CN1012852B - 具有在有微不平整内表面的球形凹痕的基底上的光接收层的光接收元件 - Google Patents

Abstract

一种光接收元件包括基底和多层结构物的光接收层，该层由含硅原子和至少锗或锡原子之一的非晶材料形成的内层和由含硅原子且无锗无锡原子的非晶材料形成的外层构成。基底表面不平整，有许多球状凹痕，各凹痕内表面具有微小不平整性，该元件克服了含有非晶硅复合的常规光接收元件存在的所有问题，尤其有效防止了因干涉现象在图象中产生的干涉条纹，即使在利用相干激光束作为光源可能产生干涉时也能形成质量极好的可见图象。

Description

本发明是关于对电磁波，如对光（这里光是广义的，如紫外线、可可见光线、红外线、X射线和γ射线）敏感的光接收元件。更具体地讲，本发明涉及的是经改进的光接收元件，它特别适合于应用在施加相干光，如激光光束的场合。

为记录数字图象信息，已经有已知的方法，如先根据数字图像信息调制激光光束，并以该激光束光学扫描一个光接收元件，从而形成静电潜像，然后显影这些潜像或进一步施加变换，定影，或进行类似的其它所需的处理。尤其，在使用电子摄影工艺以形成图像的方法中，通常是使用一个氦氖激光器或一个半导体激光器（发射波长一般在650-820nm范围）进行图像记录，这种激光器作为激光光源不仅尺寸小而且价格便宜。

此外，做为适合于使用半导体激光器情况下的电子摄影光接收元件，那些包括含有硅原子的非晶态物质（以下称作“a-si”）的光接收元件。例如，在公开号为86341/1979和83746/1981的日本专利中所公开的，已经过鉴定，是值得注意的。因为同已知的其它种类的光接收元件相比，它们除了在光敏区具有优良的耦合特性外，还具有较高的维氏硬度，并且在环境污染方面问题较少。

然而，当构成上述接收元件的光接收层做成单层结构的a-si层时，必须从结构上在特定数量范围内将氢或卤原子，或者甚至硼原子掺杂到a-si层内，以便维持电子摄影所需的大于10¹²Ωcm的暗电阻，同时保持它们的高光敏特性。这样，设计光接收元件的灵活 性就受到相当严格的限制，例如在形成这个光敏层时对各种条件需要严格控制。于是，针对上述问题，提出了一些建议，根据这种设计，在把暗电阻降低到一定程度时，仍能有效地利用高光敏特性，即，光接收层是这样构成的，它具有两层或更多层，这些层具有不同的导电率并叠合在一起，其中在光接收层内形成有一个耗尽层，如公开号为171743/1979、4053/1982和4172/1982的日本专利所公开的。另外，也可以用一个多层结构来改善表面暗电阻，在这种多层结构中，有一个阻挡层置于基底和光接收层之间，或置于光接收层的表面上，如在公开号为52178/1982、52179/1982、52180/1982、58159/1982、58160/1982和58161/1982的日本专利中所公开的。

但是，具有多层结构的光接收层的那些光接收元件每层的厚度并不平整如一。在使用这些元件来进行激光记录的情况下，由于激光束为相干单色光，则从激光辐射一侧的光接收层自由表面反射的光，与从构成光接收层的各层之间的交界面及基底与光接收层的交界面反射的光经常会产生相互干涉（以下将自由表面和层交界面统一称为“界面”）。

干涉将在形成的图像中产生所谓干涉条纹图案，这些图案将导致图像失真。尤其是在高色调的中等亮度的图像情况下，获得的图像在可辨度方面将变得非常差。

另外有一点值得注意，那就是光接收层中对激光束的吸收减小，所使用的半导体激光器的波长范围则增大，从而上述干涉现象将变得更加显著。

这就是说，在两层或多层结构中，干涉在各层之间发生，并且各 个干涉又将相互叠加，显示出干涉条纹图案，这些干涉图案将直接对转换材料产生影响，并因此使干涉条纹在该元件上转换和定影，最后在可见图像中造成与干涉条纹图案对应的图像失真。

为了克服这些问题，已提出一些方法，如（a）用钻石装置磨削基底表面以形成不平整度为±500 至±10000

的光散射表面（参考如公开号为162975/1982的日本专利）;（b）通过用黑色铝氧化膜处理铝基底的表面，或通过将碳、有色颜料或染料扩散到一种树脂里来设置一个光吸收层（参考如公开号为165845/1982的日本专利）;（c）通过用无光铝氧化膜工艺处理基底表面，或用喷沙方法造成一个微粒状不平整面，以在铝基底的表面上设置一个防光散射反射层（参考如公开号为16554/1982的日本专利）。

虽然上述方法在一定程度上提供了较满意的结果，但它们还是不能有效地完全消除在图像中的干涉条纹图案。

也就是说，在方法（a）中，由于在基底表面形成了具有单位t的许多不规则性，所以由光的散射效应能在一定程度上阻止干涉条纹图案的产生。然而，在光散射时，规则的反射光仍然存在，因此由这种反射光产生的干涉条纹图案仍然存在;另外，由于在基底表面的光散射效应，辐照点变大，从而导致析象能力实质上下降。

在方法（b）中，仅通过黑色铝氧化膜处理不可能获得完全吸收，反射光在衬底表面仍然存在。而且，在设置颜料扩散树脂层的情况下，还存在着各种问题，在形成a-si层时，引起树脂层除气，致使这样形成的光接收层的层质量明显变坏;在形成a-si层时，导离子体损坏了树脂层，其原有的吸收功能降低，并且由于表面状态恶化，对继续形成a-si层将带来所不期望的影响。

在方法（c）中，一部份入射光在光接收层表面被反射，而其余部份做为透射光进入光接收层内部。当透设光的一部份在基底表面被散设成为漫射光，其于部份有规则地被反设成为反射光时，其中有一部份形成出射光。但是，这个出射光是一个和反射光产生干涉的分量。总之，由于这种光的存在，干涉条纹图案就不能被完全消除。

另外，为防止这种情况下的干涉，有人试图增加基底表面的漫反射能力，以使得在光接收层内部不发生多次反射。但这又在光接收层内造成光的漫射，引起晕影，最终降低了析像能力。

具体地讲，在多层结构的光接收元件中，如果基底表面不规则地变得粗糙，则在第一层表面的反射光、在第二层的反射光和在基底表面的规则的反射光将相互干涉，从而在光接收元件中按照各层的厚度产生干涉条纹图案。因此，在多层结构的光接收元件中，使基底表面不规则地变粗糙不可能完全防止产生干涉条纹。

在使用喷沙或类似的其它方法来使基底表面不规则地变粗糙的情况下，表面粗糙度在不同区域都有变化，粗糙度中的不平整性甚至发生在同一区域，这就给生产控制带来问题。另外，常常随机地形成相对大的突起，这种大的突起在光接收层中引起局部故障。

进而，即使基底表面规则地变粗糙，因为光接收层通常是沿基底表面的不平形状沉积，所以基底不平面上的倾斜面将平行于光接收层的不平面上的倾斜面，这样入射光就会产生亮区和暗区。在这种光接收层内，由于层的厚度在整个光接收层上不一致，就产生了亮暗带图形。因此，仅仅有规则地使基底表面粗糙不能完全防止干涉条纹图案的发生。

进一步讲，在有规则粗糙表面的基底上沉积多层结构的光接收层 的情况中，由层与层之间的界面反射光产生的干涉，与由基底表面的规则反射光和光接收层表面的反射光之间产生的干涉相结合，因此情形比在单层结构的光接收元件中发生的干涉条纹更为复杂。

本发明的目的是要提供一种包括一个主要由a-si组成的光接收层的光接收元件，这种元件避免上述问题，并能满足各种要求。

这就是说，本发明的主要目的是要提供一种光接收元件，它包括由a-si构成的光接收层，它的光、电、光导性能总是基本稳定的，几乎不受工作环境的影响;它有优良的抗光疲劳性能，重复使用不会使性能衰退;它寿命长，抗潮性能好，它没有或几乎没有剩余电压，它还使生产控制变得容易。

本发明的另一个目的是提供一种光接收元件，它包括由a-si组成的一个光接收层，其在整个可见光区域具有高的光敏特性，尤其是与半导体激光器耦合的性能优良，并显示出快速光响应。

本发明的另一目的是提供一种光接收元件，它包括由a-si组成的一个光接收层，其具有高的光敏特性，高的信噪比和高的承受电压特性。

本发明的进一目的是要提供一种光接收元件，它包括一个由a-si组成的光接收层，其在基底和基底上的层之间，或各叠层之间有着良好的紧密接合力，在结构安排和优良的层质量方面既严格又稳定。

本发明的进一目的是要提供一种光接收元件，它包括由a-si组成的一个光接收层，其适于使用相干光形成图像，避免发生干涉条纹图案，并且即使重复使用很长时间仍然避免逆显影光斑，还避免图像失真或图像糢糊。它具有高析像能力，以清楚的中等亮度显示出高密度，能够提供高质量的图像。

通过参考附图并阅读对本发明的较佳实施例的下述描述，本发明的上述的和其它的目的，及其特征就变得一目了然了。其中：

图1（A）和1（B）示意地给出根据本发明的光接收元件的典型例子。

图2和图3是局部放大图，表示根据本发明的光接收元件中，防止发生干涉条纹的原理。

图2表示以球形凹痕在基底表面形成不平整面就能在光接收元件中防止发生干涉条纹。

图3表示在传统光接收元件中，干涉条纹的发生，其中光接收层设置在表面规则地粗糙化的基底上。

图4和图5是示意图，表示根据本发明的光接收元件的基底表面的不平整形状和产生这种不平整形状的方法。

图6（A）和图6（B）是略图，示意地表示适合于在本发明的光接收元件的基底上形成所述不平整形状的一种设备的构造的例子。其中，

图6（A）是一个正视图，

图6（B）是一个垂直剖面图。

图7到图15表示在本发明的光接收元件的光接收层中，锗原子或锡原子沿厚度方向的分布。

图16到图24表示在本发明的光接收元件的光接收层中氧原子、碳原子或氮原子沿厚度方向分布，或者第三族原子或第五族原子沿厚度方向的分布，其中纵坐标代表光接收层的厚度，横坐标代表有关原子的分布浓度。

