CN87102296A - 用于电子照相的光接收元件 - Google Patents

Abstract

一个用于电子照相的光接收元件，它由基底和在基底上的光接收层构成。光接收层由一个显示光电导性的光电导层和一个表面层构成。光电导层由在硅原子阵列中含有氢原子和卤素原子中至少一种的非结晶材料构成。而表面层由含有硅原子、碳原子和氢原子组分的非结晶材料构成。在表面层中元素组分在层的厚度方向上的分布密度是变化的，以便在与光电导层的界面上获得光学带隙的匹配。表面层中氢原子最大分布密度为41—70原子％。

Description

本发明涉及一种对光线等电磁波敏感的、用于电子照相的光接收元件（这里的光系指广义的概念，包括紫外线，可见光，红外线，X射线和γ射线）。

在成象技术领域中，要求用于电子照相的光接收元件中构成光接收层的光电导材料具有高灵敏度，高信噪比（光电流Ip/暗电流Id），与所照射的电磁波光谱特性相匹配的吸收光谱特性，对光线的快速响应，合适的暗电阻值，並且在使用时对人体无害。尤其是，当光接收元件是装配在用作办公室办公设备的电子照相装置上时，上面所说的无害特性是十分重要的。

从上述立场出发，用非结晶硅（下面表示成“A-Si”）作为光电导材料近来引起了人们的注意。例如，在德国专利公开说明书2746967和2855718中公开了将A-Si应用于电子照相用光接收元件中的情况。

在目前情况下，虽然已经对已有技术中由A-Si构成其光接收层的、用于电子照相的光接收元件进行了改进，分别改进其电的，光的，光电导的特性，诸如暗电阻值，感光灵敏度，对光的响应以及使用时的环境特性，进一步还有随时间推移的稳定性和耐用性等等。但就总的特性来说，仍有进一步改善的余地。

例如，当准备将光接收元件改善成同时具有较高的感光灵敏度和较大的暗电阻时，在使用期间经常可观察到留有残余电势。当这样一种光接收元件被长时间重复使用时，就会产生各种麻烦，例如由于重复使用而产生的疲劳的积累或所谓的重影现象，在这个现象中形成了残象。

此外，在构成A-Si材料的光接收层时，光电导器件中还可包含氢原子或氟原子、氯原子等卤素原子作为原子组分，以便改善其电学性质和光电导特性，可包含用以控制导电类型的硼原子、磷原子等，以及用以改善其它特性的其它原子。根据包含这些原子组分的方式，有时可能会产生一些有关电学性质、光电导特性或介电强度的问题，进一步还有所构成的该层的性质随时间的稳定性问题。

也就是说，经常会产生下述的麻烦。例如，在构成光接收层的光电导层中由于光照所产生的光载流子的寿命不是很长，或在将图象复制到复印纸上时会产生一般被称为“空白区”的图象缺陷，它被认为是由于局部放电击穿现象所造成的，或产生通常被称为“白线”的图象缺陷，它被认为是由于清除刮刀的摩擦所引起的。此外，当光接收层在其表面具有一个有一定膜厚的表面层作为分层时，且该表面层对所用的光基本上是透明的，则由于长时间的磨损使表面层的反射光谱会发生变化。由此，随时间的推移会发生不希望有的变化，特别是在许多情况下与灵敏度等有关的变化。而且，当在高湿度环境中使用或是长期放置在高湿度环境之后立刻使用时，经常形成所谓的模糊图象。

于是，在设计光接收元件时，需要对层的结构，各层的化学组分，制备方法等精心安排，以便随着A-Si材料本身的改进而解决上述的所有问题。

本发明的目的是解决在上述具有一个由A-Si构成的已有技术的光接收层、用于电子照相的光接收元件中存在的各种问题。

本发明的另一个目的是提供一种用于电子照相的、带有一个光接收层的光接收元件，该光接收层具有一个由A-Si构成的光电导层作为其分层之一，该光电导层具有几乎不随使用环境而变的、很稳定的电学性质，光学性质和光电导特性，具有良好的抗光疲劳特性和良好的耐用性以及抗湿特性，而在重复使用后不产生任何损坏现象，且完全没有或基本上没有可观察到的残余电势。

本发明的另外一个目的在于提供一种用于电子照相的、带有一个光接收层的光接收元件，该光接收层具有一个由A-Si构成的光电导层作为其分层之一，该光电导层在基底与设置在基底上的层之间或在叠成的各层之间具有良好的粘着性，它使结构安排上紧凑而牢固，也使层具有高质量。

本发明的另一个目的在于提供一种用于电子照相的光接收元件，它显示出良好的电子照相特性。为了形成静电图象而作充电处理时，它能充分地保持电荷，以至于当用它作为电子照相用的光接收元件时，常规的电子照相方法可被有效地使用。

本发明的再一个目的在于提供一种能够容易地获得一个高质量图象的、用于电子照相的光接收元件，所得图象密度高，半色调清晰，分辨率高，並在长期使用时没有任何图象畸变或出现模糊图象。

本发明还有另一个目的，它在于提供一种具有高感光灵敏度、高信噪比的特性和高介电强度的用于电子照相的光接收元件，並且在长期使用的过程中，它能够保持在不变的状态下。

按照本发明，提供了一种由基底和在基底上的光接收层构成的用于电子照相的光接收元件，光接收层由显示光电导性的光电导层和一个表面层构成，光电导层由一种在硅原子阵列中包含氢原子和卤素原子之中至少一种原子组分的非结晶材料构成（下面缩写成“A-Si（H，X）”）;表面层由一种包含硅原子，碳原子和氢原子作为组分的非结晶材料构成，所述的表面层中碳原子的密度分布沿层的厚度方向是变化的，以便与上述光电导层在界面上获得光学带隙的匹配，而在所述的表面层内氢原子的最大分布密度为41-70原子%。

附图的简要说明：

图1A至图1H及图28至32是本发明的用于电子照相的光接收元件最佳实施例中层的结构的示意图;

图2A至2C及图3至5为基底表面的不平坦形状以及制备这种不平坦形状的方法的示意图;

图6至9是在表面层中碳原子和氢原子沿层的厚度方向的分布状态的示例;

图10至14是在电荷注入阻挡层中的位于周期表中Ⅲ族和Ⅴ族的原子沿层的厚度方向分布状态的示例;

图15至21是在电荷注入阻挡层中氧原子和/或氮原子和/或碳原子沿层的厚度方向分布状态的示例;

图22至27是在长波吸收层中锗原子沿层的厚度方向分布状态的示例;

图33是采用辉光放电的制备装置的示意图，该装置是用来形成本发明的用于电子照相的光接收元件中光接收层的装置的一个例子;

图34及图37至42是各种原子分布状态的示意图;

图35和图36是在本发明实施例中所用基底的截面形状的示意图。

下面将参照附图对本发明的光接收元件作详细描述。

图1A示出本发明的用于电子照相的光接收元件的第一个最佳实施例中层的结构。

图1A中所示的用于电子照相的光接收元件100具有一个置于基底101上的光接收层102作为光接收元件，光接收层102具有一个由光电导层103和表面层104构成的层状结构。光电导层103由A-Si（H，X）构成並具有光电导性，表面层104由一种含有硅原子、碳原子和氢原子作为组分的非结晶材料构成，组分的分布密度被确定为使得在与光电导层的界面上能够获得光学带隙的匹配。表面层内氢原子的最大分布密度为41-70原子%。

本发明的用于电子照相的光接收元件设计成具有如上所述的层状结构时，就能解决上面提到的各种问题，并能显示出极优良的电学、光学和光电导特性以及介电强度和使用环境特性。

特别是，由于它的电学性质稳定且具有高灵敏度和高信噪比以及良好的抗光疲劳性，重复使用特性，抗湿性和介电强度，则残余电势对图象的形成根本没有影响，由此在长期使用过程中可以稳定地获得高密度、半色调清晰、高分辨率的图象。

基底：

本发明中所用的基底可以是导电的，也可以是绝缘的。作为导电基底，可被提到的金属诸如NiCr，不锈钢，Al，Cr，Mo，Au，Nb，Ta，V，Ti，Pt，Pd等，或它们的合金。

作为绝缘基底，通常可以采用合成树脂薄膜或薄片，包括聚酯，聚乙稀，聚碳酸酯，醋酸纤维素，聚丙稀，聚氯乙烯，聚偏二氯乙稀，聚苯乙稀，酰胺等等，还可采用玻璃，陶瓷和纸等等。这些绝缘基底最好应具有至少一个受到导电处理的表面，这对于将其它层置于作过所述导电处理的一侧是需要的。

例如，玻璃的导电处理可通过在其上制备一个NiCr，Al，Cr，Mo，Au，Ir，Nb，Ta，V，Ti，Pt，Pd，In₂O₃，SnO₂，或ITO（In₂O₃+SnO₂）薄膜来实现。另外，一种合成树脂薄膜，例如聚酯薄膜，可以采用真空蒸汽沉积、电子束沉积或溅射一种金属如NiCr，Al，Ag，Pb，Zn，Ni，Au，Cr，Mo，Ir，Nb，Ta，V，Ti，Pt等，或采用金属的层压法处理而在其表面上受到导电处理，从而使表面具有导电性。基底可以作成任何形状，如圆筒状、带状、片状或其它形状，这可根据需要而定。例如，它可以按需要而作成环带状或一个圆筒形，以便用于连续的高速复制。基底可以具有一定厚度，它被适当地确定以使得可以形成所需要的光接收元件。当要求光接收元件具有一定的柔韧性时，基底可被作得尽可能的薄，只要可以起到支撑的作用即可。但是，在这种情况下，从基底的制造和加工以及机械强度的角度出发，其厚度一般是10μ或更多些。

特别是，在采用相干光，例如激光束进行图象记录的情况下，为了消除出现在可见图象中的由于所谓的干涉条纹导致的图象缺陷，可将基底表面作成不平坦的形状。

在基底表面上形成不平坦形状的方法，可以采用在切削加工机床，例如铣床、镟床上预定的位置上安装一个具有V形刮刀的刀头，按照一个所需的预定程序将圆筒形基底转动，同时沿某一方向作规则的移动，并对基底表面进行精细的切削加工，由此形成了一个不平坦的形状，间隔和深度。由这样一种切削加工所形成的厚度不匀性所产生的倒V字形凸状物具有以圆筒形基底中心轴为其中心的螺旋结构。该倒V字形凸出物的螺旋结构可以被做成一种多重的螺旋结构，例如双重的或三重的结构或者一种交叉的螺旋结构。

此外，除了螺旋结构之外还可引入一种沿中心轴的平行线结构。

在基底表面上形成的不平坦凸状的纵断面形状作成倒V字形，以在所构成的各层中微细的行内形成一个层厚的不均匀性，从而保证基底与直接安置在基底上的层之间具有良好的粘接性能和合适的电接触。但是，最好将它作成如图2所示的等腰三角形、直角三角形或不等边三角形。在这些形状中，以等腰三角形和直角三角形为最好。

本发明中，在处理基底时，应当对设置在基底表面上的不平坦形状的相应尺寸进行调节，从而按照下面所述的观点达到本发明的目的。

即首先，构成光接收层的A-Si（H，X）层对所形成的层的表面状态是敏感的，且层的质量随表面状态会发生很大变化。

因此，需要调节置于基底表面上的不平坦形状的尺寸，以使不会产生A-Si（H，X）层质量的下降。

其次，如果在光接受层的自由表面上具有非常不平坦的形状，则在成象之后的清除操作中就不可能进行彻底的清除。另外，当使用刮刀进行清除时，就存在使刮刀更快损坏的问题。

对在上述沉积层中出现的问题，在电子照相过程中的问题以及防止干涉条纹图案出现的条件进行研究的结果表明，在基底表面上的凹状间距最好应为0.3μ至500μ，1μ至200μ更好，5μ至50μ最佳。

同时凹状的最大深度最好应为0.1μ至5μ，0.3μ至3μ更好，0.6μ至2μ最佳。当基底表面上凹形的间距和最大深度处于上面规定的范围之内时，凹形（或直线状凸出部分）斜面的倾斜度可为10至20°，最好为3°至15°，4°至10°最佳。

另一方面，在这样的基底上所沉积的各层由厚度不均匀性造成的最大厚度差，在同一间隔内最好应为0.1μ至2μ，0.1μ至1.5μ更好，0.2μ至1μ最佳。

另外，在使用相干光，例如激光光束的情况下，作为一种消除由于干涉条纹图案产生的图象缺陷的替换方法，也可在基底表面上制作具有一组球状凹痕的不平坦形状。

就是说，基底表面上具有比用于电子照相的光接收元件所要求的分辨率更为精细的不平坦程度，而该不平坦度由许多球状凹痕形成。

下面参照图4和图5将给出用于电子照相的光接收元件中基底表面的形状，以及制备它的实施例的说明，但是本发明的光接收元件中基底的形状及其制备方法不限于此。

图4是根据本发明的用于电子照相的光接收元件中基底表面形状的一个典型例子，对不平坦形状的部分的放大示意图。

在图4中，1601表示基底，1602为基底的表面，1603是一个刚性球体，1604是球状凹痕。

图4进一步表示出一种用于获得基底表面形状的制备方法实施例。更具体地说，通过使一个刚性球体1603从距基底表面1602一定高度的位置上自由下落，並撞击基底表面1602，由此可以形成一球状凹痕1604。而且，采用大量的、基本具有相同直径的刚性球体1603，並让它们同时或相继地从同样高度h落下，就能在基底表面1602上形成大量具有相同曲率半径R和深度D的球状凹痕1604。

上述在表面具有由大量球状凹痕构成的不平坦形状的基底的一个典型例子示于图5中。在图5中，1701表示基底，1702是不平坦的凸起面，1703是刚性球体，而1704是不平坦的凹面。

就此而论，本发明中用于电子照相的光接收元件的基底表面上由球状凹痕构成的不平坦形状的曲率半径R和宽度D，对于在本发明的光接收元件中有效地防止产生干涉条纹来说是重要的因素。本发明的发明者已经作过各种实验並发现了以下事实。即，当曲率半径R和宽度D满足下面公式时：

(D)/(R) ≥0.035

由于错位干涉现象使每个凹痕内存在0.5个以上牛顿环。进一步如果它们满足下面公式：

(D)/(R) ≥0.055

由于错位干涉现象使每个凹痕内存在1个以上牛顿环。

由这些事实看来，为了将光接收元件中作为整体产生的干涉条纹分散于各个凹痕内，並由此防止在光接收元件中产生干涉条纹，上述的D/R应为0.035以上，最好为0.055以上。

此外，带凹痕的不平坦形状的宽度D最大约为500μ，200μ或更小一点为好，最好为100μ以下。

图3示出根据上述方法制备的、在基底1501上由光电导层1502和表面层1503构成的光接收层1500的例子。表面层1503有一个自由表面1504。

在本发明中，为了有效地达到发明的目的，置于基底101，1501上並构成光接收层102，1500一部分的光电导层103，1502是由下面这些具有半导体特性、並对辐照光呈光电导性的A-Si（H，X）构成的：

（1）P型A-Si（H，X）……只含有受主，或者施主和受主都有，但受主浓度（Na）相对较高;

（2）P型A-Si（H，X）……在（1）型中，当只含有受主时，其浓度（Na）小于（1）的浓度，或是当施主和受主都有时，所含的受主浓度比（1）要低;

（3）n型A-Si（H，X）……只含施主，或者施和受主均有，但施主浓度（Nd）相对较高;

