DE3200376A1 - Fotoleitfaehiges element - Google Patents
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Description
Gr\ *..'■-.' *..· - DipL-ing.-H.Tiedtke
RUPE - r ELLMANN ς- Dipl.-Chem. G. Bühling
Dipl.-Ing. R Kinne ~ y ~ Dipl.-Ing. P Grupe
Dipl.-Ing. B. Pellmann
Bavariaring 4, Postfach 202403
8000 München 2
Tel.: 0 89-53 96 53
Telex: 5-24 845 tipat
cable: Germaniapatent München
8. Januar 1982 DE 1808
Canon Kabushiki Kaisha
Tokyo / Japan
15
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Fotoleitfähiges Element
Die Erfindung betrifft ein fotoleitfähiges Element, das gegenüber
elektromagnetischen Wellen wie Licht, wozu in weitestem Sinne Ultraviolettstrahlen, sichtbares Licht, Infrarotstrahlen,
Röntgenstrahlen und *»*-Strahlen gehören,
empfindlich ist bzw. auf elektromagnetische Wellen anspricht.
Fotolextfähige Materialien, die Bilderzeugungselemente für
elektrofotografische Zwecke in Festkörper-Bildaufnahmevorrichten bzw. -Bildabtastvorrichtungen oder auf dem Gebiet
der Bilderzeugung oder fotolextfähige Schichten in Manuskript-Lesevorrichtungen
darstellen, müssen eine hohe Empfindlichkeit, einen hohen Rausch- bzw. Störabstand {JFotostrom (I )/
* DE 1806
Dunkelstrom [I,)~], Spektraleigenschaften, die den Spektraleigenschaften
der elektromagnetischen Wellen angepaßt sind, mit denen sie bestrahlt werden, ein schnelles Ansprechen
auf Licht und einen gewünschten Wert des Dunkel-Widerstandes haben, und sie dürfen während ihrer Verwendung
keine Schädigung der Gesundheit verursachen. Bei Festkörper-Bildaufnahmevorrichtungen bzw. -Bildabtastvorrichtungen
ist es außerdem erforderlich, daß Restbilder
innerhalb einer vorbestimmten Zeit leicht behandelt bzw. beseitigt werden können. Besonders im Fall eines Bilderzeugungselementes
für elektrofotografische Zwecke,das in eine in einem Büro als Büromaschine anzuwendende, elektrofotografische
Vorrichtung eingebaut werden soll, ist die vorstehend erwähnte Eigenschaft der Unschädlichkeit für
die Gesundheit sehr wichtig.
Unter Berücksichtigung der vorstehend erwähnten Gesichtspunkte hat amorphes Silicium (nachstehend als a-Si bezeichnet)
in neuerer Zeit Aufmerksamkeit als fotoleitfähiges Material gefunden. Aus den DE-OSS 27 46 967 und
28 55 718 sind beispielsweise Anwendungen von a-Si für den Einsatz in Bilderzeugungselementen für elektrofotografische
Zwecke bekannt, und aus der DE-OS 29 33 411 ist eine Anwendung von a-Si für den Einsatz in einer Lesevorrichtung
mit fotoelektrischer Umwandlung bekannt.
Die fotoleitfähigen Elemente mit fotoleitfähigen Schichten
aus dem bekannten a-Si sind jedoch hinsichtlich verschiedener elektrischer, optischer und Fotoleitfähigkeitseigenschaften
wie des Dunkelwiderstandwertes, der Fotoempfindlichkeit bzw. der Lichtempfindlichkeit und des Ansprechens
auf Licht sowie in bezug auf Umwelteigenschaften bei der Anwendung wie die Feuchtigkeitsbeständigkeit
noch verbesserungsbedürftig'. Sie können daher, auch im
*" Hinblick auf ihre Produktivität und die Möglichkeit ihrer
JH DE 1806
] Massenfertigung) in für den praktischen Einsatz vorgesehenen
Festkörper-Bildaufnahmevorrichtungen bzw.-Bildabtastvorrichtungen,
Lesevorrichtungen oder Bilderzeugungselementen für elektrofotografische Zwecke, d.h. in einem
weiten Anwendungsbereich, nicht in wirksamer Weise verwendet werden.
Wenn solche fotoleitfähigen Elemente in Bilderzeugungselementen
für elektrofotografische Zwecke eingesetzt werden, wird beispielsweise oft ein während des Betriebes
des Bilderzeugungselementes verbleibendes Restpotential beobachtet. Wenn ein solches fotoleitfähiges Element über
eine lange Zeit wiederholt angewendet wird, werden verschiedene Nachteile wie eine Anhäufung von Ermüdungserscheinungen
durch wiederholte Verwendung oder ein sogenanntes Geisterphänamen, wobei Restbilder erzeugt werden,
hervorgerufen.
Nach den Erfahrungen aus einer Vielzahl von Versuchen, die von den Erfindern durchgeführt worden sind, hat a-Si-Material,
das die fotoleitfähige Schicht eines Bilderzeugungselementes für elektrofotografische Zwecke bildet,
zwar im Vergleich mit bekannten Materialien wie Se, CdS, ZnO oder organischen, fotoleitfähigen Materialien wie
Polyvinylcarbazol oder Trinitrofluorenon eine Anzahl von Vorteilen, jedoch wurde auch festgestellt, daß es verschiedene
Probleme aufweist, die gelöst werden müssen.. Wenn zur Erzeugung von elektrostatischen Ladungsbildern
auf der fotoleitfähigen Schicht eines Bilderzeugungselementes
für elektrofotografische Zwecke, das ein aus einer a-Si-Monoschicht bestehendes, fotoleitfähiges Element
aufweist, dem die Eigenschaften für den Einsatz in einer
bekannten Solarzelle verliehen worden sind, eine Ladungsbehandlung durchgeführt wird, ist nämlich der Dunkelabfall
bemerkenswert schnell, weshalb es schwierig ist,
fir DE 1806
] ein bekanntes Fotografieverfahren bzw. Elektrofotografieverfahren
anzuwenden. Diese Neigung wird unter einer feuchten Atmosphäre in manchen Fällen in einem solchen Ausmaß
weiter verstärkt, daß vor der Entwicklung überhaupt keine Ladung aufrechterhalten bzw. beibehalten wird.
Es ist demnach bei der Gestaltung eines fotoleitfähigen Materials erforderlich, daß zusammen mit der Verbesserung
der a-Si-Materialien als solchen eine Erzielung von gewünschten elektrischen, optischen und Fotoleitfähigkeitseigenschaften
angestrebt wird.
Im Hinblick auf die vorstehend erwähnten Gesichtspunkte ist die Erfindung als Ergebnis ausgedehnter Untersuchungen
erhalten worden, die umfassend vom Standpunkt der Anwendbarkeit und des Gebrauchswertes von a-Si als fotoleitfähiges
Element für Bilderzeugungselemente'für elektrofotografische
Zwecke, Festkörper-Bildaufnahmevorrichtungen bzw. -Bildabtastvorrichtungen oder Lesevorrichtungen
durchgeführt worden sind. Erfindungsgemäß wurde nun überraschenderweise festgestellt, daß ein fotoleitfähiges
Element, das so gestaltet worden ist, daß es eine spezielle Schichtstruktur hat, die eine fotoleitfähige Schicht,
bestehend aus einem sogenannten hydrierten, amorphen SiIicium,
einem halogenierten, amorphen Silicium oder einem halogenhaltigen, hydrierten, amorphen Silicium [nachstehend
kurz als a-Si(H, X) bezeichnet]] , einem amorphen Material, das in einer Matrix von Silicium Wasserstoffatome
(H) und/oder Halogenatome (X) enthält, aufweist, nicht nur für die praktische Anwendung geeignet ist, sondern
auch Eigenschaften hat, die den Eigenschaften der
bekannten, fotoleitfähigen Elemente im wesentlichen in jeder Hinsicht überlegen sind, und insbesondere hervorragende
Eigenschaften als 'fotoleitfähiges Element für
elektrofotografische Zwecke hat. Die Erfindung basiert
DE 1806 auf dieser Feststellung.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein fotoleitfähiges Element
zur Verfügung zu stellen, das in konstanter Weise stabile elektrische, optische und Fotoleitfähigkeitseigenschaften
hat, im wesentlichen ohne Beschränkungen bezüglich der Umgebung, in der es sich befindet, angewendet werden kann,
und hinsichtlich der Beständigkeit gegen Lichtenriüdung hervorragend
ist, ohne daß es sich nach wiederholter Anwendung IQ verschlechtert, und von beobachteten Restpotentialen vollkommen
oder im wesentlichen frei ist.
. Durch die Erfindung soll auch ein fotoleitfähiges Element
zur Verfügung gestellt werden, das während der zur Erzeugung von elektrostatischen Ladungsbildern durchgeführten
Ladungsbehandlung in ausreichendem Maße zum Festhalten oder Zurückhalten von Ladungen befähigt ist, und zwar in
einem solchen Ausmaß, daß ein bekanntes Elektrofotografieverfahren angewendet werden kann, wenn das fotoleitfähige
Element für den Einsatz als Bilderzeugungselement für elektrofotografische Zwecke vorgesehen ist.
Weiterhin soll durch die Erfindung ein fotoleitfähiges
Element für elektrofotografische Zwecke zur Verfügung gestellt werden, mit dem leicht Bilder hoher Qualität, die
eine hohe Dichte, einen klaren Halbton und· eine hohe Auflösung haben, erzeugt werden können.
Eine Ausgestaltung der Erfindung besteht in dem in Patentanspruch 1 gekennzeichneten, fotoleitfähigen Element.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung bestehen in den in den Patentansprüchen 10 und 11 gekennzeichneten, fotoleitfähigen
Elementen.
35
35
«Τ ■ DE 1806
Die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung werden
nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
Die Figuren 1 bis 4 zeigen schematische Schnitte, die zur Erläuterung der Schichtstrukturen der bevorzugten Ausführungsformen
der erfindungsgemäßen, fotoleitfähigen Elemente
dienen.
Figur 5 ist ein schematisches Flußdiagramm, das zur Erläuterung eines Beispiels der Vorrichtung für die Herstellung
der erfindungsgemäßen, fotoleitfähigen Elemente
dient.
Die erste Grundstruktur des erfindungsgemäßen, fotoleitfähigen
Elementes besteht aus einem Träger, einer fotoleitfähigen Schicht und einer auf der Oberflächenseite
der fotoleitfähigen Schicht ausgebildeten Oberflächen-Sperrschicht,
die die Funktion hat, eine Injektion von
Ladungen von der Oberfläche in die fotoleitfähige Schicht
zu verhindern. Die erwähnte, fotoleitfähige Schicht besteht aus einem amorphen Material, das in einer Matrix
von Siliciumatomen Wasserstoffatdre (H) und/oder Halogenatome
(X) enthält, und die Oberflächensperrschicht be-
ZJ steht aus einem amorphen Material, das in einer Matrix
von Boratomen Wasserstoffatome (H) und/oder Halogenatome (X)' enthält. An der Grenzfläche zwischen diesen
Schichten wird eine Sperrschicht oder Verarmungsschicht gebildet, die dazu befähigt ist, eine Injektion von
Elektronen in die fotoleitfähige Schicht zu verhindern,
während die Sperrschicht einen Durchgang der durch Bestrahlung mit elektromagnetischen Wellen in der fotoleitf
ähigen Schicht erzeugten Fototräger ermöglicht.
Es ist festgestellt worden, daß die in dem erfindungsge-
De 1806
] mäßen, fotoleitfähigen Element enthaltene Oberflächen-Sperrschicht,
die vorstehend erwähnt worden ist, dazu befähigt ist, eine Injektion von Elektronen in die fotoleitfähige
Schicht zu verhindern, jedoch nicht in der Lage ist, eine Injektion von positiven Löchern in die fotoleitfähige
Schicht zu verhindern. Das erfindungsgemäße, fotoleitfähige Element mit der vorstehend erwähnten Struktur
hat demnach eine spezifische Polarität,und für die Ladungsbehandlung
der Oberfläche dieses fotoleitfähigen Elementes ist nur die Anwendung einer negativen Ladung bzw.
Aufladung geeignet.
Die zweite Grundstruktur des erfindungsgemäßen, fotoleitfähigen
Elementes besteht aus einem Träger,einer fotoleitfähigen Schicht und einer zwischen dem Träger und der
fotoleitfähigen Schicht angeordneten Zwischenschicht, die
die Funktion hat, eine Injektion von Ladungsträgern von der Seite des Trägers in die fotoleitfähige Schicht zu
verhindern.
Die erwähnte, fotoleitfähige Schicht besteht aus einem
amorphen Material, das in einer Matrix von Siliciumatomen
Wasserstoffatome (H) und/oder Halogenatome (X) enthält,
und die erwähnte Zwischenschicht besteht aus einem amorphen Material, das in einer Matrix von Boratomen
Wasserstoffatome (H) und/oder Halogenatome (X) enthält.
An der, Grenzfläche zwischen der Zwischenschicht und der fotoleitfähigen Schicht wird eine Sperrschicht oder Verarmungsschicht
gebildet, und die Zwischenschicht ist dazu befähigt, eine Injektion von Elektronen von der Seite
des Trägers in die fotoleitfähige Schicht zu verhindern, während die Zwischenschicht einen'Durchgang der durch
Bestrahlung mit elektromagnetischen Wellen in der fotoleitfähigen Schicht erzeugten Fototräger ermöglicht.
>ί DE 1806
Es ist festgestellt worden, daß die in dem erfindungsgemäßen,
fotoleitfähigen Element enthaltene Zwischenschicht, die vorstehend erwähnt worden ist, dazu befähigt
ist, eine Injektion von Elektronen in die fotoleitfähige Schicht zu verhindern, jedoch nicht in der Lage ist, eine
Injektion von positiven Löchern in die fotoleitfähige Schicht zu verhindern. Das erfindungsgemäße, fotoleitfähige
Element mit der vorstehend erwähnten Struktur hat demnach eine spezifische Polarität, und für die Ladungsbehandlung
der Oberfläche dieses fotoleitfähigen Elementes ist nur die Anwendung einer positiven Ladung bzw.
Aufladung geeignet.
Alle erfindungsgemäßen, fotoleitfähigen Elemente, die
so aufgebaut sind, daß sie die vorstehend erwähnte Schichtstruktur haben, können alle die verschiedenen
Probleme überwinden, die vorstehend beschrieben worden sind, und diese fotoleitfähigen Elemente zeigen hervorragende
elektrische, optische und Fotoleitfähigkeitseigenschaften und ein ausgezeichnetes Anpassungsvermögen
an die Umgebung während ihrer Anwendung.
Das erfindungsgemäße, fotoleitfähige Element ist besonders
im Fall einer Anwendung als Bilderzeugungselement für elektrofotografische Zwecke in hervorragender Weise
dazu befähigt, Ladungen festzuhalten, ohne daß die Bilderzeugung
durch Restpotentiale beeinflußt bzw. beeinträchtigt wird, und es hat stabile, elektrische Eigenschaften
sowie einen hohen Rausch- bzw. Störabstand und eine hohe Empfindlichkeit. Es hat demnach eine hervorragende
Beständigkeit gegenüber der Lichtermüdung und ein hervorragendes Anpassungsvermögen'an die wiederholte Anwendung
und kann zur Erzeugung von sichtbaren Bildern mit einer hohen Qualität, 'die eine hohe Dichte, einen
klaren Halbton und eine hohe Auflösung haben, führen.
DE 1806
^ Außerdem kann ein fotoleitfähiges Element mit bekanntem
Schichtaufbau sowohl im Fall von a-Si(H, X) mit hohem, spezifischem Dunkelwiderstand als auch im Fall von
a-Si(H,X) mit hoher Lichtempfindlichkeit nicht als BiId-
f- erzeugunqselement für elektrofotografische Zwecke eingesetzt
werden, weil die Neigung besteht, daß bei a-Si(H,X) mit hohem,spezifischem Dunkelwiderstand die Lichtempfindlichkeit
vermindert wird, während bei a-Si(H, X) mit hoher Lichtempfindlichkeit der spezifische Dunkelwiderstand
-in niedrig ist und höchstens 10 £i.cm beträgt. Im Gegensatz
dazu kann bei dem erfindungsgemäßen, fotoleitfähigen Element
auch ein a-Si(H, X) mit einem relativ niedrigen,
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spezifischen Widerstand (5x10 ,ft.cm oder mehr) auf der Grundlage der besonderen Schichtstruktur eine fotoleitfähige Schicht für elektrofotografische Zwecke bilden, weshalb ein a-Si(H, X), das eine hohe Empfindlichkeit, jedoch einen relativ niedrigeren, spezifischen Widerstand hat, in ausreichendem Maße für das erfindungsgemäße, fotoleitfähige Element zur Verfugung steht. Auf diese Weise können die Beschränkungen, die im Hinblick auf die Eigenschaften von a-Si(H, X) bestehen, vermindert bzw. gemildert werden.
spezifischen Widerstand (5x10 ,ft.cm oder mehr) auf der Grundlage der besonderen Schichtstruktur eine fotoleitfähige Schicht für elektrofotografische Zwecke bilden, weshalb ein a-Si(H, X), das eine hohe Empfindlichkeit, jedoch einen relativ niedrigeren, spezifischen Widerstand hat, in ausreichendem Maße für das erfindungsgemäße, fotoleitfähige Element zur Verfugung steht. Auf diese Weise können die Beschränkungen, die im Hinblick auf die Eigenschaften von a-Si(H, X) bestehen, vermindert bzw. gemildert werden.
Bei dem fotoleitfähigen Element mit der vorstehend beschriebenen,
ersten Grundstruktur kann außerdem zwischen dem Träger und der fotoleitfähigen Schicht eine untere
Sperrschicht vorgesehen werden, um während der Ladung einen Dunkelabfall des Potentials zu verhindern. Auf diese
Weise wird eine Schichtstruktur gebildet, die aus einem Träger, einer unteren Sperrschicht, einer fotoleitfähigen
Schicht und einer Oberflächen-Sperrschicht besteht, die in der erwähnten Reihenfolge laminiert sind. In diesem
Fall hat die untere Sperrschicht die Funktion, eine Injektion von freien Ladungsträgern von der Seite des
Trägers in die fotoleitfähige Schicht in wirksamer Weise
W DE 1806
zu verhindern und den Fototrägern, die in der fotoleitfähigen Schicht bei der Bestrahlung mit elektromagnetischen
Wellen erzeugt werden, ein Herausfließen zu der Sei te des Trägers zu ermöglichen. Die untere Sperrschicht
kann vorzugsweise aus einem Metalloxid wie Al„O^. oder einem
amorphen Material, das in einer Matrix von Siliciumatomen Kohlenstoffatome, Sauerstoffatome oder Stickstoffatome
enthält, bestehen.