图25是一个使用辉光放电工艺的加工设备的示意说明图，这种 设备是制备本发明的光接收元件的光接收层的设备的一个例子。

图26表示使用激光束的图象曝光设备。

图27到图46表示形成本发明的光接收层时气体流速的变化，其中纵坐标代表光接收层的厚度，横坐标代表气体流速。

为克服传统光接收元件的上述问题并达到上述目的，本发明者们进行了认真的研究，结果，获得了下述的研究结论，并根据这些研究结论完成了本发明。

也就是说，当由a-si组成的光接收层中掺有锗原子和/或锡原子时，就对从短波长到长波长复盖可见光的很宽范围的波长的光更灵敏，并且对光快速响应。当光接收层具有双层结构，其中靠近基底的层含有锗原子和/或锡原子，而向外的一层既不含锗原子也不含锡原子时，表现出这种效应。在用半导体激光器作为长波长光源的场合，这种结构的光接收层非常有用，因为包含锗原子和/或锡原子的下层基本上完全吸收这种光，而既不含锗原子也不含锡原子的上层只能吸收很少。这种光吸收防止基底表面所反射的光产生的干涉。

另外，如上所述有许多层的光接收元件，当给其基底表面提供由许多球形凹痕构成的不平整面，每个球形凹痕又有细小的不平整内表面时，有效地防止发生传统的光接收元件成象时经常发生的干涉条纹图案。

上述研究结论是以本发明者们所进行的实验为根据的。

为了有助于对上面所述的内容的理解，将结合附图作下列说明。

图1（A）和图1（B）是表示本发明光接收元件101的层结构的示意图。光接收元件由基底101和在其上形成的光接收层102构成。基底101的表面具有由许多微小球形凹痕组成的不平整面，每个球形 凹痕又有细小的不平整内表面。光接收层102是沿着不平整面的倾斜面形成的，并且由含有硅原子和至少含有锗原子或锡原子的层102¹，以及含有硅原子但既不含锗原子又不含锡原子的层102¹¹构成。

也就是说，图1（A）是表示本发明光接收元件的典型结构的示意图，其中给出了光接收元件100、基底101、光接收层102、至少含有锗原子或锡原子的层102¹、既不含锗原子也不含锡原子的层102¹¹和自由表面103。

而图1（B）是表示本发明光接收元件的另一种典型层结构的示意图，其中给出了光接收元件100、基底101、光接收层102、至少含有锗原子或锡原子的层102¹、既不含锗原子也不含锡原子的层102¹¹、表面层103和自由表面104。

图2和图3是说明在本发明的光接收元件中如何解决干涉条纹图案问题的视图。

图3是传统光接收元件中一个部分的放大视图。其中，多层结构的光接收层沉积在基底上，基底的表面被规则地打片加工。图中给出了第一层301、第二层302、自由表面303和第一层与第二层之间的界面304。如图3所示，在基底表面仅由研磨或其它类似的方法规则地打片的情况下，由于光接收层通常是在基底表面上沿着不平整形状部分形成的，所以基底表面上不平整面的倾斜面与光接收层的不平整面的倾斜面是互相平行的。

由于这种平行性，在光接收层由两层（即第一层301和第二层302）组成的多层结构的光接收元件中，总是存在着下列问题。因为第一层与第二层之间的界面304与自由表面303平行，界面304处的反射光R₁的方向与自由表面处的反射光R₂的方向互相重合，因此， 根据表面的厚度产生一个干涉条纹。

图2是图1（A）或图1（B）所示的本发明光接收元件的一个部分的放大视图，其中多层结构的光接收层沉积在由许多微小球形凹痕构成的不平整形状表面上，每个球形凹痕又有细小的不平整内表面。如图2所示，在本发明光接收元件中的基底表面上形成了由许多微小球形凹痕构成的不平整形状，而在其之上的光接收层是按这不平整的形状沉积的。因此，在多层结构的光接收元件中（例如，在包括第一层201和第二层202的光接收层中），第一层201与第二层202之间的界面204以及自由表面203分别按基底表面上的不平整形状形成由球形凹痕构成的不平整形状。假设界面204处形成的球形凹痕的曲率半径为R₁，在自由表面处形成的球形凹痕的曲率半径为R₂，

由于R₁与R₂不等，所以，界面204处的反射光和自由表面203处的反射光具有互不相同的反射角，即图2中的Q₁与Q₂不等，它们的反射光的方向不同。此外，用图2所示的l₁、l₂和l₃，由l₁+l₂-l₃表示的波长差不是恒定的而是可变的，因此发生了与所谓的牛顿环现象相应的剪切干涉，在凹痕中干涉条纹被弥散了。而且，如果在光接收元件产生的图象中干涉环以微观的形式出现，那么它是肉眼所看不见的。

也就是说，在具有这种表面形状的基底上形成多层结构的光接收层的光接收元件中，由于通过光接收层的光与在层分界面上和基底表面处反射的光发生干涉而产生的条纹图案成为图象，由此能够得到能形成极好图象的光接收元件。

此外，本发明光接收元件的基底表面上由球形凹痕形成的不平整形状的曲率半径R和宽度D构成了一个重要的因素，该因素对有效地 防止在本发明的光接收元件中出现干涉条纹方面有益的效果。本发明者们进行了各种不同的实验，结果发现了下列事实。

即，如果曲率半径R和宽度D满足下列等式：

(D)/(R) ≥0.035

在各个凹痕中就出现0.5或0.5个以上的由剪切干涉引起的牛顿环，而如果它们满足下列等式：

(D)/(R) ≥0.055

在各个凹痕中就出现1个或1个以上的由剪切干涉引起的牛顿环。

根据上面所述，推荐选择D/R大于0.035，最好是大于0.055，以便在各个凹痕中弥散整个光接收元件产生的干涉条纹，从而防止在光接收元件中出现干涉条纹。

而且，要求由磨出的凹痕构成的不平整状态的宽度最大约为500微米，以小于200微米较佳，最好不大于100微米。

此外，要求提供给基底的球形凹痕的内表面的细小不平整状态的高度，即球形凹痕的内表面的表面粗糙度γmax在小于0.5到20μm的范围之间。

也就是说，在所说的γmax小于0.5μm的情况，不会给出充分的散射效应。而在γmax大于20μm的情况，细小不平整状态的幅度与球形凹痕比较大得超出要求，使它不能形成所需要的球形形式，并且导致产生没有充分防止发生干涉条纹那样的光接收元件。除此之外， 当光接收层沉积在这样的基底上时，所产生的光接收元件具有的光接收层，伴随有在将来形成的可见图象中往往引入缺陷的所不需要的增大的不平整状态。

本发明已经在上述研究结论的基础上完成了。

本发明的一个特点在于，在一种包括一个基底和一个在基底上形成的多层结构光接收层的光接收元件中，所说的光接收层由一个含有硅原子和至少含有或者锗原子或者锡原子的非晶材料的内层，和一个含有硅原子但既不含锗原子也不含锡原子的非晶材料的外层组成，所说的基底具有由球形凹痕构成的不平整表面，每个球形凹痕又具有细小的不平整内表面。

本发明的另一个特点在于，在如上所述的光接收元件中，其中光接收层包含选自氧原子、碳原子和氮原子中的至少一种原子。

本发明的又一特点在于，在如上所述的光接收元件中，进一步包括一个在所说的光接收层上形成的表面层，它由含有硅原子和选自氧原子、碳原子和氮原子中的那些不同于所说的光接收层中含有的原子的非晶材料构成。

本发明的还一个特点在于，在如上所述的光接收元件中，进一步包括一个在所说的光接收层上形成的表面层，它具有防反射的功能。

现在参考附图更具体地解释本发明的光接收元件。该描述并不意味着限制本发明的范围。

图1（A）是表示本发明的光接收元件的典型层结构的示意图，其中给出了光接收元件100、基底101、光接收层102、至少含有或者锗原子或者锡原子的层102¹、既不含锗原子也不含锡原子的层102¹¹和自由表面103。将说明基底101和光接收层102。

根据本发明，光接收元件中的基底101具有一个有微小不平整面的表面，其不平整度小于光接收元件所要求的分辨率，而该不平整面是由许多球形凹痕组成的，每个凹痕具有细小的不平整内表面。

基底的表面形状及形成这种形状的较佳方法将在下面结合图4，5（A），5（B）和5（C）加以详细解释，但是应该指出，本发明的光接收元件中的基底形状及其制备方法不可能仅限制在下面的解释上。

图4是本发明的光接收元件中基底表面形状的一个典型例子的示意图，图中不平整形状被放大了。

图4中画有基底401，基底表面402，由球形凹痕（球形空腔坑）形成的不平整形状403，具有细小的不平整面的球形凹痕404的内表面，以及一个刚性球403¹，该球的表面404¹，具有细小不平整面。

图4还示出了制备基底的这种表面形状的较佳方法的一个例子。

这个方法就是使刚性球403¹从基底表面402以上预定高度的位置上落下，撞击基底表面402，借此形成一个有细小的不平整内表面404的球形凹痕403。通过使具有基本相同半径R¹的许多硬球403¹从同一高度h同时或依次落下，即可在基底表面402上形成具有几乎相等半径R和几乎相等的宽度D的许多球形凹痕。

图5（A）至5（C）示出了具有不平整形状的基底的几个典例实施例，如上所述，在基底表面的该不平整形状由许多球形凹痕组成，每一凹痕具有微小的不平整内表面。

在图5（A）至5（C）中给出基底501，基底表面502，具有细小的不平整内表面（未画出）的球形凹痕（球形空腔坑）504或504¹，以及表面具有微小不平整面（未画出）的刚性球503或503¹。

在图5（A）所示的实施例中，通过使许多球503¹、503¹……规则地从同一高度落到基底501的表面502上的不同位置，形成许多具有几乎相同的曲率半径和几乎相同的宽度，且互相紧密交叠的球形凹痕（球形空腔坑）503、503……，从而形成一个不平整形状。在这种情况下，为了形成互相交叠的凹痕503、503……自然地要求球503¹、503¹…是自由下落的，以使得各个球503¹、503¹…对基底表面502的撞击次数可以互相替代。

另外，在图5（B）所示的实施例中，通过使两种具有不同直径的球503，503¹从相同或不同的高度下落，在基底501的表面502上形成具有两种不同的曲率直径及两种宽度的、相互稠密地交叠在一起的许多凹痕504，504¹…，从而形成具有不规则高度的不平整面。

还有，在图5（C）基底表面的正剖面图所示的实施例中，通过使直径相同的许多球503，503…从同一高度不规则地落到基底501的表面502上，形成曲率半径几乎相同而宽度各异且相互交叠的许多凹痕504，504…，从而形成不规则的不平整状态。

如上所述，由许多球形凹痕（每个凹痕具有不平整的内表面）构成的基底表面的不平整形状，最好通过使表面有微小不平整面的许多球体落向基底表面来形成。在这样的情况下，只要适当地选择各种条件，如刚性球的直径、下落高度、刚性球和基底的硬度或下落球体的数量，就能以预定的密度在基底表面上形成具有所需曲率半径和宽度的许多球形凹痕，也就是说，基底表面上形成的不平整状态的高度和间距所以根据一定目的通过选择上面所述的各种条件来随意地加以调节，由此，就能获得其表面具有所需的不平整形状的基底。

