DE3136141A1 - Photoleitfaehiges element - Google Patents
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Description
Tokyo/Japan
Photoleitfähiges Element
Photoleitfähiges Element
Die Erfindung betrifft ein photoleitfähiges Element,
das auf elektromagnetische Wellen wie Licht, worunter in weitestem Sinne UV-Strahlen, sichtbares Licht,
IR-Strahlen, Röntgenstrahlen, ^-Strahlen usw.
zu verstehen sind, anspricht bzw. gegenüber elektromagnetischen Wellen empfindlich ist.
Photoleitfähige Materialien, aus denen Festkörper-Bildaufnahmevorrichtungen
bzw. -Bildabtastvorrichtungen, Bilderzeugungselemente für elektrophotographische
Zwecke oder photoleitfähige Schichten in Manuskript-
Ablesevorrichtungen gebildet werden, müssen eine hohe Empfindlichkeit, ein hohes Signal/Rausch-Verhältnis
[Photostrom (Ip) /Dunkelstrom (Id)3 , Spektraleigenschaften,
die den elektromagnetischen Wellen entsprechen, mit denen sie bestrahlt werden sollen, eine gute lichtelektrische
Empfindlichkeit und einen gewünschten Wert des Dunkelwiderstands haben und dürfen während der Anwendung
nicht gesundheitsschädlich sein. Außerdem ist es bei einer Bildaufnahme- bzw. Bildabtastvorrichtung
auch notwendig, daß Restbilder innerhalb einer vorbestimmten Zeit leicht behandelt bzw. beseitigt werden
können. Im Fall von Bilderzeugungselementen für elektrophotographische
Zwecke, die in eine für die Anwendung
-13- DEI 535
•j in Büros vorgesehene, elektrophotographische Vorrichtung
eingebaut werden sollen, ist es besonders wichtig, daß das Bilderzeugungselement nicht gesundheitsschädlich ist.
c Von dem vorstehend erwähnten Standpunkt aus hat in neuerer
Zeit amorphes Silicium (nachstehend als a-Si bezeichnet) als photoleitfähiges Material Beachtung gefunden. Beispielsweise
sind aus den DE-OSS 27 46 967 und 28 55 718 Anwendungen von a-Si für den Einsatz in Bilderzeugungselementen
für elektrophotographische Zwecke bekannt, während aus der GB-PS 20 29 642 eine Anwendung von a-Si
für den Einsatz in einer Ablesevorrichtung mit photoelektrischer Umsetzung bzw. Wandlung bekannt ist. Bei
den photoleitfähigen Elementen mit bekannten, aus a-Si
gebildeten photoleitfähigen Schichten sind jedoch hinsichtlich
verschiedener elektrischer, optischer.und Photoleitfähigkeitseigenschaften wie des spezifischen
Dunkelwiderstands, der Lichtempfindlichkeit bzw. Photoempfindlichkeit
und der lichtelektrischen Empfindlichkeit sowie ihrer Eigenschaften bezüglich der Umwelteinflüsse
bei der Anwendung wie der Witterungsbeständigkeit und der Feuchtigkeitsbeständ'igkeit noch weitere Verbesserungen
erforderlich. Aus diesem Grund und auch im Hinblick auf
ihre Produktivität und die Möglichkeit ihrer Massenfertigung
können solche photoleitfähigen Elemente für die praktische Verwendung in Festkörper-Bildaufnahmevorrichtungen
bzw. -Bildabtastvorrichtungen, Lese- bzw. Ablesevorrichtungen und Bilderzeugungselementen für elektrophotographische Zwecke noch nicht in wirksamer Weise ein-
30 gesetzt werden.
Beispielsweise wird bei der Anwendung in einem Bilderzeugungselement
für elektrophotographische Zwecke oder in einer Bildabtastvorrichtung oder Bildaufnahmevor- ■
richtung oft ein Restpotential beobachtet, das während
~14~ DE 1535
der Anwendung des photoleitfähigen Elements verbleibt.
Wenn ein solches photoleitfähiges Element über eine lange Zeit wiederholt verwendet wird, werden verschiedene
Schwierigkeiten, beispielsweise eine Häufung von Erc müdungserscheinungen durch wiederholte Verwendung oder
eine sogenannte Geisterbild-Erscheinung unter Erzeugung von Restbildern, hervorgerufen.
Bei einer Anzahl von durch die Erfinder durchgeführten Versuchen wunde zwar festgestellt r daß ein a-Si-Material,
das die photoleitfähige Schicht eines Bilderzeugungselements für elektrophotographische Zwecke bildet, im
Vergleich mit Se oder ZnO oder mit bekannten organischen, photoleitfähigen Materialien wie Polyvinylcarbazol oder
Trinitrofluorenon eine Anzahl von Vorteilen aufweist,
jedoch wurde ermittelt,daß auch bei dem a-Si-Material
noch verschiedene Probleme gelöst werden müssen. Eines dieser Probleme besteht darin, daß die DunkelabSchwächung
auffällig schnell ist, wenn ein Bilderzeugungselement
für elektrophotographische Zwecke mit einem aus einer a-Si-Einzelschicht aufgebauten, photoleitfähigen Element,
das Eigenschaften aufweist, die es für die Anwendung in
einer bekannten Solarzelle geeignet machen, einer Ladungsbehandlung zur Erzeugung von elektrostatischen Ladungsbildern
auf der photoleitfähigen Schicht unterzogen wird, weshalb es schwierig ist, ein übliches photographisches
Verfahren bzw. Elektrophotographieverfahren anzuwenden. Diese Neigung ist in einer feuchten Atmosphäre noch
stärker ausgeprägt, und zwar in manchen Fallen in einem solchen Ausmaß,· daß vor der Entwicklung überhaupt keine
Ladung aufrechterhalten wird.
Bei den Arbeiten zur Entwicklung eines photoleitfähigen
Materials muß deshalb zusammen mit einer Verbesserung der a-Si-Materialien als solchen die Erzielung gewünschter
3136U1
DE 1535 ] elektrischer und optischer Eigenschaften und gewünschter
Photoleitfähigkeitseigenschaften angestrebt werden.
Das Ziel der Erfindung bestand in der Lösung der vorstehend erwähnten Probleme. Zu diesem Zweck wurden ausgedehnte
Untersuchungen hinsichtlich der Anwendbarkeit und der Brauchbarkeit von a-Si als photoleitfähiges Element für
Elektrophotographie-Bilderzeugungselemente, Bildaufnahme-
bzw. Bildabtastvorrichtungen oder Lesevorrichtungen durchgeführt. Erfindungsgemäß wurde überraschenderweise festgestellt,
daß ein photoleitfähiges Element, das mit einer Schichtstruktur hergestellt worden ist, die eine photoleitf
ähige Schicht aus sogenanntem hydriertem, amorphem Silicium (nachstehend als a-Si:H bezeichnet), einem
amorphen Material, das Wasserstoff in einer Matrix aus Silicium enthält, oder aus sogenanntem halogeniertem,
amorphem Silicium (nachstehend als a-Si:X bezeichnet), einem amorphen Material, das Halogenatome (X) in einer
Matrix aus-, Siliciumatomen enthält, und eine besondere,
zwischen die photoleitfähige Schicht und einen die photoleitf
ähige Schicht tragenden Träger dazwischengebrachte Zwischenschicht aufweist, nicht nur praktisch angewendet
werden kann, sondern bekannten photoleitfähigen Elementen im wesentlichen in jeder Hinsicht., überlegen ist und insbesondere
hervorragende Eigenschaften als photoleitfähiges Element für elektrophotographische Zwecke hat.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein photoleitfähiges Element
zur Verfügung zu stellen, das in konstanter Weise
30 stabile elektrische und optische Eigenschaften und
Photoleitfähigkeitseigenschaften aufweist, im wesentlichen ohne Beschränkung in jeder Umgebung angewendet werden
kann, eine ausgeprägte Beständigkeit gegenüber der Licht-Ermüdung zeigt, ohne daß es sich nach wiederholter Ver-
OJ wendung verschlechtert, und vollkommen oder im wesentlichen
-16- DE 1535
1 frei von beobachtbaren Restpotentialen ist.
Durch die Erfindung soll auch ein photoleitfähiges Element
zur Verfügung gestellt werden, das in einem spektralen Empfindlichkeitsbereich der im wesentlichen den gesamten
Bereich des sichtbaren Lichts umfaßt, eine hohe Photo- bzw. Lichtempfindlichkeit hat und auch eine hohe
lichtelektrische Empfindlichkeit hat bzw. schnell auf
Licht anspricht.
Weiterhin soll durch die Erfindung ein photoleitfähiges
Element zur Verfügung gestellt werden t das während einer
zur Erzeugung von elektrostatischen Ladungsbildern durchgeführten Ladungsbehandlung in einem Ausmaß», das dazu ausreicht,
daß mit dem photoleitfähigen Element im Falle
seiner Verwendung als Bilderzeugungselement für elektrophotographische
Zwecke ein übliches Elektrophotographieverfahren durchgeführt werden kann, zur Aufladung bzw.
zum Tragert von Ladungen befähigt ist, und ι das ausgezeichnete
elektrophotographische Eigenschaften hat, bei denen auch unter einer Atmosphäre mit hoher Feuchtigkeit
im wesentlichen keine Verschlechterung beobachtet wird.
Weiterhin soll durch die Erfindung ein photoleitfähiges
-" Element für elektrophotographische Zwecke zur Verfügung
gestellt werden, mit dem leicht Bilder hoher Qualität, die eine hohe Bilddichte', einen klaren Halbton und eine
hohe Auflösung -üiaben, hergestellt werden können.
on · -
Eine Ausführungsform der Erfindung besteht in einem photoleitfähigen. Element mit einem Träger, einer photoleitf ähigen Schicht aus einem amorphen Material, das
Siliciumatome als Matrix und Wasserstoffatome oder
Halogenatome als am Aufbau beteiligte Elemente enthält,
und einer zwischen dem Träger und der photoleitfähigen
~17~ DE 1535
Schicht ausgebildeten Zwischenschicht, wobei das photoleitfähige Element dadurch gekennzeichnet ist, daß die
Zwischenschicht aus einem aus Siliciumatomen und Kohlenstoffatomen
gebildeten, amorphen Material besteht. 5
Eine andere Ausführungsform der Erfindung besteht in einem photoleitfähigen Element mit einem Träger, einer photoleitfähigen
Schicht aus einem amorphen Material, das Siliciumatome als Matrix und Wasserstoffatome oder HaIogenatome
enthält, und einer zwischen dem Träger und der photoleitfähigen Schicht ausgebildeten Zwischenschicht,
wobei die Zwischenschicht zur Verhinderung des Eindringens von Ladungsträgern von der Seite des Trägers her in die
photoleitfähige. Schicht, zur Ermöglibhung des Durchgangs
'5 oder Durchtritts von Phototrägern, die in der photoleitfähigen
Schicht durch Bestrahlung mit elektromagnetischen Wellen erzeuqt worden sind, von der photoleitfähigen
Schicht zum Träger und zur Ermöglichung der Bewegung der Phototräger auf die Seite des Trägers zu dient, wobei die
Zwischenschicht aus einem amorphen Material mit SiliciLumatomen
und Kohlenstoffatomen als am Aufbau beteiligten Elementen besteht.
Die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung werden
nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
Die Fig. 1 bis 12 sind schematische Schnitte von Ausführungsformen
des erfindungsgemäßen, photoleitfähigen
Elements.
Die Fig. 13 bis 18 sind schematische Darstellungen zur Erläuterung der für die Herstellung der erfindungsgemäßen,
photoleitfähigen Elemente dienenden Vorrichtungen,
DE 1535
] Fig. T ist eine schematische Darstellung eines zur Erläuterung
einer grundlegenden Ausführungsform des erfindungsgemäßen, photoleitfähigen Elements dienenden
Schnittes.
Das in Fig. 1 gezeigte, photoleitfähige Element 100, das
eine der grundlegendsten Ausführungsformen darstellt, weist eine Schichtstruktur aus einem Träger 101 für das
photoleitfähige Element, einer auf dem Träger vorgesehenen
Zwischenschicht 102 und einer in direkter Berührung mit der Zwischenschicht 102 ausgebildeten,
photoleitfähigen Schicht 103 auf.
Der Träger 101 kann entweder elektrisch leitend oder isolierend sein. Als Beispiele für elektrisch leitende t
Materialien können Metalle wie NiCr, rostfreier Stahl, Al, Cr, Mo, Au, Ir, Nb, V, Ti, Pt und Pd oder Legierungen
davon erwähnt werden.
Als isolierende Träger können im allgemeinen Folien oder Platten aus Kunstharzen, wozu Polyester, Polyäthylen,
Polycarbonate, Celluloseacetat, Polypropylen, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polystyrol, Polyamide
und andere Kunstharze gehören, Glas, keramische
Stoffe, Papier und andere Materialien eingesetzt werden. Diese isolierenden Träger können geeigneterweise auf
mindestens einer ihrer Oberflächen einer Behandlung unterzogen werden, durch die sie elektrisch leitend
gemacht werden, und die anderen-Schichten werden geeigneterweise
auf der Seite des Trägers ausgebildet, die elektrisch leitend gemacht worden ist.
Glas kann beispielsweise elektrisch leitend gemacht werden, indem auf dem Glas ein dünner Film aus NiCr,
Al, Cr, Mo, Au, Ir, Nb, Ta, V, Tl, Pt, Pd, In3O3, SnO2,
oder ITO (In0O- + Sno„) ausgebildet wird. Alternativ
3-136 UI
* & Ο« Oft β Ü
t» O * OBt Aq. « „.
"19~ DE 1535
] kann eine Kunstharzfolie wie eine Polyesterfolie auf ihrer Oberfläche durch Aufdampfen, Elektronenstrahlabscheidung
oder Zerstäuben eines Metalls wie NiCr, Al, Ag, Pb, Zn, Ni, Au, Cr, Mo, Ir, Nb, Ta, V, Ti oder
Pt oder durch Larainieren mit einem solchen Metall elektrisch leitend gemacht werden. Der Träger kann in
irgendeiner Form ausgebildet werden, beispielsweise in Form eines Zylinders, eines Bandes oder einer Platte,
und seine Form kann in gewünschter Weise festgelegt werden. Wenn das photoleitfähige Element 100 beispielsweise
als Bilderzeugungselement für elektrophotographische Zwecke eingesetzt werden soll, kann es für die
Verwendung in einem kontinuierlichen, mit hoher Geschwindigkeit durchgeführten Kopierverfahren geeigneterweise
in Form eines endlosen Bandes oder eines Zylinders gestaltet werden. Der Träger kann eine in geeigneter
Weise festgelegte Dicke haben, so daß ein gewünschtes photoleitfähiges Element gebildet werden kann. Wenn
das photoleitfähige Element flexibel sein soll, wird der Träger mit der Einschränkung, daß er noch in ausreichendem
Maße seine Aufgabe als Träger erfüllen können muß, so dünn wie möglich ausgebildet. In einem
solchen Fall hat der Träger jedoch im allgemeinen un-" ter Berücksichtigung seiner Herstellung und Handhabung
sowie seiner mechanischen Festigkeit eine Dicke von mindestens 10 pm.
Die Zwischenschicht 102 besteht aus einem· nicht photoleitfähigen,
amorphen Material, das Siliciumatome und Kohlenstoffatome enthält (nachstehend als a-Si C1 ,
worin 0 < χ < 1, bezeichnet). Die Zwischenschicht
dient als sogenannte Sperrschicht, die in wirksamer Weise ein Eindringen von Ladungsträgern von der Seite
des Trägers 101 her in die photoleitfähige Schicht verhindern kann, während sie den Phototrägern, die in
der photoleitfähigen Schicht 103 durch Bestrahlung mit
-20- DE 1535
elektromagnetischen Wellen erzeugt werden und sich in Richtung zu dem Träger 101 bewegen, einen leichten
Durchtritt oder Durchgang von der Seite der photoleitfähigen Schicht 103 her durch die Zwischenschicht 102
hindurch zu der Seite des Trägers 101 hin ermöglicht.
Die aus a-Si C1 bestehende Zwischenschicht 102 kann
χ 1-x
durch ein Verfahren wie ein Zerstäubungsverfahren, ein
Ionenimplantationsverfahren, ein Ionenplattierverfahren oder ein Elektronenstrahlverfahren gebildet werden.
Diese Fertigungsverfahren werden in geeigneter Weise in Abhängigkeit von Faktoren wie den Fertigungsbedingungen,
dem Kapitalbedarf für die Fertigungseinrichtungen, dem Fertigungsmaßstab und den erwünschten
Eigenschaften der herzustellenden photoleitfähigen Elemente ausgewählt. Die Anwendung des Zerstäubungsverfahrens,
des Elektrönenstrahlverfahrens oder des Ionenplatt ierverf ahrens wird .aufgrund der damit verbundenen
Vorteile einer relativ einfachen Regulierung der Bedingungen für die Herstellung von photoleitfähigen Elementen
mit erwünschten Eigenschaften sowie der leichten Durchführbarkeit einer gemeinsamen Einführung von Kohlenstoffatomen
und Siliciumatomen in.die herzustellen-
de Zwischenschicht 102 bevorzugt.
Für die Bildung der Zwischenschicht 102 durch das Zerstäubungsverfahren wird eine Einkristall- oder eine
OQ polykristalline Si-Scheibe oder C-Scheibe oder eine
Scheibe, die eine Mischung von Si und C enthält, als Target eingesetzt und in einer Atmosphäre aus verschiedenen
Gasen einer Zerstäubung unterzogen.
Wenn eine Si-Scheibe und eine C-Scheibe als Target eingesetzt werden wird beispielsweise ein zur Zerstäubung
dienendes Gas wie He, Ne oder Ar in eine Zerstäubungs-Abscheidungskammer eingeführt, wobei in der Ab-
3136 HI
~21~ DE 1535
scheidungskammer ein Gasplasma gebildet und eine Zerstäubung
der Si-Scheibe und der C-Scheibe bewirkt wird. Alternativ kann ein plattenförmiges Target aus
einer geformten Mischung von Si und C eingesetzt werden, wobei durch Einführung eines zur Zerstäubung dienenden
Gases in ein Vorrichtungssystem eine Zerstäubung in einer aus dem Gas bestehenden Atmosphäre bewirkt
werden kann.
Im Fall der Anwendung des Elektronenstrahlverfahrens
werden in zwei Abscheidungsschiffchen jeweils hochreines
Einkristall- oder polykristallines Silicium bzw. hochreiner Graphit hineingebracht, und die beiden Abscheidungsschiff
chen können unabhängig voneinander mit einem Elektronenstrahl bestrahlt werden, um ein gleich
zeitiges Aufdampfen der beiden Materialien zu bewirken. Alternativ können kristallines Silicium (Si) und
Graphit (C), die zusammen in das gleiche Abscheidungsschiffchen
hineingebracht worden sind, zur Bewirkung des Aufdampfens durch einen einzelnen Elektronenstrahl
bestrahlt werden. In dem zuerst erwähnten Fall wird das Verhältnis, in dem die Siliciumatome und die Kohlenstoffatome
in der Zwischenschicht 102 enthalten sein sollen, durch Variieren der Beschleunigungsspannung
des auf das kristalline Silicium bzw. den kristal linen Graphit gerichteten Elektronenstrahls, reguliert,
während das Verhältnis der Siliciumatome zu den Kohlen stoffatomen in der Zwischenschicht 102 im zweiten Fall
durch das vorbestimmte Mischungsverhältnis von kristal linem Silicium zu Graphit in dem Abscheidungsschiffchen
reguliert wird.
Im Falle der Anwendung des Ionenplattierverfahrens
werden verschiedene Gase in einen Abscheidungsbehälter eingeführt, und an eine zuvor um den Abscheidungsbehäl
ter herumgewickelte Spule wird zur Anregung einer
DE 1535
' Glimmentladung ein elektrisches Hochfrequenzfeld angelegt, wobei Si und C unter Anwendung des Elektronenstrahlverfahrens
aufgedampft werden.
^ Die Zwischenschicht 102 des erfindungsgemäßen, photoleitfähigen
Elements wird sorgfältig ausgebildet, so daß genau die erforderlichen Eigenschaften erz ie It wer-,
den können.
Mit anderen Worten, eine aus Siliciumatomen (Si) und
Kohlenstoffatomen (C) bestehende Substanz kann je nach den Bedingungen für ihre Herstellung eine Struktur
annehmen, die sich von einem kristallinen zu einem amorphen Zustand erstreckt, und sie kann elektrische
Eigenschaften zeigen, die von den Eigenschaften einer
elektrisch leitenden Substanz über die Eigenschaften
eines Halbleiters bis zu Isolatoreigenschaften bzw.-von
den Eigenschaften einer photöleitfähigen bis zu 2Q den Eigenschaften einer nicht photöleitfähigen Substanz
reichen. Erfindungsgemäß werden die Bedingungen genau ausgewählt, damit ein a-Si C1 hergestellt
wird, das im sogenannten sichtbaren Bereich nicht photoleitfähig ist.
Wie bereits erwähnt wurde, dient die Zwischenschicht 102 des erfindungsgemäßen, photöleitfähigen Elements
zur Verhinderung des Eindringens von Ladungsträgern von der Seite des Trägers 101 her in die photoleitfähige
Schicht 103, während den Phototrägern, die in der photöleitfähigen Schicht 103 erzeugt worden sind, eine
leichte bzw. glatte Bewegung und ein leichter Durchgang oder Durchtritt durch die Zwischenschicht zu der
Seite des Trägers 101 hin ermöglicht wird. Aus diesem
Grund ist es erwünscht, daß das a-Si C ., aus dem
die Zwischenschicht 102 besteht, so gebildet wird, daß es im sichtbaren Bereich Isolatorverhalten zeigt.
DE 1535
Als eine andere kritische bzw. entscheidende Bedingung
für die Herstellung von a-Si C1 , das bezüglich des
Durchtritts von Ladungsträgern einen Beweglichkeitswert hat, der einen glatten Durchgang von in der photo-
leitfähigen Schicht 103 erzeugten Phototrägern durch die Zwischenschicht 102 ermöglicht, kann die Trägertemperatur
während der Herstellung der Zwischenschicht 102 erwähnt werden.
Mit anderen Worten, die Trägertemperatur stellt während der Bildung einer aus a-Si C1 „ bestehenden Zwi-
X 1 *"*X
schenschicht 102 auf der Oberfläche des Trägers 101 einen wichtigen Faktor dar, der die Struktur und die
Eigenschaften der gebildeten Schicht beeinflußt. Erfindungsgemäß wird die Trägertemperatur während der Bildung
der' Schicht genau reguliert, damit ein a-Si C1
hergestellt werden kann, das genau die erwünschten Eigenschaften hat.
Damit die Aufgabe der Erfindung in wirksamer Weise gelöst werden kann, wird die Trägertemperatur während
der Bildung der Zwischenschicht 102 geeigneterweise aus einem optimalen Bereich ausgewählt, der von dem
2c für die Bildung der Zwischenschicht 102 angewandten
Verfahren abhängt und im allgemeinen zwischen 20 und 200°C und vorzugsweise zwischen 20° und 150°C liegt.
Für die Bildung der Zwischenschicht 102 wird vorteilhafterweise ein Zerstäubungsverfahren oder ein Elektronenstrahlverfahren
angewendet, weil diese Verfahren im Vergleich mit anderen Verfahren eine relativ leicht
durchführbare, genaue Regulierung des Atomverhältnisses der jede Schicht bildenden Elemente oder der
Schichtdicke ermöglichen und weil es in diesem Fall möglich ist, in dem gleichen System kontinuierlich auf
der Zwischenschicht 102 die photoleitfähige Schicht
- 24 - DE 1535
103 und des weiteren eine auf der photoleitfähigen Schicht 103 zu bildende dritte Schicht zu bilden,
falls dies erwünscht ist. Für den Fall, daß die Zwischenschicht 102 nach den erwähnten Schichtbildungsverfahren gebildet wird., kann als wichtiger Faktor, der
ähnlich wie die vorstehend beschriebene Trägertemperatur die Eigenschaften des herzustellenden a-Si C1
X -L "—X
beeinflußt, die Entladungsleistung während der Schichtbildung erwähnt werden.
Wenn die erwähnten Verfahren für'die Herstellung der
Zwischenschicht angewendet werden, hat die Entladungsleistung, die erforderlich ist, um in wirksamer Weise
a-Si C1 herzustellen, dessen Eigenschaften zur ιοί 5 χ ι—χ
sung der Aufgabe der Erfindung führen, im allgemeinen
einen Wert von 50 bis 250 W und vorzugsweise einen
Wert von 80 bis 150 W. "
2Q Ähnlich wie die Bedingungen für die Herstellung
der Zwischenschicht 102 stellt auch der Gehalt an Kohlenstoffatomen
(C) in der Zwischenschicht 102 des erfindungsgemäßen, photoleitfähigen Elements einen wichtigen
Faktor hinsichtlich der Bildung einer Zwischenschicht
2g 102, die erwünschte Eigenschaften für die Lösung der
Aufgabe der Erfindung hat, dar. Der auf die Siliciumatome (Si) bezogene Gehalt an Kohlenstoffatomen (C)
in der Zwischenschicht beträgt im allgemeinen 60 bis 90 Atom-%, vorzugsweise 65 bis 80 Atom-% und insbesondere
3Q 70 bis 75 Atom-%. Bei dem durch 1-x in der Formel
a-Si C ausgedrückten Kohlenstoffgehalt beträgt χ
Λ X — X.
im allgemeinen 0,4 bis 0,1, vorzugsweise 0,35 bis 0,2
und insbesondere 0,3 bis 0,25.
Auch der numerische Bereich der Schichtdicke der
- 25 - DE 1535
1 Zwischenschicht 102 ist ein wichtiger Faktor für eine
wirksame Lösung der Aufgabe der Erfindung.
Mit anderen Worten, das Eindringen von Ladungsträgem
in die photoleitfähige Schicht .103 von der Seite des Trägers 101 her kann durch die Zwischenschicht 102
nicht in ausreichendem Maße verhindert werden, wenn die Schichtdicke der Zwischenschicht zu gering ist.
Andererseits ist die Wahrscheinlichkeit, daß die in der photoleitfähigen Schicht 103 erzeugten Phototräger
zu der Seite des Trägers 101 hin durchtreten, sehr gering, wenn die Zwischenschicht 102 zu dick ist. Demnach
kann in diesen beiden Fällen die Aufgabe der Erfindung nicht in wirksamer Weise gelöst werden.
Die Schichtdicke, mit der die Aufgabe der Erfindung in wirksamer Weise gelöst wird, liegt im allgemeinen
im Bereich von 3 bis 100 nm, vorzugsweise im Bereich von 5 bis 60 nm und insbesondere im Bereich von 5 bis
30 nm.
Die über der Zwischenschicht liegende, auf dieser befindliche, photoleitfähige Schicht 103 besteht aus
a-Si:H mit den nachstehend erläuterten Halbleitereigenschäften,
damit die Aufgabe der Erfindung in wirksamer Weise gelöst wird.
φ a-Si:H vom p-Typ: Dieser Typ enthält nur einen
Akzeptor oder sowohl einen Donator als auch einen Akzeptor, wobei die Konzentration des Akzeptors (Na) höher
als die Konzentration des Donators ist.
(g)a-Si:H vom p~-Typ: Es handelt sich dabei um einen
Typ von φ, der eine niedrige Konzentration des Akzeptors 35· (Na) aufweist und beispielsweise mit einer geeigneten
- 26 - DE 1535
1 Menge von Fremdstoffen des p-Typs dotiert ist.
(3)a-5i:H vom η-Typ: Dieser Typ enthält nur einen
Donator oder sowohl einen Donator als auch einen Akzeptor, wobei die Konzentration des Donators (Nd) höher
als die Konzentration des Akzeptors ist.
@ a-Si:H vom η -Typ: Es handelt sich dabei um einen
Typ von ®, der eine niedrige Konzentration des Donators
(Nd) aufweist und beispielsweise in geringem Maße mit
Fremdstoffen vom η-Typ dotiert oder nicht dotiert ist.
(§) a-Si:H vom i-Typ: Bei diesem Typ gilt: Na si Nd si 0
oder Na «=£ Nd.
Erfindungsgemäß kann das a-Si:H, das die photoleitfähige
Schicht 103 bildet, einen spezifischen elektrischen Widerstand mit einem relativ niedrigen Wert
haben, weil die photoleitfähige Schicht 103 durch Vermittlung der Zwischenschicht 102 auf dem Träger 101
ausgebildet ist; für die Erzielung von besseren Ergebnissen wird jedoch die photoleitfähige Schicht vorzugsweise
so hergestellt, daß der spezifische Dunkelwiderstand der gebildeten, photoleitfähigen Schicht vorzugs--
weise einen Wert von 5 χ 10 ^cra oder darüber oder
insbesondere einen Wert von 10 £1 cm oder darüber hat.
Die Zahlenwerte des spezifischen Dunkelwiderstands stellen insbesondere dann einen wichtigen Faktor dar,
wenn das hergestellte, photoleitfähige Element als BiIderzeugungselement
für elektrophotographische Zwecke, als hochempfindliche Lesevorrichtung oder als Bildaufnahmevorrichtung
oder Bildabtastvorrichtung, die für die Anwendung in Bereichen mit niedriger Beleuchtungsstärke
vorgesehen sind, oder als photoelektrischer Wand-
3136U1
DE 1535
1 ler eingesetzt wird.
Zur Herstellung einer aus a-Si:H bestehenden, photoleitfähigen Schicht werden erfindungsgemäß während der
Bildung dieser Schicht in dem nachstehend beschriebenen Verfahren Wasserstoffatome (H) eingebaut.
Unter der Aussage, daß H in einer Schicht enthalten oder in eine Schicht eingebaut ist, ist der Zustand
zu verstehen, daß H an Si gebunden ist oder daß H für den Einbau in die Schicht ionisiert ist oder daß H in einer
Form von H? in die Schicht eingebaut ist.
Als Verfahren zum Einbau von Wasserstoffatomen (H) in die photoleitfähige Schicht werden bei der Bildung
einer Schicht beispielsweise Silane wie SiH., Si?H",
Si0H0 oder Si ,H, Λ. im gasförmigen Zustand in ein zur
O O H IU
Abscheidung dienendes Vorrichtungssystem eingeführt, und diese Verbindungen werden durch ein Glimmentladungs-Zersetzungsverfahren
zersetzt, wodurch sie gleichzeitig mit dem Wachstum der Schicht in die Schicht eingebaut
werden.
Bei der Bildung der photoleitfähigen Schicht durch das Glimmentladungs-Zersetzungsverfahren werden in dem
Fall, daß ein Siliciumhydrid wie SiH4, Si^Hg, Si3H8
oder Si.H1o als Ausgangsmaterial für die Zuführung von
Siliciumatomen (Si) eingesetzt wird, während der Bildung
der Schicht durch Zersetzung der aus diesen Verbindungen bestehenden Gase Wasserstoffatome (H) automatisch
bzw. selbsttätig in die Schicht eingebaut.
Bei der Anwendung des reaktiven Zerstäubungsverfahrens wird in das System, in dem die Zerstäubung in
einer Atmosphäre aus einem Inertgas wie He oder Ar oder
- 28 - DE 1535
aus einer diese Gase als Grundbestandteile enthaltenden
Gasmischung unter Anwendung von Si als Target bewirkt wird, Hp-Gas eingeführt. Bei einem alternativen Verfahren
kann in das System ein gasförmiges Silan wie SiH. Si0H^, Si0H0 oder Si71H1n oder zum gleichzeitigen Doti
d. D Oö *\ XU
ren ein Gas wie B2H6 oder PH3 eingeführt werden.
Im Rahmen der Erfindung ist festgestellt worden, daß der Gehalt an Wasserstoffatomen (H) in der aus a-Si:H
bestehenden, photoleitfähigen Schicht einer der wichtigen Faktoren ist, die festlegen, ob die gebildete,
photoleitfähige Schicht für die praktische Verwendung geeignet ist.
Der Gehalt an Wasserstoffatomen (H) in der photoleitfähigen
Schicht beträgt im allgemeinen 1 bis 40 Atom-% und vorzugsweise 5 bis 30 Atom-%, damit die gebildete,
photoleitfähige Schicht des erfindungsgemäßen, photoleitfähigen Elements für die praktische Anwendung
in ausreichendem Maße geeignet ist. Der Gehalt an H in der Schicht kann mittels der Trägertemperatur, die der
Träger während der Abscheidung hat, und/oder durch die Menge, in der das zum Einbau von H dienende Ausgangsmaterial
in die Abseheidungsvorrichtung eingeführt wird,
durch die Entladungsleistung oder durch andere Faktoren
reguliert werden.
Zur Herstellung einer photoleitfähigen Schicht vom n-, p- oder i-Typ können während der Bildung der
Schicht durch das Glimmentladungsverfahren oder das reaktive Zerstäubungsverfähren ein Fremdstoff vom n-Typ
oder vom p-Typ oder Fremdstoffe von beiden Typen in regulierten Mengen in die Schicht hineingegeben werden.
Als Fremdstoffe, die zur Herstellung einer photo-
3136H1
- 29 - DE 1535
1 leitfähigen Schicht vom p-Typ in die photoleitfähige
Schicht hineinzugeben sind, können vorzugsweise die Elemente der Gruppe III A des Periodensystems wie B,
Al, Ga, In und Tl, erwähnt werden. 5
Andererseits werden für die Herstellung einer photoleitfähigen Schicht vom η-Typ vorzugsweise Elemente
der Gruppe V A des Periodensystems wie N, P, As, Sb oder Bi eingesetzt.
Im Falle von a-Si:H zeigt das sogenannte nicht dotierte a-Si:H, das "ohne Zugabe eines Fremdstoffs vom
n- oder vom p-Typ gebildet wird, im allgemeinen eine geringfügige Neigung zur Ausbildung des η-Typs (n -Typ).
15 Um a-Si:H vom i-Typ zu erhalten, muß deshalb in das·
nicht dotierte a-Si:H eine geeignete, jedoch sehr geringe
Menge eines Fremdstoffs vom p-Typ hineingegeben werden. Geeigneterweise wird eine photoleitfähige Schicht aus
nicht dotiertem a-Si:H oder aus a-Si:H vom i-Typ, in das eine geringe Menge eines Fremdstoffs vom p-Typ wie
B hineingegeben worden ist, hergestellt, weil ein photoleitfähiges Element für elektrophotographische Zwecke
einen ausreichend großen spezifischen Dunkelwiderstand haben muß.
Die vorstehend beschriebenen Fremdstoffe sind in der Schicht in einer Menge enthalten, die in der Größenordnung ven ppm liegt, weshalb der durch diese Fremdstoffe
verursachten Umweltverschmutzung keine so große
30 Aufmerksamkeit geschenkt werden muß wie im Fall der
die photoleitfähige Schicht bildenden Hauptbestandteile, jedoch wird vorzugsweise auch als Fremdstoff eine Substanz
eingesetzt, die zu einer möglichst geringen Belastung der Umwelt führt. Von diesem Gesichtspunkt aus
OJ sowie auch im Hinblick auf die elektrischen und optischen
\ MAOH<3EREtCHT \
- 30 - DE 1535
Eigenschaften der gebildeten Schicht werden Materialien
wie B, As, P und Sb am meisten bevorzugt. Außerdem kann beispielsweise die Zusammensetzung der Schicht auch
durch Einlagerungsdotierung mit Li oder anderen Substanzen mittels thermischer Diffusion oder Implantation
so einreguliert werden, daß die Schicht Leitfähigkeitseigenschaften vom η-Typ erhält.
Die Menge des in die* photoleitfähige Schicht hineinzugebenden
Fremdstoffs wird in Abhängigkeit von den gewünschten elektrischen und optischen Eigenschaften
in geeigneter Weise festgelegt. Diese Menge liegt im Fall eines Fremdstoffs der Gruppe IIlA..des Periodensystems
im allgemeinen im Bereich eines Atomverhältnisses von 10" bis 10~ und vorzugsweise von 10r bis 10~ und
im Fall eines Fremdstoffs der Gruppe VA des Periodensystems im allgemeinen im Bereich eines Atomverhältnisses
von 10~ bis 10 und vorzugsweise von 10 bis 10~ .
Fig. 2 ist eine schematische Darstellung eines Schnitts einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen
photoleitfähigen Elements. Das in Fig. 2 gezeigte, photoleitfähige Element 200 hat den gleichen Schichtaufbau
wie das in Fig. 1 gezeigte, photoleitfähige Element 100, jedoch mit dem Unterschied, daß auf der
photoleitfähigen Schicht 203- eine Deckschicht 205 ausgebildet 'ist, die die gleiche Funktion wie die Zwischenschicht
202 hat.
Das photoleitfähige Element 200 weist eine Zwischenschicht
202 aus a-Si C1 , die aus dem gleichen Material
χ 1-x .
wie die Zwischenschicht 102 gebildet ist und die gleiche Funktion wie die Zwischenschicht 102 hat, eine
photoleitfähige Schicht 203, die ähnlich wie die photoleitfähige Schicht 103 aus a-Si:H besteht, und eine
- 31 - DE 1535
auf der photoleitfähigen Schicht 203 ausgebildete Deckschicht
205 mit einer freien Oberfläche 204 auf.
Die Deckschicht 205 hat die nachstehend beschriebenen Funktionen: Wenn das photoleitfähige Element 200
beispielsweise zur Erzeugung von Ladungsbildern durch eine Ladungsbehandlung an der freien Oberfläche 204
eingesetzt wird, dient die Deckschicht 205 zur Verhinderung des Eindringens von Ladungen, die auf der freien
"10 Oberfläche 204 zurückgehalten werden sollen, in die
photoleitfähige Schicht 203, und eine weitere Funktion der Deckschicht 205 besteht darin, daß sie bei der Bestrahlung
mit elektromagnetischen Wellen einen glatten Durchtritt der in der photoleitfähigen Schicht 203
erzeugten Phototräger ermöglicht, so daß die Phototräger
in den Bereichen, die mit elektromagnetischen Wellen bestrahlt worden sind, mit den Ladungen rekombinieren
können.
20 Die Deckschicht 205 kann aus a-Si C1 bestehen,
das die gleichen Eigenschaften wie das a-Si C1 der
X JL—X
Zwischenschicht 202 hat. Außerdem kann die Deckschicht aus einem amorphen Material bestehen, das die Matrixatome,
die die photoleitfähige Schicht 203 bilden, d. h.
25 irgendeinen Vertreter der Gruppe Siliciumatome (Si),
Kohlenstoffatome (C), Stickstoffatome (N) und Sauerstoffatome (0), enthält, oder die Deckschicht kann aus einem
amorphen Material bestehen, das außerdem mindestens einen Vertreter der Gruppe Wasserstoffatome (H) und
Halogenatome (X) enthält. Beispiele für solche amorphen Materialien sind a-Si C , das mindestens einen Ver-
X JL~X
treter der Gruppe Wasserstoffatome (H) und Halogenatome
(X) enthält, a-Si N1 , a-Si N, , das mindestens
einen Vertreter der Gruppe Wasserstoffatome (H) und Halogenatome (X) enthält, a-Si 0„ und a-Si, 0,
a l-a b 1-b'
1- %S W I
JNACHGEREICHTJ
- 32 - DE 1535
das mindestens einen Vertreter der Gruppe Wasserstoffatome
(H) und Halogenatome (X) enthält. Außerdem kann die Deckschicht auch aus einem anorganischen, isolierenden
Material wie Al2O3 6'der aus organischen, isolierenden
Materialien wie Polyestern, Poly-p-xylylen oder Polyurethanen
bestehen. Das Material, aus dem die Deckschicht 205 besteht, ist jedoch im Hinblick auf die Produktivität
und die Massenfertigung sowie die elektrische Beständigkeit und die Umweltbeständigkeit während der Verwendung
vorzugsweise a-Si C , das die gleichen Eigenschaften wie das a-Si C1 der Zwischenschicht 202 hat, oder
a-Si C1 , das mindestens einen Vertreter der Gruppe Wasserstoffatome (H) und Halogenatome (X) enthält. Beispiele
für Materialien, die außer den vorstehend, erwähnten Materialien für die Bildung der Deckschicht 205
geeignet sind, sind amorphe Materialien, die als Matrix mindestens zwei Vertreter der Gruppe C-, N und 0 zusammen
mit Siliciumatomen sowie auch . Halogenatome oder Halogenatome und Wasserstoffatome
enthalten. Als Halogenatome können beispielsweise F, Cl und Br erwähnt werden, wobei anzumerken
ist, daß ein amorphes Material, das F enthält, im Hinblick auf die thermische Beständigkeit besonders
wirksam ist.
Wenn das photoleitfähige Element 200 in der Weise angewendet wird, daß die Bestrahlung mit den elektromagnetischen
Wellen, gegenüber denen die photoleitfähige Schicht 203 empfindlich ist, von der Seite der Deckschicht
205 her durchgeführt wird, werden die Materialien, aus denen die Deckschicht 205 besteht, und die
Schichtdicke der Deckschicht 205 sorgfältig in der Weise ausgewählt, daß eine ausreichende Menge der elektromagnetischen
Wellen, mit denen bestrahlt wird, zu der photoleitfähigen Schicht 203 gelangen und eine Erzeugung
- 33 - DE 1535
von Phototrägern mit einem guten Wirkungsgrad hervorrufen kann.
Die Deckschicht 205" kann unter Anwendung des gleichen Verfahrens und des gleichen· Materials wie bei
der Herstellung der Zwischenschicht 102 gebildet werden. Ähnlich wie bei der Bildung der photoleitfähigen Schichten
103 oder 203 kann auch das Glimmentladungsverfahren angewendet werden. Außerdem kann die Deckschicht 205
unter Anwendung eines zur Einführung von Wasserstoffatomen dienenden Gases, eines zur Einführung von Halogenatomen
dienenden Gases oder beider Gase nach dem reaktiven Zerstäubungsverfahren gebildet werden.
Als Ausgangsmaterialien für die Bildung der Deckschicht 205 können die Materialien eingesetzt werden,
die vorstehend als Ausgangsmaterialien'für die Bildung
der Zwischenschicht 102 oder der photoleitfähigen Schicht 103 erwähnt worden sind. Wirksame, gasförmige Ausgangsmaterialien
für die Einführung von Halogenatomen sind auch verschiedene Halogenverbindungen, vorzugsweise
gasförmige Halogene oder ein Halogenid oder eine Interhalogenverbindung,
die gasförmig oder vergasbar sind.
Alternativ stellt auch der Einsatz von gasförmigen oder vergasbaren Siliciumverbindungen, die Halogenatome
enthalten und durch die gleichzeitig Siliciumatome (Si) und Halogenatome (X) zugeführt werden können, eine im
Rahmen der Erfindung wirksame Maßnahme dar. 30
Typische Beispiele für Halogenverbindungen, die im Rahmen der Erfindung vorzugsweise eingesetzt werden,
sind gasförmige Halogene wie Fluor, Chlor, Brom und Jod und Interhalogenverbindungen wie BrF, ClF, C1F„,
BrF5, BrF3, JF7, JF5, JCl und JBr.
-Ί ό bVI 4 Ί
- 34 - DE 1535
Als Halogenatome enthaltende Siliciumverbindungen werden Siliciumhalogenide wie SiF., SipFR, SiCl. und
SiBr. bevorzugt.
Wenn die Deckschicht 205 nach einem Glimmentladungsverfahren unter Anwendung einer Halogenatome enthaltenden
Siliciumverbindung gebildet wird, ist der Einsatz eines gasförmigen Siliciumhydrids als gasförmige, zur
Zuführung von Si befähigte Ausgangsverbindung nicht notwendig. Bei der Bildung der Deckschicht 205 nach
dem Glimmentladungsverfahren besteht die grundlegende
Verfahrensweise darin, daß ein gasförmiges Ausgangsmaterial für die Zuführung von Si wie ein Siliciumhydrid
oder ein gasförmiges Siliciumhalogenid, ein gasförmiges Ausgangsmaterial für die Einführung von Kohlenstoffatomen,
Sauerstoffatomen, oder Stickstoffatomen und, falls erforderlich, ein Gas wie Ar, H? oder He in einem
vorbestimmten Verhältnis in einer geeigneten Gasströmungsmenge in die zur Bildung des photoleitfähigen
Elements dienende Abscheidungskammer eingeführt werden, worauf eine Glimmentladung angeregt wird, um eine Plasmaatmosphäre
aus diesen Gasen und dadurch auf der photo— leitfähigen Schicht eine Deckschicht zu bilden.
Die für die Einführung der jeweiligen Atome eingesetzten Gase können jeweils nicht nur allein als einzelne
Verbindungen bzw. Spezies, sondern auch als Mischung von mehreren Spezies oder Verbindungen in einem vorbestimmten
Verhältnis eingesetzt werden. ·
Im Falle des reaktiven ZerstäubungsVerfahrens kann
die Zerstäubung zur Bildung der Deckschicht unter Anwendung
eines Targets aus Si in einer Plasmaatmosphäre aus einem Gas, das die gewünschten Ausgangssubstanzen
für die Einführung der gewünschten Atome enthält, bewirkt
} - 35 - DE 1535
i
J 1 werden. Wenn in die gebildete Deckschicht Halogenatome
J 1 werden. Wenn in die gebildete Deckschicht Halogenatome
eingeführt werden sollen, können beispielsweise eine
gasförmige Halogenverbindung oder eine gasförmige, HaIogenatome
enthaltende Siliciumverbindung, die vorstehend 1 5 erwähnt worden sind, zur Bildung einer Plasmaatmosphäre
\ in der Abscheidungskammer in die Abscheidungskammer
! eingeführt werden. In gleicher Weise wird für die Ein
führung von Kohlenstoffatomen, Sauerstoffatomen oder
Stickstoffatomen in die Deckschicht ein entsprechendes,
pt 10 gasförmiges Ausgangsmaterial für die Einführung dieser
" 1 Atome in die Abscheidungskammer eingeleitet.
■ Alternativ kann die Deckschicht nach dem reaktiven
■:'< Zerstäubungsverfahren gebildet werden, indem als Target
15 eine Einkristall- oder eine polykristalline Si-Scheibe,
eine Si„N.-Scheibe, eine Scheibe, die eine Mischung
von Si und Si13N. enthält, eine Si0o-Scheibe oder eine
\ Scheibe, die eine Mischung von Si und SiO? enthält,
., eingesetzt wird, und indem diese Targets in verschiedenen
20 Gasatmosphären zerstäubt werden, damit eine gewünschte Deckschicht gebildet werden kann. Wenn eine Si-Scheibe
f. als Target eingesetzt wird, wird beispielsweise das
{ ' gasförmige Ausgangsmaterial für die Einführung von N
ti und H, z. B. H0 und N0 oder NH0, das gegebenenfalls,
, 25 falls dies erwünscht ist, mit einem verdünnenden Gas
I verdünnt sein kann, in die zur Zerstäubung dienende
I Abscheidungskammer eingeführt, um aus diesem Gas oder
■j diesen Gasen ein Gasplasma zu bilden und eine Zerstäu-
-] bung der Si-Scheibe zur bewirken. Bei anderen Verfahren,
I 30 in denen getrennte Targets aus Si bzw. Si0N- oder eine
Platte aus einer Mischung von Si und Si0N. eingesetzt
werden, kann die Zerstäubung in einer mindestens Wasserstoffatome (H) enthaltenden Gasatmosphäre bewirkt werden.
