CN1014184B - 用在电子摄影术中的光接收元件 - Google Patents

Abstract

提供一个改进的电子摄影术用光接收元件包括：一层为电子摄影术用的基底和一光接收层，后者由含硅原子锗原子的多晶材料形成的长波长光吸收层构成；一层由含硅原子作为主要原子成分的非晶材料形成的光电导层；及一层由含硅原子、碳原子和氢原子的非晶材料形成的表面层，表面层中氢原子含量为1×10^-3至40原子百分比。光接收层可具有一层电荷注入阻挡层或/和一层接触层。

Description

本发明涉及一种用在电子摄影术中的改进的光接收元件，该元件对电磁波敏感如光（这里，从广义上意指那些例如紫外光、可见光线、红外光、X-射线及γ射线）

构成用在电子摄影术中的光接收元件的光接收层的光电导材料需要有高度的光敏性，具有高信噪比〔光电流（Ip）/暗电流（Id）〕、具有与要辐射的电磁波的光谱特性相适应的吸收光谱特性、具有快速响应性及具有所需的暗电阻。所述材料在使用时还需对人及生物无害。

尤其在光接收元件使用于办公室中应用的电子摄影机的情况下，不引起污染是实为重要的。

从这些立足点出发，公众的注意力便集中到由含有硅原子的非晶材料（以下称作“a-si”）构成的光接收元件上，例如，在公开方案刊物（Offenlegungsschriftes）第2746967号和第2855718号中所公开的那样，把光接收元件作为电子摄影术中的成象元件。

至于由a-si材料构成的常规光接收元件，在其光、电和光电导特性方面已得到改进，例如暗电阻、光敏性、光响应性、应用环境特性、经济稳定性和耐用特性。

尽管如此，为了使这种光接收元件可实际应用，在综合情况下，仍还有对其特性作进一步改进的遗留问题。

例如，在针对于提高光敏性和暗电阻时把这种常规光接收元件用 于电子摄影术中的光接收元件的情况下，在使用过程中常在常规光接收元件上观察到剩残电压，而且在长期重复使用时，由于重复使用而导致的疲劳会累积起来以使得抬致残余图象出现的所谓的重象现象发生。

而且，在利用a-si材料制备用在电子摄影术中的常规光接收元件的光接收层的过程中，要把氢原子、氟原子或氯原子这样的卤素原子、用于控制导电类型的元素（如硼原子或磷原子）、或其它种用于改进多种特性的原子有选择地掺入光接收层中。

但是，根据上述有用成分的掺入方法所得的光接收层有时在电特性、光电导特性和/或击穿电压方面具有不足之处。

即，在使用具有这种光收层的光接收元件时，光辐照在层中所产生的光载流子的寿命不够长，对来自暗层区中基底侧的电荷注入不能进行足够的阻止，而且，由于局部击穿现象而可能引起的象缺陷，即所谓的“半光度副本上的白椭圆斑点”或由于用叶片进行清除时的磨损而可触引起的其它象缺陷（所谓的“白线”）易于出现在纸张上的传送图象上。

此外，当上述光接收元件用在很潮湿的环境中时，或是在置于该环境之后的使用情况下，所谓的“图象流动”有时便出现在纸张上的传送图象上。

因此，不仅需要对a-si材料本身作进一步改进，而且也需要制成一种不会招致上述任何问题的光接收元件。

本发明的目的是提供一种用在电子摄影术中的光接收元件，该元件具有一层无上述问题且能够满足电子摄影术中各种要求的光接收层。

也就是，本发明的主要目的是提供一种用在电子摄影术中的光接 收元件，该元件具有一光接收层，该光接收层由一层a-si形成的层和一层含硅原子的多晶硅材料（以下称作为“多晶-si”）形成的层构成，所述光接收层的电、光和光电导特性总是充分地稳定而几乎不取决于工作环境，而抗光疲劳性非常优良，在重复使用时不引起特性退化，耐用性及抗湿性优良，而且又不显出或几乎不显出残余电压。

本发明的另一目的是提供一种用在电子摄影术中的光接收元件，该元件具有一层光接收层，该光接收层由一层a-si形成的层和一层多晶-si形成的层构成，它与设置该层的基底或在叠层之间具有紧紧的粘结能力，从结构布置的观点看，致密性和稳定性优良，且具有较高质量。

本发明的再一目的是提供一种用在电子摄影术中的光接收元件，该元件具有一层光接收层，该光接收层由一层a-si形成的层和一层多晶-si形成的层构成，所述光接收层在形成静电潜象的充电过程中显示出足够的维持电荷功能，在被应用于电子摄影法时显示出优良的电子摄影特性。

本发明的再一目的是提供一种用在电子摄影术中的光接收元件，该元件具有一层光接收层，该光接收层由一层a-si形成的层和一层多晶-si形成的层构成，所述光接收层在长期重复使用中，在纸张的可见象上既不会招致象缺陷，也不会招致图象流动，并且可提供具有高致密性及高质量的更清晰的半光度的高度清晰可见图象。

本发明的其它目的是提供一种用在电子摄影术中的光接收元件，该元件具有一层光接收层，该光接收层由一层a-si形成的层和一层多晶-si形成的层构成，所述光接收层具有高光敏性、高信噪比和耐高电压特性。

为了解决用在电子摄影术中的常规光接收元件的上述问题，并达到上述目的，本发明人在集中注意到光接收元件的表面层和其它构成层的同时已进行了各种研究。结果，本发明人已发现当表面层由一种含硅原子、碳原子、及氢原子的非晶材料形成且氢原子含量控制在41至70原子百分比之间的范围内时，以及表面层除外的其它构成层之一的长波长光的吸收层（以下称作“IR层”）由含硅原子和锗原子的多晶材料-形成时，用在电子摄影术中的常规光接收元件的那些问题便能令人满意地消除，上述目的便能有效达到。

所以，本发明的一个方面就是提供一种经过改进的用在电子摄影术中的光接收元件，该元件由可用于电子摄影术的基底和一光接收层构成，所述光接收层由含硅原子和锗原子（如需要，含氢原子或/和卤素原子）的多晶材料〔以下称作“多晶-SiGe（H，X）”〕形成的IR层、含有以硅原子作为主要原子成分以及氢原子及卤素原子中至少有一种原子〔以下称作“A-Si（H，X）”〕形成的光电导层、和具有一个自由表面的表面层构成。所述自由表面由含硅原子、碳原子和氢原子的非晶材料形成（以下称作“A-Si∶C∶H”），其中所含氢原子的量在41至70原子百分比之间的范围内。

本发明的另一方面是提供一种经过改进的用在电子摄影术中的光接收元件，该元件由可用于电子摄影术的基底和光接收层构成，所述光接收层由多晶-SiGe（H，X）形成的IR层、含有一种用于控制导电率的元素的A-Si（H，X）〔以下称作“A-SiM（H，X）〕（其中M代表控制导电率的元素）形成的电荷注入阻挡层，和由A-Si（H，X）形成的光电导层，以及具有一自由表面的表面层构成。所述自由表面由A-Si∶C∶H形成，其中所含氢 原子的量在41至70原子百分比的范围之内。

本发明的光接收元件也可能具有一接触层，该接触层由非晶材料或含有硅原子作为主要原子成分和选自氮原子、氧原子及碳原子中的至少一种的原子多晶材料〔以下称作“A-Si（N，O，C）”或“多晶-Si（N，O，C）”〕形成，该接触层位于基底和IR层之间或基底与电荷注入阻挡层之间。

而且，上述光电导层还可以含有选自氧原子、氮原子和一种控制导电率的元素三者当中的一种或多种作为层的构成原子。

上述电荷注入阻挡层可以含有选自氮原子、氧原子和碳原子中的至少一种作为层的构成原子。

上述IR层可以含有选自氮原子、氧原子、碳原子和一种控制导电率的元素中的一种或多种作为层的构成原子。

具有上述本发明用于电子摄影术的光接收层的光接收元件没有用于电子摄影术的常规光接收元件的前述问题，并具有许多的可实际应用的优良的电、光和光电导特性，且具有优良的耐用性和含人满意的使用环境特性。

具体地说，本发明用在电子摄影术中的光接收元件具有不取决于工作环境的充分稳定的电特性，甚至在长期重复使用的情况下，维持高的光敏性和高信噪比，并且不招致任何由于残余电压而引起的不良影响。此外，本发明光接收元件具有足够的抗湿性和抗光疲劳性，而且在重复使用时既不引起特性退化，也不引起任何击穿电压的不足。

因此，本发明用在电子摄影术中的光接收元件，甚至在长期重复使用的情况下，也能稳定地获得具有高致密度高质量的较清晰的半光度的高度清晰可见图象。

图1（A）至图1（D）是说明本发明用在电子摄影术中的具有 代表性的光接收元件的典型层结构的示意图;

图2至图7是说明在IR层中锗原子沿厚度方向分布的示意图;

图8至图12是说明在电荷注入阻挡层中的Ⅲ族原子或Ⅴ族原子的沿厚度方向分布的示意图;

图13至图19是说明在电荷注入阻挡层中选自氮原子、氧原子和碳原子中的至少一种原子沿厚度方向分布的示意图;

图20（A）至图20（C）是本发明用于电子摄影术的光接收元件中基底表面形状的举例示意图;

图21是本发明用于电子摄影术的光接收元件的一个最佳实施例的示意图。所示元件具有形成在拥有最佳表面的基底上的如图1（C）所示的光接收层;

图22至23是制备具有用在示于图21的光接收元件中最佳表面的基底的最佳方法的说明性示图;

图24是本发明制备用于电子摄影术中的光接收元件的制造设备的说明性示图;

图25和图26是分别说明在例9和例21中及例10和22中的光接收元件基底的表面形状的说明性示图;

图27是说明在例2中IR层中锗原子沿厚度方向分布的示意图;以及

图28是说明在电荷注入阻挡层中硼原子和氧原子及例12中IR层中锗原子沿厚度方向分布的示意图。

现参考附图更详细地说明本发明用在电子摄影术中的光接收元件的代表性实施例。以下描述不用来限定本发明范围。

如图1（A）至图1（D）中所示的本发明用在电子摄影术中的代表性光接收元件，其中，示出了光接收层100、基底101、IR层102、光电导层103、表面层104、自由表面105、 电荷注入阻挡层106和接触层107。

图1（A）是说明本发明的一个典型代表性层结构的示意图，其中，示出了由基底101和光接收层100构成的光接收元件，光接收层由IR层102、光电导层103和表面层104构成。

