JPS63223181A - アモルフアスシリコン系膜の製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 イ、産業上の利用分野 本発明は、アモルファスシリコン系膜の製造方法に関す
るものである。

口、従来技術 近年、アモルファス膜は優れた物理的、機械的、化学的
性質を有していることから注目されるようになっている
。　特にアモルファスシリコン（以下、ａ−８ｔと称す
。）系半導体膜は感光体の感光層、太陽電池、薄膜トラ
ンジスタ、光センナ等の多種類の用途を有する。　こう
したａ−３ｉ系半導体膜の形成は、水素化シリコンガス
等のシリコン化合物のグロー放電分解による方法、即ち
、いわゆるプラズマＣＶＤ法によりて行なわれている。

　とりわけ、水素化ａ−８１膜は大面積を有するデバイ
ス材料として注目を集めている。

プラズマＣＶＤ法によって例えば円筒上の基体表面にａ
−８ｉ系半導体膜を形成する方法としては、次のような
方法が考えられる。　即ち、第１図に示すように、グロ
ー放電装置６の真空槽４桐は、ドラム状の基板１が垂直
に回転可能にセットされ、ヒーター７で基板１を内側か
ら所定温度に加熱し得るようになっている。　基板１に
対向してその周囲に円筒状高周波電極９が配され、この
電極９（：は全面にほぼ均一にガス導出口５が設けられ
ている。　基板１を電極９に対向する電極とし、両者の
間に高周波電源８によりグロー放電が。

生ぜしめられる。　なお、図中の１６は水素化シ９３、
ンガスである８ｉＨ，の供給源、１４はＡｒ等のキャリ
アガス供給源、１５は不純物ガス（例えばＢ、Ｈ，また
はＰＨ３）供給源、１７は各流量計である。　このグロ
ー放電装置において、まず支持体である例えばＡｔ基板
１の表面を清浄化した後に真空槽４内に配置し、真空槽
４内のガス圧か１０Ｔｏｒｒとなるように調節して排気
し、かつ基板１を所定温度、特に１００〜３５０℃（望
ましくは１５０〜３００℃）に加熱保持する。　次いで
、高純度の不活性ガスをキャリアガスとして、ＳｉＨ４
ガス若しくはＳ　ｉ　Ｆ４ガス、並びに必要とあれば不
純物ガスとしてＣＨ，、Ｂ、Ｈｊ等を適宜ガス混合室１
８を経由してＭＨＩ）を印加する。これによって、上記
各反応ガスを電極９と基板１との間でグロー放電分解し
、ａ−Ｓｔまたは不純物ドープドａ−８ｔ：Ｈとして基
板１上に堆積させる。

ところで、一般（ニプラズマＣＶＤ法によって形成され
る膜は、スパッタ法や蒸着法等信の方法によりて形成さ
れる膜に較べて良質であるが、製膜速度が上記他の方法
のそれに較べて可成り遅いという生産上の問題点を有し
ている。　また、形成された膜中の微結晶化や欠陥の防
止、膜質の向上が望まれており、特にａ−８ｉ系膜を使
用した電子写真感光体において、光感度、帯電能、耐久
性等の特性向上が望まれている。　更に、薄膜形成過程
において、原料ガスから薄膜への変換効率を向上させ、
ａ　−８ｔ粉体の生成を抑制することも望まれている。

しかしながら、従来は、放電中の化学反応や薄膜の堆積
過程シ一ついては充分に解明されておらず、ａ−８ｉ系
半導体膜形成のための設備及び操作上の諸条件は経験的
に各装置毎（二決定しているのが実情であり、各種の製
膜条件（製膜パラメータ）を制御しながら迷い製膜速度
で高品質の膜を形成する試みは未だ成功をみるに至って
いない。

そのため、各製膜パラメータを適宜に制御しながら、上
記した膜形成上の問題点を解決しつるような膜製造方法
の開発が望まれていた。

ハ１発明の目的 本発明の目的は、製膜条件を適切に制御しながら、所望
の特性を有する膜を所望の製膜速度で製造でき、また原
料ガスから薄膜への変換効率を高めて粉体の生成を抑制
できるようなアモルファスシリコン系膜の製造方法を提
供することである。