为了把光接收元件中的基底表面制成不平整形状，人们提出使用 机床、铣刀等金钢石切削工具进行研磨床而形成这样一种形状的方法，但这个方法只在某种程度上起作用，而且这种方法还产生了下列问题：要使用切削油，清除掉切削过程中不可避免地产生的切削碎屑，去掉留在切削表面上的切割油等等。这些问题终究使生产复杂化，并使生产效率降低。在本发明中，由于基底的不平整表面形状是如上所述由球形凹痕构成的，因此，可以方便地制备具有所需不平整形状表面的基底，而根本不存在上述问题。

用在本发明中的基底101可以是导电，也可以是绝缘的。导电性的基底可以包括：如NiCr，不锈钢，Al、Cr、Mo、Au，Nb，V，Ti，Pt，Pl等金属或它们的合金。

电绝缘型基底可以包括：例如聚酯、聚乙烯、聚碳酸酯、醋酸纤维、聚丙烯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚苯乙烯和聚酰胺等合成树脂的薄膜或薄片以及玻璃、陶瓷、纸。电绝缘基底的至少一个表面最好经过导电处理，且最好在经过这样处理的表面上沉积一层光接收层。

例如，在基底是玻璃的情况下，在其表面沉积一层由NiCr，Al，Cr，Mo，Au，Ir，Nb，Ta，V，Ti，Pt，Pd，In₂O₂，Sno₃，ITO（In₂O₃+Sno₃）等等组成的薄层，就能使其具有导电性。在如聚碳酸酯这样的合成树脂薄膜的情况下，在其表面采用真空沉积，电子束汽相沉积，溅射等方法沉积一层如NiCr，Al，Ag，Pb，Zn，Ni，Au，Cr，Mo，Ir，Nb，Ta，V，Tl和Pt的金属薄层或在表面上叠合金属片层就能提供导电性。基底可以是任意形状的，如图柱面形的，带状的或者是板状的，这些可以根据应用适当地决定。例如使用图1（A）和（B）所示的光接收元件作为电子摄影的或象元件时，希望做成循 环带状或圆柱面的形状以进行连续地高速生产。基底部分的厚度应当这样决定，使得所需的光接收元件能够完成。当需要光接收元件有柔性时，它可以做得尽可能地薄，只要基底还能有效地承担其基底工作就行，但是，从制造，处理或从基底的机械强度等方面看来，这个厚度通常大于10微米。

下面参照图6（A）和6（B）说明制备基底表面的一种装置的实施例，根据本发明的光接收元件被用作电子摄影装置中的光接收部件。但本发明不只局限于这些说明。

在制备用于电子摄影装置中的光接收元件的基底时，圆柱筒形基底被做成拉拔管，这是对铝合金及其他类似材料采用通常的挤压工艺，使之成为舟厅（boat    hail）筒或卷筒管，然后再经过光学加热处理和回收处理得到的进一步拉拔，然后，利用图6（A）和6（B）所示的制造装置就可以在圆柱面基底表面上形成不平整形状。

用于在基底表面上形成上面所述的不平整形状的刚性球包括用不锈钢、铝、钢、镍、黄铜或其他类似金属，以及陶瓷和塑料造成的各种刚性球。在这些球中，从寿命和降低价格的角度来看，选用不锈钢或钢的刚性球比较合适。球的硬度可以高于或低于基底的硬度。但在重复使用的情况下，球的硬度须大于基底的硬度。

为了在基底表面上形成上面说过的特殊形状，有必要使用表面具有微小不平整面的刚性球。

这种刚性球可以按照机械处理方法，诸如利用例如表面起皱和加波纹的塑料工艺处理的方法，表面粗糙方法（如抛光）或化学处理方法（如酸腐蚀或碱腐蚀）来正确制备。

按照电抛光、化学抛光或完成抛光或阳极氧镀膜，化学镀膜，对 刚性球进行表面处理，就能适当调整在刚性球表面形成的不平整面的形状（高度）或硬度。

图6（A）和6（B）是整个制造装置的剖面示意图。图中画有用来制备基底的铝制圆筒601，该圆筒601的表面可以事先制成具有合适的光洁度。圆筒601由转轴602所支撑，并由一个合适的驱动装置603（如一个马达）驱动绕轴心旋转。旋转速度根据要形成的球形凹痕的密度和所用刚性球的数目来决定和控制。

一个旋转仓604由旋转轴602支撑，且其旋转方向与圆筒601旋转方向相同。这个旋转仓604中包含有许多刚性球，每个刚性球的表面均有微小的不平整面605，605…。这些刚性球由许多设置在旋转仓604的内壁上的凸出的助条606，606，…挡住并且由于旋转仓的旋转作用而被送到上部位置。然后，这些刚性球605，605…接连下落，撞击圆筒601的表面，从而形成许多球形凹痕，每个球形凹痕具有不平整的内表面。

该制造装置可以以下式的方式构成，也就是说，旋转仓604的四周外壳上均匀地设有许多孔，以允许放置在旋转仓604外的一个或多个喷淋管607送来的清洗液通过，这样就能使圆筒601，刚性球605，605…以及旋转仓604的内壁受到清洗液的清洗。

在那样的情况下，由刚性球和刚性球间接触或刚性球的旋转仓内表面的接触产生的静电引起的杂物就可以被洗掉，以使圆筒表面形成无杂物所需形状。就清洗液来说，有必要使用那些干燥后不产生不平整或残留物的液体。关于这方面，最好用不易挥发的油本身，或不易挥发油与一种清洗液如三氯乙烷或三氯乙烯的混合物。

光接收层

在本发明的光接收元件中，把光接收层102形成在上述的基底101上。该光接收层具有多层结构，它是由邻接基底101的层102¹和在层102¹上形成的层102¹¹构成的。层102¹是由至少含有锗原子（Ge）或锡原子（Sn）的a-Si组成的，最好是由至少含有氢原子或卤素原子的a-Si组成的。（以后把这种a-Si称为a-Si（Ge，Sn）（H，x））如果需要可由至少含有氢原子或卤素原子的a-Si来构成层102¹¹（以后把这种a-Si称为a-Si（H，x））。

具体地说，在该光接收层里包含有卤素原子是氟、氯、溴和碘，最好是氟和氯，在该光接收层102中，氢原子的含量（H），卤素原子的含量（x），或者氢原子和卤素原子的含量之和（H+x）通常为1到40原子百分含量，最好为5到31原子百分含量。

在本发明的光接收层中，光接收层的厚度是有效地实现本发明目的的重要因素之一，因而，在设计光接收元件时，应给予足够的注意，以提供性能合乎要求的元件。该层的厚度一般为1到100μm，比较好的是1μm到80μm，最好是2μm到50μm。

在本发明的光接收元件上的光接收层是这样构成的，即邻接基底101的层102¹含有在其内均匀分布或非均匀分布的锗原子和/或锡原子（所谓均匀分布是指在层102¹里，不论沿与基底表面平行的方向还是沿厚度方向，锗原子和/或锡原子的分布都是均匀的;而非均匀分布是指，在层102¹里锗原子和/锡原子的分布沿与基底表面平行的方向是均匀的，而沿其厚度方向是非均匀的）。在后一种情况下， 希望层102¹中在邻接基底一侧的锗原子和/或锡原子比邻接层102¹¹一侧的多。最希望的是使锗原子和/或锡原子的分布在于基底接触的界面上达到最大。光源是一个发射长波光线的半导体激光时就希望是这种分布。因为层102¹基本上完全吸收了层102¹¹很难吸收的长波光线。这样就避免了由基底表面反射的光引起的干涉。

下面，参考表示锗原子公布的图7到图15，来说明层102¹中沿厚度方向锗原子和/或锡原子分布的典型实施例。

在图7到图15中，横坐标代表锗原子的分布浓度C，纵坐标代表层102¹的厚度;t_B代表邻接基底的层102¹的末端位置，t_T代表远离基底的邻接层102¹¹的另一端位置。包含锗原子的层102¹是从t_B一边向t_T一边形成的。

在这些图中，把厚度和浓度进行了示意地放大，以便更好地理解。

图7表示在层102¹中锗原子沿厚度方向分布的第一个典型实例。

在图7所示的实例中，锗原子的分布是这样的，在从位置t_B（包含锗原子的层102¹在t_B与基底面相接）到位置t₁的范围内，其浓度C为常数C₁，从位置t₁到界面位置t_T的范围内浓度C从C₂逐渐连续减小。在界面位置t_T，锗原子的浓度基本为零（所谓“基本为零”是指其浓度比可侧到的极限值低）。

在图8所示的实例中，所含的锗原子的浓度分布是从位置t_B的浓度C₃逐步连续地减小到位置t_T的浓度C₄。

在图9所示的实例中，锗原子的分布是，从位置t_B到位置t₂的范围内其浓度C₅为常数，从位置t₂到位置t_T的范围内其浓度逐渐连续减小。在位置t_T的浓度基本为零。

在图10所示的实例中，锗原子的分布是，从t_B到t₃的范围 内浓度C₆逐渐连续地减小，在从位置t₃到位置t_T的范围内其浓度很快地连续减小。在位置t_T的浓度基本为零。

在图11所示的实例中，锗原子的分布是，在从位置t_B到位置t₄的范围内，其浓度C₇为常数，在从位置t₄到位置t_T的范围内其浓度线性地减小。在位置t_T的浓度为零。

在图12所示的实例中，锗原子的分布是，在从位置t_B到位置t₅的范围内，浓度C₈为常数，在从位置t₅到位置t_T的范围内其浓度从C₉线性地减小到C₁₀。

在图13所示的实例中，锗原子的分布是，在从位置t_B到位置t_T的范围内，其浓度线性地减小到零。

在图14所示的实例中，锗原子的分布是，在从位置t_B到位置t₆的范围内，浓度从C₁₂线性地减小到C₁₃，在从位置t₆到位置t_T的范围内，浓度C₁₃保持为常数。

在图15所示的实例中，锗原子的分布是，在位置t_B的浓度缓慢地减小，然后在从位置t_B到位置t₇的范围内很快地减小到浓度C₁₅。

在从位置t₇到位置t₈的范围内，其浓度首先很快地减小，然后缓慢地减小到位置t₈的浓度C₁₆。在位置t₈和位置t₉之间其浓度慢慢减小到C₁₇。在位置t₉和位置t_T之间浓度C₁₇进一步减小到基本为零。浓度的减小如曲线所示。