Bei dem fotoleitfähigen Element mit der vorstehend beschriebenen, zweiten Grundstruktur kann außerdem auf der
fotoleitfähigen Schicht eine Oberflächen-Sperrschicht vorgesehen werden, um einen Dunkelabfall· des Potentials während
der Ladung zu verhindern. Auf diese Weise wird eine Schichtstruktur gebildet, die aus einem Träger, einer
Zwischenschicht, einer fotoleitfähigen Schicht und einer
Oberflächen-Sperrschicht besteht, die in der erwähnten Reihenfolge laminiert sind. In diesem Fall hat die Oberflächen-Sperrschicht
die Funktion, eine Injektion von Ladüngen von der Seite der Oberfläche in die fotoleitfähige
Schicht in wirksamer Weise zu verhindern und den Fototrägern, die bei der Bestrahlung mit elektromagnetischen
Wellen in der fotoleitfähigen Schicht erzeugt werden, eine
Rekombination mit Ladungen zu ermöglichen. Die Oberflächen-Sperrschicht
kann vorzugsweise aus einem Metalloxid wie Al„O_ oder einem amorphen Material, das in einer
Matrix von Silic iumatomen Kohlenstoffatome, Sauerstoffatome
oder Stickstoffatome enthält, wie es nachstehend beschrieben wird, bestehen.
Figur 1 zeigt einen schematischen Schnitt, der zur Erläuterung der Schichtstruktur der ersten Ausführungsform des
erfindungsgemäßen, fotoleitfähigen Elementes dient.
Das in Figur 1 gezeigte, fotoleitfähige Element 100 weist
VS DE 1806
] eine Schichtstruktur auf, die aus einem Träger 101 für
das fotoleitfähige Element, einer auf dem Träger ausgebildeten,
fotoleitfähigen Schicht 102 und einer in direkter Berührung mit der fotoleitfähigen Schicht 102 ausge-
c bildeten Oberflächen-Sperrschicht 103 besteht.
Der Träger 101 kann entweder elektrisch leitfähig oder
isolierend sein. Als elektrisch leitfähige Materialien können Metalle wie NiCr, rostfreier Stahl, Al, Cr, Mo,
]q Au, Nb, Ta, V, Ti, Pt, Pd oder Legierungen davon erwähnt
werden.
Als isolierende Träger können üblicherweise Folien oder Platten aus Kunstharzen wie Polyestern, Polyäthylen,
Polycarbonaten, Celluloseacetat, Polypropylen, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polystyrol oder Polyamiden,
Gläser, keramische Stoffe oder Papiere und andere Materialien eingesetzt werden. Diese isolierenden Träger
können vorzugsweise mindestens eine elektrisch leitfähig gemachte Oberfläche aufweisen, und die anderen Schichten
werden geeigneterweise auf der Seite des Trägers ausgebildet, die elektrisch leitfähig gemacht worden ist.
Glas kann beispielsweise elektrisch leitfähig gemacht werden, indem man auf dem Glas einen dünnen Film aus
NiCr, Al, Cr, Mo, Au, Ir, Nb, Ta, V, Ti, Pt, Pd, In3O3,
SnO„ oder ITO(In?0^+Sn0?) ausbildet. Alternativ kann die
Oberfläche einer Folie aus einem Kunstharz, beispielsweise einer Polyesterfolie, durch Vakuumaufdampfung, Elektronenstrahl-Abscheidung
oder Zerstäubung eines Metalles wie NiCr, Al, Ag, Pb, Zn, Ni, Au, Cr, Mo, Ir, Nb, Ta, V,
Ti oder Pt oder durch Laminieren mit einem solchen Metall elektrisch leitfähig gemacht werden. Der Träger kann in
irgendeiner Form, beispielsweise in Form eines Zylinders, eines Bandes oder einer Platte oder in anderen Formen,
DE 1806
gebildet werden, und die Form des Trägers kann nach Wunsch festgelegt werden. Wenn das in Figur 1 gezeigte,
fotoleitfähige Element 100 beispielsweise als Bilderzeugungselement für elektrofotografische Zwecke eingesetzt
werden soll, kann es für die Anwendung zum kontinuierlichen Kopieren mit hoher Geschwindigkeit· erwünscht sein,
daß der Träger in Form eines endlosen Bandes oder eines Zylinders gebildet wird. Der Träger kann eine Dicke haben,
die in geeigneter Weise so festgelegt wird, daß ein gewünschtes, fotoleitfähiges Element gebildet werden
kann. Wenn das fotoleitfähige Element flexibel sein muß,
wird der Träger so dünn gemacht, wie dies unter der Voraussetzung, daß er seine Funktion als Träger erfüllen
kann, möglich ist. In einem solchen Fall beträgt die Dicke jedoch vom Standpunkt der Herstellung und Handhabung
des Trägers sowie seiner mechanischen Festigkeit aus im allgemeinen 10 μΐη oder mehr.
Die Oberflächen-Sperrschicht 103 hat die Funktion, eine
Injektion von Oberflächenladungen in die fotoleitfähige
Schicht 102 in wirksamer Weise zu verhindern, wenn die Oberfläche der Schicht geladen wird. D.h., daß an der
Grenzfläche zwischen der fotoleitfähigen Schicht 102 und der Oberflächen-Sperrschicht eine Verarmungsschicht
gebildet wird, wobei die Sperrschicht dazu befähigt ist, eine Injektion von Elektronen in die fotoleitfähige
Schicht zu verhindern und einen Durchgang von Ladungsträgern, die durch Bestrahlung mit elektromagnetischen
Wellen erzeugt worden sind, zu ermöglichen. 30
Es wurde festgestellt, daß die Oberflächen-Sperrschicht
des erfindungsgemäßen, fotoleitfänigen Elementes dazu
befähigt ist, eine Injektion von Elektronen in die erwähnte, fotoleitfähige Schicht zu verhindern, jedoch
fast nicht in der Lage ist, eine Injektion von positiven
y& DE 1806
Löchern in die fotoleitfähige Schicht zu verhindern. Demnach hat das in Figur 1 gezeigte, fotoleitfähige Element
eine spezifische Polarität, und bei der Ladungsbehandlung der Oberfläche dieses fotoleitfähigen Elementes kann
β nur eine negative Ladung bzw. Aufladung angewendet werden.
Die Oberflächen-Sperrschicht 103 kann (a) aus einem amorphen Material, das Boratome (B) und Wasserstoffatome
(H) enthält (nachstehend als a-B H bezeichnet), oder
]q (b) aus einem amorphen Material, das Boratome (B) und
Halogenatome (X) enthält (nachstehend als a-B X bezeichnet), oder (c) aus einem amorphen Material, das Boratome
(B), Wasserstoffatome (H) und Halogenatome (X) enthält
(nachstehend als a-B (H13X o) . ,bezeichnet) , beste-
oC ρ Ί —|i 1 -<x*
hen. Nachstehend werden die vorstehend mit (a), (b) und
(c) bezeichneten, amorphen Materialien kurz mit "a-B(H,X)"
bezeichnet (0<x<l; 0<y<l; 0<<*<l; 0<|3<lj.
Die aus a-B (H, X) bestehende Oberflächen-Sperrschicht 103 kann vorzugsweise durch das nachstehend beschriebene
Glimmentladungsverfahren gebildet werden. Bei diesem Verfahren werden B2Hg/ BF.,, BCl ~, die als gasförmige Ausgangsmaterialien
eingesetzt werden und, falls notwendig, in einem gewünschten Mischungsverhältnis mit einem Verdünnungsgas
vermischt sein können, in eine Vakuumaufdampf ungskammer eingeführt, in die ein Träger 101 hineingebracht
worden ist, und das eingeführte Gas wird durch Anregung einer Glimmentlandung in der Vakuumaufdampfungskammer
in ein Gasplasma umgewandelt, wodurch auf einer fotoleitfähigen Schicht 102, die bereits auf dem Träger
101 gebildet worden ist, das vorstehend erwähnte, amorphe Material abgeschieden wird.
Falls notwendig, können in'"die vorstehend erwähnte Oberflächen-Sperrschicht
103 auch Atome der Gruppe II des
DE 1806
Periodensystems (beispielsweise Be-Atome) oder Atome der Gruppe IV des Periodensystems (beispielsweise Si- oder
C-Atome) dotiert werden.
Bei der Bildung der aus a-B(H, X) bestehenden Oberflächen-Sperrschicht
103 auf der Oberfläche der fotoleitfähigen Schicht 102 stellt die Trägertemperatur während der Schicht
bildung einen wichtigen Faktor dar, der die Struktur und die Eigenschaften der gebildeten Schicht beeinflußt. Erfindungsgemäß
Wird die Trägertemperatur während der Schichtbildung genau reguliert, so daß a-B(H, X) hergestellt
werden kann, das genau die gewünschten Eigenschaften hat.
Für eine wirksame Lösung der Aufgabe der Erfindung beträgt die Trägertemperatur während der Bildung der Oberflächen-Sperrschicht
103 im allgemeinen 20° bis' 3500C und vorzugsweise 150° bis 3000C.
Für die mit einer guten Produktivität erfolgende, wirksame Herstellung von a-B(H, X), das die Eigenschaften hat,
durch die die Aufgabe der Erfindung gelöst wird, beträgt die Entladungsleistung im allgemeinen 2 bis 100 W und vorzugsweise
5 bis 50 W.
Auch der Gehalt an Wasserstoffatomen und Halogenatomen
in der .Oberflächen-Sperrschicht des erfindungsgemäßen,
fotoleitfähigen Elementes stellt einen wichtigen Faktor für die Herstellung einer Oberflächen-Sperrschicht mit
den erwünschten Eigenschaften dar.
Der Gehalt der Wasserstoffatome oder Halogenatome in der
Oberflächen-Sperrschicht des erfindungsgemäßen, fotoleitfähigen
Elementes beträgt im allgemeinen 1 bis 50 Atom- ^ Prozent, vorzugsweise 5 bis 40 Atom-Prozent und insbeson-
*β DE 1806
dere 10 bis 4 0 Atom-Prozent, d.h., daß in den vorstehend
erwähnten Formeln a-BxH oder a-B X χ und y im allgemeinen
0,99 bis 0,5, vorzugsweise 0,95 bis 0,6 und insbesondere 0,9 bis 0,6 betragen. Wenn in der Oberflachen-Sperrschicht
sowohl Wasserstoffatome als auch Halogenatome enthalten sind, beträgt der Gesamtgehalt der Wasserstoffatome
und Halogenatome im allgemeinen 1 bis 50 Atom-Prozent und vorzugsweise 5 bis 40 Atom-Prozent, d.h., daß
in der vorstehend erwähnten Formel a-B iHoX^ „) Λ . cc im
IQ allgemeinen 0,99 bis 0,5 und vorzugsweise 0,95 bis 0,6
beträgt, während ß im allgemeinen 0,98 bis 0,2 und vorzugsweise 0,9 bis 0,4 beträgt.
Auch der numerische Bereich der Schichtdicke der Oberflächen-Sperrschicht
103 des erfindungsgemäßen, fotoleitfähigen
Elementes stellt einen wichtigen Faktor für eine wirk same Lösung der Aufgabe der Erfindung dar.
Wenn die Schichtdicke der Oberflächen-Sperrschicht 103 zu
gering ist, kann die Funktion der Verhinderung der Injektion von Oberflächenladungen von der Oberfläche in die
fotoleitfähige Schicht 102 nicht in ausreichendem Maße
erfüllt werden. Andererseits kann eine zu hohe Schichtdicke dazu führen, daß die Fähigkeit zur Verhinderung der
Injektion vermindert wird, oder die Wahrscheinlichtkeit, daß Fototräger durch die Sperrschicht hindurchgehen und
mit Oberflächenladungen rekombinieren, ist im Fall einer zu hohen Schichtdicke sehr gering. Die Aufgabe der Erfindung
kann deshalb in keinem dieser Fälle in wirksamer Weise gelöst werden.
Für eine wirksame Lösung der Aufgabe der Erfindung beträgt die Schichtdicke der Oberflächen-Sperrschicht 103
im allgemeinen 3,0 nm bis 1- μπι, vorzugsweise 5,0 nm bis
500,0 nm und insbesondere 5,0 nm bis 100,0 nm.
DE 1806
Die auf dem Träger 101 gebildete, fotoleitfähige Schicht
102 besteht aus a-Si(H, X) mit den nachstehend gezeigten Halbleitereigenschaften, damit die Aufgabe der Erfindung
gelöst wird.
(\) a-Si(H, X) vom p-Typ: Dieser Typ enthält nur einen
Akzeptor oder sowohl einen Donator als auch einen Akzeptor, wobei die Konzentration des Akzeptors relativ
höher ist;
(2) a-Si(H, X) vom ρ -Typ: Bei diesem Typ handelt es sich um einen Typ von (J) , der den Akzeptor mit einer relativ
niedrigeren Konzentration enthält;
(3) a-Si(H, X) vom η-Typ: Dieser Typ enthält nur einen Donator oder sowohl einen Donator als auch einen Akzeptor,
wobei die Konzentration des Donators relativ höher ist;
(?) a-Si(H, X) vom η -Typ: Bei diesem Typ handelt es
sich um einen Typ von (3) , der den Donator mit einer relativ niedrigeren Konzentration enthält;
(§) a-Si(H, X) vom i-Typ: Bei diesem Typ gilt
Na^Nd/«O oder Na^Nd, wobei Na die Konzentration des Akzeptors
und Nd die Konzentration des Donators ist.
Typische Beispiele für Halogenatome (X), die erfindungsgemäß
in die fotoleitfähige Schicht 102 einzubauen sind, sind Fluor, Chlor, Brom und Jod, wobei Fluor und Chlor
besonders bevorzugt werden.
Erfindungsgemäß kann eine aus a-Si(H, X) bestehende, fotoleitf
ähige Schicht 102 nach dem Vakuumaufdampfungsverfahren unter Anwendung der TSntladungserscheinung, bei-
° spielsweise durch das Glimmentladungsverfahren, das Zer-
22- DE 1806
stäubungsverfahren oder das Ionenplattierverfahren, gebildet
werden. Für die Bildung einer aus a-Si(H, X) bestehenden, fotoleitfähigen Schicht nach dem Glimmentladungsverfahren
wird beispielsweise ein gasförmiges Ausgangsmaterial für den Einbau von Wasserstoffatomen (H) und/
oder Halogenatomen (X) zusammen mit einem gasförmigen Ausgangsmaterial für die Zuführung von Siliciumatomen (Si) in
eine Abscheidungskammer, deren Innendruck vermindert werden
kann, eingeführt, und in der Abscheidungskammer wird zur Bildung einer aus a-Si(H, X) bestehenden Schicht auf
der Oberfläche eines Trägers, der in der Abscheidungskammer in eine vorbestimmte Lage gebracht worden ist, eine
Glimmentladung erzeugt. Wenn die fotoleitfähige Schicht
nach dem Zerstäubungsverfahren gebildet werden soll, kann ein gasförmiges Ausgangsmaterial für den Einbau von Wasserstoffatomen
(H) und/oder Halogenatomen (X) bei der Zerstäubung eines aus Silicium (Si) gebildeten Targets in
einer Atmosphäre aus einem Inertgas wie Ar, He oder in einer auf diesen Gasen basierenden Gasmischung in die Zerstäubungskammer
eingeführt werden.
Als wirksame, gasförmige Ausgangsmaterialien für die Zuführung
von Si, die erfindungsgemäß einzusetzen sind, können beispielsweise gasförmige oder vergasbare Siliciumhydride
(Silane) wie SiH4, Si3H6, Si3H3 oder Si4H10 erwähnt
werden. SiH,, und Si-H,- werden im Hinblick auf die
leichte Handhabung während der Schichtbildung und die Wirksamkeit bezüglich der Zuführung von Si besonders bevorzugt.
Als wirksame, gasförmige Ausgangsmaterialien für den Einbau von Halogenatomen, die erfindungsgemäß einzusetzen
sind, kann eine Anzahl von gasförmigen oder vergasbaren Halogenverbindungen wie gasförmige Halogene, Halogenide,
Interhalogenverbindungen und halogensubstituierte Silan-
derivate erwähnt v/erden.
>3 DE 1806
Alternativ ist im Rahmen der Erfindung auch der Einsatz
einer gasförmigen oder vergasbaren, Halogenatome enthaltenden Siliciumverbindung, die aus Siliciumatomen und Halogenatomen
aufgebaut ist, wirksam.
Typische Beispiele für Halogenverbindungen,die erfindungsgemäß
vorzugsweise eingesetzt werden, sind gasförmige Halogene wie Fluor, Chlor, Brom oder Jod und Interhalogenverbindungen
wie BrP, ClF, ClF3, BrF 5' BrF3' JF3' JF7'
JCl oder JBr .·
Als Halogenatome enthaltende Siliciumverbindungen werden
beispielsweise sogenannte . halogensubstituierte Silanderivate oder Siliciumhalogenide wie SiF., Si0F,, SiCl. oder
4 ^b 4 SiBr4 bevorzugt.
Wenn das erfindungsgemäße, fotoleitfähige Element nach
dem Glimmentladungsverfahren unter Anwendung einer solchen, Halogenatome enthaltenden SiÜciumverbindung gebildet
wird, kann auf einem gegebenen Träger eine aus a-Si:X bestehende, fotoleitfähige Schicht ohne Einsatz
eines gasförmigen Siliciumhydrids als zur Zuführung von Si befähigtem, gasförmigem Ausgangsmaterial gebildet
werden.
Bei der Bildung der Halogenatome enthaltenden, fotoleitfähigen Schicht 102 nach dem Glimmentladungsverfahren besteht
die grundlegende Verfahrensweise darin, daß ein gas förmiges Ausgangsmaterial für die Zuführung von Si, nämlieh
ein gasförmiges Siliciumhalogenid, und ein Gas wie
Ar, H? oder He in einem vorbestimmten Verhältnis in einer
geeigneten Menge in eine zur Bildung einer fotoleitfähigen
Schicht dienende Abscheidungskammer eingeleitet werden, worauf zur Bildung einer Plasmaatmosphäre aus diesen
Gasen eine Glimmentladung angeregt und dadurch auf einem
DE 1806
' Träger eine fotoleitfähige Schicht gebildet wird. Eine
Schicht kann auch gebildet werden, indem eine gasförmige, Wasserstoffatome enthaltende Siliciumverbindung in einem
geeigneten Verhältnis mit diesen Gasen vermischt wird, um in die Schicht Wasserstoffatome einzubauen.
Die zur Einführung der jeweiligen Atome dienenden Gase können jeweils entweder in Form einer einzelnen Spezies
oder in Form einer Mischung von mehreren Spezies in einem TO vorbestimmten Verhältnis eingesetzt werden.