ニ０発明の構成 本発明は、少なくともシリコン化合物及びキャリアガス
を含むガスを供給し、グロー放電分解によって基体上に
アモルファスシリコン系膜を形成するアモルファスシリ
コン系膜の製造方法において、下記Ｃ１式が満たされた
条件下で、グロー放′濱空間内での前記シリコン化合物
の分解率が四〜９０％となりかつ下記（ｎ）式が満たさ
れるように、前記グロー放電分解を行なうことを特徴と
するアモルファスシリコン系膜の製造方法に係るもので
ある。

〔ただし、Ｄｒは前記アモルファスシリコン系膜の堆積速度、ｌムは前記シリコン化合物の分解率、Ｆムは前記シリコン化合物の供給流量、Ｆ、は前記キャリアガスの供給流量、■はグロー放電空間の体積、ｔは前記基体とグロー放電電極との間の距離である。〕

ＣｕＩ２式： ０．１≦Ｆｓ／Ｆム　≦　３ 〔ただし、ＦＡ、Ｆｌは前記したものと同じである。〕 本発明者は、グロー放電分解Ｃ二よるａ−８ｉ系膜の堆
積過程を検討した結果、膜堆積速度がシリコン化合物の
分解により生じた活性種の基体への拡散輸送量に比例す
ることを見出した。

即ち１本発明者の得た知見によれば、シリコン系膜の膜
堆積速度は、単位時間あたりのシリコン化合物の分解量
（Ｅと表記する。）と拡散輸送による活性種の基体への
到達率（Ｆと表記する。）との積に比例するのである。

　この点について詳述する。　まず、上記Ｅ及びＦはそ
れぞれ下記（ｍ）式、〔■〕式で表わされるとする。

Ｅ−ηム、Ｆム・・・・・・・・　（ｍ）Ｆ−凸１τ／
Ｌ・・・・・・・・　〔■〕ここで、ダムはシリコン化
合物の分解率、ＦＡはシリコン化合物の供給流量、Ｄは
活性種の拡散係数、τはグロー放電空間での活性種の平
均滞留時間、Ｌは基体とグロー放電電極との間の距離で
ある。

更（：、Ｄ及びτが下記（Ｖ）式、（ＶＩ）式で表わさ
れると仮定する。

Ｄｄ：　１　／Ｐ・・・・・・・・・・〔ｖ〕ｔｃｃＰ
Ｖ／　（Ｆ　ｍ　＋Ｆ　Ａ　）　””　（ＶＩ　］ここ
で、■はグロー放電空間の体積、Ｆ、はキャリアガスの
供給流量である。

膜堆積速度をＤｒとすると、上記〔■〕〜ＣＶＩ）式よ
り、下記ＣＩ）式が得られる。

ＤｒｃＷＡ”ＦＡ　・Ｅ／ｌＣ６］１−””ＣＩ　）こ
れＣ＝より、グロー放電装置の設計条件及び操作条件、
即ちＦＡ、Ｆ、、Ｖ、を等の各製膜パラメータ値を変化
させることにより、定量的に膜堆積速度を決定できるこ
とが理解される。　また、後述するよう！＝、シリコン
化合物の分解率１ムも各製膜パラメータにより定量的（
二決定しつる値である。　従って、本発明により、所望
の製膜速度でａ−８ｔ系膜を形成することが可能となり
、高品質の膜を最大限に高速で製造しつるよう（ニゲロ
ー放電装置を調整、制御することが可能となる。

ホ、実施例 次（二、本発明を円筒電極型プラズマＣＶＤ装置に適用
した実施例Ｃ二ついて説明する。

第１図のグロー放電分解装置３（二おいて、円筒状基体
１の半径なｒ１基体１と高周波電極９との距離なｔとす
ると、放電空間の容積Ｖとｔ、ｒとの間（：は次の関係
が成り立つ。

ＶｃＣ（ｔ＋ｒ　）”　−ｒ”　−Ｌ　（Ｌ＋　２ｒ　
）−−−−（■〕〔４３式をＣＩ）式に代入すると、次
の〔Ｉ〕式が得られる。

Ｄ　ｒ　ｔ　Ｗ　Ａ　・Ｆ　Ａ　８　／　ｍ・・・・・
・〔■〕 〔）１〕式に示されているように、円筒電極型プラズマ
ＣＶＤ装置においても膜堆積速度を制御しつる。　この
実験結果を以下に示す。