图1（B）是说明本发明的另一个代表性层结构的示意图，其中，示出了由基底101和光接收层100构成的光接收元件，光接收层由IR层102、电荷注入阻挡层106、光电导层103和表面层104构成。

图1（C）是说明本发明的另一个代表性层结构的示意图，其中，示出了由基底101和光接收层100构成的光接收元件，光接收层由接触层107、IR层102、电荷注入阻挡层106、光电导层103和表面层104构成。

图1（D）是说明本发明另一个代表性层结构的示意图，其中，示出了由基底101和光接收层100构成的光接收元件，光接收层由接触层107、IR层102、光电导层103和表面层104构成。

现在，对本发明光接收元件中的基底和各构成层进行说明。

基底101

用于本发明的基底101可以是导电的，也可以是绝缘的。导电的底座可包括诸如NiCr、不锈钢、Al、Cr、Mo、Au、Nb、Ta、V、Ti、Pt和Pb这样的金属或它们的合金。

电绝缘的底座可包括诸如聚酯、聚乙烯、聚碳酸酯、乙酸纤维素、聚丙烯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚苯乙烯和聚酰胺等一类的合成树脂、玻璃、陶瓷和纸张的膜或薄片。电绝缘的基底最好至少对其上表面中的一个进行导电处理，并且在如此处理过的表面上设置光 接收层。

例如，在玻璃情况下，导电性的施加是采用在玻璃表面上设置一层由NiCr、Al、Cr、Mo、Au、Ir、Nb、Ta、V、Ti、Pt、Pd、In₂O₃、SnO₂、ITO（In₂O₃+SnO₂）等构成的薄膜层。在聚酯这样的合成树脂薄膜的情况下，在表面提供导电性的方法是，利用真空淀积、电子束汽相淀积、溅射等在表面上设置一层由NiCr、Al、Ag、Pb、Zn、Ni、Au、Cr、Mo、Ir、Nb、Ta、V、Tl、和Pt这样的金属薄膜，或在表面上加金属叠层。基底可具有诸如圆柱状、带状或板状的形状，这可以根据实际应用来适当确定。例如，在采用图1示出的光接收元件于连续高速复制的情况下，最好用环状带或圆柱形的形状。

适当确定底座元件的厚度，使能制成所需和光接收元件。

在光接收元件需要有柔性的情况下，在能够足以提供基底功能的范围内，可把底座元件的厚度做得尽可能薄。尽管如此，考虑到基底的制造和加工或机械强度，厚度通常大于10微米。

另外，为了消除由于利用激光束这样的相干单色光进行成象时易于出现在所成象中的所谓干涉条纹图案引起的不良图象的发生，基底表面可以不平整。

在这种情况下，基底不平整表面的形状可以利用一种适当的例如具有V形锉齿的切削工具进行磨削来形成。

亦即，首先把所述切削工具固定于磨床或车床的预定位置上，然后，例如在按预定程序旋转的同时使圆柱基底在预定方向上作有规律的移动，由此获得表面处理过的圆柱形基底，该基底的表面具有不规则的例V形槽，所述槽具有所需的间距和深度。

由此在圆柱基底表面所形成的不规则槽沿着圆柱基底的中心轴线便形成一螺旋结构。这种使圆柱基底表面具有倒V形不规则槽的螺旋结构可以是双重或三重的。或要不然可以具有交叉螺旋结构。

此外，圆柱基底表面的不规则槽也可以由上述螺旋结构和沿圆柱基底中心轴线的延迟线构成。在基底表面形成的不规则槽的凸出部分的截面形状呈倒V形，是为了对所形成的各层在微小的不平整处获得可控层厚的不平整性，并且保证基底与在其上直接形成的层之间有所需的紧紧的粘结能力和电接触。

如图20所示，倒V形最好是等边三角形、直角三角形或不等边三角形。在这些三角形中，等边三角形和直角三角形为最好。

在控制条件下，形成在基底表面的不规则槽的各个尺寸可考虑到以下几点来适当确定。

首先是，例如由a-si（H，X）或多晶-si（H，X）组成的光接收层对所形成的层的表面状况在结构上很敏感，而且层的质量也易于随表面状况而变化较大。

因此，形成在基底表面的不规则槽的尺寸必需在不引起层的质量下降的前提下来确定。

其次，若在光接收层的自由表面上存在着过渡的不规则槽，则在可见图象形成之后的清除过程中清除就会变得难以充分进行，

考虑到要在层的形成和电子摄影过程中避免以上困难，以及考虑到避免那些由于干涉条纹图案所引起的问题的出现，在基底表面形成的不规则槽的间距以0.3-500微米为好，1.0-200微米为较好，5.0-50微米最好。

至于不规则槽的最大深度以0.1至5.0微米为好，0.3至3.0微米为较好，最好为0.6至2.0微米。

当不规则槽的间距和深度分别在上述范围内时，不规则槽凹部（或线性实部）的坡度倾角是1～20℃为好，3～15°较好，4～10°最好。

再者，鉴于在基底表面上形成的各层层厚的不均匀性，其厚度的最大偏差值，在等间距的情况下，以0.1～2.0为好，0.1～1.5微米较好，0.2～1.0微米最好。

替代的方法是，基底表面的不规则槽可以由大量微球状凹坑构成，所述球状凹坑尤其在利用激光束这样的相干单色光的情况下可更有效地消除由干涉条纹图案引起的不良图象的出现。

在这种情况下，由大量微球状凹坑构成的各个不规则槽的尺寸小于用在电子摄影术中的光接收元件所需的分辨率。

以下，参考附图22和23说明一种在基底表面上形成大量微球状凹坑的典型方法。

图22是示意图，它显示了根据本发明的电子摄影术所用光接收元件的基底表面形状的典型例子，其中形状不规则部分被放大了。在图22中，显示了基底2201、基底表面2202、刚性球体2203、和球坑2204。

图22还显示了制备上述表面形状的一种最佳方法的例子。即，使刚性球体2203在重力作用下从基底表面2202上方预定高度位置下落并与基底表面2202相撞从而形成球形坑2204。通过使多个具有同样半径R′的刚性球体2203同时或顺序地从相同的高度h下落，可以在基底表面2202上形成具有基本上相同曲率半径R和相同宽度D的多个精确球形坑2204。

图23显示了带有由多个上述表面球形坑形成的不规则表面的基底的典型实施例。

在图23所示实施例中，制出了多个具有基本相同的曲率半径和宽度的坑2304、2304……，它们彼此相互重叠从而形成不平整表面，这是通过有规则地使多个球2303、2303……从大致相同的高度落到基底2301的表面2302上的不同位置上而形成的。在此情况下，为形成相互重叠的坑2304、 2304……自然要求球2303、2303……在重力作用下下落，从而使各球2303与基底2302相碰时彼此错开。

另外，在根据本发明的电子摄影术所用光接收元件的基底表面上，球坑形成的不平整表面的曲率半径R和宽度D是有效地实现防止在本发明的电子摄影术所用光接收元件中出现干涉条纹这一优点的重要因素。本发明人进行了各种实验，并发现了下列事实。

即，若曲率半径R和宽度D满足下式：

D

-≥0.035

R

在各坑中就会出现因共享干涉而产生的0.5或更多的牛顿环。此外，若满足下式：

D/R≥0.055

各坑中就会出现一或多个因共享干涉而产生的牛顿环。

因此，比值D/R应大于0.035，而大于0.055为更好，以分散整个光接收元件的各坑中产生出的干涉条纹，从而防止在光接收元件中出现干涉条纹。

另外，制得的坑形成的不平整的宽度以500μm为好，更好为200μm，小于100μm为更好。

图21显示了光接收元件的代表性的实施例，其中所示的光接收元件包括上述衬底2101和由接触层2107、IR层2102、电荷注入阻挡层2106、光电导层2103和具有自由表面2105的表面层2104组成的光接收层2100。对于该电子摄影术所用光接收元件，因光接收层2100界面上形成的球坑的曲率半径与自由表面2105上的不同，界面上的反射光与自由表面上的反射光具有不同的反射角。由此，发生了对应于所谓牛顿环现象的共享干涉，且干涉环在坑中被分散。此时，如果干涉环在微观上出现于光接收元件产生的 图象中，它是不会被看到的。即在带有表面2101的基底上形成的多层结果的光接收元件中，光通过光接收层2100后在层界面和基底表面上反射，从而相互干涉以有效地防止产生的图象伴随着干涉图案。

IR层102（或2102）

在本发明的电子摄影术所用光接收元件中，IR层由多晶-Si    Ge（H，X）形成。

对于IR层中含有的锗原子，它们均匀分布于整个层区中，或沿整个层区的厚度方向不均匀地分布。

但是，无论如何，锗原子都要在平行基底表面的方向上均匀分布，以给出特性上的一致。

（以后，均匀分布意味着锗原子在层中平行于基底表面和厚度方向上都是均匀的。不均匀分布表示在层中锗原子的分布在平行于基底表面的方向上均匀但在厚度方向上不均匀。）

即，在所含的锗原子在整个层区内沿层厚方向上都不均匀的情况下，锗原子的分布应是在靠近基底的层区中此远离基底的层区中（即在靠近光接收层自由表面的层区）更多些，或是处在与上述相反的状态。

在最佳实施例中，所含锗原子在IR层整个层区中沿层厚度方向上都是不均匀的。

在一个最佳实施例中，锗原子的分布浓度是从靠近基底的层区向靠近电荷注入阻挡层的层区减少。此时，IR层和电荷注入阻挡层的亲合力变得很好。如下面细述的，当邻近基底的层区中的锗原子浓度足够大时，IR层几乎完全吸收长波长的光，而这些光在半导体激光器作光源时难以为光电导层所吸收。结果，有效地阻止了基底表面的反射光产生干涉。

下面结合图2至7（它们显示锗原子的分布）对在IR层的厚度方向不均匀的锗原子分布的典型实施例进行描述。但本发明并不仅限于这些例子。

在图2至7中，横坐标代表锗原子分布浓度C而纵轴代表IR层厚; t表示从t_B侧至t_T侧所形成的含锗原子的IR层的极端位置。

图2显示IR层中锗原子层厚度分布的第一个典型实例。其中，锗原子在从t_B（IR层在此与基底接触）至t_T的范围内其浓度C保持为常数C，在位置t至t的范围内，浓度C逐渐并连续地从C降到C，

在图3的例子中，在IR层中含有的锗原子的分布浓度C从位置t_B的C₄连续降到t_T处的C₅。

在图4的例子中，锗原子浓度C在位置t_B至t₂的范围内为常量C₆，并在从位置t₂至t_T的范围内逐渐和连续地减小。在位置t_T的浓度基本为0（“基本为0”即浓度低于可测值）。

