JP3219163B2 - Substrate support for deposited film forming equipment - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、基体上に機能性堆積
膜、特に半導体デバイス、電子写真用感光体デバイス、
画像入力用ラインセンサー、撮像デバイス等に用いるア
モルファス半導体膜を形成する堆積膜形成装置において
用いられる基体支持体の改良に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a functional deposited film on a substrate, particularly a semiconductor device, a photosensitive device for electrophotography,
The present invention relates to an improvement of a substrate support used in a deposition film forming apparatus for forming an amorphous semiconductor film used for an image input line sensor, an imaging device, and the like.

【０００２】[0002]

【従来の技術】近年、半導体デバイス、電子写真用感光
体デバイス、画像入力用ライン・センサー、撮像デバイ
ス、その他各種エレクトロニクス素子部材としてアモル
ファス・シリコン（以降「ａ−Ｓｉ］と略記する。）等
の機能性堆積膜が提案され、その中のいくつかは実用に
供されている。2. Description of the Related Art In recent years, amorphous silicon (hereinafter abbreviated as "a-Si") as a semiconductor device, an electrophotographic photoreceptor device, an image input line sensor, an imaging device, and various other electronic element members. Functionally deposited films have been proposed, some of which are in practical use.

【０００３】こうした機能性堆積膜の形成は、例えば真
空蒸着法、スパッタング法、気相化学法等の手段を用い
て行われる。これ等の手段の中で、一例として気相化学
法を取りあげ、以下にその概要を述べる。[0003] The formation of such a functional deposited film is carried out by means of, for example, a vacuum deposition method, a sputtering method, a gas phase chemical method or the like. Among these means, the gas phase chemical method is taken as an example, and the outline is described below.

【０００４】気相化学法は、堆積膜形成用の原料ガスを
プラズマ、熱、光等のエネルギーにより分解、励起し、
ガラス、石英、アルミニウム、ステンレス、合成樹脂フ
ィルムなどの基体上に薄膜状の堆積膜を形成する方法で
ある。In the gas phase chemical method, a raw material gas for forming a deposited film is decomposed and excited by energy such as plasma, heat, light, and the like.
This is a method of forming a thin-film deposited film on a substrate such as glass, quartz, aluminum, stainless steel, or a synthetic resin film.

【０００５】以下、高周波プラズマのエネルギーを利用
した気相化学法（以下「Ｒ．Ｆ．プラズマＣＶＤ法」と
略記する）より、電子写真用感光デバイスを形成する方
法について簡単に述べる。Hereinafter, a method of forming a photosensitive device for electrophotography by a gas phase chemical method utilizing the energy of high-frequency plasma (hereinafter abbreviated as “RF plasma CVD method”) will be briefly described.

【０００６】図３はＲ．Ｆ．プラズマＣＶＤ法により電
子写真用ａ−Ｓｉ系感光体を作成する際に用いる堆積膜
形成装置の模式図である。FIG. F. FIG. 2 is a schematic diagram of a deposited film forming apparatus used when preparing an a-Si photosensitive member for electrophotography by a plasma CVD method.

【０００７】図３において、２０１は反応炉、２０２は
円筒状アルミニウム製基体、２０３は基体加熱用ヒータ
ーであり、不図示の電源により所望の温度迄加熱を行う
事が出来る。２０４は基体回転用のモーターであり、基
体上に堆積する膜の周方向の均一化を図るために用いら
れる。In FIG. 3, reference numeral 201 denotes a reaction furnace, 202 denotes a cylindrical aluminum substrate, and 203 denotes a substrate heating heater, which can be heated to a desired temperature by a power supply (not shown). Reference numeral 204 denotes a motor for rotating the substrate, which is used to uniformize a film deposited on the substrate in the circumferential direction.

【０００８】２０５は反応炉内の圧力を知る為の真 空
計、２０６はＲ．Ｆ．グロー放電を励起する為の電極で
あり、電源２０７より電力が供給される。２０８は反応
炉リーク用のバルブ、２０９は排気管、２１０は排気用
のストップ・バルブ、２１１は排気速度が可変な例えば
メカニカル・ブースター・ポンプ等の排気ポンプ、２１
２はロータリー・ポンプである。[0008] 205 is a truth for knowing the pressure in the reactor. Sky
206 is R.R. F. An electrode for exciting glow discharge
Power is supplied from the power supply 207. 208 is a reaction
Furnace leak valve, 209 for exhaust pipe, 210 for exhaust
The stop valve 211 has a variable pumping speed.
Exhaust pumps such as mechanical booster pumps, 21
2 is a rotary pump.

【０００９】２１３は基体支持体、２１４はガスを反応
炉へ導くガス管であり、２１５は温度を知る為の熱電対
である。２２０，２３０，２４０，・・・，２８０は各
々ガスの充填されたボンベあり、２２０はＳｉＨ₄ガス
ボンベ、２３０はＨ₂ガス・ボンベ、２４０はＢ₂Ｈ₆ガ
ス・ボンベ（３０００ｐｐｍ、Ｈ₂希釈、以下これをＢ₂
Ｈ₆／Ｈ₂と略記する）、２５０はＮＯガス・ボンベ、２
６０はＧｅＨ₄ガス・ボンベ、２７０はＣＨ₄ガス・ボン
ベ、２８０はＡｒガス・ボンベ、２２１，２３１，・・
・，２８１は各々ボンベの開閉バルブ、２２２，２３
２，・・・，２８２は各々ガスの圧力を調節する減圧
器、２２３，２３３，・・・，２８３は各々ガス導入バ
ルブ、２２４，２３４，・・・，２８４は各々ガス流量
を調節する為のマス・フロー・コントローラー、２２
５，２３５，・・・，２８５は各々ガス供給バルブであ
る。Reference numeral 213 is a substrate support, 214 is a gas pipe for guiding gas to the reaction furnace, and 215 is a thermocouple for knowing the temperature. , 280 are cylinders filled with gas, 220 is a SiH ₄ gas cylinder, 230 is a H ₂ gas cylinder, 240 is a B ₂ H ₆ gas cylinder (3000 ppm, H ₂ dilution) Hereafter, this is B ₂
H ₆ / H ₂ ), 250 is a NO gas cylinder, 2
60 is a GeH ₄ gas cylinder, 270 is a CH ₄ gas cylinder, 280 is an Ar gas cylinder, 221, 231,.
, 281 are open / close valves for cylinders, 222, 23, respectively.
, 282 are pressure reducers for adjusting the gas pressure, 223, 233,..., 283 are gas introduction valves, and 224, 234,. Mass Flow Controller, 22
, 285 are gas supply valves.

【００１０】図３に示した堆積膜形成装置を用いてａ−
Ｓｉ系感光体を作成する工程を簡単に述べる。Using the deposited film forming apparatus shown in FIG.
The process of forming the Si-based photoconductor will be briefly described.

【００１１】まず、所定の加工、表面処理、そして洗浄
の行われた円筒状アルミニウム基体２０２（長さ３５８
ｍｍ，直径８０ｍｍ，肉厚５ｍｍ）を基体支持体２１３
と組み合わせ反応炉内に設置する。次いで排気バルブ２
１０を開けた後に、ロータリー・ポンプ２１２及びメカ
ニカル・ブースター・ポンプ２１１を起動し、反応炉２
０１内を減圧とする。反応炉２０１内の圧力を真空計２
０５で監視し、圧力が０．００１ｔｏｒｒ以下となった
ならば、モーター２０４により基体を１ｒｐｍで回転
し、又、不図示の電源によりヒーター２０３に電力を供
給し、基体２０２の温度を３００℃迄加熱する。First, a cylindrical aluminum substrate 202 (length 358) that has been subjected to predetermined processing, surface treatment, and cleaning
mm, diameter 80 mm, wall thickness 5 mm)
And installed in the reactor. Next, exhaust valve 2
10, the rotary pump 212 and the mechanical booster pump 211 are started, and the reaction furnace 2 is opened.
The pressure inside 01 is reduced. The pressure inside the reactor 201 is measured by a vacuum gauge 2
05, when the pressure became 0.001 torr or less, the base was rotated at 1 rpm by the motor 204, and electric power was supplied to the heater 203 by a power source (not shown) to raise the temperature of the base 202 to 300 ° C. Heat.

【００１２】基体２０２の温度が３００℃となったなら
ば表１に示す条件により、基体上にａ−Ｓｉ系感光体を
構成する長波長光吸収層、電荷注入阻止層、光導電層、
表面保護層を順に形成する。When the temperature of the substrate 202 reaches 300 ° C., a long-wavelength light absorbing layer, a charge injection blocking layer, a photoconductive layer,
A surface protection layer is formed in order.

