔＩ″従来型の円筒状プラズマＣＶＤ装置σ）
代表的な一例の概略を第１図に示す。第１図中、■は真
空チャンバーを構成している円筒状のカソード電極、２
は該真空チャンバーの中心軸の周りに回転するようにこ
れと同心に配置された対向電極たるアノード電極を構成
している円筒状の基体、８は前記真空チャンバーの上下
の壁体、１（は該壁体を前記カソード電極から絶縁する
だめのドーナツ形の絶縁ガイシ、５は高周波電源、６は
原料ガス供給パイプ、７は刊気系、８はヒーター、９は
−１−記の円筒状の基体を回転させる回転機構、１０は
アース、１１は原料ガス放出穴を示す。
代表的な一例の概略を第１図に示す。第１図中、■は真
空チャンバーを構成している円筒状のカソード電極、２
は該真空チャンバーの中心軸の周りに回転するようにこ
れと同心に配置された対向電極たるアノード電極を構成
している円筒状の基体、８は前記真空チャンバーの上下
の壁体、１（は該壁体を前記カソード電極から絶縁する
だめのドーナツ形の絶縁ガイシ、５は高周波電源、６は
原料ガス供給パイプ、７は刊気系、８はヒーター、９は
−１−記の円筒状の基体を回転させる回転機構、１０は
アース、１１は原料ガス放出穴を示す。
上記のプラズマＣＶＤ装置の動作を簡ｉ１ｉに以下に説
明する。
明する。
まず、真空チャンバー内に円筒状の基体２を七ッｌ−１
，、ＪＩＪＩ気系７によって千ヤンバー内を真空にする
。同時に基体２をヒーター８によって加熱し、基体２を
回転機構９によって回転させ、基体の温度分布を均一に
する。このとき、ヒーターは固定されている。括体温度
が、−・宇に４ｒったら、ガス供給バイブロから原ｒ１
ガスを真空千ヤンハー内に供給する。原料ガスは円ｒ；
ｉ状の電極の多数のカス放出穴から入（；体２に向Ｇ」
て放出される。真空チャンバー内にガスが安定して供給
されている状態で〆高周波電源５によりカソード電極１
に１．３．５６ ＭＴ−Ｔｚの高周波電圧を印加し、ア
ース接地された基体２との間でグロー放電を発生させ、
カソード電極から飛び出した電子のガス分子への側突に
より、ガス分子をラジカル反応させて基体−にに堆積さ
せ、基体２−１−に堆積膜、例えばアモルファスシリコ
ン膜を成膜させることができる。
，、ＪＩＪＩ気系７によって千ヤンバー内を真空にする
。同時に基体２をヒーター８によって加熱し、基体２を
回転機構９によって回転させ、基体の温度分布を均一に
する。このとき、ヒーターは固定されている。括体温度
が、−・宇に４ｒったら、ガス供給バイブロから原ｒ１
ガスを真空千ヤンハー内に供給する。原料ガスは円ｒ；
ｉ状の電極の多数のカス放出穴から入（；体２に向Ｇ」
て放出される。真空チャンバー内にガスが安定して供給
されている状態で〆高周波電源５によりカソード電極１
に１．３．５６ ＭＴ−Ｔｚの高周波電圧を印加し、ア
ース接地された基体２との間でグロー放電を発生させ、
カソード電極から飛び出した電子のガス分子への側突に
より、ガス分子をラジカル反応させて基体−にに堆積さ
せ、基体２−１−に堆積膜、例えばアモルファスシリコ
ン膜を成膜させることができる。
上記のようなプラズマＣＶＤ装置において、堆積した膜
の膜厚分布は装置の排気［１の位置や、原料カス流量、
放電時の高周波電力の大きさによる膜の堆積速度、さら
には真空度や、原料ガス放出穴の位置によって変化する
。アモルファスシリコン感光体膜の利用目的からすれば
、大面積の１１を体上に広範囲な膜厚分布の均一性が要
求される。
の膜厚分布は装置の排気［１の位置や、原料カス流量、
放電時の高周波電力の大きさによる膜の堆積速度、さら
には真空度や、原料ガス放出穴の位置によって変化する
。アモルファスシリコン感光体膜の利用目的からすれば
、大面積の１１を体上に広範囲な膜厚分布の均一性が要
求される。