第１図のグロー放電装置６を使用し、排気口１０に接続
する図示しない真空ポンプを作動させて真空槽４内を排
気した。　次ζ二、ボンベ１６からＳｉＨ，ガスを流１
ＦｓｔＨ４（上記のＦＡにあたる）で供給し、ボンベ１
４からアルゴン（Ａｒ）ガスを流量２００　ｓｃｃｍ（
５ｔａｎｄａｒｄ　ｃ、　ｃ、　ｐａｒ　ｍ１ｎｕｔｅ
）で供給し、円筒電極型プラズマＣＶＤ装置内へ導入し
た。　また、高周波電源８からの高周波供給電力Ｊを４
００Ｗとし、アルミニウム製基体１と電極９との距離ｔ
を２．０儒、３．０　ｃｍ、４．０　ｃｍとし、基体１
の半径ｒｗｓｔＷ＆とし、電極９の長さＬを５５３とし
た。　排気口１０と真空ポンプとの間に設けたバタフラ
イバルブ１１を調節して真空槽Ｉ４内の圧力、即ち反応
圧Ｐを０．５〜１．５　Ｔｏｒｒに変化させて、基体１
の表面に１−８１膜を形成した。　四重掻型質量分析計
５５を使用してＳｉＨ。

分解率η５ＩＨ４（上記のダムにあたる）を測定すると
共Ｃ二、アルミニウム製基体１上のａ−８Ｌ膜堆積速度
Ｄｒ（μｇ／ｈｒ）をフィッシャースコープで測定した
。　なお、この実験では不純物ガスは使用していない。

Ｓ　ｉ　Ｈ４分解率ダムは、四重桶型質量分析計（ＭＳ
Ｑ−１５０Ａ型　日本真空技術■製）を用いて、高周波
電源ＲｆのＯＮ時とＯＦＦ時のＳ　ｉ　Ｈ４量を測定し
、次式より求めた。

・・・・・・・・（”ｌＸ） ここで、５ｉＨ１，Ａｒ　は、それぞれｍ／ｅｘ３０、
４０のマススペクトルのピーク値である。

即ち、ＳｉＨ，をマススペクトル測定するとＳ　Ｉ　Ｈ
−にピークが表われるため、このピーク値をもりて放電
空間中のＳｉＨ４の存在量を割り出したものである。

測定結果は、第２図、第３図に示す通りである。

第２図は１／ＰＬに対してＤｒ／Ｇ膣フｌ及びηｓ１［
４の値をプロットしたものである。

第２図から明らかなよう；二、各データは同一の曲線上
に分布しており、従ってＤｒ／　、１＋ｔＯ／Ａ　ｄｌ
−ηａｉｉ１４、あるいはＤｒｃ（ηｇｉｉ４．　Ｇ羽
〕ｌが成り立つ。

ここでＦ　ｓ　１１１４　（即ち、前記〔Ｉ〕式におけ
るＦＡ）及びＦａｒ（即ち、前記〔■〕式；；おけるＦ
、）は一定であるから、前記した〔Ｉ〕式は実験結果に
よって確証されたとい°える。　換言すれば、ａ−Ｓｔ
系膜の形成過程における製膜速度Ｄｒは、シリコン化合
物の分解率り五、電極間距離ｔ１基体半径ｒにより定量
的に制御可能となったのである。

第６図は、１／ＰＬｍＯ，５（Ｔｏｒｒ−ｃｍ）　　の
条件下での測定結果を示したものである。　ここで、η
ｓｉＢ、　”　０．６３２の条件（；設定されており、
この条件設定はＦ　５ｉＩＩ４　ｓｓ　ｏ、ｓ　７３　
Ｊ”’の関係を保持することによって実現できる。