【００１３】長波長光吸収層を形成するには、Ｓｉ
Ｈ₄，Ｈ₂，Ｂ₂Ｈ₆／Ｈ₂，ＮＯ，Ｇｅ Ｈ₄の充填されたボ
ンベのバルブ２２１，２３１，・・・，２６１を開け、
各々のガスをガス各に減圧器２２２，２３２，・・・，
２６２により所望の圧力に減圧する。次に導入バルブ２
２３，２３３，・・・，２６３を開け各々のガスをマス
・フロー・コントローラー２２４，２３４，・・・，２
６４に導入する。各々のガスは、マス・フロー・コント
ローラーにより所望の流量に制御されて、供給バルブ２
２５，２３５，・・・，２６５を通過した後混合されガ
ス管２１４から反応炉内へ導入される。To form a long-wavelength light absorbing layer, Si
H_Four, H_Two, B_TwoH₆/ H_Two, NO, Ge H_FourFilled bo
Open the valves 221, 231,.
Each of the gases is decompressed to a decompressor 222, 232,.
The pressure is reduced to a desired pressure by 262. Next, introduction valve 2
23, 233, ..., 263 and open each gas
・ Flow controllers 224, 234, ..., 2
64. Each gas has a mass flow controller
The supply valve 2 is controlled to a desired flow rate by a roller.
25, 235,..., 265
The gas is introduced into the reaction furnace from the pipe 214.

【００１４】長波長光吸収層の作成条件の１例は表１に
示す通りである。ＳｉＨ₄ガス流量１００_SCCM、Ｈ₂ガス
流量６００_SCCM、Ｂ₂Ｈ₆／Ｈ₂ガスを、ＳｉＨ₄ガス流量
に対して３０００ｐｐｍの流量、ＮＯガス流量５_SCCM、
ＧｅＨ₄ガス流量５０_SCCMとなるようマス・フロー・コ
ントローラーで調節する。次いで、真空計２０５を見な
がら排気ポンプ２１１の排気速度を調節して反応炉内圧
力を０．５Ｔｏｒｒに調節する。次にＲ．Ｆ．電源２０
７から電力を供給する事により電極２０６間にグロー放
電を生起させ長波長光吸収層の形成を開始する。One example of conditions for forming the long wavelength light absorbing layer is as shown in Table 1. SiH ₄ gas flow rate of 100 _SCCM , H ₂ gas flow rate of 600 _SCCM , B ₂ H ₆ / H ₂ gas at 3000 ppm flow rate with respect to SiH ₄ gas flow rate, NO gas flow rate of 5 _SCCM ,
The mass flow controller adjusts the GeH ₄ gas flow rate to 50 _SCCM . Next, the pressure inside the reaction furnace is adjusted to 0.5 Torr by adjusting the exhaust speed of the exhaust pump 211 while watching the vacuum gauge 205. Next, R. F. Power supply 20
Glow discharge is generated between the electrodes 206 by supplying electric power from 7 to start forming a long wavelength light absorbing layer.

【００１５】所望の膜厚の長波長光吸収層が形成された
ならば、放電を止め、長波長光吸収層の形成を終える。
以下、同様の手順により表１に示す条件で電荷注入阻止
層、光導電層、表面層を順に形成する。形成される各層
の切り替え時には必要に応じてすべてのバルブを閉じ、
一旦系内を高真空にする作業を行う。When the long-wavelength light-absorbing layer having a desired thickness is formed, the discharge is stopped and the formation of the long-wavelength light-absorbing layer is completed.
Hereinafter, a charge injection blocking layer, a photoconductive layer, and a surface layer are sequentially formed by the same procedure under the conditions shown in Table 1. When switching each layer to be formed, close all valves as necessary,
Work to once make the system high vacuum.

【００１６】以上の様にしてａ−Ｓｉ系感光体を構成す
る全層の形成を終えたならば、加熱用電源を切りａ−Ｓ
ｉ系感光体及び反応炉内を冷却する。常温迄冷却された
ａ−Ｓｉ系感光体は、反応炉から取り出され電子写真装
置への使用に供される。After the formation of all the layers constituting the a-Si photosensitive member has been completed as described above, the power supply for heating is turned off and a-S
The i-type photoreceptor and the inside of the reaction furnace are cooled. The a-Si-based photoreceptor cooled to room temperature is taken out of the reactor and used for an electrophotographic apparatus.

【００１７】この様な膜堆積時の問題点として、膜堆積
のサイクルを重ねる度に基体支持手段（即ち、基体支持
体）の表面が黒化し、その結果、基体温度が経時的に変
化するという事が挙げられる。基体温度の変化は、堆積
膜の特性へ影響を与えてしまう。この問題点を以下に詳
述する。基体の温度の測定には一般に熱電対が広く用い
られる。熱電対は次に述べる理由によって直接、基体表
面の温度を測る事が困難である。すなわち、熱電対を直
接基体２０２の表面に接触させた場合には、電極２０６
間の放電により、熱電対自身がプラズマ加熱、あるいは
高周波加熱されてしまい、その結果、基体表面の温度を
正確に測る事が出来ない。The problem with such film deposition is that the surface of the substrate support means (ie, the substrate support) is blackened each time the film deposition cycle is repeated, and as a result, the substrate temperature changes with time. Things are mentioned. Changes in the substrate temperature affect the properties of the deposited film. This problem will be described in detail below. In general, thermocouples are widely used for measuring the temperature of a substrate. It is difficult for a thermocouple to directly measure the temperature of the substrate surface for the following reasons. That is, when the thermocouple is brought into direct contact with the surface of the base 202, the electrode 206
Due to the electric discharge between the thermocouples, the thermocouple itself is heated by plasma or high frequency, and as a result, the temperature of the substrate surface cannot be measured accurately.

【００１８】又、熱電対自身に膜が堆積してしまうとい
う問題もある。更にエッチングに対する耐性の問題があ
る。膜堆積時に目的とする基体以外の箇所にも少なから
ず、膜あるいは粉体が堆積するが、これ等の不必要な膜
あるいは粉体をクリーニングする為にＣＦ₄， ＮＦ₃，Ｓ
Ｆ₆等のガスを励起し、それ等励起種により膜あるいは
粉体を気相へと還元する、いわゆるエッチング法が広く
使われている。エッチングを行う結果熱電対が、上述し
た励起種によって腐食されてしまい実用とならない。Also, it is said that a film is deposited on the thermocouple itself.
There is also a problem. There is also the problem of resistance to etching.
You. There are few places other than the target substrate at the time of film deposition
Film or powder accumulates.
Or CF to clean powder_Four, NF_Three, S
F₆And other gases are excited, and the film or
Widely used so-called etching method to reduce powder to gas phase
It is used. As a result of performing the etching, the thermocouple
It is not practical because it is corroded by the excited species.

【００１９】こうした様々な理由により、熱電対で直接
基体表面の温度を計る事は困難であり、実使用上は図３
に示した如く、熱電対を基体支持体のプラズマにさらさ
れない側に設置せざるを得ない。一方、熱電対で温度を
測定する箇所と基体表面の温度は全く同一ではなく温度
勾配が少なからず存在するので、実使用上は基体表面温
度が所望の温度となる時に、図３に示した位置の温度が
何度であるかを予め調べておき、以降、図３に示した位
置にある熱電対により温度をモニターしながらヒーター
をコントロールするという方法をとる。For these various reasons, it is difficult to directly measure the temperature of the substrate surface with a thermocouple.
As shown in the above, a thermocouple must be installed on the side of the substrate support which is not exposed to the plasma. On the other hand, the temperature measured by the thermocouple and the temperature of the substrate surface are not exactly the same and there is a considerable temperature gradient. Therefore, in actual use, when the substrate surface temperature reaches a desired temperature, the position shown in FIG. The temperature is monitored beforehand, and then the heater is controlled while monitoring the temperature with a thermocouple at the position shown in FIG.

【００２０】前述の、図３に示した位置に存在する熱電
対と基体表面との温度差（以降この温度差を「温度差
丁」と略記する）には諸般の要因があるが、例えば基体
２０２及び基体支持体２１３の熱伝導、熱容量、あるい
は表面状態などが影響すると考えられる。以上の要因の
うち熱伝導、熱容量は長期に渡っての経時的な変化は少
なく、実際上、温度差丁の経時変化は問題とならない。
これに対して基体支持体の表面状態は経時変化があり、
温度差丁の変化を生む要因となる。すなわち通常、堆積
膜形成時に基体温度は２００℃乃至４００℃前後迄加熱
されるが、成膜サイクルを重ねる度に基体支持体に長期
に渡る、加熱の影響によるいわゆる「焼け」を生じ表面
色が黒化する。成膜サイクルを重ね、基体支持体の表面
の黒化が進行するにつれ、ヒーターからの熱輻射により
基体支持体が暖められる程度が増し、結果的に基体表面
の温度が高くなる。The temperature difference between the thermocouple located at the position shown in FIG. 3 and the surface of the substrate (hereinafter, this temperature difference is abbreviated as “temperature difference”) has various factors. It is considered that the heat conduction, the heat capacity, the surface state, and the like of the base member 202 and the base support 213 influence. Among the above factors, the heat conduction and the heat capacity change little with time over a long period, and the change with time of the temperature difference does not actually pose a problem.
On the other hand, the surface state of the substrate support changes with time,
This is a factor that causes a change in the temperature difference. That is, the substrate temperature is usually heated to about 200 ° C. to 400 ° C. during the formation of the deposited film. However, each time the film forming cycle is repeated, a so-called “burn” due to the effect of the heating occurs for a long time on the substrate support, and the surface color is changed. Blacken. As the film formation cycle is repeated and blackening of the surface of the substrate support progresses, the degree to which the substrate support is warmed by heat radiation from the heater increases, and as a result, the temperature of the substrate surface increases.