（4）n型A-Si（H，X）……在（3）型中，当只有施主时，所含施主的浓度（Nd）较（3）为低，当施主和受主均有时，其中施主的浓度比（3）低;

（5）i型A-Si（H，X）……Na≈Nd≈0或Na≈Nd。

本发明中，掺进光电导层103，1502中的卤素原子（X）可为F，Cl，Br和I，以F和Cl为最好。

在本发明中，由A-Si（H，X）构成的光电导层103，1502的形成可采用利用放电现象的真空沉积方法来实现，例如用辉光放电方法，微波放电方法，溅射方法或离子喷镀方法。例如，对于采用辉光放电方法形成的由A-Si（H，X）构成的光电导层103，1502，其形成的基本过程包括：将用于引入氢原子（H）的原料气体和/或用于引入卤素原子（X）的原料气体与用来提供硅原子（Si）的原料气体一起送入沉积室，在沉积室内部可进行减压，其中产生辉光放电，从而在一个置于沉积室内一定位置上的基底表面上形成一个A-Si（H，X）层。当采用溅射方法来形成它时，可将用于引入氢原子（H）的原料气体和/或引入卤素原子（X）的原料气体送入溅射室，然后在惰性气体环境中，例如在Ar，He，或这些气体的混和气体气氛中在Si靶上进行溅射。

在本发明中用于提供Si的原料气体可包括气态的或可气化的氢化硅（硅烷），例如SiH₄，Si₂H₆，Si₃H₈，Si₄H₁₀和其它有效的材料。特别是，对于在层的形成过程中较易加工和提供Si的有效性而言，最好采用SiH₄和Si₂H₆。

本发明所用的作为引入卤素原子的有效原料气体，可被提到的是一些卤族化合物，例如卤素气体，卤化物，卤间化合物和用卤素取代的硅烷衍生物，它们是气态的或可气化的。

此外，在本发明中采用由硅原子和卤素原子构成的、含有卤素原子的气态或可气化的硅化合物也是很有效的。

本发明中适用的卤族化合物可包括：卤素气体如氟，氯，溴和碘，以及卤间化合物，如BrF，ClF，ClF₃，BrF₅，BrF₃，IF₃，IF₇，ICl，IBr等等。

作为含卤素原子的硅化合物，卤化硅诸如SiF₄，Si₂F₆，SiCl₄，SiBr₄或类似的物质是较适用的。

当采用辉光放电方法，並使用这样一种含卤素原子的硅化合物来形成本发明中特有的光接收元件时，可以在一个给定基底上形成一个由含卤素原子（X）作为组分的A-Si∶H构成的层，而不使用氢化硅气体作为提供Si的原料气体。

当采用辉光放电方法形成含卤素原子的层时，其基本过程包括：将一种提供Si的原料气体，即一种卤化硅气体和一种气体如Ar，H₂，He等以预定的比例适量送入沉积室，随后激发辉光放电以形成一个这些气体的等离子体环境，由此在基底上形成一个光电导层。为了在其中引入氢原子，也可将含氢原子的硅化合物气体以适当的比例与这些气体混和以形成一层。

用于引入相应原子的每种气体既可以是一种气体，也可以是多种气体按一定比例的混和气体。

对于采用反应溅射方法或离子喷镀方法形成一个A-Si（H，X）层，例如在采用溅射方法的情况下，采用Si靶並在一个适当的等离子体气体环境中进行溅射。此外，在采用离子喷镀方法的情况下，一种多晶硅或单晶硅被放在一个蒸发沉积舟中作为蒸发源，硅蒸发源由电阻加热法或电子束方法（EB方法）加热而蒸发，从而让蒸发了的悬浮物质穿过一适当的等离子体气体环境。

在这个过程中，无论是采用溅射方法还是离子喷镀方法，为了将卤素原子引入所形成的层中，一种上述的卤族化合物气体或上述的含卤素的硅化合物可被引入沉积室以在其中形成一个等离子体环境。

当要引入氢原子时，一种用于引入氢原子的原料气体，例如H₂或上述的气体如硅烷可以被送入沉积室，随后形成了该气体的等离子体环境。

本发明中，可以有效地采用上述含卤素的卤族化合物或硅化合物作为引入卤素原子的原料气体。另外，也可采用含氢组分的气态或可气化的卤化物，如卤化氢，包括HF，HCl，HBr，HI和类似物质或者卤代氢化硅，包括SiH₂F₂，SiH₂I₂、SiH₂Cl₂，SiHCl₃SiH₂Br₂，SiHBr₃及类似物质作为一种形成光电导层的有效的原材料。

这些含氢原子的卤化物可被很好地用作引入卤素原子的原材料，它们在引入卤素原子以形成光电导层的过程中，能够有效地将氢原子引入该层中以控制电学的和光电导的特性。

为了将氢原子从结构上引入该层，H₂或氢化硅气体，包括SiH₄，Si₂H₆，Si₃H₈和Si₄H₁₀等可以与一种用来提供Si的硅化合物共存在沉积室中，在其中放电被激发。

例如，在采用反应溅射方法的情况下，使用Si靶，並将一种引入卤素原子的气体和氢气一起送入沉积室，如果需要的话还可将惰性气体如He，Ar等一起送入，在其中形成一等离子体环境以对Si靶进行溅射，从而在基底上形成一个A-Si（H，X）层。

另外，为了掺杂，也可加入一种诸如B₂H₆的气体或其它气体。

根据本发明的用于电子照相的光接收元件中的光电导层内所掺入的氢原子（H）或卤素原子（X）的数量，或者这些原子的总量可为1-40原子%，最好是5-30原子%。

在光电导层中氢原子（H）和/或卤素原子（X）的含量可以由控制基底温度、被送入沉积装置系统的用来掺入氢原子（H）和/或卤素原子（X）的原料数量以及放电功率等来控制。

本发明中，在采用辉光放电方法或溅射方法来形成光电导层103，1502时，所用的稀释气体可包括所谓的稀有气体如He，Ne，Ar等，这些气体较为适用。

为了使光电导层103，1502具有（1）至（5）其中之一的半导体特性，在该层的形成过程中，可以控制一定的数量将n型杂质、p型杂质，或同时将两种杂质掺入该层中。作为这样的杂质，p型杂质可包括周期表中Ⅲ族原子，如B，Al，Ga，In，Tl等作为适用的杂质;n型杂质可包括周期表中Ⅴ族原子，如N，P，As，Sb，Bi等较为适用。B，Ga，P，Sb等最为适用。

本发明中，当周期表Ⅲ族或Ⅴ族原子作为杂质被含于整个光电导层103，1502的区域时，主要显示出控制导电类型和/或电导率的效应。

在这种情况下杂质的含量较低，可为1×10^-3-3×10²原子ppm，最好是5×10^-3-10²原子ppm，1×10^-2-50原子ppm为最佳。

此外，氧原子和氮原子至少其中之一可被包含在光电导层的整个区域中，其含量应不损害光电导层所需的特性。

当氧原子被包含在本发明的光电导层103，1502整个区域中时，主要造成较高的暗电阻並改善了基底与光电导层之间以及光电导层与表面层之间的粘接性能。但是，最好氧原子的含量应较小，以避免光电导层103，1502光电导特性的变劣。

对于氮原子来说，除了上述各点之外，与Ⅲ族原子的共存，特别是与B（硼）的共存可改善感光灵敏度。氧原子、氮原子的含量，或两种原子的总量可为5×10^-4-30原子%，最好为1×10^-3-20原子%，2×10^-3-15原子%为最佳。

为将杂质掺入光电导层103，1502，用于引入杂质的原料可以和形成光电导层103或1502的主要原料一起，在层的形成过程中以气态形式送入。这种用于引入杂质的原料应适当地选择，使它在常温常压下是气态的，或至少在层的形成条件下是容易气化的。

用于引入杂质的这种原料的特例可包括：PH₃，P₂H₄，PF₃，PF₄，PCl₃，AsH₃，AsF₃，AsF₅，AsCl₃，SbH₃，SbF₃，SbF₅，BiH₃，BF₃，BCl₃，BBr₃，B₂H₆，B₄H₁₀，B₅H₉，B₅H₁₁，B₆H₁₀，B₆H₁₂，B₆H₁₄，AlCl₃，GaCl₃，InCl₃，TlCl₃或类似的物质。

为了掺入氧原子和氮原子之中所选择的至少一种原子，在采用辉光放电的情况下，一种含有氧原子和氮原子之中至少一种元素的化合物可以与形成光电导层103，1502的原料气体一起送入沉积室，在沉积室内部可以进行减压，在其中激发一个辉光放电以形成光电导层103或1502。

作为引入氧原子原料的含氧化合物可包括氧气（O₂），一氧化碳（CO），二氧化碳（CO₂），一氧化氮和二氧化氮等。

作为引入氮原子原料的含氮化合物可以采用氮气（N₂），一氧化氮，二氧化氮和氨等。

另一方面，当采用溅射方法形成光电导层103，1502时，用于溅射的靶子可由以适当比例混和的（Si+Si₃N₄）或（Si+SiO₂）混合物来构成，或是由两片Si晶片和Si₃N₄晶片，或两片Si晶片和SiO₂晶片构成。此外，一种含氮化合物的气体或一种含氧化合物的气体可与用于溅射的气体一起送入沉积室，如与Ar气等一起送入沉积室。在其中对Si靶进行溅射以形成光电导层103或1502。

在光电导层103或1502的形成过程中，在层的形成期间基底的温度是影响层的结构和特性的重要因素。而在本发明中，在层的形成期间基底的温度应当被严格控制以使能按要求制成具有预期特性的光电导层103或1502。

为了有效地达到本发明的目的，在形成光电导层103或1502时基底的温度应选择在相对于形成光电导层103或1502所用方法的各自的最佳范围之内。但它一般可为50℃至350℃，最好为100℃至300℃。对于光电导层103或1502的形成来说，采用辉光放电方法或溅射方法是有优点的，理由是用这样的方法较易对构成该层的原子组分的比例进行严格控制，以及对层厚的控制。而采用这些方法来形成光电导层103或1502的情况下，与上述基底温度类似，在层的形成期间的放电功率或气体压强也是影响光电导层103或1502特性的一个重要因素。

为了有效地大量制备具有本发明目的中所提特性的光电导层103或1502，放电功率条件一般为10至1000瓦，最好为20至500瓦。在沉积室内的气体压强为0.01至1托，最好为0.1至0.5托。

本发明中，在光电导层103，1502形成期间，基底温度的适用数值范围和放电功率可以是上述范围内的值，但是这些形成层的因素不是孤立地分别确定的，而应当基于相互间的有机联系来建立形成各层的诸因素的最佳值，以便可以形成具有适当特性的光电导层103，1502。

光电导层103或1502的层厚可被适当地确定，使得由具有适当光谱特性的光辐照而产生的光载流子能被高效率地传输。层的厚度可为1μ至100μ，最好是2μ至50μ。

在光电导层103或1502上形成的表面层104或1503具有一个自由表面105或1504，设置它主要是为了达到本发明在抗湿，连续重复使用特性，介电强度，使用环境特性和耐用性等方面的目的。

並且，在本发明的光接收元件中，在表面层104或1503与光电导层103或1502之间的界面上两层的光学带隙Eg应当互相匹配，或至少匹配到能基本上防止入射光在表面层104或1503与光电导层103或1502之间界面上产生反射的程度，这一点是极为重要的。并且这提出了一个与氢含量有关的适用条件，这也是很重要的。进一步，在本发明中，在表面层104或1503接近表面的区域内调整氢的含量是有必要的，至少有必要对最外层表面调整为一定的浓度。

为了满足上述条件，在表面层104或1503内元素组分的分布状态要在严格的控制条件下来确定。

另外，除了上述条件之外，在表面层104或1503的自由表面的边缘部分，另一点需要考虑的是，表面层104或1503所具有的光学带隙Eg在表面层自由表面的边缘部分上应足够大，以保证有足够的入射光到达设置在表面层下面的光电导层103或1502。而且，当在表面层自由表面的边缘部分上形成的光学带隙Eg足够大时，在层的构成同时可以使光学带隙Eg在表面层与光电导层之间界面上得到匹配。表面层104或1503所具有的光学带隙Eg应构成为，使得至少包含这样的区域，在该区域中沿表面层的厚度方向上它是连续变化的。

为了在层厚方向上控制表面层光学带隙Eg的数值，一般可采用控制碳原子（C）的量来实现，碳原子是含于表面层内控制光学带隙Eg的主要原子，而且对于氢原子也具有在光学带隙Eg的相应变化形式下使表面层的其它特性达到最佳状况的功能，碳原子的含量应控制在一定分布状态下。

现在参照图6至图9，其中描述在表面层104或1503中沿层的厚度方向上碳原子和氢原子分布状态的一些例子。但本发明不限于此。

在图6至图9中，横轴表示碳原子（C），硅原子（Si），和氢原子（H）的分布密度C，纵轴为表面层的厚度t。图中，t_T表示光电导层与表面层之间的界面位置，t_F表示自由表面位置，实线表示碳原子（C）分布密度的变化，二点线表示硅原子（Si）分布密度的变化，而一点线表示氢原子（H）分布密度的变化。

图6示出含于表面层中的原子（C），硅原子（Si）和氢原子（H）沿层厚方向分布状态的第一个典型例子。在该例中，从界面位置t_T到t₁，碳原子（C）的分布密度C按一次函数从0增加到C₁，而硅原子的分布密度按一次函数从C₂减小到C₃，氢原子的分布密度按一次函数关系从C₄增到C₅。从位置t₁到t_F，原子（C）和硅原子以及氢原子的分布密度分别保持为常数C₁，C₃和C₅。在这里为了解释方便起见，各种成分分布状态的转折点都定在t₁，但是如果它们彼此不同的话，基本上也是没有问题的。

图7所示的例子中，从位置t_T到t_F，碳原子（C）的密度从0变到C₆，硅原子（Si）的密度从C₁变到C₈，而氢原子（H）从C₉变到C₁₀，它们都是分别按一次函数关系变化的。在此例中，由于组分的变化遍及表面层的整个区域，由组分的不连续性所引起的麻烦可得到进一步改善。

另外，也可采用这种形式，其中各种组分的变化率在不时变化，如图8和图9所示。综合图6至图9所示的典型例子，根据所要求的层的特性或制备装置的条件，可作出适当的选择。进一步，在界面上的光学带隙Eg的匹配实际上具有充分的价值，在这种意义上t_T处的碳含量不限于0，而可以取一有限值，并且从这种观点出发，在分布区域中某一间隔内组分的分布不变也是容许的。

表面层104或1503的形成可以采用辉光放电方法，微波放电方法，溅射方法，离子注入法，离子喷镀法，电子束法等方法来实施。可以根据制备条件，设备资金的能力，生产规模，对所制备的用于电子照相的光接收元件所需特性等因素来选用适当的方法。但是辉光放电方法或溅射方法较为适用，由于它们具有一些优点，如较易控制制备条件以制作具有适当特性的用于电子照相的光接收元件，容易将碳原子和氢原子与硅原子一起引入表面层中等优点。

此外，本发明中，表面层104或1503可以由在同一装置中将辉光放电方法和溅射方法结合起来而形成。

采用辉光放电方法形成表面层，在各组分的分布区或常量区中其基本步骤可相同，包括：将用于形成A-（Si_xC_1-x）_y∶H_1-y的原料气体与任选的稀释气体以适当的比例混和，送入一个用于真空沉积的沉积室中，在该沉积室中放置一个基底101或1501，然后激发一个所引入气体的辉光放电以形成一等离子气体，由此将A-（Si_xC_1-x）_y∶H_1-y沉积在预先形成在基底上的光电导层103或1502上。分布区的形成通过调整成分可以很容易地实现，例如，分别调整含碳原子的气体、含硅原子的气体和含氢原子气体的流速等，从刚开始的流速按照一个特定的次序增加流速以达到适当的分布状态。