Für die Bildung einer aus a-Si(H, X) bestehenden fotoleitfähigen Schicht nach dem Reaktions-Zerstäubungsverfahren
oder dem Ionenplattierverfahren wird beispielsweise ein '5 Target aus Si eingesetzt und im Fall des Zerstäubungsverfahrens
in einer geeigneten Gasplasmaatmosphäre zerstäubt, Alternativ wird im Fall des Ionenplattierverfahrens ein
polykristallines Silicium oder Einkristallsilicium als
Verdampfungsquelle in ein Aufdampfungsschiffchen hinein-
gebracht, und die Silicium-Verdampfungsquelle wird durch
Erhitzen nach dem Widerstands-Heizverfahren oder dem Elektronenstrahl
verfahren verdampft, wobei die verdampften, fliegenden bzw. verflüchtigten Substanzen durch eine geeignete
Gasplasmaatmosphäre hindurchgehen gelassen werden. 25
Während dieser Verfahrensweise kann sowohl beim Zerstäubungsverfahren
als auch beim Ionenplattierverfahren für den Einbau von Halogenatomen in die gebildete Schicht eine
gasförmige Halogenverbindung, wie sie vorstehend er-
wähnt worden ist, oder eine halogenhaltige Siliciumverbindung, wie sie vorstehend erwähnt worden ist, in die
Abseheidungskammer eingeleitet werden, um in der Abscheidungskammer
eine Plasmaatmosphäre aus diesem Gas zu bilden.
2-5 DE 1806
Wenn Wasserstoffatome eingebaut werden sollen, kann ein
gasförmiges Ausgangsmaterial für den Einbau von Wasserstoff atomen, beispielsweise H_ oder ein Gas wie die vorstehend
erwähnten Silane, in die zur Zerstäubung dienende Abscheidungskammer eingeleitet werden, worauf eine
Plasmaatmosphäre aus diesen Gasen gebildet wird.
Erfindungsgemäß können als gasförmige Ausgangsmaterialien
für die Einführung von Halogenatomen die Halogenverbindüngen
oder die halogenhaltigen Silic iumverb indungen, die vorstehend erwähnt worden sind, in wirksamer Weise eingesetzt
werden. Als wirksame Ausgangsmaterialien für die Bildung einer fotoleitfähigen Schicht können außerdem
auch gasförmige oder vergasbare Halogenide eingesetzt
'-* werden, die Wasserstoff atome als eine der an ihrem Aufbau
beteiligten Atomarten enthalten, wozu beispielsweise Halogenwasserstoffe wie HF, HCl, HBr- oder HJ oder halogensubstituierte
Siliciumhydride wie SiH-F-, SiH-J-,
SiH9Cl-, SiHCl.,, SiH9Br- oder SiHBr gehören.
20
Diese Wasserstoffatome enthaltenden Halogenide, durch
die während der Bildung der fotoleitfähigen Schicht gleichzeitig mit der Einführung von Halogenatomen auch
Wasserstoffatome, die bezüglich der Regulierung der
elektrischen oder optischen Eigenschaften sehr wirksam
sind, in die Schicht eingeführt werden können, können vorzugsweise als Ausgangsmaterial für den Einbau von Halogenatomen
eingesetzt werden.
Für den Einbau von Wasserstoffatomen in die Struktur der
fotoleitfähigen Schicht kann es zulässig sein, daß H-
oder ein gasförmiges Siliciumhydrid wie SiH4, Si-H,,
Si3H0 oder Si4H10 zusammen mit einer zur Zuführung von Si dienenden
Siliciumverbindung in einer Abscheidungskammer vorhanden
ist, in der eine Entladung angeregt wird.
IS
:-
2-ff DE 1806
Im Fall des Reaktions-Zerstäubungsverfahrens wird beispielsweise
ein Si-Target eingesetzt, und ein zur Einführung von Halogenatomen dienendes Gas und Η,,-Gas werden,
zusammen mit einem Inertgas wie He oder Ar, falls dies notwendig ist, in eine Abscheidungskammer eingeleitet, .
in der zur Zerstäubung des Si-Targets eine Plasmaatmosphäre gebildet wird, wodurch auf einem Träger eine aus
a-Si(H, X) bestehende, fotoleitfähige Schicht gebildet wird.
10
10
Außerdem kann zur Dotierung mit Fremdstoffen auch ein Gas wie B0H,, PH- oder PF- eingeleitet werden.
Die Menge der Wasserstoffatome (H) oder Halogenatome (X),
die in die fotoleitfähige Schicht des erfindungsgemäßen,
fotoleitfähigen Elementes eingebaut werden, oder die Gesamtmenge dieser beiden Atomarten kann im allgemeinen
1 bis 40 Atom-Prozent und vorzugsweise 5 bis 30 Atom-Prozent betragen.
20
20
Für die Regulierung der Mengen der Wasserstoffatome (H) und/oder Halogenatome (X) in der fotoleitfähigen Schicht
können die Trägertemperatur während der Abscheidung und/ oder die Mengen der in das Abscheidungs-Vorrichtungssystem
einzuführenden Ausgangsmaterialien für den Einbau von Wasserstoffatomen (H) oder Halogenatomen (X) oder
die Entladungsleistung reguliert werden.
Um der fotoleitfähigen Schicht Leitfähigkeit vom n-, p-
oder i-Typ zu verleihen, können ein Fremdstoff vom n-Typ, ein Fremdstoff vom p-Typ oder Fremdstoffe von beiden
Typen während der Bildung der Schicht nach dem Glimmentladungsverfahren oder dem Reaktions-Zerstäubungsverfahren
in einer regulierten Menge in die Schicht hineingegeben
werden.
Sn DE 1806
Als Fremdstoff, der in die fotoleitfähige Schicht hineinzugeben
ist, um der Schicht Leitfähigkeit vom p-Typ zu verleihen, kann vorzugsweise ein Element der Gruppe III-A
des Periodensystems wie B, Al, Ga, In oder Tl erwähnt werden.
Als Fremdstoff vom η-Typ kann vorzugsweise ein Element der Gruppe V-A des Periodensystems wie N, P, Sb, oder Bi
eingesetzt werden.
Die vorstehend beschriebenen Fremdstoffe sind in der Schicht in einer Menge in der Größenordnung von ppm enthalten,
weshalb es nicht notwendig ist, der durch diese Fremdstoffe verursachten Umweltverschmutzung eine so grosse
Aufmerksamkeit zu schenken wie im Fall der die fotoleitfähige Schicht bildenden Hauptbestandteile, jedoch
werden auch als Fremdstoffe vorzugsweise Substanzen eingesetzt, die eine möglichst geringe Umweltverschmutzung
verursachen. Von diesem Gesichtspunkt aus und auch im Hinblick auf die elektrischen und optischen Eigenschaften
der gebildeten Schicht werden Materialien wie B, Ga, P oder Sb am meisten bevorzugt. Außerdem können die Eigenschaften
der fotoleitfähigen Schicht beispielsweise auch durch interstitielles Dotieren mit Substanzen wie Li mittels
thermischer Diffusion oder Implantation so reguliert werden, daß der Schicht Leitfähigkeit vom η-Typ verliehen
wird. Die Menge des in die fotoleitfähige Schicht hineinzugebenden
Fremdstoffes wird in geeigneter Weise in Abhängigkeit von den gewünschten elektrischen und optisehen
Eigenschaften festgelegt. Bei einem Fremdstoff der Gruppe III-A des Periodensystems beträgt die Menge im
allgemeinen bis zu 5 χ 10 Atom-Prozent, um der Schicht
Leitfähigkeit vom η -, i- oder ρ -Typ zu verleihen, während
bei einem Fremdstoff d"er Gruppe III-A die Menge
OJ 5x10 bis 3x10 Atom-Prozent beträgt, um der
2"» DE 1806
Schicht Leitfähigkeit vom p-Typ zu verleihen. Ein E'remdstoff
der Gruppe V-A des Periodensystems wird geeigneterweise in einer Menge von 5x10 Atom-Prozent oder weniger
hinzugegeben, um der Schicht Leitfähigkeit vom n-Typ
zu verleihen.
Die Schichtdicke der fotoleitfähigen Schicht des erfindungsgemäßen,
fotoleitfähigen Elementes kann nach Wunsch in geeigneter Weise in Übereinstimmung mit dem Anwendungszweck,
beispielsweise in Abhängigkeit davon, ob das fotoleitf ähige Element als Lesevorrichtung, als Bildaufnahmevorrichtung
bzw. Bildabtastvorrichtung oder als Bilderzeugungselement für elektrofotografische Zwecke eingesetzt
werden soll, festgelegt werden.
Die Schichtdicke der fotoleitfähigen Schicht wird erfindungsgemäß geeigneterweise so in Beziehung zu der Dicke
der Oberflächen-Sperrschicht festgelegt, daß für eine wirksame Lösung der Aufgabe der Erfindung sowohl die
Funktionen der fotoleitfähigen Schicht als auch die Funktion der Sperrschicht in wirksamer Weise erfüllt
werden können. Die fotoleitfähige Schicht kann im allgemeinen
vorzugsweise einige hundertmal bis einige tausendmal so dick sein wie die Oberflächen-Sperrschicht.
Alternativ kann die Schichtdicke der fotoleitfähigen
Schicht nach Wunsch in geeigneter Weise so festgelegt werden, daß die injizierten Fototräger in wirksamer Weise
erzeugt und in wirksamer Weise in einer bestimmten
Richtung transportiert werden können, jedoch beträgt die Schichtdicke der fotoleitfähigen Schicht im allgemeinen
3 bis 100 um und vorzugsweise 5 bis 50 um.
Im Rahmen der Erfindung kann als fotoleitfähige Schicht
102 eine Schicht angewendet werden, die einen relativ
DE 1806
niedrigeren, spezifischen Widerstand hat, weil die Oberflächen-Sperrschicht
103 vorgesehen ist, die aus dem vorstehend beschriebenen, amorphen Material besteht. Der spe
zifische Dunkelwiderstand der gebildeten, fotoleitfähigen
c Schicht 102 kann jedoch vorzugsweise 5x10 Q1.cm oder
mehr und insbesondere 10 Si·cm oder mehr betragen, um
bessere Ergebnisse zu erzielen.
Besonders im Fall der Anwendung des hergestellten, foto-IQ
leitfähigen Elementes als Bilderzeugungselement für elektrofotografische
Zwecke, als hochempfindliche Lesevorrichtung oder als Bildaufnahmevorrichtung bzw. Bildabtastvorrichtung,
die für den Einsatz in Bereichen mit einer niedrigen Beleuchtungsstärke vorgesehen sind, oder
■]5 als fotoelektrischer Wandler stellt der numerische Wert
des spezifischen Dunkelwiderstandes einen wichtigen Faktor dar.
Figur 2 zeigt einen schematischen Schnitt, der zur Erläuterung der Schichtstruktur der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen, fotoleitfähigen Elementes
dient.
t
t
Das in Figur 2 gezeigte, fotoleitfähige Element 200 besteht
aus einem Träger 201 für das fotoleitfähige Element,
einer auf dem Träger befindlichen, unteren Sperrschicht 204, einer in direkter Berührung mit der Sperrschicht
204 ausgebildeten, fotoleitfähigen Schicht 202
und einer oberen Sperrschicht 203. 30
Die in Figur 2 gezeigte Schichtstruktur weist demnach zusätzlich zu der Schichtstruktur des unter Bezugnahme
auf Figur 1 beschriebenen, fotoleitfähigen Elementes
eine untere Sperrschicht 2Ό4 auf.
35
35
J200376
DE 1806
' Die untere Sperrschicht 204 hat die Funktion, eine Injektion
von freien Ladungsträgern von der Seite des Trägers
201 in Richtung zu der Seite der fotoleitfähigen Schicht
202 in wirksamer Weise zu verhindern und den Fototrägern, die bei der Bestrahlung mit elektromagnetischen Wellen
in der fotoleitfähigen Schicht erzeugt und in Richtung
zu der Seite des Trägers 201 bewegt werden, einen leichten Durchgang von der Seite der fotoleitfähigen Schicht
202 zu der Seite des Trägers 201 zu ermöglichen. 10
Die untere Sperrschicht besteht aus einer Matrix von Siliciumatomen,
die mindestens eine aus Kohlenstoffatomen (C), Stickstoffatomen (N) und Sauerstoffatomen (0) ausgewählte
Atomart und außerdem, falls notwendig, Wasser-'5
stoffatome und/oder Halogenatome enthält {diese Materialien
werden kurz mit a-[siy(C, N, ®) a„S\ ~ (H, X). r
worin 0<^<"f; O<$<1) bezeichnet], oder die untere
Sperrschicht besteht aus einem elektrisch isolierenden
Metalloxid.
20
20
Als Halogenatome (X), die in dem die vorstehend erwähnte, untere Sperrschicht bildenden amorphen Material enthalten
sind, werden erfindungsgemäß F, Cl, Br und J und insbesondere F und Cl bevorzugt.
Typische Beispiele für die amorphen Materialien, die im Rahmen' der Erfindung in wirksamer Weise für die Bildung
der vorstehend erwähnten, unteren Sperrschicht 204 eingesetzt werden können, sind amorphe Materialien vom Kohlen-
stofftyp wie a-Si^^, a- (Si^^) ^^ , a- ^^ e^
und a-(Si^C._f) (H+X)^_ ; amorphe Materialien vom Stickstoff
typ wie a-S^N^, a-(Si1N1-1) ^1-J, a- (Si^1 _k^ X
und a-(Si N._ ) (H+X)^_ ; amorphe Materialien vom Sauer-
stofftyp wie Λΐ^ _Q? a- (SipO, _p) qH ^, a- (Si^ _r)
und a-(Si,O. ) (H+X)^_ sowie amorphe Materialien, die
*Γ DE 1806
als am Aufbau beteiligte Atome in den vorstehend erwähnten amorphen Materialien mindestens zwei aus Kohlenstoffatomen
(C), Stickstoffatomen (N) und Sauerstoffatomen (0) ausgewählte Atomarten enthalten (worin 0<a, b, c, d, e,
f, g, h, i, j, ItL, ί , m, η , ο, ρ, q, r, s, t, u
Diese amorphen Materialien werden in optimaler Weise in Abhängigkeit von den erforderlichen Eigenschaften der unteren
Sperrschicht 204, der optimalen Gestaltung der Schichtstruktur und der Leichtigkeit der anschließenden
Herstellung der auf die untere Sperrschicht 204 laminierten, fotoleitfähigen Schicht 202 und Oberflächen-Sperrschicht
203 gewählt. Besonders vom Standpunkt der Eigenschaften aus wird vorzugsweise ein amorphes Material vom
Kohlenstofftyp oder Stickstofftyp gewählt.
Die aus dem vorstehend erwähnten, amorphen Material bestehende untere Sperrschicht 204 kann durch das Glimmentladungsverfahren,
das Zerstäubungsverfahren, das Ionenimplantationsverfahren,
das Ionenplattierverfahren, das Elektronenstrahlverfahren oder andere Verfahren gebildet
werden. Diese Fertigungsverfahren werden in geeigneter Weise in Abhängigkeit von Faktoren wie den Fertigungsbedingungen,
dem für die Betriebsanlage erforderlichen Kapitalaufwand,
dem Fertigungsmaßstab und den gewünschten Eigenschaften der herzustellenden, fotoleitfähigen Elemente
gewählt. Das Glimmentladungsverfahren oder das Zerstäubungsverfahren
wird jedoch vorzugsweise angewendet, weil diese Verfahren den Vorteil haben, daß die Bedingungen
für die Herstellung eines fotoleitfähigen Elementes mit gewünschten Eigenschaften leicht geregelt werden
können und daß es einfach ist, in'die hergestellte, untere
Sperrschicht 204 zusammen mit Siliciumatomen andere,
erforderliche Atome wie' Kohlenstoff atome, Stickstof fatome, Sauerstoffatome oder Wasserstoffatome und Halogen-
DE 18 06 atome einzubauen.
Außerdem können erfindungsgemäß zur Bildung der unteren
Sperrschicht 204 das Glimmentladungsverfahren und das
Zerstäubungsverfahren in Kombination in dem gleichen Vorrichtungssystem
angewendet werden.
Für die Bildung der unteren Sperrschicht 204 nach dem Glimmentladungsverfahren werden die gasförmigen Ausgangs-
"10 materialien für die Bildung des vorstehend erwähnten,
amorphen Materials, die, falls erforderlich, in einem gewünschten Mischungsverhältnis mit einem Verdünnungsgas
vermischt sein können, in eine zur Vakuumaufdampfung dienende
Kammer eingeleitet, in die der Träger 201 hineingebracht worden ist, und das eingeleitete Gas wird durch
Anregung einer Glimmentladung in der Kammer in ein Gasplasma umgewandelt, wodurch das vorstehend erwähnte,
amorphe Material auf dem Träger 201 abgeschieden wird.
Zu den Substanzen, die erfindungsgemäß in wirksamer Weise
als Ausgangsmaterialien für die Bildung der unteren Sperrschicht 2 04, die aus einem amorphen Material vom Kohlenstoff
typ besteht, eingesetzt werden können, gehören gasförmige Siliciumhydride, die aus Siliciumatomen (Si) und
Wasserstoffatomen (H) bestehen, beispielsweise Silane wie SiH., Si^H,, Si-.HR und Si4H1n, und Kohlenwasserstoffe,
die aus Kohlenstoffatomen (C) und Wasserstoffatomen (H) bestehen, beispielsweise gesättigte Kohlenwasserstoffe
mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, Ä'thylen-Kohlenwasserstoffe
mit 2 bis 5 Kohlenstoffatomen oder Acetylenkohlenwasserstoffe
mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen.
Im einzelnen können als typische Beispiele für solche Ausgangsmaterialien gesättigte Kohlenwasserstoffe wie
Methan (CH.), Äthan (C-H.-), Propan (C1Hn), n-Butan
4 Zb ο σ
DE 1806
(11-C4H10) und Pentan (C5H12), Äthylen-Kohlenwasserstoffe
wie Äthylen (C3H4), Propylen (C3H6), Buten-1 (C4H3),
Buten-2 (C4H8), Isobutylen (C4Hg) und Penten (C5H10) und
Acetylen-Kohlenwasserstoffe wie Acetylen (C9H9), Methylacetylen
(CjH4) und Butin (C4H,) erwähnt werden.
Typische Beispiele für gasförmige Ausgangsmaterialien, die Siliciumatome (Si), Kohlenstoffatome (C) und Wasserstoffatome
(H) als am Aufbau beteiligte Atome enthalten, sind Alkylsilane wie Si (CH3J4 und Si(C2H5J4. Zusätzlich
zu diesen gasförmigen Ausgangsmaterialien kann natürlich H9 in wirksamer Weise als gasförmiges Ausgangsmaterial
für den Einbau von Wasserstoffatomen (H) eingesetzt werden.
Zu den für den Einbau von Halogenatomen (X) dienenden, gasförmigen Ausgangsmaterialien für die Bildung einer unteren
Sperrschicht 204, die aus einem Halogenatome (X) enthaltenden, amorphen Material vom Kohlenstofftyp besteht,
gehören beispielsweise einfache Halogensubstanzen, Halogenwasserstoffe, Interhalogenverbindungen, Siliciumhalogenide
und halogensubstituierte Siliciumhydride.