【００２１】以上をまとめると、成膜サイクルを重ねる
度に基体支持体の表面が黒化し、その結果、加熱条件を
一定と保っているにも拘らず、基体温度が経時的に高く
なる。同時に、堆積膜の特性も基体温度の変化に伴って
変動する。In summary, the surface of the substrate support is blackened every time the film forming cycle is repeated, and as a result, the temperature of the substrate increases over time despite the constant heating conditions. At the same time, the characteristics of the deposited film also change with the change in the substrate temperature.

【００２２】以上の実例では、ヒーターにより加熱する
場合を取り上げたが、基体を基体支持体を通して加熱す
る場合には、どのような加熱方式であっても、例えば、
光照射加熱、誘導加熱等の方法を用いた場合にも事情は
変わらない。又、このような問題点は、電子写真用感光
体を作成する場合に限られるものではなく、基体支持体
を有する堆積膜製造装置を利用して堆積されるデバイス
すべてに共通する問題点である。In the above example, the case of heating by a heater is taken up. However, in the case of heating the substrate through the substrate support, whatever the heating method, for example,
The situation remains the same even when a method such as light irradiation heating or induction heating is used. Further, such a problem is not limited to the case of producing an electrophotographic photoreceptor, but is a problem common to all devices deposited using a deposition film manufacturing apparatus having a substrate support. .

【００２３】このような、基体支持体の黒化による温度
変化を防止するについて、一般に行われていた方法とし
て、毎回の膜堆積サイクルが終了した時点で、基体支持
体を再生する方法がある。この方法は、ヤスリによる研
磨、サンド・ブラスト、あるいは梨子地仕上げの際に用
いるホーニング処理、更には化学的処理等の手段により
基体支持体の黒化部分を除いて初期の状態に再生する方
法である。この再生方法によれば、基体の温度変化が無
く、堆積した膜の特性の安定化を図る事が可能ではある
が、毎回の膜堆積サイクル毎に、基体支持体の再生を行
わなければならず、その作業に要する手間及び時間は甚
大なものとなりコストの増大を招いてしまう。又、極め
て微妙な色ムラが堆積した膜の特性ムラに反映してしま
う為、再生時の品質管理にも高い精度が要求される。As a method for preventing such a temperature change due to blackening of the substrate support, a method of regenerating the substrate support at the end of each film deposition cycle is a commonly used method. This method is a method of regenerating to an initial state except for a blackened portion of the substrate support by means of sanding, sand blasting, or honing treatment used in the case of finishing sanding, and furthermore, chemical treatment or the like. is there. According to this regenerating method, it is possible to stabilize the characteristics of the deposited film without a temperature change of the substrate, but the substrate support must be regenerated in each film deposition cycle. In addition, the labor and time required for the operation are enormous, which leads to an increase in cost. Further, since extremely minute color unevenness is reflected on the characteristic unevenness of the deposited film, high accuracy is also required for quality control during reproduction.

【００２４】ところで、基体温度の経時変化を防止する
手段として、基体支持体の少なくとも一部を事前に黒化
処理を行っておく方法が考えられる。この方法によれ
ば、基体支持体の表面色が使用初期から一定であるの
で、基体温度の経時変化が無く、又、成膜サイクル毎に
基体支持体の再生の必要が無い。しかし、事前の黒化処
理をインク、塗装等の手段を用いて行うと、加熱により
インク、あるいは塗装面が変質したり、損傷を受けやす
いという問題点がある。又、更に真空状態に置かれた時
の耐久性、脱ガスといった問題もある。以上の点からイ
ンクあるいは塗料等により基体支持体を黒化する事は実
際上困難である。Incidentally, as a means for preventing the substrate temperature from changing with time, a method in which at least a part of the substrate support is blackened in advance may be considered. According to this method, since the surface color of the substrate support is constant from the beginning of use, there is no change in the substrate temperature over time, and there is no need to regenerate the substrate support for each film forming cycle. However, if the prior blackening process is performed using a means such as ink or painting, there is a problem that the ink or the painted surface is easily deteriorated or damaged by heating. There are also problems such as durability and degassing when placed in a vacuum. From the above points, it is practically difficult to blacken the substrate support with ink or paint.

【００２５】又、黒化処理を施す別の手段として基体支
持体に有色の金属を真空蒸着する方法が考えられる。し
かし、一般に金属膜は硬度が軟らかく、頻繁に組上げ及
び分解を行う基体支持体に適しているとは言えない。As another means for performing the blackening treatment, a method of vacuum-depositing a colored metal on the substrate support can be considered. However, in general, the metal film has a low hardness and cannot be said to be suitable for a substrate support that is frequently assembled and decomposed.

【００２６】以上、述べた問題点に鑑み、基体支持体を
事前に黒化し、且つその黒化した部分が減圧、加熱等に
充分に耐え、また機械的衝撃にも強いという黒化手段の
提供が切望されている。In view of the problems described above, there is provided a blackening means in which the substrate support is blackened in advance, and the blackened portion sufficiently withstands pressure reduction, heating, and the like, and is resistant to mechanical shock. Is eagerly awaited.

【００２７】[0027]

【発明の目的】本発明は、堆積膜製造装置の基体支持体
における上述の問題点を克服し、基体温度変化が無く、
特性の安定した堆積膜の製造が可能な堆積膜製造装置の
基体支持体を提供する事を目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention overcomes the above-mentioned problems in the substrate support of a deposition film manufacturing apparatus, and has no substrate temperature change.
It is an object of the present invention to provide a substrate support for a deposited film manufacturing apparatus capable of manufacturing a deposited film having stable characteristics.

【００２８】[0028]

【発明の構成・結果】本発明は前記目的を達成するもの
であって、本発明により提供される堆積膜製造装置の基
体支持体は、以下の構成内容のものである。The present invention achieves the above object, and the substrate support of the apparatus for producing a deposited film provided by the present invention has the following contents.

【００２９】即ち、減圧可能な成膜空間を持つ反応容器
を有し、前記成膜空間内の基体支持体上に載置された基
体上に機能性堆積膜を形成する堆積膜製造装置の基体支
持体であって、前記基体支持体の少なくとも一部を金属
酸化物粉末の溶射により黒化処理する事を特徴とする。
金属酸化物粉末の溶射法で黒化処理の行われたかくなる
基体支持体を使用する事により、成膜サイクルを重ねた
場合においても基体表面の温度が一定となり、堆積膜の
特性の安定化が可能となる。That is, a substrate of a deposition film manufacturing apparatus having a reaction vessel having a film formation space capable of reducing pressure, and forming a functional deposition film on a substrate placed on a substrate support in the film formation space. A support, wherein at least a part of the base support is blackened by thermal spraying of a metal oxide powder.
By using a substrate support that is difficult to be blackened by thermal spraying of metal oxide powder, the temperature of the substrate surface becomes constant even when the deposition cycle is repeated, and the characteristics of the deposited film are stabilized. It becomes possible.