在图5的例子中，锗原子浓度C是这样，即浓度C₈在位置t_B和t_T的范围内逐渐并连续下降，直至基本为0。

在图6的例子中，锗原子的分布浓度是这样的，即在位置t_B至t₃的范围内保持为常数C₉，浓度C₉在位置t₃至t_T的范围内线性地减少至C₁₀。

在图7的例子中，锗原子分布浓度是在t_B至t_T的范围内从C₁₁线性减小到基本为0。

IR层中锗原子在厚度上的分布的几个例子显示于图2至7中。在本发明的光接收元件中，IR层中的锗原子浓度最好是在靠近基底的位置较高而在靠近界面1的位置较低。

IR层中锗原子沿厚度方向上的分布是在以硅原子和锗原子总是为基础情况下锗原子的最大浓度Cmax以大于1×10原子百万分比为好，大于5×10原子百万分比为更好，大于1×10原子百万分比为最好。

至于IR层中的锗原子数量，最好按所期望的要求决定。但是，在硅原子和锗原子的总量为基础上时以1至1×10原子百万分比为好，10至9.5×10原子百万分比为更好，5×10至8×10原子百万分比为最好。

另外，IR层可包括至少一种为用于控制电导性的元素、氮原子、氧原子和碳原子中选出的物质。

在此情况下，其数量以1×10至4×10原子百分比为好，S×10至3×10原子百分比更好，1×10至25原子百分比最好。

至于控制导电性的元素，可提及的是半导体领域中的所谓杂质，那些可用在这里的包括属于周期表中Ⅲ族的原子，它们给出P型导电性（以下简称“Ⅲ族原子”），或属于周期表Ⅴ族的原子，它们提供n型导电性（以下简称Ⅴ族原子）。具体地，Ⅲ族原子包括B（硼）、Al（铝）、Ga（镓）、In（铟）和Tl（铊），B和Ga最为可取。Ⅴ族原子包括P（磷）、As（砷）、Sb（锑）和Bi（铋），P和Sb最为可取。

至于控制导电率的元素的数量，以1×10至5×10原子百万分比为好，5×10至1×10原子百万分比更好，1至5×10原子百万分比为最好。

至于IR层的厚度，以30A至50μm为好，40A至40μm更好，50A至30μm最好。

光电导层103（或2103）

光电导层103（或2103）被设置在基底101（或2101）的上面，如图1（或各21）所示。

光电导层是由A-Si（H，X）或A-Si（H，X）（O，N）材料形成的。

光电导层具有半导体特性（如下所述）并显示出对辐射光的光电导性。

（ⅰ）P型半导体特征：只包含受主，或既含受主又含施主但其中受主相对含量较高;

（ⅱ）P型半导体特征：受主（Na）的含量较低或在情形（ⅰ）中受主的相对含量较少;

（ⅲ）n型半导体特征：只含施至或既含施主又含受主但施主的相对含量较高;

（ⅳ）n型半导体特征：施主（Nd）的含量较低或情形（ⅲ）中受主的相对含量较低;

（ⅴ）ⅰ型半导体特征：

Na≌Nd≌O或Na≌Nd

为使光导层成为从上述型式（ⅰ）至（ⅴ）中选出的期望型式，可在制作过程中通过掺入P型、n型或两种杂质于光电导层中而实现，同时控制这种杂质的数量。

至于在光电导层中所含的杂质元素，可提及的是半导体领域中所谓的杂质，那些在这里能用的可包括属周期表Ⅲ族的原子，它们提供P型导电性（以下称为“Ⅲ族原子”），或属周期表Ⅴ族的原子，它们提供n型导电性（以下称为“Ⅴ族原子”）。具体地说，Ⅲ族原子包括B（硼）、Al（铝）、Ga（镓）、In（铟）和铊（Tl）。Ⅴ族原子包括磷（P）、As（砷）、Sb（锑）和Bi（铋）。在这些元素中，B、G、P和As较好。

光电导层中所含Ⅲ族原子或Ⅴ族原子的数量以1×10至3×10原子百万分比为好，5×10至1×10原子百万分比更好，1×10至50原子百万分比最好。

在光电导层中，可掺入氧原子和/或氮原子于一区域内，只要所需的该层特性未受影响。

在掺氧原子和/或氮原子于光电导层的整个层区中时，其暗电阻和与基底的紧紧的粘接能力都被改善了。

希望光导层所含的氧原子和/或氮原子的数量比较小，使不损害它的光电导性。

在掺入氮原子于光电导层中时，当氮原子与硼原子被一同包含在其中时，其光灵敏性除上述优点外也可得到改善。

在光电导层中含的从氮原子（N）、氧原子（O）中选出的一种的数量或两种这些原子的数量和以5×10至30原子百分比为好，1×10至20原子百分比更好，2×10至15原子百分比最好。

光电导层中掺的氢原子（H）、囟素原子（H）或氢原子与囟素原子的和（H+X）的数量以1至40原子百分比为好，5至30原子百分比更好。

具体地，囟素原子包括氟、氯、溴、碘。其中氟和氯较好。

光电导层的厚度是使具有所需频谱特性的光辐射所产生的光载流子有效地传输的一个重要因素，并且它要按照所希望的目的来适当确定。

但是，层厚也应根据其与层中所含的囟素和氢原子数量的相互和有机的关系确定，或根据所要求的特性与其它层的厚度的关系确定。另外，它的确定还应按经济的观点，如生产率或大规模的生产率。综上所述，光电导层厚以1至100μm为好，1至80μm更好，2至50μm最好。

表面层104（或2104）

具有自由表面105（或2105）的表面层104（或2104）淀积在光电导层103（或2103）上，可使本发明电子摄影术中应用的光接收元件达到抗湿、在重复使用中抗退化、耐电压性能好、使用环境的特性好以及耐用等主要目的。

表面层是含组分元素硅原子的非晶材料形成的，硅原子也包含在构成光电导层的非晶材料中，这样可以确保两层界面间的化学稳定性。

典型的表面层由含硅原子、碳原子和氢原子的非晶材料（以下称为“A-（Si_xC_1-x）yH_1-y”，X＞0，Y＜1）形成。

必须细心形成本发明电子摄影术中应用的光接收元件的表面层，使该层产生所要求的特性。

也就是说，含有组分元素硅原子（Si）、碳原子（C）和氢原子（H）的材料，在结构上从晶态扩展到非晶态，从而根据材料的种类，表现出由导体态到半导体态和绝缘态的电物理特性，以及由光电导性到非光电导性的其它特性。

因此，在形成表面层时，要严格选择适当的层的形成条件，使得在该条件下具有所要求特性的由A-Si_xC_1-x构成的予期的表面层可以有效地 形成。

例如，在设置表面层主要用来改善耐电压性能的情况中，由A-（Si_xC_1-x）y∶H_1-y构成的表面层是这样地形成，使它在使用环境中有显著的电绝缘性能。

在设置表面层主要用改善重复使用特性和使用环境特性的情况中，组分为A-Si_xC_1-x的表面层是这样地形成，使它对辐射光具有一定的灵敏度，但电绝缘性能稍有降低。

在本发明电子摄影术中应用的光接收元件的表面层中，所包含的碳原子的数量和氢原子的数量以及表面层的成形条件均为重要因素，以使表面层具有予期特性以到达本发明的目的。

表面层中掺入的碳原子（C）数量以占硅原子和碳原子总数量的1×10^-3至90原子百分比为好，而最好是10至80原子百分比。

表面层中掺入的氢原子数量以占表面层中所有组分原子总量的41至70原子百分比为好，更好是41至65原子百分比，最好是45至60原子百分比。

只要表面层中掺入的氢原子数量在上述范围内，所构成的电子摄影术中应用的任何光接收元件都在重要的实际应用特性方面表现出优良性能，从各方面来看超越了已有的电子摄影术中应用的光接收元件。

也就是说，对于电子摄影术中应用的常规接收元件，业已知道在为由A-（Si_xC_1-x）y∶H_1-y构成的表面层中如果存在某些缺陷（主要是硅原子和碳原子的悬挂键），它们将对电子摄影性能产生不利影响。

例如，由于这些缺陷，常常由于自由表面侧注入电荷而导致了充电特性的退化，在某些使用场合例如高湿度空气中由于表面结构的改变而产生充电特性的变化，以及由于在电晕放电时电荷由光电导层注入表面层或在光照射时使得电荷被表面层中的缺陷捕获，从而造成重复使用时残余影象的出现。

然而，产生上述各种问题的、存在于用在电子摄影术中的常规光接收 元件表面层中的这种缺陷，可以通过将掺入表面层中的氢原子数量控制在多于41原子百分比来大大地消除，其结果，前述问题几乎全被解决。此外，这样形成的用于电子摄影术中的光接收元件与已有的用于电子摄影术中的常规光接收之相比，具有极大的进步，特别是在电性能和高速重复使用上。

表面层中掺入的氢原子数量最大必须为70原子百分比。也就是说，氢原子数量如果超过70原子百分比，则表面层硬度会不良地降低，使此光接取元件不能达期地重复使用。

在这方面，本发明用于电子摄影术中的光接取元件的一个基本因素是，表面层所含氢原子数量为前面所述的范围。

至于在表面层中掺进上述特定数量的氢原子，可通过适当控制有关条件来实现，例如初始气态物质的流速、衬底的温度、放电功率和气压。

特别是在表面层由A-（Si_xC_1-x）y∶H_1-y形成的情况中，X以取0.1至0.99999为好，再好些取0.1至0.99，最好是取0.15至0.9。而y以取0.3至0.59为好，再好些取0.35至0.59，最好是取0.4至0.55。

本发明光接收元件的表面层厚度是依据所需目的而适当取定的。

然而，层厚也必须参考与囟素原子数量、氢原子数量和其它原子数量相一致的相对与有机的关系而定，或参考与其它层厚有关系的特性而定。进而也要从经济观点诸如生产效率或大批量生产效率的观点而定。从上述各因素来看，表面层厚度以取0.003至30μm为耗，再好些取为0.004至20μm，最好取为0.005至10μm。

顺便讲一下，在本发明用于电子摄影术中的光接收元件中由光电导层103（或图21中2103）和表面层104（或图2104）构成的光接收层100的厚度是依据需要而适当决定的。

在任何情况中，上述厚度都是依据光电导层厚度与表面层厚度之间相对和有机的关系而适当决定的，以便在使用中能充分发挥用于电子摄影术中的光接收元件中光电导层及表面层各自的各种良好性能，从而达到前述 本发明的目的。