第６図においては、上記の各条件を保持しながらＦ　５
ｉｌ１４　、Ｒｆの値を増加した場合のＦｓｉｌ１４と
Ｄｒ７η１＋π／Ａ　　との相関を示した。

第３図から解るよう１：、Ｄ　ｒ　７ａＴ■）ｌｃａｐ
　ｓ　Ｉ　ＩＩ。

／　ＦｇｌＩＩ４　＋　ＦＡｙ　ｓあるいはＤｒｃＣＦ
ｓ１ｎ４−　汀笥可ｌ／ｒＴπη＋ＦＡ、の関係が成立
し、従ってａ　−８１系膜の形成過程における製膜速度
Ｄｒは、前記〔Ｉ〕式で表わされるようなＦｓ　ｉ　１
１４依存性を示すことが確証されたといえる。

以上の実験結果よ、警λ、リグロー放電分解によるａ　
−８ｉｉ系膜の堆積速度は、シリコン化合物の分解によ
る活性種の基体への拡散輸送量に比例することが理。

解される。

前記ＣＩ）式、〔Ｉ〕式より膜堆積速度Ｄｒとシリコン
化合物供給流量ＦＡ及びキャリアガス供給流量ＦＢとの
間には、下記ＣＸ）式に示す関係が成り立つ。

ＤｒｃＣＦム／６）１ラ−−−−・−−−−・−ｔ、　
Ｘ　〕これより、Ｆｍ／Ｆムを適当な値とすることｌ：
よって膜堆積速度Ｄｒを制御しうろことがわかる。　即
ち、Ｆ、／Ｆムを小さくする（キャリアガス供給流量の
割合を減らす）こと（：より膜堆積速度を増大せしめて
生産性の向上を達成できる。

ここにおいて、本発明でＦ、／Ｆムの値を０．１≦Ｆｌ
／Ｆム≦３（より好ましくは０．１５≦Ｆ　ｍ　／Ｆム
≦２）の範囲に限定していることが極めて重要である。

ここでＦＢ／Ｆムは、所定圧力、温度下Ｃ二おけるそれ
ぞれの単位時間当たりの流！（体積）の比率である。

即ち、Ｆ、／Ｆムが上記範囲よりも小さいと放電が不安
定となる。　他方、ＦＢ／Ｆムが上記範囲よりも大きい
と、膜堆積速度Ｄｒの位が小さくなって生産性に劣り、
かつアモルファス相中に微晶質相が含まれるようになり
、ａ−８ｔ系膜の均質性が損なわれる。　かかる膜を感
光体に用いた場合には、帯電能の低下を招く。

これに対し、本発明ζ二おいては、ＦＢ／Ｆムの値を上
記範囲に限定しているので、こうした問題は生じず、高
い製膜速度で生産性良く、高品質のａ−８ｔ系膜を製造
しつる。

本発明においては、ａ−８ｔ系膜製膜過程において、シ
リコン化合物の分解率りムを２０％〜９０％の間に限定
したことが重要である。　この範囲は、４０％〜８５％
の間とするのがより好ましい。　即ち、膜堆積速度Ｄｒ
は前記ＣＩ）式、〔Ｉ〕式に示したように分解率ηムと
比例するので、本発明において分解率ηムを上記の範囲
に限定することにより膜堆積速度Ｄｒを定量的に所望の
範囲に設定でき、均一で所定の品質を有するａ−８ｉ系
膜な所望の生産性をもって再現性良く製造できるのであ
る。

Ｉ）ｒｃｃｖムの関係より、ｌムが大きい程、Ｄｒの値
も大きくなり生産性が良い。　しかし、’Ｆｌｉｐ４が
特（１９０％を超えて大きすぎると、アモルファス相中
に微晶質相が含まれ、ａ−８ｉ系膜の均質性が損なわれ
る。　こうした膜を感光体に用いた場合には帯電能の低
下を招く。　また、ηムが２０％未満と小さすぎると、
膜形成速度Ｄｒの低下の他、ａ−８ｔ：Ｈ膜中において
はＳ　ｉ　Ｈ，結合を行う水素が増えるため、光感度が
低下し、必要露光量が増加する。

