(57)【要約】【課題】基体上に形成された膜の膜質を略均一にすることが可能な発熱体ＣＶＤ装置及び発熱体ＣＶＤ法による成膜方法を提供すること。【解決手段】基体２を収容する真空容器１と、該真空容器１内に原料ガスを供給するガス供給手段７と、該ガス供給手段７より供給される原料ガスに接触するように配置された発熱体４と、を備え、ガス供給手段７からの原料ガスを発熱体４の発する熱によって分解し、該分解された原料ガス成分を基体２上に堆積させて成膜を行う発熱体ＣＶＤ装置において、発熱体４に、該発熱体４に電力を供給するための電極５を接続するとともに、該電極５の近傍に位置する発熱体４を絶縁材６で覆う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体を収容する真空容器と、該真空容器内に原料ガスを供給するガス供給手段と、該ガス供給手段より供給される原料ガスに接触するように配置された発熱体と、を備え、前記ガス供給手段からの原料ガスを前記発熱体の発する熱によって分解し、該分解された原料ガス成分を基体上に堆積させて成膜を行う発熱体ＣＶＤ装置において、
前記発熱体に、該発熱体に電力を供給するための電極を接続するとともに、該電極の近傍に位置する発熱体を絶縁材で覆うようにしたことを特徴とする発熱体ＣＶＤ装置。
【請求項２】
前記発熱体を線状に成すとともに、該発熱体の両端に前記電極を接続し、該電極の近傍に位置する発熱体を前記絶縁材で取り囲んだことを特徴とする請求項１に記載の発熱体ＣＶＤ装置。
【請求項３】
前記基体及び前記発熱体を円筒状に成すとともに、該発熱体の長さ方向両端に前記電極を接続し、該電極の近傍に位置する発熱体の内表面及び外表面を前記絶縁材で覆うようにしたことを特徴とする請求項１に記載の発熱体ＣＶＤ装置。
【請求項４】
前記絶縁材で覆われる領域は、前記電極の端部から２ｍｍ〜１００ｍｍの範囲内であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の発熱体ＣＶＤ装置。
【請求項５】
基体及び発熱体を収容する真空容器内に原料ガスを供給し、該供給される原料ガスを発熱体に接触させるとともに、該接触させた原料ガスを発熱体の熱によって分解し、該分解された原料ガス成分を基体上に堆積させて成膜を行う発熱体ＣＶＤ法による成膜方法において、
前記発熱体に電極を接続し、且つ、前記発熱体に接触する原料ガスの接触量を、電極より離れた発熱体よりも電極近傍に位置する発熱体で小さくしたことを特徴とする発熱体ＣＶＤ法による成膜方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原料ガスを発熱体の発する熱で分解することにより、分解成分を基体上に堆積させて成膜を行う発熱体ＣＶＤ装置及び発熱体ＣＶＤ法による成膜方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
各種半導体デバイスの成膜には、ＣＶＤ法が多く用いられている。ＣＶＤ法にはプラズマＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、発熱体ＣＶＤ法がある。このうち、発熱体ＣＶＤ法は原料ガスを発熱体の熱によって分解し、これを基体上に成膜するという成膜方法であり、熱ＣＶＤ法に比べて成膜中の基体の温度を低くできるため、基体材料の使用範囲を広くすることができる上に、プラズマＣＶＤ法のように基体上の膜がプラズマによってダメージを受けることもないことから、種々の基体上に良質の膜を得ることができる成膜方法として注目されている。
【０００３】
かかる従来の発熱体ＣＶＤ装置は、例えば図８に示す如く、基体２２及び基体保持手段２３とを収容する真空容器２１と、該真空容器２１内に原料ガスを供給するガス供給手段２７と、該ガス供給手段２７より供給される原料ガスに接触するように真空容器２１内に配置された発熱体２４と、を備えた構造のものが知られている。