本发明中，作为形成A-（Si_xC_1-x）_y∶H_1-y的原料气体，可采用许多含有Si，C和H之中至少一种原子作为原子组分的气态物质或可气化的物质。

当采用含Si原子组分的原料气体时，例如，一种含Si原子组分的原料气体，一种含C原子组分的原料气体，和一种含H原子组分的原料气体可以一定比例混和起来，或者也可采用一种含Si原子组分的原料气体和一种含C和H原子组分的原料气体以一定比例混和起来，或者还可用一种含Si原子组分的原料气体与一种含Si，C，H三种原子组分的原料气体作为混合气体。

此外，可以采用由一种含Si和H原子组分的原料气体与一种含C原子组分的原料气体构成的混和气体。另外，在分布区中，上述混和比例可按一预定的次序而改变。

本发明中，用于形成表面层104或1503的原料气体可包括由硅原子（Si）和氢原子（H）构成的氢化硅，例如硅烷，SiH₄，Si₂H₆，Si₃H₈，Si₄H₁₀等，由C和H构成的烃类，例如含有1至4个碳原子的饱和烃类，含有2至4个碳原子的烯烃类或含有2至3个碳原子的炔烃类。

更确切地说，典型的例子有，饱和烃类如甲烷（CH₄），乙烷（C₂H₆），丙烷（C₃H₈），n-丁烷（n-C₄H₁₀），戊烷（C₅H₁₂），及类似物质;烯烃类如乙烯（C₂H₄），丙烯（C₃H₆），丁烯-1（C₄H₈），丁烯-2（C₄H₈），异丁烯（C₄H₈），戊烯（C₅H₁₀），及类似物质;炔烃类如乙炔（C₂H₂），甲基乙炔（C₃H₄），丁炔（C₄H₆）及类似物质。

含Si，C和H原子组分的原料气体的典型例子是烷基硅烷，例如Si（CH₃）₄，Si（C₂H₅）₄及类似物质。除此之外，H₂当然可被有效地用作引入氢原子（H）的原料气体。

为了用溅射方法形成表面层104或1503，一种单晶或多晶Si晶片或C晶片或一个含Si和C混于其中的晶片被用来作为靶子，並在各种气体环境中进行溅射。

例如，当用Si晶片作为靶子时，一种用于引入C和H的原料气体被送入用于溅射的沉积室，以在其中形成一个这些气体的等离子体气氛，並在所述的Si晶片上进行溅射。如果需要的话，该原料气体可由一种稀释气体稀释。在这种情况下，按一定的次序改变含C原料气体的浓度便可形成分布区。

此外，可采用单独的Si靶和C靶，或一片由Si和C混和而成的靶，而溅射是在至少包含氢原子的一种气体环境中进行的。在这种情况下，应采用一种含有C或Si中任一种原子的气体，並按一定次序来改变这些气体的浓度以形成分布区。

作为引入C或H的原料气体，那些上述的在辉光放电方法中应用的气体，在溅射方法中也是适用的。

在本发明中，在采用辉光放电方法或溅射法来形成表面层104或1503时所用的稀释气体可包括所谓的稀有气体，如He，Ne或Ar。

本发明的表面层被精细地形成，使得它具有一个合乎本发明要求的分布区，並具有从整个层的观点出发所要求的特性。

即，由Si，C和H构成的一种物质可以取结晶态到非结晶态的各种形式，电学性能可以从导体、半导体到绝缘体，而光电导特性随制备条件而呈从光电导性到非光电导性。本发明中，严格地选择适当的制备条件，可根据不同目的制备出具有适当特性的A-Si_xC_1-x。

例如，为了提供一种主要用于改善介电强度的表面层104或1503，A-（Si_xC_1x）_y∶H_1-y作为一种具有明显电绝缘性能的非结晶材料安置在使用环境中。

另一方面，为了提供一种主要用于改善连续重复使用特性或使用环境特性的表面层时，上述电绝缘性能可宽限到一定程度，而将A-（Si_xC_1-x）_y∶H_1-y作成一种对辐照光有一定灵敏度的非结晶材料。

在光电导层上形成由A-（Si_xC_1-x）_y∶H_1-y构成的表面层的过程中，在层的形成期间基底的温度是影响所形成的层的结构和特性的一个重要因素。而在本发明中，在层的形成期间基底的温度应当受到严格的控制，使得能够制备出具有适当特性的A-（Si_xC_1-x）_y∶H_1-y。

为有效地达到本发明的目的，对于表面层的形成过程中基底的温度，相应于形成表面层方法的一个最佳范围可通过形成表面层的实践来进行选择，但它可取为50℃至350℃，最好是100℃至300℃。对于表面层的形成，采用辉光放电方法或溅射法是有好处的，这是因为与其它方法相比，它较易对所含原子组分的比例进行严格控制和对层厚进行控制。采用这些方法来形成表面层，在层的形成期间放电功率或气体压强是影响所制成的A-（Si_xC_1-x）_y∶H_1-y特性的重要因素之一。

为了有效地大量制备具有本发明目的所要求特性的A-（Si_xC_1-x）_y∶H_1-y，放电功率条件可取为10至1000W，最好是20至500W。在沉积室中的气体压强可为0.01至1托，最好为0.1至0.5托。

本发明中，在表面层的形成过程中，基底温度和放电功率的适当的数值范围可以是上述那些，但是这些因素不是孤立或分别确定的，各层形成的因素最佳值的确定应建立在相互间的有机联系上，以使得可以形成由A-（Si_xC_1-x）_y∶H_1-y构成的、具有适当特性的表面层104或1503。

在本发明用于电子照相的光接收元件中，表面层中所含碳原子和氢原子的数量，同表面层的制备条件一样，也是形成具有本发明目的所要求特性的表面层104或1503的重要因素。

本发明中含于表面层中碳原子的数量，在分布区中应作适当的变化，根据硅原子和碳原子的总量，它可为1×10^-4-90原子%，最好为1×10^-4-85原子%，1×10^-4-80原子%为最佳;在常量区也应当取为1×10^-3-90原子%，最好1-90原子%，10-80原子%为最佳。在分布区中氢原子的含量可适当地作成常量，或有所变化，根据原子组分的总量，它可以取为1-70原子%;在表面层的常量区，或至少在最外层表面上它可被适当地取为41-70原子%，最好取为45-60原子%。

带有一个具有上述数量范围和上述分布状态，並且在上述制备条件下形成的表面层的光接收元件，作为极优良材料它可被充分利用，在本领域的已有技术中它并没有被发现。

参照一些例子，将描述它的作用。

提及有关带隙匹配的问题，在已有技术中，当光电导层和表面层之间存在一个透明的光学界面时，入射光在所述界面上产生反射，由此可观察到这样的现象，即进入光电导层的入射光量会或多或少地受到在界面上的反射光与在自由表面上的反射光之间干涉的影响。特别是，当采用相干光，例如激光作为光源时，这种趋势更为明显。另一方面，在采用刮刀作为清除方法的复印机中，长期的使用使得表面层不可避免地或多或少受到磨损，这种磨损使得表面层的厚度发生变化而导致上述干涉状态的变化。也就是说，可以看到这样的现象，进入光电导层的入射光量会或多或少地受到磨损的影响。本发明中对带隙匹配的控制，从组分的连续性来说，一方面产生了在界面上减少反射的效果，而且由带隙的改变使光的自吸收具有连续性，起到双重的积极作用。因此，在这种情况下，应当特别提到的这种作用，可以说对上述电子照相的各种适当特性，特别是在长期使用过程中保持这些特性有着显著的效果。

下面，将描述氢原子在表面层中的作用。已经知道在表面层内存在的缺陷（主要是硅原子或碳原子的空键）对用于电子照相的光接收元件的特性产生不好的影响。例如，可以引起由自由表面上的电荷注入导致的充电特性的恶化，还可引起由高温使用环境下表面结构的变化所导致的充电特性的变化，以及在重复使用期间，由于在充电或光照时从光电导层到表面层的电荷注入以及上述表面层缺陷对电荷的吸收而导致的残象现象。

但是，通过将表面层中，至少最外表面区域中的氢含量控制在41原子%以上，就能消除上面所有问题。特别是在电学特性和高速连续使用特性方面能作出重大改善。

另一方面，如果在上述表面中的氢含量变为71原子%以上，则表面层的硬度将下降，这样光接收元件就不能被有效地重复使用。因此，将氢原子在表面层中的含量控制在上述特定的范围之内，对于获得所需优良的电子照相特性来说是很重要的因素之一。在表面层中氢的含量可通过控制氢气的流速，基底的温度，放电功率和气体压强等来控制。

上述光学带隙Eg的匹配与氢原子的包含状态也有特定的关系。特别是，在碳原子（C）的分布区中，氢原子的包含状态是这样的，即调节它的含量以在该区中具有最佳结构和/或将空键减到最少，並且使氢原子含量值成为使氢原子在表面层中起到上面所提的作用所需的数值。碳原子是改变光学带隙的典型组分。换言之，采用最自然的方式使氢原子含量至少在朝向自由表面的边缘是增加的。

因此，本发明表面层中氢原子的包含状态也可以说具有另一种作用，它将下面两种作用配合起来以使得光学带隙Eg的匹配作用和氢原子含量所起的作用都能达到完善程度。

本发明中层厚的数值范围是有效地实现本发明目的的重要因素之一。

本发明中表面层104或1503的层厚的数值范围可以根据最初的目的适当确定，以便能够有效地达到本发明的目的。

另外，表面层的厚度应与光电导层的厚度联系起来适当地确定，这要在对应于各层所需特性的有机联系下进行。另外，还要从经济的角度，包括生产率或总产量的角度来考虑。

本发明中表面层的厚度通常为0.003至30μ，0.004至20μ更好，0.005至10μ最佳。

本发明用于电子照相的光接收元件100中光接收层的厚度可根据所要求的目的适当确定。

在本发明中，光接收层102或1500的厚度，可根据光电导层和表面层之间的层厚关系适当确定，以使构成光接收层的光电导层和表面层各自的特性能够有效地被分别利用，从而有效地达到本发明的目的。而光电导层103或1502的厚度相对于表面层104或1503来说可以达到数百倍至数千倍以上。

在本发明用于电子照相的光接收元件中，为进一步改善基底与光电导层之间的粘着性，也可提供一种由非晶材料构成的粘着层，例如一种至少包含Si₃N₄，SiO₂，SiO，氢原子和卤素原子之一，並且至少包含氮原子，氧原子，碳原子和硅原子之一的非结晶材料。

图1B示出具有这样一个层结构的用于电子照相的光接收元件的例子。

示于图1B中的用于电子照相的光接收元件，除了具有一个粘着层206外，与图1A所示的电子照相用光接收元件有相同的层状结构。就是说，在粘着层206上相继设置光电导层203和表面层204，且光电导层203由与光电导层103相同的材料构成並具有相同的功能，同样，表面层204由与表面层104相同的材料构成并具有相同功能。

粘着层

本发明用于电子照相的光接收元件的粘着层由一种非晶材料或多晶材料构成，它至少包含氮原子，氧原子和碳原子，硅原子之中一种原子，並至少包含氢原子和卤素原子之中任意一种。而且，上述粘着层206上也可包含一种用来控制导电性的物质（价电子控制物）作为原子组分。

即，所述粘着层的主要用途是为了改善基底和光电导层之间的粘着性。另外，由于在所述层中包含一种控制导电性的物质，使得在基底与光电导层之间电子的传输更加有效。

氮原子，氧原子，碳原子，氢原子，卤素原子以及控制导电性的物质可以均匀地含于整个层中，也可以沿层厚方向呈不均匀的分布状态。

本发明中所形成的粘着层中，所含的碳原子，氧原子或氮原子的量，或它们之中至少两种的合数量可被适当地确定，可以取为0.0005-70原子%，0.001至50原子%更好，0.002%至30%为最佳。

粘着层206的厚度，考虑到粘着性能，电荷传输效率，生产效率可以适当地确定它。可取为0.01至10μ，最好为0.02至5μ。

粘着层中氢原子含量，卤素原子的含量或氢原子和卤素原子含量之和可取为0.1至70原子%，0.5至50原子%较好，最好是1至30原子%。

图1C和图1D是本发明用于电子照相的光接收元件的层结构的第三个最佳实施例和第四个最佳实施例的图示。

图1C和图1D所示的用于电子照相的光接收元件上在基底301，401上具有一个光接收层300，400。所述光接收层300，400具有一个层状结构，它由一个电荷注入阻挡层302，402，一个光电导层303，403和表面层304，404构成。此外，406表示一个粘着层。

图1C和图1D中光电导层303，403，表面层304，404，粘着层406分别与图1A和图1B中的光电导层103，203，表面层104，204，和粘着层206相同，因此略去对它们的描述。

图1C和图1D所示的，在用于电子照相的光接收元件中新加的电荷注入阻挡层302，402将详细描述如下。

电荷注入阻挡层

在本发明中，电荷注入阻挡层302，402是由A-Si（H，X）或多晶硅构成，並含有一种用以控制导电性的物质（价电子控制物），它均匀地含于整个层区，或最好是不均匀地集中在所述层302，402中靠近基底一侧。另外，如果需要的话，可含有氧原子和/或氮原子和/或碳原子，它们均匀地含于所述层102的整个层区或部分层区，或最好是不均匀地集中在靠基底的一边，由此改善电荷注入阻挡层102与基底之间的粘着性並控制能带间隙。

作为含于电荷注入阻挡层中的用来控制导电性的物质，可以提到的是在半导体领域中所谓的杂质，如上面对光电导层的描述一样。在本发明中可使用周期表中Ⅲ族原子得到p型导电特性，或用周期表中Ⅴ族原子得到n型导电特性。

图10至14是在电荷注入阻挡层302，402中所含的Ⅲ族或Ⅴ族原子沿层的厚度方向分布状态的典型例子。在图10至14中，横坐标表示Ⅲ族或Ⅴ族原子的分布密度C，而纵坐标是电荷注入阻挡层302，402的厚度t，t_B表示在基底301，401一侧的界面位置，t_T为远离基底一侧的界面位置。即电荷注入阻挡层是形成在从t_B一侧到t_T一侧。

图10表示在电荷注入阻挡层302，402中所含的Ⅲ族或Ⅴ族原子在层的厚度方向上分布状态的第一个实施例。

在图10所示的例子中，从界面位置t_B到位置t₁，所含的Ⅲ族或Ⅴ族原子的密度C取为常数C₁，从位置t₁到界面位置t_T，分布密度C由C₂₂开始逐渐连续减小。在界面t_T处，分布密度为C₂₃。

在图11所示的例子中，所含的Ⅲ族或Ⅴ族原子的分布密度C从位置t_B的C₂₄逐渐连续减小至位置t_T，直到密度变为t_T位置时的C₂₅。

在图12所示的例子中，在位置t_B到t₂之间，Ⅲ族或Ⅴ族原子的分布密度C为一常数C₂₆，在位置t_T则为C₂₇。从位置t₂到t_T，分布密度C以一次函数关系减小。

