(57)【要約】【課題】高周波電力によって生起されたフ゜ラス゛マを用いて堆積膜を作製する際に、処理特性の均一性を極めて高いレヘ゛ルとし、より高品質の製品の歩留まりを向上させ、コスト低減が可能な堆積膜形成装置及び堆積膜形成方法を提供する。【解決手段】少なくとも一部が誘電体部材で構成された減圧可能な反応容器と、該反応容器内部に配置された基体及び原料カ゛ス導入手段と、該反応容器の外部に配置された高周波電極を有し、該高周波電極に高周波電力を印加し、該反応容器内にク゛ロー放電を発生させることにより、該反応容器内に導入された原料カ゛スを分解し、該基体上に堆積膜を形成する堆積膜形成装置及び堆積膜形成方法において、該誘電体部材内面にはさらに誘電体部材が被覆されており、該誘電体部材の厚さをｄ１、該誘電体部材内面に被覆されている誘電体部材の厚さをｄ２としたときに、１０≦ｄ１／ｄ２≦２０００の関係を満たすことを特徴とする。【選択図】  図１
2004169095.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一部が誘電体部材で構成された減圧可能な反応容器と、該反応容器内部に配置された基体及び原料ガス導入手段と、該反応容器の外部に配置された高周波電極を有し、該高周波電極に高周波電力を印加し、該反応容器内にグロー放電を発生させることにより、該反応容器内に導入された原料ガスを分解し、該基体上に堆積膜を形成する堆積膜形成方法において、該誘電体部材内面にはさらに誘電体部材が被覆されており、該誘電体部材の厚さをｄ１、該誘電体部材内面に被覆されている誘電体部材の厚さをｄ２としたときに、
１０≦ｄ１／ｄ２≦２０００
の関係を満たして堆積膜を形成することを特徴とする堆積膜形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は高周波電力によって生起されたプラズマを用いた堆積膜形成、エッチング等、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、撮影デバイス、光起電力デバイス等の形成に用いる堆積膜形成装置及び堆積膜形成方法に関する。
【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、撮影デバイス、光起電力デバイス、その他各種エレクトロニクス素子、光学素子等の形成に用いる堆積膜形成方法として、プラズマＣＶＤ法、イオンプレーティング法、プラズマエッチング法等、高周波電力によって生起されたプラズマを用いた方法が多数知られており、そのための装置も実用に付されている。
【０００３】
例えばプラズマＣＶＤ法、すなわち、原料ガスを高周波グロー放電により分解し、基板上に薄膜状の堆積膜を形成する方法は好適な堆積膜形成手段として実用化されており、例えば電子写真用水素化アモルファスシリコン（以下、「ａ−Ｓｉ：Ｈ」と表記する）堆積膜の形成等に利用され、そのための装置も各種提案されている。
【０００４】
このような堆積膜の形成に用いられる堆積膜形成装置及び堆積膜形成方法は概略以下のようなものである。
【０００５】
図２は電源としてＲＦ帯の周波数を用いたＲＦプラズマＣＶＤ法（以後「ＲＦ−ＰＣＶＤ」と略記する）による堆積膜形成装置、具体的には電子写真用光受容部材の形成装置の一例を  示す模式的な構成図である。図２に示す形成装置の構成は以下の通りである。
【０００６】
反応容器２１０１の下部には排気配管２１１８が接続されており、排気配管２１１８の他端は不図示の排気装置（例えば真空ポンプ）に接続されている。反応容器２１０１内には円筒状基体２１１２、基体加熱用ヒーター２１１７を内蔵した基体支持体２１１３、ガス供給手段２１１４が設置され、さらに高周波電源２１１６が接続されたマッチングボックス２１１５は反応容器２１０１の一部を構成する高周波電極２１１１に接続されている。また、ガス供給手段２１１４には、ＳｉＨ４、ＧｅＨ４、Ｈ２、ＣＨ４、Ｂ２Ｈ６、ＰＨ３、Ａｒ、Ｈｅ等のガスボンベからなる不図示のガス供給装置が接続されている。
【０００７】
この装置を用いた堆積膜の形成は、例えば以下のように行うことができる。
【０００８】
まず、反応容器２１０１内に円筒状基体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２１０１内を排気する。その後、ガス供給手段２１１４からＡｒ、Ｈｅ等の不活性ガスを反応容器２１０１内に導入し、所定の圧力になるように流量及び排気速度を調整する。続いて、基体加熱用ヒーター２１１７により円筒状基体２１１２の温度を所定の温度になるように制御する。
【０００９】
その後、ＳｉＨ４、ＧｅＨ４、Ｈ２、ＣＨ４、Ｂ２Ｈ６、ＰＨ３、等のガスをガス供給手段２１１４から反応容器２１０１内に導入して所望のガス成分、圧力になるように流量及び排気速度を調整する。
【００１０】
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。