本発明においては、ηムの値の制御を通じて膜堆積速度
Ｄｒの制御が可能であり、従って上記のような問題は生
じない。

シリコン化合物の分解率ηムは、次のようにして制御可
能である。

ＳｉＨ，のグロー放電分解によるａ−８ｔ系膜の形成過
程は、次のように考えられる。　即ち、ＳｉＨ４＋ｓ（
高速）　−＊　Ｓ　ｉ　Ｈ−＋ｅ　（低速）−−−−（
ＸＩ）ζ二よってＳｉＨ，が励起され、励起されたＳｉ
Ｈ，＊は、４　Ｓ　ｉ　Ｈ４＊→ｓｉ＊＋ｓ目？＋ＳＩ
Ｈ，＊＊　　　　　＊ ＋ＳｉＨ３＋ｓａ、・・・・・・〔罵〕　　のように分
解し、生成した５ＬＨｎ＊（ｎ−０〜３）が基体表面に
堆積してａ−８ｉ膜を形成するものと考えられる。

但し、・は電子、＊は励起された状態を表わす。

上記の反応の進行速度はｅ（高速）、即ちグロー放電分
解によって生ずる電子のエネルギーに左右されることが
理解されよう。

ＳＩＨ，の分解率η８１Ｍ４は（ＸＩ）、〔Ｉ〕式の反
応速度に、従ってグロー放電分解によって生ずる電子の
エネルギーに左右されること（二なる。

電子が電解より受けるエネルギーＷ・の目安として次式
が知られている。

但し、ｅ：電子の電荷 λｅ：電子の自由行程（λｅ、ｃｔ／ｐ）Ｖ：電極間の
電位 Ｐ：反応圧 ｔ：電極間距離 Ｒｆ：高周波供給電力 ２：装置のインピーダンス である。

〔」式から、一定の装置を使用し、高周波供給電力Ｒｆ
を一定にし、かつ、ｐ−ｔを一定に保つことは、電子が
電界より受けるエネルギーを一定に保つことを意味する
ものと理解される。

また、Ｐ、ｔ、Ｊ％ｖ、ｚを種々変更することにより、
電子が電界より受けるエネルギーを変更でき、従ってＳ
ｉＨ，（シリコン化合物）の分解率η５ｉＨ４（ηム）
を種々変更しつる。

従って、前記〔Ｉ〕式で示した製膜速度Ｄｒを決定する
パラメータはすべて定量的に制御可能となり、所望の製
膜速度でａ−８ｔ系膜な製造することが可能となるので
ある。

第４図は、本発明に使用しつる他のプラズマＣＶＤ装置
２を示すものである。

全体の構成は第１図の装置と殆んど同じである（第４図
中、第１図と同一符号を付されたものは同一機能部材を
示している。）。第１図の装置と異なる点は、真空槽１
９の底部に拡大された内径を有する排気室１２を設けた
ことである。　これにより真空槽１９の排気側の内容積
が大きくなり、真空槽１９の内部に導入されたシリコン
化合物ガス、キャリアガス等を排気口１１から外部に吸
引し、槽内部の圧力を所定の値に保持する際に、より均
一で安定した吸引が可能である。

第５図は、本発明に使用可能な平板型のグロー放電装置
を示したものである。・ この装置４５の真空槽４４内では、平板状基板４０が基
板保持部４１上：；固定され、ヒーター４２で基板４０
を所定温度に加熱し得るようになっている。　基板４０
檻二対向して、全面に亘りてほぼ均一にガス導出口が設
けられた高周波電極１７が配され基板４０との間にグロ
ー放電が生ぜしめられる。　なお、図中の２０．２１．
２２．２６．２７．２８．２９．６６．６８は各バルブ
、６１はＳ　ｉ　Ｈ，又はガス状シリコン化合物の供給
源、３２は不純物ガス（例えばＢ、Ｈ６、ＰＨ８など）
の供給源、６６はＡｒ又はＨ！等のキャリアガス供給源
である。