图7到图15表示了在层102¹里锗原子和/或锡原子沿厚度方向分布的几个实例。在本发明的光接收元件中，在层102¹里的锗原子和/或锡原子的分布浓度，应该是在邻接基底的位置比较高，而在邻接界面t_T的位置应相当低。

换句话说，希望构成本发明的光接收元件的层102，在邻接基底的区域锗原子和/或锡原子在局部地达到比较多的浓度。

最好是在从界面t_B起的5μm以内形成本发明的光接收元件的这种局部区域。

该局部区域可以完全或部分地依据从界面位置t_B开始的5μm的厚度。

该局部区域是整个地或部分地依据层102¹，取决于形成的光接收层所要求的性能。

在该局部区域中包含的锗原子和/或锡原子沿厚度方向的分布是，根据硅原子的含量，锗原子和/或锡原子的最大浓度Cmax比1000PPm原子浓度大，大于5000PPm原子浓度较好，最好是比1×10⁴PPm原子浓度大。

换句话说，在本发明的光接收元件中，包含锗原子和/或锡原子的层102¹的构成最好是，它的分布的最大浓度Cmax位于从t_B（或从基底一侧）算起5μm厚度之内。

在本发明的光接收元件中，应该适当地确定在层102¹中锗原子和/或锡原子的含量，以便有效地实现本发明的目的。通常是1-6×10⁵PPm原子浓度，较好的是10-3×10⁵PPm原子浓度，更好的是1×10²-2×10⁵PPm原子浓度。

在本发明的光接收元件中，在光接收层的整个或部分层区，可以用均匀或非均匀分布状态，来掺入一种用于控制导电率的物质。在半导体领域中所称的杂质可以作为控制导电率的物质，其中运用者包括：提供P类导电率的元素周期表第Ⅲ族的原子（以下简称为“第Ⅲ族原子”），或者是提供n-表导电率的元素周期表第Ⅴ族的原子（以下 简称为“第Ⅴ族原子”）。具体地说，这些第Ⅲ族原子可包括B（硼），Al（铝），Ga（镓），In（铟），和Tl（铊），其中B和Ga比较好。这些第Ⅴ族原子可包括P（磷），As（砷），Sb（锑）和Bi（铋），其中P和Sb较好。

在把第Ⅲ族或第Ⅴ族原子做为控制导电率的物质加到本发明的光接收元件的光接收层的情况下，则根据下面描述的目的或期望的效果，使它分布在整个层区或部分层区，而且其含量也是变化的。

也就是说，如果主要的目的在于控制光接收层的导电类型和/或导电率，则要把该物质包含在光接收层的整个层区，在这里第Ⅲ族或第Ⅴ族原子的含量可相对少些，通常为1×10^-3-1×10³PPm原子浓度，较好的是5×10^-2-5×10²PPm原子浓度，最合适的是1×10^-1-5×10²PPm原子浓度。

在把第Ⅲ族或第Ⅴ族原子以均匀分布状态加到与基底接触的层区部分时，或者这些原子的含量是，沿层厚度方向第Ⅲ族或第Ⅴ族原子的分布浓度在邻接基底一边比较高，则包含这种第Ⅲ族或第Ⅴ族原子的构成层或包含高浓度的第Ⅲ族或第Ⅴ族原子的层区的效用是作为电荷注入阻挡层。也就是说，在加入第Ⅲ族原子时，通过把光接收层的自由面充电为正极性的处理，可以有效地抑制从基底一侧向光接收层注入电子的运动。而在另一方面，在加入第Ⅲ族原子时，通过把光接收层的自由表面充化为负极性的处理，可以有效地抑制从基底一侧向光接收层注入正空的运动。在这种情况，其含量相对来说比较大。具体来说，一般是30-5×10⁴PPm原子浓度，50-1×10⁴PPm原子浓度较好，最合适的是1×10²-5×10³PPm原子浓度。 对于产生预定效果的电荷注入阻挡层来说，光接收层的厚度T和邻接基底的含有第三族或第Ⅴ族原子的层或层区的厚度，应以下面的关系t/T≤0.4来确定。这个关系值小于0.35较好，最合适的是小于0.3。另外，层或层区厚（t）一般是3×10^-3-10μm，较好的是4×10^-3-8μm，最合适的是5×10^-3-5μm。

进一步，通过图16到图24来说明在一些典型的实施方案中，加入到光接收层的第Ⅲ族或第Ⅴ族原子的分布是：在基底一侧它们的含量比较大，从基底向光接收层的自由表面减小，在自由表面一侧接近末端则比较小或基本为零。然而，本发明绝不仅限于这些实施例。

在图16到图24中，横坐标代表第Ⅲ族原子或第Ⅴ族原子的分布浓度C，纵坐标代表光接收层的厚度;t_B代表基底与光接层之间的界面位置，t_T代表光接收层的自由表面的位置。从t_B侧向t_T侧形成含有锗原子的层102¹。

图16表示在光接收层中的第Ⅲ族原子或第Ⅴ族原子沿厚度方向分布的第一典型实例。在该例中，第Ⅲ族原子或第Ⅴ族原子的分布是，在从位置t_B（在此位置光接收层与基底相接）到位置t₁的范围内，浓度C保持为常数C₁在从位置t₁到位置t_T的范围内，其浓度从C₂逐渐不断地减小，在位置t_T第Ⅲ族原子或第Ⅴ族原子的浓度为C₃。

在图17所示的实例中，在光接收层中所含的第Ⅲ族原子或第Ⅴ族原子的分布浓度C是，从位置t_B的C₄连续地减小到t_T位置的C₅。

在图18所示的实例中，第Ⅲ族原子或第Ⅴ族原子的分布浓度是， 在从位置t_B到位置t₂的范围内，其浓度C₆保持为常数，在从位置t₂到位置t_T的范围内其浓度逐渐连续地减小。在位置t_T，其浓度基本为零。

在图19所示的实例中，第Ⅲ族原子或第Ⅴ族原子的分布浓度是，在从位置t_B到位置t_T的范围内其浓度从C₈逐渐连续地减小，在t_T位置其浓度基本为零。

在图20所示的实例中，第Ⅲ族原子或第Ⅴ族原子的分布浓度C是，在从位置t_B到位置t₃的范围内浓度C₉保持为常数，在从位置t₃到位置t_T的范围里其浓度从C₉线性地减小到C₁₀。

在图21所示的实例中，第Ⅲ族原子或第Ⅴ族原子的分布浓度C是，在从位置t_B到位置t₄的范围里浓度C₁₁保持为常数，在从位置t₄到位置t_T的范围内浓度从C₁₂线性地减小到C₁₃。

在图22所示的实例中，第Ⅲ族原子或第Ⅴ族原子的分布浓度C是，在从位置t_B到位置t_T的范围内浓度从C₁₄线性地减小，在位置t_T其浓度基本为零。

在图23所示的实例中，第Ⅲ族原子或第Ⅴ族原子的分布浓度C是，在从位置t_B到位置t₅的范围里其浓度从C₁₅线性地减小到C₁₆，在从位置t₅到位置t_T的范围内其浓度C₁₆保持为常数。

最后，在图24所示的实例中，第Ⅲ族原子或第Ⅴ族原子的分布浓度C是，在位置t_B浓度C₁₇缓慢地减小，然后在从位置t_B到位置t₆的范围内快速地减小到浓度C₁₈。在从位置t₆到位置t₇的范围内，起初其浓度快速地减小，然后缓慢地减小到位置t₇的C₁₉。在位置t₇和位置t₈之间其浓度缓慢地减小，在位置t₈其浓度是C₂₀。在位置t₈和位置t_T之间，浓度从C₂₀慢慢地减小到基本为 零。

如图16到图24的实施例中所示，当第Ⅲ族或第Ⅴ族原子的分布浓度C在接近基底的光接收层部分较高，而在邻近自由表面的光接收层部分其分布浓度C显著地降低，或者基本减小到零，上面的作用是：通过在接近基底一侧的部分建立一个第Ⅲ族或第Ⅴ族原子的分布浓度较高的局部区域（最好在离邻接基底表面的界面5μm范围之内建立这个局部区域），第Ⅲ族或第Ⅴ族原子分布浓度较高的区域可以更有效地形成上述的电荷注入阻挡层。

尽管上面一直描述第Ⅲ族或第Ⅴ族原子的分布状态的单独作用，当然，为了得到具有能够实现预期目的的性能的光接收元件，则要求我们要把第Ⅲ族或第Ⅴ族原子的分布状态与第Ⅲ族或第Ⅴ族原子的含量适当地结合一起考虑。例如，在基底一侧的光接收层的末端设置电荷注入阻挡层时，可以在除了电荷注入阻挡层以外的光敏层中包含用于控制一种极性的导电率的物质（该极性与电荷注入阻挡层中所含的用于控制导电率的物质的导电率极性不同），或者把用于控制同样极性的导电率的物质加入到光接收层里，其含量明显小于在电荷阻挡层中的含量。

另外，在本发明的光接收元件中，可以设置由电绝缘材料构成的所谓势垒层，来代替在基底一侧末端设置的作为组合层的电荷注入阻挡层，或者可把势垒层和电荷注入阻挡层二者都作为组合层来设置。用于构成势垒层的材料可以包括，比如无机的电绝缘材料Al₂O₃，SiO₂和Si₃N₄，或者有机电绝缘材料，如聚碳酸酯（polycarbonate）。

此外，本发明光接收元件的光敏层可以掺入从氧原子、碳原子、 氮原子中选出的至少一种原子。这对提高光接收元件的光敏性和暗电阻，以及改善基底和光接收层之间的附着力上都是有效的。

在把从氧原子、碳原子和氮原子中选出的至少一种原子掺入到本发明的光接收层时，要根据上述的目的和预期的效果沿层厚度方向作均匀分布或非均匀分布，同时，也按上述的目的和预望的效果来改变含量。

也就是说，在提高光接收元件的光敏性和暗电阻时，它们的含量在光接收层的整个层区是均匀分布的。在这种情况下，从碳原子、氧原子和氮原子中选出的至少一种原子，在光接收层中的含量可以比较小。

在改善基底与光接收层间的附着性的情况，要把从碳原子、氧原子和氮原子中选出的至少一种原子，在构成邻接基底的光接收层102¹中均匀地分布，或者从碳原子、氧原子和氮原子中选出的至少一种原子的浓度分布是，在基底一侧的光接收层的末端比较高。在这种情况，为了改善对基底的附着力，要使从氧原子、碳原子和氮原子中选出的至少一种原子的含量比较大。

除了上述对光接收层所要求的性能以外，在考虑比如与基底接触的界面性能这类有机关系时，也要确定在本发明的光接收元件的光接收层中，从氧原子、碳原子和氮原子中选出的至少一种原子的含量。它通常为0.001-50原子百分浓度，0.002-40原子百分浓度较好，最合适的是0.003-30原子百分浓度。