_ ■ '
35 Erfindungsgemäß können als Ausgangsmaterial für
- 36 - DE 1535
die Einführung von Halogenatomen bei der Bildung der Deckschicht in wirksamer Weise die vorstehend erwähnten
Halogenverbindungen oder halogenhaltigen Siliciumverbindungen eingesetzt werden. Außerdem können auch in wirksamer
Weise gasförmige oder vergasbare Halogenide, die Wasserstoffatome enthalten, beispielsweise Halogenwasserstoffe
wie HF, HCl, HBr und HJ oder halogensubstituierte Siliciumhydride wie SiH2F2, SiH2Cl2, SiHCl3, SiH2Br2
und SiHBr3, eingesetzt werden.
Diese Halogenide, die Wasserstoffatome enthalten, können vorzugsweise als Ausgangsmaterial für die Einführung
von Halogenatomen eingesetzt werden, weil durch diese Halogenide während der Bildung der Deckschicht
Ί5 gleichzeitig mit einer Einführung von Halogenatomen (X)
in sehr wirksamer Weise Wasserstoffatome (H) in die Schicht eingeführt werden können, um die elektrischen
oder optischen Eigenschaften zu regulieren.
Als Ausgangsmaterial für die Einführung von Kohlenstoffatomen bei der Bildung der Deckschicht können gesättigte
Kohlenwasserstoffe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, Äthylen-KQhlenwasserstoffe mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen
und Acetylenverbindungen mit 2 bis 3 Kohlenstoffatomen
erwähnt werden. Typische Beispiele sind gesättigte Kohlenwasserstoffe wie Methan (CH.), Äthari
(COHC), Propan (C0H0), η-Butan (n-C.H1ri) und Pentah
c. b 00 4- IU
(C5H12), Äthylen-Kohlenwasserstoffe wie Äthylen (C2H4),
Propylen (C3H6), Buten-1 (C4H8), Buten-2 (C4H8), Isobutylen
(C4H8) und Penten (C5H10) und Acetylenkohlenwasserstoffe
wie Acetylen (C3H2), Methylacetylen (C3H4)
und Butin (C.HC).
4 D
Als Ausgangsmaterialien für den Einbau von Sauer- *" stoffatomen in die Deckschicht können beispielsweise
- 37 - DE 1535
Sauerstoff (O2), Ozon (O3), Kohlenmonoxid (GO), Kohlendioxid
(COp), Stickstoffmonoxid (NO), Stickstoffdioxid ) oder Distickstoffmonoxid (N„0) eingesetzt werden.
Als Ausgangsmaterialien für den Einbau von Stickstoffatomen in die Deckschicht können beispielsweise
die stickstoffhaltigen Verbindungen, die zu den vorstehend erwähnten Ausgangsmaterialien für den Einbau von
Sauerstoffatomen gehören, und auch gasförmige oder vergasbare, aus Stickstoff oder aus Stickstoff und Wasserstoff
bestehende Stickstoffverbindungen wie Stickstoff, Nitride oder Azide, beispielsweise Stickstoff (Np),
Ammoniak (NH3), Hydrazin (H3NNH2), Stickstoffwasserstoffsäure
(HN,,) oder Ammoniumazid (NH4N3), eingesetzt wer-
15 den.
Beispiele für Materialien, die sich außer den vorstehend erwähnten als Ausgangsmaterialien für die Bildung
der Deckschicht eignen, sind halogensubstituierte Paraffin-Kohlenwasserstoffe wie CCl4, CHF3, CH3F2, CH3F,
CH3Cl, CH3Br, CH3J und C2H5Cl, fluorierte Schwefelverbindungen
wie SF. oder SFfi, Alkylsilane wie Si(CH_) .
oder Si(C2H )^ und halogenhaltige Alkylsilane wie
SiCl(CH3)3, SiCl2(CHg)2 oder SiCl3CH3.
Diese Ausgangsmaterialien für die Bildung der Deckschicht werden bei der Bildung der Schicht in geeigneter
Weise gewählt, so daß die erforderlichen Atome als am Aufbau beteiligte Atome in der gebildeten Deckschicht
30 enthalten sind.
Bei der Anwendung des Glimmentladungsverfahrens können als Ausgangsmaterialien für die Bildung der Deckschicht
beispielsweise einzelne Gase wie Si(CH„). oder
SiCl (CH3)' oder Gasmischungen wie das System SiH.-N?0,
I O D [ ι+ Ι
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das System SiH4-O3C-Ar), das System SiH4-NO2, das System
SIH4-O2-N2, das System SiCl4-CO2-H2, das System SiCl4-NO-H2,
das System SiH4-NH3, das System SiCl4-NH3, das
System SiH4-Np, das System SiH4-NH3-NO, das System
Si(CH3)4-SiH4 oder das System SiCl2(CHg)2-SIH4 eingesetzt
werden.
Fig. 3 ist eine schematische Darstellung eines zur Erläuterung einer anderen grundlegenden Ausführungsform
des erfindungsgemäßen, photoleitfähigen Element dienenden Schnittes.
Das in Fig. 3 gezeigte, photoleitfähige Element 300, das eine der grundlegendsten Ausführungsformen
darstellt, weist eine Schichtstruktur aus einem Träger 301 für das photoleitfähige Element, einer auf dem Trä-"
ger ausgebildeten Zwischenschicht 302 und einer in direkter Berührung mit der Zwischenschicht 302 ausgebildeten,
photoleitfähigen Schicht 303 auf. Der Träger 301 und die photoleitfähige Schicht 303 bestehen aus den gleichen
Materialien, die als Materialien für den Träger 101 bzw. die photoleitfähige Schicht 103 von Fig. 1 beschrieben
worden sind.
Die Zwischenschicht 302 besteht aus einem nicht photoleitfähigen, amorphen Material, das Siliciumatome
(Si) und Kohlenstoffatome (C) als Matrix sowie Wasserstoffatome (H) enthält [nachstehend als a-(Si C ) :
H1 , worin 0 < χ < 1 und 0 < y < 1, bezeichnet]. Die
30 Zwischenschicht 302 hat die gleiche Funktion wie die
im Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebene Zwischenschicht
102.
Die aus a-(Si C1 ) : H1_ bestehende Zwischen-χ
i-x y 1 y
schicht 302 kann durch Verfahren wie ein Glimmentladungs-
»3136H1
- 39 - DE 1535
verfahren, ein Zerstäubungsverfahren, ein Ionenimplantationsverfahren,
ein Ionenplattierverfahren oder ein Elektronenstrahlverfahren gebildet werden. Diese Fertigungsverfahren
werden in" geeigneter Weise gewählt, jedoch wird die Anwendung des Glimmentladungsverfahrens oder
des Zerstäubungsverfahrens aufgrund der damit verbundenen Vorteile einer relativ einfachen Regulierung der
Bedingungen für die Herstellung von photoleitfähigen Elementen mit erwünschten Eigenschaften sowie der leichten
Durchführbarkeit einer gemeinsamen Einführung von Kohlenstoffatomen·, Wasserstoffatomen und Siliciumatomen
in die herzustellende Zwischenschicht 302 bevorzugt.
Im Rahmen der Erfindung können außerdem zur Bildung
der Zwischenschicht 302 das Glimmentladungsverfahren und das Zerstäubungsverfahren in Kombination in dem
gleichen Vorrichtungssystem angewendet" werden.
Für die Bildung der Zwischenschicht 302 nach dem Glimmentladungsverfahren werden die gasförmigen Ausgangsmaterialien
für die Bildung von a-(Si C, ) : H. , die gegebenenfalls in einem vorbestimmten Verhältnis
mit einem verdünnenden Gas vermischt sein können, in die zur
Vakuumabscheidung dienende Absehe idungskammer, in die der Träger
bracht worden ist, eingeführt, worauf durch Anregung einer Glinmentladung der
eingeführten Gase ein Gasplasma erzeugt wird, um eine Abscheidung von a-(Si C1 ) : H1 auf dem Träger 301 zu bewirken.
Als gasförmiges Ausgangsmaterial für die Bildung von a-(Si C1 ) : H1 können die meisten gasförmigen
X .X —X y X y
Substanzen oder vergasten Produkte gasförmiger Substanzen, die als am Aufbau beteiligte Atome mindestens einen
Vertreter der Gruppe Si, C und H enthalten, eingesetzt
werden. 35
O I OD I
- 40 - DE 1535
Wenn ein gasförmiges Ausgangsmaterial eingesetzt werden soll, das Si-Atome als am Aufbau beteiligte Atome
enthält, kann eine Mischung aus einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das Si-Atome als am Aufbau beteiligte
Atome enthält, einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das
C-Atome als am Aufbau beteiligte Atome enthält, und einem Gas, das Η-Atome als am Aufbau beteiligte Atome
enthält, in einem gewünschten Mischungsverhältnis eingesetzt werden. Alternativ kann auch eine Mischung aus
10 einem gasförmigen Ausgangstnaterial mit Si-Atomen als
am Aufbau beteiligten Atomen und einem gasförmigen Ausgangsmaterial
mit C- und Η-Atomen als am Aufbau beteiligten Atomen in einem gewünschten Mischungsverhältnis
eingesetzt werden. Es ist außerdem möglich, eine Mischung
15 aus einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das Si-Atome
als am Aufbau beteiligte Atome enthält, und einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das Si-, C- und Η-Atome als
am Aufbau beteiligte Atome enthält, einzusetzen.
Es ist bei einem anderen Verfahren auch möglich, eine Mischung aus einem gasförmigen Ausgangsmaterial
mit Si- und Η-Atomen als am Aufbau beteiligten Atomen und einem gasförmigen Ausgangsmaterial mit C-Atomen
als am Aufbau beteiligten Atomen einzusetzen.
Beispiele für gasförmige Ausgangsmaterialien, die im Rahmen der Erfindung in wirksamer Weise für die Bildung
der Zwischenschicht 302 eingesetzt werden können, sind gasförmige Silane wie .SiH-, Si?H~, Si„H„ oder Si4H1n
und ein Gas, das C- und Η-Atome als am Aufbau beteiligte Atome enthält, beispielsweise gesättigte Kohlenwasserstoffe
mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, Äthylen-Kohlenwasserstoffe mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen und Acetylen-Kohlenwasserstoffe
mit 2 bis 3 Kohlenstoffatomen. Typisehe Beispiele dafür sind gesättigte Kohlenwasserstoffe
wie Methan (CH-), Äthan (C_HC), Propan (C0H0), n-Butan
- 41 - DE 1535
1" Cn-C4H1n) und Pentan (C5H12), Äthylen-Kohlenwasserstoffe
wie Äthylen (C3H4), Propylen (C3H5), Buten-1 (C4H8),
Buten-2 (C4H3), Isobutylen (C4Hg) und Penten (C5H1n)
und Acetylenkohlenwasserstoffe wie Acetylen (C2H2),
5 Methylaeetylen (C3H4) und Butin (C4H6).
Typische Beispiele für gasförmige Ausgangsmaterialien, die Si-, C- und Η-Atome als am Aufbau beteiligte
Atome enthalten, sind Alkylsilane wie Si(CH3)' und Si(CpHc)4. Zusätzlich zu diesen gasförmigen Ausgangsmaterialien
kann selbstverständlich auch H2 in wirksamer
Weise als gasförmiges Ausgangsmaterial für die Einführung von Wasserstoffatomen (H) eingesetzt werden.
Für die Bildung der Zwischenschicht 302 durch ein Zerstäubungsverfahren kann als Target eine Einkristalloder
eine polykristalline Si-Scheibe, eine C-Scheibe oder eine Scheibe, die eine Mischung von Si und C enthält,
eingesetzt werden, und diese Targets können in verschiedenen Gasatmosphären zur Bildung der gewünschten
Zwischenschicht zerstäubt werden. Wenn eine Si-Scheibe als Target eingesetzt wird, wird beispielsweise ein
gasförmiges Ausgangsmaterial für die Einführung von C und H, das, falls erwünscht, gegebenenfalls mit einem
verdünnenden Gas verdünnt sein kann, in die zur Zerstäubung dienende Abscheidungskammer eingeführt, um ein
Gasplasma aus diesen Gasen zu bilden und eine Zerstäubung der Si-Scheibe zu bewirken. Bei anderen Verfahren
kann die Zerstäubung unter Anwendung von getrennten Targets aus Si bzw. C oder einer Platte aus einer geformten
Mischung von Si und C in einer Gasatmosphäre bewirkt werden, die mindestens Wasserstoffatome (H) enthält.
Als gasförmige Ausgangsmaterialien für die Einführung
von Kohlenstoffatomen (C) und Wasserstoffatomen
I \J U It I
- 42 - DE 1535
(H) können auch beim Zerstäuben die gasförmigen Ausgangsmaterialien eingesetzt werden, die im Zusammen-
hang mit dem Glimmentladungsverfahren als wirksame Gase
erwähnt worden sind.
5
5
Erfindungsgemäß wird als verdünnendes Gas, das bei der Bildung der Zwischenschicht 302 durch das Glimmentladungsverfahren
oder das Zerstäubungsverfahren eingesetzt werden kann, vorzugsweise ein Edelgas wie He,
Ne oder Ar verwendet.
Die Zwischenschicht 302 des erfindungsgemäßen,
photoleitfähigen Elements wird sorgfältig ausgebildet, so daß genau die erforderlichen Eigenschaften erzielt
werden können.
Eine aus Siliciumatomen (Si), Kohlenstoffatomen (C) und Wasserstoffatomen (H) bestehende Substanz kann
eine Struktur annehmen, die sich von einem kristallinen bis zu einem amorphen Zustand erstreckt, und sie kann
elektrische Eigenschaften zeigen, die von den Eigenschaften
einer elektrisch leitenden Substanz über die Eigenschaften eines Halbleiters bis zu Isolatoreigenschaften
bzw. von den Eigenschaften einer photoleitfähigen
bis zu den Eigenschaften einer nicht photoleitfähigen Substanz reichen. Erfindungsgemäß werden
die Bedingungen genau ausgewählt, damit ein a-(Si C1 )
χ. ι χ y
: H. hergestellt wird, das im sogenannten sichtbaren
Bereich nicht photoleitfähig ist. 30
Wie bereits erwähnt wurde, dient das a-(Si C1 )
' χ 1-x'y
: H, , das die Zwischenschicht 302 des erfindungsgemäßen, photoleitfähigen Elements bildet, zur Verhinderung
des Eindringens von Ladungsträgern von der Seite des Trägers 301 her in die photoleitfähige Schicht 303,
- 43 - DE 1535
während den Phototrägern, die in der photoleitfähigen Schicht 303 erzeugt worden sind, eine leichte bzw. glatte
Bewegung und ein leichter Durchtritt oder Durchgang durch die Zwischenschicht zu der Seite des Trägers 301
hin ermöglicht wird. Aus diesem Grund ist es erwünscht, daß die Zwischenschicht 302 so gebildet wird, daß sie
im sichtbaren Bereich Isolatorverhalten zeigt.
Als eine andere kritische bzw. entscheidende Be-
10 dingung für die Herstellung von a-(Si C1 ) : H1 ,
χ x—x y χ—y
das bezüglich des Durchtritts von Ladungsträgern einen
Beweglichkeitswert hat, der einen glatten Durchgang von in der photoleitfähigen Schicht 303 erzeugten Phototrägern
durch die Zwischenschicht 302 ermöglicht, kann die Trägertemperatur während der Herstellung der Zwischenschicht
302 erwähnt werden.
Mit anderen Worten, die Trägertemperatur stellt während der- Bildung einer aus a-(Si,C. ) : H1- beste-
henden Zwischenschicht 302 auf der Oberfläche des Trägers 301 einen wichtigen Faktor dar, der die Struktur und
die Eigenschaften der gebildeten Schicht beeinflußt. Erfindungsgemäß wird die Trägertemperatur während der
Bildung der Schicht genau reguliert, damit ein a-(Si C1 ) : H1 hergestellt werden kann, das genau
die erwünschten Eigenschaften hat.
Damit die Aufgabe der Erfindung in wirksamer Weise gelöst werden kann, wird die Trägertemperatur während
der Bildung der Zwischenschicht 302 geeigneterweise aus einem optimalen Bereich ausgewählt, der von dem
für die Bildung der Zwischenschicht 302 angewandten Verfahren abhängt und im allgemeinen zwischen 100° und
300°C und vorzugsweise zwischen 150° und 2500C liegt.
.. ., O IOOI4 I
• * » „
- 44 - DE 1535
Für die Bildung der Zwischenschicht.302 wird vorteilhafterweise
ein Glimmentladungsverfahren oder ein Zerstäubungsverfahren angewendet, weil diese Verfahren
im Vergleich mit anderen Verfahren eine relativ leicht durchführbare, genaue Regulierung des Atomverhältnisses
der jede Schicht bildenden Elemente oder der Schichtdicke ermöglichen und weil es in diesem Fall möglich
ist, in dem gleichen System kontinuierlich auf der Zwischenschicht 302 die photoleitfähige Schicht 303
und des weiteren eine auf der photoleitfähigen Schicht
303 zu bildende dritte Schicht zu bilden, falls dies erwünscht ist. Für den Fall, daß die Zwischenschicht
302 nach den erwähnten Schichtbildungsverfahren gebildet
wird, kann als wichtiger Faktor, der ähnlich wie die
vorstehend beschriebene Trägertemperatur die Eigenschaften des herzustellenden a—(Si C1 ) : H1_ beeinflußt,
die Entladungsleistung während der Schichtbildung erwähnt werden» Wenn die erwähnten Verfahren für die
Herstellung der Zwischenschicht angewendet werden, hat die Entladungsleistung, die erforderlich ist, um in
wirksamer Weise mit einer guten Produktivität a-(Si C1 _ ) : H, herzustellen, dessen Eigenschaften
zur Lösung der Aufgabe der Erfindung führen, im allgemeinen einen Wert von 1 bis 300 W und vorzugsweise einen
Wert von 2 bis 100 W. Der Gasdruck in der Abscheidungskammer
liegt im allgemeinen in dem Bereich von 0,01 bis 6,7 mbar und vorzugsweise im Bereich von 0,13 bis
0,67 mbar.
Ähnlich wie die Bedingungen für die Herstellung der Zwischenschicht 302 stellt auch der Gehalt an Kohlenstoffatomen
und Wasserstoffatomen in der Zwischenschicht
302 des erfindungsgemäßen, photoleitfähigen Elements 300 einen wichtigen Faktor hinsichtlich der Bildung
einer Zwischenschicht 302, die erwünschte Eigenschaf-
.. '„ 31361 Λ1
- 45 - DE 1535
ten für die Lösung der Aufgabe der Erfindung hat, dar.
Der Gehalt an Kohlenstoffatomen (C) in der Zwischenschicht
302 des erfindungsgemäßen, photoleitfähigen Elements 300 beträgt im allgemeinen 30 bis 90 Atom-%,
vorzugsweise 40 bis 90 Atom-% und insbesondere 50 bis 80 Atom-%. Der Gehalt an Wasserstoffatornen (H) beträgt
im allgemeinen 2 bis 35 Atom-% und vorzugsweise 5 bis 30 Atom-%. Photoleitfähige Elemente, bei denen der Gehalt
an Wasserstoffatomen innerhalb des angegebenen Bereichs
liegt, sind in ausreichendem Maße für die praktische Anwendung geeignet.
In der Formel a-(Si C1 ) : H hat χ im allgemeinen
einen Wert von 0,1 bis 0,5, vorzugsweise von·
0,1 bis 0,35 und insbesondere von 0,15 bis 0,30, während
y im allgemeinen einen Wert von 0,99 bis 0,60, vorzugsweise von 0,98 bis 0,65 und insbesondere von 0,95 bis
0,70 hat.
20
20
Auch die Schichtdicke der Zwischenschicht 302 stellt einen wichtigen Faktor hinsichtlich der Lösung der Aufgabe
der Erfindung dar. Die Schichtdicke der Zwischenschicht
302 liegt geeigneterweise in dem gleichen numerisehen Bereich, der im Zusammenhang mit der Schichtdicke
der Zwischenschicht 102 von Fig. 1 erwähnt wurde.
Fig. 4 ist eine schematische Darstellung eines Schnitts einer anderen Ausführungsform, bei der der
Schichtaufbau des in Fig. 3 gezeigten, photoleitfähigen Elements modifiziert ist.
Das in Fig. 4 gezeigte, photoleitfähige Element ■ 400 hat die gleiche Schichtstruktur wie das in Fig.
3 gezeigte, photoleitfähige Element 300, jedoch mit
- 46 - DE 1535 " "· -:
] dem Unterschied, daß auf der photoleitfähigen Schicht
403 eine Deckschicht 405 vorgesehen ist, die die gleiche Funktion wie die Zwischenschicht 402 ha^.
Mit anderen Worten, das photoleitfähige Element 400 weist eine Zwischenschicht 402, die aus dem gleichen
Materialj a-(Si C1 ) : H1 ,wie die Zwischenschicht
302 hergestellt ist, die gleiche Funktion wie die Zwischenschicht 302 hat und auf einem dem Träger
101 ähnlichen Träger 401 ausgebildet ist, eine photoleitfähige Schicht 403, die ähnlich wie die photoleitfähige
Schicht 103 aus «a-Si : H besteht, und eine auf der photoleitfähigen
Schicht 403 ausgebildete Deckschicht 405 mit einer freien Oberfläche 404 auf.
· ·
Die Deckschicht 405 hat die gleiche Funktion wie
die in Fig. 2 gezeigte Deckschicht 205.
Die Deckschicht 405 kann aus a-(Si C, ) : H1 _
20 bestehen, das die gleichen Eigenschaften wie das
a-(Si C1 ) : H-i der Zwischenschicht 402 hat. Alternativ
kann die Deckschicht 405 aus einem amorphen Material bestehen, das Siliciumatöme (Si) und Stickstoffatome
(N) oder Sauerstoffatome (0) enthält, bei denen es sich um die Matrixatome handelt, die die photoleitfähige
Schicht bilden, oder die Deckschicht 405 kann aus einem amorphen Material bestehen, das diese Matrixatome
und außerdem Wasserstoffatome enthält. Beispiele
für die Materialien der Deckschicht 405 sind a-Si NV ,
30 (a-SiaN1_a)b:H1_b, a-S^O^ und (a-Si^^) d:H1_d,
anorganische, isolierende Materialien wie SiliO und AlpO_
und organische, isolierende Materialien wie Polyester, Poly-p-xylylen und Polyurethane. Im Hinblick auf die
Produktivität, die Massenfertigung sowie die elektrische und die Umweltbeständigkeit während der Verwendung ist
31361 Al
- 47 - DE 1535
das Material, das die Deckschicht 405 bildet, geeigneterweise ein a-(Si C1 ) : H1 , das die gleichen Eigenschäften
wie das Material der Zwischenschicht 402 hat,
oder ein a-Si Cn , das keine Wasserstoffatome enthält,
χ ι -~ χ
Außer den vorstehend erwähnten Materialien können
als andere Materialien, die für die Bildung der Deckschicht 405 geeignet sind, beispielsweise amorphe
Materialien erwähnt werden, die mindestens zwei Vertreter der Gruppe C, N und 0 zusammen mit Siliciumatomen
als Matrix enthalten und außerdem Halogenatome oder Halogenatome und Wasserstoffatome enthalten.
Als Halogenatom können beispielsweise F, Cl und ]5 Br erwähnt werden, wobei anzumerken ist, daß ein amorphes
Material, in dem F enthalten ist, in bezug auf die thermische
Beständigkeit besonders wirksam ist.
Fig. 5 ist eine schematische Darstellung eines Schnitts einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen,
photoleitfähigen Elements.
Das in Fig. 5 gezeigte, photoleitfähige Element 500 weist einen Schichtaufbau aus einem Träger 501 für
das photoleitfähige Element, einer auf dem Träger ausgebildeten Zwischenschicht 502 und einer in direkter
Berührung mit der Zwischenschicht 502 ausgebildeten, photoleitfähigen Schicht 503 auf.
Der Träger 501 und die photoleitfähige Schicht 503 bestehen aus den gleichen Materialien, die als
Materialien für den Träger 101 bzw. die photoleitfähige Schicht 103 von Fig. 1 erwähnt worden sind.
35 Die Zwischenschicht 502 besteht aus einem nicht
- 48 - DE 1535· *··"
photoleitfähigen, amorphen Material, das Siliciumatome
und Kohlenstoffatome als Matrix und auch Halogenatome (X) enthält [nachstehend als a-(Si C. ) : xi_v» worin
0 < χ < 1 und 0 < y < 1, bezeichnet].
Die aus a-(Si C ) : X bestehende Zwischen-
schicht 502 kann nach dem Verfahren gebildet werden, das für die Bildung der Zwischenschicht 302 von Fig.
3 beschrieben wurde.
Für die Bildung der Zwischenschicht 502 nach dem Glimmentladungsverfahren wird ein gasförmiges Ausgangsmaterial
für die Bildung von a-(Si C ) : X1 , das
X J- X y J--y
gegebenenfalls in einem vorbestimmten Verhältnis mit einem verdünnenden Gas vermischt sein kann, in die zur
Vakuumabscheidung dienende Abscheidungskammer, in die
der Träger 501 hineingebracht worden ist, eingeführt, worauf zur Abscheidung von a-(Si C1- ) : X1 _ auf dem
Träger 501 durch Anregung einer Glimmentladung des eingeführten Gases ein Gasplasma erzeugt wird.
Als gasförmige Ausgangsmaterialien für die Bildung
von a-(Si C1 ) : X1 können die meisten gasförmigen
XXXy J- y
Substanzen oder vergasten Produkte vergasbarer Substanzen, die als am Aufbau beteiligte Atome mindestens einen
Vertreter der Gruppe Si, C und X enthalten, eingesetzt werden.
Wenn ein gasförmiges Ausgangsmaterial· eingesetzt werden soll, das Si-Atome als am Aufbau beteiligte Atome
enthält, kann eine Mischung aus einem gasförmigen Ausgangsmaterial,
das Si-Atome als am Aufbau beteiligte Atome enthält, einem gasförmigen Ausgangsmaterial·, das
C-Atome al·s am Aufbau beteiiigte Atome enthäit, und
einem Gas, das X-Atome ais am Aufbau beteiiigte Atome
- 49 - DE 1535 "* *"
enthält, in einem gewünschten Mischungsverhältnis eingesetzt werden. Alternativ kann auch eine Mischung aus
einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das Si-Atome als am Aufbau beteiligte Atome enthält, und einem gasförmigen
Ausgangsmaterial, das C- und X-Atome als am Aufbau beteiligte Atome enthält, in einem gewünschten Mischungsverhältnis
eingesetzt werden. Weiterhin ist es auch möglich, eine Mischung aus einem gasförmigen Ausgangsmaterial,
das Si-Atome als am Aufbau beteiligte Atome enthält, und einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das
Si-, C- und X-Atome als am Aufbau beteiligte Atome enthält, einzusetzen.
Es kann auch ein anderes Verfahren angewendet werden, bei dem eine Mischung aus einem gasförmigen·
Ausgangsmaterial, das Si- und X-Atome als am Aufbau beteiligte Atome enthält, und einem gasförmigen Ausgangsmaterial,
das C-Atome als am Aufbau beteiligte Atome enthält, eingesetzt wird.
20
20
Im Rahmen der Erfindung werden als Halogenatome (X) F, Cl, Br und J und insbesondere F und Cl bevorzugt.
Erfindungsgemäß können in die aus a-(Si C1 )
: χ _ bestehende Zwischenschicht 502 auch Wasserstoffatome
(H) eingebaut sein. Im Falle eines Schichtaufbaus, bei dem in die Zwischenschicht 502 Wasserstoffatome
eingebaut sind, kann im allgemeinen ein Teil der gasförmigen Ausgangsmaterialien zur kontinuierlichen Bildung
der photoleitfähigen Schicht 503 im Anschluß an die Bildung
der Zwischenschicht eingesetzt werden, was im Hinblick auf die Fertigungskosten einen großen Vorteil darstellt.
Im Rahmen der Erfindung handelt es sich bei den gasförmigen Ausgangsmaterialien, die in wirksamer Weise
ν-' I v^ ν-/ ι Τ ι
- 50 - DE 1535
zur Bildung der Zwischenschicht 502 eingesetzt werden können, um Materialien, die unter normalen Temperatur-
und Druckbedingungen gasförmig sind oder leicht vergast werden können.
5 .
Beispiele für Materialien, die sich zur Bildung der Zwischenschicht 502 eignen, sind die gesättigten
Kohlenwasserstoffe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, die
Äthylen-Kohlenwasserstoffe mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen und die Acetylenverbindungen mit 2 bis 3 Kohlenstoffatomen,
die vorstehend erwähnt worden sind. Zusätzlich können auch einfache Substanzen wie Halogene, Halogenwasserstoffe,
Interhalogenverbindungen, Siliciumhalogenide, halogensubstituierte Siliciumhydride und Silane
eingesetzt werden. Im einzelnen können als Beispiele für einfache Substanzen Halogene wie gasförmiges Fluor,
Chlor, Brom und Jod, Halogenwasserstoffe wie HF, JF, HCl und HBr, Interhalogenverbindungen wie BrF, ClF, ClF0,
ClF5, BrF , BrF , JF7, JF5, JCl und JBr, Siliciumhalogenide
wie SiF4, Si2F5, SiCl4, SiCl3Br, SiCl2Br2, SiClBr3,
SiCl3J und SiBr , halogensubstituierte Siliciumhydride·
wie SiH2F2, SiH2Cl2, SiHCl3, SiH3Cl, SiH3Br, 22
und SiHBr0 und Silane wie SiH., Si01H,-, Si0H0 und Si71H1-ο
4 ί ο ό ο 4 IU
erwähnt werden.
Zusätzlich zu den vorstehend erwähnten Materialien sind als Ausgangsmaterialien für die Bildung der Zwischenschicht
502 halogensubstituierte Paraffinkohlenwasserstoffe wie CCl., CHF0, CH0F0, CH0F, CH0Cl, CH„Br,
CH„J und C0Hj-Cl, fluorierte Schwefelverbindungen wie
SF4 und SF6, Alkylsilane wie Si(CH3)4 und Si(C2H5)4
.und halogenhaltige Alkylsilane wie SiCl(CHQ)„, SiCi0(CH0)
und SiCl3CH3 geeignet.
Die Ausgangsmaterialien für die Bildung dieser
- 51 - DE 1535
Zwischenschichten werden bei der Bildung der Zwischenschichten
so ausgewählt und eingesetzt, daß in der zu bildenden Zwischenschicht Siliciumatome (Si), Kohlenstoff
atome (C) und Halogenatome (X) und, falls notwendig, Wasserstoffatome (H) in einem vorbestimmten Verhältnis
enthalten sind.
Eine aus a-Si C1 :C1:H bestehende Zwischenschicht
kann beispielsweise gebildet werden, indem man S3^
das leicht eine Siliciumatome, Kohlenstoffatome und Wasserstoffatome enthaltende Zwischenschicht mit
erwünschten Eigenschaften bilden kann, und ein zum Einbau von Chloratomen dienendes Gas wie SiHCl0, SiCl.,
SiHpCIp und SiH3Cl in einem vorbestimmten Mischungsverhältnis
im gasförmigen Zustand in die zur Bildung der Zwischenschicht dienende Vorrichtung einführt und anschließend
in der Vorrichtung eine Glimmentladung anregt.
Für die Bildung der Zwischenschicht 502 durch ein Zerstäubungsverfahren kann als Target eine Einkristalloder
eine polykristalline Si-Scheibe, eine C-Scheibe oder eine Scheibe, die eine Mischung von Si und.C enthält,
eingesetzt werden,und diese Targets können in verschiedenen Gasatmosphären, die Halogene und, falls
notwendig, Wasserstoff als am Aufbau beteiligte Elemente enthalten, zerstäubt werden.
Wenn eine Si-Scheibe als Target eingesetzt wird, wird beispielsweise ein gasförmiges Ausgangsmaterial
für die Einführung von C und X, das, falls erwünscht, gegebenenfalls mit einem verdünnenden Gas verdünnt sein
kann, in die zur Zerstäubung dienende Abseheidungskammer
eingeführt, um ein Gasplasma aus diesen Gasen zu bilden und eine Zerstäubung der Si-Scheibe zu bewirken. Bei
anderen Verfahren kann die Zerstäubung unter Anwendung
- 52 - DE 1535
von getrennten Targets aus Si bzw. C oder einer Platte aus einer geformten Mischung von Si und C in einer Gasatmosphäre
bewirkt werden, die mindestens Halogenatome enthält.
Als gasförmige Ausgangsmaterialien für die Einführung von Kohlenstoffatomen (C) und Halogenatomen (X)
und, falls erforderlich, von Wasserstoffatomen (H) können auch beim Zerstäuben die gasförmigen Ausgangsmaterialien
eingesetzt werden, die im Zusammenhang mit dem vorstehend erwähnten Glimmentladungsverfahren als Beispiele für
v/irksame Gase angegeben worden sind.
Erfindungsgemäß wird als verdünnendes Gas, das
bei der Bildung der Zwischenschicht 502 durch das Glimmentladungsverfahren
oder das Zerstäubungsverfahren eingesetzt werden kann, vorzugsweise ein Edelgas wie He,
Ne oder Ar verwendet.
Die Zwischenschicht 502 des erfindungsgemäßen, photoleitfähigen Elements wird sorgfältig ausgewählt,
so daß genau die erforderlichen Eigenschaften erzielt werden können.
Das a-(Si C. _ ) : X1_ , aus dem die Zwischenschicht
502 besteht, wird so gebildet, daß es ein elektrisch isolierendes Verhalten zeigt, weil die Zwischenschicht
502 die gleiche Funktion wie die vorstehend erwähnte Zwischenschicht hat.
Das a-(Si C1 ) : X1 wird so hergestellt, daß
es bezüglich des Durchtritts von Ladungsträgern einen Beweglichkeitswert hat, der einen glatten Durchgang
von in der photoleitfähigen Schicht 503 erzeugten Phototrägem durch die Zwischenschicht 502 ermöglicht.
- 53 - DE 1535
Als wichtiger Faktor für die Bedingungen zur Herstellung
von a-(Si C1 ) : X1_ mit den vorstehend erwähnten
Eigenschaften kann die Trägertemperatur während der Herstellung dieses Materials erwähnt werden. Im Rahmen
der Erfindung wird die Trägertemperatur während der Schichtbildung genau reguliert, damit ein a-(Si C1 )
: X1 hergestellt werden kann, das genau die erwünschten
Eigenschaften hat.
Damit die Aufgabe der~ Erfindung in wirksamer Weise
gelöst werden kann, wird die Trägertemperatur während der Bildung der Zwischenschicht 502 geeigneterweise
aus einem optimalen Bereich ausgewählt, der von dem für die Bildung der Zwischenschicht 502 angewandten
15 Verfahren abhängt und im allgemeinen zwischen 100° und 300°C und vorzugsweise zwischen 150° und 250°C liegt.
Für die Bildung der Zwischenschicht 502 wird vorteilhafterweise ein Glimmentladungsverfahren oder ein
Zerstäubungsverfahren angewendet, weil diese Verfahren
im Vergleich mit anderen Verfahren eine relativ leicht durchführbare, genaue Regulierung des Atomverhältnisses
der jede Schicht bildenden Elemente oder der Schichtdicke ermöglichen und weil es in diesem Fall möglich
ist, in dem gleichen System kontinuierlich auf der Zwischenschicht 502 die photoleitfähige Schicht 503 und
des weiteren eine auf der photoleitfähigen Schicht zu bildende, dritte Schicht herzustellen, falls dies
erwünscht ist. Für den Fall, daß die Zwischenschicht 502 nach den erwähnten Schichtbildungsverfahren gebildet
wird, kann als wichtiger Faktor, der ähnlich wie die vorstehend beschriebene Trägertemperatur die Eigenschaften
des herzustellenden a-(Si C1 ) : X beeinflußt,
x j»""-x y J-"~y
die Entladungsleistung während der Schichtbildung erwähnt werden.
I J D t
- 54 - DE 1535
Wenn die erwähnten Verfahren für die Herstellung der Zwischenschicht angewendet werden, hat die Entla—
dungsleistung, die erforderlich ist, um in wirksamer Weise mit einer guten Produktivität a-(Si C ) :. X
χ x—x y J--y
herzustellen, dessen Eigenschaften zur Lösung der Aufgabe
der Erfindung führen, im allgemeinen einen Wert von 10 bis 200 W und vorzugsweise einen Wert von 20 bis
100 W. Der Gasdruck in der Abseheidungskammer liegt
im allgemeinen in dem Bereich von 0,01 bis 1,3 mbar und vorzugsweise in dem Bereich von 0,13 bis 0,67 mbar.
Ähnlich wie die Bedingungen für die Herstellung
der Zwischenschicht 502 stellt auch der Gehalt an Kohlenstoffatomen
(C) und Halogenatomen (X) in der Zwischenschicht
502 des erfindungsgemäßen, photoleitfähigen.
Elements einen wichtigen Faktor hinsichtlich der Bildung
einer Zwischenschicht 502, die erwünschte Eigenschaften für die Lösung der Aufgabe der Erfindung hat, dar.
Der Gehalt an Kohlenstoffatomen (C) in der Zwischenschicht
502 des erfindungsgemäßen, photoleitfähigen Elements 500 beträgt im allgemeinen 40 bis 90 Atom-%,
vorzugsweise 50 bis 90 Atom-% und insbesondere 60 bis
80 Atom-%. Der Gehalt an Halogenatomen (X) beträgt im
allgemeinen 1 bis 20 Atom-% und vorzugsweise 2 bis
Atom-%. Photoleitfähige· Elemente, bei denen der Gehalt
an Halogenatomen innerhalb des angegebenen Bereichs liegt, sind in ausreichendem Maße für die praktische
Anwendung geeignet. Der Gehalt, an Wasserstoffatomen
(H) beträgt im allgemeinen 19 Atom-% oder weniger und
vorzugsweise 13 Atom-% oder weniger, falls Wasserstoffatome erforderlich sind.
In der Formel a-(Si C1 ) : X1 hat χ im alIge-
X -L—X y *-—y
meinen einen Wert von 0,1 bis 0,47, vorzugsweise von
- 55 - DE 1535
0,1 bis 0,35 und insbesondere von 0,15 bis 0,30, während y im allgemeinen einen Wert von 0,99 bis 0,80, vorzugsweise
von 0,99 bis 0,82 und insbesondere von 0,98 bis 0,85 hat.
Wenn sowohl Halogenatome als auch Wasserstoffatome
enthalten sind, liegen χ und y in der Formel a-(Si C1 )
X JL X y
: (H+X)., im wesentlichen in den gleichen numerischen
Bereichen wie im Falle von a-(Si C ) : X1 „·
Auch die Schichtdicke der Zwischenschicht 502 stellt
einen wichtigen Faktor hinsichtlich der wirksamen Lösung der Aufgabe der Erfindung dar. Die Schichtdicke der
Zwischenschicht 502 liegt geeigneterweise in dem gleichen
15 numerischen Bereich, der im Zusammenhang mit den vorstehend beschriebenen Zwischenschichten erwähnt wurde.
Fig. 6 ist eine schematische Darstellung eines Schnitts einer anderen Ausführungsform, bei der der
Schichtaufbau des in Fig. 5 gezeigten, photoleitfähigen Elements modifiziert ist.
Das in Fig. 6 gezeigte, photoleitfähige Element 600 hat die gleiche Schichtstruktur wie das in Fig.
5 gezeigte, photoleitfähige Element 500, jedoch mit dem Unterschied, daß auf der photoleitfähigen Schicht
603 eine Deckschicht 605 vorgesehen ist, die die gleiche Funktion wie die Zwischenschicht 602 hat.
Mit anderen Worten, das photoleitfähige Element 600 weist eine auf einem Träger 601 ausgebildete
Zwischenschicht 602, die aus dem gleichen Material wie die Zwischenschicht 502 hergestellt ist und die
gleiche Funktion wie die Zwischenschicht 502 hat, eine
35 photo-
ο ίου in ι
- 56 - DE 1535
leitfähige Schicht 603, die ähnlich wie die photoleitfähige Schicht 503 aus a-Si:H besteht, und eine auf der
photoleitfähigen Schicht 603 ausgebildete Deckschicht 605 mit einer freien Oberfläche 604 auf.
Die Deckschicht 605 hat die gleiche Funktion wie die in Fig. 2 gezeigte Deckschicht 205 oder die in Fig.
4 gezeigte Deckschicht 405.
Die Deckschicht 605 hat die gleichen Eigenschaften
wie die Zwischenschicht 602 und besteht aus a-(Si C1 )
χ χ χ y
das, falls erforderlich, Wasserstoffatome enthal
: X1_ ,
ten kann. Alternativ kann die Deckschicht 605 aus einem amorphen Material bestehen, das Siliciumatome (Si) und
Stickstoffatome (N) oder Sauerstoffatome (0) enthält,
bei denen es sich um Matrixatome handelt, die die photoleitfähige Schicht 603 bilden, oder die Deckschicht
605 kann aus einem amorphen Material bestehen, das diese Matrixatome- und außerdem Wasserstoffatorae und/oder
20 Halogenatome enthält. Beispiele für die Materialien
der Deckschicht 605 sind a-Si^^,. a-(Si a N 1_a)i:) :H 1_TD'
a-(Si O1 ) .:(H+X)., H, anorganische, isolierende
Materialien wie SiNO und Al?0„ und organische, isolierende
Materialien wie Polyester, Poly-p-xylylen und Polyurethane.
Im Hinblick auf die Produktivität, die Massenfertigung sowie die elektrische und die Umweltbeständigkeit
während der Verwendung" ist das Material, das die Deckschicht 605 bildet, jedoch geeigneterweise ein
a-(Si C1 ) :ΧΛ , das die gleichen Eigenschaften wie
das Material der Zwischenschicht 602 hat, ein a-Si C1 ,
das keine Halogenatome enthält, oder ein a-(Si C )
χ χ χ y
Außer den vorstehend erwähnten Materialien können
.H1 _ .
als Materialien für die Bildung der Deckschicht 605 35 vorzugsweise amorphe Materialien eingesetzt werden,
3136 Hl
- 57 - DE 1535
die Siliciumatome und mindestens zwei Vertreter der Gruppe C-, N- und O-Atome als Matrixatome und außerdem
Halogenatome oder Halogenatome und Wasserstoffatome
enthalten. Als Halogenatome können F, Cl und Br erwähnt werden, wobei anzumerken ist, daß von den vorstehend
erwähnten, amorphen Materialien diejenigen, die F enthalten, in bezug auf die thermische Beständigkeit besonders
wirksam sind.
Fig. 7 ist eine schematische Darstellung eines
zur Erläuterung einer weiteren grundlegenden Ausführungsform des erfindungsgemäßen, photoleitfähigen Elements
dienenden Schnittes.
15 Das in Fig. 7 gezeigte, photoleitfähige Element
700, das eine der grundlegendsten Ausführungsformen darstellt, weist eine Schichtstruktur aus einem Träger
701 für das photoleitfähige Element, einer auf dem Träger
vorgesehenen Zwischenschicht 702 und einer in direkter
Berührung mit der Zwischenschicht 702 ausgebildeten, photoleitfähigen Schicht 703 auf.
Der Träger 701 und die Zwischenschicht 702 werden aus den gleichen Materialien hergestellt wie der Träger
25 ιοί bzw. die Zwischenschicht 102, und sie können nach
dem gleichen Verfahren und unter den gleichen Bedingungen wie der Träger 101 bzw. die Zwischenschicht 102
hergestellt werden.
Die über der Zwischenschicht 702 liegende, auf dieser befindliche, photoleitfähige Schicht 703 besteht
aus a-Si:X mit den nachstehend erläuterten Halbleitereigenschaften, damit die Aufgabe der Erfindung in wirksamer
Weise gelöst wird.
- 58 - DE 1535
(j|) a-Si:X vom p-Typ: Dieser Typ enthält nur einen
Akzeptor oder sowohl einen Donator als auch einen Akzeptor, wobei die Konzentration des Akzeptors (Na) höher
als die Konzentration des,Donators ist.
Q) a-Si:X vom p~-Typ: Es handelt sich dabei um einen
Typ von d>,der eine niedrige Konzentration des Akzeptors
(Na) aufweist und beispielsweise in sehr geringem Maße
mit sogenannten Fremdstoffen vom p-Typ dotiert ist.
(§)a-Si:X vom η-Typ: Dieser Typ enthält nur einen
Donator oder sowohl einen Donator als auch einen Akzeptor, wobei die Konzentration des Donators (Nd) höher
als die Konzentration des Akzeptors ist;
(§)a-Si:X vom n~-Typ: Es handelt sich dabei um einen
Typ von®, der eine niedrige Konzentration des Donators (Nd) aufweist und beispielsweise in sehr geringem Maße
mit Fremdstoffen vom η-Typ dotiert ist oder nicht dotiert
20 ist.
(ig) a-Si:X vom i-Typ: Bei diesem Typ gilt Nas^NdsiO
oder Na^Nd, und dieser Typ ist beispielsweise in geringem Maße mit Fremdstoffen vom p-Typ dotiert.
Erfindungsgemäß kann das a-Si:X, das die photoleitfähige Schicht 703 bildet, einen spezifischen elektrischen
Widerstand mit einem relativ niedrigen Wert haben, weil die photoleitfähige Schicht 703 durch Vermittlung
einer Zwischenschicht 702 auf dem Träger 701 ausgebildet
ist; für die Erzielung von besseren Ergebnissen kann jedoch die photoleitfähige Schicht 703, die gebildet
wird, einen spezifischen Dunkelwiderstand haben, dessen
g
Wert vorzugsweise bei 5 χ 10 &. cm oder darüber und insbe-
Wert vorzugsweise bei 5 χ 10 &. cm oder darüber und insbe-
35 sondere bei 10 Si-,cm oder darüber liegt.
- 59 - DE 1535
Die Zahlenwerte des spezifischen Dunkelwiderstands stellen insbesondere dann einen wichtigen Faktor dar,
wenn das hergestellte, photoleitfähige Element als Bilderzeugungselement
für elektrophotographische Zwecke, als hochempfindliche Lesevorrichtung oder als Bildaufnahmevorrichtung
oder Bildabtastvorrichtung, die für die Anwendung in Bereichen mit niedriger Beleuchtungsstärke
vorgesehen sind, oder als photoelektrischer Wandler eingesetzt wird.
Typische Beispiele für Halogenatome (X), die in die photoleitfähige Schicht 703 des erfindungsgemäßen,
photoleitfähigen Elements eingebaut werden, sind Fluor,
Chlor, Brom und Jod, wobei Fluor und Chlor besonders
15 bevorzugt werden.
Unter der Aussage, daß X in einer Schicht enthalten oder in eine Schicht eingebaut ist, ist der Zustand
zu verstehen, daß X an Si gebunden ist oder daß X für
2(X den Einbau in die Schicht ionisiert ist oder daß X in einer
Form von X„ in die Schicht eingebaut ist.