【００３０】一般的に溶射材料として広く用いられてい
る物質には例えば、Ａｌ₂Ｏ₃，ＮｉＯ，ＴｉＯ₂，Ｃｒ₂
Ｏ₃，ＺｒＯ₂，Ｙ₂Ｏ₃等及びこれ等の混合物質がある。
こうした材料の中から前述の条件、すなわち、溶射後の
色が黒色である事、５００℃程度迄の加熱に対して安定
である事、充分な硬度を有する事等の条件をすべて満た
し、更に比較的容易に入手し得る材料としてＡｌ₂Ｏ₃，
ＮｉＯ（アルミナ・酸化ニッケル）混合粉末，Ａｌ
₂Ｏ₃，Ｃｒ₂Ｏ₃（アルミナ，クロミヤ）混合粉末，Ａｌ
₂Ｏ₃，ＴｉＯ₂（アルミナ・チタニア）混合粉末があ
る。酸化ニッケル、チタニア、クロミヤは単体では各々
灰色、白色、緑色であるが、アルミナと混合して溶射し
た後にはすべて黒色化する。これらの物質は約５００℃
迄の耐熱性を有する。In general, substances widely used as thermal spraying materials include, for example, Al ₂ O ₃ , NiO, TiO ₂ , Cr ₂
There are O ₃ , ZrO ₂ , Y ₂ O _3, etc., and mixtures thereof.
Among these materials, all of the above-mentioned conditions, that is, the color after thermal spraying is black, that the material is stable against heating up to about 500 ° C., and that it has sufficient hardness, etc., are all satisfied. Al ₂ O ₃ ,
NiO (alumina / nickel oxide) mixed powder, Al
₂ O ₃ , Cr ₂ O ₃ (alumina, chromia) mixed powder, Al
There is a mixed powder of ₂ O ₃ and TiO ₂ (alumina / titania). Nickel oxide, titania, and chromia alone are gray, white, and green, respectively, but all become black after being mixed and sprayed with alumina. These materials are about 500 ° C
Has heat resistance up to

【００３１】これらの物質の中、特にアルミナ・クロミ
ヤは、７００℃以上の耐熱性を有するところ、好適であ
る。また、硬度の観点からすると、上述した物質の溶射
膜は、ビッカース硬度で数百の硬度を有しており、蒸着
金属等に比べてはるかに硬い。中でも特にアルミナ・ク
ロミヤの溶射膜は、９００程度の硬度を有しているとこ
ろ好適である。上記の金属酸化物粉末を溶射する方法と
しては、直流アーク放電を利用したプラズマ溶射法が一
般的に採用できる。Among these substances, alumina chromia is particularly preferable because it has a heat resistance of 700 ° C. or higher. Further, from the viewpoint of hardness, the thermal sprayed film of the above-described substance has a hardness of several hundreds in Vickers hardness, and is much harder than a deposited metal or the like. Among them, a sprayed film of alumina / chromia is particularly preferable because it has a hardness of about 900. As a method of spraying the metal oxide powder, a plasma spraying method using DC arc discharge can be generally adopted.

【００３２】溶射により作成される層（以降、「溶射
層」と略記する）の厚みについては、特に制限はない
が、基体支持体上の溶射箇所を完全に溶射面で覆うにつ
いて、ある程度の厚みが必要であり、且つ溶射層自身の
熱容量が基体支持体の熱容量に対して無視し得る層厚で
ある事が望ましい。こうしたことから、溶射層の厚み
は、好ましくは１乃至１０００μｍ、より好ましくは、
１０乃至１００μｍとするのが望ましい。The thickness of the layer formed by thermal spraying (hereinafter abbreviated as "sprayed layer") is not particularly limited. However, the thickness of the thermal sprayed surface on the substrate support is limited to a certain level. It is desirable that the thermal capacity of the sprayed layer itself be negligible with respect to the thermal capacity of the substrate support. For this reason, the thickness of the sprayed layer is preferably 1 to 1000 μm, more preferably,
It is desirable that the thickness be 10 to 100 μm.

【００３３】基体支持上の溶射を必要とする箇所は、従
来の溶射処理の全く無い基体支持体において成膜サイク
ルを重ねた時に黒化が生じる場所に対応する。基体支持
体の一部であっても、経時的に黒化の生じない部分につ
いては、必ずしも溶射をする必要はないが、溶射処理の
都合等の理由により、溶射を行っても良い。The portions requiring thermal spraying on the substrate support correspond to locations where blackening occurs when film forming cycles are repeated on a substrate support having no conventional thermal spraying treatment. Even if it is a part of the substrate support, it is not always necessary to perform thermal spraying on a portion where blackening does not occur over time, but thermal spraying may be performed for reasons such as thermal spraying.

【００３４】上述した本発明の基体支持体の模式的断面
図を図１に示す。図１は、電子写真感光体を製造する際
に使用する基体支持体の略断面図であり、ヒーターに対
向する面にのみ溶射を行った場合の例である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of the above-described substrate support of the present invention. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a substrate support used when manufacturing an electrophotographic photosensitive member, and shows an example in which thermal spraying is performed only on a surface facing a heater.

【００３５】図１において、１０１は基体支持体、１０
２は溶射層、１０３は基体である。In FIG. 1, reference numeral 101 denotes a substrate support, 10
Reference numeral 2 denotes a thermal sprayed layer, and 103 denotes a substrate.

【００３６】図２は、太陽電池、画像センサー等平面状
の堆積膜を製造する際に用いる基体支持体の略断面図で
あり、基体支持体の全面に溶射を行った場合の例であ
る。FIG. 2 is a schematic sectional view of a substrate support used for manufacturing a planar deposition film such as a solar cell or an image sensor, and shows an example in which thermal spraying is performed on the entire surface of the substrate support.

【００３７】図２において、１１０は基体支持体、１１
１は溶射層、１１２は基体固定用治具、１１３は基体で
ある。In FIG. 2, reference numeral 110 denotes a substrate support;
1 is a thermal sprayed layer, 112 is a jig for fixing a base, and 113 is a base.

【００３８】図３に示した堆積膜形成装置において、図
１及び図２に示した本発明の基体支持体を使用する事に
より、成膜サイクルを重ねた場合においても、基体表面
の温度が一定となり、堆積膜の特性が安定したものとな
る。By using the substrate support of the present invention shown in FIGS. 1 and 2 in the deposited film forming apparatus shown in FIG. 3, even when the film forming cycle is repeated, the temperature of the substrate surface is kept constant. And the characteristics of the deposited film become stable.

【００３９】本発明の基体支持体は、気相化学法による
成膜に限って使用されるものではなく、他の堆積膜形成
方法、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、マグネ
トロン・スパッタリング法等による成膜においても、有
効である事は言うまでもない。The substrate support of the present invention is not limited to film formation by a gas phase chemical method, but may be formed by another method for forming a deposited film, for example, a vacuum deposition method, a sputtering method, a magnetron sputtering method, or the like. Needless to say, it is also effective in film formation.

【００４０】ところで、基体支持体として有色の材質
（例えばカーボン等）を使用する場合については、本発
明の一効果である基体の経時的温度変化を防止するとい
う点での効果は少ないが、基体支持体の硬度をコントロ
ールする等の点では有効である。In the case where a colored material (for example, carbon or the like) is used as the substrate support, the effect of preventing a temperature change of the substrate over time, which is one effect of the present invention, is small. It is effective in controlling the hardness of the support.

【００４１】以下、実験例及び実施例により本発明を具
体的に説明するが、本発明はこれらにより何ら制限され
るものではない。Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to Experimental Examples and Examples, but the present invention is not limited thereto.

【００４２】[0042]

【実験例】図４に示した堆積膜製造装置を用い、本発明
の黒化処理の為された基体支持体及び従来の黒化処理の
無い基体を用いて基体の加熱実験を行った。EXPERIMENTAL EXAMPLE Using the apparatus for manufacturing a deposited film shown in FIG. 4, a substrate heating experiment was performed using the substrate support subjected to the blackening treatment of the present invention and a conventional substrate without the blackening treatment.

【００４３】図４において、３０１は反応炉、３０２は
円筒状アルミニウム製基体である。３０３は基体加熱用
ヒーターであり、不図示の電源により所望の温度迄加熱
を行う事が出来る。３０４は基体回転用のモーターであ
り、基体上に堆積する膜の周方向の均一化を図るために
用いられる。３０５は反応炉内の圧力を知る為の真空計
である。３０６はＲ．Ｆ．グロー放電を励起する為の電
極であり、電源３０７より電力が供給される。３０８は
反応炉リーク用のバルブ、３０９は排気管、３１０は排
気用のストップ・バルブ、３１１は排気速度が可変な例
えばメカニカル・ブースター・ポンプ等の排気ポンプ、
３１２はロータリー・ポンプである。In FIG. 4, reference numeral 301 denotes a reaction furnace, and 302 denotes a cylindrical aluminum base. Reference numeral 303 denotes a heater for heating the substrate, which can be heated to a desired temperature by a power supply (not shown). Reference numeral 304 denotes a motor for rotating the substrate, which is used for uniformizing a film deposited on the substrate in the circumferential direction. Reference numeral 305 denotes a vacuum gauge for knowing the pressure in the reactor. 306 is R.P. F. An electrode for exciting glow discharge, and power is supplied from a power supply 307. 308 is a reactor leak valve, 309 is an exhaust pipe, 310 is an exhaust stop valve, 311 is an exhaust pump having a variable exhaust speed, such as a mechanical booster pump,
312 is a rotary pump.