另外，在对光接收层的整个层区中掺入这种元素时，或者掺入该元素的层区厚度比例在光接收层的层厚度中占得比较大时，可以使其含量的上限比较小些。也就是说，如果掺入该元素的层区的厚度为整 个光接收层厚度的2/5时，通常可使其含量小于30原子百分浓度，较好的是小于20原子百分浓度，最合适的是小于10原子百分浓度。

一个典型的实例;把从氧原子、碳原子和氮原子中选出的至少一种原子的一个比较大的量加到本发明的光接收层的基底一侧，然后，其含量从基底一侧的末端到自由表面一侧的末端逐渐减小，在自由表面一侧接近光接收层的末端，进一步减小到一个比较小的量或者基本为零。可以根据在图16到图24中所示的在光接收层中加入第Ⅲ族或第Ⅴ族原子的实例来说明上述的典型实例。然而，本发明的范围绝不仅限于这些。

如图16到图24中的实例所示，当使得从氧原子、碳原子和氮原子中（下面称为“原子（O、C、N）”）选出的至少一种原子的分布浓度C，在基底一侧的光接收层的自由表面的末端比较高，而使得分布浓度C在自由表面一侧的第一层的末端显著降低或基本为零时，则通过在基底一侧的光接收层的末端设置一个局部区域使这里的原子（O、C、N）的分布浓度比较高，就可以更有效地改善基底与光接收层之间的附着力，最好在从基底表面与光接收层之间的界面算起的5μm的范围内设置这个局部区域。

在被加入原子（O、C、N）的基底一侧的光接收层的末端上，可以整个或局部地设置该局部区域，这可以根据对要形成的光接收层的性能要求来适当地确定。

希望在该局部区域中原子（O、C、N）的含量是原子（O、C、N）的分布浓度C的最大值要比500PPm原子浓度大，较好的是比800PPm原子浓度大，最合适的是比1000PPm原子浓度大。

图1（B）是表示本发明的光接收元件的另一层结构的一个示意 图，在该图中示有光接收元件100，基底101，光接收层：至少包括锗原子或锡原子的层102¹。既不含有锗原子也不含有锡原子的层102¹¹，自由表面103和表面层104。

图1（B）中所示的光接收元件与上述的图1（A）所示的光接收元件的不同在于，图1（B）所示的光接收元件具有作为顶层的表面层104。在下面将对该表面层104进行说明。

表面层

表面层104通常分为以下两种类型。

一种由非晶硅〔a-si（O、C、N）（H、X）〕组成，它包含选自氧原子、碳原子和氮原子中的至少一种原子，或均匀地包含与选自氧原子、碳原子和氮原子的成分不同的原子，在此情况下，预先形成的光接收层（即图1（B）中所表明的层102¹和102¹¹）包含选自氧原子、碳原子和氮原子中的至少一种原子。

表面层104被沉积在根据本发明的光接收层上，以改进防潮性、连续重复使用特性、耐电压性能、耐环境性能以及寿命，而这些目的可以通过把自选氧原子、碳原子和氮原子中的至少一种原子掺入构成表面层的非晶材料来实现。

进而，在根据本发明的光接收元件中，因为构成表面层104和其下的光接收层的每一层非晶层包含一般的硅的组分原子，能确保在表面层104和其下的光接收层之间的界面处的化学稳定性。

在表面层104中均匀地含有选自氧原子、碳原子和氮原子的原子，随着这些原子含量的增加，前述的各种性能得到改善。然而，如果含量过大，层的质量下降并且电和机械性能也变坏。如上所述，这些原子的数量通常为0.001到90原子百分比，较好的是从1到90原子百分比，而最好是为10到80原子百分比。

希望在表面层中还含有或者氢原子或者卤素原子，并且在表面层中含有的氢原子（H）、卤素原子（x）的数量，或者氢原子和卤素原子的数量的总和通常为1到40原子百分比，较好的是从5到30原子百分比，而最合适的是从5到25原子百分比。

必须最为小心地形成表面层以获得所希望的性能，也就是说，含 有硅原子、选自氧原子、碳原子和氮原子中的至少一种原子、以及作为成分原子的氢原子和/或卤素原子的物质的状态是由晶态到非晶态，层的电性能是由导电变到半导电性和绝缘性，此外，层的光电性能也可以自光导性到非光导性，这主要取决于每一种成分原子的含量及其它制备条件。因此，选择每一种成分原子的含量和制备条件，使得能够根据目的形成有着所需性能的表面层，这是最基本的。

例如，在沉积表面层主要是为了改善耐电压性能的情况下，构成表面层的非晶材料被如此形成，使得它在工作条件下表现出明显的电绝缘性能。而在沉积表面层主要是为了改善连续重复使用或耐环境性能的情况下，构成表面层的非晶材料被如此形成，使得表面层对于照射光的光灵敏度达到一定程度（虽然电绝缘性能稍微变差）。

在本发明中，表面层的厚度是有效地达到本发明目标的重要因素之一，它根据预期的目标适当地加以决定。然而还必须考虑它们的相互的和有机关系，根据表面层中含有的氧原子、碳原子、卤素原子和氢原子的数量或表面层的所需性能来相应地决定层厚。另外，也应当从经济的观点，比如生产率或大批量生产率的观点来决定层厚。鉴于上面所说，表面层的厚度通常为3×10^-3到30微米，较好的是从4×10^-3到20微米，而最适宜的是从5×10^-3到10微米。

表面层104的第二种类型的一个功能是减少在光接收层的自由表面103处的反射和增加透射率，即防反射功能，它还具有改进各种性能的功能，比如防潮性、连续重复使用性能、耐电压性能、耐环境性能以及光接收元件的寿命。

因此，要求形成表面层的材料能满足各种条件，即能为以此材料构成的层提供极好的防反射功能，以及改善上述各种性能的功能;还 要满足这样的条件，即在光接收元件的光导率方面不产生不希望有的影响，而只提供适当的电光摄影性能，例如在一定水平之上的电阻;还要求在使用液体显影工艺的情况下有着极好的抗溶性并且不降低先前形成的光接收层的各种特性。能满足这些不同条件并且能有效地使用的材料包括例如选自下列材料中的至少一种：无机氟化物、无机氧化物及无机硫化物，比如MgF₂、Al₂O₃、ZrO₂、TiO₂、Zns、CeO₂、CeF₃、Ta₂O₅、AlF₃和NaF。

进而，为了有效地防止反射，希望有选择地使用能够满足下列方程条件的那些材料：

$\mathrm{n=}\sqrt{n{}_a}$

式中，n表示形成表面层的材料的折射率，而na表示构成直接迭在表面层上的薄层的折射率。

现在将指出上述的无机氟化物。无机氧化物、无机硫化物或它们的混合物的折射率的几个例子。根据所制备的层的种类、制备条件等，折射率稍有变化。在括号中的数字表示折射率。

ZrO₂（2.00）、TiO₂（2.26）、ZrO₂/TiO₂＝6/1（2.09）、TiO₂/ZrO₂＝3/1（2.20）、GeO₂（2.23）、Zns（2.24）、Al₂O₃（1.63）、CeF₃（1.60）、Al₂O₃/ZrO₂＝1/1（1.68）及MgF₂（1.38）。

此外、希望表面层的厚度d能够满足由以下方程表明的条件：

d＝ (λ)/(4n) m（m是正奇数）

式中，d表示表面层的厚度、n表示构成表面层的材料的折射率、而λ表示照射光的波长。具体地，在曝光波长为自近红外到可见范围内时，表面层的厚度d限制在0.05到2微米为较好。

采用上述根据本发明的光接收元件的层结构，在如上所述的包含由非晶硅构成的光接收层的光接收元件中的所有问题能得到克服。具体地说，在利用相干激光束作为光源的情况下，有可能明显地防止因干涉现象而在形成图象时产生干涉条纹图案，从而有可能获得高质量的重放图象。

此外，因为根据本发明的光接收元件在整个可见光区域内有着高的光灵敏度，并且因为它在长波长一侧的极好的光灵敏度特性，它特别适合与半导体激光器匹配，表现出快速的光响应，以及更为优良的电、光、电导特性、耐电压及耐工作环境的特性。

具体地说，在把此光接收元件用于电光摄影的情况下，它丝毫不会对成象带来不利的剩余潜能效应，具有稳定的电特性、高灵敏度、高信/噪比、优良的耐光性、重复使用特性、高成象密度、以及清晰的中间色调特性，并且能够反复地提供高析象率的高质量图象。

现在将对根据本发明的光接收层的形成进行说明。

构成本发明的光接收层的非晶材料是用真空沉积方法制备的，该方法利用了放电现象，比如辉光放电、溅射和离子镀工艺。这些生产工艺被有选择地、适当地加以使用，这要取决于这样一些因素，比如生产条件、所需的装配成本、生产规模、以及要制备的光接收元件所需的特性等。辉光放电工艺或溅射工艺是适宜的，因为在制备有着所需特性的光接收元件时，制备条件相对地易于控制，并且易于将碳原子和氢原子与硅原子一起引入。辉光放电和溅射工艺可以在同一系统 中一起应用。

从本质上说，例如在采用辉光放电工艺形成由a-Si（H、X）构成的层时，能供应硅原子（Si）的气体原材料与为了引入氢原子（H）和/或卤素原子（X）的气体原材料一起被引入其内部气压可以被降低的沉积室中，在沉积室中产生辉光放电，在预定位置上预先放置的预定的基底表面上，形成由a-Si（H、X）构成的表面层。

供应硅的气体原材料可以包括气体的或可气化的硅氢化物（硅烷），比如SiH₄、Si₂H₆、Si₃H₈、Si₄H₁₀等等，从易于形成层和良好的供应硅效率的角度看，SiH₄和Si₂H₆特别适用。

此外，各种卤素化合物可以作为引入卤素原子和气体的或可气化的卤素化合物的气体原材料，例如卤素气体、卤化物、卤间化合物及卤代硅烷衍生物是较好的。特别地，它们可以包括卤气体，比如氟、氯、溴和碘;卤间化合物，比如BrF、ClF、ClF₃、BrF₂、BrF₃、IF₇、ICl、IBr等;以及卤化硅类，比如SiF₄、Si₂F₆、SiCl₄和SiBr₄。因为能够形成以含a-Si的卤素原子构成的层而不需要使用附加的供硅气体原料，利用上述的气体或可气化卤化硅特别好。