Im einzelnen können als Beispiele für solche gasförmigen Ausgangsmaterialien einfache Halogensubstanzen wie die
gasförmigen bzw. in Gasform eingesetzten Halogene Fluor/ Chlor,'Brom und Jod, Halogenwasserstoffe wie HF, HJ, HCl
und HBr, Interhalogenverbindungen wie BrF, ClF, ClF3, ClFc f BrF1-, JF7, JF1-, JCl und JBr, Siliciumhalogenide wie
SiF4, Si2F5, SiCl4, SiCl3Br, SiCl2Br2, SiClBr3, SiCl3J
und SiBr und halogensubstituierte Siliciumhydride wie
SiH2F2, SiH2Cl2, SiHCl3, SiH3Cl, SiH3Br, SiH3Br2 und
SiHBr- erwähnt werden.
Zusätzlich zu den vorstehend erwähnten Ausgangsmateria-
lh
'"""' '- ■'- ■■"· ■
^. DE 1806
lien können als Ausgangsmaterialien, die für die Bildung der unteren Sperrschicht geeignet sind, halogensubstituierte
Paraffin-Kohlenwasserstoffe wie CCl., CHF3, CH3F,,,
CH3F, CH3Cl, CH3Br, CH3J und C2H5Cl, fluorierte Schwefelverbindungen
wie SF. und SFfi und halogenhaltige Alkylsilane
wie SiCl(CH3J3, SiCl2 (CH3)2 und SiCl3CH3 erwähnt
werden.
Diese zur Bildung der unteren Sperrschicht dienenden Substanzen werden in gewünschter Weise gewählt und so bei
der Bildung der unteren Sperrschicht eingesetzt, daß in die gebildete, untere Sperrschicht Siliciumatome, Kohlenstoff
atome und, falls notwendig, Halogenatome und Wasserstoffatome in einer gewünschten Zusammensetzung eingebaut
werden können.
Beispielsweise können Si(CH3)., mit dem auf einfache
Weise ein Einbau von Siliciumatomen, Kohlenstoffatomen
und Wasserstoffatomen erzielt und eine Sperrschicht mit gewünschten Eigenschaften gebildet werden kann, und
SiHCl3, SiCl4, SiH2Cl2 oder SiH3Cl als Substanz für den
Einbau von Halogenatomen in einem vorbestimmten Mischungsverhältnis im gasförmigen Zustand in eine zur
Bildung einer Sperrschicht dienende Vorrichtung eingeführt werden, wobei in der Vorrichtung zur Bildung einer
aus a-(SifC, _.c) (H+X), _ bestehenden Sperrschicht eine
J- J- J- g J-~ g
Glimmentladung angeregt wird.
Wenn zur Bildung einer unteren Sperrschicht 204, die aus
einem amorphen Material vom Stickstofftyp besteht, das
Glimmentladungsverfahren angewendet wird, können im Rahmen
der Erfindung aus den vorstehend für die Bildung der unteren Sperrschicht erwähnten Ausgangsmaterialien in
gewünschter Weise ausgewählte Substanzen in Kombination
mit einem gasförmigen Ausgangsmaterial für den Einbau
3* DE 1806
von Stickstoffatomen eingesetzt werden. Als Ausgangsmaterialien
für den Einbau von Stickstoffatomen zur Bildung der unteren Sperrschicht 204 können demnach gasförmige
oder vergasbare Stickstoffverbindungen, die aus Stick-Stoffatomen
(N) oder aus Stickstoffatomen (N) und Wasserstoffatomen
(H) bestehen, wie Stickstoff (N„) , Nitride und Azide erwähnt werden, wozu beispielsweise Ammoniak
(NH3), Hydrazin (H2NNH2), Stickstoffwasserstoffsäure (HN )
und Ammoniumazid (NH.N,) gehören. Es ist außerdem auch
möglich, eine Stickstoffhalogenidverbindung wie Stickstof ftrifluorid (NF3) oder Stickstofftetrafluorid (N2F4)
einzusetzen, durch die Stickstoffatome und Halogenatome eingebaut werden können.
Wenn für die Bildung einer unteren Sperrschicht 204, die aus einem amorphen Material vom Sauerstofftyp besteht,
das Glimmentladungsverfahren angewendet wird, wird aus den vorstehend für die Bildung der unteren Sperrschicht
204 erwähnten Ausgangsmaterialien eine gewünschte Substanz ausgewählt, und in Kombination damit kann ein Ausgangsmaterial
eingesetzt werden, das ein gasförmiges Ausgangsmaterial für die Zuführung von Sauerstoffatomen sein
kann. Als Ausgangsmaterialien für den Einbau von Sauerstoffatomen können die meisten gasförmigen Substanzen
oder vergasbaren Substanzen in vergaster Form eingesetzt werden, die Sauerstoffatome als am Aufbau beteiligte
Atome enthalten.
Es kann beispielsweise eine Mischung aus einem gasförmigen
Ausgangsmaterial mit Siliciumatomen (Si) als am Aufbau beteiligten Atomen, einem gasförmigen Ausgangsmaterial
mit Sauerstoffatomen (O) als am Aufbau beteiligten Atomen und, falls notwendig, einem Gas mit Wasserstoffatomen
(H) und/oder Halogenatomen (X) als am Aufbau beteiligten Atomen in einem gewünschten Mischungsverhält-
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DE 1806
nis eingesetzt werden. Alternativ kann auch eine Mischung
aus einem gasförmigen Ausgangsmaterial mit Siliciumatomen
(Si) als am Aufbau beteiligten Atomen und einem gasförmigen Ausgangsmaterial mit Sauerstoffatomen (O) und Wasser-Stoffatomen
(H) als am Aufbau beteiligten Atomen in einem gewünschten Mischungsverhältnis eingesetzt werden. Außerdem
kann auch eine Mischung aus einem gasförmigen Ausgangsmaterial mit Siliciumatomen (Si) als am Aufbau beteiligten
Atomen und einem gasförmigen Ausgangsmaterial mit den drei Atomarten Siliciumatome (Si), Sauerstoffatome (O) und
Wasserstoffatome (H) als am Aufbau beteiligten Atomen eingesetzt
werden.
Bei einem anderen Verfahren kann auch eine Mischung aus
einem gasförmigen Ausgangsmaterial mit Siliciumatomen (Si) und Wasserstoffatomen (H) als am Aufbau beteiligten Atomen
und einem gasförmigen Ausgangsmaterial mit Sauerstoffatomen (0) als am Aufbau beteiligten Atomen eingesetzt
werden.
20
20
Im einzelnen können als Ausgangsmaterialien für die Einführung von Sauerstoffatomen beispielsweise Sauerstoff
(O2), Ozon (O3), Kohlenmonoxid (CO), Kohlendioxid (CO2),
Stickstoffmonoxid (NO), Distickstoffoxid (N3O), Stickstoffdioxid
(NO2), Distickstofftrioxid (N2O3), Distickstofftetroxid
(N3O4), Distickstoffpentoxid (N2O5), Stickstofftrioxid
(N0_) und niedere Siloxane, die Si, 0 und H als am Aufbau beteiligte Atome enthalten, wie Disiloxan
(H,SiOSiH ) und Trisiloxan (H-SiOSiH9OSiH-) erwähnt
J z j
werden.
Wie vorstehend beschrieben wurde, werden die Ausgangsmaterialien für die Bildung einer unteren Sperrschicht 204
bei der Bildung der unteren Sperrschicht 204 nach dem
Glimmentladungsverfahren in geeigneter Weise so aus den vorstehend erwähnten Materialien ausgewählt, daß die
untere Sperrschicht 204 mit den gewünschten Eigenschaften
DE 1806
gebildet werden kann. Wenn das Glimmentladungsverfahren angewendet wird, können beispielsweise als Ausgangsmaterial
für die Bildung der unteren Sperrschicht 204 ein einzelnes Gas wie Si(CH" ). oder SiCl-(CH-.) _ oder eine
Gasmischung wie das System SiH4-N3O, das System
SiH.-O0(-Ar), das System SiH.-NO9, das System SiH4-O0-N9,
das System SiCl4-CO-H2, das System SiCl4-NO-H2, das
System SiH4-NH3, das System SiCl4-NH3, das System
SiH4-N3, das System SiII4-NH3-NO oder das System
Si (CH3)4~SiCl2(CH3)--SiH4 eingesetzt werden.
Für die Bildung einer unteren Sperrschicht 204, die aus einem amorphen Material vom Kohlenstofftyp besteht, nach
dem Zerstäubungsverfahren werden eine Einkristall-Si-Scheibe oder eine polykristalline Si-Scheibe oder '
C-Scheibe oder eine Scheibe, in der eine Mischung von Si und C enthalten ist, als Target eingesetzt und in einer
aus verschiedenen Gasen bestehenden Atmosphäre zerstäubt.
Wenn eine Si-Scheibe als Target eingesetzt wird, wird beispielsweise ein gasförmiges Ausgangsmaterial für den
Einbau von Kohlenstoffatomen und Wasserstoffatomen (H)
oder Halogenatomen (X), das, falls erwünscht, mit einem V.erdünnungsgas verdünnt sein kann, in eine zur Zerstäubung
dienende Abscheidungskammer eingeleitet, wobei in der Abscheidungskammer ein Gasplasma gebildet und die Si-Scheibe
zerstäubt wird.
Alternativ können Si und C als getrennte Targets oder in Form
eines plattenförmigen Targets aus einer Mischung von Si
und C eingesetzt werden, wobei die Zerstäubung in einer mindestens Wasserstoffatome (H) oder Halogenatome (X)
enthaltenden Gasatmosphäre durchgeführt wird.
Als wirksame, gasförmige Ausgangsmaterialien für den Einbau von Kohlenstoffatomen oder Wasserstoffatomen oder Halogenatomen
können auch im Fall des Zerstäubungsverfahrens die Ausganqsmaterialien eingesetzt werden , die vorstehend
DE 1806
im Zusammenhang mit dem Glimmentladungsverfahren erwähnt worden sind.
Für die Bildung einer aus einem amorphen Material vom Stickstofftyp bestehenden, unteren Sperrschicht
204 nach dem Zerstäubungsverfahren werden eine Einkristall- oder eine polykristalline Si-Scheibe oder
Si^N.-Scheibe oder eine Scheibe, in der eine Mischung
von Si und Si^N. enthalten ist, als Target eingesetzt
und in einer aus verschiedenen Gasen bestehenden Atmosphäre zerstäubt.
Wenn eine Si-Scheibe als Target eingesetzt wird, wird beispielsweise ein gasförmiges Ausgangsmaterial
für den Einbau von Stickstoffatomen und, falls erforderlich,
Wasserstoffatomen und/oder Halogenatomen
wie H2 und N„ oder NH_, das, falls erwünscht, mit einem
Verdünnungsgas verdünnt sein kann, in eine zur Zerstäubung dienende Abscheidungskammer eingeleitet, wobei
in der Abscheidungskammer ein Gasplasma gebildet und die Si-Scheibe zerstäubt wird.
Alternativ können Si und Si3N4 als getrennte
Targets oder in Form eines plattenförmigen Targets aus einer Mischung von Si und Si^N. eingesetzt werden,
wobei die Zerstäubung in einer verdünnten Gasatmosphäre als Gas für die Zerstäubung oder in einer Gasatmosphäre,
die mindestens Wasserstoffatome (H) oder Halogenatome (X) enthält, durchgeführt wird.
Als wirksame, gasförmige Ausgangsmaterialien für den Einbau von Stickstoffatomen können auch im
Fall des Zerstäubungsverfahrens die Ausgangsmaterialien eingesetzt werden, die vorstehend im Zusammenhang
mit dem Glimmentladungsverfahren als Ausgangsmaterialien
für die Bildung der Sperrschicht erwähnt worden sind.
Für die Bildung einer aus einem amorphen Material vom Sauerstofftyp bestehenden, unteren Sperrschicht
3* DE 1806
204 nach dem Zerstäubungsverfahren werden eine Einkristall- oder eine polykristalline Si-Scheibe oder
SiOp-Scheibe oder eine Scheibe, in der eine Mischung von Si und SiOp enthalten ist, als Target eingesetzt
und in einer aus verschiedenen Gasen bestehenden Atmosphäre zerstäubt.
Wenn eine Si-Scheibe als Target eingesetzt wird, wird beispielsweise ein gasförmiges Ausgangsmaterial für
den Einbau von Sauerstoffatomen und, falls erforderlich, Wasserstoffatomen und/oder Halogenatomen, das, falls
erwünscht, mit einem Verdünnungsgas verdünnt sein kann, in eine zur Zerstäubung dienende Abscheidungskammer
eingeleitet, wobei in der Abscheidungskammer ein Gasplasma gebildet und die Si-Scheibe zerstäubt
wird.
Alternativ können Si und SiOp als getrennte Targets oder in Form eines plattenförmigen Targets aus einer
Mischung von Si und SiO? eingesetzt werden, wobei
die Zerstäubung in einer Gasatmosphäre aus einem Verdünnungsgas als Gas für die Zerstäubung oder in einer
Gasatmosphäre durchgeführt, die als am Aufbau beteiligte Elemente mindestens Wasserstoffatome (H) und/oder
Halogenatome (X) enthält. Als wirksame, gasförmige Ausgangsmaterialien für den Einbau von Sauerstoffatomen
können auch im Fall des Zerstäubungsverfahrens die vorstehend im Zusammenhang mit dem Glimmentladungsverfahren
erwähnten Ausgangsmaterialien eingesetzt werden.
Beispiele für geeignete Verdünnungsgase, die erfindungsgemäß bei der Bildung der unteren Sperrschicht 204
nach dem Glimmentladungsverfahren oder dem Zerstäubungsverfahren
eingesetzt werden können, sind Edelgase
4Θ DE 1806 wie He, Ne oder Ar.
Die untere Sperrschicht 204 wird erfindungsgemäß in sorgfältiger Weise so gebildet, daß sie genau die
gewünschten, erforderlichen Eigenschaften erhält.
Mit anderen Worten, eine Substanz, die aus Siliciumatomen (Si) und mindestens einer aus Kohlenstoffatomen
(C), Stickstoffatomen (N) und Sauerstoffatomen (0) ausgewählten Atomart sowie ggf. Wasserstoffatomen
(H) und/oder Halogenatomen (X) besteht, kann in Abhängigkeit von den Herstellungsbedingungen verschiedene
Formen annehmen, die von kristallinen bis zu amorphen Formen reichen, elektrische Eigenschaften haben, die
sich von den Eigenschaften eines Leiters über die Eigenschaften eines Halbleiters bis zu den Eigenschaften
eines Isolators erstrecken, und Photoleitfähigkeitseigenschaften
haben, die sich von den Eigenschaften eines Photoleiters bis zu den Eigenschaften einer nicht
fotoleitfähigen Substanz erstrecken. Erfindungsgemäß werden die Herstellungsbedingungen genau ausgewählt,
damit amorphe Materialien gebildet werden können, die mindestens, in bezug auf das Licht des sogenannten
sichtbaren Bereichs nicht fotoleitfähig sind. 25
Das die untere Sperrschicht 204 bildende, amorphe Material wird geeigneterweise so gebildet, daß es
elektrisch isolierendes Verhalten zeigt, weil die untere Sperrschicht 204 die Funktion hat, eine Injek-
tion von freien Ladungsträgern von der Seite des Trägers 201 in die fotoleitfähige Schicht 202 zu verhindern
und zu ermöglichen, daß die in der fotoleitfähigen Schicht 202 erzeugten Fototräger leicht bzw. ungehindert
bewegt werden und durch die Sperrschicht hindurch
zu der Seite des Trägers 201 hindurchgeführt werden.
4Λ DE 1806
Die Sperrschicht 204 wird auch so gebildet, daß sie in bezug auf den Durchgang von Ladungsträgern einen
Beweglichkeitswert hat, dessen Ausmaß einen glatten Durchgang bzw. eine glatte Hindurchführung der in
der fotoleitfähigen Schicht 202 erzeugten Fototräger durch die untere Sperrschicht 204 ermöglicht/
Als kritischer bzw. entscheidender Faktor bei den Bedingungen für die Herstellung der unteren Sperrschicht
204 aus dem vorstehend erwähnten, amorphen Material mit den vorstehend beschriebenen Eigenschaften kann
die Trägertemperatur während der Herstellung der Schicht erwähnt werden.
Mit anderen Worten, bei der Bildung der unteren Sperrschicht 204, die aus dem vorstehend erwähnten, amorphen
Material besteht, auf der Oberfläche des Trägers 201 stellt die Trägertemperatur während der Schichtbildung
einen wichtigen Faktor dar, der die Struktur und die Eigenschaften der gebildeten Schicht beeinflußt. Erfindungsgemäß
wird die Trägertemperatur während der Schichtbildung genau reguliert, so daß das vorstehend
erwähnte, amorphe Material mit genau den erwünschten Eigenschaften hergestellt werden kann.
Damit die Aufgabe der Erfindung in wirksamer Weise gelöst werden kann, wird die Trägertemperatur während
der Bildung der unteren Sperrschicht 204 in optimaler Weise innerhalb eines von dem für die Bildung der
unteren Sperrschicht 204 angewandten Verfahren abhängenden Bereichs gewählt. In einem System, das Wasserstoffatome
oder Halogenatome enthält, kann die Trägertemperatur während der Bildung der unteren Sperrschicht 204
im allgemeinen im Bereich von 100°C bis 3000C und
vorzugsweise im Bereich von 1500C bis 2500C liegen.
DE 1806
Im Anschluß an die Bildung der unteren Sperrschicht 204 können in dem gleichen System die fotoleitfähige
Schicht 202 und des weiteren die Oberflächen-Sperrschicht 203 gebildet werden. Vorteilhafterweise wird
das Glimmentladungsverfahren oder das Zerstäubungsverfahren angewendet, weil in diesem Fall die Zusammensetzung
bzw. das Verhältnis der Atome, aus denen jede Schicht gebildet wird, und die Dicke der Schichten
relativ einfach genau reguliert werden können. Im Fall der Bildung der unteren Sperrschicht 204 nach
diesen Schichtbildungsverfahren können in ähnlicher Weise wie die vorstehend beschriebene Trägertemperatur
als wichtige Faktoren, die die Eigenschaften der unteren
Sperrschicht 204 beeinflussen, die Entladungsleistung und der Gasdruck während der Schichtbildung erwähnt
werden.
Als Bedingung für die wirksame, mit einer guten Produktivität erfolgende Herstellung einer unteren Sperrschicht
204, die die Eigenschaften hat, durch die die Aufgabe der Erfindung gelöst wird, beträgt die
Entladungsleistung im allgemeinen 1 bis 300 W und vorzugsweise 2 bis 150 W. Der Gasdruck in der Abscheidungskammer
beträgt im allgemeinen 4 pbar bis 6,7 mbar und vorzugsweise 10,7 pbar bis 0,67 mbar.