光电导层与表面层的厚度最好是确定为前者与后者之比为几百倍至几千倍的范围。

特别是，光接收层100的厚度以取3至100μm为好，再好些取为5至70μm，最好是取为5至50μm。

电荷注入阻挡层106（或2106）

在本发明用于电子摄影术中的光接取元件中，电荷层是由A-Si（H，X）形成，它含有在整个层区域或在衬底侧的绝大部分上控制导电率的元素应均匀分布。

而上述层可以至少包含从氮原子、氧原子和碳原子中选择的一种是均匀分布在整个层区域或部分层区域，但大部分是在衬底一侧上。

这时，电荷注入阻挡层可设置在衬底上、IR层上、或接触层上。

包含于电荷注入阻挡层的囟素原子（x）有F（氟）、Cl（氯）、Br（溴）和I（碘），F和Cl最好。

在电荷注入阻挡层中包含的氢原子（H）数量囟素原子（x）数量或氢原子与囟原子之和（H+X）的数量以取1至40原子百分比为好，最好取为5至30原子百分比。

至于在上述层中所包含的控制导电率的元素，可以象上面提到的IR层情况一样使用Ⅲ族或Ⅴ族的原子。

下面参照图8至图12说明在电荷注入阻挡层中沿层厚方向分布的Ⅲ族或Ⅴ族原子的典型实施例。

图8至图12中，横座标表示Ⅲ族原子或Ⅴ族原子的分布浓度C，纵座标表示电荷注入阻挡层的厚度;t_B表示该层邻接衬底的极限位置，t_T表示该层远离衬底的另一端极限位置。

电荷阻挡层从t_B端向t_T端形成。

图8表示在电荷注入阻挡层中沿厚度方向分布的Ⅲ族或Ⅴ族原子的第 一个典型实例。在这个实例中，Ⅲ族或Ⅴ族原子的分布，在t_B处至t₄处其浓度C为常量C₁₂，在t_B处至t₄处其浓度C由C₁₃逐渐连续下降直到C₁₄。

在图9所示实例中，光接收层中Ⅲ族或Ⅴ族原子的分布浓度C为从t处的浓度C₁₅连续下降至t_T处的浓度C₁₆。

在图10的实例中，Ⅲ族或Ⅴ族原子的分布浓度C为，从t_B处至t₃处浓度C₁₇是常量，从t₅处至t₇处浓度C₁₇线性下降至浓度C₁₈。

在图11的实例中，Ⅲ族或Ⅴ族原子分布浓度C在t_B处至t₃处的区间内为常量浓度C₁₇，在t₅处至t_T处的区域内由C₁₇线性下降至C₁₈。

在图12的实例中，Ⅲ族或Ⅴ族原子的分布浓度C从t_B处至t_T处为常数浓度C₂₂。

在电荷注入阻挡层中包含的Ⅲ族或Ⅴ族原子沿层厚方向的原子分布浓度，在靠近衬底的区域处较高的情况中，Ⅲ族或Ⅴ族原子沿厚度方向的分布，其最大浓度以控制在大于50原子百万分比，再好些控制在80原子百万分比以上，最好是控制在100原子百万分比以上。

在电荷注入阻挡层中要掺入的Ⅲ族或Ⅴ族原子数量是依据需要而正确确定。然而，以取3×10至5×10⁵原子百万分比为好，再好些取为5×10至1×10⁴原子百万分比，最好取为1×10²至5×10³原子百万分比。

当从氮原子、氧原子和碳原子中至少选一种掺入电荷注入阻挡层时，不仅IR层与电荷注入阻挡层之间的相互接触，以及电荷注入阻挡层与光电导层之间的粘结能力，甚至该层能隙的调节也得到了有效改善。

下面参照图13至图19，说明在电荷注入阻挡层中，由氮原子、氧原子、碳原子中至少选出一种原子沿厚度方向上分布典型实施例。

在图13至图19中，横座标表示由氮原子、氧原子和碳原子中选出的一种原子的分布浓度，纵座标表示电荷注入阻挡的厚度;t_B表示该层邻接衬底的极限位置，t_T表示该层远离衬底的另一极限位置。电荷注入阻挡层从t_B端向t_T端形成。

图13表示由氮原子、氧原子和碳原子中至少选出一种原子在电荷注入阻挡层中沿厚度方向上分布的第一个典型实例。在该实例中，由氮原子、氧原子、和碳原子中至少选出的一种原子的分布浓度C在t_B处至t_T处的区域内为常量值C₂₃，在t₇处至t_T处的区域内浓度C由C₂₄逐渐连续下降至C₂₅。

在图14所示的实例中，由氮原子、氧原子、碳原子中选出的至少一种原子，在电荷注入阻挡层中的分布浓度C是由t_B处的浓度CC₂₆连续下降至t_T处的浓度C₂₇。

在图15所示的实例中，由氮原子、氧原子、碳原子中选出的至少一种原子的分布浓度C，在t_B处至t₈处的区间内浓度为常数C₂₈，并且由t₈处逐渐连续下降，使得在

至t_T之间基本为0。

在图16所示的实例中，由氮原子、氧原子、碳原子中选出的至少一种原子的分布浓度C，由t_B处浓度C₃₀逐渐连续地下降，使 得t_B至t_T之间基本为0。

在图17所示的实例中，由氮原子、氧原子、碳原子中选出的至少一种原子的分布浓度C，在t_B至t₀的区域内浓度C₃₁为常量，在t₀至t_T的区域内浓度C线性下降到浓度C₃₂。

在图18所示的实例中，由氮原子、氧原子、碳原子中选出的至少一种原子的分布浓度C，在t_B至t₁₀的区域内浓度C₃₃为常数，在t₁₀至t_T的区域内浓度由C₃₄线性下降至C₃₅。

在图19所示的实例中，由氮原子、氧原子、碳原子中选出的至少一种原子的分布浓度C，在t_B至t_T的区间内是常量浓度C₃₆。

在电荷注入阻挡层所包含的由氮原子、氧原子、碳原子中选出的至少一种原子，其分布浓度在靠近衬底区域较高的情况中，由氮原子、氧原子、碳原子中选出的至少一种原子沿层厚方向上分布浓度是这样的，其最大浓度以控制在5×10²原子百万分比以上，较好控制在8×10²原子百万分比以上，最好是控制在1×10³原子百万分比以上。

对于由氮原子、氧原子、碳原子中至少选出一种原子的数量依据需要适当决定。不过一般以取1×10^-3至50原子百分比为好，再好些取为2×10^-3至40原子百分比，最好是取3×10^-3至30原子百分比。

从产生光电图象性能及经济效果来看，电荷注入阻挡层的厚度以取1×10^-2至10μm为好，较好为5×10^-2至8μm，最好是1×10^-1至5μm。

接触层107（或2107）。

本发明的接触层由一非晶材料或a一个多晶材料所组成，这种材料包括硅原子，包括从氮原子、氧原子、及碳原子中至少选择出一种 原子，如有必要，还包括氢原子或/和卤素原子。

此外，接触层还有包含一种用于控制其导电性的一种元素。

在本发明的光接收元件中淀积接触层的主要目的是为了增强基底与电荷注入阻挡层之间，或增强基底和IR层间的粘合能力。而当用于控制电性的元素掺杂到接触层中之后，电荷注入阻挡层也得到了有效的改善。

用于在接触层中掺入从氮原子、氧原子及碳原子中至少选择一种原子;这些元素用于控制所需要的导电性;则既可在整个层均匀掺杂，也可沿层厚度方向不均匀地掺杂。

在本发明的光接收元件中，掺杂到接触层中的氮原子、氧原子或碳原子的含量则根据用途而适当决定。

以5×10^-4至7×10原子百分比为佳，又以1×10³至5×10原子百分比为更佳，而以2×10^-3至3×10原子百分比为最佳。

对于接触层的厚度，则根据其粘合能力，电荷传输效率及其可生产性而定。

以1×10^-2至1×10μm为佳，又以2×10^-2至5μm为最佳。

至于掺杂到接触层中的可供任选的氢原子或卤原子的含量，或掺杂到接触层中的上述两种原子的总量，则以1×10^-1至7×10原子百分比为佳，又以5×10^-1至5×10原子百分比为更佳，而以1至3×10原子百分比为最佳。

层的制备

下面解释形成光接收元件的光接收层100的方法。

用来构成本发明的光接收元件的光接收同的各层可采用诸如辉光放电的放电现象的真空淀积法，也可采用溅射和电离镀法，其中有关的气态原料则要选择地使用。

上述这些方法可根据诸如加工制造的条件，要求的装配成本，生产的规模以及备制的光接收元件所需的特性而恰当地选用。辉光放电法或溅射法比较合适，因为这些方法可相对比较容易地控制备制所需特性的光接元件的条件，而氢原子、卤素原子和其他一些原子也能容易地与硅原子一起引进。此外，辉光放电法和溅射法也可以在同一系统中一起使用。

接触层、IR层、电荷注入阻挡层和光电导层的备制

原则上说，当一个A-Si（H，Z）构成的电荷注入阻挡层或/和一个ASi（H，Z）构成的光电导层形成时，例如用辉光放电工艺时，能补充硅原子（Si）的气态原料与能引入氢原子（H）或/和卤原子（Z）的气态原料一起引入到淀积室内，而淀积室内的压力可以降低，于是在淀积室内产生辉光放电，从而在淀积室内的基底表面上形成了一层A-Si（H，X）组分的膜层。

在用上述反应性溅射工艺形成这种层的情况时，要将用一个硅靶并通过引入一个能补充卤素原子（X）或/和氢原子（H），必要时还将诸如He或Ar的惰性气体一起引入到溅射淀积室中，从而形成一个等离子气氛，然后溅射硅靶。

通过辉光放电工艺形成由多晶-SiGe（H，X）构成的IR层时，要将能补充硅原子（Si）的气态原料与能补充锗原子（Ge）的气态原料，必要时，还将用以引入氢原子（H）和/或卤原子（X）的，气态原料一起引入到一个淀积室内，室内的压力可以被降低，于 是在淀积室内便产生辉光放电，从而使在置于淀积室内的基底表面上形成了一层由多晶-Si（H，X）组成的层。

为了用反应性溅射工艺形成多晶-SiGe（H，X）的IR层，要将由硅组成的单个靶;或两个靶（上述靶和一个由锗组成的靶），或一个由硅和锗组成的单靶，在一个诸如He或Ar的惰性气体的气氛中经过溅射，如有必要的话，还将能补充锗原子的气态原料以诸如He或Ar稀释和/或以引入氢原子（H）和/或卤素原子的气态原料引入到溅射室，在那里形成一等离子气氛。