このグロー放電装置において、まず支持体である例えば
Ａｔ基板４０の表面を清浄化した後（二真空槽４４内に
配置し、真空槽４４内のガス圧が１Ｏ−６Ｔｏｒｒとな
るようにパルプ６６を調節して排気し、かつ基板４０を
所定温度、特に１００〜３５０℃（望ましくは１５０〜
３００℃）に加熱保持する。　次いで、高純度の不活性
ガスをキャリアガスとして、ＳｉＨ４ガス若しくはＳｉ
Ｆ、ガス、並びに必要とあれば不純物ガスとしてＣＨ４
％Ｂ、Ｈ，等を適宜ガス周波電圧（例えば１３．５６Ｍ
Ｈりを印加する。これによって、上記各反応ガスを電極
４６と基板４０゜との間でグロー放電分解し、ａ−８ｉ
または不純物ドープドａ−８ｌ：Ｈとして基板４０上に
堆積させる。　堆積膜厚はタヅステップ（Ｔａｙｌｏｒ
　−Ｈｏｂｓｏｎ社製）で測定した。

このグロー放電装置においては、基体４０と高周波電極
４３との距離なｔとすると、放電空間の容積Ｖとｔとの
間には次の関係が成り立つ。

ｙｏｃｚ・・・・・・・・・・〔豆〕 （ｘｒｖ）式をＣＩ）式に代入すると、次の〔Ｘ７３式
が得られる。

Ｄｒにηム・ＦＡ／Ａ石クフ丁り・・・・・・・・（Ｘ
Ｖ）これにより、平板型のグロー放電装置においても、
前記（Ｘ）式は成立し、従って本発明においてＦＢ／Ｆ
ムを前記範囲に限定すること蚤二より定量的に膜堆積速
度Ｄｒを決定できる。　また、ηムの値を本発明の範囲
に限定することにより、膜堆積速度Ｄｒを制御できる。

　即ち、平板型のグロー放電装置書；おいても本発明を
適用でき、前記の円筒型グロー放電装置の説明において
既述したと同様の効果を奏しうろことが理解される。

なお、前記ｆ、Ｉ）式は、いわゆる同心円筒型、平行平
板型以外の形状の装置であっても原理的に同様であり、
成立するものと考えられる。

本発明で製造されるアモルファスシリコン系薄膜として
は、ａ−８ｔ：Ｈ，亀−８ｉ：Ｆ、ａ−８１：Ｈ：Ｆ、
ボロンドープドＰ型ａ−８ｉ：Ｈ０）、リンドープドｎ
型ａ−８ｉ：ＨΦ）、ａ−８ｉ：Ｃ等を例示することが
できる。

また、本発明に用いるシリコン化合物としては、例えば
Ｓ　ｔ　Ｈ４、Ｓ　ｉ　！Ｈ１ｌ、Ｓ　Ｉ　Ｆ、、Ｓ　
ｉ　ＨＦ、等、通常用いられるすべてのシリコン供給源
が使用可能である。

キャリアガスとしては、例えばアルゴン、水素等が使用
できる。

更に、ａ−８１系膜な形成する基体としては、導電性物
質、絶縁性物質及び半導体物質のいずれもが使用可能で
ある。

基体上に設けられるａ−８ｉ系層は単層でなくとも差し
支えなく、他のａ−８１系膜な介して基体上に別のａ−
８ｉ系膜を形成し、互いに異なる複数のａ−８ｔ系膜を
積層しても良い。　例えば基体上にａ：ｓｔｃ：ａ膜を
設け、その上にａ　−８１：Ｈ膜を設ける場合や、基体
上にａ−８１：Ｈ膜を設け、その上にａ−８ＩＣ：Ｈ膜
を設けるような場合である。

次に、本発明の方法により製造されたａ−８ｔ系膜な用
いて電子写真感光体を製造し、その特性を調べた。

実施例１〜５、比較例１．２ 第４図の円筒電極型プラズマＣＶＤ装置を用いて、第６
図に示す構成の各電子写真感光体（実施例１〜５、比較
例１．２）をそれぞれ製造した。

まず、平滑な表面を持つ清浄なＭ支持体をグロー放電装
置の反応（真空）槽内に設置した。　反応槽内を１０−
’　Ｔｏｒｒ台の高真空度に排気し、支持体温度を２０
０℃に加熱した後高純度Ａｒガスを導入し、０．５　Ｔ
ｏｒｒの背圧のもとで周波数１３．５６　ＭＨｚ。