【００１１】
周波数１３．５６ＭＨｚの高周波電源２１１６を所望の電力に設定して、マッチングボックス２１１５、高周波電極２１１１を通じて反応容器２１０１内にＲＦ電力を導入し、円筒状基体２１１２をアノードとして作用させて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２１０１内に導入されたガスが分解され、円筒状基体２１１２上に所定の成分からな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、ＲＦ電力の供給を止め、反応容器２１０１へのガスの流入を止め、堆積膜の形成を終える。
【００１２】
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が形成される。
【００１３】
堆積膜形成の均一化を図るために、層形成を行っている間は、円筒状基体２１１２を回転機構（不図示）によって所定の速度で回転させることも有効である。
【００１４】
さらに、上述のガス種は各々の層の作製条件にしたがって変更が加えられることは言うまでもない。
【００１５】
このような、上記従来のＲＦ帯の周波数を用いたＲＦプラズマＣＶＤ法による堆積膜形成装置、形成方法に加え、近年、ＶＨＦ帯の高周波電力を用いたＶＨＦプラズマＣＶＤ（以後「ＶＨＦ−ＰＣＶＤ」と略記する）法が注目を浴びており、これを用いた各種堆積膜形成の開発も積極的に進められている。これはＶＨＦ−ＰＣＶＤ法では膜堆積速度が速く、また高品質な堆積膜が得られるため、製品の低コスト化、高品質化を同時に達成し得るものと期待されるためである。そして、複数の電子写真用光受容部材を同時に形成でき、生産性の極めて高い図３に示すような堆積膜形成装置の開発も進められている。
【００１６】
図３（ａ）は概略断面図、図３（ｂ）は図３（ａ）の切断線Ａ−Ａ’に沿う概略断面図である。反応容器３０１の下部には排気配管３０９が接続されており、排気配管３０９の他端は不図示の排気装置（例えば真空ポンプ）に接続されている。反応容器３０１の中心部を取り囲むように、堆積膜の形成される６本の円筒状基体３０５が互いに平行になるように配置されている。６本の円筒状基体３０５は基体加熱用ヒーター３０７を内蔵した基体支持体３０６によって各々保持されている。また、各々の円筒状基体３０５は各々の回転機構３０８によって、回転可能なようになっている。
【００１７】
反応容器３０１内にはＳｉＨ４、ＧｅＨ４、Ｈ２、ＣＨ４、Ｂ２Ｈ６、ＰＨ３、Ａｒ、Ｈｅ等のガスボンベからなる不図示のガス供給装置に接続されたガス供給手段３１０により所望のガスが供給される。ＶＨＦ電力は高周波電源３０３よりマッチングボックス３０４を経て高周波電極３０２より反応容器３０１内に供給される。
【００１８】
このような装置を用いた堆積膜形成は概略以下のような手順により行うことができる。
【００１９】
まず、反応容器３０１内に円筒状基体３０５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３０１内を排気する。その後、ガス供給手段３１０からＡｒ、Ｈｅ等の不活性ガスを反応容器３０１内に導入し、所定の圧力になるように流量及び排気速度を調整する。続いて、各々の基体加熱用ヒーター３０７により各々の円筒状基体３０５の温度を所定の温度になるように制御する。
【００２０】
その後、ＳｉＨ４、ＧｅＨ４、Ｈ２、ＣＨ４、Ｂ２Ｈ６、ＰＨ３等のガスをガス供給手段３１０から反応容器３０１内に導入して所望のガス成分、圧力になるように流量及び排気速度を調整する。
【００２１】
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。
【００２２】
ＶＨＦ帯の周波数の高周波電源３０３を所望の電力に設定して、マッチングボックス３０４、高周波電極３０２を通じて反応容器３０１内にＶＨＦ電力を導入し、円筒状基体３０５をアノードとして作用させて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３０１内に導入されたガスが分解され、円筒状基体３０５上に所定の成分からな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、ＶＨＦ電力の供給を止め、反応容器３０１内へのガスの流入を止め、堆積膜の形成を終える。
【００２３】
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が形成される。
【００２４】
堆積膜形成の均一化を図るために、層形成を行っている間は、円筒状基体３０５を回転機構３０８によって所定の速度で回転させることも有効である。
【００２５】
さらに、上述のガス種は各々の層の作製条件にしたがって変更が加えられることは言うまでもない。
【００２６】