在图13所示的例子中，从位置t_B到位置t₃分布密度C为常数C₂₈，从位置t₃到位置t_T，分布密度从C₂₉以一次函数关系减至C₃₀。

在图14所示的例子中，从位置t_B到位置t_T，分布密度C取为常数C₃₁。

本发明中，当电荷注入阻挡层302，402含有其分布状态为集中于基底一边的Ⅲ族原子或Ⅴ族原子时，该层最好形成这样一种分布状态，即Ⅲ族或Ⅴ族原子分布密度的最大值可为50原子ppm以上，最好为80原子ppm以上，100原子ppm以上最佳。

本发明中，Ⅲ族或Ⅴ族原子在电荷注入阻挡层302，402中的含量可被适当确定，以便有效地达到本发明的目的，可为30至5×10⁴原子ppm，最好为50至1×10⁴原子ppm，1×10²ppm至5×10³ppm为最佳。

电荷注入阻挡层302，402通过含有前面提及的氧原子和/或氮原子和/或碳原子而具有改善基底301，401与电荷注入阻挡层302，402之间的粘着性，改善电荷注入阻挡层302，402与光电导层303，403之间的粘着性或控制电荷注入阻挡层302，402的能带间隙的效果。

图15至21表示在电荷注入阻挡层中所含的氧原子和/或氮原子和/或碳原子沿层的厚度方向分布状态的典型例子。在图15至21所示的例子中，横坐标表示氧原子和/或氮原子和/或碳原子的分布密度，纵坐标为电荷注入阻挡层302，402的厚度t，t_B表示在基底一侧的界面位置，t_T表示在基底对面一侧的界面位置。即电荷注入阻挡层被形成在从t_B到t_T处。

图15表示了在电荷注入阻挡层中所含的氧原子和/或氮原子和/或碳原子在层的厚度方向分布状态的第一个典型例子。

在图15例中，从界面位置t_B到位置t₄，氧原子和/或氮原子和/或碳原子以一常值的分布密度C₃₂含于其中，从位置t₄到界面位置t_T，分布密度C从C₃₃逐渐连续减至t_T处的C₃₄。

在图16所示的例子中，所含的氧原子和/或氮原子和/或碳原子的分布密度C从位置t_B到位置t_T逐渐连续地由C₃₅减小到t_T处的C₃₆。

在图17所示的例子中，氧原子和/或氮原子和/或碳原子的分布密度从位置t_B至t₅为常数C₃₇，从位置t₅至位置t_T之间，分布密度由C₃₈逐渐连续地减小到基本上为零。

在图18的例中，氧原子和/或碳原子的分布密度从位置t_B的C₃₉的位置t_T逐渐连续减少，一直减到位置t_T的基本为零。

在图19所示的例子中，氧原子和/或氮原子和/或碳原子的分布密度C从位置t_B到位置t₆为常数C₄₀，並且从位置t₆到t_T，分布密度由C₄₀以一次函数关系减小到t_T处的C₄₁。

在图20所示的例子中，氧原子和/或氮原子和/或碳原子的分布密度在位置t_B到位置t₇之间为常数C₄₂，且在位置t_T处为C₄₄。从位置t₆到位置t_T之间分布密度由C₄₃以一次函数关系减小到位置t_T处的C₄₄。

在图21所示的例子中，从位置t_B到位置t_T分布密度为一常数C₄₅。

本发明中，当电荷注入阻挡层302，402含有氧原子和/或氮原子和/或碳原子，其分布状态为集中于靠近基底的一边时，氧原子和/或氮原子和/或碳原子或它们之中二种原子之和的分布密度的最大值最好取为500原子ppm以上，800原子ppm以上更好，1000ppm以上最佳。

在本发明中，电荷注入阻挡层中所含的氧原子和/或氮原子和/或碳原子或它们之中二种原子之和的含量可被适当确定，使得可以有效地达到本发明的目的，但它最好是0.001至50原子%，0.002%至40%更好，0.003至30原子%最佳。

本发明中，为获得所需的电子照相特性，亦从经济观点考虑，电荷注入阻挡层的厚度可为0.01至10μ，最好为0.05至8μ，0.1至5μ最佳。

在本发明中，含于电荷注入阻挡层302，402中的卤素原子可为F，Cl，Br和I，最好为F和Cl。

在本发明中，为了形成由多晶硅或A-Si（H，X）构成的电荷注入阻挡层，可使用利用放电现象的真空沉积方法，诸如辉光放电方法，微波放电方法，溅射方法或离子喷镀方法。例如，为了形成一个由多晶硅或A-Si（H，X）构成的层，其基本步骤包括：将用来提供硅（Si）原子的原料气体与用于引入氢原子（H）的原料气体和/或用于引入卤素原子（X）的原料气体一起送入一个沉积室中，在其中可进行减压以激发一个辉光放电，並在预定的基底表面上形成一个由多晶硅构成的或由A-Si（H，X）构成的层，基底被放置在预定的位置上。另一方面，采用溅射方法来形成时，当在诸如Ar，He等惰性气体的气氛中，或由这些气体组成的混和气体中对硅靶进行溅射时，用来引入氢原子（H）和/或卤素原子（X）的气体亦可被送入溅射用的沉积室内。

本发明中所用的用于提供Si的原料气体可包括气态的或可气化的氢化硅（硅烷），诸如SiH₄，Si₂H₆，Si₃H₈，Si₄H₁₀和类似物质，特别是可用SiH₄和Si₂H₆，因为它们在层的形成过程中较易处理，可高效地提供Si原子等等。

本发明中，作为有效地引入卤素原子的原料气体，可以是一些卤族化合物，诸如卤素气体，卤化物，卤间化合物以及由卤素取代的气态或可气化的硅烷衍生物。

此外，在本发明中也可使用气态或可气化的、由硅原子和卤素原子组成的含卤素原子的硅化合物。

本发明中所使用的卤族化合物的典型例子可包括卤素气体如氟，氯，溴，碘，和卤间化合物如BrF，ClF，ClF₃，BrF₅，BrF₃，IF₃，IF₇，ICl，IBr等。

作为含卤素原子的硅化合物，即所谓的由卤素原子取代的硅烷衍生物，最好为卤化硅如SiF₄，Si₂F₆，SiCl₄，SiBr₄或类似物质。

当采用辉光放电方法，使用这类含卤素原子的硅化合物来形成本发明中特定的光电导器件时，可在适当基底上形成一个由多晶硅或含卤素原子的A-Si∶H构成的层，而无需用硅的氢化物气体作为提供Si的原料气体。

在采用辉光放电方法制备含有卤素原子的层时，基本步骤包括：将用于提供Si的卤化硅作为原料气体与诸如Ar，H₂，He等气体以一定的混和比例和一定的气流流速一起送入沉积室，激发辉光放电以产生这些气体的等离子体，由此在适当的基底上可形成适当的层。为了有效地引入氢原子，可在这些气体中再适量混入含有氢原子的硅化合物气体。

所用的各种气体不仅限于单独一种，也可用多种气体按适当比例混合而成。

对于采用反应溅射方法或离子喷镀方法来形成由多晶硅或A-Si（H，X）构成的层，例如采用溅射方法的情况下，采用Si靶並在适当的等离子体气体环境中在其上进行溅射。此外，在采用离子喷镀方法的情况下，将一种多晶或单晶硅放入沉积舟内作为蒸发源，通过电阻加热方法、电子束方法（EB方法）或类似方法对硅蒸发源进行加热使之蒸发，由此使蒸发了的悬浮物质通过一个适当的等离子体气体环境中。

在这个过程中，不论是用溅射方法还是用离子喷镀方法，为了将卤素原子引入所形成的层内，上面提到的卤族化合物气体或含有卤素原子的硅化合物可被送入沉积室内以在沉积室中形成所述气体的等离子体。

当氢原子被引入时，一种用于引入氢原子的原料气体诸如H₂和上述硅烷气体，可被送入用于溅射的沉积室，随后产生所述气体的等离子体气氛。

在本发明中，作为引入卤素原子的原料气体，可有效地采用上述的卤族化合物或含卤素的硅化合物。此外，也可使用含氢原子组分的气态或可气化的卤化物如卤化氢，包括HF，HCl，HBr，HI等或卤代硅氢化物，包括SiH₂F₂，SiH₂I₂，SiH₂Cl₂，SiHcl₃，SiH₂Br₂，SiHBr₃等作为一种有效地形成电荷注入阻挡层和光电导层的原料气体。

这些含氢原子的卤化物在层的形成过程中在引入卤素原子的同时有效地引入氢原子以控制电学和光学特性，它们可被用作引入卤素原子的原料气体。

为了将氢原子从结构上加入所形成的层内，除了上面提到的之外，H₂或氢化硅气体，包括SiH₄，Si₂H₆，Si₃H₈，Si₄H₁₀等可被允许与用于提供Si的硅化合物一起共存于沉积室中，在沉积室内激发放电。

例如，在采用反应溅射方法的情况下，使用硅靶，並将用于引入卤素原子的气体和氢气送入沉积室，必要的话，与惰性气体如He，Ar等一起送入，在沉积室中形成等离子体气体以对硅靶进行溅射，由此在基底上形成一个由多晶硅或A-Si（H，X）构成的层。

此外，也可引入诸如B₂H₆等气体，目的是为了掺杂。

按照本发明的电子照相用光接收元件中在电荷注入阻挡层内加入的氢原子（H）或卤素原子（X）的量或二者的总量最好为1至40原子%，5%至30%更好。

为了控制所形成的层内氢原子（H）和/或卤素原子（X）的含量，可以控制基底温度和/或用于引入氢原子（H）或卤素原子（X）的原料气体送入沉积装置的数量，或控制放电功率。

在采用辉光放电方法或溅射方法形成电荷注入阻挡层时，为了将Ⅲ族或Ⅴ族原子与碳原子，氧原子或氮原子引入电荷注入阻挡层302，402，可将用于引入Ⅲ族或Ⅴ族原子的原料，和用于引入氧原子，氮原子或碳原子的原料与前面所述的用于形成电荷注入阻挡层的原料一起使用，同时控制它们在所形成的层中的数量。

作为引入碳原子，氧原子和/或氮原子的原料，或引入Ⅲ族或Ⅴ族原子的原料，许多包含碳原子，氧原子和氮原子之中至少一种的，或包含Ⅲ族原子或Ⅴ族原子的气态物质或可气化的物质可被利用。

例如，为了引入氧原子，可将含有Si原子组分的原料气体，含有氧原子（O）的原料气体和任意一种含氢原子（H）组分和/或卤素原子（X）组分的原料气体以适当的比例混成混和物使用。此外，含硅原子（Si）组分的原料气体与含有氧原子（O）和氢原子（H）组分的原料气体也可以适当比例混和，或者含硅原子（Si）组分的原料气体与含有硅原子（Si）、氧原子（O）和氢原子（H）三种原子组分的原料气体可作为混和物使用。

作为另一种方法，亦可使用由含硅原子（Si）和氢原子（H）的原料气体与含氧原子（O）的原料气体所构成的混和气体。

作为引入氧原子和氮原子的原料气体，可包括氧气（O₂），臭氧（O₃），一氧化氮（NO），二氧化氮（NO₂），氧化亚氮（N₂O），三氧化二氮（N₂O₃），四氧化二氮（N₂O₄），五氧化二氮（N₂O₅），三氧化氮（NO₃），氮气（N₂），氨（NH₃），重氮氢（HN₃），联氨（NH₂·NH₂）。作为含硅（Si），氧（O），和氢（H）原子组分的化合物，可包括含硅原子（Si），氧原子（O）和氢原子（H）的低级硅氧烷，诸如乙硅醚（H₃SiOSiH₃），三硅氧烷（H₃SiOSiH₂OSiCH₃）等。

当含碳原子的化合物用于引入碳原子的原料时，可包括：含有1至4个碳原子的饱和烃，含2至4个碳原子的烯烃，含2至3个碳原子的炔烃等。

更具体地说，典型的饱和烃如甲烷（CH₄），乙烷（C₂H₆），丙烷（C₃H₈），n-丁烷（n-C₄H₁₀），戊烷（C₅H₁₂）;烯烃如乙稀（C₂H₄），丙烯（C₃H₆），丁烯-1（C₄H₈），丁烯-2（C₄H₈），异丁烯（C₄H₈），戊烯（C₅H₁₀）;以及炔烃如乙炔（C₂H₂），丙炔（C₃H₄），丁炔（C₄H₆）等。

含Si，C和H原子组分的原料气体的例子为烷基硅烷诸如Si（CH₃）₄，Si（C₂H₅）₄等。

当采用辉光放电方法来形成含有Ⅲ族或Ⅴ族原子的电荷注入阻挡层时，用来形成该层的原料气体的原料是从用来形成上述的由多晶硅或A-Si（H，X）构成的电荷注入阻挡层的原料中适当地选出来的，並将用来引入Ⅲ族或Ⅴ族原子的原料也加进去。作为引入Ⅲ族或Ⅴ族原子的原料，可为任何含有Ⅲ族或Ⅴ族原子组分的气态物质或气化的物质。

这种用来引入Ⅲ族原子的原料的典型例子包括，为了引入硼原子的氢化硼，包括B₂H₆，B₄H₁₀，B₅H₉，B₅H₁₀，B₆H₁₀，B₆H₁₂，B₆H₁₄等等;以及卤化硼如BF₃，BCl₂，BBr₃等等。另外，亦可用AlCl₃，GaCl₃，InCl₃，TlCl₃等。

本发明中所用的能有效地引入Ⅴ族原子的原料可包括氢化磷如PH₃，P₂H₄等;卤化磷如PH₄I，PF₃，PF₅，PCl₃，PCl₅，PBr₃，PBr₅，PI₃等用于引入磷原子。另外，AsH₃，AsF₃，Ascl₃，AsBr₃，AsF₅，SbH₃，SbF₃，SbF₅，SbCl₃，SbCl₅，BiH₃，BiCl₃，BiBr₃等也可被用作引入Ⅴ族原子的有效原料。

含有Ⅲ族或Ⅴ族原子的电荷注入阻挡层中Ⅲ族或Ⅴ族原子的含量，可以通过控制沉积室内的气体流速，用作引入Ⅲ族或Ⅴ族原子的原料气体的流速比，放电功率，基底温度和压强等来随意调节。

为了有效地达到本发明的目的，基底温度应在最佳范围内适当选取。当由A-Si（H，X）构成的电荷注入阻挡层302，402被形成时，基底温度通常为50至350℃，最好为100至300℃。当电荷注入阻挡层由单晶硅形成时，基底温度通常应为200℃至700℃，最好为250℃至600℃。

为形成本发明中的电荷注入阻挡层，最好使用辉光放电方法或溅射方法，原因是构成此层的原子组分的比例或层的厚度的严格控制更为容易些，並且在采用这些形成方法来形成电荷注入阻挡层的情况下，在形成过程中放电功率或气体压强也是影响在与上述基底温度相近的温度下制出的电荷注入阻挡层特性的重要因素之一。

为了有效地大量制备具有达到本发明目的所需特性的电荷注入阻挡层，在形成由多晶硅构成的电荷注入阻挡层的情况下，放电功率条件对于基底温度（Ts）为200到350℃时，通常为1100W至5000W，最好为1500到4000W;对于基底温度为350℃至700℃时，通常为100至5000W，最好为200至4000W，而在形成由A-Si（H，X）构成的电荷注入阻挡层的情况下，放电功率条件通常为10至1000W，最好为20到500W。在形成由多晶硅构成的电荷注入阻挡层的情况下，沉积室内的气体压强可为10^-3至0.8托，最好为5×10^-3至0.5托。在形成由A-Si（H，X）构成的电荷注入阻挡层的情况下，则可为0.01至1托，最好为0.1至0.5托。