Für die'Bildung einer Sperrschicht, die die gewünschten
Eigenschaften hat, durch die die Aufgabe der Erfindung
gelöst wird,, stellt in ähnlicher Weise wie die Bedingungen für die Herstellung der unteren Sperrschicht 204
auch der Gehalt an Kohlenstoffatomen, Stickstoffatomen, Sauerstoffatomen, Wasserstoffatomen und Halogenatomen
in der unteren Sperrschicht 204 des erfindungsgemäßen,
fotoleitfähigen Elements einen wichtigen Faktor dar. 35
ι«
4« DE 1806
Wenn die untere Sperrschicht 204 aus a-Si C1 be-
a ι.—a
steht, beträgt der auf Siliciumatome bezogene Gehalt an Kohlenstoffatomen im allgemeinen 60 bis 90 Atom-%,
vorzugsweise 65 bis 80 Atom-% und insbesondere 70 bis 75 Atom-%, d. h., daß a im allgemeinen 0,1 bis
0,4, vorzugsweise 0,2 bis 0,35 und insbesondere 0,25 bis 0,3 beträgt. Im Fall von a-(Si t) c 1_t))c H 1_c beträgt
der Gehalt an Kohlenstoffatomen im allgemeinen 30 bis 90 Atom-%, vorzugsweise 40 bis 90 Atom-% und insbesondere
50 bis 80 Atom-%, während der Gehalt an Wasserstoffatomen im allgemeinen 1 bis 40 Atom-%,
vorzugsweise 2 bis 35 Atom-% und insbesondere 5 bis 30 Atom-% beträgt, d. h., daß b im allgemeinen 0,1
bis 0,5, vorzugsweise 0,1 bis 0,35 und insbesondere 0,15 bis 0,3 beträgt, während c im allgemeinen 0,60
bis 0,99, vorzugsweise 0,65 bis 0,98 und insbesondere 0,7 bis 0,95 beträgt. Im Fall von a-CSi.C- ,J-X1"
oder a-(SifC1 „) (H+X)1 beträgt der Gehalt an Kohlenstoffatomen
im allgemeinen 40 bis 90 Atom-%, vorzugsweise 50 bis 90 Atom-% und insbesondere 60 bis 80
Atom-%, während der Gehalt an Halogenatomen oder der Gesamtgehalt an Halogenatomen und Wasserstoffatomen
im allgemeinen 1 bis 20 Atom-%, vorzugsweise 1 bis 18 Atom-% und insbesondere 2 bis 15 Atom-% beträgt,
wobei der Gehalt an Wasserstoffatomen, wenn sowohl Halogenatome als auch Wasserstoffatome enthalten sind,
im allgemeinen 19 Atom-% oder weniger und vorzugsweise 13 Atom-% oder weniger beträgt, d. h., daß d oder
f im allgemeinen 0,1 bis 0,47, vorzugsweise 0,1 bis' 0,35 und insbesondere 0,15 bis 0,3 beträgt, während
e oder g irn allgemeinen 0,8 bis 0,99, vorzugsweise 0,85 bis 0,99 und insbesondere 0,85 bis 0,98 beträgt.
Wenn die untere Sperrschicht" 204 aus einem amorphen
Material vom Stickstofftyp besteht, gilt zunächst
DE 1806
im Fall von a-Si,N, ., daß der auf Siliciumatome bezogene
Gehalt an Stickstoffatomen im allgemeinen 43 bis 60 Atom-% und vorzugsweise 43 bis 50 Atom-% beträgt,
d. h., daß h im allgemeinen 0,43 bis 0,60 und vorzugsweise 0,43 bis 0,50 beträgt.
Im Fall von a-(Si.N. .J-H1 . beträgt der Gehalt an
Stickstoffatomen im allgemeinen 25 bis 55 Atom-% und
vorzugsweise 35 bis 55 Atom-%, während der Gehalt an Wasserstoffatomen im allgemeinen 2 bis 35 Atom-%
und vorzugsweise 5 bis 30 Atom-% beträgt, d. h., daß i im allgemeinen 0,43 bis 0,6 und vorzugsweise 0,43
bis 0,5 beträgt, während j im allgemeinen 0,65 bis 0,98 und vorzugsweise 0,7 bis 0,95 beträgt. Im Fall
von S-(S^N1-15J1X1-1 oder a-(SimN1-m)n(H+X)1-n beträgt
der Gehalt an Stickstoffatomen im allgemeinen 30 bis 60 Atom-% und vorzugsweise 40 bis 60 Atom-%, während
der Gehalt an Halogenatomen oder der Gesamtgehalt an Halogenatomen und Wasserstoffatomen im allgemeinen
ι bis 20 Atom-% und vorzugsweise 2 bis 15 Atom-% beträgt,
wobei der Gehalt an Wasserstoffatomen, wenn sowohl Halogenatome als auch Wasserstoffatome enthalten sind,
im allgemeinen 19 Atom-% oder weniger und vorzugsweise ■ 13 Atom-% oder weniger beträgt, d. h., daß k oder
m im allgemeinen 0,43 bis 0,60 und vorzugsweise 0,43 bis 0,49 beträgt, während 1 oder η im allgemeinen
0,8 bis-0,99 und vorzugsweise 0,85 bis 0,98 beträgt.
V/enn die untere Sperrschicht 204 aus einem amorphen Material vom Sauerstofftyp besteht, beträgt der auf
Siliciumatome bezogene Gehalt an Sauerstoffatomen zunächst im Fall von a-Si 0. im allgemeinen 60 bis
67 Atom-% und vorzugsweise 63 bis 67 Atom-%, d. h., daß ο im allgemeinen 0,33 bis 0,40 und vorzugsweise
3$ 0,33 bis 0,37 beträgt.
DE 1806
Ί Im Fall von a-(Si O. ) H. beträgt der Gehalt an
Sauerstoffatomen im allgemeinen 39 bis 66 Atom-% und vorzugsweise 42 bis 64 Atom-%, während der Gehalt
an Wasserstoffatomen im allgemeinen 2 bis 35 Atom-% und vorzugsweise 5 bis 30 Atom-% beträgt, d.. h., daß
ρ im allgemeinen 0,33 bis 0,40 und vorzugsweise 0,33 bis 0,37 beträgt, während q im allgemeinen 0,65 bis
0,98 und vorzugsweise 0,70 bis 0,95 beträgt.
Wenn die untere Sperrschicht 204 aus a-(Si O1 ,J X1 _
oder a-(Si,01 . ) (H+Xh besteht, beträgt der Gehalt
an Sauerstoffatomen im allgemeinen 48 bis 66 Atom-% und vorzugsweise 51 bis 66 Atom-%, während der Gehalt
an Halogenatomen oder der Gesamtgehalt an Halogenatomen und Wasserstoffatomen im allgemeinen 1 bis 20 Atom-%
und vorzugsweise 2 bis 15 Atom-% beträgt, wobei der Gehalt an Wasserstoffatomen, wenn sowohl Halogenatome
als auch Wasserstoffatome enthalten sind, 19 Atom-% oder weniger und vorzugsweise 13 Atom-% oder weniger
*" beträgt, d. h., daß r oder t im allgemeinen 0,33 bis
0,40 und vorzugsweise 0,33 bis 0,37 beträgt, während s oder u im allgemeinen 0,80 bis 0,99 und vorzugsweise
0,85 bis 0,98 beträgt.
Als elektrisch isolierende Metalloxide für die Bildung der unteren Sperrschicht 204 von erfindungsgemäßen,
fotoleitfähigen Elementen können vorzugsweise TiO2, Ce2O3, ZrO2, HfO2, GeO2, CaO, BeO, P3O5, Y3O3, Cr2O3,
Al0O0, MgO, MgO-Al0O0 und SiO0*MgO erwähnt werden.
Zur Bildung der unteren Sperrschicht kann auch eine Mischung aus zwei oder mehr Arten dieser Verbindungen
eingesetzt werden.
Die aus einem elektrisch isolierenden Metalloxid be-
stehende, untere'Sperrschicht 204 kann nach dem Vakuum
DE 1806
auf dampf ungs verfahren, dem chemischen Auf dampf längsverfahren
(CVD-Verfahren), dem Glimmentladungs-Zersetzungsverfahren,
dem Zerstäubungsverfahren, dem Ionenimplantationsverfahren, dem Ionenplattierverfahren,
dem Elektronenstrahlverfahren oder anderen Verfahren gebildet werden. Diese Herstellungsverfahren können
in geeigneter Weise in Abhängigkeit von den Herstellungsbedingungen,
dem fUr die Betriebsanlagen erforderlichen Kapitalaufwand, dem Fertigungsmaßstab und
den gewünschten Eigenschaften des herzustellenden, fotoleitfähigen Element gewählt werden.
Für die Bildung der unteren Sperrschicht 204 nachdem Zerstäubungsverfahren kann beispielsweise eine
für die Bildung einer Sperrschicht dienende Scheibe als Target eingesetzt und in einer Atmosphäre aus
verschiedenen Gasen wie He, Ne oder Ar zerstäubt werden
Wenn das Elektronenstrahlverfahren angewendet wird, wird ein Ausgangsmaterial für die Bildung der unteren
Sperrschicht in ein Abscheidungsschiffchen hineingebracht, das wiederum mit einem Elektronenstrahl bestrahlt
werden kann, um eine Aufdampfung dieses Ausgangsmaterials
zu bewirken. Die untere Sperrschicht 204 des erfindungsgemäßen, fotoleitfähigen Elements
wird so gebildet, daß sie elektrisch isolierendes Verhalten zeigt, weil die untere Sperrschicht 204
die Funktion hat, eine Injektion von Ladungsträgern von der Seite des Trägers 201 in die fotoleitfähige
Schicht 202 zu verhindern und zu ermöglichen, daß die in der fotoleitfähigen Schicht 202 erzeugten Fototräger leicht bzw. ungehindert bewegt und durch die
untere Sperrschicht hindurch zu der Seite des Trägers
201 hindurchgeführt werden.
35
35
-DE 1806
Auch der numerische Bereich der Schichtdicke der unteren
Sperrschicht 204 stellt einen wichtigen Faktor für die wirksame Lösung der Aufgabe der Erfindung dar.
Wenn die Schichtdicke der unteren Sperrschicht 204 zu gering ist, kann die Funktion der Verhinderung
einer Injektion von freien Ladungsträgern von der Seite des Trägers in Richtung zu der fotoleitfähigen
Schicht 202 nicht in ausreichendem Maße erfüllt werden. Andererseits ist die Wahrscheinlichkeit, daß die in
der fotoleitfähigen Schicht 202 erzeugten Fototräger durch die Sperrschicht hindurch zu der Seite des Trägers
201 durchgelassen werden, sehr gering, wenn die untere Sperrschicht 204 eine zu große Schichtdicke hat. Demnach
kann in diesen beiden Fällen die Aufgabe der Erfindung nicht in wirksamer Weise gelöst werden.
Im Hinblick auf die vorstehend erwähnten Gesichtspunkte beträgt die Schichtdicke der unteren Sperrschicht
204 für eine wirksame Lösung der Aufgabe der Erfindung geeigneterweise im allgemeinen 3,0 bis 100,0 nm und
vorzugsweise 5,0 bis 60,0 nm.
Fig. 3 zeigt einen schematischen Schnitt, der zur ' Erläuterung der dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen,
fotoleitfähigen Elements dient.
Das in Fig. 3 gezeigte, fotoleitfähige Element 300 weist eine Zwischenschicht 303 und eine fotoleitfähige
Schicht 302 auf, die auf einen Träger 301 für das ' fotoleitfähige Element laminiert sind.
Die Zwischenschicht 303 hat die Funktion, eine Injektion von freien Ladungsträgern von der Seite des Trägers
301 in die fotoleitfähige Schicht 302 zu verhindern.
DE 1806
Die Zwischenschicht 303 kann auf dem Träger 301 unter Anwendung des gleichen Materials und unter den gleichen
Herstellungsbedingungen wie bei der Bildung der Oberflächen-Sperrschicht 103 des in Fig. 1 gezeigten,
fotoleitfähigen Elements 100 gebildet werden.
Auch der numerische Bereich der Schichtdicke der Zwischenschicht 303 des in Fig. 3 gezeigten, fotoleitfähigen
Elements 300 stellt einen wichtigen Faktor für die wirksame Lösung der Aufgabe der Erfindung
dar. Mit anderen Worten, wenn die Schichtdicke der Zwischenschicht zu gering ist, kann die Funktion der
Verhinderung einer Injektion von freien Ladungsträgern von der Seite des Trägers 301 in Richtung zu der fotoleitfähigen
Schicht 302 nicht in ausreichendem Maße erfüllt werden. Andererseits kann eine Verminderung
der Fähigkeit zur Verhinderung der Injektion hervorgerufen werden oder ist die Wahrscheinlichkeit, daß
die in der fotoleitfähigen Schicht 302 erzeugten Fototräger durch die Zwischenschicht hindurch zu der Seite
des Trägers hindurchgelassen werden, sehr gering, wenn die Schichtdicke der Zwischenschicht zu groß
ist. Demnach kann in diesen beiden Fällen die Aufgabe der Erfindung nicht in wirksamer Weise gelöst werden.
Aus den vorstehend erwähnten Gründen beträgt die Schichtdicke der Zwischenschicht 303 für eine wirksame
Lösung der Aufgabe der Erfindung geeigneterweise im allgemeinen 3,0 nm bis 1 μη\, vorzugsweise 5,0 bis
500,0 nm und insbesondere 5,0 bis 100,0 nm.
Das in Fig. 4 gezeigte, fotoleitfähige Element besteht aus einem Träger 401 für das fotoleitfähige
Element sowie aus einer Zwischenschicht 403, einer fotoleitfähigen Schicht 402 und einer Oberflächen-
37 Π 01 "ι ι
Atf DE 1806
Sperrschicht 404, die auf dem Träger übereinander ausgebildet sind.
Demnach hat das in Fig. 4 gezeigte, fotoleitfähige Element die gleiche Schichtstruktur wie das unter
Bezugnahme auf Fig. 3 beschriebene, fotoleitfähige Element, wobei jedoch zusätzlich eine Oberflächen-Sperrschicht
vorgesehen ist.
Die Oberflächen-Sperrschicht 404 kann auf der fotoleitfähigen
Schicht 402 unter Anwendung des gleichen Materials und unter den gleichen Herstellungsbedingungen
wie bei der Bildung der unteren Sperrschicht 204 des in Fig. 2 gezeigten, fotoleitfähigen Elements 200
gebildet werden.
Die Oberflächen-Sperrschicht 404 hat die gleiche Funktion
wie die unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 beschriebenen Oberflächen-Sperrschichten, und die
Schichtdicke der Oberflächen-Sperrschicht 404 liegt geeigneterweise in dem gleichen numerischen Bereich
wie die Schichtdicke dieser Oberflächen-Sperrschichten.
Unter Anwendung der in Fig. 5 gezeigten Vorrichtung, die in einem reinen, vollständig abgeschirmten Raum
untergebracht war, wurde nach dem folgenden Verfahren ein fotoleitfähiges Element mit der in Fig. 1 gezeigten
Schichtstruktur hergestellt.
Ein Träger 502 aus Molybdän (10 cm χ 10 cm) mit einer
Dicke von 0,5 mm, dessen Oberfläche gereinigt worden war, wurde an einem auch als' Elektrode dienenden Festhaiteelement
503 befestigt, das in einer vorbestimmten
«7 DE 1806
Lage in einer Abscheidungskammer 501 angeordnet war.
Das Target für die Zerstäubung bestand aus hochreinem, polykristallinen! Silicium (99,999 %) 506, das auf
hochreinem Graphit (99,999 %) 505 angeordnet war. Die auch als Elektrode dienende Blende 508 wurde geschlossen.
Der Träger 502 wurde durch eine innerhalb des Festhalteelements 503 befindliche Heizvorrichtung
504 mit einer Genauigkeit von ^0,50C erhitzt. Die
Temperatur wurde mit einem Alumel-Chromel-Thermopaar direkt an der Rückseite des Trägers gemessen. Nachdem dann
festgestellt worden war, daß alle Ventile in dem System geschlossen waren, wurde das Hauptventil 531 vollständig
geöffnet, wodurch die Abscheidungskammer einmal bis zu einem Druck von etwa 0,67 nbar evakuiert wurde.
Während dieses Vorgangs waren alle anderen Ventile in dem System geschlossen. Anschließend wurde das Hilfsventil
529 geöffnet, und dann wurden die Ausströmventile 524, 525, 526, 527 und 528 geöffnet, um die in den
Durchfluß-Meßvorrichtungen 537, 538, 539, 540 und 541 befindlichen Gase in ausreichendem Maße zu entfernen.
Dann wurden die Ausströmventile 524, 525, 526, 527 und 528 geschlossen. Zur Einstellung der Trägertemperatur
auf 250'
504 eingeschaltet.
504 eingeschaltet.
temperatur auf 250 C wurde dann die Heizvorrichtung
Dann wurden das Ventil 514 der Bombe 509, die SiH4-Gas
(Reinheit: 99,999 %) enthielt, das mit Hp bis
zu einer SiH .-Konzentration von 10 Volumenprozent verdünnt worden war {[nachstehend als SiH4(10)/H bezeichnet!,
und das Ventil 515 der Bombe 510, die B„H„-Gas
enthielt, das mit H0 bis zu einer B-Hc-Konzentration
von 100 Volumen-ppm verdünnt worden war [nachstehend
als B„H6(100)/H_ bezeichnetj, geöffnet, wodurch
der an den Auslaßmanometern 532 bzw. 533 angezeigte Druck auf einen Wert von 0,98 bar eingestellt wurde.
** DE 1806
Dann wurden die Einströmventile 519 und 520 allmählich geöffnet, um SiH4C10)/H3-GaS und B2H5(IOO)ZH2-Gas
in die Durchfluß-Meßvorrichtungen 537 bzw. 538 hineinströmen zu lassen. Anschließend wurden die Aus-Strömventile
524 und 525 allmählich geöffnet, worauf das Hilfsventil 529 geöffnet wurde. Dabei wurden die
Einströmventile 519 und 520 so eingestellt, daß das GaszufUhrungsverhältnis von SiH.(lO)/H2 zu B H.(100)/Hp
100:1 betrug. Dann wurde die Öffnung des Hilfsventils 529 unter sorgfältiger Ablesung des Pirani-Manometers
542 eingestellt, wobei das Hilfsventil 529 so weit geöffnet wurde, daß der Innendruck in der Abscheidungskammer
501 13 jjbar erreichte. Nachdem sich der Innendruck in der Abscheidungskammer 501 stabilisiert
hatte, wurde das Hauptventil 531 unter Verengung seiner Öffnung allmählich geschlossen, bis an dem Pirani-Manometer
542 0,67 mbar angezeigt wurden. Nachdem festgestellt worden war, daß sich die Gaszuführung
und der Innendruck stabilisiert hatten, wurde die Blende 508 geschlossen. Dann wurde die Hochfrequenz-Stromquelle
543 eingeschaltet, wodurch zwischen dem als Elektrode dienenden Festhalteelement 503 und der
ebenfalls als Elektrode dienenden Blende 508 eine Hochfrequenzspannung mit einer Frequenz von 13,56 MHz
angelegt wurde. Dadurch wurde in der Abscheidungskammer 501 eine Glimmentladung mit einer Eingangsleistung von 10 W erzeugt. Die Glimmentladung wurde
etwa 10 h lang zur Bildung einer fotoleitfähigen Schicht mit einer Schichtdicke von etwa 15 jum fortgesetzt.