用以补充Si的气态原料可包括气体的或可气化的硅氢化物（硅烷），例如SiH₄，Si₂H₆，Si₃H₈，Si₄H₁₀等，从容易形成层及补充Si的效率高的观点出发，尤以上述SiH₄和Si₂H₆这两类硅氢化物为最佳。

用于补充Ge的气态原料可包括气体或可气化的锗氢化物，例如GeH₄，Ge₂H₆，Ge₃H₈，Ge₄H₁₀，Ge₅H₁₂，Ge₆H₁₄，Ge₇H₁₆，Ge₈H₁₈，及Ge₀H₂₀等，从形成层容易和补充锗效率高考虑，则以GeH₄，Ge₂H₆，Ge₃H₈为最佳。

现再说可用作为引入卤素原子的气态原料的各种卤素化合物和气态，或可气化的卤素化合物，例如气态卤素、卤化物、惰性卤素化合物和卤素替代的硫烷衍生物为最佳。具体说来，上述气体可包括诸如氟、氯、溴、碘的卤族气体，卤素间化合物，包括诸如BrF，ClF，ClF₃，BrF₂，BrF₃，IF₇，Icl，IBr等。以及卤化硅包括诸如SiF₄，Si₂F₆，Sicl₄及SiBr₄。

如上所述的那种利用气态或可气化的卤化硅，通过辉光放电工艺，形成一层包含卤素原子作为组成原子的多晶-Si或A-Si的光接收层的方法，具有其特殊的优点，这是因为这种层可以在无需附加（诸如氢化硅）来补充Si的气态原料就可形成。

基本上说来，在用辉光放电工艺形成一包含卤素原子的光接收层时，要将作为补充Si的原料的气态卤化硅与一种气体，诸如Ar，H₂和He按予定比例混合的混合物，按予定的气流速率引入到具有基底的淀积室内，于是所引入的气体显示出辉光放电的作用，从而产生一等离子体，使之在基底上形成上述膜层，为在上述层中掺杂氢原子，则另外使用补充氢原子的适当的气态原料。

在形成IR的情形时，上述提到的卤素化物或含卤素的硅的化合物可用作为补充卤素原子的有效的气态原料。其他用作补充卤素原子的原料的例子包括氢卤化锗为诸如GeHF₃，GeH₂F₂，GeH₃F，GeHcl₃，GeH₂cl₂，GeH₃cl，GeHBr₃，GeH₂Br₂，GeH₃Br，GeHl₃，GerhI₂，及GeH₃I和卤化锗诸如GeF₄Gecl₄，GeBr₄，GeI₄，GeF₂，Gecl₂，GeBr₂和GeI₂。上述材料都是气态或可气化的物质。

论那种情况，上述这些气态的或可气化的原料之一，或以它们中的两种或更多种按予定比例混合的混合物均可选用。

如上所述，用反应性溅射工艺形成由例如多晶-Si（H，X）或A-Si（H，X）构成的膜层时，这种层是用Si靶和在等离子气氛中溅射Si靶，在该基底上形成的。

为了用电离镀工艺形成这种层，可让多晶硅或单晶硅的蒸汽通过一个所要求的气体等离子气氛。这种硅蒸汽是通过加热置于蒸发器上 的多晶硅或单晶硅产生的。加热是通过电阻加热或按照电子束法（E、B法）完成的。

所论采用溅射工艺还是采用电离镀工艺，在层中均可通过把上述气态卤化物或含卤的硅化合物引入到淀积室内进行掺杂，在该淀积室内产生一气体的等离子气氛。在按照溅射工艺在层中掺氢原子时，将以释放氢原子的原料气体引入到淀积室内，在该室中产生气体的等离子气氛。释放氢原子的原料气体包括氢气本身或上述提到的硅烷。

至于用以在IR层，电荷注入阻挡层，或光电导层中掺杂卤素原子的气态或可气化的原料，则前述的卤化物，含卤的硅化合物，或含卤的锗化合物均可有效地使用。上述材料的其他有效的例子包括卤化氢，诸如HF，Hcl，HBr，及HI和卤素替代的硅烷，诸如SiH₂F₂，SiH₂I₂，SiH₂cl₂，SiHcl₃，SiH₂Br₂及SiHBr₃等，这些材料包含作为组分元素的氢原子，而且均处于气态或是可气化的物质。

利用气态的或可气化的含氢的卤化物有其特殊的优点，这是因为在形成光接收层时，那些对控制电的或光电摄影术特性极为有效的氢原子可以与卤素原子一起引入到层中。

除了上述气态原料以外，再引入H₂，或诸如SiH₄，SiH₆，Si₃H₆，Si₄H₁₀等这种硅的氢化物与用于补助Si的气态的或可气化的含硅物质一起引入到淀积室，并从而由这些气体产生一等离子气氛，便可完成在层中引入氢原子的结构。

包含在层中的氢原子（H）和/或卤素原子（X）的含量可通过控制有关的条件，例如，通过控制基底的温度，和控制进入淀积室的补充氢原子的气态原料或卤素原子的量和放电功率，进行适当的调节。

为了用辉光放电工艺，反应性溅射工艺、或电离镀工艺，在IR层，电荷注入阻挡层中或光电导层中，掺杂Ⅲ族原子，或Ⅴ族原子和氧原子，氮原子或碳原子，要选择使用能补充Ⅲ族或Ⅴ族原子的原料，及能补充氧原子、氮原子或碳原子的原料，以及同时选择使用形成IR层、电荷注入阻挡层或光电导层的原料，并在形成这种层的同时控制其在所形成的层中的含量。

许多用作构成氧、碳、氮原子的气态或可气化的物质都可作引入氧、碳、氮（O，N，C）原子的原料，同样，许多气态或可气化的物质可用于引入Ⅲ族或Ⅴ族原子的原料。

例如，看一下用于引入氧原子的原料可知，大多数至少包含作为组分原子的氧原子的气态或可气化材料均可用作原料。

此外，我们也可以使用按所需比例混合的包含作为组分原子的硅原子的气态原料同包含作为组分原子的氧原子（O）的气态原料，必要时加入包含作为组分原子的氢原子（H）或/和卤素原子（X）气态原料的混合物，还可使用按适当比例混合的包含作为组分原子的硅原子（Si）的气态原料同包含作为组分原子的氧原子（O）和氢P原子（H）的气态原料的混合物，或使用包含作为组分原子的硅原子（Si）同包含作为组分原子的硅原子、氧原子（O）和氢原子（H）气态原料的混合物。

此外，也可使用包含作为组分原子的硅原子（Si）和氢原子（H）的气态原料同包含作为组分原子的氧原子（O）的气态原料的混合物。

具体地说，可以提到的有例如氧（O₂）臭氧（O₃），一氧化 氮（NO），二氧化氮（NO₂），氧化二氮（N₂O），三氧化二氮（N₂O₃），四氧化二氮（N₂O₄），五氧化二氮（N₂O₅），三氧化氮（NO₃）和包含作为组分原子的硅原子（Si）、氧原子（O）和氢原子（H）的低硅氧烷，例如双硅氧烷（H₃SiOSiH₃）和三硅氧烷（H₃SiOSiH₂OSiH₃）等。

同样，作为引入氮原子的原料，大多数至少包含氮原子作为组分原子的气态或可气化的材料都是可以用来使用的。

例如，可使用按所需比例混合的，包含作为组分原子的硅原子（Si）的气态原料同包含作为组分原子的氮原子（N）的气态原料及可任选的包含作为组分原子的氢原子（H）和/或卤原子（X）的气体原子原料的三者的混合物，或使用包含作为组分原子的硅原子（Si）的气态原料同包含作为组分原子的氮原子（N）和氢原子（H）的原料按所需比例混合的混合物。

或者，也可使用包含作为组分原子的氮原子（N）的气态原料同包含作为组成原子的氢原子（H）和硅原子（Si）的气态原料的混合物。

在形成含有氮原子的层时，能作为引入原子（N）的气体原料而又有效地利用的原料，包括气态或可气化的氮、氮化物，和氮的化合物，诸如作为组分原子的N的或作为组分原子的N与H的叠氮化合物，例如，氮（N₂），氨（NH₃），（H₂NNH₂）叠氮化氢（HN₃）和叠氮化氨（NH₄N₃）。此外，氮卤化合物，诸如三氟化氮（F₃N）和四氟化二氮（F₄N₂）也可使用，这样，除了可引入氮原子（N）外，还引入了卤素原子（X）。

此外，就以引入碳原子的原料而言，包含作为组分的碳原子的气态或可气化的材料，也是可以用来使用的。

还可以使用包含作为组分原子的硅原子（Si）的气态原料同包含作为组分原子的碳原子（C）的气态原料以及可任选的包含作为组分原子的氢原子（H）和/或卤素原子（X）它们三者按所需比例混合的混合物，也可使用包含作为组分原子的硅原子（Si）的气态原料同包含作为组分原子的碳原子（C）和氢原子（H）的气态原料按所需比例混合的混合物，或使用包含作为组分原子的硅原子（Si）的气态原料同包括硅原子（Si）的气态原料的混合物。

那些可有效使用的气态原料可包括作为组分原子的碳原子（C）和氢原子（H）的气态的氢化硅，诸如硅烷，例如SiH₄，Si₂H₆，Si₃H₈，及Si₄H₁₀，以及那些包含作为组分原子的碳原子（C）和氢原子（H）的气态原料，例如，1个至4个碳原子的饱和碳氢化物，3个至4个碳原子的乙烯类碳氢化合物，和2个至3个原子的乙炔类碳氢化合物。

具体地说，饱和碳氢化物可包括甲烷（CH₄），乙烷（C₂H₆），丙烷（C₃H₈），n-丁烷（n-C₄H₁₀）和戊烷（C₅H₁₂），乙烯类，碳氢化合物包括乙烯（C₂H₄），丙烯（C₃H₆），丁烯-1（C₄H₈），丁烯-2（C₄H₈），异丁烷（C₄H₈）和戊炔（C₅H₁₀），而乙炔类碳氢化合物可包括乙炔（C₂H₂），丙炔（C₃H₄），和丁炔（C₄H₆）。

包含作为组分原子的硅原子（Si）和碳原子（C）及氢原子（H）的气态原料，可包括硅化烷基，例如Si（CH₃）₄，和 Si（C₂H₅）₄。除了这些气态原料外，氢气当然也可用作为引入氢原子（H）的气态原料。