Im Rahmen der Erfindung wird die aus a-Si:X bestehende Schicht durch ein Vakuum-Abscheidungsverfahren
unter Anwendung einer Entladungserscheinung, beispielsweise durch das Glimmentladungsverfahren, das Zerstäubungsverfahren
oder das Ionenplattierverfahren, gebildet. Zur Bildung einer a-Si:X-Schicht nach dem Glimmentladungsverfahren
wird beispielsweise ein gasförmiges Ausgangsmaterial für die Einführung von Halogenatomen
zusammen mit einem gasförmigen, zur Zuführung von Si befähigten Ausgangsmaterial für die Zuführung von Si
in eine Abscheidungskammer eingeführt, deren Innendruck vermindert werden kann, und in der Abscheidungskammer
wird zur Bildung einer a-Si:X-Schicht auf der Oberfläche
NAOHeERElOHTJ J. ·..***►·"····· *··*·-··
_ 60 - DE 1535
, eines zuvor in der Abscheidungska^er in eine vorbestimmte
Lage gebrachten Trägers eine Glimmentladung hervorgeufen
wenn die Schicht nach dem Zerst.ubungsverfahren gebildet wird, kann einzur Einführung von Halogenatomen
dienendes Gas während der Zerstäubung eines Sl™^
in einer Atmosphäre aus einem Inertgas wie Ar oder He
oder aus einer hauptsächlich auswiesen Gasen bestehenden
Gasmischung in die zur Zerstäubung dienende Absohexdungskammer eingeführt werden.
zu Beispielen tür das gasförmige Ausgangsmaterial,
das erfindungsgemäß bei der Bildung der photoleitfätagen
Schicht 703 für die Zuführung von Si eingesetzt werden
kann, gehören die vorstehend im Zusammenhang mit der
,5 · Bi d ng der in Fig. 1 gezeigten, photoleitfähigen Sch.C.t
IIIbeschriebenen, gasförmigen Ausgangsmaterial.en fur
die Zuführung von'Si.
zu wirksamen, gasförmigen Ausgangsmaterialien für
die Einführung von Halogenatomen bei der Bildung der
photol.itflU.lg«! Schicht 703 des erfindungsgemaßen
photoleitfahigen Events gehört eine Anzahl von Halogenverbindungen,
wobei gasförmige oder vergasbareHai g nverbindungen
wie gasförmige Halogene, Halogenide, Inter
halogenverbindungen und halogensubstituierte S.landerxvate
bevorzugt werden.
Weiterhin Können auch Halogenated enthaltende,
vergasbar« SiUciuwerbindongen, die ,ur gleichzeitigen
von Siliciumatomen (Si) und Halogenatomen (X) befahxgt sind, in wirksamer Weise eingesetzt werden.
Die Halogenverbindungen, die erfindungsgemäß vorzugsweise eingesetzt werden", sind gasförmige Halogene
„ie Fluor, Chlor, Brom und Jod und Interhalogenverb.n-
.31.3 6 U1;
- 61 - DE 1535
1 düngen wie BrF, ClF, ClF3, BrF5, BrF3, JF7, JF5, JCl
und JBr.
Als Halogenatome enthaltende Siliciumverbindungen, d. h. als sogenannte halogensubstituierte Silanderivate,
werden Siliciumhalogenide wie SiF4, Si3F6, SiCl4 und
SiBr. bevorzugt.
Wenn die photoleitfähige Schicht 703 nach einem Glimmentladungsverfahren unter Anwendung einer solchen
halogenhaltigen Siliciumverbihdung gebildet wird, kann auf einem vorbestimmten Träger eine photoleitfähige
a-Si :X-Schicht ausgebildet werden, ohne daß als gasförmiges, zur Zuführung von Si befähigtes Ausgangsmaterial
ein gasförmiges Silan eingesetzt wird.
Bei der Bildung der photoleitfähigen, aus a-Si:X bestehenden Schicht nach einem Glimmentladungsverfahren
besteht die grundlegende Verfahrensweise darin, daß in die für die Bildung der photoleitfähigen, aus a-Si:X
bestehenden Schicht dienende Abscheidungskammer ein gasförmiges, als Ausgangsmaterial für die Zuführung
von Si dienendes Siliciumhalogenid zusammen mit einem Gas wie Ar, H„ oder He in einem vorbestimmten Mischungsverhältnis
in einer geeigneten Gasströmungsmenge eingeführt werden, worauf zur Bildung einer Plasmaatmosphäre
aus diesen Gasen eine Glimmentladung angeregt wird, was dazu führt, daß in Berührung mit der auf einem Träger
ausgebildeten Zwischenschicht eine photoleitfähige a-Si:X-Schicht
gebildet wird. Auch eine gasförmige, Wasserstoffatome enthaltende Siliciumverbindung kann in einer
geeigneten Menge mit diesen Gasen vermischt werden.
Alle Gase können nicht nur einzeln als eine einzelne Verbindung oder Spezies, sondern auch in Form einer
„ „ „J IdU I
- 62 - DE 1535
Mischung von mehreren Verbindungen oder Spezies in einem vorbestimmten Verhältnis eingesetzt werden. Bei der
Bildung der photoleitfähigen a-Si:X-Schieht durch ein reaktives Zerstäubungsverfahren oder ein Ionenplattierverfahren,
beispielsweise im Fall des reaktiven Zerstäubungsverfahrens/
kann das Zerstäuben unter Anwendung eines Si-Targets-in einer Plasmaatmosphäre bewirkt werden.
Im Falle des Ionenplattierverfahrens wird polykristallines Silicium oder Einkristall-Silicium als
Quelle in ein Aufdampfschiffchen hineingebracht, und
diese Siliciumquelle wird durch Erhitzen mittels eines Widerstands-Heizverfahrens oder eines Elektronenstrahlverfahrens
verdampft, wobei es den aus dem Schiffchen entweichenden Dämpfen ermöglicht wird, durch eine Gasplasmaatmosphäre
hindurchzutreten oder hindurchzugelangen.
Sowohl beim Zerstäubungsverfahren als auch beim Ionenplattierverfahren können Halogenatome in die zu bildende
Schicht eingeführt werden, indem eine der vorstehend erwähnten Halogenverbindungen oder eine der vorstehend
erwähnten, halogenhaltigen Siliciumverbindungen in Gasform in die Abscheidungskammer eingeführt wird, wobei
in der Abscheidungskammer eine Plasmaatmosphäre aus
25 diesem Gas gebildet wird.
Im Rahmen der Erfindung können die vorstehend erwähnten Halogenverbindungen oder halogenhaltigen
Siliciumverbindungen in wirksamer Weise eingesetzt werden. Außerdem ist es auch möglich, daß als wirksame
Substanz für die Bildung der photoleitfähigen Schicht '
ein gasförmiges oder vergasbares Halogenid, das Wasserstoff als eines der an seinem Aufbau beteiligten Elemente
enthält, eingesetzt wird. Beispiele für solche Halogenide sind Halogenwasserstoffe wie HF, HCl, HBr und HJ und
3 136 Hl
halogensubstituierte Silane wie Br2 und SiHBr3.
DE 1535
, SiHCl3,
Im Rahmen der Erfindung kann der Einsatz dieser Wasserstoffatome enthaltenden Halogenide als gasförmiges
Ausgangsmaterial· für die Einführung von Halogenatomen bevorzugt sein, weil durch diese Halogenide auch Wasserstoffatome
eingeführt werden können, wodurch gleichzeitig mit der Einführung von Halogenatomen in die photoleitfähige
Schicht eine sehr wirksame Regulierung der elektrischen oder Photoieitfähigkeitseigenschaften ermöglicht
wird.
Als alternative Maßnahme zum Einbau von Wasserstoff-]5
atomen in die Struktur der photoleitfähigen a-Si:X-. Schicht können auch andere als die vorstehend erwähnten Materialien, wie H_ oder gasförmige Silane wie SiH.,
Si2H6, Si3H8 oder Si4H10J eingesetzt werden. Es kann
dafür gesorgt werden, daß bei der Durchführung der Entladung in der Abscheidungskammer solche Gase zusammen
mit einer zur Bildung von Si dienenden Siliciumverbindung
vorliegen.
Bei einem reaktiven Zerstäubungsverfahren wird beispielsweise ein Si-Target eingesetzt, und ein zur
Einführung von Halogenatomen dienendes Gas und H_-Gas werden, falls notwendig, zusammen mit einem Inertgas
wie He oder Ar, zur Bildung einer Plasmaatmosphäre in die Abscheidungskammer eingeführt, wobei zur Bildung
einer photoleitfähigen a-Si:X-Schicht mit erwünschten
Eigenschaften, in die Wasserstoffatome eingebaut sind,
auf der Oberfläche eines Trägers eine Zerstäubung des Si-Targets bewirkt wird.
Weiterhin kann auch ein Gas wie B_H_, PH„ oder
c. b ο
ο ι α ο ι
- 64 - DE 1535
1 PF„ eingeführt werden, so daß gleichzeitig auch eine
Zuführung von Fremdstoffen bewirkt werden kann.
Der Gehalt an Halogenatomen oder der Gesamtgehalt an Halogenatomen (X) und Wasserstoffatomen (H) in der
photoleitfähigen Schicht beträgt im Rahmen der Erfindung im allgemeinen 1 bis 40 Atom-% und vorzugsweise 5 bis
30 Atom-%.
-jQ Der H-Gehalt in der Schicht kann mittels der Trägertemperatur,
die der Träger während der Abscheidung hat, und/oder durch die Menge, in der das zum Einbau von
H dienende Ausgangsmaterial in die Abscheidungsvorrichtung eingeführt wird, durch die Entladungsleistung und
15 durch andere Faktoren reguliert werden.
Zur Herstellung einer photoleitfähigen Schicht 703 vom n-, p- oder i—Typ können während der Bildung
der Schicht durch das Glimmentladungsverfahren oder das reaktive Zerstäubungsverfahren ein Fremdstoff vom
η-Typ oder vom p-Typ oder Fremdstoffe von beiden Typen
in regulierten Mengen in die Schicht hineingegeben werden.
Als Fremdstoffe, die zur Herstellung einer photoleitfähigen Schicht 703 vom p- oder vom i-Typ in die
photoleitfähige Schicht zu dotieren sind, können vorzugsweise die Elemente der Gruppe III A des Periodensystems
wie B, Al, Ga, In und Tl erwähnt werden.
Andererseits werden für die Herstellung einer photoleitfähigen Schicht 703 vom η-Typ vorzugsweise Elemente
der Gruppe V A des Periodensystems wie N, P, As, Sb oder Bi eingesetzt.
3136 Ht
- 65 - DE 1535
Außerdem kann die Zusammensetzung der Schicht auch beispielsweise durch Einlagerungsdotierung mit Li oder
anderen Substanzen mittels thermischer Diffusion oder Implantation so einreguliert werden, daß die Schicht
Leitfähigkeitseigenschaften vom η-Typ erhält. Die Menge des in die photoleitfähige Schicht 703 hineinzugebenden
Fremdstoffs wird in Abhängigkeit von den gewünschten elektrischen und optischen Eigenschaften in geeigneter
Weise festgelegt. Diese Menge liegt im Fall eines Elements der Gruppe III A des Periodensystems im allgemeinen
im Bereich eines Atomverhältnisses von 10~ bis
-3 -5 -4
10 und vorzugsweise von 10 bis 10 und im Fall eines Elements der Gruppe V A des Periodensystems im
allgemeinen im Bereich eines Atomverhältnisses von 10
—3 —8 —4
bis 10 und vorzugsweise von 10 bis 10 ■
Fig. 8 ist eine schematische Darstellung eines Schnittes einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen,
photoleitfähigen Elements, worin der in Fig.
20 7 gezeigte Schichtaufbau modifiziert ist. Das in Fig.8
gezeigte, photoleitfähige Element 800 hat den gleichen Schichtaufbau wie das in Fig. 7 gezeigte, photoleitfähige
Element 700, jedoch mit dem Unterschied, daß auf der
photoleitfähigen Schicht 803 eine Deckschicht 805 aus-
photoleitfähigen Schicht 803 eine Deckschicht 805 aus-
25 gebildet ist, die die gleiche Funktion wie die Zwischenschicht
802 hat.
Das photoleitfähige Element 800 weist eine auf einem Träger 801 ausgebildete Zwischenschicht 802, die
aus dem gleichen Material, a-Si C1 , wie die Zwischenschicht
702 hergestellt ist und die gleiche Funktion wie die Zwischenschicht 702 hat, eine photoleitfähige
Schicht 803, die aus a-Si:X besteht, in das in einer ähnlichen Weise, wie es im Fall der Fig. 7 gezeigten,
photoleitfähigen Schicht 703 beschrieben wurde, gegebe-
«J- lOU 14 J
- 66 - DE 1535
' rienfalls H eingeführt sein kann, und eine auf der photoleitfähigen
Schicht 803 ausgebildete Deckschicht 805
mit einer freien Oberfläche 804 auf.
Die Deckschicht 805 hat die gleichen Funktionen wie die Deckschichten der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen und besteht aus dem gleichen Material*
Das in Fig. 9 gezeigte, photoleitfähige Element 10 goo hat einen Schichtaufbau aus einem Träger 901 für
das photoleitfähige Element, einer auf dem Träger ausgebildeten
Zwischenschicht 902, die der in Fig. 3 gezeigten Zwischenschicht 302 ähnlich ist, und einer in
direkter Berührung mit der Zwischenschicht 902 ausgebildeten,
photoleitfähigen Schicht 903.
Der Träger 901 kann wie die Träger bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsfοrmen elektrisch leitend
oder isolierend sein.
20
20
Das in Fig. 10 gezeigte, photoleitfähige Element 1000 hat den gleichen Schichtaufbau wie das in Fig.
9 gezeigte, photoleitfähige Element 900, Jedoch mit dem Unterschied,. daß auf der photoleitfähigen Schicht
^J 1003 eine Deckschicht 1005 vorgesehen ist, die die gleiche
Funktion wie die Zwischenschicht 1002 hat.
Mit anderen Worten, das photoleitfähige Element 1000 weist eine auf einem Träger 1001 ausgebildete Zwischenschicht
1002, die aus dem gleichen Material,
a-(Si C1 ) : H1 , wie die Zwischenschicht 902 herge—
X X X y X y
stellt ist und die gleiche Funktion wie die Zwischenschicht 902 hat, eine photoleitfähige Schicht 1003,
die ähnlich wie die photoleitfähige Schicht 703 aus
a-Si:X besteht, das außerdem, falls erwünscht, Wasser-
- 67 - DE 1535
1 stoffatome (H) enthalten kann, und eine auf der photoleitfählgen
Schicht 1003 vorgesehene Deckschicht 1005 mit einer freien Oberfläche 1004 auf.
5 Die Deckschicht 1005 kann aus a-(Si C1 ) : H1
bestehen, das die gleichen Eigenschaften wie das Material
der Zwischenschicht 1002 hat. Alternativ kann die Deckschicht 1005 aus dem gleichen Material bestehen wie
die Deckschichten der vorstehend erwähnten Ausführungsformen.
■Fig. 11 ist eine schematische Darstellung eines
Schnittes einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen, photoleitfähigen Elements.
Das in Fig. 11 gezeigte, photoleitfähige Element 1100 hat einen Schichtaufbau aus einem Träger 11.01 für
das photoleitfähige Element, einer auf dem Träger 1101 ausgebildeten Zwischenschicht 1102, die der in Fig.
20 5 gezeigten Zwischenschicht 502 ähnlich ist, und einer
in direkter Berührung mit der Zwischenschicht 1102 ausgebildeten, photoleitfähigen Schicht 1103, die der in
Fig. 7 gezeigten, photoleitfähigen Schicht 703 ähnlich ist.
Fig. 12 ist eine schematische Darstellung eines Schnittes einer anderen AusfUhrungsform, bei der der
Schichtaufbau des in Fig. 11 gezeigten, photoleitfähigen Elements modifiziert ist.
Das in Fig. 12 gezeigte, photoleitfähige Element 1200 hat den gleichen Aufbau wie das in Fig. 11 gezeigte,
photoleitfähige Element 1100, jedoch mit dem Unterschied, daß auf der photoleitfähigen Schicht 1203 eine Deckschicht
1205 ausgebildet ist, die die gleiche Funktion
- 68 - DE 1535
1 wie die Zwischenschicht 1202 hat.
Mit anderen Worten, das photoleitfähige Element 1200 weist eine auf einem Träger 1201 ausgebildete
Zwischenschicht 1202, die aus dem gleichen Material wie die Zwischenschicht 1102 hergestellt ist und die
gleiche Funktion wie die Zwischenschicht 1102 hat, eine photoleitfähige Schicht 1203, die ähnlich wie die in
Fig. 7 gezeigte, photoleitfähige Schicht 703 aus a-Si:X besteht, das außerdem, falls erwünscht, Wasserstoffatome
enthalten kann, und eine auf der photoleitfähigen Schicht 1203 vorgesehene Deckschicht 1205 mit einer freien Oberfläche 1204 auf.
Die Deckschicht 1205 hat ähnlich wie bei den Deckschichten der vorstehend erwähnten Ausführungsformen
die gleichen Eigenschaften wie die Zwischenschicht 1202 und besteht aus a-(Si C. ) : X1 , das außerdem, falls
dies erforderlich ist, Wasserstoffatome (H) enthalten
kann. Alternativ kann die Deckschicht 1205 aus einem amorphen Material bestehen, das die Matrixatome, die
die photoleitfähige Schicht bilden, d.h. Siliciumatome (Si) und Stickstoffatome (N) oder Sauerstoffatome (0), enthält,
oder die Deckschicht 1205 kann aus einem amorphen Material bestehen, das diese Matrixatome und außerdem
Wasserstoffatome und/oder Halogenatome enthält. Beispiele
für die Materialien der Deckschicht 1205 sind a-Si N, ,
a-(SiaCl-aVXl-b' a" ^a1Wb :(H+X)l-b' ^31C0I-C' "*
a-(Sic°i-c)d:Xl-d und a"(Sic°l-c)d:(H+X)l-d' anorganisehe,
isolierende Materialien wie SiNO und Al_0 und organische, isolierende Materialien wie Polyester, PoIyp-xylylen
und Polyurethane.
Die Schichtdicke des erfindungsgemäßen, photoleitfähigen
Elements wird in geeigneter Weise in Abhängig-
3136 Hl
- 69 - DE 1535
1 keit von dem Anwendungszweck, beispielsweise in Abhängigkeit
davon, ob das photoleitfähige Element für Lesevorrichtungen, Bildaufnahme- bzw. Bildabtastvorrichtungen
oder Bilderzeugungselemente für elektrophotographische
Zwecke eingesetzt wird,festgelegt.
Erfindungsgemäß kann die Schichtdicke der photoleitfähigen
Schicht in bezug auf die Dicke der Zwischenschicht
geeigneterweise so festgelegt werden, daß sowohl
10 die photoleitfähige Schicht als auch die Zwischenschicht ihre Funktionen in wirksamer Weise erfüllen
können. Die photoleitfähige Schicht ist vorzugsweise einige hundertmal bis einige tausendmal so dick wie
die Zwischenschicht. Insbesondere hat die photoleitfähige
Schicht im allgemeinen eine Dicke von 1 bis 100 μτη und
vorzugsweise von 2 bis 50 pm.
Das Material, aus dem die auf der photoleitfähigen
Schicht vorgesehene Deckschicht besteht, sowie die Dicke
20 der Deckschicht können sorgfältig festgelegt werden,
damit in dem Fall, daß das photoleitfähige Element in der Weise eingesetzt wird, daß mit den elektromagnetischen
Wellen,gegenüber denen die photoleitfähige Schicht empfindlich ist, von der Seite der Deckschicht her be-
strahlt wird, dadurch eine Erzeugung von Phototrägern mit einem guten Wirkungsgrad erzielt werden kann, daß
einer ausreichenden Menge der einfallenden, elektromagnetischen
Wellen ein Erreichen der photoleitfähigen
Schicht ermöglicht wird.
30
30
Die Dicke der Deckschicht kann in geeigneter Weise in Abhängigkeit von dem Material, aus dem die Schicht
besteht, und von den Bedingungen für die Bildung der
Schicht festgelegt werden, so daß die Deckschicht ihre OJ vorstehend beschriebene Funktion in ausreichendem Maße
t*J I O U Γ Mr I
»■' ι '■ Ii —■■■■ ■ ι ■ mwmm
» » · · ·. «« - *« »α
- 70 - DE 1535
erfüllen kann. Die Dicke der Deckschicht beträgt im allgemeinen 3 bis 100 nm und vorzugsweise 5 bis 60 nm.
Wenn bei der Anwendung des erfindungsgemäßen, photoleitfähigen
Elements als Bilderzeugungselement für elektrophotographische Zwecke eine bestimmte Art eines
Elektrophotographieverfahrens angewendet werden soll, muß außerdem auf der freien Oberfläche der photoleitfähigen
Elemente mit dem in den Fig. 1 bis 12 gezeigten Schichtaufbau eine Oberflächendeckschicht ausgebildet werden. Eine
solche Oberflächendeckschicht muß isolierend sein und muß in ausreichendem
Maße zum Festhalten von elektrostatischen Ladungen befähigt sein, wenn sie einer Ladungsbehandlung unterzogen wird,. * und sie muß auch
eine bestimmte Dicke haben, wenn sie in einem Elektrophotographieverfahren
wie dem aus den US-PSS 3 666 und 3 734 609 bekannten NP-System angewendet wird.
Andererseits muß die Oberflächendeckschicht sehr dünn sein, wenn sie in einem Elektrophotographieverfahren
wie dem Carlson-Verfahren angewendet wird, weil das Potential in den hellen Bereichen nach der Erzeugung
der elektrostatischen Ladungen bzw. Ladungsbilder erwUnschtermaßen
sehr gering sein soll. Zusätzlich zu zufriedenstellenden, gewünschten elektrischen Eigenschaften muß
die Oberflächendeckschicht auch die Eigenschaften haben,
daß sie die photoleitfähige Schicht oder die Deckschicht weder physikalisch noch chemisch beeinträchtigt und
daß sie einen guten, elektrischen Kontakt mit der photoleitfähigen Schicht oder der Deckschicht hat und gut
an der photoleitfähigen Schicht oder der Deckschicht anhaftet. Bei der Bildung der Oberflächendeckschicht
wird auch berücksichtigt, daß die Oberflächendeckschicht Eigenschaften wie eine gute Feuchtigkeitsbeständigkeit
und Abriebbeständigkeit sowie gute Reinigungseigenschaften haben sollte.
35 ;
- 71 - DE 1535
Typische Beispiele für Materialien, die in wirksamer Weise für die Bildung der Oberflächendeckschicht eingesetzt
werden, sind Polyäthylenterephthalat, Polycarbonate, Polypropylen, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid,
Polyvinylalkohol, Polystyrol, Polyamide, Polytetrafluoräthylen,
Polytrifluorchloräthylen, Polyvinylfluorid, Polyvinylidenfluorid, Hexafluorpropylen/Tetrafluoräthylen-Copolymerisat,
Trifluoräthylen/Vinylidenfluorid-Copolymerisat, Polybuten, Polyvinylbutyral, Polyurethane,
Poly-p-xylylen und andere organische, isolierende
Materialien und' Siliciumnitride und Siliciumoxide und
andere anorganische, isolierende Materialien.
Von diesen Materialien kann aus den Kunstharzen
oder den Cellulosederivaten eine Folie gebildet werden,
die dann auf die photoleitfähige Schicht oder die Deckschicht laminiert wird. Alternativ können aus solchen
Materialien Beschichtungslösungen hergestellt und zur Bildung einer Schicht auf die photoleitfähige Schicht
20 oder die .Deckschicht aufgetragen werden. Die Dicke der
Oberflächendeckschicht, die in geeigneter Weise in Abhängigkeit
von den gewünschten Eigenschaften oder dem ausgewählten Material festgelegt werden kann, beträgt
im allgemeinen etwa 0,5 bis 70 pm. Im einzelnen hat
25 die Oberflächendeckschicht im allgemeinen eine Dicke
von 10 jum oder weniger, wenn sie als Schutzschicht dienen
soll, während im allgemeinen eine Dicke von 10 μτη oder
mehr gewählt wird, wenn eine Funktion der Oberflächendeckschicht als isolierende Schicht in höherem Maße er-
ου wünscht ist. Der Grenzwert, der den Dickenbereich für
die Anwendung als Schutzschicht von dem Dickenbereich für die Anwendung als elektrisch isolierende Schicht
trennt, ist jedoch variabel und hängt von dem anzuwendenden Elektrophotographieverfahren und dem gewünschten
OJ Aufbau des elektrophotographischen Bilderzeugungselements
1 J D: I k
- 72 - DE 1535
1 ab. Demnach stellt der vorstehend erwähnte Wert von
10 pm keinen absoluten Grenzwert dar.
Durch eine geeignete Auswahl des Materials können
der Oberflächendeckschicht auch die Eigenschaften einer ;
reflexionsverhindernden Schicht verliehen werden, so
daß ihre Funktion erweitert werden kann.
Durch das erfindungsgemäße, photoleitfähige Element, das vorstehend unter Bezugnahme auf typische Beispiele
für seinen Schichtaufbau erläutert worden ist, können alle Probleme gelöst werden, die vorstehend beschrieben
worden sind. Das erfindungsgemäße, photoleitfähige Element zeigt während seiner Anwendung hervorragende
elektrische und optische Eigenschaften und hervorragende
Photoleitfähigkeitseigenschaften sowie gute Umwelteigenschaften.
Besonders in dem Fall, daß das erfindungsgemäße,
photoleitfähige Element für ein elektrophotographisches
Bilderzeugungselement oder eine Bildaufnahme- oder Bildabtastvorrichtung angewendet wird, zeigt es vorteilhafterweise eine gute Beibehaltung der elektrostatischen
Ladungen während der Ladungsbehandlung, ohne daß die
Bilderzeugung durch Restpotentiale beeinträchtigt wird, und das erfindungsgemäße, photoleitfähige Element hat
auch in einer Atmosphäre mit hoher Feuchtigkeit stabile elektrische Eigenschaften mit einer hohen Empfindlichkeit
und einem hohen Signal/Rausch-Verhältnis, ist in hervorragender
Weise gegenüber optischer Ermüdung oder wiederholter
Verwendung beständig, und führt zu sichtbaren Bildern mit einer hohen Qualität, einem guten Auflösungsvermögen,
einer hohen Bilddichte und klaren Halbtönen.
35 Wenn als Bilderzeugungelement für elektrophoto-
- 73 - DE 1535
graphische Zwecke ein Schichtaufbau mit einer bekannten,
photoleitfähigen Schicht angewendet wurde, zeigten a-Si:H und a-Si:X mit einem hohen spezifischen Dunkelwiderstand
eine niedrige Photoempfindlichkeit, während a-Si:H und a-Si:X mit einer hohen Photoempfindlichkeit einen niedrigen
spezifischen Dunkelwiderstand mit einem Wert von
etwa 10 Sl-cm zeigten und daher als Bilderzeugungselement
für elektrophotographische Zwecke schlecht anwendbar ■ waren. Im Gegensatz dazu können erfindungsgemäß auch
a-Si:H oder a-Si:X mit einem relativ niedrigen, spezi-
fischen Widerstand (5 χ 10 Sl.cm oder mehr) eine photoleitfähige
Schicht für elektrophotographische Zwecke bilden. Demnach können a-Si:H und a-Si:X, die einen
relativ niedrigen, spezifischen Dunkelwiderstand, jedoch eine hohe Empfindlichkeit haben, in zufriedenstellender
Weise eingesetzt werden, wodurch die Einschränkungen, die durch die Eigenschaften von a-Si:H und a-Si:X verursacht
werden, vermindert werden.
-74-1 Beispiel 1
Unter Verwendung einer in Fig. 13 gezeigten Vorrichtung, die in einem reinen Raum untergebracht war, der vollständig
abgeschirmt worden war, wurde ein Bilderzeugungselement für
elektrophotographische Zwecke gemäß den folgenden Verfahrensweisen
hergestellt.
Ein Molybdänsubstrat 1302 mit einer Fläche von 10cm χ 10cm und
)q einer Dicke von 0,5 mm, dessen Oberfläche gereinigt worden
war, wurde auf ein Halteelement 1303 fest fixiert, das
bei einer vorher bestimmten Lage in einer Abscheidungskammer 1301 angeordnet war. Die Targets 1305 und 1306 wurden
gebildet, indem polykristallines hochreines Silicium
(99,999%) auf einem hochreinen Graphit (99,999%) aufgebracht wurde. Das Substrat 1302 wurde mittels einer Heizvorrichtung
1304 innerhalb des Halteelements 1303 mit einer
Genauigkeit von +-0,50C erhitzt. Die Temperatur wurde
unmittelbar^ an der Rückseite des Substrates mit einem
N0 Alumel/Chromel-Thermoelement gemessen. Nach der Feststellung, daß alle Ventile im System geschlossen waren, wurde
dann das Hauptventil· 1331 vollständig geöffnet und das System sofort auf meinen Druck von 6,65 χ 10 bar gebracht
(während der Evakuierung waren alle anderen Ventile in dem
:\ System geschlossen). Im Anschluß an diese Stufe wurde das
Hilfsventil 1329 und die Ausströmventile 1324, 1325, 1326, 1327 und 1328 geöffnet, um die Gase in den Durchflußmeßgeräten 1337, 1338, 1339, 1340 und 1341 in ausreichendem Maße
zu entfernen } und danach wurden die Ausströmventile 1324,
1325, 1326, 1327, 1328 und das Hilfsventil 1329 geschlossen.
Das Ventil· 1318 der Bombe 1313, die Argongas mit einer Reinheit von 99,999% enthielt, wurde geöffnet, bis die Anzeige
auf dem Auslaßmanometer 1336 auf 0,98 bar eingesteht
warι und dann wurde das Einströmventil· 1323 geöffnet, worauf
das Ausströmventil· 1328 allmählich geöffnet wurdey
durch Argongas in die Abscheidungskammer 1301 einströmen konnte. Das Ausströmventil· 1328 wurde geöffnet, bis das
Pirani-Manometer 1342 6,65 χ 10 bar anzeigte, wobei
3136U1
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-7 5-
' dieser Zustand beibehalten wurde, bis die Strömungsmenge
stetig war. Danaoh wurde das Hauptventil· 1331 durchEinengung
der Öffnung allmählich geschlossen, um den Innen-
-5 druck in der Kammer auf '1,33 χ 10 bar einzustellen.
Nach öffnen des Verschlußschiebers 1308 wurde die Stabilität
auf dem Durchflußmeßgerät 1341 überprüft; worauf
durch Einschalten einer Hochfrequenzstromquelle 1343 zwischen den Targets 1305 und 1306 und dem Haltet lernen t 1303 ein Hochfrequenzwechselstrom
von 13,56 MHz mit einer Leistung von
^O 100 W angelegt wurde. Unter diesen Bedingungen wurde eine
Schicht gebildet, indem-, die Bedingungen so abgestimmt wurden, daß eine stabile Entladung fortgesetzt werden kann.
Auf diese Weise wurde die Entladung eine Minute lang fortgesetzt, um eine Zwischenschicht mit einer Dicke von 1Onm
Ϊ5 zu bilden. Danach wurde die Hochfrequenzstromquelle 1343
zur Unterbrechung der Entladung abgeschaltet. Anschließend wurde das Ausströmventil 1328 geschlossen und das Hauptventil
1331 zur Entfernung des Gases in der Kammer 1301
vollständig geöffnet, bis die Kammer auf 6,65 χ 10 bar evakuiert war. Danach wurde die Eingangsspannung für die
Heizvorrichtung 1304 erhöht,indem die Eingangsspannung variiert wurde, während die Substrattemperatur beobachtet
wurde, bis die Temperatür konstant bei 200° stabilisiert
war. . 25
Danach wurde das Hilfsventil 1329, anschließend das Ausströmventil
1328 und das Einlaßventil 1323 vollständig geöffnetj um das Durchflußmeßgerät 1341 durch Anlegen eines
Vakuums ausreichend zu entgasen. Nach dem Schließen des
Hilfsventils 1329 und des Ausströmventils 1328/wurden das
Ventil 1314 der Bombe 1309, die SiH4-GaS mit einer Reinheit
von 99,999%,mit Wasserstoff verdünnt auf TO Vol.%f enthielt
(nachstehend als SiH4(10)/H„ bezeichnet) und das
Ventil 1316 der Bombe 1311, die B0H,-Gas mit Wasserstoff
35 2 6
verdünnt auf 50 Vol.ppm enthielt (nachstehend als B2Hg (50)
/H_ bezeichnet) entsprechend geöffnet, um den Druck bei
den Auslaßmanometern 1332 bzw. 1334 auf 0,98 bar einzustellen,
worauf die Einströmventile 1319 und 1321 allmäh-
lieh geöffnet wurden, so daß SiH4(10)/H2~Gas und B2H
/H2~Gas in die Durchflußmeßgeräte 1337 bzw. 133 9 strömen
konnten . Anschließend wurden die Ausströmventile 1324 und
1326 allmählich geöffnet, worauf das Hilfsventil 1329 geöffnet wurde. Die Einströmventile 1319 und 1321 wurden
hierbei so eingestellt, daß das Verhältnis der Gasströmungstnenge von
SiH4(TO)/H2 zu B2H6(50)/H2 50:1 betrug. Während das Pirani-Manometer
1342 sorgfältig abgelesen wurde, wurde die Öffnung des Hilfsventils 1329 eingestellt und das Hilfsventil
1329 wurde zu einem Ausmaß geöffnet, bis der Innendruck in der Kammer 1301 1,33 χ 10 bar betrug. Nachdem
sich der Innendruck in der Kammer 1301 stabilisiert hatte
wurde das Hauptventil· 1331 durch Einengen seiner öffnung
ailmählich geschlossen, bis das Pirani-Manometer 1342
0,67 x.10 bar anzeigte. Nach Feststellung, daß die Gaszufuhr
und der Innendruck stabil waren, wurde der Verschluß schieber 1308- geschlossen, worauf durch Einschalten
einer Hochfrequenzstromquelle 1343 zwischen den Elektroden
• 1303 und 1308 eine Hochfrequenzwechselspannung von 13,56
MHz mit einer Eingangsleistung von IQW angelegt wurde, wodurch
eine Glimmentladung in der Kammer 1301 erzeugt wurde.
Nachdem die Glimmentladung 3 Stunden lang zur Bildung einer photoleitfähigen Schicht fortgesetzt wurde,
wurde die Heizvorrichtung 1304 und die Hochfrequenzstromquelle 1343 abgeschaltet und das Substrat auf 1000C abkühlen gelassen. Darauf wurden die Ausströmventile 1324,
1326 und die Einströmventile 1319, 1321 geschlossen,
während das Hauptventil· 1331 vollständig geöffnet wurde, wodurch der Innendruck in der Kammer 1301 auf weniger
als 1,33 χ 10 bar gebracht wurde. Das Hauptventil 1-331
wurde geschlossen und der Innendruck in der Kammer wurde
durch das Belüftungsventil 1330 auf Atmosphärendruck gebracht,
worauf das mit der jeweiligen Schicht versehene Substrat herausgenommen wurde. In diesem Falle betrug die
gesamte Dicke der Schichten etwa 9μπι. Das so hergestellte
Bilderzeugungselement für elektrophotographische Zwecke
wurde in einer Ladungs-Belichtungs-Testvorrichtung angeordnet und einer Koronaladung bei(?)6,0 KV 0,2 sek. lang
3.136H1
ausgesetzt j und unmittelbar darauf wurde bildmäßig belichtet.
Die bildmäßige Belichtung wurde durch eine lichtdurchläßige
Testkarte unter Verwendung einer Wolframlampe als Lichtquelle bei einem Belichtungswert von 0,8 Ix s durch-
5 geführt.
Unmittelbar darauf wurde ein negativgeladener Entwickler
(der Toner und Träger enthielt) kaskadenförmig auf die
Oberfläche des Elementes auftreffen gelassen, wodurch ein
gutes Tonerbild auf dem Bilderzeugungselement für elektrophotographische Zwecke erhalten wurde. Wenn das Tonerbild
auf dem Bilderzeugungselement für elektrophotographische
Zwecke auf ein Kopierpapier durch Koronaladung bei φ 5,0KV
kopiert wurde/ergab sich ein klares Bild mit hoher Dichte,
das ein ausgezeichnetes Auflösungsvermögen als auch eine ausgezeichnete
Reproduzierbarkeit in der Helligkeitsabstufung besaß.
Als nächstes wurde das vorstehende Bilderzeugungselement einer Koronaladung mittels einer Ladungs-Belichtungs-Testvorrichtung
bei ©5,5KV 0,2 sek. lang ausgesetzt und unmittelbar
darauf bei einem Belichtungswert von 0,8 Ix s bildmäßig belichtet. Im unmittelbaren Anschluß daran wurde
ein positiv geladener Entwickler kaskadenförmig auf die ' Λ Oberfläche des Elementes auftreffen gelassen. Durch Kopieren
auf ein Kopierpapier und Fixieren wurde ein sehr klares Bild erhalten.
Aus den vorstehenden Ergebnissen in Verbindung mit dem
früheren Ergebnis ergibt sich, daß das nach diesem Beispiel erhaltene Bilderzeugungselement für photographische
Zwecke die Eigenschaften eines Doppelpolaritätsbilderzeugungselements
unabhängig von der Ladungspolarität
besaß. 35
Die durch die Proben Nr. A1 bis A8 gezeigten Bilderzeugungs-
ιου it ι
-73-
elemente wurden unter den gleichen Bedingungen und den
gleichen Verfahrensweisen wie im Beispiel 1 hergestellt,
außer daß die Zerstäubungsdauer bei der Erzeugung der
Zwischenschicht auf dem Molybdänsubstrat wie in der nachstehenden Tabelle I gezeigt, variiert wurde. Die Bilderzeugung
wurde durchgeführt, indem insgesamt die gleiche Vorrichtung wie im Beispiel 1 verwendet wurde, wobei die
in der Tabelle I gezeigten Ergebnisse erhalten wurden.
Tabelle I Probe Nr.
Zeitdauer zur Bildung der Zwischen^ schicht (sek.)
Bildqualität] Ladungspolarität
0
Ladungspolarität M
A1
10
A2 A3 A4 A5
A7
30 50 150 300 500 1000 1200
O Δ
© @ O
© O Λ
Bewertungsmaßstab: © ausgezeichnet} O gut
Λ praktisch brauchbar χ nicht gut
Abs cheidungs geschwindigkeit der Zwischenschicht:
0,Inm/sek.
Wie aus den Ergebnissen der Tabelle I ersichtlich ist, ist es notwendig, die Zwischenschicht aus a-SiC mit einer Dikke
im Bereich von 3 bis 100nm zu erzeugen.
Die durch die Proben Nr.A9 bis A 17 gezeigten Bilderzeugungselemente
für elektrophotographische Zwecke wurden unter
den gleichen Bedingungen und Verfahrensweisen wie in Bei-
3136H1
spiel 1 hergestellt, außer daß das Flächenverhältnis von Si zu C in dem Target wie in der nachstehenden Tabelle II
gezeigt;variiert wurde. Die Bilderzeugung wurde durchgeführt,
indem die gleiche Vorrichtung wie in Beispiel 1 verwendet wurde,wobei die in der Tabelle II gezeigten Ergebnisse
erhalten wurden. Bei einigen Proben Nr. A 11 bis A wurden die Zwischenschichten mittels einer Elektronenmikrosonde
analysiert, wobei die in der Tabelle III gezeigten Ergebnisse erhalten wurden.
Aus den in den Tabellen II und III gezeigten Ergebnissen ergibt sich, daß es notwendig ist, eine Zwischenschicht zu
bilden, bei der das Verhältnis Si zu C, ausgedrückt durch den Wert für x, im Bereich von 0,4 bis 0,1 liegt, um die erfindungsgemaßgen
15 Ziele zu erreichen.
| Probe Nr. |
A9 | A1 A11 A12 | A1-3 | A14 A15 | A16 | A17 |
| Si/C Flächen verhält nis |
4:6 | 3:7 2:8 1.7: 8.3 |
1 .5: 8.5 |
1:9 0.7: 9.3 |
0.5: 9.5 |
0.2: 9.8 |
| Bildqua lität der Ko pien: |
||||||
| Ladungs- polari tät 0 |
X | χ χ Δ | @ | <o) O | 4 | X |
| Ladungs- polari- tat 0 |
X | χ χ A | © | G) O | Λ | X |
| SlxC1 | -x | au | A1 | 2 | A13 | A14 | A1 | 5 | A1 | 6 | A1 | 7 |
| Proöe | Nr. | 0.45 | 0. | 4 | 0.35 | 0.28 | 0. | 2 | 0. | 1 | 0. | 04 |
| X | ||||||||||||
\J I ^J
-BO-
1 Beispiel 4
Nachdem eine Zwischenschicht auf einem Molybdänsubstrat in gleicher Weise wie im Beispiel T aufgebracht und die
Abscheidungskammer 1301 entgast worden war, wurde das
Hauptventil 1331 geschlossen, während das Belüftungsventil 1330 geöffnet wurde, "wodurch die Abscheidungskammer auf
Atmosphärendruck belüftet wurde. Das G-Target 1306 wurde
von den Targets 1305 und 1306 entfernt, so daß nur das
Si-Target alleine zurückblieb· Nach Schließen des Belüftungsventils
1330 wurde die Kammer auf etwa 6,65 χ 10 bar evakuiert.und. danach wurden das Hilfsventil 1329 und die
Ausströmventile 1325, 1326 und 1328 zur ausreichenden Entgasung der Durchflußmeßgeräte 1338, 1339 und 1341 geöffnet
und anschließend die Ausströmventile 1325, 1326, 1328 und
15 das Hilfsventil 1329 geschlossen.
Das Substrat 1302 wurde durch Anlegen einer Stromquelle an die Heizvorrichtung bei2000C gehalten. Das Ventil 1315 der
Bombe 1310/ die Wasserstoffgas mit einer Reinheitvon 99,999%
enthielt;wurde geöffnet und der Auslaßdruck wurde auf
dem Auslaßmanometer 1333 auf 0,98 bar eingestellt. Anschließend wurde das Einströmventil zum Einführen des
Wasserstoffgases in das Durchflußmeßgerät 1338 allmählich
geöffnet,worauf nach und nach das Ausströmventil 1325 all-
■:r>
mählich und ferner das Hilfsventil 1329 geöffnet wurden.
Während der Innendruck in der Kammer 1301 durch das Pirani-Manometer
1342 festgestellt wurde, wurde das Ausströmven-
til 1325 zum Einführen von Wasserstoffgas auf 6,65 χ 10
bar eingestellt. Anschließend wurde das Ventil 1318 der Bombe 1313, die Argongas mit einer Reinheit von 99,999 %
enthielt^ geöffnet und die Anzeige auf dem Ausläßmanometer
1336 wurde auf 0,98 bar eingestellt. Danach wurde das Einströmventil
1323 geöffnet, worauf das Ausströmventil 1328 zur Einführung von Argongas in die Kammer 1301 allmählich
geöffnet wurde. Das Ausströmventil 1328 wurde, allmählich
geöffnet, bis das Pirani-Manometer 1342 6,65 χ 10 bar anzeigte. Nachdem die Strömungsmenge unter diesem Zustand
stabilisiert war, wurde das Hauptventil· 1330 durch Ein-
31 36 U1
-81-1 engen seiner Öffnung allmählich geschlossen, bis der
— ET -
Innendruck in der Kammer 1,3 χ 10 bar betrug. Danach wurde das Ventil 1316 der B3H6 (50)/H2-Gasbombe 1311 geöffnet und während das Auslaßmanometer 1334 auf 0,98 bar
eingestellt wurde, wurde das Einströmventil 1321 geöffnet. Anschließend wurde das Ausströmventil 1326 geöffnet und
unter Ablesen des Durchflußmeßgerätes 1339 das Ausströmventil
1326 so eingestellt, daß das B3H6(50)/H3-GaS in
einer Menge von etwa 1,5% der Strömungsmenge von Wasserstoffgas,
die durch Durchflußmeßgerät 1338 angezeigt wurde, einströmte. Nach Überprüfung der Stabilisierung der
Durchflußmeßgeräte 1338, 1339 und 1341 wurde durch Einschalten
der Hochfrequenzstromquelle 1343 zwischen dem Si-Target und dem Halteelement 1303 ein Hochfrequenz-Wechselstrom
von 13,56 MHz mit einer Leistung von 100 W angelegt. Die Anpassung erfolgte so, daß eine stabile Entladung
unter diesen Bedingungen, zur Erzeugung einer Schicht fortgesetzt werden konnte. Die Entladung wurde 3 Stunden
lang in dieser Weise fortgesetzt, wodurch eine eigenlei-
?Q tende (i-Typ) a-Si:H-Schicht mit einer Dicke von 9μΐη erzeugt
wurde. Danach wurde die Hochfrequenzstromquelle 1343 und die Quelle für die Heizvorrichtung 1304 abgeschaltet.
Nachdem die Substrattemperatur auf 100°C oder niedriger abgesenkt war, wurden die Ausströmventile 1325, 1326 und
1328 sowie das Hilfsventil 1329 geschlossen^worauf das
Hauptventil vollständig geöffnet wurde, um das Gas aus der Kammer abzuziehen. Das Hauptventil 1331 wurde danach geschlossen,
während das Belüftungsventil 1330 geöffnet wurde, um die Abscheidungskammer 1301 auf Atmosphärendruck
zu belüften, worauf das mit den entsprechenden Schichten versehene Substrat herausgenommen wurde.
Unter Verwendung des so hergestellten Bilderzeug.ungs elementes
wurde in ähnlicher Weise wie in Beispiel 1 ein Tonerbild erzeugt. Als Ergebnis wurden Bilder mit ausgezeichnetem
Auflösungsvermögen, ausgezeichneter Helligkeitsabstufung als auch guter Bilddichte erhalten und zwar sowohl
bei Einsatz von 06 kV-Ladung/positiv geladener Entwickler
als auch bei Verwendung von (+) 6 kV-Ladung/negativ geladenem
Entwickler.
Beispiel 5 - . .
Eine Zwischenschicht aus aSi C1- wurde durch vorheriges
gemeinsames Abscheiden von Silicium und Kohlenstoff auf einem
Molybdänsubstrat durch ein Elektronenstrahlverfahren erzeugt.
Das Zusammensetzungsverhältnis von Si zu C in der
IQ Schicht war so, daß χ etwa 0,3 war.Dieses Substrat wurde in der
Abscheidungskammer 1301 fixiert und eine eigenleitende (i-Typ) a-Si:H-Schicht wurde darauf als Deckschicht in
ähnlicher Weise wie im Beispiel 1 gebildet. Wenn ein Tonerbild in gleicher Weise wie in Beispiel 1 unter Verwendung
des so hergestellten Bilderzeugungselements für elektrophotographische
Zwecke erzeugt wurde, wurde ein Bild mit ausgezeichnetem Auflösungsvermögen, ausgezeichneter Helligkeit
sabstufung als auch ausgezeichneter Bilddichte erhalten
und zwar sowohl bei Anwendung von (5) 6 kV-Lädung/positiv geladener Entwickler als auch bei Anwendung von (+) 6 kV
Ladung/negativ geladener Entwickler.