Dann wurde die Hochfrequenz-Stromquelle 543 zur Unterbrechung
der Glimmentladung abgeschaltet, und die Ventile 514 und 515, die Einströmventile 519 und
und die Ausströmventile 524 und 525 wurden geschlossen, und das Hauptventil 531 wurde vollständig geöffnet.
OJ Nach gründlichem Evakuieren der Abscheidungskammer
DE 1806
501 wurde das Hilfsventil 529 einmal geschlossen, und das Ventil 516 der Bombe 511 , die B3H6-GaS enthielt,
das mit H0 bis zu einer B„H_-Konzentration von 5 VoIud do
menprozent verdünnt worden war ^nachstehend als BpHg(5)/Ho bezeichnet], wurde geöffnet, wodurch der
an dem Auslaßmanometer 534 angezeigte Druck auf 0,98 bar eingestellt wurde. Dann wurde das Einströmventil
geöffnet, um B„H (5)/Hp-Gas in die Durchfluß-Meßvorrichtung
539 hineinströmen zu lassen. Anschließend wurde das Ausströmventil 526 allmählich geöffnet,
und der Innendruck in der Abscheidungskammer 501 wurde durch Einstellung der Öffnung des Hilfsventils 529
auf 13 /abar gehalten. Nachdem sich der Innendruckin
der Abscheidungskammer 50i stabilisiert hatte, wurde das Hauptventil 531 unter Verengung seiner Öffnung
allmählich geschlossen, bis der an dem Pirani-Manometer 542 angezeigte Druck 0,27 mbar erreichte. Nachdem
festgestellt worden war, daß sich das Einströmen des Gases und der Innendruck stabilisiert hatten, wurde
die Hochfrequenz-Stromquelle 543 eingeschaltet, wodurch
zwischen dem als Elektrode dienenden Festhalteelement 503 und der als Elektrode dienenden Blende 508 eine
Hochfrequenzspannung angelegt wurde. Dadurch wurde in der Abscheidungskammer 501 eine Glimmentladung
mit einer Eingangsleistung von 20 W erzeugt. Die Glimmentladung
wurde unter Beibehaltung dieser Bedingungen etwa 6 min lang fortgesetzt, wodurch eine Oberflächen-Sperrschicht
mit einer Dicke von etwa 40,0 nm gebildet
wurde. Schließlich wurden die Heizvorrichtung 504 on
und die Hochfrequenz-Stromquelle 543 abgeschaltet, und das Ausströmventil 526 und das Einströmventil
521 wurden bei vollständig geöffnetem Hauptventil 531 geschlossen, wodurch der Innendruck in der Abscheidungskammer
501 auf weniger als 13 nbar gebracht wurde. Nach dem Abkühlen des Trägers auf 50°C wurde das Haupt-
- 5Ä - DE 1806
ventil 531 geschlossen, und der Innendruck in der
Abseheidungskammer 501 wurde durch das Belüftungsventil
530 auf Atmosphärendruck gebracht, worauf der Träger mit den darauf gebildeten Schichten aus der
Abscheidungskammer herausgenommen wurde.
Das auf diese Weise hergestellte, fotoleitfähige Element wurde in eine Ladungs-Belichtungs-Versuchsvorrichtung
hineingebracht. Das fotoleitfähige Element wurde einer Koronaladung mit -6,0 kV unterzogen, und eine bildmäßige
Belichtung wurde unter Anwendung einer Halogenlampe als Lichtquelle mit einer Lichtmenge von etwa
1 Ix.s durchgeführt.
Unmittelbar danach wurde ein positiv geladener Entwickler, der Toner und Tonerträger enthielt, kaskadenförmig
auf die Oberfläche des fotoleitfähigen Elements auftreffen gelassen, wodurch auf dem fotoleitfähigen
Element ein gutes Tonerbild erhalten wurde. Als das auf dem fotoleitfähigen Element befindliche Tonerbild
durch Koronaladung mit -5,0 kV auf ein Übertragungsbzw. Bildempfangspapier übertragen wurde, wurde ein
klares Bild erhalten, das eine aus gezeichnete Auflösung sowie eine ausgezeichnete Reproduzierbarkeit der Hellig-
^ keitsabstufung zeigte. Die vorstehend erwähnte Bildqualität
änderte sich in keiner Weise, als das Bilderzeugungsverfahren wiederholt wurde und das beim ersten
Bilderzeugungsverfahren erhaltene Bild mit den bei dem zweiten Bilderzeugungsverfahren und den folgenden
Bilderzeugungsverfahren erhaltenen Bildern verglichen wurde. Außerdem verschlechterten sich die Bildeigenschaften
auch dann nicht, als das vorstehend beschriebene Bilderzeugungsverfahren 50.000 mal wiederholt
worden war.
35
35
| -- -- | 1806 | 3200376 | |
| ".. .." | |||
| - rrf - | DE | ||
Andererseits wurden keine guten Bilder erhalten, als die Ladungspolarität umgekehrt wurde, d. h., als die
Koronaladung mit +6 kV durchgeführt und im Anschluß an die bildmäßige Belichtung eine Kaskadenentwicklung
mit einem negativ geladenen Entwickler durchgeführt wurde.
Unter Anwendung der gleichen Vorrichtung, wie sie in Beispiel 1 angewendet wurde, wurde ein Träger
aus Molybdän nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 befestigt. Nachdem dann festgestellt worden war,
daß alle Ventile in dem System geschlossen waren, wurde das Hauptventil 531 vollständig geöffnet, wodurch
die Abscheidungskammer 501 einmal bis zu einem Druck von etwa 0,67 nbar evakuiert wurde. Während dieses
Vorgangs waren alle anderen Ventile in dem System geschlossen. Anschließend wurde das Hilfsventil 529
geöffnet, und dann wurden die Ausströmventile 524, 525, 526, 527 und 528 geöffnet, um die in den Durchfluß-Meßvorrichtungen
537, 538, 539, 540 und 541 befindlichen Gase in ausreichendem Maße zu entfernen. Dann
wurden die Ausströmventile 524, 525, 526, 527 und 528 geschlossen.
Als nächstes wurde das Ventil 517 der Ar-Gas (Reinheit:
99,999 %) enthaltenden Bombe 512 geöffnet, bis der an dem Auslaßmanometer 535 abgelesene Druck auf 0,98 bar
eingestellt war, und dann wurde das Einströmventil 522 geöffnet, worauf das Ausströmventil 527 allmählich
geöffnet wurde, um Ar-Gas in die Abscheidungskammer 501 hineinströmen zu lassen. Das Ausströmventil 527
wurde allmählich geöffnet, b'is an dem Pirani-Manometer
JJ 542 0,67 ^ibar angezeigt wurden. Nachdem sich die
ς*
:
- DE 1806
Strömungsmenge unter diesen Bedingungen bzw. in diesem Zustand stabilisiert hatte, wurde das Hauptventil
531 unter Verengung seiner Öffnung allmählich geschlossen, bis der Druck in der Abscheidungskammer
13 pbar erreichte. Nachdem festgestellt worden war, daß sich die Durchfluß-Meßvorrichtung 540 bei geöffneter
Blende 508 stabilisiert hatte, wurde die Hochfrequenz-Stromquelle
543 eingeschaltet, wodurch zwischen dem Graphit-Target 505 und dem Silicium-Target 506
einerseits und dem Festhalteelement 503 andererseits eine Wechselspannung mit einer Frequenz von 13,56 MHz
und einer Leistung von 100 W angelegt wurde. Unter diesen Bedingungen, die so abgestimmt waren, daß eine
stabile Entladung fortgesetzt wurde, wurde eine Schicht gebildet. Nachdem die Entladung unter diesen Bedingungen
1 min lang fortgesetzt worden war, hatte sich eine untere Sperrschicht mit einer Dicke von 10,0 nm
gebildet. Dann wurde die Hochfrequenz-Stromquelle 543 zur Unterbrechung der Glimmentladung abgeschaltet.
Anschließend wurde das Ausströmventil 522 geschlossen,
und das Hauptventil 531 wurde vollständig geöffnet, um das in der Abscheidungskammer 501 befindliche Gas
bis zur Erzielung eines Druckes von 67 nbar zu evakuieren. Dann wurde die Heizvorrichtung 504 eingeschaltet,
und die Eingangsspannung der Heizvorrichtung wurde unter Messung der Trägertemperatur verändert, bis
sich die Trägertemperatur bei einem konstanten Wert von 25O°C stabilisiert hatte.
Des weiteren wurde das Hilfsventil 529 vollständig geöffnet, und dann wurden das Ausströmventil 527 und
das Einströmventil 522 vollständig geöffnet, um die Durchfluß-Meßvorrichtung 540 in ausreichendem Maße
bis zur Erzielung von Vakuum'zu entgasen. Anschließend
wurden nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel
- 96 - DE 1806
1 die fotoleitfähige Schicht und die Oberflächen-Sperrschicht
gebildet.
Das auf diese Weise hergestellte, fotoleitfähige EIement
wurde in die gleiche Ladungs-Belichtungs-Versuchsvorrichtung hineingebracht, die in Beispiel 1
angewendet worden war, und die Bilderzeugung, die Entwicklung und die Übertragung wurden in der gleichen
Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt. Als Ergebnis
'0 wurde ein klares Bild erhalten, das eine ausgezeichnete
Auflösung sowie eine gute Reproduzierbarkeit der Helligkeitsabstufung zeigte und eine höhere Dichte
hatte als das in Beispiel 1 erhaltene Bild. Die Bildeigenschaften
waren auch bei der Wiederholung des
'5 Bilderzeugungsverfahrens gut. In ähnlicher Weise wie
in Beispiel 1 wurde der Versuch einer Bilderzeugung unter Umkehrung der Ladungspolarität gemacht, jedoch
wurden dabei keine guten Bilder erhalten.
Fotoleitfähige Elemente wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, jedoch wurde die Dicke
der Oberflächen-Sperrschicht variiert. Diese fotoleit-■"
fähigen Elemente wurden ähnlich wie in Beispiel 1 zur Bilderzeugung durch Ladung mit negativer Polarität
eingesetzt, wobei die in Tabelle 1 gezeigten Ergebnisse erhalten wurden.
Schichtdicke: 3,0 nm 10,0 nm 100,0 nm 1 jurn 5/um
Bildqualilät: _Δ Q O Δ Χ
_
ausgezeichnet
etwas weniger gut geeignet für die prak tische Anwendung
SC
-SJf- DE 1806
Unter Anwendung der gleichen Vorrichtung wie in Beispiel 1 wurde nach dem folgenden Verfahren ein fotoleitfähiges
Element mit der in Fig. 1 gezeigten Schichtstruktur hergestellt.
Ein Träger 502 aus Molybdän (10 cm χ 10 cm) mit einer
Dicke von 0,5 mm, dessen Oberfläche gereinigt worden war, wurde an einem Festhalteelement 503, das in einer
vorbestimmten Lage in einer Abscheidungskammer 501 angeordnet war, befestigt. Nachdem dann festgestellt worden
war, daß alle Ventile in dem System geschlossen waren, wurde das Hauptventil 531 vollständig geöffnet, um
die Abscheidungskammer 501 einmal bis zu einem Druck von 0,67 nbar zu evakuieren. Während dieses Vorgangs
waren alle anderen Ventile in dem System geschlossen. Dann wurden das Hilfsventil 529 und die Ausströmventile
524, 525, 526, 527 und 528 geöffnet, um die in den Durchfluß-Meßvorrichtungen 537, 538, 539, 540 und
541 befindlichen Gase in ausreichendem Maße zu entfernen. Dann wurden die Ausströmventile 524, 525, 526,
527 und 528 geschlossen, worauf die Heizvorrichtung 504 zur Einstellung der Trägertemperatur auf 25O°C
eingeschaltet wurde. Anschließend wurden das Ventil 514 der SiH4(10)/H2-Gas enthaltenden Bombe 509 und
das Ventil 515 der B„HC(100)/Ho-Gas enthaltenden Bombe
510 geöffnet, bis der an den Auslaßmanometern 532
und 533 angezeigte Druck auf 0,98 bar eingestellt on
ou war, und dann wurden die Einströmventile 519 und allmählich geöffnet, um SiH4(IO)ZH3-GaS und BpH-(100)/H--Gas in die Durchfluß-Meßvorrichtung 537 bzw. 538 hineinströmen zu lassen, worauf das Hilfsventil 529 allmählich geöffnet wurde. Dabei wurden die Einströmventile 519 und 521 so eingestellt, daß das Gaszuführungs-
ou war, und dann wurden die Einströmventile 519 und allmählich geöffnet, um SiH4(IO)ZH3-GaS und BpH-(100)/H--Gas in die Durchfluß-Meßvorrichtung 537 bzw. 538 hineinströmen zu lassen, worauf das Hilfsventil 529 allmählich geöffnet wurde. Dabei wurden die Einströmventile 519 und 521 so eingestellt, daß das Gaszuführungs-
- «Γ - DE 1806
verhältnis von SiH71(IO)ZH0 zu ΒοΗΛ(100)/Ηο 100:1 betrug.
Dann wurde die Öffnung des Hilfsventils 529
unter sorgfältiger Ablesung des an dem Pirani-Manometer 542 angezeigten Druckes einreguliert, bis der
Innendruck in der Abseheidungskammer 501 13 ^ibar
erreichte. Nachdem sich der Innendruck in der Abscheidungskammer 501 stabilisiert hatte, wurde das Hauptventil
531 unter Verengung seiner Öffnung allmählich geschlossen, bis das Pirani-Manometer 542 einen Druck
von 0,67 mbar anzeigte. Nachdem festgestellt worden war, daß sich das Einströmen der Gase und der Innendruck
bei geschlossener Blende 508 stabilisiert hatten, wurde die Hochfrequenz-Stromquelle 543 eingeschaltet,
wodurch zwischen dem Festhalteelement 503 und der Blende 508, die als Elektroden dienten, eine Hochfrequenzspannung
mit einer Frequenz von 13,56 MHz angelegt und in der Abscheidungskammer 501 eine Glimmentladung
mit einer Eingangsleistung von 10 W erzeugt wurde. Die Glimmentladung wurde unter Bildung einer
photoleitfähigen Schicht mit einer Schichtdicke von etwa 15 jam etwa 10 h lang fortgesetzt.
Dann wurde die Hochfrequenz-Stromquelle 543 zur Unterbrechung
der Glimmentladung abgeschaltet, und die Ventile 514 und 515, die Einströmventile 519 und 520
und die Ausströmventile 524 und 525 wurden geschlossen, und das· Hauptventil 531 wurde vollständig geöffnet.
Nachdem die Abscheidungskammer 501 gründlich bis zur Erzielung von Vakuum evakuiert worden war, wurde das
Hilfsventil 529 einmal geschlossen, und dann wurde das Ventil 518 der Bombe 513, die BF3-GaS enthielt,
das mit Ar bis zu einer BF_-Konzentration von 5 % verdünnt worden war [[nachstehend als BF3(5)/Ar bezeichnet]},
geöffnet, wodurch der "an dem Auslaßmanometer 536 angezeigte Druck auf 0,98 bar eingestellt wurde.
S*
- «β - DE 1806
Anschließend wurde das Einströmventil 523 allmählich geöffnet, um BF„(5)/Ar-Gas in die Durchfluß-Meßvorrichtung
541 hineinströmen zu lassen. Dann wurde die Öffnung des Hilfsventils 529 so eingestellt, daß der
T/in«iifinj':l<
.In d§r Abfinheiriungeltämmer F>°1 auf Π /!bar
gehalten wurde. Nachdem sich der Innendruck in der Abscheidungskammer 501 stabilisiert hatte, wurde das
Hauptventil 531 unter Verengung seiner Öffnung allmählich geschlossen, bis das Pirani-Manometer 542 0,27 mbar
anzeigte. Nachdem festgestellt worden war, daß sich das Einströmen des Gases und der Innendruck stabilisiert
hatten, wurde die Hochfrequenz-Stromquelle 543 eingeschaltet, wodurch zwischen dem Festhalteelement
503 und der Blende 508, die als Elektroden dienten, eine Hochfrequenzspannung angelegt und in der Abscheidungskammer
501 eine Glimmentladung mit einer Eingangsleistung von 25 W erzeugt wurde. Die Glimmentladung
wurde auf diese Weise zur Bildung einer Oberflächen-Sperrschicht etwa 6 min lang fortgesetzt.
Die auf diese Weise gebildete Oberflächen-Sperrschicht hatte eine Dicke von etwa 45,0 nm. Schließlich wurden
die Heizvorrichtung 504 und die Hochfrequenz-Stromquelle
543 abgeschaltet, und das Ausströmventil 528 und das Einströmventil 523 wurden bei vollständig
geöffnetem Hauptventil 531 geschlossen, wodurch der Innendruck in der Abscheidungskammer 501 auf weniger
als 13 nbar gebracht wurde. Dann wurde das Hauptventil 531 geschlossen. Nachdem der Träger auf 50°C abgekühlt
war, wurde der Innendruck in der Abscheidungskammer 501 durch das Belüftungsventil 530 auf Atmosphärendruck
gebracht, und der Träger mit den darauf gebildeten Schichten wurde aus der Abscheidungskammer herausgenommen.
- β© - DE 1806
Das auf diese Weise hergestellte, fotoleitfähige Element wurde in eine Ladungs-Belichtungs-Versuchsvorrichtung
hineingebracht und einer Koronaladung mit -6 kV unterzogen, worauf eine bildmäßige Belichtung unter Anwendung
einer Halogenlampe als Lichtquelle mit einer Lichtmenge von etwa 1 Ix.s durchgeführt wurde.
Unmittelbar danach wurde ein positiv geladener Entwickler, der Toner und Tonerträger enthielt, kaskadenförmig
auf die Oberfläche des fotoleitfähigen Elements auftreffen gelassen, wodurch auf dem fotoleitfähigen
Element ein gutes Tonerbild erhalten wurde. Als das auf dem fotoleitfähigen Element befindliche Tonerbild
durch Koronaladung mit -5,0 kV auf ein Übertragungs- bzw. Bildempfangspapier übertragen wurde, wurde ein
klares Bild erhalten, das eine ausgezeichnete Auflösung sowie eine ausgezeichnete Reproduzierbarkeit der Helligkeitsabstufung
zeigte. Die vorstehend erwähnte Bildqualität änderte sich in keiner Weise, als das BiIderzeugungsverfahren
wiederholt wurde und das beim ersten Bilderzeugungsverfahren erhaltene Bild mit den Bildern verglichen wurde, die bei dem zweiten Bilderzeugungsverfahren
und den folgenden Bilderzeugungsverfahren erhalten wurden. Die Bildeigenschaften waren
auch dann nicht verschlechtert, als das vorstehend beschriebene BiIderzeugungsverfahren 50.000 mal wiederholt
worden war. Andererseits wurde kein gutes Bild erhalten, als die Ladungspolarität umgekehrt wurde,
d. h., als die Koronaladung mit +6 kV durchgeführt
und im Anschluß an die bildmäßige Belichtung eine
Kaskadenentwicklung mit einem negativ geladenen Entwickler durchgeführt wurde.