可用来供应氢原子的气体原料可包括这样一些气体的或可气化的材料，例如氢气、卤化物（如HF、HCl、HBr和HI）、硅烷（如SiH₄、Si₂H₆、Si₃H₈和Si₄F₁₀）、或卤代硅烷类（如SiH₂F₂、SiH₂I₂、SiH₂Cl₂、SiHCl₃、SiH₂Br₂和SiHBr₃）。应用这些气体原料的优点是易于控制氢原子含量，从而易于控制电和电光特性。应用上述的硅烷或卤代硅烷类化合物有特殊的优点，因为氢原子也与卤素原子一起引入。

在以活化溅射工艺或离子镀工艺，例如，以溅射工艺而形成含有a-Si（H、X）的层的情况下，通过掺入气体卤化物或含卤素原子的硅化合物把卤素原子引入沉积室，因而形成等离子体气体。

此外，在掺入氢原子的情况下，把可掺入氢原子的气体原材料，例如上述的H₂或气体硅烷引入到溅射沉积室中，从而形成等离子体气体。

例如，在活化溅射的情况下，通过使用一个硅靶，把稀释卤素原子的气体氢气和惰性气体（根据需要比如是He或Ar）一起引入沉积室，从而形成等离子体气体，并随后溅射硅靶，因而在基底上形成含有a-Si（H、X）的表面层。

为了用辉光放电工艺形成a-SiGe（H、X）层、释放硅原子、锗原子和氢原子和/或卤素原子的送料气体引入到一个可抽空的沉积室中，在沉积室中产生辉光放电，使得在合适放置的基底上形成a-SiGe（H、X）层。

用来供应硅原子、卤素原子和氢原子的送料气体与用来形成上述的a-Si（H、X）层所用的气体是相同的。

释放Ge的送料气体包括气体的或可气化的氢化锗类化合物，比如GeH₄、Ge₂H₆、Ge₃H₈、Ge₄H₁₀、Ge₅H₁₂、Ge₆H₁₆、Ge₇H₁₆、Ge₈H₁₈和Ge₉H₂₀。从易于处理和有效地释放锗原子来看GeH₄、Ge₂H₆和Ge₃H₈是较好的。

为了以溅射工艺形成a-SiGe（H、X）层，用两个靶（一个硅靶和一个锗靶）或者一个由硅和锗组成的单靶来在一个所要求的气体气氛中接受溅射。

为了以离子镀工艺形成a-SiGe（H、X）层，允许硅和锗的 蒸汽通过所需的气体等离子体。通过对一个舟中的多晶硅或单晶硅加热而产生硅蒸汽，而通过对一个舟中的多晶锗或单晶锗加热来产生锗蒸汽。加热是用电阻加热或电子束方法（E、B方法）完成的。

无论是用溅射工艺或离子镀工艺的情况下，通过把上述气体卤化物或含硅的卤化物之一引入沉积室，从而在室中产生气体的等离子体气氛，在层中可以加入卤素原子。在层中加入氢原子的情况下，释放氢的送料气体被引入沉积室中，在室中产生气体等离子体。送料气体可以是氢气、气体硅烷、和/或氢化锗类化学物。释放卤素原子的送料气体包括上述的含硅卤化物。其它的送料气体例子包括卤化物（如HF、HCl、HBr和HI）;卤代硅烷（如SiH₂F₂、SiH₂I₂、SiH₂Cl₂、SiHCl₃、SiH₂Br₂和SiHBr₃）;卤化氢锗类化合物（如GeHF₃、GeH₂F₂、GeH₃F、GeHCl₃、GeH₂Cl₂、GeH₃Cl、GeHBr₃、GeH₂Br₂、GeH₃Br、GeHI₃、GeH₂I₂和GeH₃I）;以及卤化锗类化合物（如GeF₄、GeCl₄、GeBr₄、GeI₄、GeF₂、GeCl₂、GeBr₂和GeI₂）。它们是气态的或可气化的物质。

为了以辉光收电工艺、溅射工艺或离子镀工艺形成由含有锡原子的非晶硅构成的光接收层〔以下称为a-SiSn（H、X）〕，释放锡原子（Sn）的原材料（送料气体）被用来代替形成上述的形成a-SiGe（H、X）层的可释放锗原子的原材料。适当地控制工艺，就使得此层含有所需数量的锡原子。

用来释放锡原子（Sn）的送料气体的一些例子包括氢化锡（SnH₄）和卤化锡（如SnF₂、SnF₄、SnCl₂、SnCl₄、SnBr₂、SnBr₄、SnI₂和SnI₄），它们是气态的或可气化的 物质。以卤化锡为较好，因为它们在基底上形成含卤素原子的a-si的表面层。在卤化锡类化合物中，SnCl₄以其易于控制和有效地供应锡而是最好。

在使用固体SnCl₄作为供应锡原子的原材料的情况下，最好是在对它加热时吹进惰性气体（例如Ar和He）来使其气化。随后产生的气体以一个所希望的压强被引入抽空的沉积室中。

也可以用辉光放电工艺、溅射工艺或离子镀工艺，以进而含有第Ⅲ族或第Ⅴ族原子、氮原子、氧原子或碳原子的非晶材料〔a-si（H、X）或a-si（Ge、Sn）（H、X）〕来形成表面层。在这种情况下，上述的用于a-si（H、X）或a-si（Ge、Sn）（H、X）的原材料与引入第Ⅲ族或第Ⅴ族原子、氮原子、氧原子或碳原子的原材料相混合使用。原材料的供应应当适当地加以控制，使得表面层含有所需数量的原子数。

例如，如果利用辉光放电工艺、用含（O、C、N）原子的a-si（H、X），或用含（O、C、N）原子的a-si（Ge、Sn）（H、X）来形成表面层，则用来形成a-si（H、X）或a-si（Ge、Sn）（H、X）的表面层的原材料应当与引入（O、C、N）原子的原材料相混合。应当适当地控制这些原材料的供应，使表面层含有所需数量的必需的原子。

引入（O、C、N）原子的原材料可以是任何由氧、碳和氮构成的气体物质或可气化物质。用来引入氧原子（O）的原材料的例子包括氧气（O₂）、臭氧（O₃）、二氧化氮（NO₂）、氧化氮（N₂O）、三氧化二氮（N₂O₃）、四氧化二氮（N₂O₄）、五氧化二氮（N₂O₅）及三氧化氮（NO₃）。另外的例子包括低硅氧烷， 比如二硅氧烷（H₃SiOSiH₃）和三硅氧烷（H₃SiOSiH₂OSiH₃），这些都是由硅原子、氧原子和氢原子所组成的。用来引入碳原子的原材料的例子包括含1到5个碳原子的饱和烃，比如甲烷（CH₄）乙烷（C₂H₆）、丙烷（C₃H₈）、正丁烷（n-C₄H₁₀）和戊烷（C₅H₁₂）;含2到5个碳原子的烯烃，比如乙烯（C₂H₄）、丙烯（C₃H₆）、丁烯-1（C₄H₈）、丁烯-2（C₄H₈）、异丁烯（C₄H₈）和戊烯（C₅H₁₀）;以及含2到4个碳原子的块烃，比如乙炔（C₂H₂）、丙炔（C₃H₄）和丁炔（C₄H₆）。用来引入氮原子的原料的例子包括氮气（N₂）、氨气（NH₃）、肼（H₂NNH₂）、迭氮化氢（HN₃）、迭氮氨（NH₄N₃）、三氟化氮（F₃N）和四氟化氮（F₄N）。

例如，以辉光放电、溅射或离子镀工艺，把含有第Ⅲ族或第Ⅴ族原子的a-si（H、X）或a-si（Ge、Sn）（H、X）构成表面层或层区域的情况下，用来引入第Ⅲ族或第Ⅴ族原子的原材料与形成a-si（H、X）或a-si（Ge、Sn）（H、X）的原材料在上述的a-si（H、X）或a-si（Ge、Sn）（H、X）层形成时一起使用，并且在控制它们被引入在所构成的层中的数量的同时，它们合成一体。

特别地，把硼原子引入材料作为引入第Ⅲ族原子的材料，它们可以包括氢化硼类化合物，比如B₂H₆、B₄H₁₀、B₅H₉、B₅H₁₁、B₆H₁₀、B₆H₁₂和B₆H₁₄;及卤化硼类、比如BF₃、BCl₃和BBr₃。此外，还有AlCl₃、CaCl₃、Ga（CH₃）₂、InCl₃、TlCl₃及类似物。

引入第Ⅴ族原子，特别是引入磷原子的原材料可以包括例如氢化 磷（比如PH₃和P₂H₆）及卤化磷类（比如PH₄I、PF₃、PF₅、PCl₃、PCl₅、PBr₃、PBr₅和PI₃）。此外，还把AsH₃、AsF₅、AsCl₃、AsBr₃、AsF₃、SbH₃、SbF₃SbF₅、SbCl₃、SbCl₅、BiH₃、BiCl₃和BiBr₃作为引入第Ⅴ族原子的有效原料。

如上所述，本发明的光接收元件的光接收层是用辉光放电工艺或溅射工艺形成的。光接收层中的锗和/或锡原子;第Ⅲ族或第Ⅴ族原子;氧、碳或氮原子;以及氢和/或卤素原子的数量是通过调节进入沉积室的原料的流速来加以控制的。

形成本发明的光接收元件的光接收层的条件，例如基底的温度、沉积室中的气压及放电功率等对于获得有着所需特性的光接收层都是重要的因素，并且可以考虑所制备的层的功能而对它们进行适当的选择。此外，因为这些层形成条件可随光接收层中含有的每一种原子的种类和数量而改变，这些条件的决定就必须考虑到所含有的原子的种类和数量。

在应当形成以含有氮、氧、碳原子和第Ⅲ族或第Ⅴ族原子的a-si（H、X）层的情况下，基底温度通常为50到350℃，更好为50到250℃;沉积室中的气压通常为0.01到1乇，最好为0.1到0.5乇;而放电功率通常为0.005到50瓦/厘米²，更好的是从0.01到30瓦/厘米²，最好是从0.01到20瓦/厘米²。

在应当形成含有氧、碳、氮原子，以及第Ⅲ族或第Ⅴ族原子的a-si（H、X）层或a-SiGe（H、X）层的情况下，基底温度通常为从50到350℃，较好的是从50到300℃，最好的是从100到300℃;沉积室中的气压通常为0.01到5乇，较好的为 0.01到3乇，最好为0.1到1乇;而放电功率通常为0.005到50瓦/厘米²，较好的为0.01到30瓦/厘米²，最好为0.01到20瓦/厘米²。

然而，形成层的实际条件，比如基底温度、放电功率和沉积室中的气压通常不能轻易地、彼此无关地决定，而是根据为形成有着所需性能的非晶材料层的条件间的相互有机联系来确定最佳的层形成条件。