'}_!\ Nachdem die Erzeugung einer Zwischenschicht eine Minute
lang und anschließend die Erzeugung einer photoleitfähigen
Schicht 5 Stunden lang auf einem Molydänsubstrat gemäß
den gleichen Verfahrenweisen und unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel 1 durchgeführt worden war, wurde
die Hochfrequenzstromquelle 1343 zur Unterbrechung der
Glimmentladung abgeschaltet. Unter diesem Zustand wurden die Ausströmventile 1324 und 1326 geschlossen und das
Ausströmventil 1328 wurde unter Öffnen des VerschlußSchiebers
1308 wieder geöffnet, so daß die gleichen Bedingungen wie bei Bildung der Zwischenschicht vorherrschten. Anschließend
wurde die Hochfrequenzstromquelle zur Fortsetzung der Glimmentladung angeschaltet. Die Eingangsleistung
betrug 100 W, die al,so die gleiche war,wie bei der
Bildung der Zwischenschicht. Auf diese Weise wurde die
Glimmentladung 2 Minuten lang unter Erzeugung einer Deckschicht auf der photoleitfähigen Schicht fortgesetzt. Danach
wurde die Hochfrequenzstromquelle abgeschaltet und das Substrat abkühlen gelassen. Nachdem die Substrattemperatur
TOO0C oder darunter erreicht hattefwurde das Ausströmventil
1328 und das Einströmventil 1323 geschlossen, während
das Hauptventil vollständig geöffnet wurde, wodurch die
— 8
Kammer auf 1,33 χ 10 bar evakuiert wurde. Danach wurde das Hauptventil 1331 geschlossen und die Kammer 1301 durch. Öffnen des Belüftungsventils 1330 auf Atmosphärendruck zurückgebracht, so daß das mit den entsprechenden Schichten versehene Substrat herausgenommen werden konnte.
Kammer auf 1,33 χ 10 bar evakuiert wurde. Danach wurde das Hauptventil 1331 geschlossen und die Kammer 1301 durch. Öffnen des Belüftungsventils 1330 auf Atmosphärendruck zurückgebracht, so daß das mit den entsprechenden Schichten versehene Substrat herausgenommen werden konnte.
Das so hergestellte Bilderzeugungselement für elektrophotographisehe
Zwecke wurde in der gleichen Ladungs-Belichtungs-Testvorrichtung wie im Beispiel 1 verwendet, eingesetzt,
worin eine Koronaladung bei © 6 kV 0,2 sek. durchgeführt
wurde und unmittelbar darauf bildmäßig belichtet wurde. Die bildmäßige Belichtung erfolgte durch eine lichtdurchlässige
Testkarte unter Verwendung einer Wolframlampe als Lichtquelle bei einem Belichtungswert von 1,0 Ix s.
Unmittelbar darauf wurden negativ geladene Entwickler (der
Toner und Träger enthält) kaskadenförmig auf die Oberfläche des Elementes auftreffen gelassen, wodurch ein gutes Bild
auf der Oberfläche des Elementes erhalten wurde. Wenn das Tonerbild auf dem Element auf ein Kopierpapier durch Koronaladung
bei (+) 5,0 kV kopiert wurde, wurde als Ergebnis ein
klares Bild mit hoher Dichte und mit ausgezeichnetem Auflösungsvermögen
und guter Reproduzierbarkeit in der Helligkeitsabstufung erhalten.
Beispiel 7 35
Nachdem eine Zwischenschicht aus a-Si C1- auf einem Molybdänsubstrat
gemäß den gleichen Verfahrensweisen wie in
Beispiel 1 aufgebracht worden war, wurde die Eingangsspan-
.-84-
nung für die Heizvorrichtung 1304 durch Änderung der Eingangsspannung
erhöht, während die Substrattemperatur beobachtet wurde bis sie bei 2000C konstant war.
Danach wurden das Hilfsventil 1329 und dann das Ausströmventil 1324 und das Einströmventil 1319 vollständig geöffnet,
um ein Evakuierung auch in dem Durchflußmeßgerät 1337 bis zum Vakuum durchzuführen. Nach dem Schließen
des Hilfsventils 1329 und der Ventile 1319 und 1324 wurde
das Ventil 1314 der SiH.(10)/H~-haltigen Bombe 1309 geöffnet
und der Druck am Auslaßmanometer 1332 auf 0,98 bar eingestellt, worauf das Einströmventil 1319 zum Einführen des SiH.(10)/
Hp-Gases in das Durchflußmeßgerät 1337 allmählich geöffnet
wurde. Anschließend wurde das Ausströmventil 1324 und dann das Hilfsventil 1329 allmählich geöffnet. Während das
Pirani-Manometer 1342 sorgfältig abgelesen wurde, wurde die Öffnung des Hilfsventils 1329 eingestellt und so
weit geöffnet, bis der Innendruck in der Kammer 1301 1 ,3 3 χ 10 bar betrug. Nachdem der Innendruck in der Kammer
1301 sich stabilisiert hatte^wurde das Hauptventil· 1331 durch Einengen seiner öffnung allmählich geschlossen, bis
das Pirani-Manometer 1342 0,67 χ 10 bar anzeigte. Nachdem die Stabilisierung der Gaszufuhr und des Innendrucks
festgestellt war, wurde der Verschlußschieber 1308 ge~
schlossen, worauf durch Einschalten der Hochfrequenzstromquelle
1343 zwischen den Elektroden 1308 und 1303 ein Hochfrequenz-Wechselstrom
von 13,56 MHz mit einer Eingangsleistung von 10 W angelegt wurde, wodurch eine Glimmentladung
in der Kammer 1301 erzeugt wurde. Die Glimmentladung wurde
3 Stunden lang zur.Bildung einer photoleitfähigen Schicht fortgesetzt, und danach wurde die Heizvorrichtung 1304 und
die Hochfrequenzstromquelle 1343 abgeschaltet. Beim Abkühlen
des Substrats auf eine Temperatur von 1000C wurden
das Ausströmventil 1324 und das Einströmventil 1319 geschlossen
und das Hauptventil 1331 zum Evakuieren der Kam-
mer 1301 auf 1,33 χ 10 bar oder weniger vollständig geöffnet.
Anschließend wurde das Hauptventil 1331 geschlossen^
und der Innendruck in der Kammer wurde auf Atmosphären-
druck durch Öffnen des Belüftungsventils 1330 gebracht/
und das mit den entsprechenden Schichten versehene Substrat
wurde herausgenommen. Es wurde gefunden, daß in diesem Falle die Gesamtdicke der Schichten etwa 9μΐη betrug.
Das so hergestellte Bilderzeugungselement für elektrophotographische Zwecke wurde zur Erzeugung von Bildern
auf einem Kopierpapier eingesetzt. Als Ergebnis war das
durch negative Koronaladung gebildete Bild in der Qualität besser und sehr klar im Vergleich mit dem durch positive
Koronaladung erzeugten Bild. Die Ergebnisse zeigen, daß
das in diesen Beispielen hergestellte Bilderzeugungselement von der Ladungspolarität abhängig ist.
Nachdem eine Zwischenschicht eine Minute lang auf einem
Molybdänsübstrat unter Verwendung der Bedingungen und Verfahrensweisen des Beispiels 1 erzeugt worden war. wurde
— 1 0 Abscheidungskammer auf 6,65 χ 10 bar evakuiert, worauf
SiH.(10)/H2-GaS in die Abscheidungskammer gemäß den gleichen Verfahrensweisen wie im Beispiel ^eingeführt wurde.
• Unter einem Gasdruck von 0,98 bar (abgelesen auf dem Auslaßmanometer 1335) wurde PH-.-Gas^das mit H auf 25 Vol.ppm
(nachstehend als PH-. (25)/H9 bezeichnet ) verdünnt war,
durch das Einströmventil 1322 aus der Bombe 1312 einströmen gelassen, indem das Einströmventil 1322 und das Ausströmventil
1327 zur Festlegung der Öffnung des Ausströmventils 1327 so eingestellt wurden, daß die Anzeige auf
dem Durchflußmeßgerät 1340 1/50 der Durchflußmenge von
30 SiH (10)/H2 betrug, worauf stabilisiert wurde.
Anschließend wurde der Verschlußsehieber 1308 geschlossen und die Hochfrequenzstromquelle 1343 angeschaltet und die
Glimmentladung fortgesetzt. Die angelegte Eingangsspannung betrug 10 W. Auf diese Weise wurde die Glimmentladung
weitere 4 Stunden lang unter Bildung einer photoleitfähigen Schicht auf der Zwischenschicht fortgesetzt. Die Heizvorrichtung
1304 und die Hochfrequenzstromquelle 1343 wurden
danach abgeschaltet. Beim Abkühlen des Substrats auf 10O0C wurden die Ausströmventile 1327 und 1324 und die
Einströmventile 1319 und 1322 geschlossen, während das
Hauptventil 1331 zur Evakuierung der Kammer 1301 auf
1,33 χ 10 bar vollständig geöffnet wurde. Nach Schließen des Hauptventils 1331 wurde die Kammer 1301 durch Öffnen
des Belüftungsventils 1330 auf Atmosphärendruck gebracht. Unter diesen Zustand wurde das mit den Schichten versehene
Substrat herausgenommen. Im diesem Falle betrug die Ge-IQ
samtdicke der gebildeten Schichten etwa 11μπι.
Das so hergestellte Bilderzeugungselement für elektrophotographische
Zwecke wurde zur Erzeugung von Bildern auf einem Kopierpapier gemäß den gleichen Verfahrensweisen
und unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 verwendet, wodurch das durchc3Koronaladung erzeugte
Bild besser und klarer war, als das durch ©Koronaladung
erzeugte Bild. Aus diesen Ergebnissen ergibt sich, daß das in diesem Beispiel hergestellte Bilderzeugungselement
20 abhängig von der Ladungspolarität ist.
Nachdem eine Zwischenschicht eine Minute lang auf einem Molybdänsubstrat gemäß den gleichen Verfahrensweisen und
unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel 1 erzeugt worden war, wurde die Abseheidungskammer auf 6,65 χ 10
bar evakuiert und SiH.(10)/H„-Gas wurde in die Kammer 13Oj
gemäß den gleichen Verfahrensweisen wie in Beispiel 1;eingeführt.
Dann wurde B3H6(50)/H2-GaS aus der Bombe 1311
durch das Einströmventil 1321 bei einem Druck von 0,98 bar (abgelesen auf dem Auslaßmanometer) eingeführt, indem
das Einströmventil 1321 und das Ausströmventil 1326 zur Festlegung der Öffnung des Ausströmventils 1326 so
eingestellt wurden, daß die Anzeige auf dem Durchflußmeßgerät
1339 1/10 der Durchflußmenge von SiH4(10)/H2
betrug, worauf stabilisiert wurde.
.3136 Hl
Anschließend wurde der Verschlußschieber 1308 geschlossen und die Hochfrequenzstromquelle 1343 wieder angeschaltet, um
die Glimmentladung fortzusetzen. Die angelegte Eingangsspannung betrug 10 W. Auf diese Weise wurde die Glimmentladung
weitere 4 Stunden lang unter Bildung einer photoleitfähigen Schicht auf der Zwischenschicht fortgesetzt.
Die Heizvorrichtung 1304 und die Hochfrequenzstromqulle 1343 wurden abgeschaltet. Beim Abkühlen des Substrats auf
1000C wurden die Ausströmventile 1324 und 1326 und die
Einströmventile 1319 und 1321 geschlossen und die Kammer durch vollständiges öffnen des Hauptventils 1331 auf 1,33 χ
10 bar oder darunter evakuiert. Nach Schließen des Hauptventils 1331 wurde die Kammer 1301 durch öffnen des Belüftungsventils
1330 auf Atmosphärendruck gebracht,und das mit den entsprechenden Schichten versehene Substrat
herausgenommen. In diesem Falle betrug die Gesamtdicke der gebildeten Schichten etwa 10 p.
Das so.hergestellte Bilderzeugungselement für elektro-
?ü photographische Zwecke wurde zur Erzeugung von Bildern
auf einem Kopierpapier gemäß den gleichen Verfahrensweisen und unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel
1 verwendet. Als Ergebnis war das durch (ΐ) Koronaladung
erzeugte Bild in seiner Bildqualtität besser und äußerst klar,im Vergleich mit dem durch 0 Koronaladung erzeugten
Bild. Die Ergebnisse zeigen, daß das in diesem Beispiel erhaltene Bilderzeugungselement von der Ladungspolarität
abhängig ist, wobei jedoch die Abhängigkeit im Vergleich zu den nach Beispielen 7 und 8 erhaltenen Bilderzeugungselementen
entgegengesetzt war.
Beispiel 1 wurde wiederholt, außer daß die SiH, (10)/H3-
^ Bombe 1309 durch eine Bombe ersetzt wurde, die SiH.-Gas
ohne Verdünnung enthielt und anstelle der B„H,(50)/H-Bombe
1311 eine Bombe mit B3Hg-GaSjverdünnt mit H3 auf 500
Vol. ppm (nachstehend als B3H,(500)/H~ bezeichnet) ver-
wendet wurde, um eine Zwischenschicht und photoleitfähige
Schicht auf einem MoLybdänsubstrat zu bilden. Das so hergestellte
Bilderzeugungselement wurde aus der Abscheidungskammer
1301 herausgenommen und einem Bilderzeugungstest unterworfen, indem die gleiche Ladungs-Belichtungs-Testvorrichtung
wie im Beispiel 1 verwendet wurde. Sowohl bei Anwendung einer Q 5,5 kV-Koronaladung mit einem (?) geladenen
Entwickler als auch bei Einsatz einer ^) 6,0 kV-Koronaladung
mit einem O geladenen Entwickler wurde ein Tonerbild mit sehr guter Qualtiät und hohem Kontrast erhalten.
Unter Verwendung der in Fig. 14 gezeigten Vorrichtung, die in einem reinen Raum untergebracht war, der vollständig
abgeschirmt worden war, wurde ein Bilderzeugungselement für elektrophotographische Zwecke gemäß folgenden Verfahrensweisen
hergestellt.
Ein Molybdänsubstrat 1409 mit einer Fläche von 10cm χ 10cm
und einer Dicke von 0,5mm, dessen Oberfläche gereinigt worden war,wurde auf einem Halteelement 1402 fest fixiert,
das bei einer vorbestimmten Stellung in einer Glimmentladungsabscheidungskammer
1401 angeordnet war. Das Substrat 1409 wurde durch eine Heizvorrichtung 1408 innerhalb
des Haiteelerntentes 1403 mit einer Genauigkeit von +.0,50C
erhitzt. Die Temperatur wurde an der Rückseite des Substrates durch ein Alumel-Chromel-Thermoelement direkt gemessen.
Nach Feststellung, daß alle Ventile im System geschlossen waren,wurde das Hauptventil 1410 vollständig geöffnet und die
— 9
Kammer 1401 auf etwa 6,65 χ 10 bar evakuiert (während der Evakuierung sind alle anderen Ventile im System geschlossen) . Danach wurde die Eingangsspannung für das Heizgerät 1408 durch Änderung der Eingangsspannung erhöht, während die Substrattemperatur beobachtet wurde, bis die Temperatur bei 2000C konstant stabilisiert war.
Kammer 1401 auf etwa 6,65 χ 10 bar evakuiert (während der Evakuierung sind alle anderen Ventile im System geschlossen) . Danach wurde die Eingangsspannung für das Heizgerät 1408 durch Änderung der Eingangsspannung erhöht, während die Substrattemperatur beobachtet wurde, bis die Temperatur bei 2000C konstant stabilisiert war.
Danach wurden das Hilfsventil 1440 anschließend die Aus-
I.NACHeEREICSHTl *; [ ; . ; ·"."'/,·*[ V
-89-
strömventile 1425, 1426 und 1427 und die Einströmventile
1420-2, 1421 und 1422 vollständig geöffnet, um in den Durchflußmeßgeräten 1416, 1417 und 1418 eine ausreichende
Entgasung bis zum Vakuum durchzuführen. Nach dem Schließen des Hilfsventils 1440 und der Ventile 1425, 1426, 1427,
1420-2, 1421 und 1422;wurde das Ventil 1430 der Bombe 1411.
die SiH4-GaS mit einer Reinheit . von 99,999 %;verdünnt
mit H2 auf 10 Vol.% enthielt (nachstehend als SiH4(IO)VH2
bezeichnet) und das Ventil 1431 der Bombe 1412, mit C3H4-Gas,
verdünnt mit H3 auf 10 Vol.% (nachstehend als C2H4(IO)/
H9 bezeichnet) entsprechend geöffnet, um den Druck an den Auslaßmanometern 1435 bzw. 1436 auf 0,98 bar einzustellen,
worauf die Einströmventile 1420-2 und 1421 zum Einführen von SiH.(10)/H9-GaS und C9H.(10)/H9-GaS in die
Durchflußmeßgeräte 1416 bzw. 1417 allmählich geöffnet wurden. Anschließend wurden die Ausströmventile 1425 und
1426 allmählich geöffnet, worauf das Hilfsventil 1440 allmählich
geöffnet wurde. Die Einströmventile 1420-2 und 1421 wurden in der Weise eingestellt, daß das Gaszufuhrverhältnis von
SiH.(10)/H9 zu C9H.(10)/H9 1:9 betrug. Während die Anzeige
auf den Pirani-Manometer 1441 sorgfältig abgelesen wurde, wurde die öffnung des Hilfsventils 1440 eingestellt", und
das Hilfsventil 1440 zu einem Ausmaß geöffnet, bis der
— 5 Innendruck in der.Kammeri 401 1,33 χ 10 bar betrug. Nachdem
der Innendruck der Kammer 1401 stabilisiert war wurde das Hauptventil 1410 durch Einengen seiner öffnung allmählich
geschlossen, bis die Anzeige auf dem Pirani-Manometer 0,67 χ 10 bar betrug. Nach Überprüfung, daß die
Gaszufuhr und der Innendruck stabilisiert waren,wurde
^ durch Einschalten einer Hochfrequenzstromquelle 1442 eine
Hochfrequenz-Wechselspannung von 13,56 MHz mit einer Eingangsleistung von 3 W an die Induktionspule 1443 angelegt,
wodurch eine Glimmentladung in der Kammer 1401 im Spulenbereich (oberer Teil der Kammer) erzeugt wurde.
Die vorstehenden Bedingungen wurden 1 Minute lang zur
Bildung einer Zwischenschicht aus a-(Si C1 ) :H. auf
χ ι—χ y 1 —y
dem Substrat aufrechterhalten. Danach wurde die Hochfrequenzstromquelle
1442 zur Unterbrechung der Glimmentla-
dung abgeschaltet und das Ausströmventil 1426 geschlossen. Anschließend wurde B3Hg (50) /H3-GaS aus der Bombe 1413 durch
das Einströmventil 1422 bei einem Druck ■ von 0,98 bar (abgelesen
auf dem Auslaßmanometer) eingeleitet, indem das Einströmventil
1422 und das Ausströmventil 1427 zur Festlegung der Öffnung des Ausströmventils 1427 so eingestellt wurden, daß
die Anzeige auf dem Durchflußmeßgerät 1418 1/50 der Durchflußmenge
des SiH.(10)/H3-GaSeS betrug, worauf stabilisiert wurde. Anschließend wurde die Hochfrequenzstromquelle
1442 zur Fortsetzung der Glimmentladung eingeschaltet. Die Eingangsleistung betrug 10 W ,die damit höher lag
als vorher.
Nachdem die Glimmentladung weitere 3 Stunden lang zur Erzeugung einer photoleitfähigen Schicht fortgesetzt wor-den
war, wurde die Heizvorrichtung 1408 zusammen mit der Hochfrequenzstromquelle 1442 abgeschaltet und das Substrat
auf 1000C abkühlen gelassen, worauf die Ausströmventile
1425, 1427. und die Einströmventile 1420-2, 1422 geschlossen
wurden und das Hauptventil 1410 vollständig geöffnet wurde, wodurch der Innendruck in der Kammer 1401 auf
1,33 χ 10 bar oder darunter gebracht wurde. Dann würde
das Hauptventil 1410 geschlossen^und der Innendruck in
der Kammer 1401 wurde durch das Belüftungsventil 1444 auf Atmosphärendruck gebracht und das mit der jeweiligen
Schicht versehene Substrat herausgenommen, in diesem Falle
betrug die Gesamtdicke der Schichten etwa 9μπι. Das auf
diese Weise hergestellte Bilderzeugungselement für elektrophotographische Zwecke wurde in einer L'adungs-Belichtungs-Testvorrichtung
angeordnet und einer Koronaladung bei (+)6,0 kV 0,2 sek. lang ausgesetzt, worauf unmittelbar
bildmäßig belichtet wurde. Die bildmäßige Belichtung erfolgte durch eine lichtdurchlässige Testkarte unter Verwendung
einer Wolframlampe als Lichtquelle bei einem
35 Belichtungswert von 1,0 Ix s.
Unmittelbar danach wurde ein negativ geladener Entwickler (mit einem Gehalt ;von Toner und Träger) kaskadenförmig
— Q 1 —
auf die Oberfläche des Elementes auftreffen gelassen, um
ein gutes Tonerbild auf dem Bilderzeugungselement für elektrophotographische Zwecke zu erhalten. Wenn das Tonerbild
auf dem Bilderzeugungselement für elektrophotographisehe Zwecke auf ein Kopierpapier mittels Koronaentladung
bei (35,0 kV kopiert wurde, wurde ein klares Bild mit hoher
Dichte erhalten, das ein ausgezeichnetes Auflösungsvermögen als auch eine ausgezeichnete Reproduzierbarkeit in der
Helligkeitsabstufung besaß.
Als nächstes wurde das obige Bilderzeugungselement einer Köronaladung mittels einer Ladungs-Belichtungs-Testvorrichtung
bei(-^)5,5kV 0,2 sek. lang unterworfen, worauf unmittelbar
bei einem Belichtungswert von 0,8 Ix s bildmäßig
belichtet wurde. Im unmittelbaren Anschluß daran wurde ein positiv geladener Entwickler kaskadenförmig
auf die Oberfläche des Elementes auftreffen gelassen. Durch Kopieren auf ein Kopierpapier und Fixieren wurde ein sehr
klares Bild erhalten.
Aus den vorstehenden Ergebnissen ergibt sich im Zusammenhang
mit dem früheren Ergebnis, daß das in diesem Beispiel
erhaltene Bilderzeugungselement für elektrophotographische Zwecke die Eigenschaften eines Doppelpolaritäts-Bilderzeugungselements
unabhängig von der Ladungspolarität besitzt.
Die durch die Proben Nr. B1 bis B8 verdeutlichten Bilderzeugungselemente
wurden unter den gleichen Bedingungen und Verfahrensweisen wie in Beispiel 1 hergestellt, außer
daß die Zerstäubungsdauer bei Erzeugung der Zwischenschicht auf dem Molybdänsubstrat wie in der nachstehenden Tabelle
xv gezeigt ist, variiert wurde. Die Bilderzeugung erfolgte/
indem insgesamt die gleiche Vorrichtung wie in Beispiel 11 verwendet wurde, wobei die in der Tabelle IV gezeigten
Ergebnisse erhalten wurden.
J:J t> ι k ι
Aus den in der Tabelle IV gezeigten Ergebnissen ergibt ·
sich, daß es notwendig ist, die aus a-SiC bestehende Zwi schenschicht mit einer Dicke innerhalb des Bereichs von.
3 bis 100 nm zu erzeugen.
Probe Nr.
Zeitdauer für die Erzeugung der Zwischenschicht (sek.)
Bildqualität.'
Ladungspolarität (5)
Ladungspolarität Θ
B1
B2
B3 B4 B5 B6
B7
10
30
A O
O ä
O Δ
B8
50 180 420 600 1000 1200
Bewertungsmaßstab: © ausgezeichnet Q gut
Δ praktisch verwendbar X nicht gut
Abscheidungsgeschwindigkeit der Zwischenschicht:
nm/sek.
Die Bilderzeugungselemente für elektrophotographische Zwecke,
wie sie durch die Proben Nr. B9 bis B15 verdeutlicht sind, wurden unter den gleichen Bedingungen und Verfahrensweisen
wie in Beispiel 11 hergestellt, außer daß das Durchflußmengenverhältnis
von SiH4(10)/H3-GaS zu C^H.(10)/H2-GaS
bei der Bildung der Zwischenschicht auf einem Molybdänsubstrat wie in der nachstehenden Tabelle V gezeigt ist,
variiert wurde. Die Bilderzeugung wurde in gleichen Vorrichtung wie im Beispiel 11 durchgeführt, wobei die in der
3136-1 Al
9 η λ *
-93-
Tabelle V gezeigten Ergebnisse erhalten wurden. Die Zwischenschichten der Proben Nr. B11 bis B15 wurden durch
eine Elektronenmikrosonde und durch das Wasserstoffgas
analysiert, das beim Erhitzen mittels der Massenanalyse erzeugt wurde, wobei die in der Tabelle VI gezeigten Ergebnisse
erhalten wurden.
Probe Nr.
SiH4/C2H4
Zufuhrverhältnis
Bildqualität der Kopie
Ladungspolarität ®
Ladungspolarität <■£)
B9 BIO
B11
B12 B13
B14
7:3
X X
Δ
Δ
B15
6:4 4,5: 3,5: 1,5: 0,5: 0,25:
5,5 6,5 8,5 9,5 9,75
| SixC1 | -x | B1 | 1 | B1 | 2 | Bl | 3 | B1 | 4 | B1 | 5 |
| Probe | Nr. | 55 | o, | 51 | o, | 34 | 19 | 11 | |||
| X | |||||||||||
Wie aus .den in den Tabellen V und VI gezeigten Ergebnissen hervorgeht,
wird zur Lösung der Aufgabe der Erfindung geeigneterweise eine Zwischenschicht gebildet, bei der das durch χ ausgedrückte Verhältnis von Si zu
C vorzugsweise 0,35 bis 0,1 beträgt.
Das Molybdänsubstrat wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 11 angeordnet und die in Fig. 11 gezeigte Glimmentladungsabscheidungskammer
1401 wurde auf 6,65 χ 10 bar evakuiert. Nachdem die Substrattemperatur bei 2000C gehalten
worden war; wurden die Ausströmventile 1425, 1426
und die Einlaßventile 1420-2, 1421 zur ausreichenden Eva-
"I kuierung der Durchflußmeßgeräte 1416 und 1417 vollständig
geöffnet. Nach dem Schließen des Hilfsventils 1440 und
der Ventile 1425, 1426, 1420-2" und 1421, wurden das Ventil 1430 der Bombe 1411, die SiH4(10)/H3 enthielt und das
c Ventil 1431 der Bombe 1412, die C0H. :(10)/Ho enthielt, geöffnet
und der Druck, bei den Auslaßmanometern 1435, 1436 auf 0,98 bar eingestellt, worauf die Einlaßventile 1420-2,
1421 zum Einführen des SiH4(10)/H2-Gases bzw. des C2H4(IO)/
H2-Gases in die Durchflußmeßgeräte 1416 bzw. 1417allmählich
geöffnet wurden. Anschließend wurden die Ausströmventile
1425, 1426 allmählich geöffnet und danach das Hilfsventil 1440 allmählich geöffnet. Die Einströmventile 1420-2, und
1421 wurden so eingestellt, daß das Zufuhrverhältnis von SiH4(10)/H2-GaS zu C3H4(10)/H2-GaS 1:9 betrug. Während
das Pirani-Manometer 1441 sorgfältig abgelesen wurde, wurde
als nächstes die öffnung des Hilfsventils 1440 eingestellt
und soweit geöffnet, bis der Innendruck in der Kammer 1401 1,33 χ 10 bar betrug. Nachdem der Innendruck
in der Kammer stabilisiert war, wurde das Hauptventil· 1410 durch Einengen seiner öffnung allmählich geschlossen, bis
das Pirani-Manometer 1441 0,6 7 χ 10 bar anzeigte. Nachdem sich die Gaszufuhr und der Innendruck stabilisiert
hatten·, wurde der Verschlußschieber geschlossen, worauf durch Einschalten einer Hochfrequenzstromquelle 1442 eine
Hochfrequenz-Wechselspannung von 13,56 MHz mit einer Eingangsleistung
von 3 W an die Induktionsspule 14 43 angelegt wurde, wodurch eine Glimmentladung in-;der Kammer 1401 im
Spulenbereich (oberer Teil der Kammer) erzeugt wurde. Die vorstehenden Bedingungen wurden eine Minute lang aufrechterhalten,
um eine Zwischenschicht aus a-(Si C1 ) : H1
χ ι —χ y ι —y
auf dem Substrat abzuscheiden. Die Hochfrequenzstromquelle
1442 wurde zur Unterbrechung der Glimmentladung abgeschälte^
und das Ausströmventil 1426 wurde geschlossen. Anschließend wurde die Hochfrequenzstromquelle zur Fortsetzung
der Glimmentladung eingeschaltet. Die Eingangsleistung betrug 10 W, die höher als vorher lag. Die Glimmentladung
wurde auf diese Weise weitere 5 Stunden lang zur Erzeugung einer photoleitfähigen Schicht fortgesetzt; und danach wur-
Ί de die Heizvorrichtung 1408 und ferner die Hochfrequenzstromquelle
1442 abgeschaltet. Beim Abkühlen des Substrats auf eine Temperatur von 1000C wurden die Ausströmventile
1425 und die Einstromventile 1420-2, 1421 geschlossen,
während das Hauptventil 1410 zum Evakuieren der Kammer
—8
1401 auf 1,33 χ 10 bar oder weniger vollständig geöffnet wurde . Danach wurde das Hauptventil 1410 geschlossen;
und der Innendruck in der Kammer 1401 wurde durch das Belüftungsventil 1444 auf Atmosphärendruck gebracht und das
mit den entsprechenden Schichten versehene Substrat wurde herausgenommen. Es wurde gefunden daß in diesem Falle
die Gesamtdicke der Schichten etwa 15μπι betrug.
Das so hergestellte Bilderzeugungselement für elektrophotographische
Zwecke wurde zur Erzeugung von Bildern auf einem Kopierpapier unter den gleichen Bedingungen
gemäß den gleichen Verfahrensweisen wie im Beispiel 11
eingesetzt. Es ergab sich, daß das durch 0 Koronaladung
erzeugte Bild eine bessere Qualität besaß und sehr klar war im Vergleich zu dem durch + Koronaladung erzeugten
Bild. Die Ergebnisse zeigen, daß das in diesem Beispiel hergestellte Bilderzeugungselement von der Ladungspolarität
abhängig ist.
25
Beispiel 15
Nachdem die Erzeugung einer Zwischenschicht auf einem
Molybdänsubstrat gemäß den gleichen Verfahrensweisen und den gleichen Bedingungen wie im Beispiel 1 beschrieben,
durchgeführt worden war wurde die Hochfrequenzstromquelle
1442 zur Unterbrechung der Glimmentladung abgeschaltet. Unter diesem Zustand wurde das Ausströmventil 1426 geschlossen.
Danach wurde PH,(25)/H9-GaS aus der Bombe
1414 durch das Einströmventil 1423 bei einem Druck von
0,98 bar (abgelesen an dem Auslaßmanometer 1438) einströmen
gelassen, indem das Einströmventil 1423 und das Ausströmventil 1428 zur Festlegung der Öffnung des Ausströmventils
1428 so eingestellt wurden, daß die Anzeige auf
' dem Durchflußmeßgerät 1419 1/50 der Durchflußmenge des
SiH.(10)/H„-Gases betrug, worauf stabilisiert wurde.
Anschließend wurde die Hochfrequenzstromquelle 1442 wieder
eingeschaltet, um die Glimmentladung fortzusetzen. Die angelegte Eingangsleistung wurde auf TO W erhöht. Auf diese
Weise wurde die Glimmentladung weitere 4 Stunden lang fortgesetzt, um eine photoleitfähige Schicht auf der
Zwischenschicht zu erzeugen. Die Heizvorrichtung 1408 und '" die Hochfrequenzstromquelle 1442 wurden abgeschaltet. Beim
Abkühlen des Substrats auf 1000C wurden die Ausströmventile
1425, 1428 und die Einströmventile .1420-2, 1423 geschlossen, während das Hauptventil 1410 zur Evakuierung der Ivam-
~8
mer 1401 auf 1,33 χ 10 bar oder darvnter vollständig
mer 1401 auf 1,33 χ 10 bar oder darvnter vollständig
'^ geöffnet wurde. Während das Hauptventil 1410 geschlossen
wurde, wurde die Kammer 1401 durch das Belüftungsventil 1444 auf Atmosphärendruck gebracht und das mit den entsprechenden
Schichten versehene Substrat herausgenommen.
In diesem Falle betrug die Gesamtdicke der gebildeten
on · -
Schichten etwa 11 μια.
Das so hergestellte Bilderzeugungselement für elektrophotographische
Zwecke wurde zur Erzeugung von Bildern auf einem Kopierpapier gemäß den gleichen Verfahrensweisen und
unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel 11 beschrieben,
eingesetzt. Es ergab sich, daß das durch (3 Koronaladung
erzeugte Bild in der Bildqualität besser und äußerst klar war, im Vergleich mit dem durch © Koronaladung erzeugten
Bild. Die Ergebnisse zeigen, daß das in diesem
Beispiel erhaltene Bilderzeugungselement abhängig von
der Ladungspolarität ist.
Nachdem eine Zwischenschicht eine Minute lang auf einem Molybdänsubstrat unter Einhaltung der Bedingungen und
Verfahrensweisen des Beispiels 11 gebildet worden war ,
wurde die Hochfrequenzstromquelle 1442 zur Unterbrechung
3136 U1
Ί der Glimmentladung abgeschaltet. Nach Schließen des Ausströmventils 1426 wurde B2H,(50)/H2 durch das Einströmventil
1422 aus der Bombe 1413 unter einem Gasdruck
von 0,98 bar (abgelesen auf dem Auslaßmanometer 1437) einströmen gelassen, indem das Einströmventil 1422 und das
Ausströmventil 1427 zur Festlegung der öffnung des Ausströmventils
1427 so eingestellt wurden, daß das Durchflußmeßgerät 1418 1/10 der Durchflußmenge des SiH4(10)/H2~
Gases anzeigte, worauf stabilisiert wurde.
Anschließend wurde die Hochfrequenzstromquelle 14 42 wieder
eingeschaltet und die Glimmentladung fortgesetzt. Die angelegte Eingangsleistung wurde dadurch auf 10 W
erhöht. Die Glimmentladung wurde weitere 3 Stunden lang zur Bildung einer photoleitfähigen Schicht auf der Zwischenschicht
fortgesetzt. Die Heizvorrichtung 1408 und die Hochfrequenzstromquelle 1442 wurden danach abgeschaltet. Beim Abkühlen des Substrats auf 1000C wurden die
Ausströmventile 1425, 1427 und die Einströmventile 1420-2, 1422 geschlossen, während das Hauptventil 1410 zur Eva-
— 8
kuierung der Kammer 1401 auf 1,33 χ 10 bar oder darunter vollständig geschlossen wurde. Anschließend wurde die Kammer
1401 durch öffnen des Belüftungsventils 1444 auf Atmosphärendruck gebracht, nachdem das Hauptventil 1410 geschlossen
worden war. Unter diesem Zustand wurde das mit den Schichten versehene Substrat herausgenommen. In diesem
Falle betrug die Gesamtdicke der erzeugten Schichten etwa ΙΟμίη..
Das so hergestellte Bilderzeugungselement für elektrophotographische
Zwecke wurde zur Erzeugung von Bildern auf einem Kopierpapier gemäß den gleichen Verfahrensweisen
und unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel 11 beschrieben^eingesetzt, wodurch das durch 0 Koronala-
35 dung erzeugte Bild besser und klarer warjim Vergleich
mit dem durch © Koronaladung erzeugten Bild. Aus den Ergebnissen
ergibt sich, daß das in diesem Beispiel hergestellte Bilderzeugungselement abhängig von der Ladungs-
polarität ist, wobei jedoch die Abhängigkeit von der Ladungspolarität entgegengesetzt zu den in den Beispielen 13 und
14 erhaltenen Elementen ist.
5 Beispiel 17
Nachdem d,ie Erzeugung einer Zwischenschicht eine Minute
lang und dann die Bildung einer photoleitfähigen Schicht 5 Stunden lang auf -einem Molybdänsubstrat gemäß den gleichen
Verfahrensweisen und unter den gleichen Bedingungen wie
im Beispiel 1 beschrieben., durchgeführt worden war wurde
die Hochfrequenzstromquelle 1442 zur unterbrechnung der Glimmentladung abgeschaltet. Unter diesem Zustand wurde
das Ausströmventil 1427 geschlossen und das Ausströmventil 1426 wieder geöffnet, wodurch die gleichen Bedingungen wie
bei der Bildung der Zwischenschicht vorherrschten. Anschließend wurde die Hochfrequenzstromquelle zur Fortsetzung der Glimmentladung
eingeschaltet. Die Eingangsleistung betrug 3 W, welche somit die gleiche wie bei der Bildungder Zwischenschicht
war. Die Glimmentladung wurde zwei Minuten lang zur Erzeugung einer Deckschicht auf der photoleitfähigen Schicht
fortgesetzt. Danach wurde die Heizvorrichtung 1408 gleichzeitig mit der Kochfrequenzstromquelle abgeschaltet und
das Substrat abkühlen gelassen. Nachdem die Substrattemperatur 1000C erreicht hatte, wurden die Ausströmventile
1425, 1427 und die Einströmventile 1420-2, 1422 geschlossen,
während" das Hauptventil 1410 vollständig geöffnet wurde,
— 8 wodurch die Kammer 1401 auf 1,33 χ 10 "bar oder darunter
evakuiert wurde. Dann wurde das Hauptventil 1410 geschlossen
und die Kammer 1401 durch Öffnen des Belüftungsventils
144 4 auf Atmosphärendruck gebracht, so daß das mit dem entsprechenden Schichten versehene Substrat herausgenommen
werden konnte.
Das so hergestellte Bilderzeugungselement für elektophotographische
Zwecke wurde in· der gleichen Ladungs-Belichtungs-Testvorrichtung
wie im Beispiel 11 eingesetzt, worin eine Koronaentladung bei © 6,0 kv 0,2 sek. lang durchgeführt
wurde, worauf unmittelbar bildmäßig belichtet wurde. Die bildmäßige Belichtung wurde durch eine lichtdurchlässige
Testkarte unter Verwendung einer Wolframlampe als Lichtquelle bei einem Belichtungswert von 1,0 Ix s durchge-
5 führt.
Unmittelbar danach wurde ein negativ geladener Entwickler (mit einem Gehalt von Toner und Träger ) kaskadenförmig
auf die Oberfläche des Elementes auftreffen gelassen, wo-
IQ durch ein gutes Bild auf der Oberfläche des Elementes erhalten
wurde. Wenn das Tonerbild auf dem Element durch eine Koronaentladung bei ©5,0 kV auf ein Kopierpapier abgebildet
wurde, wurde ein klares Bild mit hoher Dichte erhalten, das ein ausgezeichnetes Auflösungsvermögen und eine gute
15 Reproduzierbarkeit in der Helligkextsabstufung besaß.
Eine Corning 7 059-Glasplatte (1 mm dick, 4x4 cm, auf beiden
Oberflächenseiten poliert) mit gereinigten Oberflächen, die auf einer Oberfläche mit ITO in einer Dicke von 100 nm
beschichtet war, das durch ein Elektronenstrahlaufdampfverfahren
abgeschieden worden war, wurde in der gleichen Vorrichtung,wie im Beispiel 11 verwendet (Fig. 14), mit der
ITO-beschichteten Oberfläche als Oberseite angeordnet. Unter den gleichen Verfahrensweisen wie im Beispiel 11 beschrieben
, wurde dann die Glimmentladungabscheidungskam-
— 9
mer 1401 auf 6,65 χ 10 bar evakuiert und die Substrattemperatur
auf 2000C gehalten. Danach wurden das Hilfsventil
1440 und dann die Ausströmventile 1425, 1426, 1427 1429 und die Einströmventile 1420-2, 1421, 1422, 1424 vollständig
geöffnet, um die Durchflußmeßgeräte 1416, 1417, 1418, 1420-1 durch Anlegen eines Vakuums 2ur.evakuieren.
Nach dem Schließen des Hilfsventils 1440 und der Ventile 1425, 1426, 1427, 1429, 1416, 1417, 1418, 1420-2 wurde
das Ventil 1434 der Bombe 1415, die Si (CH3J4-GaS mit H3
verdünnt auf 10 Vol.% enthielt (nachstehend als Si(CH ).
(10)/H~ bezeichnet) geöffnet und der Druck am Auslaßmano-
meter wurde auf 0,98 bar eingestellt, worauf das Einlaßventil 1424 allmählich geöffnet wurde, um das Si(CH-J4(IO)/
2 in das Durchflußmeßgerät 1420-1 einzuführen. Anschließend
wurde das Ausströmventil 1429 allmählich geöffnet. Während das Pirani-Manometer 1441 sorgfältig abgelesen
wurde, wurde als nächstes die Öffnung des Hilfsventil
1440 eingestellt und in der Weise geöffnet, bis
— 5 der Innendruck in der Kammer 1401 1,33 χ 10 bar betrug.
Nachdem der Innendruck in der Kammer 1401 stabilisiert war, wurde das Hauptventil 1410 durch Einengen seiner öffnung :
allmählich geschlossen, bis das Pirani-Manometer 1441 0,67 χ 10 torr anzeigte. Nachdem die Stabilisierung der Gaszufuhr
und des Innendrucks festgestellt war, wurde durch Einschalten der Hochfrequenzstromquelle 1442 ein Hoch·*-
frequenz-Wechselstrom von 13,56 MHz mit einer Eingangsleistung von 3 W an die Induktionsspule 1443 angelegt,
wodurch eine Glimmentladung in der Kammer 1401 im Spulenbereich (oberer Teil der Kammer) erzeugt wurde. Die obigen
Bedingungen wurden eine Minute lang zur Abscheidung einer '.>
<■) Zwischenschicht auf dem Substrat beibehalten. Dann wurde die Hochfrequenzstromquelle 1442 zur Unterbrechung der
Glimmentladung abgeschaltet, und das Ausströmventil 1429 und das Einströmventil 1424 wurden geschlossen.
Als nächstes wurde das Ventil 1432 der Bombe 1413 mit
B„H.(50)/H„ und das Ventil 1430 der Bombe 1411 mit
SiH4(10)/H2 entsprechend geöffnet, um den Druck an den
Auslaßmanometern 1435 bzw. 1437 auf 0,98 bar einzustellen, worauf die Einlaßventile 1420-2 und 1422 allmählich geöffnet
wurden, um B3H6(50)/H3-GaS und SiH4(10)/H3-GaS in die Durchflußgeräte
1416 bzw. 1418 einzuführen. Anschließend wurden die Ausströmventile 1425 bzw. 1427 allmählich geöffnet.
Die Einströmventile 1425 und 1427 wurden dabei so eingestellt, daß das Gaszufuhrverhältnis von B3H6(50)/H3 zu
SiII, (10)/H„ 1 : 50 betrug. Die Ventile wurden wie bei der
Bildung der Zwischenschicht in der Weise eingestellt,,daß der Innendruck in der Kammer 1401 0,67 χ 10~3 bar betrug. Anschließend
wurde die Hochfrequenzstromquelle zur Fortsetzung der Glimmentladung eingeschaltet. Die Einlaßleistung
betrug 10 W, die somit höher als vorher lag. Nachdem die Glimmentladung weitere drei Stunden lang zur Erzeugung
einer photoleitfähigen Schicht fortgesetzt worden war, wurdie Heizvorrichtung 1408 zusammen mit der Hochfrequenzstromquelle
1442 abgeschaltet und das Substrat auf 100°C abkühlen gelassen. Hiernach wurden die Ausströmventile
1425, 1429 und die Einströmventile 1420-2, 1424 geschlossen, während das Hauptventil 1410 vollständig geöffnet wurde,
— wodurch der Innendruck in der Kammer 1401 auf 1,33 χ 10
bar oder darunter gebracht wurde. Danach wurde das Hauptventil 1410 geschlossen und der Innendruck in der Kammer
1401 wurde durch öffnen des Belüftungsventils 1444 auf Atmosphärendruck gebracht, worauf das mit der jeweiligen
Schicht versehende Substrat herausgenommen wurde. In diesem Falle betrug die Gesamtdicke der Schichten etwa
9 μΐη. Das so hergestellte Bilderzeugungselement für elektrophotographische
Zwecke wurde in einer Ladungs-Belichtungs-Testvorrichtung angeordnet und einer Coronaladung
bei @ 6,0 kV 0,2 sek. lang ausgesetzt, worauf unmittelbar
bildmäßig belichtet wurde. Die bildmäßige Belichtung
T wurde durch eine lichtdurchlässige Testkarte unter Verwendung
einer Wolframlampe als Lichtquelle mit einem Belichtungswert
von 1 ,0; Ix · s durchgeführt.
Unmittelbar danach wurde ein negativ geladener Entwickler (mit einer Gehalt von Toner und Träger) kaskadenförmig
auf die Oberfläche des Elementes auftreffen gelassen, wobei ein gutes Tonerbild auf dem Bilderzeugungselement für
elektrophotographxsche Zwecke erhalten wurde. Wenn das Tonerbild auf dem BilderZeugungselement für elektrophotographxsche
Zwecke auf ein Kopierpapier durch Coronaladung bei 0 5,0 kV abgebildet wurde, wurde ein klares
Bild mit hoher Dichte erhalten, das ein ausgezeichnetes Auflösungsvermögen als auch eine ausgezeichnete Reprodu-
15 zierbarkeit in der Helligkeitsabstufung besaß.
Wenn das obige Bilderζeugungselement einer O Coronaladung
unter Verwendung eines positiven geladenen Entwicklers ausgesetzt wurde, wurde ein klares und gutes Bild ähnlich
wie im Beispiel 11 erhalten.
Beispiel 11 wurde wiederholt,außer daß anstellender
SiH4(10)/H2-Bombe 1411 eine Bombe mit Si2H6-GaS ohne Verdünnung
und anstelle der B3H6(50)/H2-Bombe 1413 eine Bombe
mit B„H,-Gas, verdünnt mit H„ auf 500 vol.ppm (nachstehend als B2Hfi(500)/H~ bezeichnet) verwendet wurde, wodurch
eine Zwischenschicht und eine photoleitfähige Schicht
auf einem Molybdänsubstrat erzeugt wurde. Das so hergestellte Bilderzeugungselement wurde aus der Abscheidungskammer
1401 herausgenommen und einem Test für die Bilderzeugung
unterzogen, in dem das Element in der gleichen Ladungs-Belichtungs-Testvorrichtung wie im Beispiel 1 beschrieben
angeordnet wurde. In diesem Falle wurde bei Korn-
-103-
] bination von 0 5,5 kV Coronaladung rait einem (±) geladenen
Entwickler als auch bei Kombination von <£) 6,0. kV
Coronaladung mit einem O geladenen Entwickler ein Tonerbild mit sehr hoher Qualität und mit hohem Kontrast
5 auf einem Kopierpapier erhalten.