- STL - DE 1806
Unter Anwendung der gleichen Vorrichtung, wie sie in Beispiel 4 angewendet wurde, wurde ein Träger
aus Molybdän nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 4 befestigt. Nachdem dann festgestellt worden
war, daß alle Ventile in dem System geschlossen waren, wurde das Hauptventil 531 vollständig geöffnet, wodurch
die Abscheidungskammer 501 einmal bis zu einem Druck
von etwa 0,67 nbar evakuiert wurde. Während dieses Vorgangs waren alle anderen Ventile in dem System
geschlossen. Anschließend wurde das Hilfsventil geöffnet, und dann wurden die Ausströmventile 524,
525, 526, 527 und 528 geöffnet, um die in den Durchfluß-Meßvorrichtungen 537, 538, 539, 540 und 541 befindlichen
Gase in ausreichendem Maße zu entfernen. Dann wurden die Ausströmventile 524, 525, 526, 527 und 528 geschlossen
.
Als nächstes wurde das Ventil 517 der Ar-Gas (Reinheit: 99,999 %) enthaltenden Bombe 512 geöffnet, bis der
an dem Auslaßmanometer 535 abgelesene Druck auf 0,98 bar eingestellt war. Dann wurde das Einströmventil 522
geöffnet, worauf das Ausströmventil 527 allmählich geöffnet wurde, um Ar-Gas in die Abscheidungskammer
501 hineinströmen zu lassen. Das Ausströmventil wurde allmählich geöffnet, bis das Pirani-Manometer
542 0,67 /ubar anzeigte. Nachdem sich die Strömungsmenge
in diesem Zustand stabilisiert hatte, wurde das Hauptventil 531 unter Verengung seiner Öffnung allmählich
geschlossen, bis der Druck in der Abscheidungskammer 501 13 pbar erreichte. Nachdem festgestellt worden
war, daß sich die Durchfluß-Meßvorrichtung 540 bei geöffneter Blende 508 stabilisiert hatte, wurde die
OJ Hochfrequenz-Stromquelle 543 eingeschaltet, wodurch
- 6* - DE 1806
zwischen dem Target (Graphit-Target 505 und Silicium-Target 506) und dem Festhalteelement 503 eine Wechselspannung
mit einer Frequenz von 13,56 MHz und einer Leistung von 100 W angelegt wurde. Unter diesen Bedingungen,
die so abgestimmt waren, daß eine stabile Entladung fortgesetzt wurde, wurde eine Schicht gebildet.
Nachdem die Entladung unter diesen Bedingungen 1 min lang fortgesetzt worden war, hatte sich eine
untere Sperrschicht mit einer Dicke von 10,0 nm gebildet.
Dann wurde die Hochfrequenz-Stromquelle 543 zur Unterbrechung der Glimmentladung abgeschaltet. Anschließend
wurde das Ausströmventil 522 geschlossen, und das Hauptventil 531 wurde vollständig geöffnet, um
das in der Abscheidungskammer 501 befindliche Gas bis zur Erzielung eines Druckes von 67 nbar zu evakuieren.
Dann wurde die Eingangsspannung der Heizvorrichtung 504 verändert und unter Messung der Trägertemperatur
so stabilisiert,daß sich die Trägertemperatur
bei einem konstanten Wert von 2500C stabilisierte.
Des weiteren wurde das Hilfsventil 529 vollständig geöffnet, und dann wurden das Ausströmventil 527 und
das Einströmventil 522 vollständig geöffnet, um die Durchfluß-Meßvorrichtung 540 in ausreichendem Maße
bis zur Erzielung von Vakuum zu entgasen. Anschließend wurden nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel
4 die fotoleitfähige Schicht und die Oberflächen-Sperrschicht gebildet.
uu Das auf diese Weise hergestellte, fotoleitfähige Element
wurde in die gleiche Ladungs-Belichtungs-Versuchsvorrichtung hineingebracht, die in Beispiel 4 angewendet
wurde, und die Bilderzeugung, die Entwicklung und die Übertragung wurden in der gleichen Weise wie in
Beispiel 4 durchgeführt. Als Ergebnis wurde ein klares
- A3 - DE 1806
Bild erhalten, das eine ausgezeichnete Auflösung sowie eine gute Reproduzierbarkeit der Helligkeitsabstufung
zeigte und eine höhere Dichte hatte als das in Beispiel 4 erhaltene Bild. Auch nach wiederholtem Kopieren
waren die Bildeigenschaften gut. Ähnlich wie in Beispiel
4 wurde der Versuch einer Bilderzeugung unter Umkehrung der Ladungspolarität gemacht, wobei jedoch kein gutes
Bild erhalten wurde.
Fotoleitfähige Elemente wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 4 hergestellt, jedoch wurde die Dicke
der Oberflächen-Sperrschicht variiert. Diese fotoleitfähigen Elemente wurden ähnlich wie in Beispiel 4
zur Bilderzeugung durch Ladung mit negativer Polarität eingesetzt, wobei die in Tabelle 2 gezeigten Ergebnisse
erhalten wurden.
Schichtdicke: 3,0 nm 10,0 nm 100,0 nm 1 pm 3 jum
Bildqualität: /\
Q ausgezeichnet
X etwas weniger gut geeignet für die praktische Anwendung
Die B H-(5)/H_-Gas enthaltende Bombe 511 wurde vorher
d D 2
durch eine Gasbombe ersetzt, die BF„-Gas enthielt,
-&-*·- DE 1806
das mit Ar bis zu einer BF„-Konzentration von 5 Volumenprozent
verdünnt worden war ^nachstehend als BF„(5)/Ar
bezeichnet], und die DF3(5)/Ar-Gas enthaltende Bombe
513 wurde durch eine Gasbombe ersetzt, die B„HC-Gas
enthielt, das mit Ar bis zu einer B„Hfi-Konzentration
von 5 Volumenprozent verdünnt worden war [^nachstehend als B2H6(5)/Ar-Gas bezeichnet]. Unter Anwendung der
in Fig. 5 gezeigten Vorrichtung wurde nach dem folgenden Verfahren ein photoleitfähiges Element mit der
in Fig. 1 gezeigten Schichtstruktur hergestellt.
Ein Träger 502 aus Molybdän (10 cm χ 10 cm) mit einer
Dicke von 0,5 mm, dessen Oberfläche gereinigt worden war, wurde an einem Festhalteelement 503 befestigt,
das in einer vorbestimmten Lage in einer Abscheidungskammer 501 angeordnet war.
Nachdem dann festgestellt worden war, daß alle Ventile in dem System geschlossen waren, wurde das Hauptventil
531 vollständig geöffnet, wodurch die Abscheidungskammer 501 einmal bis zu einem Druck von 0,67 nbar
evakuiert wurde. Während dieses Vorgangs waren alle anderen Ventile in dem System geschlossen. Dann wurden
das Hilfsventil 529 und die Ausströmventile 524, 525, 526, 527 und 528 geöffnet, um die in den Durchfluß-Meßvorrichtungen
537, 538, 539, 540 und 541 befindlichen Gase in .ausreichendem Maße zu entfernen. Dann wurden
die Ausströmventile 524, 525, 526, 527 und 528 geschlossen, worauf die Heizvorrichtung 504 zur Einstellung
der Trägertemperatur auf 2500C eingeschaltet
wurde.
Anschließend wurden das Ventil 514 der SiH4(10)/H Gas
enthaltenden Bombe 509 und das Ventil 515 der B3H5(100J/H^-Gas enthaltenden Bombe 510 geöffnet,
- DE 1806
bis der an den Auslaßmanometern 532 und 533 angezeigte Druck auf 0,98 bar eingestellt war. Dann wurden die
Einströmventile 519 und 520 allmählich geöffnet, um
SiH. (10)/Ho-Gas und B0H-(IOO)/H0-GaS in die Durch-4 2 do d.
fluß-Meßvorrichtung 537 bzw. 538 hineinströmen zu lassen, worauf das Hilfsventil 529 allmählich geöffnet
wurde. Dabei wurden die Einströmventile 519 und 520 so eingestellt, daß das Gaszuführungsverhältnis
von SiH4(10)/H2 zu B3H5(100)/H3 100:1 betrug. Dann
wurde die Öffnung des Hilfsventils 529 unter sorgfältiger
Ablesung des an dem Pirani-Manometer 542 angezeigten Druckes so eingestellt, daß der Innendruck in
der Abscheidungskammer 501 13 pbar erreichte. Nachdem
sich der Innendruck in der Abscheidungskammer 501 stabilisiert hatte, wurde das Hauptventil 531
unter Verengung seiner Öffnung allmählich geschlossen, bis an dem Pirani-Manometer 542 0,67 mbar angezeigt
wurden. Nachdem festgestellt worden war, daß sich das Einströmen der Gase und der Innendruck bei geschlossener
Blende 508 stabilisiert hatten, wurde die Hochfrequenz-Stromquelle 543 eingeschaltet, wodurch
zwischen dem Festhalteelement 503 und der Blende 508, die als Elektroden dienten, eine Hochfrequenzspannung
mit einer Frequenz von 13,56 MHz angelegt und in der Abscheidungskammer 501 eine Glimmentladung mit einer
Eingangsleistung von 10 W erzeugt wurde. Die Glimmentladung wurde unter Bildung einer photoleitfähigen
Schicht mit einer Schichtdicke von etwa 15 pm etwa 10 h lang fortgesetzt.
Dann wurde die Hochfrequenz-Stromquelle 543 zur Unterbrechung
der Glimmentladung abgeschaltet, und die Ventile 514 und 515, die Einströmventile 519 und
und die Ausströmventile 524 'und 525 wurden geschlossen, und das Hauptventil 531 wurde vollständig geöffnet.
- ββ - DE 1806
Nach gründlichem Evakuieren der Abscheidungskammer 501 bis zur Erzielung von Vakuum wurde das Hilfsventil
529 einmal geschlossen.
Dann wurden das Ventil 516 der BF3(5)/Ar-Gas enthaltenden
Bombe 511 und das Ventil 518 der B0H.(5)/Ar-Gas
enthaltenden Bombe 513 allmählich geöffnet, wodurch der an den Auslaßmanometern 534 und 536 angezeigte
Druck auf 0,98 bar eingestellt wurde. Anschließend wurden die Einströmventile 521 und 523 allmählich
geöffnet, um BF3(5)/Ar-Gas und B2Hg(5)/Ar-Gas in die
Durchfluß-Meßvorrichtung 539 bzw. 541 hineinströmen zu lassen. Anschließend wurden die Ausströmventile
526 und 528 allmählich geöffnet, worauf das Hilfsventil
529 allmählich geöffnet wurde. Dabei wurden die Einströmventile 521 und 523 so reguliert, daß das
Gaszuführungsverhältnis von BF0(5)/Ar-Gas zu BOH_(5)/Ar-Gas
1:1 betrug.
Dann wurde die Öffnung des Hilfsventils 529 so eingestellt, daß der Innendruck in der Abscheidungskammer
501 auf 13 jjbar gehalten wurde. Nachdem sich der Innendruck
in der Abscheidungskammer 501 stabilisiert hatte, wurde das Hauptventil 531 unter Verengung seiner Öffnung
allmählich geschlossen, bis das Pirani-Manometer
542 0,27 mbar anzeigte. Nachdem festgestellt worden war, daß sich das Einströmen der Gase und der Druck
stabilisiert hatten, wurde die Hochfrequenz-Stromquelle
543 eingeschaltet, wodurch zwischen dem Festhalteelement 503 und der Blende 508, die als Elektroden dienten,
eine Hochfrequenzspannung angelegt und in der Abscheidungskammer 501 eine Glimmentladung mit einer Eingangsleistung von 25 W erzeugt wurde. Die Glimmentladung
wurde auf diese Weise unter Bildung einer Oberflächen-Sperrschicht etwa 5 min lang fortgesetzt.
- DE 1806
Die auf diese Weise gebildete Oberflächen-Sperrschicht hatte eine Dicke von etwa 40,0 nm.
Schließlich wurden die Heizvorrichtung 504 und die Hochfrequenz-Stromquelle 543 abgeschaltet, und das
Ausströmventil 526 und das Einströmventil 521 wurden bei vollständig geöffnetem Hauptventil 531 geschlossen,
wodurch der .Innendruck in der Abscheidungskammer 501 auf weniger als 13 nbar gebracht wurde. Dann wurde
das Hauptventil 531 geschlossen. Nachdem der Träger auf 500C abgekühlt war, wurde der Innendruck in der
Abscheidungskammer 501 durch das Belüftungsventil 530 auf Atmosphärendruck gebracht, und der Träger.
mit den darauf gebildeten Schichten wurde aus der Abscheidungskammer herausgenommen.
Das auf diese Weise hergestellte, fotoleitfähige Element wurde in eine Ladungs-Belichtungs-Versuchsvorrichtung
hineingebracht und einer Koronaladung mit -6 kV unterzogen, worauf eine bildmäßige Belichtung unter Anwendung
einer Halogenlampe als Lichtquelle mit einer Lichtmenge von etwa 1 Ix.s durchgeführt wurde.
Unmittelbar danach wurde ein positiv geladener Entwickler,
der Toner und Tonerträger enthielt, kaskadenförmig auf die Oberfläche des fotoleitfähigen Elements auftreffen
.gelassen, wodurch auf dem fotoleitfähigen Element ein gutes Tonerbild erhalten wurde. Als das
auf dem fotoleitfähigen Element befindliche Tonerbild durch Koronaladung mit -5,0 kV auf ein Übertragungsbzw. Bildempfangspapier übertragen wurde, wurde ein
klares Bild erhalten, das eine ausgezeichnete Auflösung sowie eine ausgezeichnete Reproduzierbarkeit der Helligkeitsabstufung
zeigte. Die vorstehend erwähnte BiId- OJ qualität änderte sich in keiner Weise, als das Bild-
DE 1806
] erzeugungsverfahren wiederholt wurde und das beim ersten Bilderzeugungsverfahren erhaltene Bild mit
den Bilder verglichen wurde,die bei dem zweiten Bilderzeugungsverfahren
und den folgenden Bilderzeugungsverfahren erhalten wurden. Die Bildeigenschaften verschlechterten
sich auch dann nicht, als das vorstehend erwähnte Bilderzeugungsverfahren 50.000 mal wiederholt
worden war.
Andererseits wurde kein gutes Bild erhalten, als die Ladungspolarität umgekehrt wurde, d. h. als die Koronaladung
mit +6 kV durchgeführt und im Anschluß an die bildmäßige Belichtung eine Kaskadenentwicklung mit
einem negativ geladenen Entwickler durchgeführt wurde.
Unter Anwendung der gleichen Vorrichtung, die in Beispiel 7 angewendet wurde, wurde nach dem gleichen
Verfahren wie in Beispiel 7 ein Träger 502 aus Molybdän befestigt.
Nachdem dann festgestellt worden war, daß alle Ventile in dem System geschlossen waren, wurde das Hauptventil
531 vollständig geöffnet, wodurch die Abscheidungskammer 501 einmal bis zu einem Druck von etwa 0,67 nbar evakuiert
w.urde. Während dieses Vorgangs waren all'e anderen
Ventile in dem System geschlossen. Anschließend wurde das Hilfsventil 529 geöffnet, und dann wurden die
Ausströmventile 524, 525, 526, 527 und 528 geöffnet, um die in den Durchfluß-Meßvorrichtungen 537, 538,
539, 540 und 541 befindlichen Gase "in ausreichendem Maße zu entfernen. Dann wurden die Ausströmventile
524, 525, 526, 527 und 528 geschlossen.
- β» - DE 1806
Als nächstes wurde das Ventil 517 der Ar-Gas (Reinheit: 99,999 %) enthaltenden Bombe 512 geöffnet, bis
der an dem Auslaßmanometer 535 abgelesene Druck auf 0,98 bar eingestellt war. Dann wurde das Einströmventil
522 geöffnet, um Ar-Gas in die Abscheidungskammer 501 hineinströmen zu lassen. Das Ausströmventil 527
wurde allmählich geöffnet, bis das Pirani-Manometer
542 0,67 μbar anzeigte. Nachdem sich die Strömungsmenge
in diesem Zustand bzw. unter diesen Bedingungen stabilisiert hatte, wurde das Hauptventil 531 unter
Verengung seiner Öffnung allmählich geschlossen, bis der Druck' in der Abscheidungskammer 13 pbar erreichte.
Nachdem festgestellt worden war, daß sich die Durchfluß-Meßvorrichtung
540 bei geöffneter Blende 508 stabilisiert hatte, wurde die Hochfrequenz-Stromquelle
543 eingeschaltet, wodurch zwischen dem Target (Graphit-Target 505 und Silicium-Target 506) und dem Festhalteelement
503 eine Wechselspannung mit einer Frequenz von 13,56 MHz und einer Leistung von 100 W angelegt
wurde. Unter diesen Bedingungen, die so abgestimmt ■ waren, daß eine stabile Entladung fortgesetzt wurde,
wurde eine Schicht gebildet. Nachdem die Entladung unter diesen Bedingungen 1 min lang fortgesetzt worden
war, hatte sich eine untere Sperrschicht mit einer Dicke von 10,0 ran gebildet. Dann wurde die Hochfrequenz-Stromquelle
543 zur Unterbrechung der Glimmentladung abgeschaltet. Anschließend wurde das Ausströmventil
522 geschlossen, und das Hauptventil 531 wurde vollständig geöffnet, um das in der Abscheidungskammer
501 befindliche Gas bis zur Erzielung eines Druckes von 67 nbar zu evakuieren. Dann wurde die Eingangsspannung der Heizvorrichtung 504 verändert und unter
Messung der Trägertemperatur stabilisiert, bis sich die Trägertemperatur bei einem konstanten Wert von
250°C stabilisiert hatte.
DE 1806
Des weiteren wurde das Hilfsventil 529 vollständig geöffnet, und dann wurden das Ausströmventil 527 und
das Einströmventil 522 vollständig geöffnet, um die Durchfluß-Meßvorrichtung 540 in ausreichendem Maße
bis zur Erzielung von Vakuum zu entgasen.
Anschließend wurden die fotoleitfähige Schicht und die Oberflächen-Sperrschicht nach dem gleichen Verfahren
wie in Beispiel 7 gebildet.
Das auf diese Weise hergestellte, fotoleitfähige Element wurde in die gleiche Ladungs-Belichtungs-Versuchsvorrichtung
hineingebracht, die in Beispiel 7 angewendet wurde, und die Bilderzeugung, die Entwicklung und
die Übertragung wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 7 durchgeführt. Als Ergebnis wurde ein klares
Bild erhalten, das eine ausgezeichnete Auflösung sowie eine gute Reproduzierbarkeit der Helligkeitsabstufung
zeigte und eine höhere Dichte hatte als das in Beispiel 7 erhaltene Bild. Die Bildeigenschaften waren auch
beim wiederholten Kopieren gut. Ähnlich wie in Beispiel 7 wurde der Versuch einer Bilderzeugung unter Umkehrung
der Ladungspolarität gemacht, wobei jedoch kein gutes
Bild erhalten wurde.