電力密度０．０４Ｗ／ｄの高周波電力を印加し、１５分
間の予備放電を行った。　次いで、ＳｉＨ４及びＢｔＨ
ａからなる反応ガスを導入し、流量比を調節した（Ａｒ
＋５ｉＩ（、＋Ｂ、Ｈ，）混合ガスをグロー放電分解す
ることにより、電荷ブロッキング機能を担うａ−３ｔ：
ＨＮφ）５０、電荷発生、電位保持及び電荷輸送機能を
担うａ−８ｉ：Ｈ層（Ｂ）５１をそれぞれの堆積速度で
所定厚さに製膜した。　しかる後、ＳｉＨ，及びＣＨ，
を供給し、流量比を調節した（Ａｒ＋ＳｉＨ４＋ＣＨ４
）混合ガスをグロー放電分解し、所定厚さのａ−８ＳＣ
：Ｈ表面改質層５２を更：二設け、′准子写真感光体を
完成させた。

各層の構成は次の通りである。

表面改質層５２：Ｃ含有量−６０原子％（Ｓｔ＋Ｃ−１
００原子％） 膜厚冨０．３μ霞 光導電層５１：Ｂドーピング量はグロー放電分解法でＦ
ｍ、ｍ、　／ＦｓＨＩ４　ｘｏ、５ｖｏｌ−ｐｐｍ［Ｈ
］−３０原子％（Ｓｔ＋ａ冨１００原子％） 膜厚！１９μ簿 電荷ブロッキング層５０：Ｂドーピング量はグロー放電
分解法で ”Ａ／ｈｉ４−１５００ｖｏＬｐｐｍ （Ｈ）−３０原子％（Ｓ１＋Ｈ−１００原子％） 膜厚−１μ簿 また、上記実施例１〜５、比較例１．２の感光体の光導
電層の製膜パラメータは次のように設定した。

電極間距離：２ｍ３．ｏｃＷＩ 電極長さ：Ｌ−５５．０ｃＩｎ ドラム状基体温度：　Ｔｓ＝２５０　℃ジポラン流ｆｉ
ｔ　：　Ｆｍ、ｉ、ｘ２．ＯＸｌ０−　ｓｃａｍけ電流
ｔ：　Ｆｓｉ１１４　ｍ　４００　ｓｅｃｍジポラン流
ｔ電流ラン流量”　Ｂ！Ｉｓ　／Ｆ　Ｂ　ｉ　Ｂ４ｍＯ
，５ｖｏｌ・ｐｐｍ 高周波供給電圧：Ｒｆ−４００Ｗ そして、光導電層製作にあたって、上記各製膜パラメー
タは一定とし、アルゴン流ｔＦＡｒｒを第７図に示すよ
うにそれぞれ変化させた。　これ（二より、ＦＡｒ／Ｆ
ｓｉｌｉ４の値とシラン分解率ＩＦＢｉｎ４を変化させ
てその値を測定し、また膜堆積速度Ｄｒを測定した。