【００４４】３１３は基体支持体、３１４はガスを反応
炉へ導くガス管である。３１５，３１６は温度を知る為
の熱電対である。３２０，３３０，３４０，・・・，３
８０は、各々、ガスの充填されたボンベである。３２
１，３３１，・・・，３８１は、各々、ボンベの開閉バ
ルブ、３２２，３３２，・・・，３８２は、各々、ガス
の圧力を調節する減圧器、３２３，３３３，・・・，３
８３は、各々、ガス導入バルブ、３２４，３３４，・・
・，３８４は、各々、ガス流量を調整する為のマス・フ
ロー・コントローラー、３２５，３３５，・・・，３８
５は、各々、ガス供給バルブである。実験は以下の手順
にて行った。即ち、所定の加工、表面処理及び洗浄の行
われた円筒状アルミニウム基体３０２（長さ３５８ｍ
ｍ，直径８０ｍｍ，肉厚５ｍｍ）用意し、これを基体支
持体３１３と組み合わせた。次いで組み上がった基体及
び基体支持体を反応炉３０１内に設置した。設置にあた
っては３１５に示した通常の位置にある温度モニター用
熱電対の他に、直接基板温度を測定する為の熱電対３１
６を新たに設けた。以上の準備の後、排気バルブ３１０
を開け、ロータリー・ポンプ３１２及びメカニカル・ブ
ースター・ポンプ３１１を起動し、反応炉３０１内を減
圧にした。反応炉３０１内の圧力を真空計３０５で監視
し、圧力が充分に高真空となったことを確認した。次い
でヒーター３０３に電力を供給し、加熱を開始した。加
熱用の電力供給は不図示の電源により行われ、温度モニ
ター用熱電対３１６が３３０℃の一定温度となる様に制
御した。Reference numeral 313 denotes a substrate support, and 314 denotes a gas pipe for guiding gas to the reaction furnace. Numerals 315 and 316 are thermocouples for detecting the temperature. 320, 330, 340, ..., 3
Numerals 80 are cylinders filled with gas, respectively. 32
, 381 are opening / closing valves for cylinders, 322, 332, ..., 382 are decompressors for adjusting gas pressure, 323, 333, ..., 3 respectively.
83 is a gas introduction valve, 324, 334,.
, 384 are mass flow controllers for adjusting gas flow rates, 325, 335,.
5 is a gas supply valve, respectively. The experiment was performed in the following procedure. That is, the cylindrical aluminum substrate 302 (length 358 m) which has been subjected to predetermined processing, surface treatment and cleaning
m, diameter 80 mm, wall thickness 5 mm), and this was combined with the substrate support 313. Next, the assembled substrate and substrate support were placed in a reaction furnace 301. At the time of installation, in addition to the thermocouple for temperature monitoring at the normal position shown at 315, a thermocouple 31 for directly measuring the substrate temperature.
6 is newly provided. After the above preparation, the exhaust valve 310
Was opened, the rotary pump 312 and the mechanical booster pump 311 were started, and the pressure inside the reaction furnace 301 was reduced. The pressure in the reaction furnace 301 was monitored by a vacuum gauge 305, and it was confirmed that the pressure was sufficiently high. Next, electric power was supplied to the heater 303 to start heating. The power supply for heating was performed by a power supply (not shown), and the temperature monitoring thermocouple 316 was controlled to have a constant temperature of 330 ° C.

【００４５】温度モニター用熱電対３１６が３３０℃の
一定温度を保つ様に制御しながら、この状態を２００時
間維持した。２００時間の加熱時間中、基体表面温度を
直接測る為の熱電対３１６により基体表面温度を測定し
た。以上の実験を基体支持体として図１に示した黒化処
理の為された基体支持体を使用した場合及び従来の黒化
処理の無い基体支持体を使用した場合について行った。
本発明の黒化処理は、アルミナ・クロミナ粉末を各々７
５％，２５％の割合で混合した粉末のプラズマ溶射によ
って行い、その層厚は平均で３０μｍとした。This state was maintained for 200 hours while controlling the temperature monitoring thermocouple 316 to maintain a constant temperature of 330 ° C. During the heating time of 200 hours, the substrate surface temperature was measured by a thermocouple 316 for directly measuring the substrate surface temperature. The above experiment was performed for the case where the substrate support subjected to the blackening treatment shown in FIG. 1 was used as the substrate support and the case where the conventional substrate support without the blackening treatment was used.
In the blackening treatment of the present invention, the alumina / chromina powder
It was performed by plasma spraying of powder mixed at a ratio of 5% and 25%, and the layer thickness was 30 μm on average.

【００４６】以上の加熱実験の結果を図５に示した。図
５から明らかなように、両者の場合とも加熱開始後約２
時間で２５０℃以上に達し、その後、加熱時間とともに
徐々に温度が増加している。本発明の黒化処理を施した
基体支持体を使用した場合は加熱開始後５時間で２９６
℃に達し、１００時間後には３００℃迄で飽和状態とな
り温度変化は極めて微少である。それに対して従来の黒
化処理の無い基体支持体を使用した場合には５時間後の
２７６℃から２００時間後の２９８℃迄２２℃の温度変
化がある。FIG. 5 shows the results of the above heating experiment. As is clear from FIG. 5, in both cases, about 2 hours after the start of heating.
The temperature reached 250 ° C. or more in time, and thereafter, the temperature gradually increased with the heating time. In the case of using the substrate support subjected to the blackening treatment of the present invention, 296
℃, and after 100 hours, it is saturated up to 300 ℃, and the temperature change is extremely small. On the other hand, when a conventional substrate support without blackening treatment is used, there is a 22 ° C. temperature change from 276 ° C. after 5 hours to 298 ° C. after 200 hours.

【００４７】又、２００時間の加熱の後、従来の黒化処
理の無い基体支持体を取りだして目視で観察したとこ
ろ、円筒型基体支持体の内周は黒化していた。After heating for 200 hours, the conventional substrate support without blackening treatment was taken out and visually observed. As a result, the inner periphery of the cylindrical substrate support was blackened.

【００４８】以上のことから、本発明の黒化処理の施さ
れた基体支持体を使用した場合には、長時間に渡る使用
においても、基体温度の経時的変化が極めて微少であ
り、堆積膜の特性の安定化が可能となることが理解され
る。As described above, when the substrate support having been subjected to the blackening treatment of the present invention is used, the change in the substrate temperature with time is extremely small even when the substrate support is used for a long period of time. It can be understood that the characteristics can be stabilized.

【００４９】[0049]

【実施例１】本発明の黒化処理の施された基体支持体を
用いて、ａ−Ｓｉ系感光体を作成した。基体支持体の黒
化処理はアルミナ及び酸化ニッケルの混合粉末のプラズ
マ溶射により行い、その平均膜厚は５０μｍとした。ａ
−Ｓｉ系感光体の作成に使用した堆積膜形成装置は、図
４の堆積膜形成装置において、熱電対３１６を取り去っ
た装置である。ボンベ３２０には、ＳｉＨ₄ガス、ボン
ベ３３０には、Ｈ₂ガス、ボンベ３４０には、Ｂ₂Ｈ₆ガ
ス（３０００ｐｐｍ，Ｈ₂希釈）、ボンベ３５０には、
ＮＯガス、ボンベ３６０には、ＧｅＨ₄ガス、ボンベ３
７０には、ＣＨ₄ガス、ボンベ３８０には、Ａｒガスが
それぞれ充填されている。ａ−Ｓｉ系感光体の形成は、
通常のグロー放電分解法により行った。Example 1 An a-Si-based photoreceptor was prepared by using the blackened substrate support of the present invention. The blackening treatment of the substrate support was performed by plasma spraying a mixed powder of alumina and nickel oxide, and the average film thickness was 50 μm. a
The deposited film forming apparatus used for forming the Si-based photoreceptor is a device obtained by removing the thermocouple 316 from the deposited film forming apparatus in FIG. The cylinder 320 has a SiH ₄ gas, the cylinder 330 has an H ₂ gas, the cylinder 340 has a B ₂ H ₆ gas (3000 ppm, diluted with H ₂ ), and the cylinder 350 has a H ₂ gas.
NO gas and cylinder 360 have GeH ₄ gas and cylinder 3
70 is filled with CH ₄ gas, and the cylinder 380 is filled with Ar gas. The formation of the a-Si based photoreceptor
This was performed by a normal glow discharge decomposition method.

【００５０】このようにしてａ−Ｓｉ系感光体の作成を
３０回繰り返し、３０個のａ−Ｓｉ系感光体を作成し
た。得られた感光体のそれぞれをキャノン製電子写真装
置ＮＰ−９３３０にセットし評価を行った。その結果、
いずれのａ−Ｓｉ系感光体も電位特性、画像特性とも感
光体間のバラツキ及び経時変化が極めて少なく、安定し
た所望の特性を発揮するものであることが判った。Thus, the production of the a-Si photosensitive member was repeated 30 times, and 30 a-Si photosensitive members were produced. Each of the obtained photoreceptors was set in an electrophotographic apparatus NP-9330 manufactured by Canon and evaluated. as a result,
It has been found that all the a-Si-based photoconductors exhibit very little variation in the potential characteristics and image characteristics between the photoconductors and changes with time, and exhibit stable desired characteristics.