为了用辉光放电工艺，反应性溅射工艺、或电离镀工艺去形成掺杂Ⅲ族或Ⅴ族原子的IR层，电荷注入阻挡层或光电导层，要使引入Ⅲ族或Ⅴ族原子的原料与形成上述层的原料一起使用，并在形成层的同时对其在层中的含量进行控制。

例如，当利用辉光放电工艺、形成的层中含有Ⅲ族或Ⅴ族的多晶-Si（H，X）或A-Si（H，X）的组分，即多晶-SiM（H，X）或A-SiM（H，X）其中M代表了Ⅲ族或Ⅴ族原子，把用于形成这种层的原始气态材料引入到一个淀积室内，在淀积室内放置着一个基底，将上述气态材料在该室内按一定的混合比与可任选的诸如Ar或He这种惰性气体相混合，于是上述被引入的气体便显示辉光放电的作用，从而形成一气体等离子，结果便在基底上形成由a-SiM（H，X）组成的膜层。

现在说一下关于用作为引入Ⅲ族原子的原料的硝原子，这些材料可包括硼的氢化物，诸如B₂H₆，B₄H₁₀，B₅H₉，B₅H₁₁，B₆H₁₀、B₆H₁₂和B₆H₁₄以及包括诸如和BE₃，Bcl₃和BBr₃的硼的卤化物。此外，AlCl₃，CaCl₃，Ga（CH₃）₂，InCl₃，TLCl₃，等也可用来使用。

再提一下关于用作为引入Ⅴ族原子的原料，具体地说，关于磷原子的引入材料，这些材料可以包括，例如，像PH₃和P₂H₆这些磷的氢化物，和像PH₄I，PF₃，PF₅，PCl₃，PCl₅，PBr₃，PBr₅和PI₃这些磷的卤化物。此外，值得一提的还 有AsH₃，AsF₅，AsCl₃，AsBr₃，AsF₃，SbH₃，SbF₃，SbF₅，SbCl₃，SbCl₅，BiH₃，SiCl₃的BiBr₃也能作为引入Ⅴ族原子的有效的原料。

包含在IR层、电荷注入阻挡层或光电导层中的Ⅲ族或Ⅴ族原子的含量，则可通过控制有关的条件，例如，基底温度，能补充Ⅲ族或Ⅴ族原子的气态的原料的量及气体流动速率，放电功率，以及淀积室内部的压力等，恰当地进行调节。

本发明的光接收元件的构层的形成条件，例如，底座的温度，淀积室中的气压，以及放电功率，对于要想获得的光接收元件的特性而言，都是重要的因素，可根据每层的功能恰当选择其形成条件。此外因为这些层的形成条件随包含在层中的每一种原子的类型和含量而变化，从而在确定形成条件时需将在层中含有的原子的类型或含量这些情况一并考虑在内。

具体地说，影响本发明的光接收元件的构成层的条件是随着构成层的材料的类型的不同而不同的。

在形成由多晶-Si材料组成的电荷注入阻挡层的情形和在形成由多晶-Si材料组成的IR层的情形下，基底温度与放电功率之间的关系是极为重要的。

这就是说，当基底的温度调在200至350℃的范围内时，放电功率以调到1100至5000瓦/厘米²为佳，又以1500至4000瓦/厘米²为更佳。另外，当基底的温度调在350至700℃的范围时，则放电功率以调在100至500瓦/厘米²为佳，又以调在200至4000瓦/厘米²为更佳。

至于在上述情形下的淀积室中的气体压力，则以10^-3至8×10^-1乇为佳，又以5×10^-3至5×10^-1乇为更佳。

另一方面，在形成光电导层时，电载注入阻挡层，和接触层时，它们分别由A-Si材料构成），基底的温度通常是从50至350℃，又以50至300℃更佳，而以100至250℃最为合适;在淀积室中的气体压力则通常为1×10^-2至5乇，又以1×10^-2至3乇为更佳，而以1×10^-1至1乇为最佳;放电功率则以10至1000瓦/厘米²为佳，又以20至500瓦/厘米²为更佳。

不管何种情形，用于形成层的实际条件，诸如底座的温度，放电功率和在淀积室内的气体压力通常不能随便互相孤立地确定。于是，层成形的最佳条件需要根据所要求的特性以形成相应的层的相互的和有机的关系，予以合理的确定。

表面层的制备

根据本发明的用于电子摄影术的光接收元件的表面层104由非晶材料构成，此非晶材料由包含41-70原子百分比的氢原子的A-（Si_xC_1-x）_y∶H_1-y〔x＞0，y＞1〕组成，而此表面层置于上述的光电导层之上。

借助于利用放电现象（比如辉光放电、溅射或电离镀）的真空淀积方法能够适宜地制备表面层，其中，和上述的制备光电导层的情况中一样，有选择地使用了有关的气态原料。

然而，辉光放电法或溅射法是适宜的，这是因为，对制备有着所希性能的表面层的条件加以控制是相对地容易，而且氢原子和碳原子能够与硅原子一起容易地引入。在同一系统中可以一起使用辉光放电法及溅射法。

当以A-（Si_xC_1-x）_y∶H_1-y构成层时，例如，借助辉光放电法，能供给硅原子（Si）的气态原料与用来引入氢原子（H）和/或卤素原子（x）的气态原料一起引入一个其内部压强能够降低的淀积室中，在此淀积室中产生辉光放电，而在置于淀积室中的基底表面上形成由包含41-70原子百分比的氢原子的A-（Si_xC_1-x）_y∶H_1-y所构成的层。

至于用来供应硅原子（Si）和/或氢原子（H）的气态原料，能够使用与上述的制备光电导层时相同的气态材料，只要这些材料不含有任何卤素原子、氮原子和氧原子。

也就是说，可用来形成表面层的气体原料能够包括几乎任何种类的气态或可气化材料，只要它们包含了选自硅原子、氢原子和碳原子中的一种或多种原子作为组分原子。

特别地，为了制备表面层，有可能利用按所需混合比混合含硅原 子（Si）作为组分原子的气态原料、含碳原子（C）作为组分原子的气态原料、及任选的含氢原子（H）作为组分原子的气态原料所得的混合物;按所希混合比混合含硅原子（Si）作为组分原子的气态原料和含碳原子（C）及氢原子（H）作为组分原子的气态原料所得的混合物;或含硅原子（Si）作为组分原子的气态物质与在辉光放电工艺中所描述的包括了硅原子（Si）的气态原料的混合物。

在此可被有效地应用的气态原料能包括含碳原子（C）及氢原子（H）作为组分原子的硅氢化物，比如硅烷类（例如SiH₄、Si₃H₈、Si₃H₈及Si₄H₁₀）;以及含碳原子（C）及氢原子（H）作为组分原子的化合物，比如有1到4个碳原子的饱和烃、有2到4个碳原子的烯烃、和有2到3个碳原子的炔烃。

特别地，饱和烃能够包括甲烷（CH₄）、乙烷（C₂H₆）、丙烷（C₃H₈）、n-J烷（n-C₄H₁₀）和戊烷（C₅H₁₂）;烯烃能包括乙烯（C₂H₄）、丙烯（C₃H₈）、丁烯-1（C₄H₈）、丁烯-2（C₄H₈）、异丁烯（C₄H₈）、和戊烯（C₅H₁₀）;而炔烃能包括乙炔（C₂H₂）、丙炔（C₃H₄）和丁炔（C₄H₆）。

含硅原子（Si）、碳原子（C）和氢原子（H）作为组分原子的气态原料能包括烷基硅，例如Si（CH₃）₄和Si（C₂H₅）₄。除了这些气态原料而外，H₂当然能够用作为引入氢原子（H）的气态原料。

在用溅射方式形成表面层的情况下，利用单晶或多晶Si片、C（石墨）片、或含Si和C的混合物的片作为靶，并在所希的气体气氛中对它们进行溅射。

在利用比如是Si片作靶的情况下，在用稀释气体（例如Ar和 He）任选地稀释的同时把引入碳原子（C）的气态原料送入溅射淀积室，因而用这些气体形成气体等离子体并溅射Si片。

作为替代，在利用Si和C作为独立的靶或用包括Si和C的混合物作为单靶的情况下，作为溅射气体的用于引入氢原子的气态原料以一种稀释气体任选地稀释并送入到溅射淀积室中，因而形成气体等离子体并完成溅射。为了引入在溅射工艺中所用的原子的每一种，在上述的辉光放电工艺中所用的气态原料可以用作溅射工艺中的气态原料。

由A-（Si_xC_1-x）_y∶H_1-y（包含41-71原子百分比的氢原子）组成的非晶材料所构成的表面层的条件，例如基底温度、淀积室中的气压、和放电功率，对于获得有着所希特性的称心的表面层都是重要的因素，并且要考虑所形成的层的功能来适当地选择这些条件。进而，因为这些层的形成条件可以随着包含在光接收层中的每一种原子的种类和数量而改变，这些条件的决定也必须考虑到所包含的原子的种类和数量。

特别地，基底的温度为50到350℃较好，最好是100到300℃。淀积室中的气压为0.01到1乇较好，最好是0.1到0.5乇。进而，放电功率以10到1000瓦/平方厘米为好，最好是20到500瓦/平方厘米。

然而，形成表面层的实际条件，比如基底温度、放电功率和淀积室气压通常不容易彼此独立地决定。因此，形成表面层的最佳条件可以基于为形成有着所希特性表面层的相互和有机的关系而决定。

参考例1到24，将更具体地描述本发明。但本发明并不局限于这些实例的范围。

在每一种实例中，光接收元件是用辉光放电工艺形成的。图24 表明了制备根据本发明的光接收元件的装置。

图中示出的气体贮存器2402、2403、2404、2405和2406装有气态原料，用来根据本发明形成用于电子摄影术的光接收元件中的相应层。例如，在贮存器2402中贮有SiH₄气体（纯度99.999%）、在贮存器2403中贮有以H₂稀释的B₂H₆（纯度99.999%）的气体（表示为“B₂H₆/H₂）在贮存器2404中贮有GeH₄气（纯度99.99%）、在贮存器2405中贮有H₂（纯度99.999%）、而在贮存器2406中贮有CH₄气（纯度99.99%）。

在这些气体进入反应室2401之前，要确认用于贮存器2402-2406的阀门2422-2426及漏阀2435是关闭的，而进气阀2412-2416、出气阀2417-2421及子阀2432和2433是打开的。于是，首先打开主阀门2434来抽空反应室2401和气体管路。