此外，当形成光接收层时，前述的各种条件必须保持恒定，以便在本发明的光接收层中含有的锗和/或锡原子，氧、碳、氮原子，第Ⅲ族或第Ⅴ族原子，氢和/或卤素原子能保持均匀分布的状态。

进而，在形成本发明的光接收层时，通过沿层厚度方向改变锗和/或锡原子，氧、碳、氮原子，第Ⅲ族或第Ⅴ族原子的分布密度，使得形成的光接收层中含有的这些原子沿层厚度方向以所希望的密度分布。在这种情况下，例如在用辉光放电工艺的情况下，在把锗和/或锡原子、氧、碳、氮原子，第Ⅲ族或第Ⅴ族原子引入沉积室中时，根据所希望的变化系数适当地改变引入这些原子的气体原料的气体流速，而同时维持其它条件不变来形成该层。于是，通过逐渐改变在气流系统中间的预定的针阀的打开程度，例如借助通常使用的手动或任何其它装置（比如外部的驱动马达），使得气流速率改变，在这种情况下，流速的改变可以不一定是线性的，而是按照确定的曲线进行变化，例如利用一个微计算机或类似装置，按预先设计的变化系数曲线来控制流速。

此外，在借助溅射工艺形成或光接收层的情况下，沿层厚方向，锗和/或锡原子，氧、碳、氮原子，第Ⅲ族或第Ⅴ族原子的所需分布状态可以因沿层厚方向分布密度的改变而确定，即使用引入锗和/或 锡原子、氧、碳、氮原子，第Ⅲ族或第Ⅴ族原子的气体原料，并用与辉光放电工艺的情况下相同的方式，按照所需的变化系数改变这些气体引入沉积室的气流速率来改变沿厚度方向的分布浓度。

在光接收层的表面层包括选自无机氟化物、无机氧化物和无机硫化物中至少一种化合物的情况下，必须把层厚控制在光学水平上，以有效地实现本发明的目标。为此，可以使用蒸汽沉积、溅射、汽相等离子体、光学汽相沉积、热汽相沉积或类似工艺。当然，在考虑了这样一些因素，比如形成表面层的材料的种类、生产条件、所需安装成本和生产规模时，会对上述这些成形工艺加以适当的选择。

另外，从易于操作、易于确定条件等角度来看，在利用无机化合物来形成表面层的情况下，用溅射工艺较好。也就是说，将形成表面层的无机化合物作为靶，Ar气作为溅射气体，而表面层沉积在基底上，在该基底上已经预光通过辉光放电和溅射无机化合物形成了非晶材料构成的光接收层。

最佳实施例的描述

下面将参照例1至例54对本发明进行具体说明，但本发明决不仅仅限于这些例子。

在每个例子中，利用辉光放电过程制成由一种非晶体材料组成的光接收层，利用溅射过程制成由一种无机复合物组成的表面层。图25表示了本发明中制备光接收元件的装置。

图中所示的气缸2502、2503、2504、2505、和2506充气态起始材料，用以制成本发明中的各个层，例如，气缸2505中充有SiF₄气体（99.999%）的纯度），气缸2503中充有用H₂稀释过的B₂H₆气体（99.999%纯度），即B₂H₆/H₂，气缸2504中充有CH₄气体（99.999%的纯度），气缸2506¹中充有惰性气体He。密封容器2506¹中装有SnCl₄。

在这些气体进入反应室2501之前要确保气缸2502-2506的阀2522-2526及泄气闭2535是关闭的，而且进气阀2512-2516、出气阀2517-2517、子阀2532和2533是打开的。然后首先打开主阀2534以排气反应室2501和管道系统。下面参考一个例子，即在真空Al缸上制成一个光接收层。

首先打开入气阀2512、2513、2514、和2515使气缸2502中的SiH₄气体、气缸2503中的B₂H₆/H₂气体、气缸2504中的CH₄气体和气缸2505中的GeF₄气体分别流入质量流量控制器2507、2508、2509、和2510、把出口气压计2527、2528、2529和2530的压力控制在1kg/cm²。然后，逐步打开出口阀2517、2518、2519、2520和子阀2532，使气体进入反应室 2501。此时，调整出口阀2517、2518、2519和2520，以便将得SiFe气流率、GeF₄气流率、CH₄气流率和B₂H₆/H₂气流率之间的比率期望值。一边观察真空计2536一边调整主阀2534的开度，以获得反应室2501中压力的期望值。然后，当确定了加热器2348已经把2537的温度设定到50至400℃的范围中时，把电源2540设定在一个预定的电功率，以引起反应室2501中的辉光放电，同时，根据一个预定变化系数曲线，利用微处理机（未示出）对SiF₄气体、GeF₄气体、CH₄气体和B₂H₄/H₂气体的气流率进行控制，从而在基底圆筒2537上首先形成一个含有硅原子，锗原子、碳原子和硼原子的层102¹。当层102¹达到所期望的厚度时，则完全关闭出口阀2518和2520，继续以同样方式进行辉光放电，只是按需要改变放电条件，使基本上不包含锗原子的一个层102¹¹制备在层102¹上。

当光接收层掺杂锡原子并且把SnCl₄用作馈入气体（锡原子的起始材料）时，2506¹中放置的固体SnCl₄被一加热装置（未示出）加热，并且为起泡从惰性气体缸2506中吹出He之类的惰性气体。这样产生的SnCl₄气体以与上述SiFe气体、GeF₄气体、CH₄气体和B₂H₆/H₂气体同样的方式引入反应室。当利用上述辉光放电工艺制成非晶体层并且在其上制备无机复合物表面层时，馈入气体的阀和非晶体材料层所用的稀释气体的阀被关闭，然后泄气阀2535逐步打开，使沉积室中压力恢复到大气压方并且用氩气净化沉积室。

然后，用于形成表面层的无机复合物靶被遍布于整个阴极（未示出），并且抽空沉积室，关闭泄气阀2535，氩气被引入沉积室，直 至达到0.015-0.02乇的压力。加上一个高频电源（150-170W），以引起辉光放电，溅射无机复合物，使表面层沉积在先前形成的层上。

试验例1

对SUS不锈钢制成的直径0.6mm的刚性球进行化学腐蚀，在每一个刚性球表面上形成不平整性。

可用的腐蚀剂是某种酸，诸如盐酸、氢氟酸、硫酸和铬酸，和某种碱，诸如苛性钠等。

在此例中使用的溶剂是通过把1.0容量部分的浓缩盐酸与1.0至4.0容量部分的蒸馏水相混合制成的，适当地调整刚性球浸入水溶剂的时间，水溶剂的浓度和其它所需条件，以便在每个刚性球上表面形成所希望的不平整性。

试验例2：

在图6（A）和6（B）所示的装置中，用具有适当微小不平度（平均不平高度γmax＝5μm）的刚性球处理一个铝合金圆筒（直径60mm，长度298mm的表面，使其具有适当凹痕不平形状，每个凹痕具有不平整性的内表面。上述刚性球不平度是由试验例1中得到的。

当核查刚性球直径R¹，落高h、凹痕的曲率半径R和宽度D的关系时得知，凹痕的曲率半径R与宽度D是根据诸如刚性球直径R¹、落高h等条件确定的，还可得知，每个凹痕的间距（凹痕密度或不平整性间距）可以通过控制转速或圆筒的转数或刚性球的落量而被调整到所期望的间距。

另外，经过对R和D值值的研究，以下事实得到确认。R最好不 要小于0.1mm，因为此时所用的刚性球将会较小较轻，这样会使所希望的凹痕成形控制变得较困难。R最好不要比2.0mm大，因为此时所用的刚性球将会较重，落高将会很低。例如，当D被期望相对较小，为调整高度，将导致所希望的凹痕成形控制变得较困难。R最好不要比2.0mm大，因为此时所用的刚性球将会较重，落高将会很低。例如，当D被期望相对较小，为调整高度，将导致所希望的凹痕成形控制变得较困难。另外，D最好不要小于0.02mm，因为此时所用的刚性球将具有较小的尺寸并且较轻，为保证它们的落高，这也导致所希望的凹痕成形控制变得较困难。

此外，当检查形成的凹痕时还得知，所形成的每个凹痕的内表面具有适当的微小不平度。

例子：

以试验例2的方式处理一个铝合金园筒的表面，以得到园筒形铝基底，并具有直径D和比率D/R（园筒号为101-106），如表1A上栏所示。

然后，在下面表1B所示的条件下，用图25所示的制作装，在铝基底（园筒号101-106）上制成一个光接收层。

如果利用图26表明的成象曝光装置，以波长为780nm，光点直径为80μm的激光束来照射，使这些光接收元件经过成象曝光处理，随后进行显影和变换，则获得了图象。在表1A下栏中显示了在这样得到的图象上发生干涉条纹的情况。

图26（A）是表明整个曝光装置的平面筒图，而图26（B）是整个装置的侧视图。图中2601是一个光接收元件，2602是一个半导体激光器，2603是一个fθ透镜，而2604是一个多面体棱镜。

然后，作为比较，按照上述方式用铅合金圆筒制成一个光接收元件，该铅合金圆筒表面用普通切割工具制造，其直径为60mm，长为298mm不平整间距为100μm，不平整深度为3μm。当在电子显微镜下观察如此获得的光接收元件时，基底表面和光接收层之间的界面与光接收层的表面是彼此平行的。用这个光接收元件接上述方式形成了图象，并按上述相同方式对这样得到的图形进行鉴定。所得结果在表1A的下栏中表示。

例子2：

按照与实例1相同的方式在每一个铝基底（第101到107号圆筒）上形成光接收层，不同的是这些光接收层的形成是根据表2B中所示的层形成条件进行的。另外，当光接收层形成时，一微处理机，根据图27所示流率曲线自动地控制SiF₄和GeF₄的流率。

当以例1的方式在已获得的光接收元件上形成图象时，在得到的图象中发生干涉条纹的状况显示在表2A的下栏。

例3到例11：

在某个铅基底（圆筒号103～106）上按照与实例1相同的方式形成光接收层，不同的是这些层的形成是根据表3到表11中所示的层形成条件进行的。在这些例子中，微处理机分别根据图28至26中所示的流率变化曲线自动地对用于形光接收层的气体的流率进行调整。在例子5至11中，掺进了硼原子，使整个层的浓度达到约200PPm。

在按照与实例1相同方式这样得到的光接收元件上形成图象，在这样获得的任何一个图象中都未观察到有干涉条纹，图象质量极高。

实例12到21

以与例子1相同的方式在某个基底（样品号103～106）上制一个光接收层，所不同的是根据表12至21所示层形成条件制这些光接收层。在这些例子中，微处理机分别根据图37到45中所示的流率变化曲线自动地控制用以形成光接收层的气体流率，在例子16到21中1掺进了硼原子，以使整个层中的浓度达到的200PPm。