【０００４】
この発熱体ＣＶＤ装置は、例えば、基体上にａ−Ｓｉ系の膜を堆積させる場合、真空ポンプを用いて真空容器２１内を真空状態に保持した状態で、ＳｉＨ４とＨ２を所定の比率で混合してなる原料ガスをガス供給手段２７を用いて真空容器２１内に供給するとともに、該供給された原料ガスを発熱体２４に接触させつつ発熱体２４を１２００℃〜２５００℃で加熱し、その熱によって原料ガスを分解し、該分解された原料ガス成分（Ｓｉ）を基体２２上に堆積させることにより、基体２２上にａ−Ｓｉ系膜を成膜する。
【０００５】
なお、真空容器２１内に配置される発熱体２４は、例えばＴａ，Ｗ，Ｍｏなどの電気抵抗材料により形成されており、その両端には一対の電極２５が接続されている。そしてこの電極２５を介して発熱体２４に所定の電力が印加されると、発熱体２４がジュール発熱を起こし、発熱体２４が所定の温度で発熱する。
【特許文献１】特許第３１４５５３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、この発熱体２４に接続される電極２５の近傍では、発熱体２４の発した熱が電極に逃げる傾向にあることから、発熱体２４の発熱温度は電極２５から離れた部位よりも電極近傍に位置する部位の方が低くなる。この状態で成膜を続けると、原料ガスと発熱体２４とが電極近傍で低温反応を起こして発熱体２４の物性が変化してしまい、電極近傍での発熱状態がさらに悪くなる。その結果、電極近傍の発熱体２４の熱を介して形成された膜は中央付近の発熱体２４の熱によって形成された膜に比べて膜質（膜厚や帯電能など）が相違することとなり、膜質が不均一になるという問題があった。
【０００７】
例えば、原料ガスとしてシリコン系ガス（例えばＳｉＨ４）を使用すると、電極近傍の発熱体がシリコン系ガスと低温反応を起こして電極近傍の発熱体がシリサイド化（発熱体の構成材料がＳｉと反応してＳｉ化合物が生成される）してしまい、シリサイド化した発熱体の発熱状態が極めて悪くなり、基体上の膜質が不均一になるおそれがある。またシリサイド化によってシリサイド化された領域の近傍で発熱体の発熱温度が低くなる傾向にあり、これによって更に膜質が不均一になるおそれがある。またシリサイド化の進行が特に激しいと、最悪の場合、発熱体が断線するおそれがあった。
【０００８】
本発明は上記問題点に鑑み案出されたものであり、その目的は基体上に形成された膜の膜質を略均一にすることが可能な発熱体ＣＶＤ装置及び発熱体ＣＶＤ法による成膜方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の発熱体ＣＶＤ装置は、基体を収容する真空容器と、該真空容器内に原料ガスを供給するガス供給手段と、該ガス供給手段より供給される原料ガスに接触するように配置された発熱体と、を備え、前記ガス供給手段からの原料ガスを前記発熱体の発する熱によって分解し、該分解された原料ガス成分を基体上に堆積させて成膜を行う発熱体ＣＶＤ装置において、前記発熱体に、該発熱体に電力を供給するための電極を接続するとともに、該電極の近傍に位置する発熱体を絶縁材で覆うようにしたことを特徴とする。
【００１０】
また本発明の発熱体ＣＶＤ装置は、上述の発熱体ＣＶＤ装置において、前記発熱体を線状に成すとともに、該発熱体の両端に前記電極を接続し、該電極の近傍に位置する発熱体を前記絶縁材で取り囲んだことを特徴とする。
【００１１】
更に本発明の発熱体ＣＶＤ装置は、上述の発熱体ＣＶＤ装置において、前記基体及び前記発熱体を円筒状に成すとともに、該発熱体の長さ方向両端に前記電極を接続し、該電極の近傍に位置する発熱体の内表面及び外表面を前記絶縁材で覆うようにしたことを特徴とする。
【００１２】
また更に本発明の発熱体ＣＶＤ装置は、上述の発熱体ＣＶＤ装置において、前記絶縁材で覆われる領域は、前記電極の端部から２ｍｍ〜１００ｍｍの範囲内であることを特徴とする。
【００１３】