随后，当观察到真空计2436的读数为大约5×10^-6乇时，关闭子阀门2432和2433和出气阀2417-2421。

现在涉及图1（A）所表明的例子，在作为基底2437的一个铝圆柱上形成光接收层。

首先，打开进气阀2412和2414，使得自气体贮存器2402来的SiH₄气和自气体贮存器2404来的GeH₄气体分别地流过质量流控制器2407和2409，控制出口压强计2427和2429的压强达1kg/cm²。随后，逐渐打开出气阀2417和2419、以及子阀2432，使气体进入反应室2401。在此情况下，调整出气阀2417和2419，以使SiH₄气流速率和GeH₄气流速率间的比值达到所希数值，而调 节主阀2434的打开程度，同时观察真空计2436的读数，使得反应室2401内的气压得到所希数值。在确认了借助加热器2448使基底2437的温度达到50到350℃的范围之内后，调整电源2440设置到一个预定的电功率值而引起反应室2401中的辉光放电，因而在基底圆柱2437上首先形成IR层。

在卤素原子加入到IR层102中的情况下，例如，除了上述气体而外还把SiF₄气体送入反应室2401。

根据所选择的气体的种类进一步提高层的形成速率是可能的。例如在用Si₂H₆气体形成IR层102的情况，层的形成速率可以增快数倍，结果是层的生产率能提高。

为了在已得的IR层上形成光电导层103，例如SiH₄和B₂H₆/H₂气体以及需要时稀释气体如H₂分别按予期的气流速率引入反应室2401，只要像在形成IR层的情况一样去操作相应的阀门，在予定的条件下，在反应室中产生辉光放电因而形成光电导层。

在此情况下，通过恰当地改变分别引入到反应室2401的SiH₄气体及B₂H₆/H₂气体的气流速率，能够适当地控制掺入到光电导层的硼原子的数量。恰当地改变引入反应室2401的H₂气的气流速率，能够适当地控制掺入到光电导层的氢原子的数量。

为了在所得的光电导层上形成表面层104，按照与形成光电导层相同的方式来操作相应的阀门，把例如SiH₄气、CH₄气、如果必需还有稀释气体（例如H₂）送入反应室2401，在反应室中在预定条件下产生辉光放电，因而形成表面层。

在那种情况下，通过适当地改变分别送入反应室2401的 SiH₄气和CH₄气的气流速率，能够恰当地控制加入表面层中的碳原子的数量。至于加到表面层中的氢原子的数量，能够通过适当地改变送入到反应室2401中的H₂的气流速率来恰当地加以控制。

除了在形成相应的层时所需要的出气阀门外，当然要关闭所有其它的出气阀门。进而，当形成相应的层时，完全打开子阀门2432和主阀2434，关闭出气阀2417-2421，系统内部被抽到所需的高真空。

再者，在层的形成操作当中，作为基底的铝圆柱2437在马达2439的驱动下以预先确定的速率旋转。

实例1

在表1中表明的层形成条件下，利用图24中表明的制造装置制备用于电子摄影术的光接收元件，此元件有一层置于表面达镜面磨光的铝圆柱上的光接收层。

利用图24中表明的同类制造设备，按照与上述情况中形成IR层相同的方式，在与上述的同类铝圆柱上制备仅有IR层的样品。

所得的光接收元件（这种光接收元件以后称为“鼓”）用于有着数字曝光功能和利用了波长为780nm的半导体激光器的普通电子摄影复印机，并检测了电子摄影特性，诸如初始充电效率，残余电压和余象的出现。在1，500，000次重复摄影后，分别地检验充电效率的降低、光灵敏度的变坏及有缺陷图象的增加。

进而，在35℃高温和85%高湿度的环境下，也检验鼓上的图象流动的情况。

切下所得到的鼓的成象部分的上部、中部和下部，并借助SIMS进行定量分析，以便对每一个切下的部分分析表面层中加入的氢原子的含量。

分别沿母线方向切下所得的仅有IR层的样品的上部、中部和下部，并借助普通的X-射线衍射仪对相应于靠近27°的衍射角的Si（111）测量衍射图案，以检验结晶的存在。

对样品所作的各种测定的结果，氢原子含量的定量分析结果、及结晶度的情况表明在表2中。

如表2所表明的，在初始充电效率、有效图象流动及灵敏度的劣化这些方面都有可观的优点。

与实例1的对比

除了表3中所表明的改变的层的形成条件外，在与实例1相同的制造装置和情况下制造鼓和样品，并对它们就相同的项目进行检测。所得的结果表明在表4中。由表4可知，与实例1相比，多个项目肯定差得多。

实例2

用图24所示的制造设备，在表5所示的成层条件下制备出用于电子摄影术的光接收元件，该元件有一层设置在具有镜面磨光表面的铝圆柱上的光接收层。

用同样的方法在上述条件下的同类铝圆柱上制备出一个仅一层IR层的样品，用图24所示的同一种制造设备形成该IR层。

将所得光接收元件用于常规的具有数字曝光功能并使用780毫微米波长的半导体激光器的电子摄影复印机，检验了诸如初始充电效率、残余电压和出现重象等电子摄影特性，然后，在重复拍摄150万次之后分别检验充电效率的减少、感光灵敏度的退化以及成象缺陷的增加。

此外还检验了在35℃高温和85%高湿度的环境下，鼓形接收元件上图象流动的情况。

将所得光接收元件的成象部分的上、中、下三部分切下，用SIMS对其进行定量分析，分析各个切下部分的表面层内含有的氢原子含量。沿厚度方向对它们进行IR层锗原子元素剖面的分析。

对于只有IR层的样品，分别在母线方向上将上、中、下三部分切下，用常用的X射线衍射仪测量各部分相对于衍射角接近27°的Si（111）的衍射图案，以检验结晶的存在。

对样品的各种评价结果、氢原子含量定量分析的结果以及结晶度的情况均示于表6。

图27示出锗原子沿厚度方向的元素剖面。

如表6所示，证实了在初始充电效率、有效图象流动和灵敏度退化这些方面的显著改进。

实例3（包括比较实例2）

分析所用的多个鼓形接收元件和样品是在与实例1同样的条件上制造的，只是形成表面层的条件变为表7中所示的条件。

对这些鼓形接收元件及样品作实例1那样的评价和分析，得到表8所示的结果。

实例4

把光电导层的成层条件变成表9的情况，在与实例1同样的条件下制得具有光接收层的多个鼓形接收元件。按与实例1同样的步骤检验这些鼓形接收元件。结果示于表10。

实例5

把IR层的成层条件变成表11的情况，在与实例1相同的条件下，制得具有一层光接收层的多个鼓形接收元件及只有一层IR层的样品。用与实例1相同的步骤对它们进行检验，所得结果示于表12。

实例6

把IR层的成层条件变成表13中的情况，在与实例1相同的条件下，制得具有一层光接收层的多个鼓形接收元件以及只有一层电荷注入阻挡层的样品。用与实例1相同的步骤对它们进行检验，所得结果示于表14。

实例7

分别在与实例1同样的铝圆柱上制备了各自具有一层接触层和一层光接收层的多个光接收元件，接触层按表15中所示的不同的成层条件形成，光接收层在与实例1相同的成层条件下形成。

用与上述情况相同的步骤制备了只有一层接触层的样品。

用与实例1同样的步骤评价所得的光接收元件。用常规的X射线衍射仪对所得的那些样品相对于衍射角接近27°的Si（111）测量其衍射图案，以检验结晶的存在。

结果示于表16。

实例8

分别在与实例1同样类型的铝圆柱上制备各自具有一层接触层和一层光接收层的多个光接收元件，接触层按表17所示的不同的成层条件形成，光接收层在与实例1相同的成层条件下形成。

用与上述情况相同的步骤制备了只有一个接触层的样品。

用与实例1一样的步骤评价所得的光接收元件。用常规的X射线衍射仪对所得的那些样品测量其相对于衍射角接近27°的Si（111）的衍射图案，以检验结晶的存在。

表18示出了所得结果。

实例9

将镜面磨光的圆柱经过各种不同程度的切割工具的磨光工艺。制 得具有图25中的试样以及如表19所述的各种横截面图形的多个圆柱。将这些圆柱放到图24的制造设备中，用在和实例1相同的成层条件下生产鼓形接收元件。用常规的具有数字曝光功能并使用780毫微米波长半导体激光器的电子摄影复印机对所得的鼓形接收元件进行评价。结果示于表20中。

实例10

通过把许多轴承滚珠下落到镜面磨光的圆柱表面上来处理加工，从而形成表面具有许多微小凹坑的不平整表面，并制得具有图26的横截面形式及表21的横截面图形的多个圆柱。将这些圆柱置于图24的制造设备中并用于和实例1同样的成层条件下制备鼓形接收元件。用常规的具有数字曝光功能并使用780毫微米波长半导体激光器的电子摄影复印机对所得的鼓形接收元件进行评价。结果示于表22中。

实例11

使用图24所示的制造设备，在表23所示的成层条件下，制备用于电子摄影术具有一层光接收层的光接收元件，该光接收层设置在具有镜面磨光表面的铝圆柱上。

用与图24所示的同样类型的制造设备，用和上面所述情况中形成IR层相同的方法，在和上面所述情况中一样的铝圆柱上制备只具有一个IR层的样品。

将所得光接收元件用于常规的具有数字曝光功能并使用780毫微米波长的半导体激光器的电子摄影复印机，检验了诸如初始充电效率、剩余电压和出现重象等电子摄影特性，然后，在重复拍摄150万次之后分别检验充电效率的减少、感光灵敏度的退化以及成象缺陷的增加。

此外，还检验了在35℃高温和85%高湿度的环境下鼓形接收元件上图象流动的情况。

将所得的鼓形接收元件的成象部分的上、中、下三部分切下，用SIMS对其进行定量分析，分析各个切下部分的表面层内所含的氢原子的含量。

对于所得的只有IR层的样品，分别在母线方向上切下上、中、下三部分，并用常规的X射线衍射仪测量各部分对衍射角接近27°的Si（111）的衍射图案，以检验结晶的存在。

对样品的各种评价结果、氢原子含量的定量分析结果以及结晶度的情况均示于表24中。

如表24所示，证实了在初始充电效率、有效的图象流动以及灵敏度退化方面的显著改进。

比较实例3

除了成层条件变为表25所示的条件外，用与实例1同样的制造设备和方法制造鼓形接收元件和样品，并用以检验相同的项目。所得结果示于表26。如表26所示，证实了这些样品和实例11相比，在各种项目上都有许多不足。