一方、製品の品質向上に関する技術は様々な堆積膜形成装置及び堆積膜形成方法を用いて検討されており、例えば、特許文献１には、石英ベルジャー内面に高純度アルミナの溶射皮膜が被服されている半導体基板のプラズマ処理用ベルジャーを用いることで半導体基板のプラズマ処理の品質向上に大きく寄与する技術が開示されている。
【００２７】
上記の堆積膜形成装置及び堆積膜形成方法により所望の特性を持った良好な堆積膜を得ることは可能である。しかし、近年このような堆積膜形成装置及び堆積膜形成方法を用いた製品に対する市場の品質に対する要求レベルは日々高まっており、この要求に応えるべく、より高品質の製品がより歩留まり良く生産可能な堆積膜形成装置及び堆積膜形成方法が求められるようになっている。
【００２８】
例えば、電子写真用感光体の場合、電子写真装置のプロセススピード向上、装置の小型化、低価格化等の市場の要求は非常に高くなっている。また、近年その普及が目覚しいデジタル電子写真装置やカラー電子写真装置においては、文字原稿のみならず、写真、絵、デザイン画等のコピーも頻繁になされるため、コピー画像の濃度むら低減に対する要求レベルは非常に高まっており、大面積の基体上に膜厚、膜質共に均一な膜を形成することが求められている。
【００２９】
このような特性向上を目指した技術的検討は、さまざまな面から為されているが、その中でも電子写真用感光体特性の均一性向上は不可避の課題であり、その課題解決のため、プラズマ処理特性の均一性向上が実現可能な堆積膜形成装置及び堆積膜形成方法の実現が強く求められている。
【００３０】
そして、上記従来の堆積膜形成装置及び堆積膜形成方法を用いた場合には、製造条件によっては処理特性の均一性を広い範囲で得られず、近年要求されている均一性レベルを得ることが難しく電子写真用感光体としては不十分な場合があった。さらには放電電力が十分に反応容器中に供給されない場合や、堆積膜形成が進むと反射波が大きくなる場合があった。放電電力が十分に反応容器中に供給されないと製造条件がずれてしまい、所望の電子写真特性が得られず電子写真用感光体としては使用できなくなる場合がある。さらに、堆積膜形成が進み反射波が大きくなった状態では、マッチング調整により反射波を下げることになるが、マッチング調整を誤ると放電切れを起こしてしまったり、放電切れを起こさないまでもマッチング調整中に逆に反射波がさらに大きくなったり、或いは、マッチング調整に手間取ったり、或いは、反射波を下げきれない場合もある。さらには、マッチングが合ったとしても初期のマッチングポイントとは大きく異なるポイントでしか反射波を下げられないことがある。
【００３１】
堆積膜形成中に放電切れを起こしてしまうと、再び放電を生起しても界面が形成されることが原因となって所望の電子写真特性が得られず電子写真用感光体としては使用できなくなる場合がある。さらには、電子写真用感光体のように多層構成の場合、ある層の堆積膜形成中に反射波が大きくなったままの状態や、或いは、マッチング調整に手間取ったり、或いは、反射波が下がるものの初期のマッチングポイントとは大きく異なるポイントで堆積膜の形成を続けると層厚方向での堆積膜の応力のバランスが崩れて膜剥がれが生じたり、或いは、電子写真特性の低下を招くことがある。
【００３２】
特に、近年の市場の品質に対する要求レベルが日々高まっている現状では、従来では使用可能であったレベルの電子写真特性でさえも問題となり電子写真用感光体としては使用できなくなる場合がある。
【００３３】
【特許文献１】
特開平８−６９９７０号公報
【００３４】
【発明が解決しようとする課題】
このように近年要求されている均一性レベルを得ることが難しい場合、さらには放電電力が十分に反応容器中に供給されない場合や、堆積膜形成が進み反射波が大きくなるといったことが生じると、歩留まりの低下を招きコストアップの原因となってしまうことがある。そのために、上述したような課題を改善し、より高品質の製品の歩留まりを向上させ、コスト低減が可能な堆積膜形成装置及び堆積膜形成方法が求められていた。
【００３５】
本出願に関わる発明の目的は、高周波電力によって生起されたプラズマを用いて堆積膜を作製する際に、処理特性の均一性を極めて高いレベルとし、より高品質の製品の歩留まりを向上させ、コスト低減が可能な堆積膜形成装置及び堆積膜形成方法を提供することにある。
【００３６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の堆積膜形成装置は、少なくとも一部が誘電体部材で構成された減圧可能な反応容器と、該反応容器内部に配置された基体及び原料ガス導入手段と、該反応容器の外部に配置された高周波電極を有し、該高周波電極に高周波電力を印加し、該反応容器内にグロー放電を発生させることにより、該反応容器内に導入された原料ガスを分解し、該基体上に堆積膜を形成する堆積膜形成装置において、該誘電体部材内面にはさらに誘電体部材が被覆されており、該誘電体部材の厚さをｄ１、該誘電体部材内面に被覆されている誘電体部材の厚さをｄ２としたときに、