そして本発明の発熱体ＣＶＤ法による成膜方法は、基体及び発熱体を収容する真空容器内に原料ガスを供給し、該供給される原料ガスを発熱体に接触させるとともに、該接触させた原料ガスを発熱体の熱によって分解し、該分解された原料ガス成分を基体上に堆積させて成膜を行う発熱体ＣＶＤ法による成膜方法において、前記発熱体に電極を接続し、且つ、前記発熱体に接触する原料ガスの接触量を、電極より離れた発熱体よりも電極近傍に位置する発熱体で小さくしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、発熱体に、該発熱体に電力を供給するための電極を接続するとともに、該電極の近傍に位置する発熱体を絶縁材で覆うようにしたことから、発熱体に対する原料ガスの接触量が電極より離れた発熱体よりも電極近傍に位置する発熱体で小さくなる。それ故、電極近傍に位置する発熱体と原料ガスとの化学反応が抑制され、電極近傍の発熱体の物性変化が防止できる。また発熱体の断線も良好に防止できる。
【００１５】
しかも、発熱体に対する原料ガスの接触量が電極より離れた発熱体よりも電極近傍に位置する発熱体で小さくなることから、発熱温度の低い電極近傍の発熱体の熱を介して分解される原料ガスの量が小さくなり、発熱温度を高く保持できる発熱体の中央域からの熱を専ら利用して原料ガスを分解することができる。
【００１６】
その結果、基体上に形成された膜の膜質を略均一にすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態に係る発熱体ＣＶＤ装置内の側面図、図２は図１の発熱体ＣＶＤ装置内の上面図であり、同図に示す発熱体ＣＶＤ装置は、大略的に、基体２を収容する真空容器１と、該真空容器１内に原料ガスを供給するガス供給手段７と、該ガス供給手段７より供給される原料ガスに接触するように配置された発熱体４と、を備えた構造を有している。
【００１８】
真空容器１は、その内部に基体２や基体支持体３、発熱体４、ガス供給手段７、を収容すべく中空状態に形成されており、基体２の出し入れができるように容器の一部、例えば上蓋が開閉可能に形成される。また真空容器１はガス供給手段７によって導入された原料ガスを排気する際に用いられるガス排気口を有している。
【００１９】
真空容器１内に収容される基体２としては、円筒状もしくは平板状のものなど、種々の形状のものが使用可能であり（図１では円筒状）、円筒状基体を用いる場合、その内部に円筒状を成す基体支持体を挿入することで真空容器１内にセットされる。また平板状基体を用いる場合、複数個の基体２を略円筒状あるいは多面体状になるように基体支持体上に配置することで真空容器１内にセットされる。
【００２０】
基体２の材質としては、導電性、または絶縁性、あるいは絶縁性基体の表面に導電層を形成したものが使用される。導電性基体としては、例えばアルミニウム（Ａｌ）、ステンレススチール（ＳＵＳ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、銅（Ｃｕ）、チタン（Ｔｉ）等の金属またはこれらの合金が挙げられる。絶縁性基体としては、ホウ珪酸ガラスやソーダガラス、パイレックス（Ｒ）ガラス等のガラスやセラミックス、石英、サファイアなどの無機絶縁物、あるいはフッ素樹脂、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアミド、ビニロン、エポキシ、マイラー等の合成樹脂絶縁物が挙げられる。また絶縁性基体上に導電層を形成する場合、導電層の材料としてはＩＴＯ（インジウム、錫、酸化物）や参加錫、酸化鉛、酸化インジウム、ヨウ化銅やＡｌ、Ｎｉ、金（Ａｕ）等が挙げられ、かかる導電層は従来周知の薄膜形成技術、例えば、真空蒸着法、活性反応蒸着法、イオンプレーティング法、ＲＦスパッタリング法、ＤＣスパッタリング法、ＲＦマグネトロンスパッタリング法、ＤＣマグネトロンスパッタリング法、熱ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、スプレー法、塗布法、浸漬法などで形成される。なお、基体２がＡｌにより円筒状に形成する場合、従来周知の押出加工法を採用することにより製作される。