【００５１】[0051]

【比較例１】黒化処理の無い従来の基体支持体を利用し
た事以外は、実施例１と全く同様の方法により電子写真
用ａ−Ｓｉ系感光体を作成した。実施例１と同様に、ａ
−Ｓｉ系感光体の作成を３０回繰り返し、３０個のａ−
Ｓｉ系感光体を作成し、得られたａ−Ｓｉ系感光体のそ
れぞれをキャノン製電子写真装置ＮＰ−９３３０にセッ
トし、評価を行った。その結果、受容電位には、第１回
目のａ−Ｓｉ系感光体から３０回目のａ−Ｓｉ系感光体
の間に約４％の経時的変化があった。又、感度には約２
％の経時的変化があった。Comparative Example 1 An a-Si photosensitive member for electrophotography was prepared in exactly the same manner as in Example 1, except that a conventional substrate support having no blackening treatment was used. As in the first embodiment, a
The production of the Si photoreceptor was repeated 30 times, and 30 a-
A Si-based photoreceptor was prepared, and each of the obtained a-Si-based photoreceptors was set in an electrophotographic apparatus NP-9330 manufactured by Canon Inc. for evaluation. As a result, there was a time-dependent change of about 4% in the receiving potential between the first a-Si photoconductor and the 30th a-Si photoconductor. The sensitivity is about 2
% Over time.

【００５２】[0052]

【実施例２】本発明の基体支持体を用いて図５に示す堆
積膜形成装置によりａ−Ｓｉ太陽電池を作成した。Example 2 An a-Si solar cell was prepared using the substrate support of the present invention by a deposition film forming apparatus shown in FIG.

【００５３】図５は、マイクロ波（以降「μｗ」と略記
する）ＣＶＤ法による堆積膜形成装置の模式図である。
図５において、５０１は反応炉、５０２は基体及び基体
支持体を出し入れする為の扉である。５０３は堆積膜形
成用の基体であり、本実施例においてはステンレス製基
板を用いている。５０４は基体支持体であり、ステンレ
ス製本体にアルミナ及びチタニア（アルミナ６０％，チ
タニア４０％）の混合粉末のプラズマ溶射を図２に示す
通り基体支持体全面に施した物である。FIG. 5 is a schematic view of an apparatus for forming a deposited film by a microwave (hereinafter abbreviated as “μw”) CVD method.
In FIG. 5, reference numeral 501 denotes a reaction furnace, and reference numeral 502 denotes a door for taking in and out the base and the base support. Reference numeral 503 denotes a substrate for forming a deposited film. In this embodiment, a stainless steel substrate is used. Reference numeral 504 denotes a substrate support, which is obtained by subjecting a stainless steel main body to plasma spraying of a mixed powder of alumina and titania (alumina 60%, titania 40%) over the entire surface of the substrate support as shown in FIG.

【００５４】５０５は加熱用ヒーター、５０６は加熱ヒ
ーター用電源、５０７は真空計である。５０８はリーク
・バルブ、５０９は排気バルブであり開閉度の調節を行
う事が出来る。５１０はメイン排気ポンプ、５１１は補
助排気ポンプ、５１２はガス導入管、５１３はμｗを反
応炉内へ導く為の誘電体窓、５１４は導波管、５１５は
μｗ電源、５１６は熱電対である。Reference numeral 505 denotes a heater for heating, 506 denotes a power supply for the heater, and 507 denotes a vacuum gauge. Reference numeral 508 denotes a leak valve, and 509 denotes an exhaust valve, which can adjust the degree of opening and closing. 510 is a main exhaust pump, 511 is an auxiliary exhaust pump, 512 is a gas introduction pipe, 513 is a dielectric window for guiding μw into the reactor, 514 is a waveguide, 515 is a μw power supply, and 516 is a thermocouple. .

【００５５】５２０乃至５５０は各々ガスの充填された
ボンベであり、ボンベ５２０にはＳｉＨ₄ガス、ボンベ
５３０にはＨ₂ガス、ボンベ５４０にはＰＨ₃ガス（１０
００ｐｐｍ、Ｈ₂希釈、以降 ＰＨ₃／Ｈ₂ と略記す
る）、ボンベ５５０にはＢ₂Ｈ₆ガス（１０００ｐｐｍ、
Ｈ₂希釈、以降 Ｂ₂Ｈ₆／Ｈ₂ ガスと略記する）がそれ
ぞれ充填されている。Reference numerals 520 to 550 denote cylinders filled with gas, respectively. The cylinder 520 has a SiH ₄ gas, the cylinder 530 has an H ₂ gas, and the cylinder 540 has a PH ₃ gas (10
00 ppm, H ₂ dilution, hereinafter abbreviated as PH ₃ / H ₂ ), and B ₂ H ₆ gas (1000 ppm,
H ₂ dilution, hereinafter abbreviated as B ₂ H ₆ / H ₂ gas).

【００５６】５２１，５３１，・・・，５５１は各々ボ
ンベの開閉バルブ、５２２，５３２，・・・，５５２は
各々ガスの圧力を調節する減圧器、５２３，５４３，・
・・，５５３は各々ガス導入バルブである。５２４，５
３４，・・・，５５４は各々マス・フロー・コントロー
ラー、５２５，５３５，・・・，５５５は各々ガス供給
バルブである。, 551 are opening / closing valves for cylinders, 522, 532,..., 552 are decompressors for adjusting the pressure of gas, 523, 543,.
.., 553 are gas introduction valves. 524,5
, 554 are mass flow controllers, and 525, 535,..., 555 are gas supply valves.

【００５７】図５に示した装置を用いてのａ−Ｓｉ太陽
電池の作成は以下の手順で行った。即ち、まず、リーク
・バルブ５０８を開いて反応炉５０１内を大気圧とし
た。大気圧となったならば扉５０２を開いて、基体５０
３の組み込まれた基体支持体５０４を設置した。基体は
５０ｍｍ角のステンレス基板であり所定の表面処理及び
洗浄の施された基板を使用した。基体支持体はステンレ
ス上に溶射層厚２０μｍのアルミナ・チタニア溶射の行
われた物を使用した。扉５０２及びバルブ５０８を閉じ
た後に、排気バルブ５０９を開け、ポンプ５１１及び５
１０を起動し、反応炉５０１内を減圧する。反応炉５０
１内の圧力を圧力計５０７で監視し、圧力が１０^-6Ｔｏ
ｒｒ以下となったところで、電源５０６よりヒーター５
０５に電力を供給し加熱を開始した。熱電対５１６にて
温度を２７０℃となるよう加熱をコントロールしたとこ
ろ、充分時間の経過した後、基板温度は２５０℃となっ
た。The production of an a-Si solar cell using the apparatus shown in FIG. 5 was performed in the following procedure. That is, first, the leak valve 508 was opened to make the inside of the reactor 501 atmospheric pressure. When the atmospheric pressure is reached, the door 502 is opened and the base 50 is opened.
Three integrated substrate supports 504 were installed. The substrate was a 50 mm square stainless steel substrate that had been subjected to predetermined surface treatment and cleaning. As the substrate support, a material obtained by spraying alumina / titania with a sprayed layer thickness of 20 μm on stainless steel was used. After closing the door 502 and the valve 508, the exhaust valve 509 is opened and the pumps 511 and 5
10 is started and the pressure inside the reaction furnace 501 is reduced. Reactor 50
The pressure in 1 is monitored by a pressure gauge 507, and the pressure is 10 ^-6 To.
rr or less, the power supply 506 sends the heater 5
05 was supplied with electric power to start heating. When the heating was controlled by a thermocouple 516 so that the temperature became 270 ° C., after a sufficient time had elapsed, the substrate temperature became 250 ° C.

【００５８】次いで表２に示した条件で基板上に、太陽
電池を構成するｎ型 ａ−Ｓｉ層、ｉ型 ａ−Ｓｉ層、
ｐ型 ａ−Ｓｉ層を順に形成した。まず、ｎ型 ａ−Ｓ
ｉ層を形成した。即ち、ＳｉＨ₄，Ｈ₂，ＰＨ₃ガスの充
填されたボンベのバルブ５２１〜５４１を開け、各々の
ガスをガス毎に減圧器５２２〜５２４、導入バルブ５２
３〜５４３、マス・フロー・コントローラー５２４〜５
４４、供給バルブ５２５〜５４５を通して混合した後に
ガス管５１２より反応室５０１内へ導入した。Next, on the substrate under the conditions shown in Table 2, an n-type a-Si layer, an i-type a-Si layer,
A p-type a-Si layer was formed in order. First, n-type a-S
An i-layer was formed. That is, the valves 521 to 541 of the cylinders filled with the SiH ₄ , H ₂ , and PH ₃ gases are opened, and each gas is decompressed for each gas by the decompressors 522 to 524 and the introduction valve 52.
3-543, mass flow controller 524-5
44, after mixing through the supply valves 525 to 545, the mixture was introduced into the reaction chamber 501 through the gas pipe 512.