プラズマＣＶＤ装置では、ガス流ｈ１や、高周波電力の
大きさ、真空度等は膜特性に影響をおよぼすため、膜厚
分布を調整する手段として用いることはできない。排気
［ｌの位置も、装置構成−に自由に変更することは備し
い。す２ｒわち、膜厚分布を調整する方法としては、ガ
ス放出穴の穴径や位置を調整することが、最も容易な手
段と考えられる。
大きさ、真空度等は膜特性に影響をおよぼすため、膜厚
分布を調整する手段として用いることはできない。排気
［ｌの位置も、装置構成−に自由に変更することは備し
い。す２ｒわち、膜厚分布を調整する方法としては、ガ
ス放出穴の穴径や位置を調整することが、最も容易な手
段と考えられる。
一方、プラズマＣ■■）装置では、特定の膜特性を得る
為にガス流１Ｂや流速を選定する必要があり膜厚分布も
そのつど変動するために、ガス放出穴の穴径や位置は選
択の自由度が高いものであることが要求される。従来の
円筒状壁面放出型のプラズマＣＶＤ装置には、原料ガス
放出穴を不規則に多数制量（１したものや、回転軸方向
に多数列間［Ｉしたものがほとんどで、穴数が多過ぎる
ため、膜厚分布の均一化のために最適な穴位置を選択す
るのが難しかった。また、穴径の自由度に対してほとん
ど考慮されていなかったため、膜厚分布の調整は穴位置
の選定のみにたよっていた。このため、有効堆積範囲が
広くなるのに比例して、その膜厚分布調整が難しくなる
という欠点が有った。
為にガス流１Ｂや流速を選定する必要があり膜厚分布も
そのつど変動するために、ガス放出穴の穴径や位置は選
択の自由度が高いものであることが要求される。従来の
円筒状壁面放出型のプラズマＣＶＤ装置には、原料ガス
放出穴を不規則に多数制量（１したものや、回転軸方向
に多数列間［Ｉしたものがほとんどで、穴数が多過ぎる
ため、膜厚分布の均一化のために最適な穴位置を選択す
るのが難しかった。また、穴径の自由度に対してほとん
ど考慮されていなかったため、膜厚分布の調整は穴位置
の選定のみにたよっていた。このため、有効堆積範囲が
広くなるのに比例して、その膜厚分布調整が難しくなる
という欠点が有った。
本発明は、これらの“１ｆ実に鑑のなされたものであり
、ｌ−、記の問題点を解決する新規４ｒプラズマＯＶＤ
装置を提供することを主たる目的とする。
、ｌ−、記の問題点を解決する新規４ｒプラズマＯＶＤ
装置を提供することを主たる目的とする。
本発明の他の［」的は、例えば電気特性、環境安定性に
優れ、感光体全域にわたって良好な画像を提供すること
のできる電子写真感光体用の光導電膜を、低コスト、高
歩留りで製造するのに好適′１．ｒプラズマ０ＶＩ）装
置を提供することにある。
優れ、感光体全域にわたって良好な画像を提供すること
のできる電子写真感光体用の光導電膜を、低コスト、高
歩留りで製造するのに好適′１．ｒプラズマ０ＶＩ）装
置を提供することにある。
」二記の目的は、以下の本発明によって達成される。
真空にし得るチャンバー内に第１−の電極と第２の電極
とを具備し、前記第１−の電極と前記第２の電極との間
で放電を生じさせ、この放電により前記チャンバー内に
導入された原料気体から、必要に応じて前記チャンバー
内に設置された基体−にに堆積膜を形成させる装置に於
いて、前記第１の電極が円筒状形状であり、かつ上下作
動しうるようにしたことを特徴とするプラズマＣＶ１１
）装置。
とを具備し、前記第１−の電極と前記第２の電極との間
で放電を生じさせ、この放電により前記チャンバー内に
導入された原料気体から、必要に応じて前記チャンバー
内に設置された基体−にに堆積膜を形成させる装置に於
いて、前記第１の電極が円筒状形状であり、かつ上下作
動しうるようにしたことを特徴とするプラズマＣＶ１１
）装置。
本装置においては、第１の電極が調節された速度で一上
下作動しうるようにすることが好ましく、リｙには、上