【００２１】
また上述の基体２を支持する基体支持体３は、円筒状基体を支持する場合には外形が円筒状に形成され、平板状基体を支持する場合には外形が平板状もしくは多角柱状に形成される（図１では円筒状）。この基体支持体３は、成膜時、回転モータなどの動力を用いて中心軸を中心に基体２と共に回転させることが好ましく、これによって発熱体４によって分解された原料ガスの分解成分を基体表面の全体にわたり被着させることができ、略一様な膜厚分布を得ることができる。なお、基体支持体３の回転速度としては、１ｒｐｍ〜１０ｒｐｍが好ましい。
【００２２】
また基体支持体３は、その内部に加熱手段や冷却手段、温度検出手段を有しており、温度検出手段で基体支持体３の温度を検出するとともに、該検出した温度をモニタリングしながら、図示しない温度調節器を用いて加熱手段と冷却手段を制御することによって、基体温度を所望の温度に維持している。なお、成膜中の基体温度はａ−Ｓｉ系の材料を堆積させる場合、１００〜５００℃、好適には２００〜３５０℃の一定温度に制御される。また加熱手段としては、ニクロム線やシーズヒーター、カートリッジヒーターなどの電気的なものや、油などの熱媒体が使用され、冷却手段としては空気や窒素ガス等の気体や水、油などからなる冷却媒体が使用され、これらが基体支持体３の内部を循環するように流動させることが好ましい。温度検出手段としては、サーミスタや熱電対などが用いられる。
【００２３】
一方、真空容器１の内部には、上述の基体２に対して略平行に配される発熱体４がガス供給手段から供給される原料ガスに接触するように配設され、更に発熱体４の両端には電極５が電気的に接続されている。
【００２４】
この発熱体４は、抵抗材料から成っており、両端に接続される電極５を介して電力が供給されると、ジュール発熱を起こし、接触する原料ガスを分解するのに必要な温度（例えば１２００℃〜２５００℃）となる。
【００２５】
発熱体４の抵抗材料としては、原料ガスと触媒反応あるいは熱分解反応を起こして、その反応生成物を堆積種とし、且つ発熱体自身が昇華や蒸発により堆積される膜中に混入しにくいものが用いられ、例えば、タングステン（Ｗ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、モリブデン（Ｍｏ）、Ｔｉ、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、コバルト（Ｃｏ）、Ｎｉ，Ｃｒ，Ｍｎやそれらの合金などが好適に使用される。またこれらの抵抗材料は融点が比較的高いものが好ましく、例えば融点が２６００℃〜３４００℃であることが好ましい。
【００２６】
また発熱体４の形状としては、図１に示すような線状や、あるいは、図３、図４に示すように、円筒状基体２よりもひと周り大きな径を有する筒状が挙げられる。線状に成す場合、上述の抵抗材料で製作されたワイヤやフィラメント、リボン等を１本単体で構成したり、複数本を束ねて構成したりすることが考えられる。また筒状を成す場合、上述の電気抵抗材料で製作されたワイヤやフィラメント、リボン等を格子状、網目状に組み合わせて筒状としたり、筒状板体に円形や三角形、正方形、長方形、菱形、六角形など種々の形状の通気孔をパンチングや電気鋳造法などを用いて多数設けたものなどが考えられる。
【００２７】
発熱体４の配設位置は、発熱体４の発熱によって生成された堆積種（分解成分）を基体に向けて効率的に輸送するため、あるいは、発熱体４からの輻射熱による基体や膜への損傷を防止するため、基体２に対して３〜１００ｍｍ、好適には５〜５０ｍｍ、更に好適には１０〜４０ｍｍの間隔を空けた箇所に設定される。また発熱体４が筒状を成す場合、基体２と発熱体４が略等しい距離の間隔を空けるように両者の中心軸が略一致するように配置される。