在本发明中，为了制备电荷注入阻挡层，基底温度和放电功率适当的数值范围，可以是上述范围内的值，但是这些因素不能单独地孤立地确定，而是应当根据相互间的有机联系来确定形成各层的诸因素的最佳值，使得所形成的电荷注入阻挡层具有所需的特性。

图1E和图1F示出本发明电子照相用光接收元件的第五个和第六个最佳实施例。

在图1E和图1F中所示的用于电子照相的光接收元件，在支承光接收元件的基底501，601上有一光接收层500，600，所述的光接收层由一个长波光吸收层507，607，电荷注入阻挡层502，602，由A-Si（H，X）构成的具有光电导性的光电导层503，603，以及表面层504，604组成。606表示一粘着层。

图1E和图1F所示的光接收元件500，600相对于图1C和1D中所示的光接收元件300，400来说，除了具有长波光吸收层（IR层）507，607以外，在图1E中所示的电子照相用光接收元件500完全相同于图1C所示的用于电子照相的光接收元件300，並且图1F所示的电子照相用光接收元件600与图1D中所示的光接收元件相同。

因此，下面除了对长波光吸收层507，607作说明外，其余予以省略。

长波吸收层

在本发明中，长波吸收层507，607是由含硅原子和锗原子的无机材料（多晶材料或非晶材料）构成，在所述层内锗原子可均匀含于整个层内，或者也可沿层的厚度方向以不均匀的分布密度含于整个层内。但是，在任一种情况下，为在平面方向上获得均匀的特性，要求所含锗原子在平行于基底表面的平面方向上，在整个层内具有均匀的分布。即，在长波吸收层507，607内可以在整个层厚的方向上含有锗原子，並且在与光接收层自由表面相对的基底一侧呈密集状态，或与此相反的分布状态。

在本发明的光接收元件中，含于长波吸收层507，607内的锗原子的分布状态应当在厚度方向上采取上述的分布状态，同时在平行于基底表面的平面方向上呈均匀分布状态。

同样，在一个最佳实施例中，在长波吸收层507，607中锗原子的分布状态为：锗原子连续分布于整个层区，在层的厚度方向分布密度C有一个变化，从基底一侧向电荷注入阻挡层一侧分布密度减小，因此长波吸收层507，607与电荷注入阻挡层之间的结合力是良好的。也可使锗原子在靠近基底一侧的端部的分布密度C很大，如下面所述，则基本上不能被光电导层503，603吸收的光可基本上被长波吸收层完全吸收，由此可以防止由于基底表面的反射所引起的干涉。

图22至27表示在本发明的光接收元件的长波吸收层中，所含的锗原子在厚度方向上分布状态不均匀时的典型例子。

在图22至27中，横坐标表示锗原子的分布密度C，纵坐标表示长波吸收层的厚度，t_B为长波吸收层在基底一侧的端面位置，t_T为长波吸收层在与基底相反一侧的端面位置。即，含有锗原子的长波吸收层是从t_B一侧向t_T一侧形成的。

图22表示包含在长波吸收层内的锗原子在厚度方向上分布状态的第一个典型例子。

在图22所示的例子中，在含锗原子的长波吸收层507，607被置于其上的表面与所述长波吸收层507，607的表面相接触的界面位置t_B至位置t₈之间，锗原子以一恒定的分布密度C₄₆含于长波吸收层之中。从位置t₈至界面位置t_T，密度从C₄₇逐渐连续减小，在界面位置t_T处，分布密度成为C₄₈。

在图23所示的例子中，所含的锗原子的分布密度C从位置t_B到位置t_T之间逐渐连续减小，从C₄₉变为t_T处的密度C₅₀。

在图24的情况下，锗原子的分布密度C从位置t_B到位置t₉为常数C₅₁，在位置t₉与位置t_T之间逐渐连续减小，直到分布密度C在t_T处基本上为零（这里，基本上为零意为比可测极限值要小）。

在图25的情况下，锗原子的分布密度从位置t_B到位置t_T由C₅₃逐渐连续减小，直至在位置t_T处基本上为零。

在图26所示的例子中，锗原子的分布密度C在位置t_B和位置t₁₀之间是常数C₅₄，在位置t₁₀和t_T之间分布密度以一次函数关系减小。

在图27所示的例子中，锗原子的分布密度C从位置t_B到位置t_T由密度C₅₆以一次函数关系减小到基本上为零。

如上述参照图22至27描述的，含于长波吸收层中的锗原子沿层的厚度方向分布状态的典型例子，本发明中提供了一种锗原子的分布状态作为最佳实施例，它在基底一侧具有一个锗原子的高分布密度区，並在界面t_T处与基底一侧相比具有一个分布密度很低的部分。作为锗原子在层的厚度方向上的分布状态，层的构成应使得其最大分布密度值C_max根据与硅原子的总量，最好为1000原子ppm以上，5000ppm以上更好，1×10⁴原子ppm以上最佳。

在本发明中，可以适当确定含于长波吸收层507，607中锗原子的含量，以有效地达到本发明的目的。但它最好可为1至10×10⁵原子ppm，100至9.5×10⁵ppm更好，500至8×10⁵原子ppm为最佳。（根据与硅原子的总量）。

上述长波吸收层507，607也可含有至少一种控制导电性的物质（价电子控制物），氧原子，氮原子和碳原子。

作为含于电荷注入阻挡层102中用来控制导电性的物质，可以提到的是半导体领域中的杂质，如对电荷注入阻挡层302，402所解释的那样。

本发明中，在长波吸收层内所包含的用于控制导电性物质的含量可为0.01至5×10⁵原子ppm，0.5ppm至1×10⁴ppm更好，1至5×10³原子ppm为最佳。

在长波吸收层507，607中，氮原子（N），氧原子（O），碳原子（C）的含量或这些原子中两种以上的总量可为0.01至40原子%，0.05%至30%更好，0.1%至25%最佳。

在本发明中，长波吸收层507，607的厚度可为30

至50μ，40

至40μ更好，50

至30μ最佳。

在本发明中，加到长波吸收层中典型的卤素原子（X）为F，Cl，Br，I。特别是最好为F和Cl。

在本发明中，长波光吸收层507，607的形成可采用利用放电现象的真空沉积方法来进行，如辉光放电方法，溅射方法或离子喷镀方法。

例如，为了采用辉光放电方法形成由含硅原子和锗原子的多晶或非晶材料构成的长波吸收层507，607，基本步骤包括：将能够提供硅原子（Si）的原料气体和能够提供锗原子（Ge）的原料气体，可有选择地与用来引入氢原子（H）的原料气体和/或用来引入卤素原子（X）的原料气体一起送入沉积室，沉积室内可进行减压以在所述的沉积室内激发辉光放电，並在预先放置在一定位置上的基底表面上形成一个膜层。另一方面，在采用溅射方法来形成时，可使用一个硅靶，或两片由所述硅靶和一个锗靶组成的靶，或一个由硅和锗混和而成的靶置于如Ar，He等惰性气体环境中或由这些气体混成的气体环境中，用于提供Ge原子的原料气体可有选择地用一种稀释气体如He，Ar等稀释，並有选择地与用于引入氢原子（H）和/或卤素原子（X）一起送入沉积室中进行溅射，並且形成所需气体的等离子体环境。

本发明中所用的作为提供Si原子的原料气体物质可包括气态或可气化的氢化硅（硅烷）如SiH₄，Si₂H₆，Si₃H₈，Si₄H₁₀等，特别是最好为SiH₄，Si₂H₆，因为它们在层的形成过程中容易处理，具有良好的供Si效率等。

作为提供锗原子的原料气体物质可包括气态的或可气化的氢化锗，如GeH₄，Ge₂H₆，Ge₃H₈，Ge₄H₁₀，Ge₅H₁₂，Ge₆H₁₄，Ge₇H₁₆，Ge₈H₁₈，Ge₉H₂₀等等作为有效物质，最好为GeH₄，Ge₂H₆，Ge₃H₈，因为它们在层的形成过程中容易处理，具有良好的供Ge效率等。

作为本发明所用的引入卤素原子的有效气体原料，可以提到的有许多卤族化合物，诸如卤素气体，卤化物，卤间化合物以及气态的或可气化的卤代硅烷衍生物。

此外，在本发明中也可使用由卤素原子和硅原子构成的，气态的或可气化的含卤硅化合物。

本发明中所用的典型卤族化合物可包括，卤素气体，如氟，氯，溴，碘，以及卤间化合物，如BrF，ClF，ClF₃，BrF₅，BrF₃，IF₃，IF₇，ICl，IBr等等。

作为含卤硅化合物，即所谓卤代硅烷衍生物，最好采用卤化硅，如SiF₄，Si₂F₆，SiCl₄，SiBr₄等等。

在采用辉光放电方法並使用含卤硅化合物来形成本发明特定的光接收元件时，可以在适当的基底上形成由含卤素原子的A-Si∶H构成的层，而不用氢化硅气体作为提供Si的原料气体。

在采用辉光放电方法制备含卤素原子层的情况下，基本步骤包括：将卤化硅作为提供硅原子的原料气体，与Ar，H₂，He等气体以一定混和比例和气体流速一起送入沉积室中，並且激发辉光放电以形成这些气体的等离子体环境，由此在适当的基底上可以形成所需的层。为了有效地引入氢原子，含氢原子的硅化合物气体可以适量地进一步混入到这些气体中。

在形成长波吸收层507，607的情况下，作为引入卤素原子的原料气体，可以有效地使用上述卤族化合物或含卤素原子的硅化合物。此外，也可使用气态或可气化的物质，如含氢原子组分的卤化物，例如氢卤化锗，诸如GeHF₃，GeH₂F₂，GeH₃F，GeHCl₃，GeH₂Cl₂，GeH₃Cl，GeHBr₃，GeH₂Br₂，GeH₃Br，GeHI₃，GeH₂I₂，GeH₃I等等，以及卤化锗诸如GeF₄，GeCl₄，GeBr₄，GeI₄，GeF₂，GeCl₂，GeBr₂，GeI₂等等作为形成长波吸收层的有效原料。

所用的各种气体不仅限于单种气体，而且还可采用以一定比例混和起来的多种气体。

对于采用反应溅射方法，或离子喷镀方法形成由A-Si（H，X）构成的层时，例如对于反应溅射方法，可采用一个Si靶，並且在适当的等离子体气体环境中对其进行溅射。另外，在采用离子喷镀方法的情况下，把单晶硅或多晶硅放置在一个蒸气沉积舟内作为蒸发源，利用电阻加热方法或电子束方法（EB方法）对它加热使其蒸发，由此使蒸发的悬浮物质通过适当的等离子体气体环境。

不论采用溅射方法还是离子喷镀方法，在把卤素原子引入所形成的层的过程中，可把上述卤族化合物气体或含卤素原子的硅化合物送入沉积室，以在其中形成所述气体的等离子体气体环境。

当引入氢原子时，可将一种用于引入氢原子的原料气体，如H₂和上述的硅烷气体送入进行溅射的沉积室中，随后形成所述气体的等离子体气体环境。

在本发明中，作为引入卤素原子的原料气体，可以有效地利用卤素化合物或含卤素原子的硅化合物，或含卤素原子的锗化合物。此外，也可利用气态的或可气化的含氢原子组分的卤化物，如卤化氢，包括HF，HCl，HBr，HI等等，或卤代氢化硅，包括SiH₂F₂，SiH₂I₂，SiH₂Cl₂，SiHCl₃，SiH₂Br₂，SiHBr₃等等作为形成长波吸收层的有效原料。

这些含氢原子的卤化物，能在层的形成过程中在引入卤素原子的同时非常有效地引入氢原子以控制电学或光学性能，这些卤化物最适于用作引入卤素原子的原料。

为在结构上将氢原子掺入所形成的层内，除了上述提及的之外，H₂或氢化硅气体，包括SiH₄，Si₂H₆，Si₃H₈，Si₄H₁₀等可被允许与用来提供硅的硅化合物共存于沉积室内，在其中激发放电。

例如，在采用反应溅射方法时，使用一个硅靶，一种用于引入卤素原子的气体和H₂一起送入沉积室，必要时可和一种惰性气体如He，Ar等一起送入，在室内形成一个等离子体气体环境，以对所述硅靶进行溅射，由此形成一个由A-Si（H，X）构成的层。

此外，为了进行掺杂，也可以引入诸如B₂H₆或其它的气体。

根据本发明，加入到用于电子照相的光接收元件的长波吸收层中氢原子（H）或卤素原子（X）的量，或这两种原子的总量可为0.01至40原子%，以0.05至30原子%更好，0.1至25%最佳。

为了控制在所形成的层内氢原子（H）和/或卤素原子（X）的量，可以对基底温度和/或用于引入氢原子（H）或卤素原子（X）的原料数量，或放电功率进行控制。

在采用辉光放电方法或反应溅射方法形成长波吸收层507，607的过程中，为了将Ⅲ族或Ⅴ族原子以及碳原子，氧原子或氮原子掺入长波吸收层507，607中，可以将用于引入Ⅲ族或Ⅴ族原子的原料，和用于引入氧原子，氮原子或碳原子的原料与形成上述长波吸收层的原料一起使用，同时控制它们在所形成的层内的数量。

作为这种用于引入碳原子，氧原子和/或氮原子的原料，或用于引入Ⅲ族或Ⅴ族原子的原料，可以采用许多含有碳原子，氧原子和氮原子，或Ⅲ族原子和Ⅴ族原子之中至少一种的气态的或气化的物质。

例如，为掺入氧原子，一种含硅原子组分的原料，一种含氧原子（O）组分的原料，以及可选择一种含氢原子和/或卤素原子（X）组分的原料可被以一定比例混和起来使用。另外，可以按一定的混和比例将一种含硅原子（Si）组分的原料气体，和一种含氧原子（O）和氢原子（H）组分的原料气体混和起来，或者，可将含硅原子（Si）组分的原料气体和含硅原子（Si），氧原子（O）和氢原子（H）三种原子组分的原料气体混和使用。

作为另一种方法，也可采用由含硅原子（Si）和氢原子（H）的原料气体和含氧原子（O）的原料气体的混和物。

作为引入氧原子和氮原子的原料气体，可包括：氧气（O₂），臭氧（O₃），一氧化氮（NO），二氧化氮（NO₂），氧化亚氮（N₂O），三氧化二氮（N₂O₃），四氧化二氮（N₂O₄），五氧化二氮（N₂O₅），三氧化氮（NO₃），氮气（N₂），氨（NH₃），重氮化氢（HN₃），联胺（NH₂·NH₂）。作为含硅原子（Si），氧原子（O）和氢原子（H）的化合物，可包括低级硅氧烷，如二硅氧烷（H₃SiOSiH₃），三硅氧烷（H₃SiOSiH₂OSiH₃）等等。

作为引入碳原子的原料的含碳化合物，可包括：具有1-4个碳原子的饱和烃，具有2-4个碳原子的烯烃，具有2-3个碳原子的炔烃。

更具体地说，饱和烃的典型例子，如甲烷（CH₄），乙烷（C₂H₆），丙烷（C₃H₈），n-丁烷（n-C₄H₁₀），戊烷（C₅H₁₂）;烯烃，如乙烯（C₂H₄），丙烯（C₃H₆），丁烯-1（C₄H₈），丁烯-2（C₄H₈），异丁烯（C₄H₈），戊烯（C₅H₁₀）;以及炔烃，如乙炔（C₂H₂），丙炔（C₃H₄），丁炔（C₄H₆）等。