１０≦ｄ１／ｄ２≦２０００
の関係を満たすことを特徴とする。
【００３７】
また、本発明の堆積膜形成方法は、少なくとも一部が誘電体部材で構成された減圧可能な反応容器と、該反応容器内部に配置された基体及び原料ガス導入手段と、該反応容器の外部に配置された高周波電極を有し、該高周波電極に高周波電力を印加し、該反応容器内にグロー放電を発生させることにより、該反応容器内に導入された原料ガスを分解し、該基体上に堆積膜を形成する堆積膜形成方法において、該誘電体部材内面にはさらに誘電体部材が被覆されており、該誘電体部材の厚さをｄ１、該誘電体部材内面に被覆されている誘電体部材の厚さをｄ２としたときに、
１０≦ｄ１／ｄ２≦２０００
の関係を満たして堆積膜を形成することを特徴とする。
【００３８】
［作用］
本発明においては、反応容器の一部を誘電体部材により構成し、反応容器の外側に配置した高周波電極から、反応容器の誘電体部材を通して、高周波電力を導入する装置構成において、誘電体部材内面に誘電体部材を被覆し、該誘電体部材の厚さをｄ１、該誘電体部材内面に被覆されている誘電体部材の厚さをｄ２としたときに、
１０≦ｄ１／ｄ２≦２０００
の関係を満たして堆積膜を形成する。これにより次のような効果がある。
【００３９】
従来問題となったプラズマの強度ムラの原因の一つとして、高周波電極表面の定在波の影響が挙げられるが、本発明においては、高周波電極を反応容器の外側へ配置し、高周波電極とプラズマの間に存在する誘電体部材内面にさらに誘電体部材を被覆することで、高周波電極表面の定在波が直接的にプラズマに反映されるのを緩衝する働きをし、その結果、堆積膜に生じるムラを軽減する事が出来る。
【００４０】
さらに、前述した製造条件によっては処理特性の均一性を広い範囲で得られず、近年要求されている均一性レベルを得ることが難しい場合や、放電電力が十分に反応容器中に供給されない場合、及び堆積膜形成が進むと反射波が大きくなる場合に、これらの現象が改善される効果があることが明確になった。このように、誘電体部材内面にさらに誘電体部材を被覆することで上記のような効果が現れるメカニズムについては現段階では明確にはなっていないが、誘電体部材内面にさらに被覆した誘電体部材の方が構造的に疎になっていて誘電率が変化していることが何らかの影響を与えており、そのような状況下で各々の誘電体部材の厚さの比ｄ１／ｄ２を特定化することで上記のような効果が現れるのではないかと本発明者は考えている。
【００４１】
誘電体部材内面にさらに誘電体部材を被覆する方法に関しては、誘電体部材内面に誘電体部材が被覆されるのであればＣＶＤ法や溶射法等どのような方法を用いても良いが、溶射法によって行うとより密着性、耐久性が良くコストや対象物の大きさ、形状の制限を受けにくいので好ましい。本発明で用いる溶射法とは、アークを用いてプラズマガスをイオン化し高温の不活性雰囲気を得、これを熱源としてプラズマジェットにより溶射粉末材料を母材に吹き付けるプラズマスプレープロセスのことである。本発明において用いるプラズマガスはＮ２＋Ｈ２、Ａｒ＋Ｈｅ、Ａｒ＋Ｈ２等が好ましく、また、溶射粉末材料に用いる粒径としては５μｍ〜５０μｍが好ましく、特に１０μｍ〜４５μｍがより好ましい。粒径が５μｍより小さいと耐久性の面で弱くなり、５０μｍより大きいと母材への密着性が弱くなる場合がある。
【００４２】
本発明において、高周波電極に印加する高周波電力の発振周波数は５０ＭＨｚより小さいと条件によっては放電が不安定となり堆積膜の形成条件に制限が生じる場合があり、さらに放電の不安定さに起因すると考えられる特性の低下が発生することもあった。また、４５０ＭＨｚより大きいと高周波電力の伝送特性が悪化し特性の低下が発生したり、場合によってはグロー放電を生起すること自体或いはマッチング調整が容易でない場合があった。したがって、本発明においては高周波電力の発振周波数は５０〜４５０ＭＨｚの範囲であることが好ましい。
【００４３】
さらに、放電の均一性をより高めるためには高周波電極が複数であることが好ましく、コスト、生産性の点も考慮すると基体は複数であることが好ましい。そして、本発明の堆積膜形成装置及び堆積膜形成方法はアモルファスシリコン電子写真用感光体のように多層構成で数十μｍの厚さの堆積膜形成を行う際に、長時間の堆積膜形成中の放電状態が安定し処理特性の均一性を広い範囲で得られるため好ましい。
【００４４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の堆積膜形成装置及び堆積膜形成方法について詳細に説明する。
【００４５】
図１はは本発明の堆積膜形成装置及び堆積膜形成方法で、複数の電子写真用光受容部材を同時に形成できる生産性の極めて高い装置の一例を模式的に示したものである。
【００４６】