Unter Verwendung der in Fig. 14 gezeigten Vorrichtung,
die in einem reinen Raum untergebracht war, der vollständig abgeschirmt worden war, wurde ein Bilderzeugungselement
für elektrophotographische Zwecke gemäß den folgenden Verfahrensweisen hergestellt. Bei der
Durchführung dieser Verfahrensweisen war jede Bombe vorher mit den notwendigen Gasen beladen worden.
Ein Molybdänsubstrat 1409 mit einer Fläche vom 10 cm χ 10 cm
und einer Dicke von 0,5 mm, dessen Oberfläche gereinigt worden war, wurde in einem Halteelement 1403 fest eingebaut,
das in einer vorbestimmten Stellung in der Abscheidungskammer
1401 angeordnet und auf einem Trägerelement 1402 montiert war. Das Substrat 1409 wurde durch
eine Heizvorrichtung 1408 innerhalb des Halteelementes 1403 mit einer Genauigkeit von - 0,5°C erhitzt. Die Temperatur
wurde an der Rückseite des Substrats durch ein Alumel-Chromel-Thermoelement direkt gemessen,. Nach der
Feststellung, daß alle Ventile im System geschlossen
waren ,wurde dann das Hauptventil vollständig geöffnet, um das Gas in der Kammer 1401 zu entfernen, bis die Kammer auf
30 etwa 6,65 χ 10 bar evakuiert war. Danach wurde die
Eingangsspannung für die Heizvorrichtung 1408 durch Änderung
der Eingangsspannung erhöht, während die Substrattemperatur beobachtet wurde, bis die Temperatur konstant
bei 2000C stabilisiert war.
Dann wurden das Hilfsventil 1440, anschließend die Aus-
strömventile 1425, 1426, 1427, 1429 und die Einströmventile
1420-2, 1421, 1422, 1424 vollständig geöffnet, so daß durch Anlegen des Vakuums die Durchflußmeßgeräte 1416, 1417',
1418, 1420-1 aureichend entgast wurden. Nach dem Schließen
den Hilfsventils 1440 und der Ventile 1425, 1426, 1427,
1429, 1420-2, 1421, 1422, 1424 wurden das Ventil 1430 der Bombe 1411 mit SiF4-GaS mit ..einer Reinheit von 99,999 %,
verdünnt mit H9 auf 70 vol.% (nachstehend als SiF«(70)/H9
bezeichnet) und das Ventil 1431 der Bombe 1412 mit C7H.-Gas, verdünnt mit H9 auf 10 vol.% (nachstehend als
C9H.(10)/H9 bezeichnet) entsprechend geöffnet, um den
Druck an den Auslaßmanometern 1435 bzw. 1436 auf 0,98 bar einzustellen, worauf die Einströmventile 1420-2 und
1421 allmählich geöffnet wurden, so daß SiF4(70)/H3-GaS
und C9H4(10)/H9-GaS in die Durchflußmeßgeräte 1416 bzw.
1417 einströmen konnten. Anschließend wurden die Ausströmventile 1425 und 1426 allmählich geöffnet, worauf
das Hilfsventil 1440 geöffnet wurde. Die Einströmventile
1420-2 und -1421 wurden dabei so eingestellt, daß das Gaszufuhrverhältnis
von SiF4HO)/H3 zu C3H (10)/H2 1 t-.6O betrug.
Während das Pirani-Manometer 1441 sorgfältig beobachtet wurde, wurde die öffnung des Hilfsventils 1440
eingestellt und das Hilfsventil 1440 in einem solchen Maß geöffnet, bis der Innendruck in der Kammer 1401 1,33 χ
bar betrug. Nachdem der Innendruck in der Kammer 1401 stabilisiert
war, wurde das Hauptventil 1410 durch Einengen seiner öffnung allmählich geschlossen, bis das Pirani-Manometer
1441 0,67 χ 10 bar anzeigte. Nachdem festgestellt war, daß die Gaszufuhr und der Innendruck stabil
waren^wurde durch Einschalten der Hochfrequenzstromquelle
1441 ein Hochfrequenz-Wechselstrom von 13,56 MHz mit einer Eingangsleistung von 60 W an die Induktionsspule 1443 angelegt,
wodurch eine Glimmentladung in der Kammer 1401 im Spulenbereich (oberer Bereich der Kammer) erzeugt wurde.
Die obigen Bedingungen wurden eine Minutenlang zur BiI-
3136U1
dung einer Zwischenschicht auf dem Substrat beibehalten. Nachdem die Hochfrequenzstromquelle 1442 zur Unterbrechung
der Glimmentladung abgeschaltet war, wurden die Ausströmventil 1425 und 1426 geschlossen. Danach wurde das Ventil
1432 der Bombe 1413 mit B2Hg-GaSj verdünnt mit H2 auf
50 vol. ppm (nachstehend als B3H,(50)/H2 bezeichnet) und
das Ventil 1434 der Bombe 1415 mit SiH4-GaSj verdünnt mit
H2 auf 10 vol. % (nachstehend als SiH.(10)/H2 bzeichnet)
entsprechend geöffnet, um den Druck an den Auslaßmanome-
TO tern 1437 bzw. 1439 auf 0,98 bar einzustellen. Anschließend
wurden die Einströmventile 1422 und 1424 allmählich geöffnet, so daß B3H6(50)/H3-GaS und SiH4(10)/H3-Gas
in die Durchflußmeßgeräte 1418 bzw. 142 0-1 einströmen
konnten. Anschließend wurden die Ausströmventile 1427 bzw. 1429 allmählich geöffnet. Die Einströmventile
1422 und 1424 wurden dabei so eingestellt, das das Zufuhrverhältnis
von B2H6(50)/H2 zu SiH4(10)/H3 1 : 50
betrug. Danach wurden,wie bei der Bildung der Zwischenschicht,
die^ öffnungen des Hilfsventils 1440 und des
Hauptventils 1410 so eingestellt, daß die Anzeige an dem Pirani-Manoim
siert wurde.
siert wurde.
_3
Pirani-Manometer 0,67 χ 10 bar betrug, worauf stabili-
Pirani-Manometer 0,67 χ 10 bar betrug, worauf stabili-
Anschließend wurde die Hochfrequenzstromquelle 1442 zur
Fortsetzung der Glimmentladung eingeschaltet. Die Eingangsleistung betrug 10 W, die niedriger als vorher lag.
Nachdem die Glimmentladung weitere drei Stunden lang zur Bildung einer photoleitfähigen Schicht fortgesetzt worden
war, wurde die Heizvorrichtung 1408 zusammen mit der Hochfrequenzstromquelle
1442 abgeschaltet und das Substrat auf 1000C abkühlen gelassen. Darauf wurden die Ausströmventile
1427, 1429 und die Einströmventile 1420-2, 1421, 1422,.1424 geschlossen, während das Hauptventil 1410 vollständig
geöffnet wurde, wodurch der Innendruck in der
or —6
00 Kammer 1401 auf 1,33 χ 10 bar oder darunter gebracht
wurde. Danach wurde das Hauptventil 1410 geschlossen und der Innendruck in der Kammer 1401 durch öffnen des Belüftungsventils
1443 auf Atmosphärendruck gebracht und das Substrat herausgenommen. In diesem Fall betrug die
Gesamtdicke der Schichten etwa 9 {im. Das so hergestellte Bilderzeugungselement für. elektrophotographische Zwecke
wurde in einer Ladungs-Belichtungs-Testvorrichtung angeordnet und einer Coranaladung bei (?) 6,0 kV 0,2 sek. lang
ausgesetzt, worauf unmittelbar bildmäßig belichtet wurde. Die bildmäßige Belichtung erfolgte durch eine lichtdurchlässige
Testkarte unter Verwendung einer Wolframlampe als Lichtquelle bei einem Belichtungswert von 0,8 Ix · s.
Unmittelbar danach wurde ein negativ geladener Entwickler (mit einem Gehalt von Toner und Träger) kaskadenförmig
auf die Oberfläche des Elementes auftreffen gelassen, wodurch
ein gutes Tonerbild auf dem Bilderzeugungselement für elektrophotographische Zwecke erhalten wurde. Wenn
das Tonerbild auf dem Bilderzeugungselement für elektrophotographische
Zwecke auf ein Kopierpapier durch Coronaladung bei (£) 5,0 kV kopiert wurde, ergab sich ein klares
Bild mit hoher Dichte, das sowohl ein ausgezeichnetes Auflösungsvermögen als auch eine gute Reproduzierbarkeit
in der Helligkeitsabstufung besaß.
Als nächstes wurde das obige Bilderzeugungselement einer
Coronaladung mittels einer Ladungs-Belichtungs-Testvorrichtung bei Q 5,5 kV 0,2 sek. lang ausgesetzt, worauf
unmittelbar bei einem Belichtungswert von 0,8 Ix * s bildmäßig
belichtet wurde. Unmittelbar anschließend wurde ein positiv geladenener Entwickler kaskadenförmig auf die
Oberfläche des Elementes auftreffen gelassen. Durch Kopieren
auf ein Kopierpapier und Fixieren wurde ein sehr
klares Bild erhalten. 35
Aus dem vorstehenden Ergebnis in Verbindung mit dem früheren Ergebnis ergibt sich, daß das in diesem Beispiel
erhaltene Bilderzeugungselement für elektrophotographische Zwecke die Eigenschaften eines Doppelpolar.itäts-Bilderzeugungselementes
unabhängig von der Ladungspolarität besitzt.
Die BilderZeugungselemente, wie sie durch die Beispiele
C1 bis C8 verdeutlicht sind, wurden unter den gleichen Bedingungen und Verfahrensweisen wie in Beispiel 20 hergestellt,
außer daß die Glimmentladungsdauer bei der Bildung der Zwischenschicht auf dem Molybdänsubstrat wie in
der nachstehenden Tabelle VII gezeigt, variiert wurde.
Die Bilderzeugung wurde in der gleichen Vorrichtung wie in Beispiel 20 durchgeführt, wobei die in der Tabelle VII
aufgeführten Ergebnisse erhalten wurden.
Aus den in der Tabelle VII gezeigten Ergebnissen ergibt
sich, daß es notwendig ist, eine Zwischenschicht mit einer Dicke im Bereich von 3 bis 100 nm zu erzeugen.
Probe Nr.
C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8
Zeit zur Bildung der Zwischenschicht (sek)
10 30 50 180 420 600 1000 1200
Bildqualität,
Ladungspolarität ©
Ladungspolarität ©
Δ Ο X 4
O Δ
O Λ
O Λ
Bewertungsmaßstab: ((^ausgezeichnet; O
^ praktisch brauchbar; X nicht gut
IOD 1 /4 I
1 Abscheidungsgeschwxndxgkext. der Zwischenschicht:
0,1 nitt/sek.
Die Bilderzeugungselemente für elektrophötographische
Zwecke, wie sie durch die Proben Nr. C9 bis C15 verdeutlicht
sind, wurden unter den gleichen Bedingungen und Verfahrensweisen wie im Beispiel 20 beschrieben, hergestellt,
außer daß das Durchflußmengenverhältnis von SiF4(70)/H2-GaS zu C„H^(10)/H2-GaS wie in der nachstehenden
Tabelle VIII gezeigt ist, variiert wurde. Die Bilderzeugung wurde in der gleichen Vorrichtung wie im Beispiel
20 beschrieben durchgeführt, wobei die in der Tabelle VIII gezeigten Ergebnisse erhalten wurden. Die
Zwischenschichten der Proben Nr. C11 bis C15 wurden
mittels einer Elektronenmikrosonde analysiert, wobei die in der Tabelle IX gezeigten Ergebnisse erhalten wurden.
Aus den Tabellen VIII und IX ergibt,sich, daß es erwünscht
ist, eine Zwischenschicht zu bilden, bei der das Verhältnis von Si zu C, ausgedrückt durch den Wert für
χ innerhalb des Bereiches von 0,1 bis 0,47 liegt.
Probe Nr.
C9
C10 C11 C12 C13 Cl 4 C15
SiF4(70)/H2 : C2H4(IO)/H2
(Dur chf !^mengenverhältnis ) Bildqualität
der Kopie:
Ladungspolarität (+)
spo:
Ladungspolarität
7:3 6:4 4:6 3:7 1.5: 0.5: 0.2:
8.5 9.5 9.8
X Δ
x A
-109-Tabelle IX
| Probe Nr. | C11 C12 C13 C14 C15 |
| χ | 0.55 0.47 0.33 0.21 0.11 |
Das Molybdänsubstrat wurde in gleicher Weise wie in Beispiel
20 beschrieben, angeordnet,und die in Fig. 14 gezeigte
Glimmentladungsabscheidungskammer 1401 wurde auf
-9
6,65 χ 10 bar evakuiert. Nachdem die Substrattemperatür
bei 2000C gehalten worden war, wurden die Gaseinfuhrsysteme
für SiF4(70)/H2, C2H4(10)/H2 und SiH4(10)/H2- durch
Anlegen eines Vakuums von 6,65 χ ;1O bar gemäß den in
Beispiel 20 beschriebenen Verfahrensweisen evakuiert. Nach Schließen des Hilfsventils 1440, der Ausströmventile 1425,
1426, 1429 und der Einströmventile 1420-2, 1421, 1424,
wurden das Ventil 1430 der Bombe 1411 mit SiF4HO)
und das Ventil 1431 der Bombe 1412 mit C3H4(10)/H3
entsprechend geöffnet, um den Druck an den Auslaßmanometern 1435 bzw. 1436 auf 0,98 bar einzustellen, worauf
die Einströmventile 1420-2 und 1421 allmählich geöffnet
wurden, um SiF4(70)/H2~Gas und C3H4(10)/H -Gas in die
Durchflußmeßgeräte 1416 bzw» 1417 einzuführen. Anschließend
wurden die Ausströmventile 1425 und 1426 allmählich geöffnet, worauf das Hilfsventil 1440 geöffnet
wurde. Die Einlaßventile 142 0-2 und 1421 wurden so ein-
gestellt, daß das Gaszufuhrverhältnis von SiF4(70)/H2 zu
C2H4(10)/H2 1 : 60 betrug. Während sorgfältig das Pirani-Manometer
1441 beobachtet wurde, würde die Öffnung des Hilfsventils 1440 eingestellt und das Hilfsventil .1440
wurde in einem Umfang geöffnet, bis der Innendruck der
35 -5
Kammer 1401 1,33 χ 10 bar betrug. Nach dem der Innen-
-11 ΟΙ druck in der Kammer 1401 stabilisiert war, wurde das
Hauptventil 1410 durch Einengen seiner öffnung allmählich
geschlossen, bis das Pirani-Manometer 1441 0,67 χ 10
bar anzeigte. Nachdem sich in ähnlicher Weise wie in. Beispiel 20 beschrieben
der Gasstrom auf einen konstanten Innendruck in der Kammer stabilisiert
hatte und die Substrattemperatur auf 2000C stabilisiert war, wurde
durch Einschalten der Hochfrequenzstromquelle 1442 ein
Hochfrequenzwechselstrom mit einer Eingangsleistung von 60 W eingeschaltet, um eine Glimmentladung zu erzeugen.
Diese Bedingung wurde eine Minute lang zur Bildung einer Zwischenschicht auf dem Substrat beibehalten. Danach wurdie
Hochfrequenzstromquelle 1442 zur Unterbrechung der
Glimmentladung abgeschaltet. Unter diesem Zustand wurden die Ausströmventile 1425, 1426 und 1422 geschlossen,
worauf das Ventil 1434 der Bombe 1415 mit SiH4(IO)ZH2 zur
Einstellung des Auslaßmanometers 1439 auf 0,98 bar geöffnet und das Einströmventil 1424 allmählich geöffnet
v/urde, Um das SiH4 (1 0)/H2~Gas in das Durchflußmeßgerät
1420-1 einzuführen. Danach wurde das Ausströmventil 1429 allmählich geöffnet und die öffnungen des Hilfsventils
1440 und des Hauptventils 1410 wurden der Gestalt eingestellt,
.und stabilisiert, bis das Pirani-Manometer 0,67 χ 10 bar anzeigte,
Anschließend wurde durch Einschalten der Hochfrequenz-Stromquelle
1442 die Glimmentladung bei einer reduzierten Leistung von 10 W fortgesetzt, die niedriger als vorher
lag. Nachdem die Glimmentladung weitere fünf Stunden lang zur Bildung einer photoleitfähigen Schicht fortgesetzt
worden war, wurde die Heizvorrichtung 1408 zusammen mit der Hochfrequenzleistungsquelle 1442 abgeschaltet und
das Substrat auf 100°C abkühlen gelassen. Hierauf wurden das Ausströmventil·' 1429 und die Einströmventile 1420-2,
1421 und 1424 geschlossen, während das Hauptventil 1410 vollständig
geöffnet wurde, wodurch der Innendruck in der Kammer
_ ο
] 1401 auf 1,33 χ TO bar oder darunter gebracht wurde.
Danach wurde das Hauptventil 1410 geschlossen und der Innendruck in der Kammer wurde durch öffnen des Belüftungsventils
1444 auf Atmosphärendruck gebracht und das
r mit den jeweiligen Schichten versehene Substrat herausgenommen.
In diesem Falle betrug die Gesamtdicke der Schichten etwa 15 μΐη.
Das auf diese Weise hergestellte Bilderzeugungselement
für elektrophotographische Zwecke, wurde zur Erzeugung
von Bildern auf einem Kopierpapier entsprechend den gleichen Verfahrensweisen und unter den gleichen Bedingungen
wie im Beispiel 20 beschrieben^eingesetzt, wodurch daß
mittels Q Coronaladung erzeugte Bild ausgezeichneter
15 und klarer war.als das mit φ Coronaladung erzeugte Bild. Hieraus ergibt sich, daß das::.in diesem Beispiel
hergestellte Bilderzeugungselement abhängig von der Ladungspolarität ist.
mittels Q Coronaladung erzeugte Bild ausgezeichneter
15 und klarer war.als das mit φ Coronaladung erzeugte Bild. Hieraus ergibt sich, daß das::.in diesem Beispiel
hergestellte Bilderzeugungselement abhängig von der Ladungspolarität ist.
Nachdem die Bildung einer Zwischenschicht eine Minute lang auf einem Molybdänsubstrat gemäß den gleichen Verfahrensweisen
und unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel 20 beschrieben durchgeführt worden war, wurde
die Hochfrequenzleistungsquelle 1442 zur Unterbrechung der Glimmentladung abgeschaltet. Unter diesem Zustand
wurden die Ausströmventile 1425, 1426 geschlossen und das Ventil 1433 der Bombe 1414 mit PH3, verdünnt mit
30 H2 auf 25 vol. ppm (nachstehend als PH3(25)/H3 bezeichnet)
und das Ventil 1434 der Bombe 1415 mit SiH4(10)/H2-Gas
geöffnet, wobei der Druck an den Auslaßmanometern
1438 bzw. 1439 auf 0,98 bar eingestellt wurde. Anschließend wurde durch allmähliches öffnen der Einström-
1438 bzw. 1439 auf 0,98 bar eingestellt wurde. Anschließend wurde durch allmähliches öffnen der Einström-
ventile 1423, 1424 PH3(25)/H3-GaS und SiH4(10)/H2
I NACHaEREtCHTJ
in die Durchflußmeßgeräte 1419 bzw. 1420-1 hereingelassen.
Anschließend wurden die Ausströmventile 1428 und 1429 allmählich
geöffnet. Die Einströmventile 1423 und 1424 wurden danach so eingestellt, "daß das Durchflußmengenverhältnis '
von PH3(25)/H2-GaS zu SiH4(10)/H2-GaS 1 : 50 betrug.
Als nächstes wurden die öffnungen des Hilfsventils 1440
und des Hauptventils 1410 eingestellt und stabilisiert und zwar in ähnlicher Weise wie bei der Bildung der Zwischenschicht
beschrieben ist, so daß das Pirani-Manometer 1441 0,67 χ 10 bar anzeigte. Anschließend wurde die Hochfrequenzstromquelle
1442 mit einer Eingangsleistung von 10 W zur Fortsetzung der Glimmentladung wieder eingeschaltet.
Nachdem die Glimmentladung weitere vier Stunden lang zur Bildung einer photoleitfähigen Schicht fortgesetzt
worden war, wurde die Heizvorrichtung 1408 zusammen mit der Hochfrequenzstromquelle 1442 abgeschaltet und
das Substrat auf 100 C abkühlen gelassen. Hierauf wurden die Ausströmventile 1428, 1429 und die Einströmventile
1420-2, 1421,1423, 1424 geschlossen, während das Hauptventil 1410 vollständig geöffnet wurde, wodurch der Innen-
_Q
druck in der Kammer 1401 auf 1,33 χ 10 bar oder darunter gebracht wurde. Danach wurde das Hauptventil 1410 geschlossen
und der Innendruck in der Kammer wurde durch das Belüftungsventil 1444 auf Atmosphärendruck gebracht
und das mit der jeweiligen Schicht versehende Substrat herausgenommen. In diesem Falle betrug die Dicke der
Schichten etwa 11 μΐη.
Das auf diese Weise hergestellte Bilderzeugungselement für elektrophotographische Zwecke wurde zur Erzeugung
von Bildern auf einem Kopierpapier eingesetzt. Als Ergebnis besaß das durch (3 Coronaladung erzeugte Bild
eine bessere Qualität und es war sehr klar; im Vergleich
mit dem durch © Coronaladung erzeugten Bild. Die Er-
gebnisse zeigen, daß das in diesem Beispiel hergestellte
Bilderzeugungseleiuent von der Ladungspolarität abhängig
ist.
5 Beispiel 25
Die Zwischenschicht und die photoleitfähige Schicht auf
dem Molybdänsubstrat wurden unter den gleichen Bedingungen und den gleichen Verfahrensweisen wie in Beispiel 20 beschrieben,
hergestellt, außer daß nach der Bildung der Zwischenschicht auf dem Molybdänsubstrat das Durchflußmengenverhältnis
von B2H6(50)/H2-GaS zu SiH4(IO)ZH2-GaS
bei der Bildung der photoleitfähigen Schicht auf 1 : 10
verändert wurde.
Das auf diese Weise hergestellte Bilderzeugungselement für
elektrophotographische Zwecke wurde zur Erzeugung von Bildern auf einem Kopierpapier eingesetzt. Es ergab sich, daß
das durch © Coronaladung erzeugte Bild eine bessere
Qualität hatte und sehr klar war im Vergleich mit dem durch θ Coronaladung erzeugten Bild. Die Ergebnisse zeigen, daß
das in diesem Beispiel hergestellte Bilderzeugungselement abhängig von der Ladungspolarität ist. Jedoch war die Abhängigkeit
von der Ladungspolariät entgegengesetzt zu
25 derjenigen der in den Beispielen 22 und 23 erhaltenen
Bilderzeugungselementen.
Nachdem die Bildung einer Zwischenschicht eine Minute lang und danach die Bildung einer photoleitfähigen Schicht fünf
Stunden lang auf einem Molybdänsubstrat gemäß den gleichen Verfahrensweisen und unter den gleichen Bedingungen wie in
Beispiel 20 beschrieben, durchgeführt worden waren, wurde
die Hochfrequenzstromquelle 1442 zur Unterbrechung der Glimm-
entladung abgeschaltet. Unter diesem Zustand wurden die Ausströmventile 1427, 1429 geschlossen und die Ausströmventile
1425, 1426 wieder geöffnet, so daß die gleichen Bedingungen wie bei der Bildung der Zwischenschicht vorherrschten.
Anschließend wurde die Hochfrequenzstromquelle zur Fortsetzung der Glimmentladung angeschaltet. Die Eingangsleistung
betrug 6Ό W;die also die gleiche wie bei der
Bildung der Zwischenschicht war. Auf diese Weise wurde die Glimmentladung zwei Minuten lang zur Bildung einer
Dockschicht auf der photoleitfähigen Schicht fortgesetzt.
Anschließend wurden die Heizvorrichtung 1408 und die Hochfrequenz
stromquelle 1442 abgeschaltet und das Substrat abkühlen gelassen. Während die Substrattemperatur 100 C
erreichte wurden die Ausströmventile 1425, 1426 und die Einströmventile 1420-2, 1421, 1422, 1424 geschlossen-,
während das Hauptventil 1410 vollständig geöffnet wurde,
—8
wodurch die Kammer 1401 auf 1,33 χ 10 bar evakuiert
wurde. Danach wurde das Hauptventil 1410 geschlossen und die Kammer 1401 durch das Belüftungsventil 1444 auf Atmosphärendruck
zurückgebracht, worauf das mit den entsprechenden Schichten versehene Substrat herausgenommen wurde.
Das auf diese Weise hergestellte Bilderzeugungselement für
elektrophotographisehe Zwecke wurde in der gleichen Ladungs-Belichtungs-Testvorrichtung
wie in Beispiel 1 angeordnet, in der eine Coronaladung bei (?) 6,0 kV 0,2 sek.
lang durchgeführt wurde, worauf unmittelbar bildmäßig belichtet wurde. Die bildmäßige Belichtung wurde durch eine
lichtdurchlässige Testkarte unter Verwendung einer Wolfram-
30 lampe als Lichtquelle bei einem Belichtungswert von
1,0 Ix · s durchgeführt.
Unmittelbar danach wurde ein negativ geladener Entwickler
(mit einem Gehalt von Toner und Träger) kaskadenförmig>
auf die Oberfläche des Elementes auftreffen gelassen, wodurch
-11 δι ein gutes Bild auf der Oberfläche des Elementes erhalten
wurde. Wenn das Tonerbild auf dem Element auf ein Kopierpapier durch Coronaladung bei 0 5,0 ^V kopiert wurde, wurde
ein klares Bild mit hoher Dichte erhalten, das ein aus-
r gezeichnetes Auflösungsvermögen und eine gute Reproduzierbarkeit
in der Helligkeitsabstufung besaß.
IQ Vor der Bildung des Bilderzeugungselementes wurde die in
Fig. 14 gezeigte C2H. (10) /!!»-Gasbombe 1412 durch eine Bombe
ersetzt, die SiCl(CH3)3-Gas mit einer Reinheit von
99,999 %, verdünnt mit Wasserstoff auf 10 vol. % enthielt
(nachstehend als SiCl(CH3)3(10)/H„ bezeichnet). Danach
wurde eine Glasplatte (Corning 7059, 1 mm dick, 4x4 cm,
auf beiden Oberflächenseiten poliert) mit gereinigten Oberflächen dessen eine Oberfläche mit-ITO in einer Dicke
von 100 nm durch ein Elektronenstrahlaufdampfverfahren
beschichtet worden war, in die gleiche Vorrichtung, wie in Beispiel 20 verwendet (Fig. \ 14)/ mit der ITO-beschichteten
Oberfläche als Oberseite angeordnet. Anschließend wurde gemäß den Verfahrensweisen wie in Beispiel
20 beschrieben, die Glimmentladungsabscheidungs-
-9
kammer 1401 auf 6,65 χ 10 bar evakuiert und das Substrat bei einer Temperatur von 1500C gehalten. Dann wurde das Hilfsventil 1440, anschließend die Ausströmventile 1426, 1427, 1429 und die Einströmventile 1421, 1422, 1424 vollständig geöffnet, wodurch eine ausreichende Entgasung auch in den Durchflußmeßgeräten 1417, 1418, 1420-1 durch Anlegen eines Vakuums durchgeführt wurde. Nach dem Schließen den Hilfsventil 1440 und der Ventile 1426, 1427, 1429, 1421, 1422, 1424 wurde das Ventil 1431 der Bombe 1412 mit SiCl(CH3)- zur Einstellung des Drucks am Auslaßmanometer von 0,98 bar geöffnet, wora'uf das Einlaßventil 1421 zur Einführung des SiCl(CH3)3(10)/H2-Gases in das Durchfluß-
kammer 1401 auf 6,65 χ 10 bar evakuiert und das Substrat bei einer Temperatur von 1500C gehalten. Dann wurde das Hilfsventil 1440, anschließend die Ausströmventile 1426, 1427, 1429 und die Einströmventile 1421, 1422, 1424 vollständig geöffnet, wodurch eine ausreichende Entgasung auch in den Durchflußmeßgeräten 1417, 1418, 1420-1 durch Anlegen eines Vakuums durchgeführt wurde. Nach dem Schließen den Hilfsventil 1440 und der Ventile 1426, 1427, 1429, 1421, 1422, 1424 wurde das Ventil 1431 der Bombe 1412 mit SiCl(CH3)- zur Einstellung des Drucks am Auslaßmanometer von 0,98 bar geöffnet, wora'uf das Einlaßventil 1421 zur Einführung des SiCl(CH3)3(10)/H2-Gases in das Durchfluß-
·* ■* W
] ineßgerät 1417 allmählich geöffnet wurde. Anschließend
wurde das Ausströmventil 1426 allmählich geöffnet. Während sorgfältig das Pirani-Manometer 1441 abgelesen wurde, wurde
die öffnung des Hilfsventils 1440 eingestellt und das
c Hilfsventil 1440 in einem Ausmaß geöffnet, daß der Innen-
_5 druck in der Kammer 1401 1,33 χ 10 bar betrug. Nachdem der Innendruck in der Kammer 1401 stabilisiert war, wurde
das Hauptventil 1410 durch Einengen seiner öffnung allmählich
geschlossen, so daß das Pirani-Manometer 1441 0,67 χ 10 bar anzeigte» Nachdem festgestellt worden war,
daß die Gaszufuhr und der Innendruck stabil waren, wurde durch Einschalten der Hochfrequenzstromquelle 1442 eine
Ilochfrequenz-Wechselspannung von 13,56 MHz mit einer Eingangsleistung
von 20 W an die Induktionsspule 1443 ange-
]5 legt, wodurch eine Glimmentladung in der Kammer 1401. im
Spulenbereich (oberer Teil der Kammer) erzeugt wurde. Die vorstehenden Bedingungen wurden eine Minute lang zur Abscheidung
einer Zwischenschicht beibehalten. Danach wurde die Hochfrequenzstromquelle 1442 zur Unterbrechung der
Glimmentladung abgeschaltet, worauf das Ausströmventil 1426 und das Einströmventil 1421 geschlossen und die
Substrattemperatur auf 200°C erhöht wurde. Als nächstes wurde das Ventil 1432 der Bombe 1413 mit B0H,-(50)/H0 und das
Zb Z.
Ventil 1434 der Bombe 1415 mit SiH4(IO)/H3 entsprechend
geöffnet, um den Druck an den Auslaßmanometern 1437 bzw. 1439 auf 0,98 bar einzustellen, worauf die Einströmventile
1422 und 1424 allmählich geöffnet wurden, um . B3H5(50)/H2-GaS und SiH4(10)/H2~Gas in die Durchflußmeßgeräte
1418 bzw. 1420-1 einzulassen. Anschließend wurden die Ausströmventile 1427 und 1429 allmählich geöffnet.
Die Einströmventile 1422 und 1424 wurden hierbei so eingestellt,
daß das Gaszufuhrverhältnis von B0H,(50)/H2
zu SiH4(10)/H2 1 : 50 betrug. Dann wurden, wie bei der
Bildung der Zwischenschicht beschrieben ist/die Ventile so eingestellt, daß der Innendruck in der Kammer
3136U1
— ό
1401 0,67 χ 10 bar betrug.
Anschließend wurde die Hochfrequenzstromquelle 1442 zur Fortsetzung der Glimmentladung eingeschaltet. Nachdem
die Glimmentladung weitere drei Stunden lang zur Erzeugung einer photoleitfähigen Schicht fortgesetzt worden
war, wurden die Heizvorrichtung 1408 zusammen mit der Hochfrequenzstromquelle 1442 abgeschaltet und das
Substrat auf 1000C abkühlen gelassen, worauf die Ausströmventile
1427, 1429 und die Einlaßventile 1421, 1422 und 1424 geschlossen wurden, während das Hauptventil
1410 vollständig geöffnet wurde, wodurch der Innendruck
in der Kammer 1401 auf 1,33 χ 10 bar oder weniger gebracht
wurde. Danach wurde das Hauptventil 1410 geschlossen
und der Innendruck in der Kammer 1401 durch das Belüftungsventil 1444 auf Atmosphärendruck gebracht und
das mit der jeweiligen Schicht versehene Substrat herausgenommen. In diesem Falle betrug die Gesamtdicke der
Schichten etwa 9 μΐη. Das so hergestellte Bilderzeugungselement
für elektrophotographische Zwecke wurde in einer Ladungs-Belichtungs-Testvorrichtung angeordnet und
einer Coronaentladung bei (+) 6,0 kV 0,2 sek. lang ausgesetzt, worauf unmittelbar bildmäßig belichtet wurde.
Die bildmäßige Belichtung wurde durch eine lichtdurchlässige Testkarte unter Verwendung einer Wolframlampe
als Lichtquelle bei einem Belichtungswert von 1,0 Ix s
durchgeführt.
Unmittelbar danach wurde ein negativ geladener Entwickler (mit einem Gehalt von Toner und Träger) kaskadenförmig auf
die Oberfläche des Elementes auftreffen gelassen, wobei
ein gutes Tonerbild auf dem Bilderzeugungselement für elektrophotographische Zwecke erhalten wurde. Wenn das
Tonerbild auf dem Bilderzeugungselement für elektrophotographische
Zwecke auf ein.Kopierpapier durch Coronaladung
JIOUI4I
■j bei (3 5,0 kV abgebildet wurde, wurde ein.-.klares Bild
mit hoher Dichte erhalten, das ein ausgezeichnetes Auflösungsvermögen als auch eine gute Reproduzierbarkeit
in der Helligkeitsabstufung besaß.
Wenn die Coronaladungspolarität auf (£) geändert wurde
und die Polarität des Entwicklers auf (?) , wurde eben falls ein klares und gutes Bild in ähnlicher Weise wie
in Beispiel 20 beschrieben erhalten.
Das Beispiel 1 wurde wiederholt, außer daß SiII4 (10)/H2-Bombe 1415 durch eine Bombe mit
ohne Verdünnung und die B3H6 (50) /H2-Bombe 1.413
durch eine Bombe mit B2Hfi-Gas, verdünnt H2 auf 500 vol. ppm
(nachstehend als B3H,(500)/H2 bezeichnet) ersetzt wurden,
um hiermit eine Zwischenschicht und eine photoleitfähige
Schicht auf einem Molybdänsubstrat zu erzeugen. Das in der Abscheidungskammer 1401 hergestellte Bilderζeugungselement
wurde herausgenommen und einem Test für die Bilderzeugung unterzogen, in dem das Element in die gleiche
Ladungs-Belichtungs-Testvorrichtung wie in Beispiel 20 beschrieben^angeordnet wurde. Es ergab sich, daß sowohl
bei Kombination von O 5,5 kV coronaentladung mit @ geladenem
Entwickler als auch bei Einsatz einer Kombination von (?) 6,0 kV Coronaentladung mit Q geladenen! Entwickler
ein Tonerbild mit sehr hoher Qualität und hohem Kontrast auf dem Kopierpapier erhalten wurde.
Unter Verwendung der in Fig. 17 gezeigten Vorrichtung wurde eine Zwischenschicht auf einem Molybdänsubstrat
gemäß den nachfolgend beschriebenen Verfahrensweisen erzeugt.
3136H1
Ein Molybdänsubstrat 1702 mit einer fläche von 10 cm χ 10 cm
und einer Dicke von 0,5 mm, dessen Oberfläche gereinigt worden war, wurde auf ein Halteelement 1706 fest .angeordnet,
das in einer vorbestimmten Lage in der Abscheidungskammer 1701 angeordnet war. Das Substrat 1702 wurde
durch eine Heizvorrichtung 1707 innerhalb des Halteelementes 1706 mit einer Genauigkeit von - 0,5 C erhitzt. Die
Temperatur wurde an der Rückseite des Substrats durch ein Alumel-Chromel-Thermoelement direkt gemessen. Nachdem
überprüft war, daß alle Ventile im System geschlossen waren, wurde das Hauptventil 1727 geöffnet und die Kammer
-9
1701 auf etwa 6,65 χ 10 bar evakuiert. Danach wurde die
Eingangsspannung für die Heizvorrichtung 1707 durch Änderung
der Eingangsspannung erhöht, während die Substrattemperatur
beobachtet wurde, bis die Temperatur konstant bei 200 C stabilisiert war.
Danach wurde das Hilfsventil 1725, anschließend die Ausströmventile
1721, 1724 und die Einströmventile 1717, 172 0 vollständig geöffnet, um eine wirksame Entgasung
auch in den Durchflußmeßgeräten 1732 und 1735 durch Anlegen
eines Vakuums durchzuführen. Nach dem Schließen des Hilfsventil 1725 und der Ventile 1717, 1720, 1721, 1724,
wurden das Ventil 1716 der Bombe 1712 mit SiF.-Gas mit
einer Reinheit von 99,999 % und das Ventil 1713 der Bombe 1709 mit Ar-Gas entsprechend geöffnet, um den Druck an
den Auslaßmanometern 1728 bzw. 1731 auf 0,98 bar einzustellen. Dann wurden die Einlaßventile 1717 und 1720 allmählich
geöffnet, um SiF.-Gas und Ar-Gas in die Durchflußmeßgeräte 1732 bzw. 1735 einzuleiten. Anschließend
wurden Ausströmventile 1721 und 1724 allmählich geöffnet, worauf das Hilfsventil 1725 geöffnet wurde. Die Einlaßventile
1717 und 1720 wurden dabei so eingestellt, daß das Gaszufuhrverhältnis von SiF. zu Ar 1 : 20 betrug.
03 Während das Pirani-Manometer 1736 sorgfältig beobachtet
wurde, wurde die Öffnung des Hilfsventils 1725 eingestellt
und das Hilfsventil 1725 soweit geöffnet, bis der Innendruck in der Kammer 1701 1,33 χ 10 bar betrug.
Nachdem der Innendruck der Kammer 1701 stabilisiert war, wurde das Hauptventil 1727 durch Einengen seiner Öffnung
allmählich geschlossen, bis das Pirani-Manometer 1736
0,67 χ 10 bar anzeigte.
Nachdem der Verschlußschieber 1708 geöffnet worden war und nach Überprüfung, daß die Durchflußmeßgeräte 1732
und 1735 sich stabilisiert hatten, wurde durch Einschaltung einer Hochfrequenzstromquelle 1737 zwischen den Targets
aus hochreinem Silicium 1703 (Einkristall oder Polykristallin) /hochreinem Graphit 1704'. mit einem Flächenverhältnis
von Si zu C von 1 : 9 und dem Halteelement 1706
ein Hochfrequenz-Wechselstrom von 13,56 MHz mit einer Leistung von 100 W angelegt. Unter diesen Bedingungen
wurde die Schicht erzeugt, während darauf geachtet wurde, daß eine stabile Entladung erfolgte. Nachdem die Entladung
zwei Minuten lang fortgesetzt wurde., wurde eine Zwischenschicht aus a-Si C1 :F mit einer Dicke von
10 nm erhalten. Danach wurde die HochfrequenzstromqueHe ·
1737 zur Unterbrechung der Entladung abgeschaltet. Anschließend wurden die Ausströmventile 1721 und 1724 geschlossen,
während das Hauptventil 1727 vollständig geöffnet wurde, um durch Anlegen eines Vakuums von
6,65 χ 10 bar das Gas aus der Kammer 1701 abzuziehen. Danach wurden das Ventil 1714 der Bombe 1710 mit SiH.-Gas
mit einer Reinheit von 99,999 %, verdünnt mit H„ auf
10 vol. % (nachstehend als SiH.(10)/H2 bezeichnet) und
das Ventil 1715 der Bombe 1711 mit B„H,-Gas,verdünnt
mit H2 auf 50 vol. ppm (nachstehend als B„Hfi(50)/H-bezeichnet)
entsprechend geöffnet, um den Druck an den Auslaßmanometern 1729 bzw. 1730 auf 0,98 bar einzustellen,
worauf die Einströmventile 1718 bzw. 1719 allmählich ge-
öffnet wurden, um SiH4(10)/H3-GaS und B2Hg(50)/H3-GaS in
die Durchflußmeßgeräte 1733 bzw. 1734 einzuführen. Anschließend wurden die Ausströmventile 1722 und 1723 allmählich
geöffent, worauf das Hilfsventil 1725 geöffnet wurde. Die Einströmventile 1718 und 1719 wurden in der
Weise eingestellt, daß das Gaszufuhrverhältnis von . SiH.(10)/H„ zu B0H,(50)/Ho 50 : 1 betrug. Während das
Pirani-Manometer 1736 sorgfältig abgelesen wurde, wurde das Hilfsventil 1725 durch Einregulierung seiner Öffnung
soweit geöffnet, bis der Innendruck in der Kammer 1701 1,33 χ 10 bar betrug. Nachdem der Innendruck in der
Kammer 1701 stabilisiert war, wurde das Hauptventil 1725 durch Einengen seiner Öffnung allmählich geschlossen,
bis das Pirani-Manometer 1736 0,67 χ 10 bar anzeigte.
15 Nach Überprüfung, daß die Gaszufuhr und der Innendruck
stabil waren,wurde, der Verschlußschieber 1708 geschlossen
worauf durch Einschalten einer Hochfrequenzstromquelle
1737 zwischen die Elektroden 1707 und 1708 ein Hochfrequenz-Wechselstrom
von 13,56 MHz mit einer Eingangsleistung von 10 W angelegt wurde, wodurch eine Glimmentladung
in der Kammer 1701 erzeugt wurde. Nachdem die Glimmentladung drei Stunden lang zur Erzeugung einer
photoleitfähigen Schicht fortgesetzt worden war, wurden die Heizvorrichtung 1707 zusammen mit der Hochfrequenzstromquelle
1737 abgeschaltet und das Substrat auf 1000C
abkühlen gelassen. Hierauf wurden die Ausstromventile
1722, 1723 und die Einströmventile 1718, 1719 geschlossen, während das Hauptventil 1727 vollständig geöffnet wurde,
— wodurch der Innendruck in der Kammer 1701 auf 1,33 χ 10
bar oder weniger gebracht wurde. Danach wurde das Hauptventil 1727 geschlossen und der Innendruck in der Kammer
durch das Belüfungsventil 1726 auf Atmosphärendruck gebracht und das mit der jeweiligen Schicht versehene Substrat
herausgenommen. In diesem Falle betrug die Gesamt-
JJ dicke der Schichten etwa 9 μΐη. Das so hergestellte Bild-
erzeugungselement für elektrophotographische Zwecke wurde
in einer Ladungs-Belichtungs-Testvorrichtung angeordnet . · und einer Coronaentladung bei (+) 6,0 W 0,2 sek. lang ·
ausgesetzt, worauf unmittelbar bildmäßig belichtet wurde.
Die bildmäßige Belichtung erfolgte durch eine lichtdurchlässige Testkarte unter Verwendung einer Wolframlampe als
Lichtquelle bei einem Belichtungswert von 0,8 Ix · s.
Unmittelbar danach wurde ein negativ geladener Entwickler (mit einem Gehalt von Toner, .und Träger) kaskadenförmig
auf die Oberfläche des Elementes auftreffen gelassen, wobei
ein gutes Tonerbild auf dem Bilderzeugungselement für elektrophotographxsche Zwecke erhalten wurde. Wenn das
Tonerbild auf dem Bilderzeugungselement für elektrophoto-t
graphische Zwecke auf ein Kopierpapier durch Coronaladung bei 0 5,0 kV" übertragen wurde,, wurde ein klares Bild
mit hoher Dichte erhalten, das ein ausgezeichnetes Auflösungsvermögen als auch eine gute Reproduzierbarkeit in
der Helligkeitsabstufung besaß.
Als nächstes wurde das.obige Bilderzeugungselement einer
Coronaentladung μηΐεΓ Verwendung einer Ladungs-Belichtungs-Testvorrichtung
bei @ 5,5 ^V" o,2 sek. lang ausgesetzt,
worauf unmittelbar bei einem Belichtungswert von 0,8 Ix · s
bildmäßig belichtet wurde. Unmittelbar danach wurde ein positiv geladener Entwickler kaskadenförmig auf die Oberfläche
des Elementes aufgebracht. Durch Kopieren auf ein Kopierpapier und Fixieren wurde ein sehr klares und scharfes
Bild erhalten.
Aus dem obigen Ergebnis in Verbindung mit dem früheren Ergebnis ergibt sich, daß das Bilderzeugungselement für
elektrophotographxsche Zwecke die Eigenschaften eines Doppelpolaritäts-Bilderzeugungselementes unabhängig von
der Ladungspolarität besaß.
3136H1
-123-1 Beispiel 30
Unter Verwendung der in Fig. 18 gezeigten Vorrichtung, die in einem sauberen Raum aufgestellt war, der vollständig
abgeschirmt worden war, wurde ein Bilderzeugungselement für elektrophotographische Zwecke gemäß den folgenden Verfahrensweisen
hergestellt. Zur Durchführung dieser Verfahrensweise wurde jede Bombe vorher mit den notwendigen
Gasen gefüllt.
Ein Molybdänsubstrat 1802 mit einer Fläche von 10 cm χ 10 cm und
einer Dicke von 0,5 mm, dessen Oberfläche gereinigt worden war, wurde auf ein Halteelement 1803 fest fixiert, daß
bei einer vorbestimmten Lage in eine Abschexdungskairaner 1801 angeordnet wurde. Das für die Zerstäubung vorgesehene
Target wurde gebildet, in dem ein Target 1806 aus hochreinem Graphit (99,999 %) auf ein Target 1805 aus
polykristallinem, hochreinem Silicium (99,999 %) aufgebracht wurde. Das Substrat 1802 wurde durch eine Heizvor-
richtung 1804 innerhalb des Halteelementes 1803 mit einer Genauigkeit von - 0,5 C erhitzt. Die Temperatur wurde an
der Rückseite des Substrat durch ein Alumel-Chromel-Thermoelement direkt gemessen. Nach Feststellung, daß alle Ventile
im System geschlossen sind wurde das Hauptventil 1813 geöffnet und die Kammer 1801 sofort auf etwa 6,65 χ 10~
bar evakuiert (während der Evakuierung waren alle anderen · Ventile im System geschlossen). Jm Anschluß an diese Stufe
wurde das Hilfsventil 1810 und die Ausströmventile 1814
und 1820, 1826, 1832 geöffnet um Gas in den Durchflußmeß-
30 geraten 1815, 1821, 1827 und 1833 ausreichend zu entfernen
... Danach wurden die Ausströmventile 1814, 1820, 1826,
1832 und das Hilfsventil 1810 geschlossen. Das Ventil 1836 der Bombe 1837 mit Argongas;(Reinheit: 99,999 %)
wurde geöffnet bis die Anzeige auf dem Auslaßmanometer 1835
auf 0,98 bar eingestellt war. Danach wurde das Einström-
• 3136H1
ventil 1834 und unmittelbar danach das Ausströmventil 1832
allmählich geöffnet, wodurch Argongas in die Abscheidungskammer 1801 eingelassen wurde. Das Auslaßventil 1832 wurde
geöffnet, bis das Pirani-Manometer 1811 6,65 χ 10~ bar
anzeigte, wobei dieser Zustand beibehalten wurde, bis die Durchflußmenge stetig war. Danach wurde das Hauptventil
1813 durch Einengen der öffnung- allmähliäh geschlossen,
um den Innendruck in der Kammer auf 1,33x10 bar einzustellen.