含有Si，C和H原子组分的原料气体的典型例子是烷基硅化物，如Si（CH₃）₄，Si（C₂H₅）₄等等。

在采用辉光放电方法形成含Ⅲ族或Ⅴ族原子的长波吸收层507，607时，形成该层的原料气体的原料由形成长波吸收层507，607的原料中适当选择的一种，与一种加入到其中的用于引入Ⅲ族或Ⅴ族原子的原料构成。作为这种引入Ⅲ族或Ⅴ族原子的原料，可以是任何一种含Ⅲ族或Ⅴ族原子组分的气态或气化的物质。

这种用来引入Ⅲ族原子的原料的特例包括用来引入硼原子的原料，如氢化硼，包括B₂H₆，B₄H₁₀，B₅H₉，B₅H₁₀，B₆H₁₀，B₆H₁₂，B₆H₁₄等等;卤化硼，包括BF₃，BCl₂，BBr₃等。此外，也可采用AlCl₃，GaCl₃，InCl₃，TlCl₃等。

在本发明中可被有效使用的引入Ⅴ族原子的原料可包括氢化磷，如PH₃，P₂H₄等;卤化磷，如PH₄I，PF₃，PF₅，PCl₃，PCl₅，PBr₃，PBr₅，PI₃等用以引入磷原子。此外，AsH₃，AsF₃，AsCl₃，AsBr₃，AsF₅，SbH₃，SbF₃，SbF₅，SbCl₃，SbCl₅，BiH₃，BiCl₃，BiBr₃等等也可被用作引入Ⅴ族原子的有效原料。

Ⅲ族或Ⅴ族原子在含有Ⅲ族或Ⅴ族原子的长波吸收层507，607中的含量，可通过控制气流流速，用于引入Ⅲ族或Ⅴ族原子的原料的流速比，放电功率，基底温度和沉积室内的压强来进行控制。

为了有效地实现本发明的目的，基底温度可被适当选择在最佳范围之内。当长波吸收层507，607是由多晶材料形成时，它可为200℃至700℃，最好为250-600℃。当长波吸收层由非结晶材料构成时，它可为50℃至350℃，最好为100℃至300℃。

对于长波吸收层507，607的形成，最好采用辉光放电方法或溅射方法，因为与其它方法相比，容易对层的原子组分比及层的厚度进行控制。並且在采用这些方法来形成长波吸收层时，与上述基底温度相似，在层的形成过程中放电功率或气体压强也是影响长波吸收层507，607特性的重要因素之一。

为了大量有效地制备具有本发明目的所要求特性的长波吸收层507，607，在形成由多晶材料构成的长波吸收层的情况下，放电功率条件可为100至5000W，最好为200至2000W。在形成由非晶材料构成的长波吸收层的情况下，放电功率可为10至1000W，最好为20至500W。在沉积室内的气体压强，在形成由多晶材料构成的长波吸收层的情况下，可为10^-3至0.8托，最好为5×10^-3至0.5托。或者，在形成由非晶材料构成的长波吸收层的情况下，它可为0.01至1托，最好为0.1至0.5托。

在本发明中，制备长波吸收层507，607所需的基底温度和放电功率的数值范围可以采用上述的范围。但是，这些因素不是单独地孤立地确定的。形成各层的诸因素的最佳值应当根据它们相互间的有机联系来确定，以使所形成的长波吸收层具有所需的特性。

图1G和1H表示，本发明用于电子照相的光接收元件的第七个和第11个实施例。

在图1G和1H中所示的电子照相用光接收元件的各层构成，除了由图1E和1F所示的电子照相用光接收元件中的长波吸收层（IR层）707，807代替了图1C和图1D所示的光接收元件中电荷注入阻挡层302，402的位置之外，其余分别与图1C和图1D相同。

在图1G和1H中分别示出的用于电子照相的光接收元件，通过设置在基底701，801与光电导层703，803之间的长波吸收层707，807可以很有效地吸收长波光。由此，在采用激光等相干光时，可以防止产生干涉。

图28至32分别表示用于电子照相的光接收元件的例子，它具有一个与图1C和1D所示的层结构相同的光接收层，光接收层在一个与图3所示的光接收元件的基底1501相同的基底上。

即，在图28至32中，900，1000，1100，1200和1300表示光接收元件，901，1001，1101，1201和1301表示基底，902，1002，1102，1202和1302表示电荷注入阻挡层，903，1003，1103，1203，和1303表示光电导层，904，1004，1104，1204和1304为表面层，905，1005，1105，1205和1305为自由表面，906，1206为粘接层，1107，1207和1307为长波吸收层。

在下面将概述光接收元件的形成方法。

图33表示一个用于制备电子照相用的光接收元件的设备的例子。

图中气罐3302至3306用来密封性地注入形成各层的原料。例如，3302是SiH₄气罐（纯度99.999%），3303为用H₂稀释的B₂H₆气罐（纯度99.999%，下面缩写成B₂H₆/H₂），3304为H₂气罐（纯度为99.99999%），3305为NO气罐（纯度为99.999%），而3306为CH₄气罐（纯度99.99%）。

为使这些气体流入反应室3301，应确认气罐3302至3306的阀门3322至3326以及排气阀3335是关闭的，也需要确认进流阀3312至3316，出流阀3317至3321，以及辅助阀3332和3333是打开的;先打开主阀3334使反应室3301和气体管道被抽成真空。然后，当真空计上的读数变为约5×10^-6托时，关闭辅助阀3332和3333，以及出流阀3321。

参见实例，当如图1F所示的电子照相用光接收元件被形成在圆筒形基底3337上时，将阀3322至3325打开並控制压强使输出气压计3327至3330为1Kg/Cm²，並逐渐打开进流阀3312至3315，使得来自气罐3302的CH₄气体，来自气罐3304的H₂气体，来自气罐3303的B₂H₆/H₂气体，以及来自气罐3305的NO气体流过流量控制器3307至3310。随后，逐渐打开出流阀3317至3320和辅助阀3332，使得各种气体流入反应室3301。在这个过程中，控制出流阀3317至3320，以使SiH₄气体流速，B₂H₆/H₂气体流速和NO气体流速变成适当的数值，同时观察真空计3336的读数，通过控制主阀3334的开启以使反应室内的压强达到所需的值。在确认圆筒形基底3337的温度由加热器3338加热到50至350℃之后，把电源3340调到所需的功率以在反应室内激发辉光放电，同时用手动或用外部驱动马达逐渐改变阀门3318和/或3320，以按照预先设计的流速变化曲线来改变B₂H₆/H₂和/或NO气体的流速，由此控制硼原子和/或氧原子在所形成的层内沿厚度方向的分布密度。

当含硼原子和氧原子的电荷注入阻挡层达到所需的厚度时，出流阀3320和3318被关闭，以切断B₂H₆/H₂和NO气体的流入，同时通过控制出流阀3317和3319来控制SiH₄和H₂气体的流速，随后进行层的形成，由此在电荷注入阻挡层上形成一个不含氧原子和硼原子的具有一定厚度的光电导层。

此外，当形成含氧原子和/或硼原子的光电导层时，可以控制出流阀3318和/或3320到所需的气体流速，而不用关闭。

当电荷注入阻挡层和光电导层中含有卤素原子时，可再将SiF₄等气体进一步加到上述送入反应室3301的气体中。

在形成各层时，根据所选择的气体种类，可加快层的形成速度。例如，在层的形成过程中采用Si₂H₆气体代替SiH₄时，形成速度可提高数倍以提高产量。

此外，为了在上述光电导层上形成表面层，采用与形成光电导层相同的阀门操作的情况下，SiH₄气体，CH₄气体，以及选择一种稀释气体，如H₂等可以按一定的流速比送入反应室3301，随后在适当的条件下激发辉光放电。

含于表面层内的碳原子含量可通过随意改变SiH₄气体和CH₄气体进入反应室3301的气体流速比来进行适当的控制。

同样，含于表面层内的氢原子含量，也可通过随意改变送入反应室3301的H₂气体流速来进行控制。

所有的出流阀，除了那些用于在各层形成时所必需的气体的阀外，都予以关闭。並且为了避免在形成各层时用于形成前一层的气体残留在反应室3301中，和残留在出流阀3317至3321到反应室3301之间的管道中，必要时，可将出流阀3317至3321关闭，全部开启主阀3334並打开辅助阀3332，将系统内部再次抽成真空。

同样，在层的形成过程中，为了具有均匀性，可以利用马达3339以适当的恒定速度放置圆筒形基底3337。

例1A

利用图33所示的制备装置，一个用于电子照相的光接收元件按下面表1所示的制备条件被形成在一个经过镜面处理的铝筒上。光接收元件（下面表示为“感光鼓”）被安在一个电子照相装置上，且在各种条件下，电子照相的特性，诸如初始充电能力，残余电势，重影等被检测，並且检验在连续进行150万次复印之后充电能力的下降，灵敏度的降低以及图象缺陷的增加。此外，在35℃高温和85%高湿度的环境下再对感光鼓的图象变形进行鉴定。並且，完成了整个鉴定的感光鼓在相对于图象上部，中部和下部的位置上被切开以制成一个样品，对它们采用二次离子质谱法对在表面层中所含的氢原子进行定量分析，並且也检验在表面层内沿层的厚度方向上硅原子（Si），碳原子（C）和氢原子（H）的分布曲线。上述测定的结果，及在表面层内氢原子的含量见表2A，而上述组分的分布曲线见图34。如表2A所示，可以看到各项都有明显的优越性，特别是初始充电能力，图象变形，残余电势，重影，以及轴向的光敏不规则性，灵敏度的降低等方面。

比较例1A

如表3A所示，除了制备条件有所改变外，用于分析的感光鼓和样品是用例1A中同样的设备和方法制备的，並且作同样的测定，其结果见表4A。

从表4A可以看出，与例1A相比各项指标均较差。

例2A，比较例2A

如表5A所示，表面层的制备条件有所改变，而其它条件与例1A完全相同，以此制备许多感光鼓和样品用于分析。与例1A相似，这些感光鼓和样品被鉴定和分析，所得结果见表6A。

例3A

光电导层的制备条件改变成如表7A所示，其它条件与例1A相同，以此制备许多感光鼓，並按例1A的类似方法进行评定，结果如表8A。

例4A

光电导层的制备条件改变成如表9A所示，其它条件与例1A相同，制成许多感光鼓，並按例1A相似的方法对其进行评定，结果如表10A。

例5A

在园筒形基底上按照表11A所示的若干条件形成粘着层，然后再按与例1A相同的条件在其上形成光接收元件。不同的是，制备在其上仅具有粘着层的样品。对光接收元件按例1A一样作评定，並且部分样品被切开检验，使用X射线衍射仪，在Si的（111）轴转过27°的衍射角方向上测定衍射图案以判定是否存在结晶态。其结果见表12A。

例6A

在圆筒形基底上采用表13A所示的条件形成粘着层，然后再按与例1A相同的条件在其上形成光接收元件。不同的是，制备在其上仅具有粘着层的样品。对光接收元件按例1A一样作评定，並且部分样品被切开检验，使用X射线衍射仪，在Si的（111）方向转过27°的衍射角方向上测定衍射图案来鉴定是否存在结晶态，其结果示于表14A。

例7A

经过镜面处理的圆筒再用各种角度规格的刀具在车床上加工成许多具有图35所示截面的圆筒，各种截面规格见表15A。所述的圆筒可被很好地安装在图33所示的制备装置中，並按与例1A相似的制备条件制成感光鼓。采用以波长为780毫微米的半导体激光器作为光源的具有数字曝光功能的电子照相装置对所制成的感光鼓进行各种测定，其结果见表16A。

例8A

经过镜面处理的圆筒表面再经过所谓表面凹痕处理，在其中它不断受到大量滚珠的撞击以在表面形成无数击痕，由此制成许多具有图36所示的截面的圆筒，各种截面规格见表17A。所述圆筒被很好地安装在图33所示的制备装置中，並按照例1A相似的制备条件制成感光鼓。对所述的感光鼓采用以780毫微米波长的半导体激光器作为光源的、具有数字曝光功能的电子照相装置进行各种测定，其结果见表18A。

例1B

采用图33所示的制备装置，按照表1B中的制备条件在一个经过镜面处理的铝筒上形成一个用于电子照相的光接收元件。此外，采用图33所示的同样装置，单独地制成仅具有电荷注入阻挡层的相同规格的圆筒样品。光接收元件（下面表示为感光鼓）被安在电子照相装置上，在各种条件下，对它的电子照相特性，诸如初始充电能力，残余电势，重影等进行鉴定，並且测定经过150万次连续复印后充电能力的下降，灵敏度下降及图象缺陷的增加。进一步，在35℃高温和85%高湿度环境中再对图象变形进行测定。完成了测定的感光鼓在对应于图象上部，中部和下部的位置上被切开，采用二次离子质谱法对含于表面层的氢原子进行定量分析。此外，对仅具有电荷注入阻挡层的样品也同样被切开，采用X射线衍射仪在Si的（111）方向转过27°的衍射角上测定其衍射图案，以鉴定是否存在结晶态。上述测定结果，表面层中氢原子含量的最大值，及在电荷注入阻挡层中是否存在结晶态等都表示在表2B中。由表2B可见，相应各指标都明显优越，特别是初始充电能力，图象变形，残余电势，重影，图象缺陷的增加，轴向感光灵敏度的不规则性和灵敏度下降等方面。

比较例1B

除了如表3B中的制备条件有所改变外，用于分析的感光鼓和样品是采用例1B相同的装置和方法制得的，並且进行同样的测定和分析。结果见表4B。

由表4B可见，与例1B相比各项指标都较差。

例2B

采用图33所示的装置，在经过镜面处理的铝筒上按照表5B所示的制备条件形成用于电子照相的光接收元件。此外，采用如图33所示的同样装置，单独地制成仅具有电荷注入阻挡层的相同规格的圆筒样品。光接收元件（下面称为感光鼓）被安在电子照相装置上，在各种条件下，对其电子照相特性诸如初始充电能力，残余电势，重影等进行鉴定，並且测定经过150万次连续复印之后充电能力的下降，灵敏度的下降及图象缺陷的增加。进一步在35℃高温和85%高湿度环境下再对图象变形进行测定。完成了测定的感光鼓在对应于图象上部，中部和下部的位置被切开，采用二次离子质谱法对含于表面层的氢原子作定量分析，並且也测定在表面层中沿层厚方向上硅原子（Si），碳原子（C）和氢原子（H）的分布曲线。进一步测定在电荷注入阻挡层中硼原子（B）和氧原子（O）组分的分布曲线。此外，对仅具有电荷注入阻挡层的样品也同样被切开，並用X射线衍射仪在Si的（111）方向转过27°的衍射角度上测出其衍射图案，以鉴定是否存在结晶态。上述测定的结果，和在表面层中氢原子的最大含量，及在电荷注入阻挡层内是否存在结晶态都列于表6B中。此外，上述元素在表面层中的分布曲线示于图37，上述元素在电荷注入阻挡层中的分布曲线示于图38。

如表6B所示，各项指标都明显优越，特别是初始充电能力，图象变形，残余电势，重影，图象缺陷的增加，轴向感光灵敏度的不规则性，灵敏度的下降等方面。

例3B，比较例2B

如表7B所示的制备条件有所改变，其它条件与例1B相同，制成许多感光鼓以供作同样的测定。测定完的感光鼓以例1B中相同的方式被切开以取得样品，並作同样的分析。所得结果见表8B。