【００５９】ｎ型 ａ−Ｓｉ層はつぎのようにして形成
した。即ち、表２に示したように、ＳｉＨ₄ガス流量３
０_SCCM、Ｈ₂ガス流量１５０_SCCM、ＰＨ₃ガス流量をＳｉ
Ｈ₄ガス流量に対して６００ｐｐｍとなる様、マス・フ
ロー・コントローラーで調節した。次いで真空計５０７
を見ながら排気バルブ５０９の開度を調節して反応炉内
圧力を０．７Ｔｏｒｒとした。その後、μｗ電源５１５
を起動し、導波管５１４、誘電体窓５１３を通して、炉
内にμｗパワーを投入し、放電を励起し、堆積膜の形成
を開始した。所望の膜厚の形成を行ったところで、放電
を止め、ｎ型 ａ−Ｓｉ層を形成した。The n-type a-Si layer was formed as follows. That is, as shown in Table 2, the SiH ₄ gas flow rate 3
0 _SCCM , H ₂ gas flow rate 150 _SCCM , PH ₃ gas flow rate
It was adjusted with a mass flow controller so as to be 600 ppm with respect to the H ₄ gas flow rate. Then, vacuum gauge 507
The pressure inside the reactor was adjusted to 0.7 Torr by adjusting the opening of the exhaust valve 509 while observing the conditions. Then, the μw power supply 515
Was started, μw power was applied to the furnace through the waveguide 514 and the dielectric window 513 to excite the discharge, and the formation of the deposited film was started. When the desired thickness was formed, the discharge was stopped and an n-type a-Si layer was formed.

【００６０】同様にして、表２に示す条件で、ｉ型 ａ
−Ｓｉ層及びＰ型 ａ−Ｓｉ層を形成した。太陽電池を
構成する全層の形成を終えたところで、加熱用電源５０
６を切って、反応炉内を冷却した。反応炉が常温となっ
たところで、炉をリークし、基体及び基体支持体を取り
出した。基体上に更に透明電極を形成し、基体支持体と
切り離し、太陽電池を得た。以上の作業を繰り返し、５
０個の太陽電池を作成した。Similarly, under the conditions shown in Table 2, i-type a
-Si layer and P-type a-Si layer were formed. When the formation of all the layers constituting the solar cell is completed, the heating power source 50
6 was cut, and the inside of the reactor was cooled. When the temperature of the reactor reached room temperature, the furnace was leaked, and the substrate and the substrate support were taken out. A transparent electrode was further formed on the substrate and separated from the substrate support to obtain a solar cell. Repeat the above work, 5
Zero solar cells were produced.

【００６１】得られた５０個の太陽電池のそれぞれにつ
いて、ＡＭ１．５のスペクトルを有する強度１００ｍｗ
／ｃｍ²の光を照射し、太陽電池特性の経時変化を調べ
た。その結果、いずれの太陽電池も、開放電圧、短絡電
流、曲線因子、変換効率のいずれもバラツキ及び経時変
化が極めて少なく安定した特性を示した。Each of the 50 solar cells obtained had an intensity of 100 mw having an AM1.5 spectrum.
/ Cm ² of light, and the change with time of the solar cell characteristics was examined. As a result, all of the solar cells exhibited stable characteristics with very little variation in open-circuit voltage, short-circuit current, fill factor, and conversion efficiency, and very little change over time.

【００６２】[0062]

【比較例２】黒化処理の無い従来の基体支持体を利用し
た以外は実施例２と全く同様の方法により太陽電池を作
成した。実施例２と同様に太陽電池の作成を５０回繰り
返し、得られた太陽電池すべてについて太陽電池特性の
評価を行った。その結果、短絡電流に約３％の経時変化
があり、それに伴って変換効率も約３％の変動を示し
た。Comparative Example 2 A solar cell was produced in the same manner as in Example 2 except that a conventional substrate support having no blackening treatment was used. The production of the solar cell was repeated 50 times in the same manner as in Example 2, and the solar cell characteristics of all the obtained solar cells were evaluated. As a result, the short-circuit current changed about 3% with time, and the conversion efficiency also changed about 3%.

【００６３】[0063]

【表１】 [Table 1]

【００６４】[0064]

【表２】 [Table 2]

【００６５】[0065]

【発明の効果と概要】上述したように、減圧可能な成膜
空間を持つ反応容器を有し、前記成膜空間内の基体支持
体上に載置された基体上に機能性堆積膜を形成する堆積
膜製造装置の基体支持体について、前記基体支持体の少
なくとも一部を金属酸化物粉末の溶射により黒化処理す
る事により、成膜サイクルを重ねた場合においても、基
体表面の温度変化が極めて微少であり、特性の安定した
堆積膜を形成する事が可能となる。As described above, the present invention has a reaction vessel having a film-forming space capable of reducing pressure, and forms a functional deposition film on a substrate placed on a substrate support in the film-forming space. By subjecting at least a part of the substrate support of the deposited film manufacturing apparatus to blackening treatment by thermal spraying of metal oxide powder, even when the film formation cycle is repeated, the temperature change of the substrate surface can be prevented. It is possible to form a deposited film which is extremely small and has stable characteristics.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の、黒化処理の施された基体支持体の１
例の略断面図である。FIG. 1 shows a substrate support 1 subjected to a blackening treatment according to the present invention.
It is a schematic sectional drawing of an example.

【図２】本発明の、黒化処理の施された基体支持体の他
の例の略断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of another example of the substrate support subjected to the blackening treatment of the present invention.

【図３】電子写真感光体を形成する為の堆積膜製造装置
の模式図である。FIG. 3 is a schematic view of a deposition film manufacturing apparatus for forming an electrophotographic photosensitive member.

【図４】基体表面温度を直接測る為の熱電対を設けた場
合の電子写真感光体用の堆積膜形成装置の模式図であ
る。FIG. 4 is a schematic diagram of an apparatus for forming a deposited film for an electrophotographic photosensitive member when a thermocouple for directly measuring a substrate surface temperature is provided.

【図５】実験例における基体温度の変化を示すグラフで
ある。FIG. 5 is a graph showing a change in substrate temperature in an experimental example.

【図６】マイクロ波（以降「μｗ」と略記する）ＣＶＤ
法による堆積膜形成装置の模式図である。FIG. 6: Microwave (hereinafter abbreviated as “μw”) CVD
It is a schematic diagram of a deposited film forming apparatus by a method.