Bei geöffneten Verschlußschieber 1808 wurde die Stabilität des Durchflußmeßgeräts 1833 überprüft, worauf
durch Einschalten einer Hochfrequenzstromquelle 1809 zwischen
den Tragets 1805, 1806 und dem Halteelement 1803
ein Hochfrequenz-Wechselstrom von 13,56 MHz mit einer Leistung von 100 W angelegt wurde. Unter diesen Bedingungen
wurde eine Schicht gebildet, während, darauf geachtet wurde,
daß eine stabile Entladung· erfolgen konnte. Auf diese Weise
wurde die Entladung- eine Minute lang fortgesetzt, wobei
eine Zwischenschicht mit einer Dicke von 10 nm erzeugt wurde.
Danach würde die Hochfrequenzrstromquelle 1809 zur Unterbrechung
der Entladung abgeschaltet^-Anschließend wurde
das Ausströmventil 1832 geschlossen und das Hauptventil 1813 vollständig geöffnet, wodurch das Gas in der Kammer
1801 entfernt wurder bis die Kammer auf 6,65 χ"TO bar
evakuiert war. Danach wurde die Eingangsspannung für die
Heizvorrichtung 1804 durch Änderung der Eingangsspannung
erhöht, während die Substrattemperatur beobachtet wurde,
bis die Temperatur konstant bei 2 00 G stabilisiert war.
Danach wurden das Hilfsventil 1810, anschließend das Ausströmventil
1832 und das Einströmventil 1834 vollständig geöffnet, um eine ausreichende Entgasung des Durchflußmeßgerätes
1833 durch Anlegen eines Vakuums zu erreichen. Nach dem Schließen des BIiIfsventils 1810 und des Ausströmventils
1832, wurden das Ventil 1818 der Bombe 1819
mit SiF.-Gas (Reinheit: 99,999 %) mit einem H2-Gehalt
3136H1
■j von 10 Vol. % (nachstehend als SiF4ZH3 (10) bezeichnet)
und das Ventil 1824 der Bombe 1825 mit B2Hg-GaS, verdünnt,
mit H2 auf 500 Vol. ppm ( nachstehend als B3Hg(50O)ZH2
bezeichnet) entsprechend geöffnet, um den Druck an den Auslaßmanometern 1817 bzw. 1823 auf 0,98 bar einzustellen.
Darauf wurden die Einströmventile 1816 und 1822 allmählich
geöffnet, um"SiP4ZH2(10)-Gäs und B2H5(500)ZH2-GaS
an die Durchflußmeßgeräte 1815 bzw. 1821 einzulassen. Anschließend
wurden die Ausströmventile 1814 und 182 0 allmählich
geöffnet, worauf das Hilfsventil 1810 geöffnet wurde. Die Einströmventile 1816 und 1822 wurden dabei so
eingestellt, daß das Gaszufuhrverhältnis von SiF4ZH2(IO)
zu B3H6(50)ZH2 70 : 1 betrug. Während das Pirani-Manometer
1811 sorgfältig abgelesen wurde, wurde das Hilfsventil
1810 durch Einstellen seiner öffnung zu einem Ausmaß
—5 geöffnet, bis der Innendruck in der Kammer 1801 1,33 χ 10
bar betrug. Nachdem der Innendruck in der Kammer 1801 stabilisiert war, wurde des Hauptventil 1813 durch Einengen
seiner öffnung allmählich geschlossen, bis das Pirani-Manometer 1811 einen Druck von 0,67 χ 10 bar anzeigte.
Nach Überprüfung,daß die Gaszufuhr und der Innendruck
stabil waren,wurde der Verschlußschieber 1808 geschlossen,
worauf durch Einschalten der Hochfrequenzstromquelle 1809 zwischen den Elektroden 1803 und 1808
eine Hochfrequenzspannung von 13,56 MHz mit einer Eingangsleistung
von 60 W angelegt wurde, wodurch die Glimmentladung in der Kammer 1801 erzeugt wurde. Nachdem die
Glimmentladung drei Stunden lang zur Erzeugung einer photoleitfähigen Schicht fortgesetzt worden war, wurde
die Heizvorrichtung 1804 zusammen mit der Hochfrequenzstromquelle 1809 abgeschaltet und das Substrat auf 1000C
abkühlen gelassen. Daraufhin wurden die Ausströmventile 1814, 1820 und die Einströmventile 1816, 1822 geschlossen,
während das Hauptventile 1813 vollständig geöffnet wurde,
or _Q
J0 wodurch der Innendruck in der Kammer 1801 auf 1,33 χ 10
3Ί36Η1
-1?.G~
] bar oder weniger gebracht wurde. Dann wurde das Hauptventil
1813 geschlossen und der Innendruck in der Kammer durch das Belüftungsventil 1812 auf Atmosphärendruck gebracht ■
und das mit der jeweiligen Schicht versehene Substrat herausgenommen. In diesem Falle betrug die Gesamtdicke
der Schichten etwa 9 μπι. Das so hergestellte Bilderzeugungselement für elektrophotographische Zwecke wurde in
einer Ladungs-Belichtungs-Testvorrichtung angeordnet und einer Coronaladung bei @ 6.0 kV 0,2 sek. lang ausgesetzt,
worauf unmittelbar bildmäßig belichtet wurde. Die bildmäßige Belichtung, erfolgte durch eine lichtdurchlässige
Testkarte unter Verwendung einer Wolframlampe als Lichtquelle bei einem Belichtungswert von 0,8 Ix · s.
Unmittelbar danach wurde ein negativ geladener Entwickler
(mit einem Gehalt von Toner und Träger) kaskadenförmig auf die Oberfläche des Elementes auftreffen gelassen, wodurch
ein gutes Tonerbild.auf dem. Bilderzeugungselement
für elektrophotographische Zwecke erhalten wurde. Wenn das Tonerbild auf dem Bilderzeugungselement für elektrophotographische
Zwecke auf ein Kopierpapier durch Coronaladung bei @ 5,0 kV kopiert wurde, wurde ein klares Bild mit
hoher Dichte erhalten, das ein ausgezeichnetes Auflösungsvermögen als auch eine gute Reproduzierbarkeit in der
25 Helligkeitsabstufting besaß.
Als nächstes wurde das obige Bilderzeugungselement unter
Verwendung der Ladungs-Belichtungs-Testvorrichtung einer Coronaladung bei Q 5,5 kV 0,2 sek. lang ausgesetzt, wo-
30 rauf unmittelbar bei einem Belichtungswert von
0,8 Ix · s bildmäßig belichtet wurde. Unmittelbar anschließend
wurde ein positiv geladener Entwickler kaskadenförmig auf die Oberfläche des Elementes auftreffen
gelassen. Durch Kopieren auf ein Kopierpapier und Fixieren
35 wurde ein sehr klares und scharfes Bild erhalten.
313.6 H.I
Aus dem obigen Ergebnis in Verbindung mit dem früheren Ergebnis
ergibt sich, daß das in diesem Beispiel erhaltene Bilderzeugungselement für elektrophotographisehe Zwecke
die Eigenschaften eines Doppelpolaritäts-Bilderzeugungselements unabhängig von der Ladungspolarität hat.
Die durch die Proben Nr. D1 bis D8 verdeutlichten BiIderzeugungselemente
wurden unter den gleichen Bedingungen und Verfahrensweisen wie in Beispiel 30 hergestellt, außer
daß die Zerstäubungsdauer bei Bildung der Zwischenschicht auf dem ItolybdänsubBtra^wie in der nachstehenden Tabelle X gezeigt)
variiert wurde. Die Bilderzeugung erfolgte in genau der gleichen Vorrichtung wie in Beispiel 30, wobei die in der
Tabelle X gezeigten Ergebnisse erhalten wurden.
Probe Nr.
D1 D2 D3 D4
D5
D6 D7
D8
Zeitdauer für die Bildung der Zwischenschicht (sek.):
Bildqualität:
Ladungspolarität @t
Ladungspolarität &
10 30 50 150 300 500 1000 1200
Δ O @ Y Λ ©
O ""4
O Λ
30 Bewertungsmaßstab:
© ausgezeichnet; O A, praktisch brauchbar; X nicht gut
Abscheidungsgeschwindigkeit der Zwischenschicht: 0,1 nm/sek.
Aus den in der Tabelle X gezeigten Ergebnissen wird deutlieh,
daß es notwendig ist, eine Zwischenschicht mit einer
Dicke im Bereich von 3 bis 100 niti zu erzeugen, um das Ziel
der Erfindung zu erreichen.
Die durch die Proben Nr » D9 bis D17 verdeutlichten BiIderzeugungselemente
für elektrophötögraphische Zwecke wurden unter den gleichen Bedingungen und Verfahrensweisen
wie in Beispiel 30 hergestellt, außer daß das Flächenverhältnis von Si zu C in dem Target wie in der Tabelle XI
gezeigt. variiert wurde. Die Bilderzeugung erfolgte in der
gleichen Vorrichtung wie in Beispiel 30, wobei die in der Tabelle XI gezeigten Ergebnisse erhalten wurden. Die
Zwischenschichten der Proben Nr. D11 bis D17 wurden
durch eine Elektronenmikrosonde analysiert, wobei die in der Tabelle XII gezeigten Ergebnisse erhalten wurden.
Aus den in den Tabellen XI und XII- gezeigten Ergebnissen ergibt sich., daß es erwünscht ist, daß das Verhältnis
von Si zu C in der Zwischenschicht 0,4 bis 0,1 beträgt, um die Ziele der Erfindung zu erreichen.
| Probe Nr. | D9 | D10 | D11 | D.12 | D1 | 3 | D14 | D15 | D16 | D17 |
| Si/C Flächen | ||||||||||
| verhältnis | 4:6 | 3:7 | 2:8 | 1.7: | 1. | 5: | 1:9 | 0.7: | 0.5: | 0.2: |
| 8.3 | 8. | 5 | 9.3 | 9.5 | ■9.8 | |||||
| Bildqualität | ||||||||||
| der Kopien; | ||||||||||
| Ladungspola rität © |
X | K | X | A | (c | ) | © | O | A | X |
| Ladung spoIa- rität 0 |
X | X | X | Λ | (o) | O | ά | K |
3Ί36Ί41
-129-Tabelle XII
| SixC1- Probe |
Nr. | D1 | 1 | D1 | 2 | D1 | 3 | D1 | 4 | D1 | 5 | D1 | 6 | D1 | 7 |
| X | 0. | 45 | 0. | 4 | 0. | 35 | 0. | 28 | 0. | 2 | 0. | 1 | 0. | 04 |
Beispiel 33
in Eine Zwischenschicht aus a-Si C1 wurde hergestellt, in-
in Eine Zwischenschicht aus a-Si C1 wurde hergestellt, in-
\\j Xl-X
dem Silicium und Kohlenstoff auf einem Molybdänsubstrat durch ein Elektronenstrahlverfahren gemeinsam abgeschieden
wurden. Das Zusammensetzungsverhältnis von Si zu C in der Schicht war dergestalt, daß χ etwa 0,3 war. Diese Ba-
•jc sisplatte wurde in der in Fig. 18 gezeigten Kammer 1801
eingebaut und eine eigenleitende (i-Typ) a-Si:F-Schicht wurde als photoleitfähige Schicht in gleicher Weise wie in
Beispiel 30 beschrieben, darauf erzeugt. Wenn ein Tonerbild in gleicher Weise wie in Beispiel 30 beschrieben unter
on Verwendung des so hergestellten Bilderzeugungselementes
für elektrophotographische Zwecke erzeugt wurde, wurde ein Bild mit ausgezeichnetem Auflösungsvermögen, ausgezeichneter
Helligkeitabstufung als auch ausgezeichneter Bilddichte erhalten und zwar sowohl im Hinblick auf die Kombination
& 6 kV-Ladung/ © ge ladener;. Entwickler als auch im Hinblick
auf die Kombination (£) 6 kV-Ladung/ 0 geladener
Entwickler.
Nachdem die Erzeugung einer Zwischenschicht eine Minute
lang und die Bildung einer photoleitfähigen Schicht fünf ·
Stunden lang auf einem Molybdänsubstrat gemäß den gleichen Verfahrensweisen und unter den gleichen Bedingungen wie
in Beispiel 30 durchgeführt worden war.wurde die Hoch-
frequenzstromquelle 1809 zur Unterbrechung der Glimmentladung
abgeschaltet. Unter diesem Zustand wurden die Ausströmventile 1814 und 1820 geschlossen und das Ausströmventil
1832 unter öffnen des Verschlußschiebers 1808 wiec der geöffnet, so daß die gleichen Bedingungen wie bei der
Bildung der Zwischenschicht vorherrschten. Anschließend wurde die Hochfrequenzstromquelle zur Fortsetzung der
Glimmentladung eingeschaltet. Die Eingangsleistung betrug 100 W, die somit die Gleiche war wie bei der Bildung der
IQ Zwischenschicht. Auf diese Weise wurde die Glimmentladung
zwei Minuten lang zur Bildung einer Deckschicht auf der photoleitfähigen Schicht fortgesetzt. Dann wurde die
Hochfrequenzstromquelle 1809 abgeschaltet und das Substrat
abkühlen gelassen. Beim Erreichen einer Substrattemperatür
von 100 C oder niedriger/wurden das Ausströmventil
1832 und die Einströmventile 1816, 1822, 1834 geschlossen, während das Hauptventil· 1813 vollständig geöffnet wurde,
wodurch die Kammer 1801 auf 1,33 χ 10 bar oder weniger evakuiert!wurde. Danach wurde das Hauptventil· 1813 geschlossen,
um die Kammer 1801· durch öffnen des Belüftungsventil· 1812 auf Atmosphärendruck zu bringen, so daß das
mit den entsprechenden Schichten versehene Substrat herausgenommen werden konnte.
Wenn ein Tonerbiid in gieicher Weise wie in Beispiel 30
unter Verwendung des so hergestelLten Bil·derzeugungsel·ementes
für elektrophotographische Zwecke erzeugt wurde, wurde ein Bild mit ausgezeichnetem Auflösungsvermögen, ausgezeichneter
Helligkeitsabstufung und ausgezeichneter Bilddichte erhalten und zwar sowohl hinsichtlich der Kombination
von 0 6 kV-Ladung/ © geladener Entwickler als
auch hinsichtlich der Kombination @ 6 kV -Ladung/ 3 geladener
Entwickler.
3136.U1
-131-1 Beispiel 35
Nachdem 'eine Zwischenschicht aus a-Si C1 , auf einem Molyb-
X I — X
dänsubstrat gemäß den gleichen Verfahrensweisen wie in Beispiel 30 beschrieben, aufgebracht worden war, wurde die
Eingangsspannung für die Heizvorrichtung 1804 durch Änderung der Eingangsspannung erhöht, während die Substrattemperatur
beobachtet wurde, bis sie bei 2000C konstant
war.
Danach wurden das Hilfsventil 1810 und dann das Ausströmventil 1832 und das Einströmventil 1834 vollständig geöffnet,
so daß auch das Durchflußmeßgerät 1833 durch Anlegen
eines Vakuums evakuiert wurde. Nachdem das Hilfs-
15 ventil 1810 und die Ventil«; 1832 und 1834 geschlossen
waren, wurde das Ventil 1818 der Bombe 1819 mit SiF4/H2(10)
geöffnet und der Druck am Auslaßmanometer 1817 auf 0,98 bar eingestellt, worauf das Einströmventil 1816 allmählich
geöffnet wurde, um das SiF./H2(10)-Gas in das Durchfluß-
20 meßgerät 1815 einzulassen. Anschließend wurde das Ausströmventil
1814 allmählich und danach das Hilfsventil
1810 allmählich geöffnet. Während das Pirani-Manometer
1811 sorgfältig beobachtet wurde, wurde das Hilfsventil
1810 durch Einregulierung seiner öffnung geöffnet, bis
der Innendruck in der Kammer 1801 1,33 χ 10 bar betrug.
Nachdem der Innendruck in der Kammer stabilisiert war, wurde das Hauptventil 1813 durch Einengen seiner öffnung allmählich
geschlossen, bis das Pirani-Manometer 1811 einen Druck von 0,67 χ 10 bar anzeigte. Nachdem die Stabilisierung
der Gaszufuhr und des Innendrucks festgestellt war, wurde der Verschlußschieber 1808 geschlossen, worauf
durch Einschalten einer Hochfrequenzstromquelle 1809 zwischen den Elektroden 1808 und 1809 eine Hochfrequenzspannung
von 13,56 MHz mit einer Eingangsleistung von 60 W angelegt wurde, wodurch eine Glimmentladung in der Kammer
1801 erzeugt wurde. Die Glimmentladung wurde drei Stunden lang zur Bildung einer photoleitfähigen Schicht fortgesetzt,
und danach wurde die Heizvorrichtung 1804 und ferner die Hochfrequenzstromquelle 1809 abgeschaltet. Bei Abkühlen
des Substrats auf eine Temperatur von 100 C wurden das Ausströmventil 1814 und das Einströmventil 1816 geschlossen,
während das Hauptventil 1813 zum Evakuieren
der Kammer 1801 auf 1,33 χ 10 bar oder weniger vollständig geöffnet wurde. Danach wurde das Hauptventil· 1813
geschlossen und der Innendruck in der Kammer 1801 durch das Beiüftungsventil 1812 auf Atmosphärendruck gebracht
und das mit den entsprechenden Schichten versehende Substrat herausgenommen. Es wurde gefunden, daß in diesem
Falle die Gesamtdicke der Schichten etwa 9 μπι betrug.
Das so hergestellte Bilderzeugungselement für elektrophotographische
Zwecke wurde zur Erzeugung von Bildern auf einem Kopierpapier eingesetzt. Es ergab sich, daß das
durch (3) Coronaladung erzeugte Bild eine bessere Qualität
hatte und sehr klar war im Vergleich mit dem durch Q Coronaladung erzeugten Bild. Die Ergebnisse zeigen,
daß das in diesem Beispiel erzeugte Bilderzeugungselement abhängig von der Ladungspolarität ist.
Beispiel 36 '
Nachdem eine Zwischenschicht eine Minute lang auf einem
Molybdänsubstrat unter Verwendung der gleichen Bedingungen und Verfahrensweisen wie in Beispiel 30 beschrieben, erzeugt
worden war, wurde das Durchflußmeßgerät 1833 in gleicher Weise wie in Beispiel 30 und die' Abscheidungskattitier
— 10
1801 auf 6,65 χ 10 bar evakuiert. Anschließend wurde SiF./H„(10)-Gas in die Abscheidungskammer gemäß den gleichen Verfahrensweisen wie in Beispiel 30 beschrieben, eingeführt. Danach wurde bei einem Gasdruck von 0,98 bar (abgelesen an dem Auslaßmanometer 1829) PF[--Gas, verdünnt
1801 auf 6,65 χ 10 bar evakuiert. Anschließend wurde SiF./H„(10)-Gas in die Abscheidungskammer gemäß den gleichen Verfahrensweisen wie in Beispiel 30 beschrieben, eingeführt. Danach wurde bei einem Gasdruck von 0,98 bar (abgelesen an dem Auslaßmanometer 1829) PF[--Gas, verdünnt
■j mit H2 auf 250 Vol. ppm (nachstehend als PF5 (250) /EL· bezeichnet)
aus der Bombe 1831 durch das Einströmventil 1828 eingeführt, indem das Einströmventil 1828 und das Ausströmventil
1826 durch Einregulierung der öffnung des Aus-
c strömventils 1826 so eingestellt wurden, so daß das Durchflußmeßgerät
1827 1/60 der Durchflußmenge von SiP4/H2(10) anzeigte,
worauf stabilisiert wurde.
Anschließend wurde bei verschlossenem Verschlußschieber 1808 die Hochfrequenzstromquelle 1809 eingeschaltet und
die Glimmentladung fortgesetzt. Die angelegte Eingangsleistung betrug 60 W. Auf diese Weise wurde die Glimmentladung
weitere vier Stunden lang fortgesetzt, wodurch eine photoleitfähige Schicht auf der Zwischenschicht ge-
15 bildet wurde. Die Heizvorrichtung -1804 und die HoctiT
frequenzstromquelle 1809 wurden danach abgeschaltet und
beim Abkühlen des Substrats auf 100 C wurden die Ausströmventile 1814, 1826 und die Einströmventile 1816,
1828 geschlossen, während das Hauptventil 1813 vollständig geöffnet wurde, wodurch die Kammer 1801 auf 1,33 χ
bar oder weniger evakuiert wurde. Anschließend wurde die Kammer 1801 durch öffnen des Belüftungsventils 1812 auf
Atmosphärendruck gebracht, während das Hauptventil 1813 geschlossen war. Unter einem solchen Zustand wurde das
25 mit den entsprechenden Schichten versehene Substrat
herausgenommen. In diesem Falle betrug die Gesamtdicke der erzeugten Schichten etwa 11 μΐη.
Das auf diese Weise hergestellte Bilderzeugungselement für elektrophotographische Zwecke wurde zur Erzeugung
von Bildern auf einem Kopierpapier gemäß den gleichen Verfahrensweisen und unter den gleichen Bedingungen wie
im Beispiel .1 beschrieben, eingesetzt, wodurch das mittels © Goronaladung erzeugte Bild besser und klarer war, im
Vergleich mit dem durch © Coronaladung erzeugten Bild.
3136ΗΊ
Es ergab sich, daß das in diesem Beispiel hergestellte Bilderzeugungselement
abhängig von der Ladungspolarität war.
Nachdem eine Zwischenschicht eine Minute lang auf einem Molybdänsubstrat gemäß den gleichen Verfahrensweisen und
den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 30 beschrieben, erzeugt worden war, wurde die Abscheidungskammer 1801 auf
6,65 χ 10 bar evakuiert; und SiF./H2(10)-Gas wurde in
die Kammer 1801 gemäß den gleichen Verfahrensweisen wie
in Beispiel 30 verwendet, eingeführt. Danach wurde unter einem Druck von 0,98 bar (abgelesen auf demAuslaßmanometer
1823) B0H,. (500)/H0-Gas aus der Bombe 1825 durch das Ein-
Zo Z.
strömventil 1822 einströmen gelassen, indem das Einströmventil
1822 und das Ausströmventil 1820 unter Einregulierung der öffnung des Ausströmventils 1820 so eingestellt wurden,
daß das Durchflußmeßgerät 1821 1/15 der Durchflußmenge des
SiF./H„(10)-Gases anzeigte, worauf stabilisiert wurde.
Anschließend wurde bei geschlossenem Verschlußschieber 1808
die Hochfrequenzstromquelle 1809 zur;Fortsetztung der
Glimmentladung wieder eingeschaltet. Die angelegte Eingangsleistung betrug 60 W. Auf diese Weise wurde die Glimment-
ladung weitere vier Stunden lang zur Bildung einer photoleitfähigen Schicht auf der Zwischenschicht fortgesetzt.
Die Heizvorrichtung 18 04 und die Hochfrequenzstromquelle
1809 wurden abgeschaltet, und beim Abkühlen des Substrats auf 100 C wurden die Ausströmventile 1814, 1820 und die
Einströmventile 1816, 1822 geschlossen, während das Hauptventil 1813 vollständig geöffnet wurde, um die Kammer 1801
auf 1,33 χ 10 bar oder weniger zu evakuieren. Danach wurde die Kammer 1801 durch öffnen des Belüftungsventil
1812 auf Atmosphärendruck gebracht, während das Hauptventil
1813 geschlossen war und das mit den entsprechenden
] Schichten versehene Substrat herausgenommen. In diesem
Falle betrug die Gesamtdicke der gebildeten Schichten etwa 10 μια.
c Das auf diese Weise hergestellte Bilderzeugungselement
für elektrophotographische Zwecke wurde zur Erzeugung von Bildern auf einem Kopierpapier gemäß den gleichen
Verfahrensweisen und unter den gleichen Bedingungen wie
in Beispiel 1 beschrieben, eingesetzt. Das durch (+) Coronaladung
erzeugte Bild besaß eine bessere Bildqualität und war äußerst klar im Vergleich zu dem durch © Coronaladung
erzeugten Bild. Die Ergebnisse zeigen, daß das in diesem Beispiel erhaltene Bilderzeugungselement von der
Ladungspolarität abhängig ist. Die Abhängigkeit ist je-
15 doch entgegengesetzt zu derjenigen nach den Beispielen 35 und 36 erhaltenen Bilderzeugungselementen.
Die Bombe 1819 mit SiF./H«(10)-Gas wurde vorher durch
eine Bombe mit SiF4-GaS,verdünnt mit Ar auf 5 Vol. %t
(nachstehend als SiB'-(5)/Ar bezeichnet) ersetzt. Nach
der Bildung einer Zwischenschicht auf einem Molybdänsubstrat in gleicher Weise wie in Beispiel 30 beschrieben
und nach dem Entgasen der Abscheidungskammer 1801, wurde
das Hauptventil 1813 geschlossen, während das Belüftungsventil 1812 geöffnet wurde, wodurch die Abscheidungskammer
1801 auf Atmosphärendruck gebracht wurde. Das Graphittarget 1806 wurde entfernt, wobei das Si-Target
30 alleine zurückblieb. Danach wurde das Belüftungsventil
1812 geschlossen und die Kammer auf etwa 6,65 χ 10 bar
evakuiert. Das Hilfsventil 1810 und dasuAusströmventil
1832 wurden zur ausreichenden Entgasung des Durchflußmeßgerätes 1833 geöffnet, worauf das Ausströmventil 1832
35 und das Hilfsventil 1810 geschlossen wurden.
3136U1
Das Substrat 1820 wurde durch Anlegen einer Stromquelle
an die Heizvorrichtung bei 200 C gehalten. Durch öffnen
des Ventils 1818 der Bombe 1819 mit SiF4(5)/Ar-Gas wurde
der Auslaßdruck auf dem Auslaßmanometer 1817 auf 0,98 bar β eingestellt. Anschließend wurde das Einströmventil 1816
zur Einführung des Wasserstoffgases in das Durchflußrneßgerät
1815 allmählich geöffnet, worauf nach und nach das
Ausströmventil 1814 allmählich und ferner das Hilfsventil
1810 geöffnet wurden.
Während der Innendruck in der Kammer 1801 durch das
Pirani-Manometer 1811 gemessen wurde, wurde das Ausströmventil
1814 in der Weise eingestellt, daß das Wasserstoff-
— 8
gas bei 6,65 χ 10 bar eingeführt wurde. Nachdem die Durchflußmenge unter diesem Zustand stabilisiert war-, wurde das Hauptventil· 1813 durch Einengen seiner öffnung ailmählich geschlossen, bis der Innendruck in der Kammer 1,33 χ 10 bar betrug. Nach Überprüfung, daß die Anzeige auf dem Durchflußmeßgerät 1815 stabilisiert war, wurde durch Einschalten einer Hochfrequenzstromqueile 1809 zwischen dem Si-Target 1805 und dem Halteelement 1803 :'.. eine Hochfrequenz-Wechselspannung von 13,56 MHz mit einer Leistung von 100 W angelegt. Es wurde darauf geachtet, daß eine stabile Entladung unter diesen Bedingungen zur Bildung einer Schicht fortgesetzt werden konnte. Nachdem die Entladung drei Stunden lang in dieser Weise fortgesetzt worden war, wurden die Hochfrequenzstromquelle 1809 und die Stromquelle für die Heizvorrichtung 1804 abgeschaltet. Nachdem die Substrattemperatur auf 100°C oder darunter abgesenkt worden war, wurde das Ausströmventil 1814 zusammen mit dem Hilfsventil 1810 geschlossen, worauf das Hauptventil 1813 vollständig geöffnet wurde, um das Gas in der Kammer abzuziehen. Das Hauptventil· 1813 wurde danach geschlossen, während das Belüftungsventil· 1812 ge-
gas bei 6,65 χ 10 bar eingeführt wurde. Nachdem die Durchflußmenge unter diesem Zustand stabilisiert war-, wurde das Hauptventil· 1813 durch Einengen seiner öffnung ailmählich geschlossen, bis der Innendruck in der Kammer 1,33 χ 10 bar betrug. Nach Überprüfung, daß die Anzeige auf dem Durchflußmeßgerät 1815 stabilisiert war, wurde durch Einschalten einer Hochfrequenzstromqueile 1809 zwischen dem Si-Target 1805 und dem Halteelement 1803 :'.. eine Hochfrequenz-Wechselspannung von 13,56 MHz mit einer Leistung von 100 W angelegt. Es wurde darauf geachtet, daß eine stabile Entladung unter diesen Bedingungen zur Bildung einer Schicht fortgesetzt werden konnte. Nachdem die Entladung drei Stunden lang in dieser Weise fortgesetzt worden war, wurden die Hochfrequenzstromquelle 1809 und die Stromquelle für die Heizvorrichtung 1804 abgeschaltet. Nachdem die Substrattemperatur auf 100°C oder darunter abgesenkt worden war, wurde das Ausströmventil 1814 zusammen mit dem Hilfsventil 1810 geschlossen, worauf das Hauptventil 1813 vollständig geöffnet wurde, um das Gas in der Kammer abzuziehen. Das Hauptventil· 1813 wurde danach geschlossen, während das Belüftungsventil· 1812 ge-
35 öffnet, und die Abscheidungskammer 1801 auf Atmos-
phärendruck gebracht wurde, worauf das mit den entsprechenden
Schichten versehene Substrat herausgenommen wurde.
Das auf diese Weise hergestellte Bilderzeugungselement für elektrophotographxsche Zwecke wurde zur Erzeugung von
Bildern auf einem Kopierpapier eingesetzt. Es ergab sich, daß das durch G) Coronaladung erzeugte Bild eine bessere
Bildqualität besaß und sehr klar war f im Vergleich mit dem
durch @ Coronaladung erzeugten Bild. Die Ergebnisse zeigen, daß das in diesem Beispiel hergestellte Bilderzeugungselement
abhängig von der Ladungspolarität ist.
Nachdem die Erzeugung einer Zwischenschicht eine Minute lang und danach die Bildung einer photoleitfähigen Schicht
fünf Stunden lang auf einem Molybdänsubstrat gemäß den gleichen Verfahrensweisen und unter den gleich Bedingungen
wie in Beispiel 30 beschrieben,,durchgeführt worden war, wurden verschiedene Deckschichten wie in Tabelle XIII gezeigt,
auf gebracht.
Danach wurde die Beladung, die bildmäßige Belichtung und das Kopieren in gleicher Weise wie in Beispiel 30 sowohl
mit (±) als auch © Polarität durchgeführt, wobei keine Abhängigkeit
von der Ladungspolarität beobachtet wurde und sehr klare Tonerbilder erhalten wurden.
Anmerkungen zu Tabelle XIII: Die folgenden Materialien 30 wurden verwendet:
Träger: Molybdänsubstrat, 0,5 mm χ 10 cm χ 10 cm
Zwischenschicht: unter Verwendung eines C-Plättchen/auf-
gebracht auf einem Si-Plättchen als Target;
Zerstäubung wurde in Ar-Atmosphäre durchgeführt 35 Si: C (Flächenverhältnis) =1:9
■3136H1
Photoleitfähige Schicht: SiP4-GaS (mit einem Gehalt von
10 % H2)
B^H,-Gas (verdünnt mit HL auf
2 6 i
500 Vol. ppm)
SiF4/H2 (10) ι B2H6(500)/H2 (Zufuhrverhältnis)
= 70 : 1
CO O
to
to
ο
ο
Deckschicht
| Probe Nr. | Ausgangsgas oder Target | Gaszuführverhältnis | Herstellungsmethode | Leistung (W) | Schicht dicke (ran) |
| 39-D1 | SiH4 (verd., 10 Vol.-% mit E7) CpH4(verd., 10 VoI.-% mit H9) |
SiH4(+H2): C9H4 (+1I7) =1:9 |
Glimmentladung | 3 | 12 |
| 39-D2 | Si (CH-) . (verd., 10 Vol. -% 4 * mit H2) |
— | Gliirrtientladung | 3 | 12 |
| 39-D3 | SiF4 (^-Gehalt: 10 Vol.-%) C3H4(verd., 10 Vol.-% mit H2) |
SiF4(+H2): C2H4 (+H2)=!: 9 |
Gliittrientladung | ■60 | 12 |
| 39-D4 | polycrystallines Si-Target N2 (verd., 50 Vol.-% mit Ar) |
- | Zerstäubung | 100 | 20 |
| 39-D5 | Si-N. Target, N-(verd,, 50 Vol.-% mit Ar) |
Zerstäubung | 100 | 20 | |
| 39-D6 | SiH4 (verd., 10 Vol.-% rait H2) N2 |
SiH4^H2) :N2=1:10 | Glimmentladung | 3 | 12 |
| 39-D7 | SiH4 (verd., ,10 Vol.-% mit EL,) NH3 (verd., 10 Vol.-% mit H2) |
SiH4 (+H2): NH3 (+H2) =1:2 |
Glimmentladung | 100 | 12 |
| 39-D8 | SiF4 (^-Gehalt: 10 Vol.-%) N2 |
SiF4 (+H2)^2=V-SO | Glimmentladung | 60 | 12 |
| 39-D9 | SiF4 (^-Gehalt: 10 Vol.-%) NH3(verd., 10 Vol.-% mit H2) |
SiF4(+H2): NH3(+H2)=!:20 |
Glimmentladung | 60 | 12 |
1 Beispiel 40
unter Verwendung der in Beispiel 15 gezeigten Vorrichtung,
die in einem reinem Raum untergebracht war, der vollständig
abgeschirmt worden war, wurde ein Bilderzeugungselement
für elektrophotographische Zwecke gemäß den folgenden
Verfahrensweisen hergestellt.
Ein Molybdänsubstrat mit einer Fläche mit den Abmessungen 10 cm χ 10 cm und einer Dicke von 0,5,mm, dessen Oberfläche
gereinigt worden war, wurde auf einem Halteelement 1503 fest fixiert, das bei einer vorherbestimmten
Lage in einer Glimmentladungsabscheidungskammer 1501 angeordnet war. Das Substrat 1502 wurde durch eine Heizvorrichtung
1504 innerhalb des Halteelementes 1503 mit einer Genauigkeit von - 0,5 C erhitzt. Die Temperatur
wurde an der Rückseite des Substrats durch ein Alumel-Chromel-Thermoelement
direkt gemessen. Nach der Feststellung, daß alle Ventile im System geschlossen sind,
wurdeJ.das Hauptventil· 1512 zur Entfernung des Gases in
der Kammer 1501 geöffnet, bis die Kammer auf etwa ;
-9
6,65 χ 10 bar evakuiert war. Danach wurde die Eingangsspannung für die Heizvorrichtung 1504 durch Änderung
der Eingangsspannung erhöht, während die Substrattemperatür
beobachtet wurde, bis die Temperatur konstant bei 2000C stabilisiert war.
Danach wurde das Hilfsventil 1509, anschließend die Ausströmventile
1513, 1519, 1531, 1537 und die Einström-
30 ventile 1515, 1521, 1533, 1539 vollständig geöffnet,
so daß die Durchflußmeßgeräte 1514, 1520, 1532, 1538 durch
Anlegen eines Vakuums ausreichend entgast werden konnten. Nach dem Schließen des Hilfsventils 1509 und der Ventile
1513, 1519, 1531, 1537, 1515, 1521, 1533, 1539, wurden das Ventil 1535 der Bombe 1536 mit SiH.-Gas (Reinheit:
-141-
99,999 %■) .verdünnt mit H2 auf' 10 Vol. % (nachstehend als
■ SiH4(IO-)/H2 bezeichnet) und das Ventil 1541 der Bombe 1542
mit C-H--Gas, verdünnt mit H2 auf 10 vol. % (nachstehend
als C2H4(IO)VH2 bezeichnet) entsprechend geöffnet, um den
Druck in den Auslaßmanometern 1534 bzw. 1540 auf 0,98 bar einzustellen. Hierauf wurden die Einströmventile 1533 und
1539 allmählich geöffnet, so daß SiH4(10)/H2~Gas und
C2H4(10)/H2-Gas in die Durchflußmeßgeräte .1532 bzw. 1538
einströmen konnten. Anschließend wurden Ausströmventile 1531 und 1537 allmählich geöffnet, worauf das Hilfsventil·.".'
1509 geöffnet wurde. Die Einströmventile 1533 und 1539 wurden dabei so eingestellt, daß das Gaszufuhrverhältnis
von SiH4(10)/H2 zu C2H4(IO)ZH2 1 : 9 betrug. Während das Pirani-Manometer
1510 sorgfältig abgelesen wurde, wurde die
öffnung des Hilfsventils 1509 einreguliert und das Hilfsventil
1509 zu einem Ausmaß geöffnet, bis der Innendruck in der Kammer 1501 1,33 χ 10™ bar betrug. Nachdem der
Innendruck in der Kammer 1501 stabilisiert war, wurde das Hauptventil 1512 durch Einengen seiner öffnung allmählich
geschlossen, bis das Pirani-Manometer 1510 einen
Druck von 0,67 x110 bar anzeigte. Nach Feststellung,
daß die Gaszufuhr und der Innendruck stabil waren, wurde der Verschlußschieber 1507 geschlossen, worauf durch Einschalten
einer Hochfrequenzstromquelle 1508 zwischen den Elektroden 1503 und 1507 eine Hochfrequenz-Wechselspannung
von 13,56 MHz angelegt wurde, wodurch eine Glimmentladung mit einer Eingangsleistung von 3 W in der Kammer 1501 erzeugt
wurde. Zur Erzeugung einer a-(Si C1- ):H-_ unter
den obigen Bedingungen wurden die gleichen Bedingungen eine Minute lang beibehalten, wobei eine Zwischenschicht
gebildet wurde. Danach wurde die Hochfrequenzstromquelle
1508 zur Unterbrechung der Glimmentladung abgeschaltet. Anschließend wurden die Ausströmventile 1531, 1537 geschlossen,
worauf das Hilfsventil 1509 geschlossen wurde.
*" Dann wurde das Hauptventil 1512 zur Entfernung des Gases
in der Kammer 1501 vollständig geöffnet, bis die Kammer
auf 6,65 χ 10 ■ bar evakuiert war.
Als nächstes wurde das Ventil 1517 der Bombe 1518 mit
SiF.-Gas (Reinheit: 99,999 %) mit einem !!»-Gehalt von
10 Vol. % (nachstehend als SiF4/H2(10) bezeichnet) und
das Ventil 1523 der Bombe 1524 mit BOH,--Gas, verdünnt
2. b
mit H0 auf 500 Vol. ppm (nachstehend als B0H,(500)/H0
Δ Δ Ο Δ
bezeichnet) entsprechend geöffnet, um den Druck an den
IQ Auslaßmanometern 1516 bzw. 1522 auf 0,98 bar einzuregulieren,
worauf die Einströmventile 1515 und 1521 allmählich geöffnet wurden, so daß SiF-/H2-GaS und
B0H,(500)/Ho-Gas in die Durchflußmeßgeräte 1514 bzw. 1520
Δ O Z
einströmen konnten. Anschließend .wurden die Ausstromventile
1513 und 1519 allmählich geöffnet, worauf das Hilfsventil 1509 geöffnet wurde. Die Einströmventile 1515
und 1521 wurden dabei so eingestellt, daß das Gaszufuhrverhältnis von SiF4/H2(10) zu B3H6 (500)/H2 70 : 1.betrug.
Während das Pirani-Manometer 1510 sorgfältig beobachtet
wurde, wurde die öffnung des Hilfsventils 1509 einreguliert
und das Hilfsventil 1509 soweit geöffnet, bis der Innendruck in der Kammer 1501 1,33 χ 10 bar betrug.
Nachdem der Innendruck in der Kammer 1501 stabilisiert war, wurde das Hauptventil 1512 durch Einengen
seiner öffnung allmählich geschlossen, bis das Pirani-^
Manometer 1510 einen Druck von 0,67 χ 10 bar anzeigte.
Nach Feststellung, daß die Gaszufuhr und der Innendruck stabil waren, wurde der Verschlußschieber 1507 geschlossen,
worauf durch Einschalten der Hochfrequenzstromquelle 1508 zwischen den Elektroden 1503 und 1507 eine Hochfrequenz-Wechselspannung
von 13,56 MHz angelegt, wodurch eine Glimmentladung mit einer Eingangsleistung von 60 W in
der Kammer erzeugt wurde. Nachdem die Glimmentladung drei Stunden lang zur Bildung einer photoleitfähigen Schicht
fortgesetzt worden war, wurde die Heizvorrichtung 1504
■3136U1
zusammen mit der Hochfrequenzstromquelle 1508 abgeschaltet
und das Substrat auf 100 C abkühlen gelassen. Darauf wurden die Ausströmventile 1513, 1519 und die Einströmventile
1515, 1521, 1533, 1539 geschlossen, während das Hauptventil 1512 vollständig geöffnet wurde, wodurch der
—8 Innendruck in der Kammer 1501 auf 1,33 χ 10 bar oder
weniger gebracht wurde. Danach wurde das Hauptventil 1512 geschlossen und der Innendruck in der Kammer 1501 durch
öffnen des Belüftungsventils 1511 auf Atmosphärendruck gebracht
und das mit der jeweiligen Schicht versehene Substrat herausgenommen. In diesem Falle betrug die Gesamtdicke
der Schichten etwa 9 μΐη. Das auf diese Weise hergestellte
Bilderzeugungselement für elektrophotographische Zwecke wurde in einer Ladungs-Belichtung-Testvorrichtung :
angeordnet und einer Coronaladung bei φ 6,0 kV 0,2 sek.
lang ausgesetzt, worauf unmittelbar bildmäßig belichtet wurde. Die bildmäßige Belichtung wurde durch eine lichtdurchlässige Testkarte unter Verwendung einer Wolframlampe
als Lichtquelle bei einem Belichtungswert von 0,8 Ix* s
durchgeführt. Unmittelbar danach wurde ein negativ geladener
Entwickler (mit .einem Gehalt von Toner und Träger) kaskadenförmig auf die Oberfläche des Elementes auftreffen
gelassen, wobei ein gutes Tonerbild auf dem Bilderζeugungselement
für elektrophotographische Zwecke erhalten wurde.
wenn das Tonerbild auf dem Bilderzeugungselement für elektrophotographische
Zwecke auf ein Kopierpapier mittels Coronaladung von 0 5,0 kV kopiert wurde, würde ein sehr
klares Bild mit hoher Dichte..erhalten, das ein ausgezeichnetes Auflösungsvermögen als auch eine ausgezeichnete Re-
30 produzierbarkeit in der Helligkeitsabstufung besaß.
Als nächstes wurde das obige Bilderzeugungselement unter
Verwendung einer Ladungs-Bel.ichtungs-Testvorrichtung einer
Coronaladung bei © 5,5 kV 0,2 sek. lang ausgesetzt, wobei unmittelbar danach bei einem Belichtungswert von
0,8 Ix · s bildmäßig belichtet wurde. Unmittelbar danach
wurde ein positiv geladener Entwickler kaskadenförmig auf
die Oberfläche des Elementes auftreffen gelassen. Durch
Kopieren auf ein Kopierpapier und Fixieren wurde ein sehr klares und scharfes Bild erhalten.
Aus dem obigen Ergebnis in-Verbindung mit dem früheren
Ergebnis ergibt sich, daß das in diesem Beispiel erhaltene Bilderzeugungselement für elektrophotographische
Zwecke die Eigenschaften eines Doppelpolarifiäts-Bilderzeugungselementes
besitzt, das unabhängig von der Ladungspolarität ist.
3136U1
-145-
Die durch die Proben Nummer E1 bis E8 verdeutlichten BiIderzeugungselemente
wurden unter den gleichen Bedingungen und Verfahrensweisen wie im Beispiel 40 beschrieben hergestellt,
außer daß die Zerstäubungsdauer bei der Bildung der Zwischenschicht auf dem Molybdänsubstrat wie in der nachstehenden
Tabelle XIV gezeigt, variiert wurde. Die Bilderzeugung erfolgte in genau der gleichen Vorrichtung wie
im Beispiel 40 beschrieben, wobei die in der Tabelle XIV gezeigten Ergebnisse erhalten wurden.
| Probe Nr. | El | E2 | E3 | E4 | E5 | EG | E7 | EB |
| Zeitdauer für die Bildung einer Zwischen schicht |
10 | 30 | 50 | 18C | 420 | 600 | 1000 | 1200 |
| Bildqualität: | ||||||||
| Ladungs- Polarität Q |
Δ | O | ® | © | © | O | Δ | X |
| Ladungs- Polarität Q |
X | Δ | @ | @ | @ | O | Δ | X |
Bewertungsmaßstab (θ) ausgezeichneti^ gut;
A praktisch brauchbar Filmabscheidungsgeschwindigkeit
der Zwischenschicht: 0,1 nm/sec
nicht gut
Aus den in der Tabelle XIV gezeigten Ergebnissen ergibt
sich, daß es notwendig ist, eine Zwischenschicht mit einer Dicke im Bereich von 3 bis 100 nm zu erzeugen.
3136U1
Die durch die Proben Nr. E9 bis El 5 verdeutlichten BiIderzeugungselemente
für elektrophotographische Zwecke wurden unter den gleichen Bedingungen und Verfahrensweisen wie
im Beispiel 14 beschrieben, hergestellt, außer daß das Gaszufuhrverhältnis von SiH4(IO)/H2 zu C2H4(IO)/H2 wie in
der nachstehenden Tabelle XV gezeigt, variiert wurde. Die Bilderzeugung erfolgte in der gleichen Vorrichtung wie im
Beispiel 40, wobei die in der Tabelle XV gezeigten Ergebnisse erhalten wurden. Die Zwischenschichten der Proben
E11 bis El 5 wurden durch eine Elektronenmikrosonde analysiert,
wobei die in der Tabelle XVI gezeigten Ergebnisse erhalten wurden.