下作動が連続的にできることが特に好ましい。
下作動しうるようにすることが好ましく、リｙには、上
下作動が連続的にできることが特に好ましい。
第１の電極は５〜２２ｍ・７分の速度で、１〜数回移動
するのが好ましい。
するのが好ましい。
尚、以下の説明に於いては、主として堆積層を形成する
基体を電子写真用円筒状基体（ドラｌｚ ）とした実施
例について本発明を説明するが、本発明装置は、長方形
の基体を円筒状の対向電極−１−に多角形を成すように
配置し、アモルファス感光体膜や演算素子用アモルファ
ス半導体膜を堆積する「Ｉ的にも利用することができ、
また、金型、バイト等の摩耗し易い工具等の表面に超硬
質膜を堆積することによって、耐摩耗性を向上させ、寿
命を延ばす１］的にも利用することもできる。
基体を電子写真用円筒状基体（ドラｌｚ ）とした実施
例について本発明を説明するが、本発明装置は、長方形
の基体を円筒状の対向電極−１−に多角形を成すように
配置し、アモルファス感光体膜や演算素子用アモルファ
ス半導体膜を堆積する「Ｉ的にも利用することができ、
また、金型、バイト等の摩耗し易い工具等の表面に超硬
質膜を堆積することによって、耐摩耗性を向上させ、寿
命を延ばす１］的にも利用することもできる。
第２図は、本発明に係るプラズマＣＶＤ装置の実施例を
示したものである。図中、第１図に示す装置に於ける部
分と同様の部分は同じ参照数字によって指示しである。
示したものである。図中、第１図に示す装置に於ける部
分と同様の部分は同じ参照数字によって指示しである。
図中、１は上下動機構を有する円筒状のカソード電極、
２は該真空チャンバーの中心軸の周りに回転するように
これと同心に配置された円筒状のアノード電極を構成す
るＪＩ（体、８は真空チャンバーを構成している上１・
σ）壁体、４＋は該壁体を前記カソード電極から絶縁す
るためのドーナツ形の絶縁ガイシ、５は前記カソード電
極に高周波電力を供給しグロー放電を起すだめの高周波
電源、６は原料ガス供給パイプ、７は真空チャンバーを
真空に保つための排気系、８は円筒状の基体を加熱する
ためのｌ−一ター、９は円筒状の基体を回転させて堆積
膜の膜厚を均一にするための回転機構、１０は基体を設
置するアース、ｌ］は原料ガス放出穴、１２は前記カッ
−ド電極を」−下させる駆動機構を示す。
２は該真空チャンバーの中心軸の周りに回転するように
これと同心に配置された円筒状のアノード電極を構成す
るＪＩ（体、８は真空チャンバーを構成している上１・
σ）壁体、４＋は該壁体を前記カソード電極から絶縁す
るためのドーナツ形の絶縁ガイシ、５は前記カソード電
極に高周波電力を供給しグロー放電を起すだめの高周波
電源、６は原料ガス供給パイプ、７は真空チャンバーを
真空に保つための排気系、８は円筒状の基体を加熱する
ためのｌ−一ター、９は円筒状の基体を回転させて堆積
膜の膜厚を均一にするための回転機構、１０は基体を設
置するアース、ｌ］は原料ガス放出穴、１２は前記カッ
−ド電極を」−下させる駆動機構を示す。
次に、上記の装置の各部の動作を順を追って説明する。
まず、真空チャンバー内に円筒状の基体２をセットし、
排気系７によってチャンバー内を真空にする。一般に排
気系には、所用到達真空度と生産性との兼ね合いで、ロ
ータリーポンプ、メカニカルブースターポンプ、ディフ
ュージョンポンプまたはそれらを組み合わせたものが使
用される。チャンバー内を真空にするのと同時に基体２
をヒーター８によって加熱し、基体２をモーターに連結
された回転軸９によって通常数〜数十秒回転し、基体の
温度分布を均一にする。この時、ヒーターは固定されて
いる。また、カソード電極はあらかじめ基体の下端また
は上端に位１ａさせておく、基体温度が一定になったら
、ガス供給バイブロがら原料ガスを真空チャンバー内に