【符号の説明】 １０１ 基体支持体 １０２ 溶射層 １０３ 基体 １１０ 基体支持体 １１１ 溶射層 １１２ 基体固定用治具 １１３ 基体 ２０１ 反応炉 ２０２ 円筒状アルミニウム製基体 ２０３ 基体加熱用ヒーター ２０４ 基体回転用のモーター ２０５ 反応炉内の圧力を知る為の真空計 ２０６ Ｒ．Ｆ．グロー放電を励起する為の電極 ２０７ Ｒ．Ｆ．電源 ２０８ 反応炉リーク用のバルブ ２０９ 排気管 ２１０ 排気用のストップ・バルブ ２１１ 排気速度が可変な排気ポンプ ２１２ ロータリー・ポンプ ２１３ 基体支持体 ２１４ ガスを反応炉へ導くガス管 ２１５ 温度を知る為の熱電対 ２２０，２３０，２４０，２５０，２６０，２７０，２
８０ ガスの充填されたボンベ ２２０ ＳｉＨ₄ガス・ボンベ ２３０ Ｈ₂ガス・ボンベ ２４０ Ｂ₂Ｈ₆／Ｈ₂ガス・ボンベ ２５０ ＮＯガス・ボンベ ２６０ ＧｅＨ₄ガス・ボンベ ２７０ ＣＨ₄ガス・ボンベ ２８０ Ａｒガス・ボンベ ２２１，２３１，２４１，２５１，２６１，２７１，２
８１ ボンベの開閉バルブ ２２２，２３２，２４２，２５２，２６２，２７２，２
８２ ガスの圧力を調節する減圧器 ２２３，２３３，２４３，２５３，２６３，２７３，２
８３ ガス導入バルブ ２２４，２３４，２４４，２５４，２６４，２７４，２
８４ ガス流量を調整する為のマスフローコントローラ
ー ２２５，２３５，２４５，２５５，２６５，２７５，２
８５ ガス供給バルブ ３０１ 反応炉 ３０２ 円筒状アルミニウム製基体 ３０３ 基体加熱用ヒーター ３０４ 基体回転用のモーター ３０５ 反応炉内の圧力を知る為の真空計 ３０６ Ｒ．Ｆ．グロー放電を励起する為の電極 ３０７ Ｒ．Ｆ．電源 ３０８ 反応炉リーク用のバルブ ３０９ 排気管 ３１０ 排気用のストップ・バルブ ３１１ 排気速度が可変な例えばメカニカル・ブースタ
ー・ポンプ等の排気ポンプ ３１２ ロータリー・ポンプ ３１３ 基体支持体 ３１４ ガスを反応炉へ導くガス管 ３１５，３１６ 温度を知る為の熱電対 ３２０，３３０，３４０，３５０，３６０，３７０，３
８０ ガスの充填されたボンベである ２２０ ＳｉＨ₄ガス・ボンベ ２３０ Ｈ₂ガス・ボンベ ２４０ Ｂ₂Ｈ₆／Ｈ₂ガス・ボンベ ２５０ ＮＯガス・ボンベ ２６０ ＧｅＨ₄ガス・ボンベ ２７０ ＣＨ₄ガス・ボンベ ２８０ Ａｒガス・ボンベ ３２１，３３１，３４１，３５１，３６１，３７１，３
８１ ボンベの開閉バルブ ３２２，３３２，３４２，３５２，３６２，３７２，３
８２ ガスの圧力を調節する減圧器 ３２３，３３３，３４３，３５３，３６３，３７３，３
８３ ガス導入バルブ ３２４，３３４，３４４，３５４，３６４，３７４，３
８４ ガス流量を調整する為のマス・フロー・コントロ
ーラー ３２５，３３５，３４５，３５５，３６５，３７５，３
８５ ガス供給バルブ ５０１ 反応炉 ５０２ 基体及び基体支持体を出し入れする為の扉 ５０３ 堆積膜形成用の基体である ５０４ 基体支持体であり、ステンレス製本体にアルミ
ナ及びチタニア（アルミナ６０％，チタニア４０％）の
混合粉末のプラズマ溶射を基体支持体全面に施した物 ５０５ 加熱用ヒーター ５０６ 加熱ヒーター用電源 ５０７ 真空計 ５０８ リーク・バルブ ５０９ 排気バルブ ５１０ メイン排気ポンプ ５１１ 補助排気ポンプ ５１２ ガス導入管 ５１３ 誘電体窓 ５１４ 導波管 ５１５ μｗ電源 ５１６ 熱電対 ５２０乃至５５０ ガスの充填されたボンベ ５２１，５３１，５４１，５５１ ボンベの開閉バルブ ５２２，５３２，５４２，５５２ ガスの圧力を調節す
る減圧器 ５２３，５３３，５４３，５５３ ガス導入バルブ ５２４，５３４，５４４，５５４ マスフローコントロ
ーラー ５２５，５３５，５４５，５５５ ガス供給バルブDESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Substrate support 102 Thermal spray layer 103 Substrate 110 Substrate support 111 Thermal spray layer 112 Substrate fixing jig 113 Substrate 201 Reaction furnace 202 Cylindrical aluminum substrate 203 Heater for substrate heating 204 Motor for substrate rotation 205 Vacuum gauge for knowing the pressure inside the reactor 206 R.C. F. Electrode for exciting glow discharge 207 F. Power supply 208 Reactor leak valve 209 Exhaust pipe 210 Exhaust stop valve 211 Exhaust pump with variable evacuation speed 212 Rotary pump 213 Substrate support 214 Gas pipe for guiding gas to reactor 215 Thermoelectric for knowing temperature Pairs 220, 230, 240, 250, 260, 270, 2
80 Gas filled cylinder 220 SiH ₄ gas cylinder 230 H ₂ gas cylinder 240 B ₂ H ₆ / H ₂ gas cylinder 250 NO gas cylinder 260 GeH ₄ gas cylinder 270 CH ₄ gas cylinder 280 Ar gas・ Cylinders 221,231,241,251,261,271,2
81 Opening / closing valve of cylinder 222, 232, 242, 252, 262, 272, 2
82 Decompressor for adjusting gas pressure 223, 233, 243, 253, 263, 273, 2
83 gas introduction valve 224, 234, 244, 254, 264, 274, 2
84 Mass flow controller for adjusting gas flow rate 225, 235, 245, 255, 265, 275, 2
85 Gas supply valve 301 Reaction furnace 302 Cylindrical aluminum substrate 303 Heater for substrate heating 304 Motor for substrate rotation 305 Vacuum gauge for knowing pressure in reaction furnace 306 F. Electrode 307 for exciting glow discharge F. Power supply 308 Reactor leak valve 309 Exhaust pipe 310 Exhaust stop valve 311 Exhaust pump with variable evacuation speed, such as mechanical booster pump 312 Rotary pump 313 Substrate support 314 Gas for introducing gas to the reactor Tubes 315, 316 Thermocouples for knowing temperatures 320, 330, 340, 350, 360, 370, 3
80 Gas cylinder 220 SiH ₄ gas cylinder 230 H ₂ gas cylinder 240 B ₂ H ₆ / H ₂ gas cylinder 250 NO gas cylinder 260 GeH ₄ gas cylinder 270 CH ₄ gas cylinder 280 Ar gas cylinders 321,331,341,351,361,371,3
81 Opening / closing valve of cylinder 322,332,342,352,362,372,3
82 Pressure reducer 323, 333, 343, 353, 363, 373, 3 for adjusting gas pressure
83 gas introduction valve 324, 334, 344, 354, 364, 374, 3
84 Mass flow controller for adjusting gas flow rate 325, 335, 345, 355, 365, 375, 3
85 Gas supply valve 501 Reactor 502 Door for taking in and out a substrate and a substrate support 503 Substrate for forming a deposited film 504 Substrate support, with alumina and titania (alumina 60%, titania 40%) 505) Plasma spraying of the mixed powder on the whole surface of the substrate support 505 Heating heater 506 Power supply for heating heater 507 Vacuum gauge 508 Leak valve 509 Exhaust valve 510 Main exhaust pump 511 Auxiliary exhaust pump 512 Gas introduction pipe 513 Dielectric Window 514 Waveguide 515 μw Power supply 516 Thermocouple 520 to 550 Gas filled cylinder 521, 531, 541, 551 Gas cylinder open / close valve 522, 532, 542, 552 Decompressor 523, 533 for adjusting gas pressure 543,553 Gas introduction valve 24,534,544,554 mass flow controller 525,535,545,555 gas supply valve

フロントページの続き (72)発明者 江原 俊幸 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−287772（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C23C 16/00 - 16/56 C23C 14/00 - 14/58 H01L 21/205 H01L 21/22 H01L 21/31 - 21/32 H01L 21/68 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)Continuation of the front page (72) Inventor Toshiyuki Ehara 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Inc. (56) References JP-A-3-287772 (JP, A) (58) Fields investigated ( Int.Cl. ⁷ , DB name) C23C 16/00-16/56 C23C 14/00-14/58 H01L 21/205 H01L 21/22 H01L 21/31-21/32 H01L 21/68 JICST file (JOIS)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 減圧可能な成膜空間を持つ反応容器を有
し、前記成膜空間内の基体支持体上に載置された基体上
に堆積膜を形成する堆積膜製造装置の基体支持体であっ
て、該基体支持体の少なくとも一部を金属酸化物粉末の
溶射により黒化処理することを特徴とする堆積膜形成装
置の基体支持体。1. A has a reaction vessel having a reduced pressure can be the film formation area, a substrate supporting a deposited film manufacturing apparatus for forming a compost Sekimaku the deposition substrate support on the placed on the substrate in the space a body, the substrate support of at least part of said substrate support deposited film forming apparatus, characterized in that the blackened by thermal spraying of metal oxide powder. 【請求項２】 前記金属酸化物粉末がアルミナ（Ａｌ₂
Ｏ₃）粉末と、クロミヤ（Ｃｒ₂Ｏ₃）、チタニア（Ｔｉ
Ｏ₂）、酸化ニッケル（ＮｉＯ）の中から選ばれる少な
くとも１種類以上の粉末との混合粉末である請求項１に
記載の堆積膜形成装置の基体支持体。2. The method according to claim 1, wherein the metal oxide powder is alumina (Al ₂
O ₃ ) powder, chromia (Cr ₂ O ₃ ), titania (Ti
O _2), the substrate support of the deposited film forming apparatus according to claim 1 Ru powder mixture der with at least one or more powders selected from nickel oxide (NiO). 【請求項３】前記堆積膜形成装置は加熱手段を有し、前
記基体支持体の黒化処理された部分は該加熱手段に対向
する面に設けられている請求項１または２に記載の堆積
膜形成装置の基体支持体。 3. The apparatus for forming a deposited film according to claim 1, further comprising a heating means.
The blackened portion of the substrate support faces the heating means.
The deposition according to claim 1, wherein the deposition is provided on a surface to be formed.
Substrate support for film forming equipment. 【請求項４】前記金属酸化物粉末の溶射により形成され
る層の厚みが１乃至１０００μｍである請求項１乃至３
のいずれか１項に記載の堆積膜形成装置の基体支持体。 4. The method according to claim 1, wherein said metal oxide powder is formed by thermal spraying.
The thickness of the layer is 1 to 1000 μm.
A substrate support of the deposition film forming apparatus according to any one of the above.