实例12

使用图24所示的制造设备，在表27所示的成层条件下，制备具有一层光接收层的用于电子摄影的光接收元件，该光接收层设置在具有镜面磨光表面的铝圆柱上。

用与图24所示的同样类型的制造设备，用和上面所述形成IR层时相同的方法，在与上面所述条件中同样的铝圆柱上制备只具有一个IR层的样品。

将所得光接收元件用于常规的具有数字曝光功能并使用780毫 微米波长的半导体激光器的电子摄影复印机，检验了诸如初始充电效率、剩余电压和出现重象等电子摄影特性，然后，在重复拍摄150万次之后分别检验充电效率的减少、感光灵敏度的退化以及成象缺陷的增加。

此外，还检验了35℃和85%湿度的高温高湿环境下鼓形接收元件上图象流动的情况。

将所得的光接收元件的成象部分上、中、下三部分切下，用SIMS对其进行定量分析，分析各个切下部分的表面层内所含的氢原子的含量。并在厚度方向上对电荷注入阻挡层中的硼原子和氧原子以及IR层中的锗原子的元素剖面进行了分析。

分别在母线方向上将此样品上、中、下三部分切下，用常规的X射线衍射仪测量各部分相对于衍射角接近27°的Si（111）的衍射图案，以检验结晶的存在。

对这些样品的各种评价结果、氢原子含量定量分析结果以及结晶度的情况均示于表28。

电荷注入阻挡层中的硼原子（B）和氧原子（O）以及IR层中的锗原子（Ge）沿厚度方向上的元素剖面图示于图28中。

如表28所示，证实了在初始充电效率、图象流动、剩余电压、重象、图象缺陷的增加以及干涉条纹这些项目方面的显著改进。

实例13（包括比较实例4）

在与实例11所示的同样条件下制得供分析用的多个鼓形接收元件和样品，只是把形成表面层的条件改为表29所示的条件。

对这些鼓形接收元件和样品进行与实例11相同的评价和分析，得到了表30所示的结果。

实例14

把光电导层的成层条件变为表31中的情况，在与实例11相同的条件下制得具有一层光接收层的多个鼓形接收元件。用与实例11相同的步骤检验这些鼓形接收元件。所得结果示于表32中。

实例15

除了把形成电荷注入阻挡层的成层条件变成表33所示的条件外，重复实例11中的步骤，由此制备出多个鼓形接收元件和仅具有一个电荷注入阻挡层的样品。

用与实例11同样的步骤检验这些鼓形接收元件。其结果示于表34。

实例16

除了把形成电荷注入阻挡层的成层条件变成表35所示的条件外，重复实例11的步骤，由此制备出多个鼓形接收元件和仅具有一个电荷注入阻挡层的样品。

用与实例11同样的步骤检验这些鼓形接收元件，其结果示于表26中。

实例17

除了将形成IR层的成层条件改为表37所示的条件外，重复实例11的步骤，由此制备出多个鼓形接收元件和只有一层IR层的样品。

用与实例11同样的步骤检验所得的鼓形接收元件。

将所得的各个样品的上、中、下三个部分切下，用常规的X射线衍射仪测量各部分相对于衍射角接近27°的Si（111）的衍射图象，以检验结晶的存在。

所得结果示于表38。

实例18

重复实例11的相同步骤，只是把IR层的成层条件改成表39所示的条件，由此制备出多个鼓形接收元件和仅具有一层IR层的样品。

用与实例11同样的步骤检验所得的鼓形接收元件。

将所得的每个样品的上、中、下三个部分切下，用常规的X射线衍射仪测量各部分相对于衍射角接近27°的Si（111）的衍射图案，以检验结晶的存在。

所得结果示于表40。

实例19

在与实例1相同种类的铝圆柱上，用表41所示的成层条件形成一接触层，用与实例11同样的步骤在该接触层上形成一光接收层。一个仅具有一层接触层的样品被给出。

用与实例11相同的步骤检验所得的鼓形接收元件。

把所得的每个样品切下一部分，并用常规的X射线衍射仪测量这一部分相对于衍射角接近27°的Si（111）的衍射图案，以检验结晶的存在。

所得结果示于表42。

实例20

在与实例1相同种类的铝圆柱上，用表43所示的成层条件形成一接触层，用与实例11同样的步骤在该接触层上形成一光接收层。一个仅具有一层接触层的样品被给出。

用与实例11相同的步骤检验所得的鼓形接收元件。

把所得的每个样品切下一部分，并用常规的X射线衍射仪测量这一部分相对于衍射角接近27°的Si（111）的衍射图案，以检验结晶的存在。

所得结果示于表44。

实例21

将镜面磨光的圆柱经过各种不同程度的切割工具的磨光工艺。制得具有图25中图形以及如表45所述的各种横截面图形的多个圆柱。将这些圆柱放到图24的制造设备中，用于在和实例1相同的成层条件下生产鼓形接收元件。用常规的具有数字曝光功能并使用780毫微米波长的半导体激光器的电子摄影复印机对所得的鼓形接收元件进行评价。

所得结果示于表46。

实例22

对镜面磨光的铝圆柱进行进一步的表面加工，形成表面上具有许多微小凹坑的不平整形状，并提供具有图26所示横截面形式及表47所述的一种横截面图形的多个圆柱。再把这些圆柱放到图24所示的制造设备中用在与实例11相同的成层条件下制备鼓形接收元件。用常规的具有数字曝光功能并使用780毫微米波长的半导体激光器的电子摄影复印机评价所得的鼓形接收元件。

所得结果示于表48中。

Claims (26)

1、一种用于电子摄影的光接收元件，包括：一个用于电子摄影的基底和一个设置在所述基底上的光接收层，其特征在于所述光接收层包括：包括含有硅原子和锗原子的多晶材料的一层长波光吸收层、包括含有硅原子的非晶材料为主要成分的光电导层和包括分子式为A-(Si_xC_1-x)_y∶H_1-y的非晶材料的表面层，其中X为0.1至0.99999，Y为0.3至0.59，并含有41至70原子百分比的氢原子；所述长波光吸收层、所述光电导层和所述表面层按该次顺从所述基底侧迭层在一起。

2、根据权利要求1所述的用于电子摄影的光接收元件，其特征在于长波光吸收层含有至少一种从氮原子、氧原子、碳原子和一种电导率控制的元素中选出的原子。

3、根据权利要求2所述的用于电子摄影的光接收元件，其特征在于电导率控制元素是从化学元素周期表Ⅲ族和Ⅴ族中选出的元素。

4、根据权利要求1所述的用于电子摄影的光接收元件，其特征在于长波光吸收层为30

至50ηm厚。

5、根据权利要求1所述的用于电子摄影的光接收元件，其特征在于长波光吸收层中锗原子含量是基于该层中锗原子和硅原子总含量的1至1×10⁶原子ppm。

6、根据权利要求1所述的用于电子摄影的光接收元件，其特征在于光电导层含有从周期表Ⅲ和Ⅴ族元素中选出的量为1×30^-3至3×10^-2ppm的杂质。

7、根据权利要求1所述的用于电子摄影的光接收元件，其特征在于光电导层含有至少一种从氢原子和卤素原子中选出的总量为1至40原子百分比的原子。

8、根据权利要求1所述的用于电子摄影的光接收元件，其特征在于长波光吸收层含有在厚度方向上呈非均匀分布状态的锗原子。

9、根据权利要求3所述的用于电子摄影的光接收元件，其特征在于导电率控制元素的成分为1×10^-2至5×10⁵原子ppm。

10、根据权利要求1所述的用于电子摄影的光接收元件，其特征在于光电导层含有至少一种从氮原子和氧原子中选出的总量为5×10^-4至30原子百分比的原子。

11、根据权利要求1所述的用于电子摄影的光接收元件，其特征在于光电导层为1至100μm厚。

12、根据权利要求1所述的用于电子摄影的光接收元件，其特征在于表面层含有量为1×10^-3至90原子百分比的碳原子。

13、根据权利要求1所述的用于电子摄影的光接收元件，其特征在于表面层为0.003至30μm厚。

14、根据权利要求1所述的用于电子摄影的光接收元件，其特征在于光接收层还包括一层电荷注入阻挡层，该层包括含有硅原子为主要成分及从周期表Ⅲ和Ⅴ族选出的30至5×10⁵原子ppm的导电率控制元素的非晶材料;所述电荷注入阻挡层设置在长波光吸收层和光电导层之间。

15、根据权利要求14所述的用于电子摄影的光接收元件，其特征在于导电率控制元素是均匀分布在电荷注入阻挡层的整个层区内。

16、根据权利要求14所述的用于电子摄影的光接收元件，其特征在于电导率控制元素是沿电荷注入阻挡层厚度方向呈非均匀分布的。

17、根据权利要求14所述的用于电子摄影的光接收元件，其特征在于电荷注入阻挡层还含有至少一种从氮原子和卤素原子中选出的总量为1至40原子百分比的原子。

18、根据权利要求14所述的用于电子摄影的光接收元件，其特征在于电荷注入阻挡层为1×10^-2至10μm厚。

19、根据权利要求1所述的用于电子摄影的光接收元件，其特征在于光接收层还包括一层增强基底与长波光吸收层之间粘结力的接触层。

20、根据权利要求19所述的用于电子摄影的光接收元件，其特征在于接触层包括，含有硅原子为主要成分、至少一种从氮原子、氧原子和碳原子中选出的量为5×10^-4至70原子百分比的原子和至少一种从氢原子和卤素原子中选出的总量为0.1至70原子百分比的原子的非晶材料或多晶材料。

21、根据权利要求20所述的用于电子摄影的光接收元件，其特征在于接触层还含有在层区域上为均匀分布在厚度方向上为非均匀分布的电导率控制元素。

22、根据权利要求19所述的用于电子摄影的光接收元件，其特征在于接触层为0.02至10μm厚。

23、根据权利要求14所述的用于电子摄影的光接收元件，其特征在于光接收层还包括改善基底与电荷注入阻挡层之间电荷传输的接触层。

24、根据权利要求23所述的用于电子摄影的光接收元件，其特征在于接触层包括含有硅原子为主要成分、至少一种从氮原子、氧原子和碳原子中选出的量为5×10^-4至70原子百分比的原子、至少一种从氢原子和卤素原子中选出的总量为0.1至70原子百分比的原子和在该层区域上均匀分布在厚度方向上非均匀分布的电导率控制元素。

25、根据权利要求23所述的用于电子摄影的光接收元件，其特征为接触层为0.01至10μm厚。

26、使用权利要求1所述的电子摄影过程，包括：

（1）将电场施加于所述光接收元件，以及

（2）将电磁波施加于所述光接收元件，从而形成静电图象。

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