供給する。原料ガスはカソード電極の内部に設けられた
ガス室１ａに入り放出穴１１から基体に向って放出され
る。ここでガス供給パイプは真空チャンバー内では、カ
ソード電極１の１−下動に追従できるようにフレキシブ
ルチューブになっている。また、各放出穴がら放出され
るガス量は放出口の穴径によっても制御される。真空チ
ャンバー内にガスが安定して供給されている状態で、高
周波電源５によりカソード。
排気系７によってチャンバー内を真空にする。一般に排
気系には、所用到達真空度と生産性との兼ね合いで、ロ
ータリーポンプ、メカニカルブースターポンプ、ディフ
ュージョンポンプまたはそれらを組み合わせたものが使
用される。チャンバー内を真空にするのと同時に基体２
をヒーター８によって加熱し、基体２をモーターに連結
された回転軸９によって通常数〜数十秒回転し、基体の
温度分布を均一にする。この時、ヒーターは固定されて
いる。また、カソード電極はあらかじめ基体の下端また
は上端に位１ａさせておく、基体温度が一定になったら
、ガス供給バイブロがら原料ガスを真空チャンバー内に
供給する。原料ガスはカソード電極の内部に設けられた
ガス室１ａに入り放出穴１１から基体に向って放出され
る。ここでガス供給パイプは真空チャンバー内では、カ
ソード電極１の１−下動に追従できるようにフレキシブ
ルチューブになっている。また、各放出穴がら放出され
るガス量は放出口の穴径によっても制御される。真空チ
ャンバー内にガスが安定して供給されている状態で、高
周波電源５によりカソード。
電極］、に高周波電圧を印加し、アース設置されたアノ
ード電極］−４（との間でグロー放電を発生させ、カソ
ード電極から飛び出した電子のガス分子への衝突により
、ガス分子をラジカル反応させて基体上に堆積させ、堆
積膜を成膜させる。カソード電極をカソード電極駆動機
構１２により５〜２２而／分の速度で移動させる。カソ
ード電極の移動は、必要な膜厚が得られるように１〜数
回行なう。
ード電極］−４（との間でグロー放電を発生させ、カソ
ード電極から飛び出した電子のガス分子への衝突により
、ガス分子をラジカル反応させて基体上に堆積させ、堆
積膜を成膜させる。カソード電極をカソード電極駆動機
構１２により５〜２２而／分の速度で移動させる。カソ
ード電極の移動は、必要な膜厚が得られるように１〜数
回行なう。
本発明のプラズマＣＶＤ装置においては、カソード電極
の移動速度、移動回数、原料ガス供給計等を変えること
により、大面積の基体」二に膜厚が均一な堆積膜を再現
性良く形成することができる。
の移動速度、移動回数、原料ガス供給計等を変えること
により、大面積の基体」二に膜厚が均一な堆積膜を再現
性良く形成することができる。
以−Ｉこの本発明のプラズマＣＶＤ装置に原料ガスを導
入し、基体の温度を１００℃〜８５０℃ に保ち１３．
５６ＭＨｚの高周波電源によりカソード電極に高周波電
圧を印加して成膜を行なったところ、ガスの種類を随時
種々変更しても順調なグロー放電が継続され、電子写真
用の感光体として均一性の高い成膜を低コストで歩留り
良〈実施することができた。なお、原料ガスとしては、
アモルファスシリコン成膜材料としてのシラン（ＳｊＪ
Ｔ４．５ｊ−２Ｔ（６，５１３ＴＴｓ 、Ｓｌ、ｉ ｒ
ｈｏ等）の他、ベースガスとしてのＴ１２、希ガス、フ
ッソ導入用のＳコ−Ｆ４ 、ｐまたはｎ伝導の制御用の
Ｂ２■Ｉ６、■）■■３、ＡｓＴｌ３、窒素ドープ用の
Ｎ２ 、Ｎ Ｈ３、酸素ドープ用のＮ２０、ＮＯ１炭素
ドープ川の用化水素例えばＣＨ４，０２１Ｔ４等をはじ
め、その他のプラズマＣＶＤによってドーピング可能な
ものとして知られている各種ガスを、マスフローコント
ローラー等を用いて所定の比率で混合したものを使用す
ることができる。
入し、基体の温度を１００℃〜８５０℃ に保ち１３．