Aus den in der Tabelle XV und XVI gezeigten Ergebnissen wird deutlich, daß es erwünscht ist, eine Zwischenschicht
zu bilden, bei der das Verhältnis von Si zu C, d. h. der Wert für χ im Bereich von 0,50 bis 0,10 liegt. . ■
| Probe Nr. | E9 | ElO | Eil | E12 | E13 | * | © | E14 | E15 |
| SiH4(10)/H2 | 7:3 | 6:4 | 4.5: | 3.5: | 1.5: | 0.5: | 0.25: | ||
| /C2H4(10)/H2 | 5.5 | 6.5 | 8.5 | (S) | 9.5 | 9.75 | |||
| Zufuhrverhältnis | . | ||||||||
| Bildqualität | |||||||||
| der Kopien | |||||||||
| Ladungs | |||||||||
| polarität Q | X | X | X | Δ | ® | O | |||
| Ladungs- | • | ||||||||
| polarität Q | X | X | X | Δ | © | Ü |
-147-Tabelle XVI
| Si C. χ 1-x Probe Nr. |
■Ell | E12 | E13 | El 4 | E15 |
| X | 0.55 | 0.51 | 0.34 | 0.19 | 0.11 |
Nach Erzeugung einer Zwischenschicht unter Anwendung der im Bdispiel 40 beschriebenen Bedingungen und Verfahrensweisen,
wurde das Ventil 1535 der Bombe 1536 und das Ventil 1541 der Bombe1542 geschlossen und die Kammer 1.501
— 10
auf6r65 χ 10 bar evakuiert. Danach wurden das Hilfsventil
1509 und dann die Ausströmventile 1531, 1537 und die Einströmventile 1533, 1539 geschlossen. Dann wurde
das Ventil 1517 der Bombe 1518 mit SiF4ZH3(10) geöffnet
und der Druck am Auslaßmanometer 1516 auf 0,98 bar eingestellt. Durch allmähliches öffnen des Einströmventils
1515 wurde SiF./H3(10)-Gas in das Durchflußmeßgerät 1514
eingelassen. Anschließend wurde das Ausströmventil 1513 allmählich geöffnet. Während das Pirani-Manometer 1510
sorgfältig beobachtet wurde, wurde die Öffnung des Hilfsventils 1509 einreguliert und soweit geöffnet, bis der
Innendruck in der Kammer 1501 1,33 χ 10 bar betrug. Nachdem der Innendruck in der Kammer stabilisiert war,
wurde das Hauptventil 1512 durch Einengen seiner Öffnung allmählich geschlossen, bis das Pirani-Manometer 1510
-3
einen Druck von 0,67 x 10 bar anzeigte. Nach Feststellung,
daß die Gaszufuhr und der Innendruck stabilisiert waren, wurde der Verschlußschieber 1507 geschlossen,
worauf durch Einschalten einer Hochfrequenzstromquelle
1508 zwischen den Elektroden 1507 und 1503 eine Hochfrequenz-Wechselspannung von 13,56MHz angelegt,
wurde, wodurch eine Glimmentladung mit einer Eingangsleistung
von 60 W in der Kammer 1501 erz'eugt wurde. Die Glimmentladung
wurde drei Stunden lang zur Erzeugung einer photoleitfähigen Schicht fortgesetzt und danach wurde die
Heizvorrichtung 1404 und auch die Hochfrequenzstromquelle 1508 abgeschaltet. Beim Abkühlen des Substrats auf eine
Temperatur von 1000C, wurden das Auströmventil 1513 und
das Einströmventil 1515 geschlossen, während das Hauptventil 1512 zur Evakuierung der Kammer 1501 auf 1,33 χ
—8
10 torr oder weniger vollständig geöffnet wurde. Danach wurde das Hauptventil 1512 geschlossen und der Innendruck in der Kammer 1501 durch das Belüftungsventil 1511 auf Atmosphärendruck gebracht und das mit den entsprechenden Schichten versehene Substrat herausgenommen. Es wurde gefunden, daß in diesem Fall die Gesämtdicke der Schichten etwa 9 lim getrug. Das so hergestellte Bilderzeugung.selement für elektrophotogr.aphische Zwecke wurde zur Erzeugung von Bildern auf einem Kopierpapier eingesetzt. Das durch QKoronaladung erzeugte Bild besaß eine bessere Qualität und war sehr klar im Vergleich mit dem durch (±Koronaladung erzeugten Bild. Die Ergebnisse zeigen, daß das in diesem Beispiel hergestellte Bilderzeugungselement abhängig von der Ladungspolarität ist.
10 torr oder weniger vollständig geöffnet wurde. Danach wurde das Hauptventil 1512 geschlossen und der Innendruck in der Kammer 1501 durch das Belüftungsventil 1511 auf Atmosphärendruck gebracht und das mit den entsprechenden Schichten versehene Substrat herausgenommen. Es wurde gefunden, daß in diesem Fall die Gesämtdicke der Schichten etwa 9 lim getrug. Das so hergestellte Bilderzeugung.selement für elektrophotogr.aphische Zwecke wurde zur Erzeugung von Bildern auf einem Kopierpapier eingesetzt. Das durch QKoronaladung erzeugte Bild besaß eine bessere Qualität und war sehr klar im Vergleich mit dem durch (±Koronaladung erzeugten Bild. Die Ergebnisse zeigen, daß das in diesem Beispiel hergestellte Bilderzeugungselement abhängig von der Ladungspolarität ist.
Beispiel 44 25
Nachdem die Bildung einer Zwischenschicht eine Minute
lang und danach die Bildung einer photoleitfähigen Schicht fünf Stunden lang auf einem Molybdänsubstrat gemäß den
gleichen Verfahrensweisen und unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel 40 beschrieben, durchgeführt
worden war, wurde die Hochfrequenzstromquelle 1508 zur
Unterbrechung der Glimmentladung abgeschaltet. Unter diesem Zustand wurden die Ausströmventile 151.3, 151.9
geschlossen und die Ausströmventile 1531, 1537 wieder ge-
öffnet, so daß die gleichen Bedingungen wie bei der Bildung
der Zwischenschicht vorherrschten. Anschließend
wurde die Hochfrequenzstromquelle zur Fortsetzung der
Glimmentladung wieder eingeschaltet. Die Eingangsleistung betrug 3 W, die also die gleiche war wie bei der Bildung
der Zwischenschicht. Auf diese Weise wurde die Glimmentladung zwei Minuten lang zur Bildung einer Deckschicht
auf der photoleitfähigen Schicht fortgesetzt. Dann wurden die Heizvorrichtung 1504 und die Hochfrequenzstromquelle
1508 abgeschaltet und das Substrat abkühlen gelassen. Beim Erreichen einer Substrattemperatur von 1000C wurden
die Ausströmventile 1531, 1537 und die Einströmventile 1533, 1539 geschlossen, während das Hauptventil 1512
vollständig geöffnet wurde, wodurch die Kammer auf
_Q
1,33 χ 10 bar oder weniger evakuiert wurde. Danach wurde das Hauptventil
1512 geschlossen, und die Kammer 1501 durch das Belüftungsventil 1511 auf Atmosphärendruck zurückgebracht,
so daß das mit den entsprechenden Schichten versehene Substrat herausgenommen werden konnte.
Das auf diese Weise hergestellte Bilderzeugungselement für elektrophotographische Zwecke wurde in der gleichen
Ladungs-Bel'ichtungs-Testvorrichtung wie im Beispiel 1 verwendet, angeordnet, in der eine Koronaladung bei
©6 kV 0,2 Sekunden lang erfolgte, worauf unmittelbar bildmäßig belichtet wurde. Die bildmäßige Belichtung
erfolgte durch eine lichtdurchlässige Testkarte unter Verwendung einer Wolframlampe als Lichtquelle bei einem
Belichtungswert von 1,0 Ix · s.
Unmittelbar danach wurde ein negativ geladener Ent- ™ wickler (mit einem Gehalt von Toner und Träger) kaskadenförmig
auf die Oberfläche des Elementes auftreffen gelassen, wodurch ein gutes Bild auf der Oberfläche des
Elementes erhalten wurde. Wenn das Tonerbild auf dem Element auf ein Kopierpapier durch Koronaladung bei(+)5,0kV
übertragen wurde, wurde ein klares Bild mit hoher Dichte
erhalten, das ein ausgezeichnetes Auflösungsvermögen und
eine gute Reproduzierbarkeit.' in der Helligkeitsabstufung '
besaß..
5 Beispiel 45
Nachdem eine Zwischenschicht eine Minute lang auf einem Molybdänsubstrat unter Verwendung der im Beispiel 40 be- *
schriebenen Bedingungen und Verfahrensweisen erzeugt worden
war, wurde die Abscheidungskammer auf 6,65 χ 10 . bar *-
evakuiert, worauf SiF-/H2(10)-Gas in die Abscheidungskammer
gemäß den gleichen Verfahrensweisen wie im Beispiel eingeführt wurde. Danach wurde unter einem Gasdruck von
0,98 bar (abgelesen an dem Auslaßmanometer 1522) B9H,-(500)/ ;
H2-GaS aus der Bombe 1524 durch das Einströmventil 1521 ein- L
geführt, indem das Einströmventil 1521 und das Ausströmventil 1519 durch Einregulierung der Öffnung des Ausströmven- ;
tils 1519 so eingestellt wurden, daß das Durchflußmeßgerät 1520 1/15 der Durchf lußmenge des SiF./H« (10) -Gases anzeigte,
20 worauf stabilisiert wurde.
Anschließend wurde bei geschlossenem Verschlußschieber 1507
die Hochfrequenzstromquelle 1508 eingeschaltet und die
Glimmentladung fortgesetzt. Die angelegte· Eingangsleistung betrug 60 W. Auf diese Weise wurde die Glimmentladung
weitere vier Stunden lang zur Bildung einer photoleitfähigen Schicht auf der Zwischenschicht fortgesetzt.
Die Heizvorrichtung 1504 und die Hochfrequenzstromquelle
1508 wurden dann abgeschaltet. Beim Abkühlen des Substrats auf 100°C wurden die Ausströmventile 1513,
1519 und die Einströmventile 1515, 1521 geschlossen, während das Hauptventil 1512 zur Evakuierung der Kammer
—8
1501 auf 1,33 χ 10 bar oder weniger vollständig geöffnet
wurde. Nach Schließen des Hauptventils 1512 wurde ·" die Kammer 1501 durch öffnen des Belüftungsventils 1511
auf Atmosphärendruck gebracht. Unter einem solchen Zustand wurde das mit den entsprechenden Schichten ver-
-151-
sehene Substrat herausgenommen. In diesem Falle betrug die
Gesamtdicke der erzeugten Schichten etwa 10 μπι.
Das auf diese Weise hergestellte Bilderzeugungselement r für elektrophotographische Zwecke wurde zur Erzeugung von
Bildern auf einem Kopierpapier gemäß den gleichen Verfahrensweisen und unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel
4 0 beschrieben, eingesetzt, wobei das durch ©Koronaentladung
erzeugte Bild besser und klarer war. im Vergleich niit dem durch θ Koronaladung erzeugten Bild. Es ergibt
sich, daß das in diesem Beispiel hergestellte Bilderzeugungselement abhängig von der Ladungspolarität ist.
Beispiel 46 ' ·
Nachdem eine Zwischenschicht eine Minute lang auf einem Molybdänsubstrat gemäß den gleichen Verfahrensweisen und
den gleichen Bedingungen wie im Beispiel4O beschrieben
erzeugt worden war, wurde die Abscheidungskammer auf 6,65 χ 10~ bar evakuiert und SiF./H2(10)-Gas wurde in
die Kammer 1'501 gemäß der gleichen Verfahrensweise wie im Beispiel 40 eingeführt. Danach wurde PF5-GaS, verdünnt
mit H2 auf 250 Volumen-ppm (nachstehend als PF5(250)/H2
bezeichnet)aus der Bombe 1530 bei einem Druck von 0,98 bar (abgelesen auf dem Auslaßmanometer 1528) in das
Durchflußmeßgerät 1526 durch das. Einlaßventil 1527 einströmen gelassen, wobei das Einströmventil 1527 und das
Ausströmventil 1525 durch Einregulierung der Öffnung des Ausströmventils 1525 so eingestellt wurden, daß das Durchflußmeßgerät
1526 1/60 der Durchflußmenge des SiF4/H2(10)-Gases
anzeigte, worauf stabilisiert wurde.
Bei geschlossenem Verschlußschieber 1507 wurde anschließend die Hochfrequerizstromquelle 1508 zur Fortsetzung
der Glimmentladung wieder eingeschaltet. Die ange-
legte Eingangsleistung betrug 60 W. Auf diese Weise wurde
die Glimmentladung weitere vier Stünden lang zur Bildung einer photoleitfähigen Schicht auf der Zwischenschicht
fortgesetzt. Die Heizvorrichtung 1504 und die Hochfrequenzstromquelle
1508 wurden abgeschaltet und beim Abkühlen des Substrats auf 1000C wurden die Ausströmventile
1513, 1525 und die Einströmventile 1515, 1527 geschlossen, während das Hauptventil· 1512 vollständig
geöffnet wurde, um. die Kammer auf 1,33 χ 10 bar oder weniger zu evakuieren. Dann wurde die Kammer 1501 durch
das Belüftungsventil 1511 auf Atmosphärendruck gebracht, während das Hauptventil 1512 geschlossen war f und das mit
den entsprechenden Schichten versehene Substrat wurde herausgenommen. In diesem Falle betrug die Gesamtdicke
15 der gebildeten Schichten etwa 11 \im.
Das auf diese Weise hergestellte Bilderzeugungselement
für elektrophotographische Zwecke wurde zur Erzeugung von Bildern auf einem Kopierpapier gemäß den gleichen Verfahrensweisen
und unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel 40 beschrieben, eingesetzt. Es ergab sich, daß
das durch OKoronaladung erzeugte Bild eine noch bessere
Bildqualität besaß und äußerst klar war, im Vergleich zu dem durch @Koronaladung erzeugten Bild . Die Ergebnisse
zeigen, daß das in diesem Beispiel erhaltene Bilderzeugungselement
abhängig von der Ladungspolarität ist.
Eine Glasplatte (Corning 7059, 1 mm dick, 4x4 cm,
auf beiden Seiten poliert) mit gereinigten Oberflächen,
dessen eine Oberfläche mit ITO in einer Dicke von 100 nm durch ein Elektronenstrählaufdampfver-
fahren versehen worden war, wurde auf dem. Träger-35
element 1503 der gleichen Vorrichtung wie
im Beispiel 40 verwendet (Fig. 15)^ mit der ITO-versehenen
Oberfläche als Oberseite angeordnet. Gemäß den gleichen Verfahrensweisen wie im Beispiel 40 beschrieben
wurde anschließend die "Glimmentladungsabscheidungskammer
1501 auf 6,6 5 χ 10 bar evakuiert und das Substrat bei
1500C gehalten. Dann wurden das Hilfsventil 1509, anschließend
das Ausströmventil 1543 und das Einströmventil 154 5 vollständig geöffnet, um eine wirksame Entgasung
des Durchflußmeßgerätes 1544 durch Anlegen eines Vakuums durchzuführen. Nach dem Schließen des Hilfsventils
1509 und der Ventile 1543, 1545, wurde das Ventil 1547 der Bombe 1548 mit Si(CH3)4-Gas (Reinheit: 99,999 %) ,
verdünnt mit H2 auf 10 Volumen!,(nachstehend als Si(CH3)
(■10) /H2 bezeichnet) geöffnet, um den Druck an dem Aus-
^5 laßmanometer auf 0,98 bar einzuregulieren, worauf das Einströmventil
1545 allmählich geöffnet wurde, um das Ci(CH3)
(10)/H2~Gas in das Durchflußmeßgerät -1544 einzulassen.
Anschließend wurde das Ausströmventil 1543 allmählich geöffnet. Während das Pirani-Manometer 1510 sorgfältig
-^ abgelesen wurde, wurde die öffnung des Hilfsventils 1509
einreguliert und das Hilfsventil 1509 soweit geöffnet, bis der Innendruck in der Kammer 1501 1,33 χ 10~ bar
betrug. Nachdem der Innendruck in der Kammer 1501 stabilisiert war, wurde das Hauptventil 1512 durch Ein-
engen seiher öffnung allmählich geschlossen, bis das
Pirani-Manometer 1510 einen Druck von 0,67 χ 10 bar anzeigte. Nach Feststellung, daß die Gaszufuhr und der
Innendruck stabil waren, wurde durch Einschalten der Hochfrequenzstromquelle 1508 zwischen den Elektroden
1503 und 1507 eine Hochfrequenz-Wechselspannung von 13,56 MHz angelegt, wodurch eine Glimmentladung in der
Kammer 1501 mit einer Eingangsleistung von 3 W erzeugt wurde.
-154-
Die vorstehenden Bedingungen wurden eine Minute lang zur Abscheidung einer Zwischenschicht auf dem Substrat beibehalten.
Nach Abschalten der Hochfrequenzstromquelle 1508 zur Unterbrechung der Glimmentladung t wurden das Ausströmventil
1543 und das Einströmventil 1545 geschlossen. Als nächstes wurde das Ventil 1517 der Bombe 1518 mit SiF,
(10)-Gas und das Ventil 1523 der Bombe 1524 mit B.
./H2 (500)
/H_-Gas entsprechend geöffnet, um den Druck an den Auslaßmanometern
1522 bzw. 1516 auf 0,98 bar einzuregulieren, worauf die Einströmventile 1515 und 1522 allmählich geöffnet
wurden, um SiF4ZH3(10)-Gas und B3H6(500)/H3-GaS
in die Durchflußmeßgeräte 1514 bzw. 1520 einzuführen.
Anschließend wurden die. Ausströmventile 1513 und 1519
allmählich geöffnet. Die Ausströmventile 1513 und 1519 wurden dabei so eingestellt, daß das Gaszufuhrverhältnis
von SiF./Ho(10) zu B0H,(500) 70 : 1 betrug. Wie bei der
Bildung der Zwischenschicht wurden dann die Ventile so bedient, daß der Innendruck in der Kammer 1501 0,67 χ 10
bar betrug.
T Anschließend wurde die Hochfrequenzstromquelle 1508 zur
Fortsetzung der Glimmentladung eingeschaltet. Die Eingangsleistung
betrug 60 W^ die damit höher als zuvor lag. Nachdem die Glimmentladung weitere 3 Stunden lang zur
Bildung einer photoleitfähigen Schicht fortgesetzt worden war, wurde die Heizvorrichtung 1504 zusammen mit der Hochfrequenzstromquelle
1508 abgeschaltet und das Substrat aus 1000C abkühlen gelassen. Darauf wurden die Ausströmventile 1513, 1519 und die Einströmventile 1515, 1521 geschlossen,
während das Hauptventil 1512 vollständig geöffnet wurde, wodurch der Innendruck in der Kammer 1501
_Q
auf 1,33 χ 10 bar oder weniger gebracht wurde. Danach
wurde das Hauptventil 1512 geschlossen und der Innendruck in der Kammer durch öffnen des Belüftungsventils 1511
auf Atmosphärendruck gebracht und das mit der jeweiligen Schicht versehene Substrat herausgenommen. In diesem Falle
betrug die Gesamtdicke der Schichten etwa 9um. Das auf diese Weise hergestellte Bilderzeugungselement für elektrophotographische
Zwecke wurde in einer Ladungs-Belichtungs-Testvorrichtung angeordnet und einer Koronaentladung bei
© 6,0 kv 0,2 sek. lang ausgesetzt, wonach unmittelbar
bildmäßig belichtet wurde. Die bildmäßig Belichtung erfolgte durch eine lichtdurchlässige Testkarte unter Verwendung
einer Wolframlampe als Lichtquelle bei einem Be-
25 lichtungswert von 1,0 Ix s.
Unmittelbar danach wurde ein negativ geladener Entwickler (mit einem Gehalt von Toner und Träger) kaskadenförmig
auf die Oberfläche des' Elementes auftreffen gelassen, wo-
° ■ bei ein gutes Tonerbild auf dem Bilderzeugungselement für
elektrophotographische Zwecke erhalten wurde. Wenn das Tonerbild auf dem Bilderzeugungselement für elektrophotographische
Zwecke auf ein Kopierpapier durch Koronaladung von © 5,0 kV übertragen wurde, wurde ein klares Bild mit
hoher Dichte erhalten, das ein ausgezeichnetes Auflösungsvermögen als auch eine gute Reproduzierbarkeit in der
Helligkeitsabstufung besaß.
• f· ■ f* W* 9 9
P ¥■ 9t C * Qf- β A *
β · · ' a β « ι» ρ
-156-
In ähnlicher Weise wurden klare und scharfe Bilder erhalten, wenn die Koronaladungspolarität auf Q und die
Polarität des Entwicklers auf© geändert .wurde.
5 Beispiel 48
Nach Austausch der SiF./H0(10)-Gasbombe 1518 durch eine
fr £
Bombe mit SiF. (Reinheit: 99,999%) } verdünnt mit Ar auf
5 Vol. % (nachstehend als SiF4(5)/Ar bezeichnet); wurde
eine Zwischenschicht auf einem Molybdänsubstrat in gleicher Weise wie in Beispiel 40 beschrieben, aufgebracht,
worauf das Gas aus der Kammer 1501 entfernt wurde. Danach
wurde das Ventil 1517 der SiF4(5)/Ar-Bombe 1518 geöffnet,
um den Auslaßdruck am Auslaßmanometer 1516 auf 0,98 bar
einzustellen. Anschließend wurde das Einströmventil 1515 allmählich geöffnet, so daß SiF.(5)/Ar-Gas in das Durchflußmeßgerät
1514 einströmte, worauf das Ausströmventil
1513 und danach das Hilfsventil 1509 allmählich geöffnet
wurden.
Das Ausströmventil 1513 wurde eingestellt, bis das Pirani-Manometer
1510 einen Innendruck in der Kammer 1501 von
6,65 χ 10 bar anzeigte. Nachdem die Durchflußmenge
unter diesem Zustand stabilisiert war, wurde das Hauptventil 1512 durch Einengen seiner Öffnung allmählich geöffnet,
betrug.
betrug.
—5 öffnet, bis der Innendruck in der Kammer 1,33 χ 10 bar
Bei geöffnetem Verschlußschieber 1507 und nach überprüfung, daß sich das Durchflußmeßgerät 1514 stabilisiert
hatte, wurde durch Einschalten der Hochfrequenzstromquelle 1508 zwischen dem Target 1505 und dem Halteelement
1503 eine Hochfrequenz-Wechselspannung mit 13,56 MHz und
einer Leistung von 100 W angelegt. Es wurde eine Anpassung in der Weise vorgenommen, daß eine stabile Glimmentladung
unter diesen Bedingungen zur Bildung einer Schicht fortgesetzt wurde. Nachdem die Glimmentladung 3 Stunden lang
fortgesetzt worden war, wurde die Heizvorrichtung 1504
zusammen mit der Hochfrequenzstromquelle 1508 abgeschaltet und das Substrat auf 1000C abkühlen gelassen. Darauf
hin wurden das Ausströmventil 1513 und das Hilfsventil 1509 geschlossen, während das Hauptventil 1512 vollständig
geöffnet wurde, wodurch Gas aus der Kammer abgezogen wurde. Danach wurde das Hauptventil 1512 geschlossen
und der Innendruck in der Kammer durch öffnen des Belüftungsventils
1511 auf Atmosphärendruck gebracht.und das mit der jeweiligen Schicht versehene Substrat herausgenommen.
Das auf diese Weise hergestellte Bilderzeugungselement für elektrophotographische Zwecke wurde zur Erzeugung von
Bildern auf einem Kopierpapier gemäß den gleichen Verfahrensweisen und unter den gleichen Bedingungen wie im
Beispiel 40 beschrieben/eingesetzt, wobei das durch © Koronaladung erzeugte Bild besser und klarer war als
das durch φ Koronaladung erzeugte Bild. Es ergab sich,
daß das in diesem Beispiel hergestellte Bilderzeugungs-
20 element von der Ladungspolarität abhängig ist.
Die Zwischenschichten und Deckschichten "wurden wie in
der nachfolgenden Tabelle XVII gezeigt}variiert. Andererseits
wurden die photoleitfähigen Schichten gemäß den gleichen Verfahrensweisen und Bedingungen wie im Beispiel
40 beschrieben,hergestellt. Auf diese Weise wurden 40 Proben
mit der Bezeichnung Snm hergestellt, wobei η die Nummer, der Zwischenschicht und m die Nummer der Deckschicht
ist. Jede Probe wurde unter ähnlichen Bedingungen wie in Beispiel 40 beschrieben einer Ladung, bildmäßigen
Belichtung und einem Kopiervorgang bezüglich beider Polaritäten © und © unterzogen. Es wurde beobachtet,
daß die Bilderzeugungselemente unabhängig von der Ladungspolarität waren, und daß alle erhaltenen Tonerbilder
sehr scharf und klar waren.
Träger: Molybdänplatte, 0,5 mm χ 10 cm x 10 cm
Photoleitfähige
Schicht: SiF -Gas {mit einem Gehalt von 10 % H-)
B„H,-Gas (verdünnt mit H0 auf 500 Vol.%)
2 6 2
SiF4(+H2):B2Hg(+H2) -70:1
10 Zwischenschicht
| Nr. | Ausgangsgas | Methode | Leistung | Schichtdicke | |
| 15 | 1 | SiH(CH9).. (verd.10Vol.% mit H2) |
Glimment ladung |
3 | 12 |
| 2 | SiH-(CH,),(verd.,10Vol.% ^ ό A mit H2) |
Glimment ladung |
3 | 12 . | |
| 20 | 3 | SiH-(CH.,) (verd.,1OVoI.% mit H2) |
Glimment ladung |
3 | 12 |
| 4 | SiH0 (C0H1.) „ (verd., 1 OVoI. % 1 λ b ^ mit H2) |
Glimment ladung |
3 | 12 | |
| 25 | 5 | Poly kristallines Si-Target C3H4 (verd., 50% mit Ar) |
Zerstäu bung |
100 | 20 |
Ol
Deckschicht
| Probe Nr. | Ausgangsgas oder Target |
Gas zufuhrverhältnis | Herstellungsmethode | Leistung | Schichtdicke (nm) |
| 1 | Polykristallines Si- "Sarget/Graphit- Target |
Si:C (Flächenverhält nis) = 1:9 |
Zerstäubung | 100 | 12 |
| 2 | SiF4(H2 Gehalt 10Vol.%) | SiF4 (+H2): | Glimmentladung | 60 | 12 |
| C0H.(verd.1OVoI.% mit H2> |
C2H4(+H2) =1:9 | ||||
| 3 | Polykristallines Si- Target N2(verd.50Vol.% mit Ar) |
Zerstäubung | 100 | 20 Y ui I |
|
| 4 | Si3N4~Target N2(verd.50Vol.% mit Ar) |
- | Zerstäubung | 100 | 20 |
| 5 | SiH4(verd.1OVoI.% mit | SiH4 (+H2) :N2 | Glimmentladung | 3 | 12 |
| N2 2 | 1:10 | ||||
| 6 | SiH4(verd.10.Vol.% mit | SiH4(+H2): | Glimmentladung | 100 | 12 |
| H2) | NH3(+H2) =1:2 | ||||
| NH7(verd.1OVoI.% mit TJ \ |
|||||
| 7 | Ά2' SiF4(H2-Gehalt:1OVoI.%) |
SiF4(+H) :N2 | Glimmentladung | 60 | 12 OO |
| 8 | SiF4(H2-Gehalt:10Vol.%) | = 1 :50 SiF4(+H2):NH3 |
Glimmentladung | 60 | OO 12 CD |
| NH3 | (+H2) = 1:20 |
9 · β β E «
31 36 H1
-160-
1 Beispiel 50
Unter Verwendung einer wie in Fig. 14 gezeigten Vorrichtung#
die in einem reinen Raum untergebrachtwar, der vollständig abgeschirmt
worden war, wurde ein Bilderzeugungselement für elektrophotographische Zwecke nach dem folgenden Verfahren
hergestellt. Bei der Durchführung dieser Verfahrensweise wurde jede Bombe vorher mit den notwendigen Gasen
gefüllt.
Ein Molybdänsubstrat 1409 mit einer Fläche von 10 cm χ
cm und mit einer Dicke von 0,5 mm, dessen Oberfläche gereinigt worden war, wurde auf ein Trägerelement 1402 befestigt,
das bei einer vorbestimmten Lage in einer Abseheidungskammer
1401 angeordnet war. Das Substrat 1409 wurde durch eine Heizvorrichtung 1408 innerhalb des Halteelements
1403 mit einer Genauigkeit von + 0.,50C erhitzt.
Die Temperatur wurde an der Rückseite des Substrats durch ein Alumel-Chromel-Thermoelement direkt gemessen. Nach
Feststellung, daß alle Ventile im System geschlossen · sind, wurde dann das Hauptventil· 1410 zur Entfernung des
Gases in der Kammer 1401 vollständig geöffnet, bis die Kammer
— 9
auf etwa 6,65 χ 10 bar evakuiert war. Danach wurde die Eingangsspannung für das Heizgerät 1408 durch Änderung der Eingangsspannung erhöht, während die Substrattemperatur beobachtet wurde, bis die Temperatur konstant bei 2000C'stabilisiert war.
auf etwa 6,65 χ 10 bar evakuiert war. Danach wurde die Eingangsspannung für das Heizgerät 1408 durch Änderung der Eingangsspannung erhöht, während die Substrattemperatur beobachtet wurde, bis die Temperatur konstant bei 2000C'stabilisiert war.
Dann wurden das Hilfsventil 1440, anschließend die Ausströmventile
1425, 1426, 1427 und die Einströmventile 1420-2, 1421, 1422 vollständig geöffnet, um durch Anlegen
eines Vakuums eine ausreichende Entgasung in den Durchflußmeßgeräten
1416, 1417, 1418 durchzuführen. Nach dem Schließen des Hilfsventils 1440 und der Ventile 1425,
1426, 1427 1420-2, 1421, 1422, wurden das Ventil 1430 der Bombe 1411 mit SiF4-GaS (Reinheit: 99,999%), mit einem
H2-Gehalt von 10Vol.% (nachstehend als SiF4ZH2(IO) bezeichnet)
und das Ventil 1431 der Bombe 1412 mit C2H4-GaS,
fl ft·»
-161-
verdünnt mit H2 auf lOVol.% (nachstehend als C3H4(10)/H2
bezeichnet) entsprechend geöffnet, um den Druck an den Auslaßmanometern 1435 bzw. 1436 auf 0,98 bar einzustellen.
Daraufhin wurden die Einströmventile 1420-2 und 1421 allmählich
geöffnet, so daß SiF4ZH3(10)-Gas und C3H4 (10)/H3-Gas
in die Durchflußmeßgeräte 1416 bzw. 1417 einströmen konnten. Anschließend wurden die Ausströmventile 1425
■ und 1426 allmählich geöffnet, worauf das Hilfsventil 1440
geöffnet wurde. Die Einströmventile 1420-2 und 1421 wurden
dabei so eingestellt, daß das Gaszufuhrverhältnis von SiF4/H2(10) zu C3H4(10)/H2 1:80 betrug. Während das Pirani-Manometer
1441 sorgfältig beobachtet wurde, wurde dann " ■.
die Öffnung des Hilfsventils 1440 einreguliert und das
Hilfsventil 1440 so weit geöffnet, bis der Innendruck in der Kammer 1401 1,33 χ 10~ bar betrug. Nachdem der Innendruck
in der Kammer 1401 stabilisiert war, wurde das Hauptventil 1410 durch Einengen seiner Öffnung allmählich
geschlossen, bis das Pirani-Manometer 1441 einen Druck von 0,67 χ 10" bar anzeigte. Nach Feststellung, daß die
Gaszufuhr und der Innendruck stabil waren, wurde durch Einschalten einer Hochfrequenzstromquelle 1442 an die
Induktionsspule 1443 eine Hochfrequenz-Wechselspannung von 13,56 MHz angelegt, wodurch eine Glimmentladung mit
einer Eingangsleistung von 60 W in der Kammer 1401 im Spulenbereich
(oberer Teil der Kammer) erzeugt wurde. Die vorstehenden Bedingungen wurden 1 Minute lang zur Abscheidung
einer Zwischenschicht auf dem Substrat beibehalten. Danach wurde die Hochfrequenzstromquelle 1442 zur Unterbrechung
der Glimmentladung abgeschaltet und das Ausströmventil-1426 geschlossen. Als nächstes wurde das Ventil
1432 der Bombe 1413 mit B„H,-Gas,verdünnt mit H0 auf
50OVoI.ppm(nachstehend als B-H,(500)/H2 bezeichnet) geöffnet,
um den Druck am Auslaßmanometer 1437 auf 0,98 bar einzustellen. Hierauf wurde das Einlaßventil 14 22
allmählich geöffnet, wodurch B3H6(500)/H3-GaS in das
Durchflußmeßgerät 1418 eingeführt wurde. Anschließend
wurde das Ausströmventil 1427 allmählich geöffnet. Die Einströmventile 1420-2 und 1422 wurden dabei so eingestellt,
daß das Gaszufuhrverhältnis von B2Hg(500)/H2 zu SiF./Η-(10)
1:70 betrug. In gleicher Weise wie bei der Bildung der
Zwischenschicht wurden die Öffnungen des Hilfsventils 1440
und des Hauptventils 1410 so eingestellt, daß das Pirani-Manometer
einen Drui
stabilisiert wurde.
stabilisiert wurde.
Manometer einen Druck von 0,67 χ 10 bar anzeigte, worauf
Anschließend wurde Hochfrequenzstromquelle zur Fortsetzung
der Glimmentladung eingeschaltet. Die EingangsIeistung
betrug 60 W, welche die gleiche wie vorher war. Nachdem die Glimmentladung weitere 3 Stunden lang zur Bildung einer
photoleitfähigen Schicht fortgesetzt worden war, wurde
die Heizvorrichtung 1408 zusammen mit der Hochfrequenzstromquelle 1442 abgeschaltet und das Substrat auf 1000C
abkühlen gelassen. Danach wurden die Ausströmventile 1425,
1427 und die Einströmventile 1420-2, 1421, 1422 geschlossen während das Hauptventil 1410 vollständig geöffnet wurde,
wodurch die Innendruck in der Kammer 1401 auf 1Γ33 χ 10
bar oder weniger gebracht wurde. Danach wurde das Hauptventil
1410 geschlossen und der Innendruck in der Kammer durch das Belüftungsventil 144 4 auf Atmosphärendruck gebracht
und das mit der jeweiligen Schicht versehene Substrat herausgenommen. In diesem Falle betrug die Gesamtdicke
der Schichten etwa 9|im. Das so hergestellte BiIderzeugungselement
für elektrophotographische Zwecke wurde in einer Ladungs-Belichtungs-Testvorrichtung eingesetzt
und einer Koronaladung bei© 6,0 kV 0,2 sek. ausgesetzt, wonach unmittelbar bildmäßig belichtet wurde. Die bildmäßige
Belichtung erfolgte durch eine lichtdurchlässige Testkarte unter Verwendung einer Wolframlampe als Lichtquelle
bei einem Belichtungswert von 0,8 Ix s.
Unmittelbar danach wurde ein negativ geladener Entwickler (mit einem Gehalt von Toner und !Träger) kaskadenförmig
auf die Oberfläche des Elementes auftreffen gelassen, wodurch ein gutes Tonerbild auf dem Bilderzeugungselement für
elektrophotographische Zwecke erhalten wurde. Wenn das Tonerbild auf dem Bilderzeugungselement für elektrophoto-
graphische Zwecke'auf ein Kopierpapier durch Anlegen einer
Koronaladung von Q 5,0 kV übertragen wurde, wurde ein
klares Bild mit hoher Dichte erhalten, das ein ausgezeichnetes Auflösungsvermögen als auch eine ausgezeichnete
c Reproduzierbarkeit in der Helligkeitsabstufung besaß.
Als nächstes wurde das obige Bilderzeugungselement unter Verwendung einer Ladungs-Belichtungs-Testvorrichtung einer
Koronaladung von Q) 5,5 kV 0,2 sek. lang ausgesetzt,
IQ worauf unmittelbar bei einem Belichtungswert von 0,8 Ix s
bildmäßig belichtet wurde- Unmittelbar danach wurde ein.positiv geladener Entwickler kaskadenförmig auf die
Oberfläche des Elementes auftreffen gelassen. Durch Übertragung auf ein Kopierpapier und Fixieren wurde ein sehr
15 klares und scharfes Bild erhalten.
Aus den vorstehenden Ergebnissen in Verbindung- mit dem
früheren Ergebnis ergibt sich, daß das Bilderzeugungselement für elektrophotographische Zwecke die Eigenschaften
eines Doppelpolaritäts-Bilderzeugungselements besaß, das von der Ladungspolarität unabhängig ist.
Die durch die Proben Nr. F1 bis F8 verdeutlichten Bilderzeugungselemente
wurden unter den gleichen Bedingungen und Verfahrensweisen wie im Beispiel 50 beschrieben hergestellt,
außer daß die Glimmentladungsdauer zur Bildung der Zwischenschicht auf dem Molybdänsubstrat wie in der
nachstehenden Tabelle XVIII gezeigt, variiert wurde. Die Bilderzeugung erfolgte in genau der gleichen Vorrichtung
wie in Beispiel 50, wobei die in der Tabelle XVIII gezeigten Ergebnisse erhalten wurden.
:3136H1
Tabelle XVIII
Probe Nr.
F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8
Zeitdauer für die Bildung der Zwischenschicht (sek)
Bildqualität;
Ladungspolarität ©
Ladungspolarität P)
50 180 420 600 1000 1200
Bewertungsmaßstab: ©ausgezeichnet, O
4 praktisch brauchbar X nicht gut ' l .
Filmabscheidungsgeschwindigkeit der Zwischenschicht: 0,1 nm/sek.
Wie aus den in der Tabelle XVIII gezeigten Ergebnissen verdeutlicht ist, ist es notwendig, eine Zwischenschicht
mit einer Dicke im Bereich von 3 bis 100 nm zu erzeugen.
Die durch die Beispiele Nr. F9 bis F15 verdeutlichten
Bilderzeugungselemente für elektrophotographische Zwecke wurden unter den gleichen Bedingungen und Verfahrensweisen
wie in Beispiel 50 beschrieben, hergestellt, außer daß das Gaszufuhrverhältnis von SiF2ZH3(IO) zu C3H4(10)/H
wie in der nachstehenden Tabelle XIX gezeigt^variiert
wurde. Die Bilderzeugung erfolgte in der gleichen Vorrich tung wie im Beispiel 50, wobei die in der Tabelle XIX gezeigten
Ergebnisse erhalten wurden. Die Zwischenschichten der Proben Nr. F11 bis F15 wurden durch ein Elektronenmikrosondenverfahren
analysiert, wobei die in der Tabelle
XX gezeigten Ergebnisse erhalten wurden
Aus den Ergebnissen der Tabellen XIX und XX ergibt sich, daß es erwünscht ist, eine Zwischenschicht zu erzeugen,
bei der das Verhältnis von Si zu C;wie es durch den Wert für
χ ausgedrückt ist, im Bereich von 0,1 bis 0,47 liegt.
Probe Nr.
F9 F10 F11 F12 F13 F14 F15
(10):
C2H4(10)/H
Zufuhrverhältnis
Qualität der Kopien: .
Ladungspolarität
(+)
Ladungspolari-
tat Q
7:3 6:4
4:6
3:7 1.5: 0.5: 0.2: 8.5 9.5 9.8
Δ
Λ
Λ
O O
| χ ι | -χ | F11 | F1 | 2 | F13 | F1 | 4 | F1 | 5 |
| Probe | Nr. | 0.55 | 0. | 47 | 0.33 | 0. | 21 | 0. | 11 |
| X | |||||||||
Das Molybdänsubstrat wurde in gleicher Weise wie im Beispiel 50 angeordnet, und die in Fig. 14 gezeigte Glimm-
~9
entladungsabscheidungskammer 1401 wurde auf 6,65 χ 10 bar evakuiert.
Nachdem die Substrattemperatur bei 2000C gehalten worden war. wurden die Gaszufuhrsysteme für SiF4ZH2(IO) und
C3H4(10)/H2 durch Anlegen eines Vakuums auf einen Druck
-9
von 6,65 χ 10 bar gemäß den gleichen Verfahrensweisen wie im Beispiel 5 0 gebracht. Dann./wurden das Hilfsventil 1440 und die Ausströmventile 1425, 1426 und die Einströmventile 1420-2, 1421 geschlossen. Dann wurde das Ventil 1430 der Bombe 1411 mit SiF4 ZH3(IO)-GaS und das Ventil 1431 der Bombe 1412 mit C3H4(IO)ZH3-GaS entsprechend geöffnet, um den Druck an den Auslaßmanometern 1435 bzw. 1436 auf 0,98 bar einzustellen, worauf die Einströmventile 1420-2 und 1421 zum Einführen des SiF4ZH3(IO)-GaSeS und des CoH4(10)ZHp-Gases in die Durchflußmeßgeräte 1416 bzw. 1417 allmählich geöffnet wurden. Anschließend wurden die Ausströmventile 1425 und 1426 allmählich geöffnet, worauf das Hilfsventil 1440 geöffnet wurde. Die Einströmventile 1420-2 und 1421 wurden dabei so eingestellt, daß das Gaszufuhrverhältnis von SiF4ZH3(IO) zu C3H4(IO)ZH3 1:80 betrug. Während das Pirani-Manometer 1441 sorgfältig abgelesen wurde, wurde die Öffnung des Ventils 1440 einreguliert und das Hilfsventil 1440 soweit geöffnet, bis der Innendruck in der Kammer 1401 1,33 χ 10 bar betrug. Nachdem der Innendruck in der Kammer 1401 stabilisiert war, wurde das Hauptventil 1410 durch Einengen seiner öffnung allmählich geschlossen, bis das Pirani-Manometer 1441 einen Druck von 0,67 χ 10 bar anzeigte. Nachdem die Gaszufuhr auf einen konstanten Innendruck in der Kammer und die Substrattemperatur auf 2000C in gleicher Weise wie im Beispiel 50 beschrieben, stabilisiert worden waren, wurde die Hochfrequenzstromquelle 1442 zur Fortsetzung der Glimmentladung bei einer"Eingangsleistung von 60 W eingeschaltet, wobei die Bedingung 1 Minute.lang zur Bildung einer Zwischenschicht auf dem Substrat beibehalten wurde. Dann wurde die Hochfrequenzstromquelle 1442 zur Unterbrechung der Glimmentladung abgeschaltet. Unter diesem Zustand wurde das Ausströmventil 1426 geschlossen. Die öffnungen des Hilfsventils 1440 und des Hauptventils 1410 wurden in ähnlicher Weise wie bei der Bildung der Zwischenschicht einreguliert und stabilisiert, bis das Pirani-Manometer einen Druck von 0,67 χ 10~ bar anzeigte. Anschließend wurde durch Einschalten der Hochfrequenzstromquelle 1442
von 6,65 χ 10 bar gemäß den gleichen Verfahrensweisen wie im Beispiel 5 0 gebracht. Dann./wurden das Hilfsventil 1440 und die Ausströmventile 1425, 1426 und die Einströmventile 1420-2, 1421 geschlossen. Dann wurde das Ventil 1430 der Bombe 1411 mit SiF4 ZH3(IO)-GaS und das Ventil 1431 der Bombe 1412 mit C3H4(IO)ZH3-GaS entsprechend geöffnet, um den Druck an den Auslaßmanometern 1435 bzw. 1436 auf 0,98 bar einzustellen, worauf die Einströmventile 1420-2 und 1421 zum Einführen des SiF4ZH3(IO)-GaSeS und des CoH4(10)ZHp-Gases in die Durchflußmeßgeräte 1416 bzw. 1417 allmählich geöffnet wurden. Anschließend wurden die Ausströmventile 1425 und 1426 allmählich geöffnet, worauf das Hilfsventil 1440 geöffnet wurde. Die Einströmventile 1420-2 und 1421 wurden dabei so eingestellt, daß das Gaszufuhrverhältnis von SiF4ZH3(IO) zu C3H4(IO)ZH3 1:80 betrug. Während das Pirani-Manometer 1441 sorgfältig abgelesen wurde, wurde die Öffnung des Ventils 1440 einreguliert und das Hilfsventil 1440 soweit geöffnet, bis der Innendruck in der Kammer 1401 1,33 χ 10 bar betrug. Nachdem der Innendruck in der Kammer 1401 stabilisiert war, wurde das Hauptventil 1410 durch Einengen seiner öffnung allmählich geschlossen, bis das Pirani-Manometer 1441 einen Druck von 0,67 χ 10 bar anzeigte. Nachdem die Gaszufuhr auf einen konstanten Innendruck in der Kammer und die Substrattemperatur auf 2000C in gleicher Weise wie im Beispiel 50 beschrieben, stabilisiert worden waren, wurde die Hochfrequenzstromquelle 1442 zur Fortsetzung der Glimmentladung bei einer"Eingangsleistung von 60 W eingeschaltet, wobei die Bedingung 1 Minute.lang zur Bildung einer Zwischenschicht auf dem Substrat beibehalten wurde. Dann wurde die Hochfrequenzstromquelle 1442 zur Unterbrechung der Glimmentladung abgeschaltet. Unter diesem Zustand wurde das Ausströmventil 1426 geschlossen. Die öffnungen des Hilfsventils 1440 und des Hauptventils 1410 wurden in ähnlicher Weise wie bei der Bildung der Zwischenschicht einreguliert und stabilisiert, bis das Pirani-Manometer einen Druck von 0,67 χ 10~ bar anzeigte. Anschließend wurde durch Einschalten der Hochfrequenzstromquelle 1442
.:. .:. :..: I?, 31 36 UT
1 die Glimmentladung fortgesetzt. Die Eingangsleistung
betrug wie vorher 60 W. Nachdem die Glimmentladung weitere 5 Stunden lang eur Bildung einer photoleitfähigen
Schicht fortgesetzt worden war, wurde die Heizvorrichtung 1408 zusammen mit der Hochfrequenzstromquelle 1442 abgeschaltet
und das Substrat auf 1000C abkühlen gelassen. Darauf wurden das Ausströmventil 1425 und die Einströmventile
1420-2, 1421 geschlossen, während das Hauptventil 1410 vollständig geöffnet wurde, wodurch der Innendruck in der
Kammer 1401 auf 1,33 χ 10 bar oder weniger gebracht wurde.
Dann wurde das Hauptventil 1410 geschlossen und der Innendruck in der Kammer durch öffnen des Belüftungsventils
144 4 auf Atmosphärendruck gebracht und das mit der jeweiligen Schicht versehene Substrat herausgenommen. In
diesem Falle betrug die Gesamtdicke der Schichten etwa 15μΐα.
Das so hergestellte Bilderzeugungselement für elektrophotographische
Zwecke wurde zur Erzeugung von Bildern auf Kopierpapier nach den gleichen Verfahrensweisen und
unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel 50 beschrieben, eingesetzt. Das durch© Koronaladung erzeugte Bild
war besser und klarer als das durch (+) Koronaladung erzeugte Bild. Hieraus ergibt sich, daß das in diesem Bei-
JJ spiel hergestellte Bilderzeugungselement abhängig von
der Ladungspolarität ist.
Beispiel 54 on
° Nachdem die Bildung einer Zwischenschicht 1 Minute lang
auf einem Molybdänsubstrat gemäß den gleichen Verfahrensweisen und unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel
50 beschrieben^durchgeführt worden war, wurde die Hochfrequenzstromquelle
1442 zur Unterbrechung der Glimment-
ladung abgeschaltet. Unter diesem Zustand wurde das Ausströmventil
1426 geschlossen und das Ventil 1433 der Bombe 1414 mit PH3-GaS, verdünnt mit H2 auf 250 Vol. ppm (nachstehend
als PH3(250)/H2 bezeichnet) geöffnet und der Druck
, NACHGEREICHTJ
-168-
am Auslaßmanometer 1438 auf 0,98 bar einreguliert. Anschließend
wurde das Zufuhrventil 1423 allmählich ge'öffnet, um das PH3(250)/H2-GaS in das Durchflußmeßgerät 1419 einzulassen.