【００２８】
また発熱体４の両端に接続される電極５は、外部からの電源電力を発熱体４に供給するための給電配線として機能するものであり、例えばＡｌやＣｕ、Ａｕ、Ａｇなどの金属材料により形成される。このような電極５と発熱体４との電気的接続は、例えば、両者を圧着端子を介して接続することが考えられる。
【００２９】
そして、電極５の近傍に位置する発熱体４、すなわち発熱体４の両端部には、電極近傍の発熱体４を覆う絶縁材６が配設されている。この絶縁材６は、アルミナやジルコニア、サファイア等のセラミックや、単結晶サファイア、石英など、発熱体４の発熱温度よりも融点が高く、発熱体４の熱によって変形しにくい絶縁材料により形成されており、発熱体４が線状に形成される場合、電極５の近傍に位置する発熱体４を絶縁材６で取り囲むように筒状に形成される。一方、発熱体４が筒状を成す場合、電極５の近傍に位置する発熱体４の内表面及び外表面を絶縁材６で覆うように形成される。
【００３０】
このため、真空容器１内に導入された原料ガスが発熱体４に接触する接触量が、電極５から離れた発熱体４よりも電極近傍に位置する発熱体４で小さくなる。それ故、電極近傍に位置する発熱体４と原料ガスとの化学反応が抑制され、電極近傍の発熱体４の物性変化が防止できる。また発熱体の断線も良好に防止できる。
【００３１】
しかも、発熱体４に対する原料ガスの接触量が電極５より離れた発熱体４よりも電極近傍に位置する発熱体４で小さくなることから、発熱温度の低い電極近傍の発熱体４の熱を介して分解される原料ガスの量が小さくなり、発熱温度を高く保持できる発熱体４の中央域からの熱を専ら利用して原料ガスを分解することができる。その結果、基体２上に形成された膜の膜質を略均一にすることが可能となる。
【００３２】
なお、絶縁材６は、それ自体が発熱体４の熱を多量に吸収し、発熱体４の発熱温度が低温になることを防止すべく、熱伝導率が２５℃の状態で２５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下に設定することが好ましく、例えば、０．３〜２５Ｗ／（ｍ・Ｋ）に設定される。また絶縁材６の厚み（発熱体４の長手方向と直交する方向の厚み）は３ｍｍ以下に設定することが好ましい。絶縁材６の厚みが３ｍｍよりも大きいと、絶縁材６の熱容量が大きくなりすぎて、絶縁材６の近傍に位置する発熱体４の温度が絶縁材に吸収され、発熱体４の発熱温度が低くなるおそれがあるからである。それ故、上述した如く、絶縁材６の厚みは３ｍｍ以下に設定することが好ましく、例えば０．５ｍｍ〜３ｍｍに形成される。
【００３３】
また、発熱体４が線状に、発熱体４を覆う絶縁材６が筒状にそれぞれ形成される場合、絶縁材６の内径は発熱体４の直径よりも０．５ｍｍ〜１０ｍｍ大きく設定することが好ましく、この場合、絶縁材６の内径が適度に大きいため、絶縁材６を発熱体４に挿入する際に、その作業性が良好となる上に、ガス供給手段７からの原料ガスが基体２と絶縁材６との隙間から多量に入り込むこともほとんどない。
【００３４】
絶縁材６で覆われる領域、すなわち電極５の近傍領域は、発熱温度が低下する領域にもよるが、例えば電極５の端部から２ｍｍ〜１００ｍｍの範囲内、好適には電極５の端部から１２ｍｍ〜４０ｍｍの範囲内である。一方、絶縁材６で発熱体４を覆うと、その分、原料ガスの分解に寄与できる発熱体４の領域が小さくなり、基体上の膜質（感光体を形成する場合、感光層の膜厚や帯電能）に影響が出るおそれがあることから、絶縁材６に覆われない発熱体４は、基体２と同じもしくはそれ以上の長さ（発熱体４が線状の場合、長手方向の長さ、発熱体４が円筒状の場合、該円筒の高さ方向の長さ）に設定しておくことが好ましく、この場合、絶縁材６に覆われない発熱体４（露出した発熱体４）の両端部を基体２の両端部よりも外側に位置させることができ、基体２の端部においても発熱体４の熱によって分解された原料ガスの反応物を良好に基体２上に堆積させること可能となる。その結果、膜質を略均一にすることができる。