例4B

按表9B所示的制备条件有所改变，其它条件与例1B相同，制成许多感光鼓，对它们按例1B的方法进行测定，结果见表10B。

例5B

电荷注入阻挡层的制备条件按表11B有所改变，其它条件与例1B一样，制得许多感光鼓和仅具有电荷注入阻挡层的样品。这些感光鼓和样品都按例1B的方法进行测定和分析。其结果见表12B。

例6B

电荷注入阻挡层的制备条件按表13B有所改变，而其它条件与例1B相同，制得许多感光鼓和仅具有电荷注入阻挡层的样品。对这些感光鼓和样品都按例1B的方法进行测定和分析，其结果见表14B。

例7B

在圆筒形基底上按表15B所示的制备条件制成粘着层，再按例1B中的制备条件形成光接收元件。另外再制出仅含粘着层的样品。对光接收元件按例1B相同的方法进行测定，同时将样品切开一部分，在相应于Si的（111）方向转过27°的衍射角度上测量其衍射图案以确定是否存在结晶态。上述结果见表16B。

例8B

在圆筒形基底上按表17B所示的制备条件制成粘着层，再按例1B中的制备条件形成光接收元件。另外再制出仅含粘着层的样品。对光接收元件按例1B相同的方法进行测定，同时将样品切开一部分，在相应于Si的（111）方向转过27°的衍射角度上测量其衍射图案以确定是否存在结晶态，其结果见表18B。

例9B

经过镜面处理的圆筒再用各种角度规格的刀具在车床上加工成许多具有图35所示截面的圆筒，各种截面规格见表19B。所述的圆筒被很好地安装在如图33所示的制备装置中，並按与例1B相似的制备条件制成感光鼓。采用以780毫微米波长的半导体激光器作为光源的、具有数字曝光功能的电子照相装置对所制成的感光鼓进行各种测定，其结果示于表20B。

例10B

经过镜面处理的圆筒表面再受到所谓表面凹痕处理，其中它不断受到大量轴承滚珠的撞击以在表面形成无数击痕，由此制成许多具有图36所示截面的圆筒，各种截面规格见表21B。所述圆筒被很好地安在图33所示的制备装置中，並按照与例1B相似的条件制成感光鼓。对所述的感光鼓采用以780毫微米波长的半导体激光器为光源的、具有数字曝光功能的电子照相装置进行各种测定，其结果见表22B。

例1C

采用如图33所示的制备装置，按表1C所示的制备条件，在经过镜面处理的铝筒上形成一个用于电子照相的光接收元件。光接收元件（下面称之为感光鼓）被很好地安在电子照相装置上，並在各种条件下，对其电子照相特性，诸如初始充电能力，残余电势，重影等进行测试，並测定在经过150万次复印之后充电能力的下降，灵敏度的下降和图象缺陷的增加，然后，再将感光鼓置于35℃高温和85%高湿度环境中对图象变形进行鉴定。完成这些测定的感光鼓在对应于图象上部，中部和下部的位置被切开以制成样品，采二次离子质谱法对含于表面层的氢原子进行定量分析。上述测定结果，以及在表面层中氢原子最大含量示于表2C。由表2C可见，各项指标都明显优越，特别是初始充电能力，图象变形，残余电势，重影和轴向感光灵敏度的不规则性及灵敏度的下降等方面。

比较例1C

除了如表3C所示的制备条件有所改变外，用于分析的感光鼓和样品采用与例1相同的装置和方法来制备，並作相同的测定和分析。其结果见表4C。

由表4C中可见，与例1C相比，其各项指标均较差。

例2C

采用如图33所示的制备装置，按照表5C中的制备条件在经过镜面处理的铝筒上形成一个用于电子照相的光接收元件。光接收元件（下面称之为感光鼓）被安在一个电子照相装置中，並在各种条件下，对其电子照相特性诸如初始充电能力，残余电势，重影等进行测试，並测定经150万次连续复印之后充电能力的下降，灵敏度的下降以及图象缺陷的增加。再将感光鼓置于35℃高温和85%高湿度的环境下测定其图象变形。

再将完成这些测量的感光鼓在对应于图象上部，中部和下部的位置上切开以制成样品，采用二次离子质谱法对含于表面层中的氢原子进行定量分析，並且测定在表面层中沿层厚方向上硅原子（Si），碳原子（C），和氢原子（H）的分布曲线。进而测定在电荷注入阻挡层中硼原子（B）和氧原子（O）组分的分布曲线。上述测量结果和在表面层中氢原子的最大含量见表6C。此外，所述的元素在表面层中的分布曲线见图37，而所述的元素在上述电荷注入阻挡层中的分布曲线示于图42。如表6C所示，可以看到各项指标都明显优越，特别是在初始充电能力，图象变形，残余电势，重影和轴向感光灵敏度的不规则性，以及灵敏度的下降等方面。

例3C，比较例2C

表面层的制备条件如表7C所示有所改变，其余条件同例1C，制得许多供分析用的感光鼓和样品。按照与例1C相似的方法将它们进行测定和分析，所得结果见表8C。

例4C

光电导层的制备条件如表9C所示有所改变，其余与例1C相同，制得许多感光鼓，对它们采用类似于例1C的方法进行测定，其结果见表10C。

例5C

电荷注入阻挡层的制备条件如表11C所示有所改变，其它条件均与例1C相同，制成许多感光鼓，对它们采用类似于例1C的方法进行测定，其结果见表12C。

例6C

电荷注入阻挡层的制备条件如表13C所示有所改变，其余条件均与例1C相同，以制成许多感光鼓，对它们进行类似于例1C的测定，其结果见表14C。

例7C

经过镜面表面处理的圆筒再用各种角度规格的刀具在车床上加工成许多具有图35所示截面的圆筒，各种截面规格见表15C。所述圆筒被很好地安在图33所示的制备装置中，並按类似于例1C的制备条件形成感光鼓。采用以780毫微米波长的半导体激光器作为光源的、具有数字曝光功能的电子照相装置对所制成的感光鼓进行各种测定，其结果示于表16C。

例8C

经过镜面加工处理的圆筒表面再经过所谓的表面凹痕处理，其中它不断受到大量轴承滚珠的撞击以在表面形成无数击痕，由此形成许多具有图36所示截面的圆筒，各种截面规格见表17C。所述的圆筒被很好地安在图33所示的制备装置中，並按类似于例1C的制备条件制成感光鼓。对所述的感光鼓采用以780毫微米波长的半导体激光器作为光源的、具有数字曝光功能的电子照相装置进行各种测定，其结果见表18C。

例1D

采用图33所示的制备装置，按照表1D中的制备条件在一个经过镜面处理的铝筒上形成一个用于电子照相的光接收元件。光接收元件（下面称之为感光鼓）被安在一个以780毫微米波长的半导体激光器作为光源的、具有数字曝光功能的电子照相装置上，在各种条件下，对其电子照相的特性，诸如初始充电能力，残余电势，重影等进行检测，再在一个实际的复印机中测定在连续经过150万次复印之后充电能力的下降，灵敏度的下降和图象缺陷的增加。再将感光鼓置于35℃高温和85%高湿度环境中测试其图象变形。完成所有测试的感光鼓在对应于图象上部，中部和下部的位置上被切开以制成样品，采用二次离子质谱法对含于表面层中的氢原子进行定量分析。上述测试结果和在表面层中氢原子最大含量见表2D。由表2D可见，各项指标都明显优越，特别是在初始充电能力，图象变形，残余电势，重影，轴向感光灵敏度的不规则性以及灵敏度的下降等方面。

比较例1D

除了如表3D所示的制备条件有所改变外，采用与例1D相同的装置和方法制出供分析用的感光鼓和样品，並进行同样的测试和分析，其结果见表4D。

由表4D可见，与例1D相比其各项指标均较差。

例2D

采用如图33所示的制备装置，按表5D所示的制备条件在经镜面处理的铝筒上形成一个用于电子照相的光接收元件。该光接收元件（下面称之为感光鼓）被安在一个以780毫微米波长的半导体激光器作为光源的、具有数字曝光功能的电子照相装置中，在各种条件下测定其电子照相特性，诸如初始充电能力，残余电势，重影等，並在实际的复印机中测出经过150万次连续复印之后充电能力的下降，灵敏度的下降和图象缺陷的增加。再将感光鼓置于35℃高温和85%高湿度环境下测定其图象变形。完成这些测试的感光鼓在对应于图象上部，中部和下部的位置上被切开，以制成样品，采用二次离子质谱法对含于表面层中的氢原子进行定量分析，並测定在表面层中硅原子（Si），碳原子（C）和氢原子（H）沿层厚方向上的分布曲线，进而测定在电荷注入阻挡层中硼原子（B）和氧原子（O）在层厚方向上的分布曲线。上述测定结果及在表面层中氢原子最大含量见表6D。此外，上述元素在表面层中的分布曲线示于图37，而上述元素在电荷注入阻挡层中和在长波吸收层中的分布曲线见图39。由表6D可见，各项指标都明显优越，特别是在初始充电能力，图象变形，残余电势，重影和轴向感光灵敏度的不规则性，以及灵敏度的下降，图象缺陷的增加等方面。

例3D，比较例2D

如表7D所示的制备条件有所改变，其它条件与例1D相同，制成许多供分析用的感光鼓和样品，並按与例1D相同的方法对感光鼓和样品进行测定和分析，其结果见表8D。

例4D

光电导层的制备条件如表9D所示有所改变，其余条件与例1D相同，以制成许多供分析用的感光鼓。按类似于例1D的方法对感光鼓进行测试，其结果见表10D。

例5D

电荷注入阻挡层的制备条件如表11D所示有所改变，其余条件均与例1D相同，制成许多感光鼓。对它们采用类似于例1D的方法进行测定，其结果见表12D。

例6D

电荷注入阻挡层的制备条件如表13D所示有所改变，其余条件同例1D，制出许多感光鼓，並采用类似于例1D的方法对它们进行测试，其结果见表14D。

例7D

长波吸收层的制备条件如表15D所示有所改变，其余条件与例1D相同，制得许多感光鼓，对它们采用类似于例1D的方法进行测定，其结果见表16D。

例8D

长波吸收层的制备条件如表17D所示有所改变，其它条件均同于例1D，制成许多感光鼓，並按例1D的方法对它们进行测试，其结果见表18D。

例9D

经过表面镜面处理的圆筒再用不同角度规格的刀具在车床上加工成具有图29所示截面的的圆筒，各种截面规格见表19D。所述圆筒被很好地安在如图33所示的装置中，並按类似于例1D的制备条件制成感光鼓。采用以780毫微米波长半导体激光器作为光源的、具有数字曝光功能的电子照相装置对感光鼓进行各种测试，其结果见表20D。

例10D

经过镜面处理的圆筒表面上再采用所谓的表面凹痕处理法使其不断受到大量轴承滚珠的撞击而形成无数击痕，以制成许多具有图36所示截面形状的圆筒，各种截面规格见表21D。所述圆筒被安在如图33所示的装置中，采用类似于例1D的制备条件制成感光鼓。采用以780毫微米波长的半导体激光器作为光源的、具有数字曝光功能的电子照相装置对其进行各种测试，其结果见表22D。

例1E

采用如图33所示的装置，在经过镜面处理的铝筒上按表1E所示的制备条件形成用于电子照相的光接收元件。再采用如图33同样的装置，在同样规格的圆筒上制成分别仅具有电荷注入阻挡层和仅有长波吸收层的供分析用的样品。该光接收元件（下面称之为感光鼓）被安在一个以780毫微米波长的半导体激光器作为光源的、具有数字曝光功能的电子照相装置中，在不同的条件下，对其电子照相特性，诸如初始充电能力，残余电势，重影等进行测定，再在实际的复印机中测出经过连续150万次复印之后充电能力的下降，灵敏度的下降及图象缺陷的增加。再将感光鼓置于35℃高温和85%高湿度的环境中测试其图象变形。完成了这些测试的感光鼓在对应于图象的上部，中部和下部位置上被切开以形成样品，采用二次离子质谱法对含于表面层中的氢原子进行定量分析。另一方面，将仅具有电荷注入阻挡层的样品和仅有长波吸收层的样品也如法切开，采用X射线衍射仪在Si的（111）方向转过27°衍射角的方向上观测其衍射图案，以判断是否存在结晶态。上述测试结果，及表面层中氢原子的最大含量，在电荷注入阻挡层和长波吸收层中是否存在结晶态等都示于表2E中。由表2E可见，各项指标都明显优越，特别是在初始充电能力，图象变形，残余电势，重影，图象缺陷和轴向感光灵敏度的不规则性，灵敏度的下降等方面。

比较例1E

除了如表3E所示的制备条件有所改变以外，采用与例1E相同的装置和方法制出供分析用的感光鼓和样品，並以相同的方式进行测试和分析，其结果见表4E。

由表4E可见，各项指标都比例1E要差。

例2E

采用如图33所示的装置，在经镜面处理的铝筒表面上按照表5E所示的制备条件制成用于电子照相的光接收元件。再用同样的装置，在同样规格的圆筒上分别制成仅具有电荷注入阻挡层和长波吸收层的样品。光接收元件（下面称之为感光鼓）被安在一个以780毫微米波长的半导体激光器作为光源的、具有数字曝光功能的电子照相装置上，在各种条件下，对其电子照相特性，诸如初始充电能力，残余电势，重影等进行测试，再在实际的复印机中测定经过150万次连续复印之后充电能力的下降，灵敏度的下降和图象缺陷的增加。再将感光鼓置于35℃高温和85%高湿度环境中测定其图象变形。完成这些测试的感光鼓在对应于图象上部，中部和下部位置上被切开以制成样品，采用二次离子质谱法对含于表面层中氢原子进行定量分析，並测定在表面层中硅原子（Si），碳原子（C）和氢原子（H）沿层厚方向的分布曲线，以及在电荷注入阻挡层中硼原子（B）和氧原子（O）组分沿层厚方向的分布曲线，和在长波吸收层中锗原子（Ge）组分沿层厚方向的分布曲线。另一方面，仅具有电荷注入阻挡层的样品和仅有长波吸收层的样品也如法被切开，采用X射线衍射仪在Si的（111）方向转过27°的衍射角上观测其衍射图案，以判定是否存在结晶态。上述测试结果和氢原子在表面层中的最大含量，以及在电荷注入阻挡层和长波吸收层中是否存在结晶态等都示于表6E。进而，上述元素在表面层中的分布曲线见图37，所述元素在电荷注入阻挡层中和在长波吸收层中的分布曲线示于图40。

如表6E所示，可以看到在多项指标中具有明显的优越性，特别是在初始充电能力，图象变形，重影，图象缺陷和轴向感光灵敏度的不规则性，灵敏度的下降，图象缺陷的增加和干涉条纹等方面。

例3E，比较例2E

表面层的制备条件按表7E有所改变，其它条件与例1E相同，制成许多感光鼓，並对其进行同样的测试。而且将完成了这些测试的感光鼓切开以制成样品，並进行同样的分析。上述结果见表8E。

例4E

光电导层的制备条件如表9E所示有所改变，其余条件同例1E，制成许多感光鼓。采用如例1E的方法进行类似的测试，所得结果见表10E。

例5E

电荷注入阻挡层的制备条件如表11E所示作了某些改变，其余条件与例1E相同，制成许多感光鼓和仅具有电荷注入阻挡层的样品。将这些感光鼓和样品按例1E的方法进行同样的分析和测试，其结果见表12E。

例6E

电荷注入阻挡层的制备条件如表13E所示作了某些改变，而其它条件与例1E中相同，制成许多感光鼓和仅具有电荷注入阻挡层的样品，按例1E的方法对其进行同样的分析和测试，其结果见表14E。