在按照与实例1相同方式这样得到的光接收元件上形成图象，在这样获得的任何一个图象中都未观察到有干涉条纹，图象质量极高。

例子22到例32：

以与例子1相同的方式在例1的铝基底（圆筒号103～106）上制备光接收元件，不同的是根据表22～32中所示的层形条件束形成这些光接收元件。在例子23～32中，微处理机分别根据图27到36中所示的流率变化曲线自动地调整形成光接收层的第一步和第二步中所用气体的流率。

在以与例1相同方式这样得到的光接收元件上形成图象。

在这样获得的任何一个图象中都观察不到干涉条纹，图象质量很高。

例33到例43：

以例1所述的相同方式（除了按照表33到43所示的层形成条件形成这些光接收元件外），在例1的铝基底上（圆筒No    103到106）制备光接收元件。在例34到43中，在形成该光接收层的第一和第二步中所用的气体流量是在微处理机的控制下分别按图37到39、46和40到45所示的流量变化曲线自动地调节，在例37到43中，掺进有硼原子，故在整个层中的浓度约为200PPm。

用例1所述的相同方法在这样取得的光接收器上形成图象。

在这样取得的图象中没发现任一图象产生有干涉条纹，而且图象质量较高。

例44：

按照表44A所示的层形成条件，在例1的一个铝基底（圆筒NO.105）上作出一层光接收层，在例5所述的相同条件下掺进硼原子，在形成光接收层的时候，GeH₄气体、SiH₄气体、H₂气体和NH₃气体的流量是在微处理机控制下按照图38所示的流量变化曲线自动地调节。

光接收层被作成后，用溅射工艺形成表面层，形成每一表面层所用的材料示于表44中的前一列，该表面层的厚度示于表44B中的后一列。

用例1中所述的相同方法在这样取得的光接收元件（4401～4420）上形成图象。

在这样取得的图象中，没发现任一图象中产生有干涉条纹，而且图象质量极高。

表44B

表面层的    层厚度

条件号    折射率

复合物    （μm）

1 ZrO₂2.00 0.0975

2 ZrO₂2.00 0.293

3 TiO₂2.26 0.0863

4 TiO₂2.26 0.259

5 ZrO₂/TiO₂＝6/1 2.09 0.0933

6 ZrO₂/TiO₂＝6/1 2.09 0.280

7 TiO₂/ZrO₂＝3/1 2.20 0.0886

8 TiO₂/ZrO₂＝3/1 2.20 0.266

9 CeO₂2.23 0.0874

10 CeO₂2.23 0.262

11    ZnS    2.24    0.0871

12    ZnS    2.24    0.261

13 Al₂O₃1.63 0.120

14 Al₂O₃1.63 0.359

15 CeF₃1.60 0.123

16 CeF₃1.60 0.366

17 Al₂O₃/ZrO₂＝1/1 1.68 0.116

18 Al₂O₃/ZrO₂＝1/1 1.68 0.348

19 MgF₂1.38 0.141

20 MgF₂1.38 0.424

例45：

按照表45所示层形成条件，用例44所述的相同方法在一个铝基底（圆筒NO.105）上作出一层光接收层。

在形成该接收层的时候，GeF₄气体和SiF₄气体的流量是在微处理机控制下按图39所示的流量变化曲线自动地调节。

形成光接收层之后，用例44所述的相同方法形成表面层（1～20）。

以例1所述的相同方法在这样取得的光接收元件（4501～4520）上形成图象。

在这样取得的图象中没发现任一图象中产生有干涉条纹，并且图象质量极高。

表55

例号    表面层的复合物    折射率    层厚度

（μm）

46 ZrO₂2.00 0.293

47 ZrO₂2.00 0.293

48 TiO₂2.26 0.259

49 ZrO₂/TiO₂＝6/1 2.09 0.280

50 CeO₂2.23 0.262

51    ZnS    2.24    0.261

52 Al₂O₃1.63 0.359

53 CeF₃1.60 0.366

54 MgF₂1.38 0.424

例46

按照表46到54所示的层形成条件，在例1的一个铝基底（（圆筒NO.103～106）上作出一层光接收层。在该光接收层上用溅射工艺形成一表面层，该表面层的复合物示于表55中的前一列，该表面层的厚度则如表55中后一列所示。

在例47到54中，形成该光接收层时间中的气体流量是在微处理机的控制下分别按照图37、30～32和40～45中所示的流量变化曲线自动地调节。

在每个例中，该层内的硼原子浓度为200PPm。

以与例1所述相同的方法在这样取得的光接收元件上形成图象，取得与例1所述同样的良好结果。

Claims (39)

1、一个光接收元件，包括一个基底和一个沉积在其上的光接收层，其特征在于：

所述基底有一个由多个球形凹痕形成的不平状面，所述凹痕提供有一具有微小不平整性的内表面；及所述光接收层是一个具有依次从所述基底的一侧沉积的一个内层和一个外层的多层结构。所述内层由一个包含硅原子，至少锗原子和/或锡原子，和至少氢原子和/或卤原子的非晶材料组成的，而所述外层是由一个包含作为主构分的硅原子和包含至少氢原子和/或卤原子及既不包含锗原子又不包含锡原子的非晶材料组成的。

2、权利要求1所述的光接收元件，其中基底的不平状表面由球形凹痕组成的。这些凹痕具有相同的曲率半径和宽度。

3、权利要求1的光接收元件，其中的基底的不平状表面是由在基底表面上的多个刚性球撞击形成的，每个所述的球具有微小不平整性的表面。

4、权利要求3的光接收元件，其中基底的不平状表面是由许多约为相同直径的刚性球以大约相同的高度自由落至该基底的表面撞击形成的。

5、权利要求1所述的光接收元件，其中，所述的球形凹痕具有的曲率半径R和宽度D符合下述等式：

0.035≤ (D)/(R) ≤0.5

6、权利要求1所述的光接收元件，其中，所述球形凹痕具有的宽度满足下述等式。

D≤0.5mm

7、权利要求1所述的光接收元件，其中所述微小不平整具有的高度h为

0.5μm≤h≤20μm

8、权利要求1所述的光接收元件，其中的基底是一金属体。

9、权利要求1所述的光接收元件，其中，内层包含均匀地分布在整个层区的锗原子。

10、权利要求1的光接收元件，其中，内层包含在层的厚度方向不均匀地分布的锗原子。

11、权利要求1所述的光接收元件，其中，内层包含均匀在分布在整个层区的锡原子。

12、权利要求1的光接收元件，其中，内层包含在层的厚度方向不均匀地分布的锡原子。

13、权利要求1的光接收元件，其中，内层包含均匀地分布在整个层区的锗原子和锡原子两者。

14、权利要求1的光接收元件，其中的内层包含不均匀地分布在层的厚度方向的锗原子和锡原子两者。

15、权利要求1的光接收元件，其中内层包含数量为1至6×10⁵原子ppm的锗原子。

16、权利要求1的光接收元件，其中的内层包含数量为1至6×10⁵原子ppm的锡原子。

17、权利要求1的光接收元件，其中内层包含数量为1至6×10⁵原子ppm的锡原子和锗原子两者。

18、权利要求1的光接收元件，其中的光接收层包含数量为1至40原子百分比的氢原子。

19、权利要求1的光接收元件，其中的光接收元件包含数量为1至40原子百分比的卤原子。

20、权利要求1的光接收元件，其中光接收层包含氢原子和卤原子两者，其总量为1至40原子百分比。

21、权利要求1的光接收元件，其中光接收层包含数量为0.001至1×10³原子ppm的，从由周期表中的Ⅲ族和Ⅴ族原子组成的族中选出来的一类原子。

22、权利要求1的光接收元件，其中光接收层还包括位于基底的一侧起电荷注入阻挡层作用的层区。

23、权利要求22的光接收元件，其中所述的层区包含一类从由周期表的Ⅲ族和Ⅴ族组成的族中选出来的原子，并以高分布密度分布，在该层区。

24、权利要求23的光接收元件，其中上述原子的密度是从30至5×10⁴原子ppm。

25、权利要求1的光接收元件，其中的光接收层在基底的一侧还包括一阻挡层，该阻挡层从由Al₂O₃，SiO₃，Si₃N₄和聚碳酸酯构成的族中选出的电气绝缘材料组成。

26、权利要求1的光接收元件，其中的光接收层包括至少从由碳原子、氧原子和氮原子选择出来的一类原子。

27、权利要求26的光接收元件，其中所述的至少一类原子（C，N，O）是：（1）大多数被集中在基底的一侧，（2）被从基底向光接收层的自由表面浓度逐渐减少，（3）在光接收层的自由表面一侧接近末端浓度减到最少或没有上述原子（C，N，O）。

28、权利要求26中的光接收元件，其中上述原子（C，N，O）的数量是从0.001至50原子百分比。

29、权利要求1中的光接收元件，其中光接收层的厚度为1至100μm。

30、权利要求1的光接收元件，其中光接收元件包括一个高度为0.003至30μm之间的微不平整度。

31、权利要求30的光接收元件，其中表面层部包括一种非晶材料，该材料包含数量为0.001至90原子百分数的，至少从由氧原子，碳原子，和氮原子选出来的一类原子。

32、权利要求31的光接收元件，其中在所述表面层部份所含的一类原子不同于包含在相邻层区的，由氧原子，碳原子和氮原子组成的族中选择出来的那类原子。

33、权利要求1的光接收元件，包括一表面层，该表面层包括能满足由式n＝ $\sqrt{n{}_a}$ 表示的条件的无机材料，式中n为构成表面层的材料的折射指数，n_a为构成与表面层相邻的层的非晶材料的折射指数。

34、权利要求33的光接收元件，其中上述无机材料是一种从由MgF₂，Al₂O₃，ZrO₂，ZnS，CeO₂，CeF₃，Ta₂O₅，AlF₃，NaF和它们的混合物选出来的材料。

35、权利要求3的光接收元件，其中表面层部份具有由式d＝λ/4nxm所确定的厚度d，式中m为一正奇数，n为构成上述表面层的材料的折射指数，而λ为辐射光的波长。

36、权利要求33的光接收元件，其中所述表面层的厚度d由式d＝λ/4n×m确定，式中n为构成该表面层的材料的折射指数，λ为辐射光的波长。

37、权利要求35的光接收元件，其中厚度d为0.05至2μm。

38、权利要求36的光接收元件，其中厚度d为0.05至2μm。

39、一种利用如权利要求1所述的光接收元件的电子摄影方法，包括：

将一电场加到所述的光接收元件;

将一电磁波加到上述光接收元件，从而形成一个静电图象。

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