更に、各実施例、比較例の感光体Ｃ二ついて、帯電電位
Ｖｏ及び感度１６０Ｇを測定した。　各々の測定結果Ｏ は第７図に示す通りである。

膜堆積速度Ｄｒは、フィッシャースコープ（Ｆｉｓｃｈ
ｅ’ｒ社製）で測定し、シラン分解率η５ｉｌｌ、は質
量分析計（二より前記した方法で測定した。

感光体特性試験に際しては、上記のようにして作次のよ
うにして測定した。

帯電電位：Ｖｏ（Ｖ） 感光体への流れ込み電流！１５０−Ａの定電流で帯電さ
せたときの感光体表面電位。

感度：　Ｅ’ｇ３（１ｕｘｓｓｅｃ） ６００ｖの感光体表面電位をＳＯＶに減衰させるのに必
要な露光量。

色温度３０００にのハロゲンランプからの照射光をダイ
クロイックミラーにより６３０ｎｍ以上の長波長光成分
をシャープカットしたものを露光に用いた。

また・ＦＡｒ／Ｆｓｉｉ４の変化に対するシラン分解率
及び膜堆積速度の変化を第８図に示した。

更に、ＦＡｒ／ｌｉ’ｓｉ！１４、シラン分解率の変化
に対する帯電電位及び感度の変化を第９図に示した。

第７図〜第９図から明らかなように、ＦＡ　ｒ／Ｆｌｓ
　ｉ　Ｈ。

の値を０．１≦ＦＡｒＡ′、ｉｎ、≦３（より好ましく
は、０．１５≦ＦＡｒ／”５ｉＩＩ４≦２）の範囲とし
、かつシリコン化合物の分解率を２０〜９０％（より好
ましくは４０〜８５％）の範囲とすることζ二より、膜
堆積速度を大きくできると共に放電状態も安定し、高品
質のａ−８ｉ系膜が得られ、更には良好な帯電′屯位特
性及び感度特性を有する感光体の製造が可能となる。

へ６発明の効果 本発明においては、上記ＣＩ）式が満たされた条件下で
グロー放電分解を行なっているので、製膜条件を適切に
制御しながら所望の特性を有する膜を再現性良く所望の
製膜速度で製造できる。

また、グロー放電空間内でのシリコン化合物の分解率が
２０〜９０％となりかつ上記（ＩＩ）式が満たされるよ
うにグロー放電分解を行なっているので、製膜条件を適
切に調節しながら高速度に高品質の膜を形成でき、かつ
原料から薄膜への変換効率を高めて粉体の生成を抑制で
き、また放電が不安定となることもない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すものであって、第１図はグ
ロー放電装賀の概略断面図、第２図、第６図は各製膜パ
ラメータ及び膜堆積速度の相互の関係を示す各グラフ。 第４図、第５図はそれぞれ他のグロー放電装置の各概略
断面図、 第６図は電子写真感光体の一例を示す一部断面図、 第７図は各電子写真感光体の特性変化を比較して示す図
、 第８図はＦムｒ／ｌ’ａｉａ、の変化（二対するシラン
分解率及び膜堆積速度の変化を示すグラフ、第９　図ハ
ＦＡｒ／ＦｓｉＨ４、シラン分解率の変化に対する帯電
電位及び感度の変化を示すグラフである。 なお、図面に示す符号において １・・・・・・・・円筒状基板 ２．６．４５・・・・・・・・グロー放電装置４．１９
．４４・・・・・・真空槽 ５・・・・・・・・ガス導出口 ア、４２・・・・・・ヒーター ９．４６・・・・・・電　極 ８・・・・・・・・高周波電源 １６．１４．１５・・・・・・ガス供給源１７．２０．
２１．２２．２７．２８．２９．６６・・・・・・・・
・・バルブ ４０・・・・・・・・・・平板状基板 ５５・・・・・・・・・・質量分析計 である。 代理人　弁理士　逢　坂　　　宏 第１図 第３図 ＦＳｉＨ４（ｓｃｃｍ　） ＦＡＩ／ＦＳｉＨ４ 第９図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少なくともシリコン化合物及びキャリアガスを含む
   ガスを供給し、グロー放電分解によって基体上にアモル
   ファスシリコン系膜を形成するアモルファスシリコン系
   膜の製造方法において、下記〔 I 〕式が満たされた条
   件下で、グロー放電空間内での前記シリコン化合物の分
   解率が２０〜９０％となりかつ下記〔II〕式が満たされ
   るように、前記グロー放電分解を行なうことを特徴とす
   るアモルファスシリコン系膜の製造方法。 〔 I 〕式： Ｄｒ■η＿Ａ・Ｆ＿Ａ・√（Ｖ）／ｌ√（Ｆ＿Ｂ＋Ｆ＿
   Ａ）〔ただし、Ｄｒは前記アモルファスシリコン系膜の
   堆積速度、η＿Ａは前記シリコン化合物の分解率、Ｆ＿
   Ａは前記シリコン化合物の供給流量、Ｆ＿Ｂは前記キャ
   リアガスの供給流量、Ｖはグロー放電空間の体積、ｌは
   前記基体とグロー放電電極との間の距離である。〕 〔II〕式： ０．１≦Ｆ＿Ｂ／Ｆ＿Ａ≦３ 〔ただし、Ｆ＿Ａ、Ｆ＿Ｂは前記したものと同じである
   。〕