図１（ａ）は概略断面図、図１（ｂ）は図１（ａ）の切断線Ａ−Ａ’に沿う概略断面図、図１（ｃ）は反応容器近傍の拡大図である。反応容器１０１は１０１（ａ）と１０１（ｂ）からなり、１０１（ａ）は誘電体部材で構成されており、反応容器１０１の下部には排気配管１０９が接続され、排気配管１０９の他端は不図示の排気装置（例えば真空ポンプ）に接続されている。反応容器１０１の中心部を取り囲むように、堆積膜の形成される６本の円筒状基体１０５が互いに平行になるように配置されている。６本の円筒状基体１０５は基体加熱用ヒーター１０７を内蔵した基体支持体１０６によって各々保持されている。そして、反応容器１０１内にはＳｉＨ４、ＧｅＨ４、Ｈ２、ＣＨ４、Ｂ２Ｈ６、ＰＨ３、Ａｒ、Ｈｅ等のガスボンベからなる不図示のガス供給装置に接続されたガス供給手段１１０があり、反応容器１０１の外には高周波電源１０３が接続されたマッチングボックス１０４を通して高周波電力分岐手段１１２に接続されている高周波電極１０２が設置されている。さらに、反応容器１０１の誘電体部材１０１（ａ）からなる内壁には誘電体部材１１１が被覆されており、円筒状基体１０５は各々の回転機構１０８によって、回転可能なようになっている。
【００４７】
基体加熱用ヒーター１０７は真空使用である発熱体であればよく、具体的にはシース状ヒーター、板状ヒーター、セラミックヒーター、カーボンヒーター等の電気抵抗発熱体、ハロゲンランプ、赤外線ランプ等の熱放射ランプ発熱体、液体、気体等を温媒とし熱交換手段による発熱体等が挙げられる。基体加熱用ヒーター１０７の表面材料としてはステンレス、ニッケル、アルミニウム、銅等の金属類、セラミック、耐熱性高分子樹脂等を使用することができる。
【００４８】
反応容器１０１は少なくとも一部が誘電体部材で構成された減圧可能な反応容器であればよく、例えば図１の場合では１０１（ａ）は誘電体部材、１０１（ｂ）は金属で構成されている。反応容器１０１の誘電体部材１０１（ａ）の材料としては、セラミックス材料が好ましく、具体的には、アルミナ、ジルコニア、ムライト、コージュライト、炭化珪素、チッ化ホウ素、チッ化アルミ、チッ化珪素等が上げられるが、これらの中でも、アルミナ、チッ化ホウ素、チッ化アルミは誘電正接や絶縁抵抗等の電気特性にすぐれ、高周波電力の吸収が少ないことからより好ましい。また、加工の容易さから電子写真用感光体を作製する際には、形状は円筒形状が好ましいが、必要に応じて楕円形、多角形形状を用いても良く、作製する部材に応じて形状を選択すれば良い。反応容器１０１の金属１０１（ｂ）の材質としては銅、アルミニウム、金、銀、白金、鉛、ニッケル、コバルト、鉄、クロム、モリブデン、チタン、ステンレスなどが熱伝導が良いので好適である。これらの材料中の２種以上からなる複合材料なども好適に用いられる。
【００４９】
反応容器１０１の誘電体部材１０１（ａ）内面に被覆されている誘電体部材１１１の材料もセラミックス材料が好ましく、具体的には、アルミナ、ジルコニア、ムライト、コージュライト、炭化珪素、チッ化ホウ素、チッ化アルミ、チッ化珪素、イットリア等やこれらの材料中の２種以上からなる複合材料などが挙げられるが、これらの中でも、アルミナ、チッ化ホウ素、チッ化アルミは誘電正接や絶縁抵抗等の電気特性にすぐれ、高周波電力の吸収が少ないことからより好ましい。さらには、上記のセラミックス材料にチタニア等の導電性物質を混合しても混合した材料が直流的に導電性が無い範囲で混合するのであれば本発明の効果は得られる。誘電体部材１１１を被覆する方法に関しては、反応容器１０１の誘電体部材１０１（ａ）内面に誘電体部材１１１が被覆されるのであればＣＶＤ法や溶射法等どのような方法を用いても良いが、溶射法によって行うとより密着性、耐久性が良くコストや対象物の大きさ、形状の制限を受けにくいので好ましい。本発明で用いている溶射法とは、アークを用いてプラズマガス（例えばＮ２＋Ｈ２、Ａｒ＋Ｈｅ、Ａｒ＋Ｈ２等）をイオン化し高温の不活性雰囲気を得、これを熱源としてプラズマジェットにより溶射粉末材料を母材に吹き付けるプラズマスプレープロセスのことである。溶射粉末材料に用いる粒径としては５μｍ〜５０μｍが好ましく、特に１０μｍ〜４５μｍがより好ましい。粒径が５μｍより小さいと耐久性の面で弱くなり、５０μｍより大きいと母材への密着性が弱くなる場合がある。
【００５０】
さらに、図１（ｃ）に示したように反応容器１０１の誘電体部材１０１（ａ）の厚さをｄ１、反応容器１０１の誘電体部材１０１（ａ）内面に被覆されている誘電体部材１１１の厚さをｄ２としたときに、
１０≦ｄ１／ｄ２≦２０００
の関係を満たすことで本発明の効果が得られる。
【００５１】
円筒状基体１０５は、使用目的に応じた材質を有するものであれば良い。材質においては銅、アルミニウム、金、銀、白金、鉛、ニッケル、コバルト、鉄、クロム、モリブデン、チタン、ステンレスが電気伝導が良好のため好適である。さらに、これらの材料の中の２種以上の複合材料も耐熱性が向上するために望ましい。
【００５２】