例7E

长波吸收层的制备条件如表15E所示作了某些改变，而其它条件与例1E相同，制成许多感光鼓，和仅具有长波吸收层的用于分析的样品。按例1E的方法对感光鼓进行测试，同时将样品切开並在Si的（111）方向转过27°的衍射角方向上观测衍射图案，以确定是否存在结晶态。上述结果见表16E。

例8E

长波吸收层的制备条件如表17E所示作了某些改变，其余条件与例1E相同，制成许多感光鼓，和用于分析的仅具有长波吸收层的样品。按例1E的方法对感光鼓进行测试，同时将样品切开一部分，以在Si的（111）轴转过27°的衍射角方向上观测其衍射图案，以判定是否存在结晶态。其结果示于表18E。

例9E

长波吸收层的制备条件如表19E所示有某些改变，其余条件与例1E相同，制成许多感光鼓，以及用于分析的仅具有长波吸收层的样品。按例1E的方法对感光鼓进行测试，同时将样品切开一部分，在Si的（111）轴转过27°的衍射角方向上观测其衍射图案，以判定是否存在结晶态。其结果见表20E。

例10E

长波吸收层的制备条件如表21E所示作了某些改变，其余条件与例1E相同，制成许多感光鼓和用于分析的仅具有长波吸收层的样品。按例1E的方法对感光鼓进行测试，同时将样品切开一部分，在Si的（111）轴转过27°的衍射角方向上观测其衍射图案，以判定是否存在结晶态。上述结果见表22E。

例11E

在圆筒形基底上，按照如表23E所示的一些制备条件制成一个粘着层，再按例1E的制备条件制成一个光接收元件。另外，再做一个仅有粘着层的样品。按照与例1E相同的方法对光接收元件进行测试，同时将样品切开一部分，在Si的（111）轴转过27°的衍射角方向观测其衍射图案，以判定是否存在结晶态，上述结果见表24E。

例12E

在圆筒形基底上，按照表25E所示的制备条件制成一个粘着层，再按例1E的制备条件制成一个光接收元件。另外，再制作一个仅有粘着层的样品。对光接收元件进行与例1E相同的测试，同时将样品切开一部分，在绕Si的（111）轴转动27°的衍射角方向观测其衍射图案，以判定是否存在结晶态。所得结果见表26E。

例13E

经过镜面处理的圆筒表面再用不同角度规格的刀具在车床上进行加工以形成具有图35所示截面形状的圆筒，各种截面规格见表27E。所述圆筒被很好地安在图33所示的制备装置中，采用与例1E相同的制备条件形成感光鼓。采用以780毫微米波长的半导体激光器作为光源的、具有数字曝光功能的电子照相装置对感光鼓进行各种测试，其结果见表28E。

例14E

对经过镜面处理的圆筒再采用所谓的表面凹痕处理法使其不断受到大量轴承滚珠的撞击，以在圆筒表面形成无数击痕，从而制成许多具有图36所示截面形状的圆筒，各种截面规格见表29E。所述的圆筒被安在如图33所示的制备装置中，在类似于例1E的制备条件下形成一个感光鼓。采用以780毫微米波长的半导体激光器作为光源的、具有数字曝光功能的电子照相装置对感光鼓进行各种测试，其结果见表30E。

例1F

采用如图33所示的制备装置，按照如表1F所示的制备条件在一个经过表面镜面处理的铝筒形成一个用于电子照相的光接收元件。该光接收元件（下面称之为感光鼓）被安在一个电子照相装置中，对其电子照相特性进行测定，诸如初始充电能力，残余电势，重影等，再在实际的复印机中测试经过150万次连续复印之后充电能力的下降，灵敏度的下降和图象缺陷的增加。再将感光鼓置于35℃高温和85%高湿度的环境下测定其图象变形。完成这些测试的感光鼓在对应于图象的上部，中部和下部被切开以制成样品，采用二次离子质谱法对含于表面层中的氢原子进行定量分析。上述测试结果，及氢原子在表面层中的最大含量示于表2F。由表2F可以看出，各项指标都明显优越，特别是在初始充电能力，图象变形，残余电势，重影，图象缺陷和轴向感光灵敏度的不规则性，灵敏度的下降等方面。

比较例1F

除了如表3F所示的制备条件有所改变外，采用与例1F相同的装置和方法制出感光鼓和供分析的样品，並进行同样的测试和分析。其结果见表4F。

由表4F可见，显然各项指标都比例1F差。

例2F

采用如图33所示的装置，按照如表5F所示的制备条件在一个经过镜面处理的铝筒表面制成一个用于电子照相的光接收元件。该光接收元件（下面称之为感光鼓）被安在一个电子照相装置中，在各种条件下，测试其电子照相特性，诸如初始充电能力，残余电势，重影等，並在一个实际的复印机中测定在经过150万次连续复印之后充电能力的下降，灵敏度的下降和图象缺陷的增加。再将感光鼓置于35℃高温和85%高湿度环境中测定其图象变形。然后，将完成测试的感光鼓在对应于图象上部，中部和下部的位置上切开以制成样品，采用二次离子质谱法对含于表面层中的氢原子进行定量分析，並测定在表面层中硅原子（Si），碳原子（C）和氢原子（H）沿层厚方向的分布曲线。进而，测定硼原子（B）和氧原子（O）组分在电荷注入阻挡层中沿层厚方向的分布曲线及锗原子（Ge）在长波吸收层中沿层厚的分布曲线。上述测试结果，及表面层中氢原子的最大含量见表6F。所述的表面层中所述元素的分布曲线示于图37，而在电荷注入阻挡层中所述元素的分布曲线，及在长波吸收层中元素的分布曲线示于图41。由表6F可见，各项指标均优，特别是在初始充电能力，图象变形，残余电势，重影，图象缺陷的增加，和在母线方向感光灵敏度的不规则性，灵敏度的下降，图象缺陷的增加，以及干涉条纹等方面。

例3F，比较例2F

表面层的制备条件如表7F所示有所改变，其余条件均与例1F相同，制成许多感光鼓和用于分析的样品。对它们进行与例1F相同的测试和分析，其结果见表8F。

例4F

光电导层的制备条件如表9F所示有一些改变，其余条件与例1F相同，制成许多感光鼓，类似于例1F对它们进行测试，其结果见表10F。

例5F

电荷注入阻挡层的制备条件如表11F所示有所改变，其余条件与例1F相同，制得许多感光鼓，对它们进行类似于例1F的测试，其结果见表12F。

例6F

电荷注入阻挡层的制备条件如表13F所示有所改变，其余条件与例1F相同，制成许多感光鼓。对这些感光鼓进行与例1F相同的测试，其结果见表14F。

例7F

长波吸收层的制备条件如表15F所示有所改变，其它条件与例1F相同，制成许多感光鼓，对它们采用与例1F相似的方法进行测试，其结果见表16F。

例8F

长波吸收层的制备条件如表17F所示有所改变，其余条件与例1F相同，制成许多感光鼓，对这些感光鼓进行类似于例1F的测试，其结果见表18F。

例9F

在一个圆筒形基底上，按照表19F所示的一些条件形成一个粘着层，再按例1F的制备条件制成一个光接收元件。对这些光接收元件进行类似于例1F的测试，其结果见表20F。

例10F

一个经镜面处理的圆筒采用不同角度规格的刀具在其表面上用车床加工成具有图35所示截面形状的圆筒，各种规格尺寸见表21F。所述圆筒被安在图33所示的装置上，在与例1F相似的条件下制成感光鼓。采用以780毫微米波长的半导体激光器作为光源的、具备数字曝光功能的电子照相装置，对所制成的感光鼓进行各种测试，其结果见表22F。

例11F

经过镜面处理的圆筒表面上再用所谓的表面凹痕处理法，使其受到大量落下的轴承滚珠的不断撞击，以在其表面形成无数击痕，由此制成许多具有图36截面形状的圆筒，各种截面规格见表23F。所述的圆筒被安在图33所示的装置上，在与例1F相似的制备条件下制成感光鼓。采用以780毫微米波长的半导体激光器作为光源的、具备数字曝光功能的电子照相装置对它进行各项测试，其结果见表24F。

表1A

表7A

表8A

表10A

表11A

表13A

表15B

表17B

表10C

表2D

表4D

表6D

表7D′

表8D

表10D

表12D

表14D

表15D′

表16D

表17D

表17D′

表18D

表19D

表20D

表21D

表22D

表7E续

表23E

表25E

表27E

表29E

表2F

表4F

表6F

表7F′

表8F

表10F

表12F

表14F

表15F

表15F′

表16F

表17F

表17F′

表18F

表19F′

表20F

表20F′

表21F

表22F

表23F

表24F

Claims (47)

1、一种用于电子照相的光接收元件，其特征是它由一个基底和置于基底上的光接收层构成，光接收层由显示光电导性的光电导层和一个表面层构成，光电导层由一种在硅原子阵列中包含氢原子和卤素原子之中至少一种原子组分的非结晶材料构成，表面层由包含硅原子，碳原子和氢原子组分的非结晶材料构成，所述表面层中元素组分的分布密度沿层的厚度方向是变化的，以便在与上述光电导层的界面上获得光学带隙的匹配，而在所述表面层中氢原子的最大分布密度为41-70原子%。

2、按照权利要求1的光接收元件，其特征是其中所述表面层中组分的分布区存在于靠近基底一侧的表面层中。

3、按照权利要求1的光接收元件，其特征是在所述表面层中组分的分布区复盖了所述表面层的整个区域。

4、按照权利要求2或3的光接收元件，其特征是所述表面层在组分分布区中包含碳原子，其分布状态为密集于靠近表面一侧。

5、按照权利要求1-4的光接收元件，其特征是所述表面层在元素组分分布区中包含氢原子，其分布状态为密集于靠近表面一侧。

6、按照权利要求1-5的光接收元件，其特征是所述光电导层包含氧原子和氮原子之中至少一种。

7、按照权利要求1的光接收元件，其特征是进一步还包含一个电荷注入阻挡层，它包含了在硅原子阵列中用于控制导电性的物质，它作为所述光接收层的一个分层。

8、按照权利要求7的光接收元件，其特征是其中电荷注入阻挡层是非结晶态的。

9、按照权利要求7的光接收元件，其特征是所述电荷注入阻挡层是多晶态的。

10、按照权利要求7的光接收元件，其特征是在表面层中的组分分布区存在于靠近基底一侧。

11、按照权利要求7的光接收元件，其特征是在表面层中组分的分布区复盖了整个表面层区域。

12、按照权利要求10和11的光接收元件，其特征是所述表面层在元素组分的分布区中包含碳原子，其分布状态为密集于表面一侧。

13、按照权利要求7和10-12的光接收元件，其特征是所述表面层在元素组分的分布区中包含氢原子，其分布状态为密集于靠近表面一侧。

14、按照权利要求7和10-13的光接收元件，其特征是所述光电导层包含氧原子和氮原子之中至少一种原子。

15、按照权利要求7-9的光接收元件，其特征是电荷注入阻挡层包含氧原子、碳原子和氮原子之中至少一种原子。

16、按照权利要求7-15的光接收元件，其特征是电荷注入阻挡层含有用于控制导电性的物质，其分布状态为密集于基底一侧。

17、按照权利要求15的光接收元件，其特征是，电荷注入阻挡层包含氧原子、碳原子和氮原子之中至少一种原子，其分布状态为密集于基底一侧。

18、按照权利要求15的光接收元件，其特征是，含于电荷注入阻挡层中的氧原子，碳原子和/或氮原子存在于靠近基底一侧。

19、按照权利要求1的光接收元件，其特征是还具有一个对长波光线敏感的长波吸收层，长波吸收层作为所述光接收层的一个分层，含有硅原子和锗原子。

20、按照权利要求19的光接收元件，其特征是其中的长波吸收层是非结晶态的。

21、按照权利要求19的光接收元件，其特征是其中长波吸收层是多晶态的。

22、按照权利要求19的光接收元件，其特征是，在表面层中组分的分布区存在于靠近基底一侧的表面层中。

23、按照权利要求19的光接收元件，其特征是，在表面层中组分的分布区复盖了整个表面层区域。

24、按照权利要求22或23的光接收元件，其特征在于所述的表面层在元素组分的分布区中包含碳原子，其分布状态为密集于靠近表面一侧。

25、按照权利要求19和22-24的光接收元件，其特征在于，所述的表面层在元素组分的分布区中包含氢原子，其分布状态为密集于靠近表面一侧。

26、按照权利要求19和22-25的光接收元件，其特征在于，所述光电导层包含氧原子和氮原子之中至少一种原子。

27、按照权利要求19-21的光接收元件，其特征在于，其中长波吸收层含有用以控制导电性的物质，氧原子，碳原子和氮原子之中至少一种。

28、按照权利要求27的光接收元件，其特征是，其中用以控制导电性的物质是一种周期表中Ⅲ族原子。

29、按照权利要求27的光接收元件，其特征是其中用以控制导电性的物质是一种属于周期表第Ⅴ族的原子。

30、按照权利要求2的光接收元件，其特征为还包括一个含有硅原子和锗原子的对长波光线敏感的长波吸收层。

31、按照权利要求30的光接收元件，其特征是其中的电荷注入阻挡层是非结晶态的。

32、按照权利要求30的光接收元件，其特征是，其中的电荷注入阻挡层是多晶态的。

33、按照权利要求31或32的光接收元件，其特征是，其中的长波吸收层是非结晶态的。

34、按照权利要求31或32的光接收元件，其特征是，其中的长波吸收层是多晶态的。

35、按照权利要求30的光接收元件，其特征是，在所述的表面层中组分的分布区存在于靠近基底一侧的表面层中。

36、按照权利要求30的光接收元件，其特征是，所述的表面层中组分的分布区复盖整个表面层区域。

37、按照权利要求35或36的光接收元件，其特征是，所述的表面层在元素组分的分布区中以密集于表面一侧的分布状态含有碳原子。

38、按照权利要求30和35-37的光接收元件，其特征是，所述的表面层在元素组分的分布区中以密集于表面一侧的分布状态含有氢原子。

39、按照权利要求30和35-38的光接收元件，其特征在于，所述光电导层含有氧原子和氮原子之中至少一种原子。

40、按照权利要求30的光接收元件，其特征是，其中电荷注入阻挡层含有氧原子，碳原子和氮原子之中至少一种原子。

41、按照权利要求30的光接收元件，其特征在于，其中电荷注入阻挡层以密集于靠近基底一侧的分布状态含有用以控制导电性的物质。

42、按照权利要求40的光接收元件，其特征在于，其中电荷注入阻挡层以密集于基底一侧的分布状态含有氧原子，碳原子和氮原子之中至少一种原子。

43、按照权利要求40的光接收元件，其特征在于，其中氧原子，碳原子和/或氮原子含于电荷注入阻挡层靠近基底的一侧中。

44、按照权利要求30的光接收元件，其特征在于，长波吸收层中至少含有用以控制导电性的物质，氧原子，碳原子和氮原子之中的一种。

45、按照权利要求30或44的光接收元件，其特征在于，其中用以控制导电性的物质是位于周期表中第Ⅲ族的原子。

46、按照权利要求30或44的光接收元件，其特征是，用以控制导电性的物质是周期表中V族原子。

47、按照权利要求1，7-9，19-21和30-32的光接收元件，其特征在于，还具有一个粘着层，它由含有硅原子，並含有氮原子，氧原子和碳原子之中至少一种原子的非结晶态物质或多晶物质构成，粘着层作为光接收层的一个分层。

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