【００３５】
なお、絶縁材６は、アルミナやジルコニアなどのセラミック原料にＹ２Ｏ３などの焼結助剤を所定量添加・混合し、中和共沈または加水分解などの方法により反応・固溶させ、しかる後、得られた原料を押出成形やプレス成形、射出成形などにより所定形状に成形し、しかる後、これを高温で焼成することにより形成される。
【００３６】
一方、原料ガスを真空容器１内に供給するガス供給手段７は、供給する原料ガスが発熱体４の表面に接触するように配置されており、例えば、発熱体４が基体２とガス供給手段７との間に位置するように配置される。
【００３７】
ガス供給手段７は、中空構造を有する筐体に多数のガス吹き出し孔８を形成した構造を有しており、外部より筐体内に供給される原料ガスをガス吹き出し孔８を介して真空容器１内に供給し、該供給された原料ガスを発熱体４に接触させる作用を為す。
【００３８】
ガス供給手段７の筐体は、筒状や線状（長尺状）など種々の形状が考えられ、真空容器１と別体としても良いし、少なくとも一部一体化させても良いが、一体化させた方が装置の部品点数を少なくすることができるため、発熱体ＣＶＤ装置の構成を簡素化できる点でメリットがある。ガス供給手段７の筐体と真空容器１とを別体化する場合、真空容器１の内壁と、該内壁よりも内側に内周面を設け、該内周面と内壁とで筐体を構成するようにしても良いし、ガス供給手段７の筐体を真空容器１の内壁に嵌め合わせるようにしても良く、前者の例として図４のガス供給手段７が考えられる。なお、ガス供給手段７が線状（長尺状）とする場合、例として図１のガス供給手段７が考えられ、この場合、原料ガスを効率的に発熱体４に接触させるため、発熱体４を線状にすることが好ましい。
【００３９】
またガス供給手段７に設けられるガス吹き出し孔８は、円形や三角形、正方形、長方形、菱形、六角形、スリット形状など、種々の形状が考えられ、原料ガスが発熱体４に容易に接触させるため、筐体の発熱体側表面に設けることが好ましい。
【００４０】
一方、ガス供給手段７より供給される原料ガスは、成膜対象がａ−Ｓｉ系の膜である場合、ＳｉとＨとからなる化合物やシリコンと水素以外のハロゲン元素とからなる化合物が用いられ、例えば、ＳｉＨ４、Ｓｉ２Ｈ６、Ｓｉ３Ｈ８、ＳｉＦ４、ＳｉＣｌ４、ＳｉＣｌ２Ｈ２等が用いられる。
【００４１】
また原料ガスとともに供給される希釈用ガスとしては、Ｈ２、Ｎ２、Ｈｅ、Ａｒ、Ｎｅ、Ｘｅ等が用いられる。原料ガスとともに供給される価電子制御ガス（膜中の価電子数を制御するガス）には、Ｐ型不純物として元素周期律表第III族Ｂの元素（Ｂ，Ａｌ，Ｇａなど）を含む化合物、例えばＢ２Ｈ６、Ｂ（ＣＨ３）３、Ａｌ（ＣＨ３）３，Ａｌ（Ｃ２Ｈ５）３、Ｇａ（ＣＨ３）３などが用いられる。Ｎ型不純物としては元素周期律表第Ｖ族Ｂの元素（Ｐ，Ａｓ，Ｓｂなど）を含む化合物、例えばＰＨ３、Ｐ２Ｈ４、ＡｓＨ３、ＳｂＨ３などが用いられる。またバンドギャップ調整用ガスとしては、バンドギャップを拡大する元素であるＣ、Ｎ、Ｏを含む化合物、例えばＣＨ４、Ｃ２Ｈ２、Ｃ３Ｈ８、Ｎ２、ＮＨ３、ＮＯ、Ｎ２Ｏ、ＮＯ２、Ｏ２、ＣＯ、ＣＯ２等やバンドギャップを狭める元素であるＧｅ，Ｓｎを含む化合物、例えばＧｅＨ４、ＳｎＨ４、Ｓｎ（ＣＨ３）３等が用いられる。
【００４２】
なお、上述した原料ガスや価電子制御ガス、バンドギャップ調整用ガスの流量やこれらのガスの混合比は、減圧弁やマスフローコントローラー等を用いることにより所望の値に調整される。また成膜時のガス圧力は、供給された原料ガスが発熱体の熱によって効率的に分解されるとともに、反応生成物同士の２次反応を抑制するために、０．１〜３００Ｐａ，好適には２〜６Ｐａに設定される。なお、良質の膜を得る為には、成膜開始に先立って、基体２がセットされた真空容器１内を一旦１×１０−２Ｐａ程度まで高真空に排気することで真空容器１内の水分や残留ガスを除去しておくことが好ましい。
【００４３】