５６ＭＨｚの高周波電源によりカソード電極に高周波電
圧を印加して成膜を行なったところ、ガスの種類を随時
種々変更しても順調なグロー放電が継続され、電子写真
用の感光体として均一性の高い成膜を低コストで歩留り
良〈実施することができた。なお、原料ガスとしては、
アモルファスシリコン成膜材料としてのシラン（ＳｊＪ
Ｔ４．５ｊ−２Ｔ（６，５１３ＴＴｓ 、Ｓｌ、ｉ ｒ
ｈｏ等）の他、ベースガスとしてのＴ１２、希ガス、フ
ッソ導入用のＳコ−Ｆ４ 、ｐまたはｎ伝導の制御用の
Ｂ２■Ｉ６、■）■■３、ＡｓＴｌ３、窒素ドープ用の
Ｎ２ 、Ｎ Ｈ３、酸素ドープ用のＮ２０、ＮＯ１炭素
ドープ川の用化水素例えばＣＨ４，０２１Ｔ４等をはじ
め、その他のプラズマＣＶＤによってドーピング可能な
ものとして知られている各種ガスを、マスフローコント
ローラー等を用いて所定の比率で混合したものを使用す
ることができる。
第１図は従来型の円筒型プラズマＣＶＴ）装置の代表的
−例を示す断面図、第２図は本発明のプラズマＣＶＤ装
置の実施例を示す断面図である。 特許出願人 キャノン株式会社 １１− 第 ２ 図
−例を示す断面図、第２図は本発明のプラズマＣＶＤ装
置の実施例を示す断面図である。 特許出願人 キャノン株式会社 １１− 第 ２ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）Ｃ（空にし１１するチャンバー内に第１の電極と第
２の電極とを具備し、前記第１の電極と前記第２の電極
との間で放電を生じさせ、この放電により前記チャンバ
ー内に導入された原料気体から、必要に応じて前記チャ
ンバー内に設置された基体−■−に堆積膜を形成させる
装置に於いて、前記第１の電極が円筒状形状であり、か
つ上下作動しうるようにしたことを特徴とするプラズマ
０ＶＤ装置。 ２）前記第１の電極が調節された速度で−に不作動しう
るようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載のプラズマ０ＶＤ装置。 ６、）前記第１−の電極の上下作動が連続的に行ないう
るようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項又
は第２項記載のプラズマＯＶＡ’）装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58143778A JPS6036660A (ja) | 1983-08-08 | 1983-08-08 | プラズマｃｖｄ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58143778A JPS6036660A (ja) | 1983-08-08 | 1983-08-08 | プラズマｃｖｄ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6036660A true JPS6036660A (ja) | 1985-02-25 |
Family
ID=15346789
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58143778A Pending JPS6036660A (ja) | 1983-08-08 | 1983-08-08 | プラズマｃｖｄ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6036660A (ja) |
-
1983
- 1983-08-08 JP JP58143778A patent/JPS6036660A/ja active Pending
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