高周波電極１０２及び高周波電力分岐手段１１２の材質としては銅、アルミニウム、金、銀、白金、鉛、ニッケル、コバルト、鉄、クロム、モリブデン、チタン、ステンレスなどが熱伝導が良く、電気伝導も良いので好適である。これらの材料中の２種以上からなる複合材料なども好適に用いられる。また、加工の容易さから電子写真用感光体を作製する際には、形状は円筒形状が好ましいが、必要に応じて楕円形、多角形形状を用いても良く、作製する部材に応じて形状を選択すれば良い。
【００５３】
使用される高周波電源１０３の発振周波数は、５０〜４５０ＭＨｚの範囲が好ましい。発振周波数は５０ＭＨｚより小さいと条件によっては放電が不安定となり堆積膜の形成条件に制限が生じる場合があり、さらに放電の不安定さに起因すると考えられる特性の低下が発生することもあった。また、４５０ＭＨｚより大きいと高周波電力の伝送特性が悪化し特性の低下が発生したり、場合によってはグロー放電を生起すること自体或いはマッチング調整が容易でない場合があった。また、出力は、装置に適した電力を発生することが出来ればいかなる出力のものでも好適に使用出来る。さらに、高周波電源の出力変動率には特に制限は無い。
【００５４】
使用されるマッチングボックス１０４は高周波電源と負荷の整合を取ることができるものであればいかなる構成のものでも好適に使用出来る。また、整合を取る方法としては、自動的に調整されるものが製造時の煩雑さを避けるために好適であるが、手動で調整されるものであっても本発明の効果に全く影響は無い。また、マッチングボックスが配置される位置に関しては整合が取れる範囲においてどこに設置してもなんら問題はないが、マッチングボックスから高周波電極間の配線のインダクタンスを出来るだけ小さくするような配置とした方が広い負荷条件で整合を取ることが可能になるため望ましい。
【００５５】
図１の装置における堆積膜の形成は次の手順のように行われる。
【００５６】
まず、反応容器１０１内に円筒状基体１０５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１０１内を排気する。その後、ガス供給手段１１０からＡｒ、Ｈｅ等の不活性ガスをそれぞれ反応容器１０１内に導入し、所定の圧力になるように流量及び排気速度を調整する。続いて、基体加熱用ヒーター１０７を加熱し、円筒状基体１０５の温度が所定の温度になるように制御する。
【００５７】
その後、ＳｉＨ４、ＧｅＨ４、Ｈ２、ＣＨ４、Ｂ２Ｈ６、ＰＨ３、等のガスをガス供給手段１１０から反応容器１０１内に導入して所望のガス成分、圧力になるように流量及び排気速度を調整する。
【００５８】
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。
【００５９】
例えば１０５ＭＨｚの高周波電源１０３を所望の電力に設定して、マッチングボックス１０４、高周波電力分岐手段１１２、高周波電極１０２を通じて反応容器１０１内に高周波電力を導入し、円筒状基体１０５をアノードとして作用させて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１０１内に導入されたガスが分解され、円筒状基体１０５上に所定の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、反応容器１０１内へのガスの流入を止め、堆積膜の形成を終える。
【００６０】
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が形成される。
【００６１】
堆積膜形成の均一化を図るために、層形成を行っている間は、円筒状基体１０５を回転機構１０８によって所定の速度で回転させることが望ましい。
【００６２】
さらに、上述のガス種は各々の層の作製条件にしたがって変更が加えられることは言うまでもない。
【００６３】
以下、実施例により本発明の効果を具体的に説明するが、本発明はこれらによって何等限定されるものではない。
【００６４】
【実施例】
《実施例１》
図１に示した堆積膜形成装置において、アルミニウム製の直径８０ｍｍの円筒状基体上に表１に示した条件により円筒状基体側から順に電荷注入阻止層、光導電層、表面層からなるアモルファスシリコン電子写真用感光体を作製した。この際、高周波電力の発振周波数は１０５ＭＨｚであり、反応容器１０１の誘電体部材１０１（ａ）はアルミナとし、誘電体部材１１１は溶射法によってアルミナを被覆しｄ１／ｄ２は１００とした。
【００６５】
【表１】
2004169095.tif 000003
【００６６】
なお、ガス流量の欄において複数の数値が矢印で結ばれている場合は、その層を形成する間に流量が始点と終点の各数値の間でほぼ一様に変化していることを示す。以下の表でも同様である。
【００６７】
《比較例１》
実施例１において、反応容器１０１の誘電体部材１０１（ａ）内面に誘電体部材１１１を被覆していないものを用いた以外は実施例１と同様にしてアモルファスシリコン電子写真用感光体を作製した。
【００６８】