かくして上述の発熱体ＣＶＤ装置は、ガス供給手段７から真空容器１内に供給される原料ガスを発熱体４に接触させつつ発熱体４を発熱させるとともに、その熱によって原料ガスを分解し、該分解された原料ガス成分を基体２上に堆積させることによって成膜を行うことにより発熱体ＣＶＤ装置として機能する。
【００４４】
このとき、電極５の近傍に位置する発熱体４が絶縁材６で覆われているため、発熱体４に対する原料ガスの接触量が電極５より離れた発熱体４よりも電極近傍に位置する発熱体４で小さくなる。それ故、電極近傍に位置する発熱体４と原料ガスとの化学反応が抑制され、電極近傍の発熱体４の物性変化が防止できる。また発熱体の断線も良好に防止できる。
【００４５】
しかも、発熱体４に対する原料ガスの接触量が電極５より離れた発熱体４よりも電極近傍に位置する発熱体４で小さくなることから、発熱温度の低い電極近傍の発熱体４の熱を介して分解される原料ガスの量が小さくなり、発熱温度を高く保持できる発熱体４の中央域からの熱を専ら利用して原料ガスを分解することができる。その結果、基体２上に形成された膜の膜質を略均一にすることが可能となる。
【００４６】
なお、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更・改良が可能である。例えば上述の実施形態においては、単一の真空容器１で発熱体ＣＶＤ装置を構成する場合について説明したが、複数の真空容器を連結してなる発熱体ＣＶＤ装置においても適用可能である。
【００４７】
また上述の実施形態においては、主として基体支持体３、基体２ともに円筒状の場合について説明したが、基体支持体３、基体２ともに平板状の場合にも適用可能であり、この場合、例えば、図５のように発熱体ＣＶＤ装置を構成する。
【実施例】
【００４８】
次に上述した作用効果を具体的な実施例で確かめる。この実施例は本発明の範囲を限定するものではない。
【００４９】
本実施例は、図６に示すようなＡｌ基体９の上面にキャリア注入阻止層１０、光導電層１１、表面保護層１２からなる感光層を形成してなるａ−Ｓｉ感光体１３を、本発明の発熱体ＣＶＤ装置（実施例１〜４）と、従来の発熱体ＣＶＤ装置（比較例１）を用いてそれぞれ作製し、これらのＣＶＤ装置の発熱体の物性変化を評価するとともに、作製したａ−Ｓｉ感光体を画像形成装置に搭載して画像出力を行い、画像の濃度ムラを評価するというものである。
【００５０】
なお、感光体の作製に用いた発熱体ＣＶＤ装置は、実施例、比較例ともに、図１の構成に相当する発熱体ＣＶＤ装置において、径が０．５ｍｍで純度９９．９％のタングステンワイヤー１本を用いて発熱体を線状に構成し、発熱体と基体との距離を３０ｍｍ、発熱体とガス供給手段との距離を３０ｍｍとした。また発熱体の長さを３９４ｍｍとした。また基体の加熱手段にはカートリッジヒーターを用いた。このＣＶＤ装置の真空容器内に表面を鏡面仕上げした直径３０ｍｍ、長さ２５４ｍｍの円筒状Ａｌ基体を１本セットし、基体温度を２５０℃に保持しながら真空容器内の真空度を１×１０−２Ｐａに設定した。次に発熱体の発熱温度（発熱体の長手方向中央の温度）を１８００℃に設定した状態で、表１の条件のもとで基体９上にキャリア注入阻止層１０、光導電層１１、表面保護層１２を順次積層し、ａ−Ｓｉ感光体１３を作製した。絶縁材は実施例１〜４ともにアルミナで形成し、その厚みを２ｍｍとした。絶縁材の長さ（発熱体の長手方向の長さ）は実施例１では２ｍｍ、実施例２では１２ｍｍ、実施例３では４０ｍｍ、実施例４では８０ｍｍに設定した。比較例１では絶縁材を形成しなかった。またＡｌ基体と発熱体とは中心点が略一致するように配置した。したがって、発熱体の両端部はＡｌ基体の両端より７０ｍｍずつはみ出している。
【表１】
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【００５１】