Danach wurde das Ausströmventil 1428 allmählich geöffnet. Die Einströmventile 1420-2 und 1423 wurden dabei
so eingestellt, daß das Gaszufuhrverhältnis von PH-. (250)/
H- zu SiF./H-dO) 1:60 betrug.
Als nächstes wurden die Öffnungen des Hilfsventils 1440 und des
Hauptventils 1410 in gleicher Weise wie bei der Bildung
der Zwischenschicht eingestellt und stabilisiert, bis das Pirani-Manometer einen Druck von 0,67 χ 10 bar anzeigte.
Anschließend wurde die Hochfrequenzstromquelle 1442 zur Fortsetzung der Glimmentladung mit einer Eingangsleistung
von 60 W wieder eingeschaltet. Nachdem die Glimmentladung weitere 4 Stunden lang:;zur Bildung einer photoleitfähigen
Schicht fortgesetzt worden war, wurde die Heizvorrichtung 1408 zusammen mit der Hochfrequenzstromquelle 1442 abgeschaltet
und das Substrat auf 1000C abkühlen gelassen.
Darauf wurden die Ausströmventile 1428 und 1429 und die Einströmventile
142-0-2, 1421 und 1423 ■ geschlossen, während
das Hauptventil 1410 vollständig geöffnet wurde, wodurch der Innendruck der Kammer 1401 auf einen Druck von 1,33
χ 10 bar oder weniger gebracht wurde. Dann wurde das Hauptventil· 1410 geschlossen und der Innendruck in der
Kammer durch öffnen, des Belüftungsventils 144 4 auf Atmosphärendruck
gebracht und das mit der jeweiligen Schicht versehene Substrat herausgekommen. In diesem Fall betrug
die Gesämtdicke der Schichten etwa 11 um.
Das auf diese Weise hergestellte Bilderzeugungselement für
elektrophotographische Zweck_e wurde zur Erzeugung von Bildern
auf einem Kopierpapier eingesetzt. Es ergab sich, daß das durch G Koronaladung erzeugte Bild eine bessere Qualität
besaß und sehr klar war im Vergleich zu dem durch © Koronaladung erzeugten Bild . Die Ergebnisse zeigen, daß
das in diesem Beispiel hergestellte Bilderzeugungselement
-169-
' abhängig von der Ladungspolarität ist.
Die Zwischenschicht und die photoleitfähige Schicht wurden auf einem Molybdänsubstrat unter den gleichen Bedingungen und den gleichen Verfahrensweisen wie im Beispiel
20 beschrieben, erzeugt, außer daß nach der Bildung der Zwischenschicht auf dem Molybdänsubstrat das Gaszufuhrverhältnis
von B3H6(500)/H3-GaS zu SiP4ZH3(10)-Gas auf 1:15
zur Bildung der photoleitfähigen Schicht abgeändert wurde.
Das auf diese Weise hergestellte Bilderzeugungselement
für elektrophotographische Zwecke wurde zur Erzeugung von
Bildern auf einem Kopierpapier eingesetzt. Es ergab sich^ daß das durch (f) Koronaladung erzeugte Bild eine bessere
Qualität hatte und sehr klar war, im Vergleich mit dem durch © Koronaladung erzeugten Bild. Dieses Ergebnis zeigt,
daß das in diesem Beispiel hergestellte Bilderzeugungselement von der Ladungspolarität abhängig ist. Die Abhängigkeit
der Ladungspolarität war entgegengesetzt zu derjenigen der in den Beispielen 53 und 54 erhaltenen Bilderzeugungselementen.
Nachdem die Bildung einer Zwischenschicht eine Minute lang und danach die Bildung einer photoleitfähigen Schicht
5 Stunden lang auf einem Molybdänsubstrat gemäß den glei-
chen Verfahrensweisen und unter den gleichen Bedingungen
wie im Beispiel 50 beschrieben, durchgeführt worden war, wurde die Hochfrequenzstromquelle 1442 zur Unterbrechung
der Glimmentladung abgeschaltet. Unter diesem Zustand wurde das Ausströmventil 1427 geschlossen und das Ausströmventil
1426 wieder geöffnet, so daß die gleichen Bedingungen wie
bei der Bildung der Zwischenschicht vorherrschten. An- : schließend wurde die Hochfrequenzstromquelle zur Fortsetzung
der Glimmentladung eingeschaltet. Die Eingangsleis-
' tung betrug 60 W, die also die gleiche war wie bei der
Bildung der Zwischenschicht. Auf diese Weise wurde die Glimmentladung 2 Minuten lang zur Bildung einer Deckschicht
auf der photoleitfähigen Schicht fortgesetzt. Dann wurden die Heizvorrichtung . 1408 und die Hochfrequenzstromquelle
1442 abgeschaltet und das Substrat abkühlen gelassen. Beim
Erreichen einer Substrattemperatur von 1000C, wurden die
Ausströmventile 1425, 1426 und die Einströmventile 1420-2 1421, 1422 geschlossen, während das Hauptventil vollständig
geöffnet wurde, wodurch die Kammer 1401 auf einen Druck von
1,33 χ 10 bar oder weniger evakuiert wurde. Dann würde
das Hauptventil 1410 geschlossen und die Kammer durch Öffnen des Belüftungsventils 1444 auf Atmosphärendruck gebracht,
so daß das Substrat mit den entsprechenden Schichten
'5 herausgenommen werden konnte.
Das auf diese Weise hergestellte Bilderzeugungselement für elektrophotographische Zwecke wurde in der gleichen Ladungs-Belichtungs-Testvorrichtung
wie im Beispiel 50 verwendet, '''-' angeordnet, in der eine Koronaentladung bei ©6 kv 0,2 sek.
lang erfolgte, worauf unmittelbar bildmäßig belichtet wurde. Die bildmäßige Belichtung wurde durch eine lichtdurchlässige
Testkarte unter Verwendung einer Wolframlamp'e als Lichtquelle
bei einem Belichtungswert von 1,0 Ix s durchgeführt.
Unmittelbar danach wurde ein negativ geladener Entwickler
(mit einem Gehalt von Toner und Träger) kaskadenförmig auf die Oberfläche des Elementes auftreffen gelassen r wodurch
ein gutes Bild auf der Oberfläche des Elementes erhalten
wurde. Wenn das Tonerbild auf dem Element auf ein Kopierpapier durch Anlegen einer Koronaladung von(^) 5,0 kV übertragen
wurde, wurde ein klares Bild mit hoher Dichte erhalten, das ein ausgezeichnetes Auslösungsvermögen und
eine gute Reproduzierbarkeit in der Helligkeitsabstufung besaß.
D-C* · « ητ>
-171-1 Beispiel 57
Eine Glasplatte (Corning 7059, 1mm dick, 4x4 cm, auf
beiden Seiten poliert)"'mit gereinigten Oberflächen, dessen eine Oberfläche durch ein Elektronenstrahlaufdampf-
verfahren mit ITO in einer Dicke von 100nm beschichtet worden war , wurde auf ein Halteelement 1403 in der
gleichen Vorrichtung wie im Beispiel 50 (Fig. 14) mit der
ITO-beschichteten Oberfläche als Oberseite angeordnet. Anschließend wurde gemäß den gleichen Verfahrensweisen
wie im Beispiel 50 beschrieben die Glimmentladungsab-
-9 scheidungskammer 1401 auf 6,65 χ 10 bar evakuiert und
die Substrattemperatur bei 1500C gehalten. Dann wurden
das Hilfsventil 1440, anschließend die Ausströmventile 1425, 1427, 1429 und die Einströmventile 1420-2, 14 22, 1424
vollständig geöffnet, um durch Anlegen eines Vakuums eine ausreichende Entgasung in den Durchfl'ußmeßgeräten 1416,
1418, 1420-1 zu erreichen. Nach dem Schließen des Hilfsventils
1440 und der Ventile 1426, 1427, 1429, 1421, 1422, 1424 wurde das Ventil 1434 der Bombe 1415 mit SiCl(CH.,)-,-Gas
(Reinheit: 99,999%); verdünnt mit H2 auf 10 Vol.%
(nachstehend als SiCl(CH3)3(10)/H2 bezeichnet) geöffnet,
-um den Druck am Auslaßmanometer 143 9 auf 0,98 bar einzu-:
regulieren, worauf das Einströmventil 1424 allmählich geöffnet wurde, so daß SiCl(CH3)3(10)/H3-GaS in das Durchflußmeßgerät
1420-1 einströmen . konnte. Anschließend wurde das Ausströmventil 1429 allmählich geöffnet. Während die
Anzeige auf dem Pirani-Manometer 1441 sorgfältig beobachtet wurde, wurde die Öffnung des Hilfsventils 1440 einreguliert
und das Hilfsventil 1440 soweit geöffnet, bis der Innendruck in der Kammer 1401 1,33 χ 10 bar betrug.
Nachdem der Innendruck in der Kammer 1401 stabilisiert war, wurde das Hauptventil 1410 durch Einengen seiner
Öffnung allmählich geschlossen bis das Pirani-Manometer
TS -3
1441 einen Druck von 0,67 χ 10 . bar anzeigte. Nach Feststellung,
daß die Gaszufuhr und der Innendruck stabil waren, wurde durch Einschalten der Hochfrequenzstromquelle
1442 an die Induktionsspule 1443 eine Hochfrequenz-Wech-
selspannung von 13,56 MHz angelegt, wodurch eine Glimmentladung
mit einer Eingangsleistung von 20 W in der Kammer 1401 im Spulenbereich (oberer Te'il der Kammer) erzeugt
wurde. Die obigen Bedingungen wurden 1 Minute lang zur Abscheidung einer Zwischenschicht auf dem Substrat beibehalten.
Nach Abschaltung der Hochfrequenzstromquelle 1442 zur Unterbrechung der Glimmentladung wurden das Ausströmventil
1429 und das ein Einströmventil 1424 geschlossen und die Substrattemperatur auf 2000C erhöht. Als
-(Q nächstes wurde das Ventil 1430 der Bombe 1411 SiF./H2(10)-Gas
und das Ventil 1432 der Bombe 1413 mit B0H.(500)/H_-
Gas geöffnet, um den Druck an den Auslaßmanometern 1435,
1437 auf 0,98 bar einzustellen. Darauf wurden die Einströmventile 1420-2, 1422 zur Einführung von SiF4/H2(10)-Gas
und B3H6(500)/H2-GaS in die Durchflußmeßgeräte 1416 bzw.
1418 allmählich geöffnet. Anschließend wurden die Ausströmventile 1425, 1427 allmählich geöffnet. Die Einströmventile
1420-2 und 1422 wurden dabei so einreguliert, daß das Gaszufuhrverhältnis
von B0H11-(SOO)ZH0 zu SiF./H0 (10) 1:70 betrug.
Danach wurden in ähnlicher Weise wie bei Bildung.der
Zwischenschicht die Öffnungen des Hilfsventils 1440 und
des Hauptventils 1410 so einreguliert, daß das Pirani-Mano-
— 3
meter einen Druck von 0,67 χ 10 bar anzeigte, worauf die
meter einen Druck von 0,67 χ 10 bar anzeigte, worauf die
Stabilisierung abgewartet wurde.
Anschließend wurde die Hochfrequenzstromquelle 1442
zur Fortsetzung der Glimmentladung eingeschaltet. Die Eingangsleistung betrug 60 W, die damit höher .als vorher lag.
Die Glimmentladung wurde auf diese Weise 3 Stunden läng zur Bildung einer photoleitfähigen Schicht fortgesetzt
und danach wurde die Heizvorrichtung 1408 und ebenso die
Hochfrequenzstromquelle 1442 abgeschaltet. Beim Abkühlen des Substrats auf eine Temperatur von 1000C, wurden die
Ausströmventile 1425, 1427 und die Einströmventile 1420-2,
1422, 1424 geschlossen, während das Hauptventil 1410 zur
—ft Evakuierung der Kammer 1401 auf einen Druck von 1,33 χ 10
bar oder weniger vollständig geöffnet wurde. Nachdem das Hauptventil 1410 geschlossen worden war, wurde der Innen-
druck in der Kammer 1401 durch öffnen des Belüftungsventils
1444 auf Atmosphärendruck gebracht und das mit dem entsprechenden Schichten versehene Substrat herausgenommen.
In diesem Falle betrug die Gesamtdicke der Schichten etwa 9 μΐη. Das auf diese Weise hergestellte Bilderzeugungselement
für elektrophotographische Zwecke wurde in einer Ladungs-Belichtungs-Testvorrichtung
angeordnet und einer Koronaladung bei © 6,0 kV 0,2 sek. lang ausgesetzt, worauf
unmittelbar bildmäßig belichtet wurde. Die bildmäßige Belichtung erfolgte durch eine lichtdurchlässige Testkarte
unter Verwendung einer Wolframlampe als Lichtquelle bei einem Belichtungswert von 1,0 Ix s.
Unmittelbar danach wurde ein negativ geladener Entwickler (mit einem Gehalt von Toner und Träger) kaskadenförmig
auf die Oberfläche des Elementes auftreffen gelassen, wobei
ein gutes Tonerbild auf dem Bilderzeugungselement für elektrophotographische Zwecke erhalten wurde. Wenn das
Tonerbild auf dem Bilderzeugungselement für elektrophotographische
Zwecke auf ein Kopierpapier durch Anlegen einer Koronaladung von© 5,0 kV übertragen wurde, wurde ein" klares
Bild mit hoher Dichte erhalten, das ein ausgezeichnetes Auflösungsvermögen als auch eine ausgezeichnete Reproduzierbarkeit
in der Helligkeitsäbstufung besaß.
Wenn die Koronaladungspolarität auf <B geändert wurde und
die Polarität des Entwicklers auf Q, wurde ebenfalls ein
klares und gutes Bild wie im Beispiel 50 erhalten.
Unter Verwendung einer in Fig. 16 gezeigten Vorrichtung wurde eine Zwischenschicht auf einem Molybdänsubstrat gemäß
den folgenden Verfahrensweisen erzeugt.
Ein Molybdänsubstrat 1602 mit einer Fläche von 10 cm χ 10 cm
und einer Dicke von 0,5 mm, dessen Oberfläche gereinigt worden war, wurde auf einem Halteelement 1606 fest fixiert,
O β β
NACHeEREiCHTj
-174-
' das bei einer vorher bestimmten Lage in einer Abscheidungskammer
16 01 angeordnet war. Das Substrat 1602 wurde durch
eine Heizvorrichtung 1607 innerhalb des Halteeleraentes 1606 mit einer Genauigkeit von +.0,50C erhitzt. Die Temperatur
wurde an der Rückseite des Substrates durch ein Alumel-Chrömel-Thermoelement
direkt gemessen. Nach Bestätigung, · daß alle Ventile im. System geschlossen waren, wurde das
—9 Hauptventil 1629 geöffnet und die Kammer auf etwa 6,65 χ 10 bar
evakuiert. Danach wurde die Eingangsspannung für die Heiz-TO
vorrichtung 1607 durch Änderung der Eingangsspannung erhöht,
während die Temperatur des Molybdänsubstrats beobachtet wurde, bis die Temperatur konstant bei 2000C stabilisiert
war.
Dann wurden das Hilfsventil 1627, anschließend die Ausströmventile
1618, 1619, 1620 und die Einströmventile 1615, 1616,
1617 vollständig geöffnet, um durch Anlegen eines Vakuums eine ausreichende Entgasung der Durchflußmeßgeräte -1624,
1625, 1626 zu erreichen. Nach Schließen des Hilfsventils 1627 und der Ventile 1618, 1619, 1620,1615, 1616, 1617,
wurde das Ventil 1613 der Bombe 1610 mit SiF.-Gas (Reinheit: 99,999%) und das Ventil 1612 der Argongasbombe 1609
entsprechend geöffnet, um den Druck an den Auslaßmanometern
1622 bzw. 1621 auf 0,98 bar einzustellen. Darauf wurden die
■" Einströmventile 1616 und 1615 allmählich geöffnet, so daß
SiF4-GaS und Ar-Gas in die Durchflußmeßgeräte 1625 bzw.
1624 einströmen konnten. Anschließend wurden die Ausströmventile 1619, 1618 allmählich geöffnet, worauf das Hilfsventil"!
627 geöffnet wurde. Die Einströmventile 1616 und 1615 wurden dabei so eingestellt, daß das Gaszufuhrverhältnis
von SiF4 zu Ar 1:20 betrug. Während die Anzeige des Pirani-Manometers 1630 sorgfältig beobachtet wurde, wurde
die öffnung des Hilfsventils„1627 einreguliert und das
Hilfsventil 1627 soweit geöffnet, bis der Innendruck in der
-7
Kammer 1601 1,33 χ 10 bar betrug. Nachdem der Innendruck
in der Kammer 1601 stabilisiert war, wurde das Hauptventil 1629 durch Einengen seiner öffnung allmählich geschlossen,
bis das Pirani-Manometer 1630 einen Druck von 1,33 χ 10
bar anzeigte.
] Nach Feststellung, daß die Durchflußmeßgeräte
1625 und 1624 stabilisiert waren, wurde bei geöffnetem
Verschlußschieber 1608 durch Einschalten der Hochfrequenzstromquelle
1631 zwischen den Target 1604 aus hochreinem polykristallinen Silicium/Target 1603 aus hochreinem Graphit
(Flächenverhältnis = 1:9) und dem Halteelement 1606 eine Hochfrequenz-Wechselspannung von 13,56 MHz mit einer
Leistung von 100 W angelegt. Unter diesen Bedingungen wurde eine Zwischenschicht gebildet, während darauf geachtet
IQ wurde, daß eine stabile Entladung erfolgen konnte. In die-_
sem Falle wurde die Entladung 2 Minuten lang zur Bildung einer Zwischenschicht aus a-Si C1- :F fortgesetzt. Danach
wurde die Hochfrequenzstromquelle 1631 zur Unterbrechung der Entladung abgeschaltet. Die Ventile 1612, 1613 der
Bomben 1609, 1610 wurden entsprechend geschlossen, während das Hauptventil 1629 vollständig geöffnet wurde, um die
Kammer 1601 und die Durchflußmeßgeräte 1624, 1625 auf
1,33 χ 10 bar zu evakuieren. Anschließend wurde das Hauptventil 1629, das Hilfsventil 1627, die Ausströmventile
1618, 1619 und die Einströmventile 1615, 1616 geschlossen.
Als nächstes wurde die Bombe 1610 mit SiF^-Gas durch eine Bombe mit SiF.-Gas (Feinheit 99,999%) mit einem Gehalt von
10 Vol.% E0 (nachstehend als SiF./H9(10) bezeichnet) ersetzt.
Nachdem das Hauptventil 1629 zur Evakuierung der Kammer 1601 auf einen Druck von 6,65 χ 10 bar geöffnet
worden war, wurde das Ventil 1613 der Bombe 1610 geöffnet,
um das Auslaßmanometer 1622 auf 0,98 bar einzuregulieren. Anschließend wurde das Ausströmventil 1616 allmählich geöffnet,
so daß SiF4/H2(10)-Gas in das Durchflußmeßgerät 1625
einströmen konnte. Anschließend wurde das Ausströmventil 1619 allmählich geöffnet. Darauf wurde das Ventil 1614 der
Bombe 1611 mit B„H,~Gas verdünnt mit H- auf 500 Vol.ppm
2 6 Z . *■ x
(nachstehend als B0H,(500)/H~ bezeichnet) geöffnet und
das Auslaßmanometer 1623 auf 0,98 bar eingestellt. Das Einströmventil 1617 wurde zur Einführung des B2H,(500)/H„-Gases
in das Durchflußmeßgerät 1626 allmählich geöffnet. Dann wurde das Ausströmventil 1620 allmählich und anschließend
das Hilfsventil 1627 allmählich geöffnet. Die Ein-
' strömventile 1616, 1617 wurden dabei so eingestellt, daß
das Gaszufuhrverhäl'tnis von SiF./H-dO) zu B-H, (500)/H„
70:1 betrug. Während die Anzeige auf dem Pirani-Manometer 1630 sorgfältig beobachtet wurde, wurden die Öffnungen
des Hilfsventils 1627 und des Hauptventils 1629 einreguliert
und so weit geöffnet, bis der Innendruck in der Kammer 0,67 χ 10 bar betrug. Nach Feststellung, daß die
Gaszufuhr und der Innendruck stabil waren, wurde der Verschlußschieber
1608 geschlossen. Durch Einschalten einer Hochfrequenzstromquelle 1631 wurde zwischen die Elektroden
1606 und 1608 ein Hochfrequenz-Wechselstrom von 13,65 MHz angelegt, wodurch eine Glimmentladung mit einer Eingangsleistung
von 60 W in der Kammer 1601 erzeugt wurde. Nachdem die Glimmentladung 3 Stunden lang zur Bildung
einer photoleitfähigen Schicht fortgesetzt worden war, wurde die Heizvorrichtung 1607 abgeschaltet und das Substrat
auf 1000C abkühlen gelassen. Darauf wurden die Ausströmventile
1619, 1620 und die Einströmventile 1615, 1616, 1617 geschlossen während das Hauptventilv1629 vollständig
™ geöffnet wurde, wodurch der Innendruck in der Kammer 1601
auf einen Druck von 1,33 χ 10 bar oder weniger gebracht wurde. Dann wurde das Hauptventil· 1629 geschlossen und der
Innendruck in der Kammer 1601 durch öffnen des Belüftungsventils 1628 auf Ätmosphärendruck gebracht und das mit der
·" jeweiligen Schicht versehene Substrat herausgenommen. In
diesem Falle betrug die Gesamtdicke der Schichten etwa 9 μια. Das so hergestellte Bilderzeugungselement für elektro
photographische Zwecke wurde in einer Ladungs-Belichtungs-Testvorrichtung angeordnet, und einer Koronaladung von
© 6,0 kV 0,2 sek. lang ausgesetzt, worauf unmittelbar bildmäßig
belichtet wurde. Die bildmäßige Belichtung erfolgte durch eine lichtdurchlässige Testkarte unter Verwendung einer
Wolframlampe als Lichtquelle bei einem Belichtungswert von 0,8 Ix s.
Unmittelbar danach wurde ein negativ geladener Entwickler (nit einem Gehalt von Toner und Träger) kaskadenförmig auf
die Oberfläche des Elementes auftreffen gelassen, wodurch
ein gutes Tonerbild auf dem Bilderzeugungselement für
elektrophotographische Zwecke erhalten -wurde. Wenn das
Tonerbild auf dem Bilderzeugungselement für elektrophotographische Zwecke auf einem Kopierpapier durch Anlegen
einer Koronaladung von (+) 5,0 kV übertragen wurde, wurde
ein klares und scharfes Bild mit hoher Dichte erhalten, das ein ausgezeichnetes Auflösungsvermögen als auch eine
gute Reproduzierbarkeit ,in der Helligkeitsahstufung besaß.
Als nächstes wurde das obige Bilderzeugungselement unter Verwendung einer Ladungs-Belichtungs-Testvorrichtung einer
Koronaladung von 0 5,5 kV 0,2 sek. lang ausgesetzt, worauf
unmittelbar bei einem Belichtungswert von 0,8 Ix s bildmäßig belichtet wurde. Danach wurde unmittelbar ein positiv
geladener Entwickler kaskadenförmig auf die Oberfläche des Elementes auftreffen gelassen. Durch Kopieren auf ein
Kopierpapier und Fixieren wurde ein sehr klares und scharfes
Bild erhalten.
Aus dem obigen Ergebnis in Verbindung mit dem früherem
Ergebnis ergibt sich, daß das Bilderzeugungselement für elektrophotographische Zwecke die Eigenschaften eines
Doppelpolaritäts-Bilderzeugungselementes besitzt, das unabhängig
von der Ladungspolarität ist.
Nachdem eine Zwischenschicht gemäß den gleichen Verfahrensweisen und Bedingungen wie im Beispiel 58 2 Minuten lang
erzeugt worden war, wurde die Hochfrequenzstromquelle 1642
und die Heizvorrichtung 1607 abgeschaltet und die Ausströmventile 1618, 1619 und die Einströmventile 1615, 1616 ge- ·
schlossen. Beim Erreichen einer Substrattemperatur von 1000C wurden das Hilfsventil 1627 und das Hauptventil 1629
geschlossen. Anschließend wurde das Belüftungsventil 1628 geöffnet, um die Abscheidungskammer 1601 auf Atmosphärendruck
zu bringen. Unter diesen Bedingungen wurde das Target 1603 aus hochreinem Graphit herausgenommen, wobei lediglich
-178-
das Target 1604 aus hochreinem Silicium zurückblieb.
Danach wurde das Belüftungsventil 1628 geschlossen und
die Abscheidungskammer 1-601 auf einen Druck von 6,65 χ 10 bar evakuiert. Anschließend wurden das Hilfsventil 1627
und die Ausströmventile 1618, 1619 geöffnet, um die Durchflußmeßgeräte
1624, 1625 gründlich zu evakuieren, worauf
die Ausströmventile 1618, 1619 und das Hilfsventil 1627 geschlossen wurden. Das Substrat 1602 wurde durch Einschalten
der Heizvorrichtung 1607 auf 2000C gebracht. Das
Ventil 1613 der Bombe 1610 mit SiF.-Gas (Reinheit 99,999%) und das Ventil 1612 der Bombe 1609 mit Ar-Gas wurden geöffnet,
um den Druck an den Auslaßmanometern 16 22-bzw. 1621 auf 0,98 bar einzustellen. Daraufhin wurden die Ausströmventile 1619
und 1618 allmählich geöffnet, und die Einströmventile 1616, 1615 wurden
allmählich geöffnet, so daß SiF.-Gas und Ar-Gas in die Durchflußmeßgeräte
1625 bzw. 1624 einströmen konnten, worauf das--Hilfsventil 1627 allmählich
geöffnet wurde. Die Einströmventile 1616, 1615 wurden dabei so eingestellt, daß das Gaszufuhrverhältnis von SiF.-Gas
zu Ar-Gas 1:20 betrug. Während die Anzeige auf dem Pirani-Manometer 1630 sorgfältig abgelesen wurde, wurde
die Öffnung des Hilfsventils 1627 einreguliert und das
Hilfsventil 1627 so weit geöffnet, bis der Innendruck in
_7
der Kammer 1601 1,33 χ 10 bar betrug. Nachdem der Innendruck der Kammer 16 01 stabilisiert war, wurde das Hauptventil 1629 durch Einengen seiner Öffnung allmählich geschlossen, bis das Pirani-Manometer 1630 einen Druck von 1,33 χ 10 bar anzeigte. Nach Feststellung, daß die Durchflußmeßgeräte 1625, 1624 stabil waren.wurde bei geöffnetem Verschlußschieber 1608 durch Einschalten einer Hochfrequenz-Stromquelle 1631 zwischen dem. Target 1604 aus hochreinem poly kristallinem Si und dem Hälteelement 1606 eine Hochfrequenz-Wechselspannung von 13,56 MHz mit einer Leistung von 100 W angelegt. Während darauf geachtet wurde, daß eine stabile Entladung erfolgte, wurde die Bildung der Schicht durchgeführt. Die Entladung wurde auf diese Weise 3 Stunden lang zur Bildung einer photoleitfähigen Schicht fortgesetzt. Danach wurde die Heizvorrichtung 1607 und die
der Kammer 1601 1,33 χ 10 bar betrug. Nachdem der Innendruck der Kammer 16 01 stabilisiert war, wurde das Hauptventil 1629 durch Einengen seiner Öffnung allmählich geschlossen, bis das Pirani-Manometer 1630 einen Druck von 1,33 χ 10 bar anzeigte. Nach Feststellung, daß die Durchflußmeßgeräte 1625, 1624 stabil waren.wurde bei geöffnetem Verschlußschieber 1608 durch Einschalten einer Hochfrequenz-Stromquelle 1631 zwischen dem. Target 1604 aus hochreinem poly kristallinem Si und dem Hälteelement 1606 eine Hochfrequenz-Wechselspannung von 13,56 MHz mit einer Leistung von 100 W angelegt. Während darauf geachtet wurde, daß eine stabile Entladung erfolgte, wurde die Bildung der Schicht durchgeführt. Die Entladung wurde auf diese Weise 3 Stunden lang zur Bildung einer photoleitfähigen Schicht fortgesetzt. Danach wurde die Heizvorrichtung 1607 und die
Hochfrequenzstromquelle 1631 abgeschaltet. Beim Erreichen einer Substrattemperatur von 1000C wurden die Ausströmventile
1618, 1619 und die Einströmventile 1615, 1616,
1617 geschlossen, während das Hauptventil 1629 vollständig geöffnet wurde, um die Kammer 1601 auf einen Druck von
— 8
1,33 χ 10 bar zu evakuieren. Danach wurde das Hauptventil
1629 geschlossen und die Kammer 1601 durch Öffnen des Belüftungsventils 1628 auf Atmosphärendruck gebracht
und das mit den entsprechenden Schichten versehene Substrat herausgenommen.
In diesem Falle betrug die Gesamtdicke der Schichten etwa 9 Jim. Das auf diese Weise hergestellte BilderzGugungseleinent
für elektrophotographische Zwecke wurde in einer Ladungs-Belichtung-Testvorrichtung angeordnet
und einer Coronaladung bei (3 6,0 kV 0,2 sek.
lang ausgesetzt, worauf unmittelbar bildmäßig belichtet wurde. Die bildmäßige Belichtung wurde durch eine lichtdurchlässige
Testkarte unter Verwendung einer Wolfram-
20 lampe als Lichtquelle bei einem Belichtungswert von
0,8 Ix-s durchgeführt.
Unmittelbar danach wurde ein positiv geladener Entwickler (mit einem Gehalt von Toner und Träger) kaskadenförmig
'^■y auf die Oberfläche des Elementes auf treffen gelassen, wodurch
ein gutes Tonerbild auf dem Bilderzeugungselement für elektrophotographische Zwecke erhalten wurde. Wenn
das Tonerbild auf dem Bilderzeugungselement für elektrophotographische Zwecke auf ein Kopierpapier durch Coronaladung
bei (3) 5,OkV kopiert wurde, wurde ein klares
und scharfes Bild mit hoher Dichte erhalten, das ein ausgezeichnetes Auflösungsvermögen als auch eine ausgezeichnete
Reproduzierbarkeit in der Helligkeitsabstufung
besaß.
35
35
Nachdem die Bildung einer Zwischenschicht eine Minute lang und anschließend die Bildung einer photoleitfähigen
Schicht fünf Stunden lang auf einem Molybdänsubstrat
gemäß den gleichen Verfahrensweisen und unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 50 besehrieben, durchgeführt
worden war, wurden verschiedene Deckschichten vorgesehen, wie sie in Tabelle XXI gezeigt sind.
10
Danach wurden die Bilderzeugungselemente in gleicher
Weise wie in Beispiel 50 beschrieben einer Coronaladung ausgesetzt, bildmäßig belichtet und die erzeugten Tonerbilder übertragen und zwar im Hinblick auf beide Polaritäten,
nämlich (+) und © » wobei keine Abhängigkeit von
der Ladungspolarität beobachtet wurde J und sehr klare
Tonerbilder erhalten wurden.
Anmerkungen zu Tabelle XXI» bei der die folgenden Materia-
^ lien verwendet wurden:
Träger: Molybdänsubstrat, 0,5 mm χ 10 cm χ 10 cm
Zwischenschicht: unter Verwendung eines Targets aus einem
Si-Plättchen mit aufgebrachten C-Plätt-
^•5 chen; die Zerstäubung wurde in Argonatmosphäre
durchgeführt Si : C (Flächenverhältnis) =1:9 Photoleitfähige
Schicht: SiF.-Gas (mit einem Gehalt von 10 Vol. %
30 H2)
B„H,-Gas (verdünnt mit Hn auf 500 VoI.-ppm)
SiF4/H2(10): B2H5(500)/H2-Zufuhrver- verhältnis
= 70 : 1
ω
ο
CJl
Deckschicht
| Probe Nr. | Äusgangsgas oder Target | Gaszufuhrverhältnis | Herstellungs- methode |
Leistung (W) | Schicht dicke (nm |
| 1 | SiH4 (verd., 10 VoI-.-% mit H3) C2H4(VeTd., 10 Vol.-% mit H2) |
SiH4(+H2):C2H4(+H2J=I:9 | Glimmentladung | 3 | 12 |
| 2 | Si (CH-.) . (verd., 10 VoI.-% mit 34H2) |
Glimmentladung | 3 | 12 | |
| 3 | polycristallines Si-Target Graphittarget |
Zerstäubung | 100 | 12 | |
| 4 | polycristallines Si-Target N2(verd., 50 Vol.-% mit Ar) |
Si:C =1:9 | Zerstäubung | 100 | 20 |
| 5 | SiJSL-Target N2(verd., 50 Vol.-% mit Ar) |
Zerstäubung | 100 | 20 | |
| 6 | SiH4(verd., 10 Vol.-% mit H2) N2 |
Glimmentladung | 3 | 12 | |
| 7 | SiH.(verd., 10 Vol.-% mit H3) NH3 (verd., 10 VoL-% mit H2) |
Glimmentladung | 100 | 12 | |
| 8 | SiF4 (^-Gehalt: 10 Vol.-%) N2 |
SiH4(+H2JrN2 =1:10 | Glimmentladung | 60 | 12 |
| 9 | SiF4 (^-Gehalt: 10 Vol.-%) NH3 (verd., 10 VoL-% mit H3) |
SUH4(+H2) :NH3(+H2)=1:2 | Glimmentladung | 60 | 12 |
| SiF4 (+H2)^-N =1:50 | |||||
| SiF4 (+H2) :NH3 (+H2)=! i2D |
■» ί*<
Claims (1)
- rvTtfc - Rfiui inc - Kiwmc 3136141 ^ Patentanwälte und,. DTKE " DOHUNG IYINNE -; ^rtreierfcginrEPA/N O · Öipl.-Ικιπ. H Tiedtke "ÜRUPE - Γ ELLMANN "" öipi.-chem. G. Bühling 'Dipl.-lng. R. Kinne Dipl.-lng. R Grupe Dipl.-lng. B. PellmannBavariaring 4, Postfach 202403 8000 München 2Tel.: 089-5396 53Telex: 5-24 845 tipatcable: Germaniapatent München11. September 1981 DE 1535Patentansprüche1. Photoleitfähiges Element, gekennzeichnet durch einenTräger, eine photoleitfähige Schicht aus einem amorphen Material, das Siliciumatome als Matrix und Was- jj ser stoff atome oder Halogenatome enthält, und eine zwi- -"*" sehen dem Träger und der photoleitfähigen Schicht vorgesehene Zwischenschicht, wobei die Zwischenschicht die Funktion hat, das Eindringen von Ladungsträgern von der Seite des Trägers in die photoleitfähige Schicht zu verhindern und den Durchtritt von Phototrägern, die in der photoleitfähigen Schicht durch Bestrahlung mit elektromagnetischen Wellen erzeugt werden^ von der photoleitfähigen Schicht zum Träger zu ermöglichen und die Bewegung der Phototräger auf die Seite des Trägers zu zu ermöglichen, wobei die Zwischenschicht aus einem amorphen Material mit Siliciumatomen und Kohlenstoffatomen als Bestandteilen besteht.2. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht Kohlenstoffatome im Bereich von 60 bis 90 Atomprozent, bezogen auf Siliciumatome j enthält.3. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das amorphe Material der Zwischenschicht ferner Wasserstoffatome als Bestandteil enthält.Deutsche Bank (München) Kto. 51/61070 Dresdner Bank (München) Kto. 3939 B44 Postscheck (München) Kto. 670-43-804-2- DE 15354. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 3r dadurch gekennzeichnet, daß das amorphe Material Wasserstoffatome in einem Bereich von 2 bis 35 Atomprozent, bezogen auf Siliciumatome, enthält.5. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht Kohlenstoffatome im Bereich von 30 bis 90 Atomprozent und als weiteren. Bestandteil Wasserstoffatome im Bereich von 2 bis 35 Atomprozent, jeweils bezogen auf Siliciumatome, enthält.6. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 1r dadurch gekennzeichnet, daß das amorphe Material der Zwischenschicht Halogenatome als weiteren Bestandteil enthält.15 ■7. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das amorphe Material Halogenatome im Bereich von 1 bis 20 Atomprozent, bezogen auf Siliciumatome, enthält.8. Photoleitfähiges Element' nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das amorphe Material der Zwischenschicht Wasserstoffatome und Halogenatome als weitere Bestandteile enthält.9. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das amorphe Material Halogenatome im Bereich von 1 bis 20 Atomprozent und Wasserstoffatome bis zu 19 Atomprozent enthält.10. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht eine Dicke von 3 bis 100 mn besitzt.1 τ. photoleitfähiges Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht im Hinblick auf sichtbare Strahlen nicht--photoleitfähig ist."3~ DE 153512. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 1 , dadurch ge- ■"*kennzeichnet, daß die Zwischenschicht elektrisch isolierend ist.13. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die photoleitfähige Schicht einen spezifischen Widerstand von wenigstens 5x10 SL cm besitzt.14. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 1, dadurch ge-"IO kennzeichnet, daß die photoleitfähige Schicht 1 bis100 μΐη dick ist.15. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 1, dadurch ge- ΐ kennzeichnet, daß die photoleitfähige Schicht Wasserstoffatome im Bereich von 1 bis 40 Atomprozent enthält. ^ j-16. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die photoleitfähige Schicht Halogenatome im Bereich von 1 bis 40 Atomprozent enthält.17. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die photoleitfähige Schicht Wasserstoffatome und Halogenatome insgesamt im Bereich von1 bis 40 Atomprozent enthält.. ■ "■ *18. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 1, dadurch ge- ^ kennzeichnet, daß die photoleitfähige Schicht einen .^,£" Fremdstoff vom η-Typ enthält. *19. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Fremdstoff vom η-Typ ein Element der Gruppe V A des Periodensystems ist.20. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Element der Gruppe V A des Perio«- densystems aus der Gruppe N, P, As, Sb und Bi ausgewählt ist.DE 153521. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die photoleitfähige Schicht einen Fremdstoff vom η-Typ in einem Atomverhältnis im Bereich von 10~8 bis 10~3 enthält.22. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die photoleitfähige Schicht einen Fremdstoff vom p-Typ enthält.23. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fremdstoff vom p-Typ ein Element der Gruppe III A des Periodensystems ist.24. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Element der Gruppe III A des Periodensystems aus der Gruppe B, Al, Ga, In und Tl ausgewählt ist.25. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die photoleitfähige Schicht einenFremdstoff vom p-Typ in einem Atomverhältnis im Bereich von 10~6 bis 10~3 enthält.26. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 1, dadurch ae-2S kennzeichnet, daß eine Deckschicht auf der Oberseite der photoleitfähigen Schicht vorgesehen ist.27. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht aus einem amorphen Material mit Siliciumatomen als Matrix zusammengesetzt ist.28. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß das amorphe Material als weiteren° Bestandteil wenigstens 1 Element aus der Gruppe Kohlenstoff-, Sauerstoff- und Stickstoffatome enthält.29. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 27 oder 28, da-"5~ DE 1535durch gekennzeichnet, daß das amorphe Material alsweiteren Bestandteil Wasserstoffatome oder Halögenatome enthält.30. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß das amorphe Material Kohlenstoffatome im Bereich von 60 bis 90 Atomprozent, bezogen auf
Siliciumatome, enthält.31. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht Kohlenstoffatome im
Bereich von 30 bis 90 Atomprozent und Wasserstoffatome im Bereich von 2 bis 35 Atomprozent, jeweils bezogen
auf Siliciumatome, enthält.32. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht Kohlenstoffatome im
Bereich von 40 bis 90 Atomprozent, Halogenatome im Be-™ reich'von 1 bis 20 Atomprozent und Wasserstoffatomebis zu 19 Atomprozent, jeweils bezogen auf Siliciumatome, enthält.33. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 26, dadurch ge- ^r kennzeichnet, daß die Deckschicht 3 bis 100 nm dick ist.34. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht aus anorganischen
Isoliermaterialien zusammengesetzt ist. ·35. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht aus organischen Isoliermaterialien zusammengesetzt ist.36. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht im Hinblick auf sichtbare Strahlen nicht-photoleitfähig ist.et.*» «■,~6~ DE 153537. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht elektrisch isolierend ist.38. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 1 oder 26, dadurch gekennzeichnet, daß das photoleitfähige Element zusätzlich eine Oberflächenschutzschicht mit einer Stärke von 0,5 bis 70 um besitzt.39. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht Kohlenstoffatome im Bereich von 40 bis 90 Atomprozent, bezogen auf Siliciumatome und zusätzlich Halogenatome im Bereich von 1 bis 20 Atomprozent und Wasserstoffatome bis zu15 19 Atomprozent enthält.40. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Halogenatom aus der Gruppe F, Cl und Br ausgewählt ist.41. Photoleitfähiges Element mit" einem Träger, einer photoleitf ähigen Schicht aus einem amorphen Material, das Siliciumatome als Matrix und Wasserstoffatome oder Halogenatome als Bestandteil enthält, und einer zwischen dem Träger und der photoleitfähigen Schicht vorgesehenen Zwischenschicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht aus einem amorphen Material mit Siliciumatomen und Kohlenstoffatomen als Bestandteilselementen zusammengesetzt ist.42. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht Kohlenstoffatome im Bereich von 60 bis 90 Atomprozent, bezogen auf Siliciumatome, enthält.43. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß das amorphe Material der Zwischenschicht Wasserstöffatome als weiteren Bestandteil ent-DE 1535hält.44. photoleitfähiges Element nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, daß das amorphe Material Wasserstoffatome im Bereich von 2 bis 35 Atomprozent, bezogen auf
Siliciumatome, enthält.45. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 41, dadurch ge- ^O kennzeichnet, daß die Zwischenschicht Kohlenstoffatome im Bereich von 30 bis 90 Atomprozent, bezogen auf
Siliciumatome, und Wasserstoffatome als weiteren Bestandteil im Bereich von 2 bis 35 Atomprozent enthält.^5 46„.Photoleitfähiges Element nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß das amorphe Material der Zwischenschicht Halogenatome als weiteren Bestandteil enthält.47. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 46, dadurch ge-™ kennzeichnet, daß das amorphe Material Halogenatomeim Bereich von 1 bis 20 Atomprozent, bezogen auf Siliciumatome, enthält.48. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 41, dadurch geiJ kennzeichnet, daß das amorphe Material der Zwischenschicht Wasserstoffatome und Halogenatome als weitere
Bestandteile enthält.49. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 48, dadurch ge-kennzeichnet, daß das amorphe Material Halogenatomeim Bereich von 1 bis 20 Atomprozent und Wasserstoffatome bis zu 19 Atomprozent enthält.50. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 41, dadurch ge-kennzeichnet, daß die Zwischenschicht eine Dicke von3 bis 100 nm besitzt.51. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 41, dadurch ge-DE 1535 kennzeichnet, daß die Zwischenschicht im Hinblick auf sichtbare Strahlen nicht photoleitfähig ist.52. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht elektrisch isolierend ist.53. Photoleitfähiges Element mach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß die photoleitfähige-Schicht einen spezifischen10 Widerstand von wenigstens 5 χ 10 SX. "cm besitzt.54. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß die photoleitfähige Schicht eine Dicke von 1 bis 100 |im besitzt.15 -55. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß die photoleitfähige Schicht Wasserstoff atome im Bereich von 1 bis 40 Atomprozent enthält.56. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß die photoleitfähige Schicht Halogenamine im Bereich von 1 bis 40 Atomprozent enthält.57. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 41, dadurch ge-1^ kennzeichnet, daß die photoleitfähige Schicht Wasserstoffatome und Halogenatome insgesamt im Bereich von 1 bis 40 Atomprozent enthält.58. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß die photoleitfähige Schicht einenFremdstoff vom η-Typ-enthält.59. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 58, dadurch gekennzeichnet, daß der Fremdstoff vom η-Typ ein Element35 der Gruppe V A des Periodensystems ist.60. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 59, dadurch gekennzeichnet, daß das Element der Gruppe V A des Perio-~9~ DE 1535densysterns aus der Gruppe N, P, As, Sb und Bi ausgewählt ist,61. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 58, dadurch gekennzeichnet, daß die photoleitfähige Schicht einenFremdstoff vom η-Typ in einem Atomverhältnis im-Bereich von 10~8 bis 10~3 enthält.62. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß die photoleitfähige Schicht einenFremdstoff vom p-Typ enthält.63. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß der Fremdstoff vom p-Typ ein Element15 der Gruppe III A des Periodensystems ist.64. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 63, dadurch gekennzeichnet, daß das Element der Gruppe III A des Periodensystems aus der Gruppe B, Al, Ga, In und Tl20 ausgewählt ist.65. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 62, dadurch gekennzeichnet, daß die photoleitfähige Schicht einen Fremdstoff vom p-Typ in einem Atomverhältnis im Bereich2"-> von 10~6 bis 10~3 enthält.66. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß eine Deckschicht auf der Oberseite der photoleitfähigen Schicht vorgesehen ist.67. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 66, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht aus einem amorphen Material mit Siliciumatom als Matrix zusammengesetztist. 3568. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 67, dadurch gekennzeichnet, daß das amorphe Material als weiteren Bestandteil wenigstens ein Element aus der Gruppe Koh--1O~ DE 1535lenstoff-, Sauerstoff-und Stickstoffatome enthält.69. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 67 oder 68, dadurch gekennzeichnet, daß das amorphe Material alsweiteren Bestandteil Wasser stoff atome :oder Halogenamine enthält.70. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 68, dadurch gekennzeichnet, daß das amorphe Material Kohlenstoffatonie im Bereich von 60 bis 90 Atomprozent, bezogen auf
Siliciumatome; enthält.71. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 67, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht Kohlenstoffatome imBereich von 30 bis 90 Atomprozent und Wasserstoffatome im Bereich von 2 bis 35 Atomprozent, jeweils bezogen
auf Siliciumatome, enthält.72. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 67, dadurch ge-/0 kennzeichnet, daß die Deckschicht Kohlenstoffatome imBereich von 40 bis 90 Atomprozent, Halogenatome im
Bereich von 1 bis 20 Atomprozent und Wasserstoffatome
bis zu 19 Atomprozent, jeweils bezogen auf Siliciumatome, enthält. '
2573. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 66, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht eine Dicke von 3 bis 100 nm besitzt. . .74. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 66, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht aus anorganischen
Isoliermaterialien zusammengesetzt ist.75. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 66, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht aus organischen Isoliermaterialien zusammengesetzt ist.76. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 66., dadurch ge-3 6/14.1~11" DE 1535^ kennzeichnet, daß die Deckschicht im Hinblick auf sichtbare Strahlen nicht -photoleitfähig ist.77. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 66, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht elektrisch isolierendist.78. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 41 oder 66, dadurch gekennzeichnet, daß das photoleitfähige ElementO ferner eine Oberflächenschutzschicht mit einer Dicke
von 0,5 bis 70 μπι besitzt.79. Photoleitfähiges Element nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht Kohlenstoffatome'5 im Bereich von 40 bis 90 Atomprozent, bezogen auf SiIiciumatome, und ferner Halogenatome im Bereich von 1 bis 20 Atomprozent und Wasserstoffatome bis zu 19 Atomprozent enthält.
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