このようにして実施例１、比較例１で作製した電子写真用感光体について、以下のように帯電能、感度、光メモリー、帯電能むら、感度むら、光メモリーむら、堆積速度、反射波及びマッチング調整の評価を行った。
【００６９】
＜帯電能＞
本テスト用に改造したキヤノン製複写機ｉＲ５０００に作製した電子写真用感光体を設置し、プロセススピード２６５ｍｍ／ｓｅｃ、前露光（波長６６０ｎｍのＬＥＤ）光量４ｌｘ・ｓ、帯電器の電流値１０００μＡの条件にて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Ｍｏｄｅｌ３４４）の電位センサーにより像露光（波長６５５ｎｍの半導体レーザー）を照射しない状態での感光体の表面電位を測定し、それを帯電能とした。なお、表面電位の数値が大きい方が帯電能が良好であることを示す。
【００７０】
＜感度＞
そして、上述の条件で表面電位が４００Ｖ（暗電位）になるように帯電器の電流値を調整した後、像露光を照射し、像露光光源の光量を調整して、表面電位が５０Ｖ（明電位）となるようにし、そのときの露光量を感度とした。なお、光量の数値が小さい方が感度が良好であることを示す。
【００７１】
＜光メモリー＞
また、上述の条件において暗電位になるように帯電器の電流を調整した後、明電位となるような露光量の像露光を照射し、再度帯電器の電流値はそのままで像露光を照射せずに測定した表面電位と暗電位との差を光メモリーとした。なお、電位差の数値の絶対値が小さい方が光メモリーが良好であることを示す。
【００７２】
これらの、帯電能、感度、光メモリー各々については母線方向全域にわたって測定し平均値で評価した。そして、母線方向の帯電能むら、感度むら、光メモリーむらは平均値に対する最大値と最小値の差の比として評価した。なお、これらのむらについては数値が小さい方が良好であることを示す。
【００７３】
＜堆積速度＞
さらに、堆積速度は、作製した電子写真用感光体の総膜厚を堆積時間で割って求めた。なお、堆積速度については数値が大きい方が良好であることを示す。
【００７４】
＜反射波＞
そして、反射波の評価は感光体作製時の各層初期に高周波電力のマッチング調整後そのままの状態で各層終了直前まで成膜を進め、高周波電力の反射波が最も大きくなった値を用いた。なお、反射波については数値が小さい方が良好であることを示す。
【００７５】
帯電能、感度、光メモリー、帯電能むら、感度むら、光メモリーむら、堆積速度及び反射波の評価は比較例１を基準にし以下のように相対評価を行った。
◎：比較例１の条件で作製した場合よりも１０％以上の改善。
○：比較例１の条件で作製した場合よりも１０％未満の改善。
△：比較例１の条件で作製した場合と同等。
×：比較例１の条件で作製した場合よりも悪化。
【００７６】
＜マッチング調整の評価＞
マッチング調整の評価は、各層の終了直前にマッチング調整を行って高周波電力の反射波をほぼ０に下げる際のマッチングの取り易さで行った。
【００７７】
また、マッチング調整の評価は以下のようにした。
○：非常にスムーズに調整できる
△：調整に対する反応がやや敏感だが調整に支障はない
×：調整に対する反応が非常に敏感で調整に手間取る
実施例１及び比較例１の評価結果を表２に示す。
【００７８】
【表２】
2004169095.tif 000004
【００７９】
表２から明らかなように、実施例１では堆積速度が向上して電子写真特性も向上しており、反応容器内に高周波電力が有効に供給されていることが分かる。そして、むら、反射波及びマッチング調整に関しても改善されておりいずれの項目においても比較例１との間に明確な差が認められた。
【００８０】
また、実施例１で作製された電子写真用感光体は、画像特性においてもハーフトーン画像にムラは無く均一で良好な画像が得られることが分かった。さらに文字原稿を複写したところ、黒濃度が高く鮮明な画像が得られた。そして写真原稿の複写においても原稿に忠実で鮮明な画像を得ることができ極めて良好なものであった。
【００８１】
《実施例２》
実施例１において、ｄ１／ｄ２を１０、５０、５００、１０００及び２０００と変化させた以外は実施例１と同様にしてアモルファスシリコン電子写真用感光体を作製した。
【００８２】
《比較例２》
実施例１において、ｄ１／ｄ２を５及び２５００と変化させた以外は実施例１と同様にしてアモルファスシリコン電子写真用感光体を作製した。
【００８３】
実施例２及び比較例２で作製した電子写真用感光体を実施例１と同様に評価した結果を表３に示す。
【００８４】
【表３】
2004169095.tif 000005
【００８５】
表３から明らかなようにｄ１／ｄ２を１０以上２０００以下にすることで本発明の効果が得られることが分かる。
【００８６】
また、実施例２で作製された電子写真用感光体は、画像特性においてもハーフトーン画像にムラは無く均一で良好な画像が得られることが分かった。さらに文字原稿を複写したところ、黒濃度が高く鮮明な画像が得られた。そして写真原稿の複写においても原稿に忠実で鮮明な画像を得ることができ極めて良好なものであった。