発熱体の物性評価は、電極近傍に位置する発熱体のシリサイド化の長さ（発熱体の一端側のみ）によって評価した。シリサイド化した領域は、発熱体を構成するタングステンが原料ガスの成分であるシリコンと化学反応を起こしてシリコン化合物を形成し、発熱体が目視で明らかに変色した領域というものとする。
【００５２】
画像の濃度ムラの評価は、実施例、比較例ともに、京セラミタ製レーザープリンタ（ＥＣＯＳＹＳ ＦＳ−３８００）に作製したａ−Ｓｉ感光体を組み込んで画像形成装置を構成し、該画像形成装置を用いてＡ４用紙に連続ハーフトーン印字を行い、得られた画像を目視で確認することにより行った。この画像形成装置は、大略的に、図７に示すような構成、すなわち、感光体１３の周囲に、帯電手段であるコロナ帯電器１４と、感光体１３に光を照射して静電潜像を形成する露光手段である露光器１５と、トナー像を感光体１３の表面に付着させるための現像手段である現像器１６と、トナー像を被転写材に転写する転写手段である転写器１７と、転写後に感光体表面の残留トナーを除去するクリーニング手段１８と、転写後に残余潜像を除去する除電手段１９と、を配設した構成を有しており、従来周知のカールソン法による電子写真プロセスを経て画像形成を行うものである。以上の実験結果を表２に示す。
【表２】
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【００５３】
表２によれば、比較例１に比べ実施例１〜４の方が発熱体に生じるシリサイド化の長さが短くなっており、発熱体の物性変化を小さく抑えていることが判る。また得られた画像については、実施例１〜３では比較例１に比べ、画像の濃度ムラが少なく、特に実施例２や３では濃度ムラが特に少なかった。また実施例４は比較例１よりは若干濃度ムラは少なかったが、実施例１〜３よりは濃度ムラが多かった。実施例４が実施例１〜３に比べて画像評価が劣っているのは、絶縁材の長さが長すぎて露出する発熱体の長さがＡｌ基体の長さよりも短くなり、Ａｌ基体に接触する分解ガス成分の量がＡｌ基体の中央部よりも両端部で小さくなり、膜質が両端部と中央部で変わったことが原因と考えられる。
【００５４】
以上の結果から、発熱体の物性変化を防止し、得られる膜の膜質を均一にするには、電極の近傍に位置する発熱体を絶縁材で覆うことが重要であることがわかる。またより膜質を均一にするには、絶縁材で覆われない発熱体の両端部を基体の両端部よりも外側に設定すればよいことがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の一実施形態に係る発熱体ＣＶＤ装置内の側面図である。
【図２】図１の発熱体ＣＶＤ装置内の上面図である。
【図３】本発明の他の実施形態に係る発熱体ＣＶＤ装置内の側面図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係る発熱体ＣＶＤ装置内の上面図である。
【図５】実施例、比較例において作製したａ−Ｓｉ感光体の断面図である。
【図６】本発明の他の実施形態に係る発熱体ＣＶＤ装置内の側面図である。
【図７】実施例、比較例において作製したａ−Ｓｉ感光体を組み込んで構成した画像形成装置の概略構成図である。
【図８】従来の発熱体ＣＶＤ装置内の側面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１・・・真空容器
２・・・基体
３・・・基体支持体
４・・・発熱体
５・・・電極
６・・・絶縁材
７・・・ガス供給手段
８・・・ガス吹き出し孔
９・・・Ａｌ基体
１０・・・キャリア注入阻止層
１１・・・光導電層
１２・・・表面保護層
１３・・・感光体
１４・・・コロナ帯電器
１５・・・露光器
１６・・・現像器
１７・・・転写器
１８・・・クリーニング手段
１９・・・除電手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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