【００８７】
《実施例３》
実施例１において、高周波電力の発振周波数を３０ＭＨｚ  、５０ＭＨｚ、１５０ＭＨｚ、３００ＭＨｚ、４５０ＭＨｚ及び５００ＭＨｚと変化させた以外は実施例１と同様にしてアモルファスシリコン電子写真用感光体を作製した。
【００８８】
実施例３で作製した電子写真用感光体を実施例１と同様に評価した結果を表４に示す。
【００８９】
【表４】
2004169095.tif 000006
【００９０】
表４から明らかなように高周波電力の発信周波数を５０ＭＨｚ以上４５０ＭＨｚ以下にすることで本発明の効果がより得られることが分かる。
【００９１】
また、実施例３で作製された電子写真用感光体は、画像特性においてもハーフトーン画像にムラは無く均一で良好な画像が得られることが分かった。さらに文字原稿を複写したところ、黒濃度が高く鮮明な画像が得られた。そして写真原稿の複写においても原稿に忠実で鮮明な画像を得ることができ極めて良好なものであった。
【００９２】
《実施例４》
図１に示した堆積膜形成装置において、アルミニウム製の直径８０ｍｍの円筒状基体上にそれぞれ表５に示した条件により円筒状基体側から順に電荷注入阻止層、光導電層（第一の層領域、第二の層領域）、表面層からなるアモルファスシリコン電子写真用感光体を作製した。この際、高周波電力の発振周波数は２００ＭＨｚであり、反応容器１０１の誘電体部材１０１（ａ）はアルミナとし、誘電体部材１１１は溶射法によって（１）アルミナとチタニア（体積比でチタニア１３％）或いは、（２）アルミナとジルコニア（体積比でジルコニア３０％）或いは、（３）ジルコニアとイットリア（体積比でイットリア８％）の材料を被覆してｄ１／ｄ２は３００とした。
【００９３】
【表５】
2004169095.tif 000007
【００９４】
実施例４で作製した電子写真用感光体を実施例１と同様に評価したところ実施例１と同様に良好な結果が得られた。
【００９５】
また、実施例４で作製された電子写真用感光体は、画像特性においてもハーフトーン画像にムラは無く均一で良好な画像が得られることが分かった。さらに文字原稿を複写したところ、黒濃度が高く鮮明な画像が得られた。そして写真原稿の複写においても原稿に忠実で鮮明な画像を得ることができ極めて良好なものであった。
【００９６】
《実施例５》
図１に示した堆積膜形成装置において、アルミニウム製の直径８０ｍｍの円筒状基体上にそれぞれ表６に示した条件により円筒状基体側から順に電荷注入阻止層、光導電層（第一の層領域、第二の層領域）、表面層からなるアモルファスシリコン電子写真用感光体を作製した。この際、高周波電力の発信周波数は２５０ＭＨｚであり、反応容器１０１の誘電体部材１０１（ａ）は（１）ジルコニア或いは（２）チッ化珪素とし、誘電体部材１１１は溶射法によってアルミナを被覆してｄ１／ｄ２は４００とした。
【００９７】
【表６】
2004169095.tif 000008
【００９８】
実施例５で作製した電子写真用感光体を実施例１と同様に評価したところ実施例１と同様に良好な結果が得られた。
【００９９】
また、実施例５で作製された電子写真用感光体は、画像特性においてもハーフトーン画像にムラは無く均一で良好な画像が得られることが分かった。さらに文字原稿を複写したところ、黒濃度が高く鮮明な画像が得られた。そして写真原稿の複写においても原稿に忠実で鮮明な画像を得ることができ極めて良好なものであった。
【０１００】
【発明の効果】
本発明によれば、高周波電力によって生起されたプラズマを用いて堆積膜を作製する際に、処理特性の均一性を極めて高いレベルとし、より高品質の製品の歩留まりを向上させ、コスト低減が可能な堆積膜形成装置及び堆積膜形成方法を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の堆積膜形成方法を用いて光受容部材を形成するのに供される堆積膜形成装置の一例を示す模式図である。
【図２】従来の堆積膜形成方法を用いて光受容部材を形成するのに供される堆積膜形成装置の一例を示す模式図である。
【図３】従来の堆積膜形成方法を用いて光受容部材を形成するのに供される堆積膜形成装置の一例を示す模式図である。
【符号の説明】
１０１、２１０１、３０１：反応容器
１０２、２１１１、３０２：高周波電極
１０３、２１１６、３０３：高周波電源
１０４、２１１５、３０４：マッチングボックス
１０５、２１１２、３０５：円筒状基体
１０６、２１１３、３０６：基体支持体
１０７、２１１７、３０７：基体加熱用ヒーター
１０８、３０８：回転機構
１０９、２１１８、３０９：排気配管
１１０、２１１４、３１０：ガス供給手段
１１１：誘電体部材
１１２：高周波電力分岐手段
【図１】
2004169095.tif 000009
【図２】
2004169095.tif 000010
【図３】
2004169095.tif 000011