25
25
Fotoleitfähige Elemente wurden in der gleichen Weise
wie in Beispiel 7 hergestellt, jedoch wurde die Dicke on
ou der Oberflächen-Sperrschicht variiert. Diese fotoleit-
ou der Oberflächen-Sperrschicht variiert. Diese fotoleit-
fähigen Elemente wurden ähnlich wie in Beispiel 7 zur Bilderzeugung durch Ladung mit negativer Polarität
eingesetzt, wobei die in Tabelle 3 gezeigten Ergebnisse
erhalten wurden.
35
35
>o
- Yi - DE 1806
Schichtdicke: 3,0 nm 12,0 nm 100,0 nm 1 pm 4 pm
Bildqualität: Δ O O ^ X
(J) ausgezeichnet
Δ Sut
χ etwas weniger gut geeignet für die praktische
χ etwas weniger gut geeignet für die praktische
Anwendung
10
10
Unter Anwendung der in Fig. 5 gezeigten Vorrichtung wurde nach dem folgenden Verfahren ein fotoleitfähiges
Element mit der in Fig. 3 gezeigten Schichtstruktur hergestellt.
Ein Träger 502 aus Molybdän (10 cm χ 10 cm) mit einer
Dicke von 0,5 mm, dessen Oberfläche gereinigt worden war, wurde an einem Festhalteelement 503 befestigt,
das in einer vorbestimmten Lage in einer Abscheidungskammer 501 angeordnet war. Die Blende 508 wurde geschlossen.
Der Träger 502 wurde durch eine innerhalb des Festhalteelements 503 befindliche Heizvorrichtung
504 mit einer Genauigkeit von ^fO,5 C erhitzt. Nachdem
dann festgestellt worden war, daß alle Ventile in dem System geschlossen waren, wurde das Hauptventil
531 vollständig geöffnet, wodurch die Abscheidungskammer 501 einmal bis zu einem Druck von 0,67 nbar evakuiert
wurde. Während dieses Vorgangs waren alle anderen Ventile in dem System geschlossen.* Dann wurden das
Hilfsventil 529 und die Ausströmventile 524, 525, 526 und 527 geöffnet, um die" in den Durchfluß-Meßvorrichtungen
537, 538, 539 und 540 befindlichen Gase in ausreichendem Maße zu entfernen. Dann wurden die
- j&e - DE 1806
Ausströmventile 524, 525, 526 und 527 geschlossen,
worauf die Heizvorrichtung 504 zur Einstellung der Trägertemperatur auf 250°C eingeschaltet wurde.
Anschließend wurde das Ventil 516 der BnH-(5)/H_-Gas
enthaltenden Bombe 511 geöffnet, bis der an dem Auslaßmanometer 534 abgelesene Druck auf 0,98 bar eingestellt
war, und dann wurde das Einströmventil 521 allmählich geöffnet, um BpH6(5)/H3-GaS in die Durchfluß-Meßvorrichtung
539 hineinströmen zu lassen. Dann wurde das Einströmventil 526 allmählich geöffnet, und die Öffnung
des Hilfsventils 529 wurde so eingestellt, daß der Innendruck in der Abscheidungskammer 501 bei 13 pbar
gehalten wurde. Nachdem sich der Innendruck in der Abscheidungskammer 501 stabilisiert hatte, wurde das
Hauptventil 531 unter Verengung seiner Öffnung allmählich geschlossen, bis das Pirani-Manometer 542 0,27
mbar anzeigte. Nachdem festgestellt worden war, daß sich das Einströmen des Gases und der Innendruck bei
geschlossener Blende 508 stabilisiert hatten, wurde die Hochfrequenz-Stromquelle 543 eingeschaltet, wodurch
zwischen dem Festhalteelement 503 und der Blende 508, die als Elektroden dienten, eine Hochfrequenzspannung
angelegt und in der Abscheidungskammer 501 eine Glimmentladung
mit einer Eingangsleistung von 20 W erzeugt wurde. Die Glimmentladung wurde zur Bildung einer
Zwischenschicht etwa 6 min lang fortgesetzt.
Die auf diese Weise hergestellte Zwischenschicht hatte eine Dicke von etwa 40,0 nm. Dann wurde die Hochfrequenz-Stromquelle
543 zur Unterbrechung der Glimm-
I.
entladung abgeschaltet, und das Ventil 516, das Einströmventil 521 und das Ausströmventil 526 wurden
geschlossen, und das Hauptvehtil 531 wurde vollständig geöffnet. Nach gründlichem Evakuieren der Abscheidungs-
DE 1806
kammer 501 bis zur Erzielung von Vakuum wurde das Hilfsventil 529 einmal geschlossen, und dann wurden
das Ventil 514 der SiH4(IO)/Hp-Gas enthaltenden Bombe
509 und das Ventil 515 der B3H5(100)/H3-GaS enthaltenden
Bombe 510 geöffnet, um den an den Auslaßmanometern 532 und 533 abgelesenen Druck auf 0,98 bar einzustellen,
worauf die Einströmventile 519 und 520 allmählich geöffnet wurden, um SiH4(IO)ZH3-GaS und B3H5(100)/H3-Gas
in die Durchfluß-Meßvorrichtung 537 bzw. 538 hineinströmen zu lassen. Anschließend wurden die Ausströmventile
524 und 525 allmählich geöffnet, und dann wurde das Hilfsventil 529 allmählich geöffnet. Dabei
wurden die Einströmventile 519 und 520 so eingestellt, daß das Gaszuführungsverhältnis von SiH4(IO)/H_-Gas
zu BpH6(100)/H3-GaS 100:1 betrug. Dann wurde die Öffnung
des Hilfventils 529 unter sorgfältiger Ablesung des Pirani-Manometers 542 so eingestellt, daß der
Innendruck in der Abscheidungskammer 501 13 pbar erreichte. Nachdem sich der Innendruck in der Abscheidungskammer
501 stabilisiert hatte, wurde das Hauptventil 531 unter Verengung seiner Öffnung allmählich
geschlossen, bis das Pirani-Manometer 542 0,67 mbar anzeigte. Nachdem festgestellt worden war, daß sich
das Einströmen der,Gase und der Innendruck stabili-
siert hatten, wurde die Hochfrequenz-Stromquelle 543
eingeschaltet, wodurch zwischen dem Festhalteelement 503 und'der Blende 508, die als Elektroden dienten,
eine Hochfrequenzspannung mit einer Frequenz von
13,56 MHz angelegt und in der Abscheidungskammer 501 r>(]
eine Glimmentladung mit einer Eingangsleistung von 10 W erzeugt wurde. Die Glimmentladung wurde auf diese
Weise etwa 10 h lang fortgesetzt, wodurch eine fotoleitfähige Schicht mit einer Dicke von etwa 15 jjm gebildet
wurde.
35
35
- 94 - DE 1806
Schließlich wurden die Heizvorrichtung 504 und die Hochfrequenz-Stromquelle 543 abgeschaltet, und die
Ausströmventile 524 und 525 und die Einströmventile 519 und 520 wurden bei vollständig geöffnetem Hauptventil
531 geschlossen, wodurch der Innendruck in der Abscheidungskammer 501 auf weniger als 13 nbar
gebracht wurde. Dann wurde das Hauptventil 531 geschlossen. Nachdem der Träger auf 50 C abgekühlt war,
wurde der Innendruck in der Abscheidungskammer 501 durch das Belüftungsventil 530 auf Atmosphärendruck
gebracht, und der Träger mit den darauf gebildeten Schichten wurde aus der Abscheidungskammer herausgenommen.
Das auf diese Weise hergestellte, fotoleitfähige Element wurde in einer Ladungs-Belichtungs-Versuchsvorrichtung
hineingebracht und einer Koronaladung mit +6 kV unterzogen, worauf eine bildmäßige Belichtung unter Anwendung
einer Halogenlampe als Lichtquelle mit einer Lichtmenge von etwa 1,2 Ix.s durchgeführt wurde.
Unmittelbar danach wurde ein negativ geladener Entwickler, der Toner und Tonerträger enthielt, kaskadenförmig
auf die Oberfläche des fotoleitfähigen Elements auftreffen gelassen, wodurch auf dem fotoleitfähigen
Element ein gutes Tonerbild erhalten wurde. Als das auf dem·fotoleitfähigen Element befindliche Tonerbild
durch Koronaladung mit +5,0 kV auf ein Übertragungsbzw. Bildempfangspapier übertragen wurde, wurde ein
° klares Bild erhalten, das eine ausgezeichnete Auflösung
sowie eine ausgezeichnete Reproduzierbarkeit der Helligkeitsabstufung zeigte. Die vorstehend erwähnte Bildqualität
änderte sich in keiner Weise, als das Bilderzeugungsverfahren wiederholt' und das beim ersten BiId-
erzeugungsverfahren erhaltene Bild mit den Bildern
DE 1806
verglichen wurde,die bei dem zweiten Bilderzeugungsverfahren
und den folgenden Bilderzeugungsverfahren erhalten wurden. Die Bildeigenschaften verschlechterten
sich auch dann nicht, als das vorstehend beschriebene Bilderzeugungsverfahren 50.000 mal wiederholt worden
war.
Andererseits wurde kein gutes Bild erhalten, als die Ladungspolarität umgekehrt wurde, d. h., als die Koronaladung
mit -6 kV durchgeführt und im Anschluß an die bildmäßige Belichtung eine Kaskadenentwicklung mit
einem positiv geladenen Entwickler durchgeführt wurde.
Unter den gleichen Bedingungen und nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 10 wurden auf einem Träger
aus Molybdän eine Zwischenschicht und eine fotoleitfähige Schicht gebildet.
Dann wurden die Heizvorrichtung 504 und die Hochfrequenz-Stromquelle
543 abgeschaltet. Nachdem der Träger auf 50°C abgekühlt war, wurden die Ausströmventile
524 und 525 und die Einströmventile 519 und 520 bei vollständiger Öffnung des Hauptventils 531
geschlossen, um die Abscheidungskammer 501 in ausreichendem 'Maße zu entgasen. Als nächstes wurde das Ventil
517 der Ar-Gas (Reinheit: 99,999 %) enthaltenden Bombe 512 geöffnet, bis der an dem Auslaßmanometer 535 abge-
^O lesene Druck auf 0,98 bar eingestellt war, und darin
wurde das Einströmventil 522 geöffnet, worauf das Ausströmventil 527 allmählich geöffnet wurde, um Ar-Gas
in die Abscheidungskammer 501 hineinströmen zu lassen. Das Ausströmventil 527 wurde" allmählich geöffnet,
OJ bis das Pirani-Manometer 542 0,67 jjbar anzeigte. Nachdem
- >© - DE 1806
' sich die Strömungsmenge in diesem Zustand bzw. unter
diesen Bedingungen stabilisiert hatte, wurde das Hauptventil 531 unter Verengung seiner Öffnung allmählich
geschlossen, bis der Druck in der Abseheidungskammer
501 13 jubar erreichte. Nachdem festgestellt worden
war, daß sich die Durchfluß-Meßvorrichtunp; 540 bei geöffneter Blende 508 stabilisiert hatte, wurde die
Hochfrequenz-Stromquelle 543 eingeschaltet, wodurch zwischen dem Target (Graphit-Target 505 und Silicium-Target
506) und dem Festhalteelement 503 eine Wechselspannung mit einer Frequenz von 13,56 MHz und einer
Leistung von 100 W angelegt wurde. Unter diesen Bedingungen, die so abgestimmt waren, daß ein stabile Entladung
fortgesetzt wurde, wurde eine Schicht gebildet..
Nachdem die Entladung unter diesen Bedingungen 1 min lang fortgesetzt worden war, hatte sich eine Oberflächen-Sperrschicht
mit einer Dicke von 10,0 nm gebildet. Dann wurde die Hochfrequenz-Stromquelle 543 zur
Unterbrechung der Glimmentladung abgeschaltet. Anschließend wurden das Ausströmventil 527 und das Einströmventil
522 geschlossen, und das Hauptventil 531 wurde vollständig geöffnet, wodurch das in der Abscheidungskammer
501 befindliche Gas bis zur Erzielung eines Druckes von 13 nbar oder weniger evakuiert wurde.
*"* Dann wurde das Hauptventil 531 geschlossen, und die
Abscheidungskammer 501 wurde durch das Belüftungsventil
530 auf'Atmosphärendruck gebracht, worauf der Träger
mit den darauf gebildeten Schichten aus der Abscheidungskammer herausgenommen wurde.
Das auf diese Weise hergestellte, fotoleitfähige Element wurde in die gleiche Ladungs-Belichtungs-Versuehsvorrichtung
hineingebracht, die in Beispiel 10 angewendet wurde, und die Bilderzeugung, die Entwicklung und
die Übertragung wurden in der gleichen Weise wie in
- DE 1806
Beispiel 10 durchgeführt. Als Ergebnis wurde ein klares Bild erhalten, das eine ausgezeichnete Auflösung sowie
eine gute Reproduzierbarkeit der Helligkeitsabstufung zeigte und eine höhere Dichte als das in Beispiel
10 erhaltene Bild hatte. Auch nach wiederholtem Kopieren waren die Bildeigenschaften .
gut. Ähnlich wie in Beispiel 10 wurde der Versuch einer Bilderzeugung unter Umkehrung der Ladungspolarität
gemacht, wobei jedoch kein gutes Bild erhalten wurde.
Beispiel 12 '
Fotoleitfähige Elemente wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 10 hergestellt, jedoch wurde die Dicke
der Zwischenschicht variiert. Diese fotoleitfähigen Elemente wurden ähnlich wie in Beispiel 10 zur Bilderzeugung
durch Ladung mit positiver Polarität eingesetzt, wobei die in Tabelle 4 gezeigten Ergebnisse
erhalten wurden.
Schichtdicke: 3,0 nm 10,0 nm 100,0 nm 1 jum 5 pm
Bildqualität: Δ O O A X
Γ\ ausgezeichnet
Δ 8ut
X etwas weniger gut geeignet für die praktische Anwendung
DE 1806 Beispiel 13
Unter Anwendung der in Fig. 5 gezeigten Vorrichtung wurde nach dem folgenden Verfahren ein fotoleitfähiges
Element der in Fig. 3 gezeigten Schichtstruktur hergestellt.
Ein Träger 502 aus Molybdän (10 cm χ 10 cm) mit einer
Dicke von 0,5 mm, dessen Oberfläche gereinigt worden war, wurde an einem Festhalteelement 503 befestigt,
das in einer vorbestimmten Lage in einer Abscheidungskammer 501 angeordnet war.
Nachdem dann festgestellt worden war, daß alle Ventile in dem System geschlossen waren, wurde das Hauptventil
531 vollständig geöffnet, wodurch die Abscheidungskammer 501 einmal bis zu einem Druck von 0,67 nbar evakuiert
wurde. Während dieses Vorgangs waren alle anderen Ventile in dem System geschlossen. Dann wurden das
Hilfsventil 529 und die Ausströmventile 524, 525, 526 und 527 geöffnet, um die in den Durchfluß-Meßvorrichtungen
537, 538, 539 und 540 befindlichen Gase in ausreichendem Maße zu entfernen. Dann wurden die
Ausströmventile 524, 525, 526 und 527 geschlossen, worauf die Heizvorrichtung 504 zur Einstellung der
Trägertemperatur auf 250 C eingeschaltet v/urde.
Anschließend wurde das Ventil 516 der BF„(5)/Ar-Gas
enthaltenden Bombe 511 geöffnet, bis der an dem Auslaß- ^v manometer 534 abgelesene Druck auf 0,98 bar eingestellt
war, und dann wurde das Einströmventil 521 allmählich geöffnet, um BF3(5)/Ar-Gas in die Durchfluß-Meßvorrichtung
539 hineinströmen zu lassen. Dann wurde das Einströmventil 526 allmählich geöffnet, und die Öffnung
des Hilfsventils 529 wurde so eingestellt, daß der
- DE 1806
Innendruck in der Abscheidungskammer 501 bei 13 /abar
gehalten wurde. Nachdem sich der Innendruck in der Abscheidungskammer 501 stabilisiert hatte, wurde das
Hauptventil 531 unter Verengung seiner Öffnung allmählieh
geschlossen, bis an dem Pirani-Manometer 542 0,27 mbar angezeigt wurden. Nachdem festgestellt worden
war, daß sich das Einströmen des Gases und der Innendruck bei geschlossener Blende 508 stabilisiert hatten,
wurde die Hochfrequenz-Stromquelle 543 eingeschaltet,
wodurch zwischen dem Festhalteelement 503 und der Blende 508, die als Elektroden dienten, eine Hochfrequenzspannung
angelegt und in der Abscheidungskammer 501 eine Glimmentladung mit einer Eingangsleistung
von 25 W erzeugt wurde. Die Glimmentladung wurde zur Bildung einer Zwischenschicht etwa 6 min lang fortgesetzt.
Die auf diese Weise hergestellte Zwischenschicht hatte
eine Dicke von etwa 45,0 nm. Dann wurde die Hochfrequenz-Stromquelle
543 zur Unterbrechung der Glimmentladung abgeschaltet, und das Ventil 516, das Einströmventil
521 und das Ausströmventil 526 wurden geschlossen, und das Hauptventil 531 wurde vollständig
geöffnet. Nach gründlichem Evakuieren der Abscheidungskammer 501 bis zur Erzielung von Vakuum wurde das
Hilfsventil 529 einmal geschlossen, und dann wurden das Ventil 514 der SiH.C10)/Hp-Gas enthaltenden Bombe
509 und das Ventil 515 der BoHc(100)/H„-Gas enthaltenem
6 d
den Bombe 510 geöffnet, wobei der an den Auslaßmanometern
532 und 533 abgelesene Druck auf 0,98 bar eingestellt wurde. Anschließend wurden die Einströmventile
519 und 520 allmählich geöffnet, um SiH4(IO)ZH3-GaS
und B3H6(100)/H2-GaS in die Durchfluß-Meßvorrichtung
b37 bzw. 538 hineinströmen zu lassen. Anschließend wurden die Ausströmventile 524 und 525 allmählich
- ACT - DE 1806
geöffnet,und dann wurde das Hilfsventil 529 allmählich
geöffnet. Dabei wurden die Einströmventile so eingestellt, daß das Gaszuführungsverhältnis von Si.H4(10)/Hp-Gas
zu B„H6(100)/H2-Gas 100:1 betrug. Dann wurde die
Öffnung des Hilfsventils 529 unter sorgfältiger Ablesung des Pirani-Manometers 542 so eingestellt, daß der
Innendruck in der Abscheidungskammer 501 13 jjbär erreichte. Nachdem sich der Innendruck in der Abscheidungskammer
501 stabilisiert hatte, wurde das Hauptventil 531 unter Verengung seiner Öffnung allmählich
geschlossen, bis das Pirani-Manometer 542 0,27 mbar anzeigte. Nachdem festgestellt worden war, daß sich
das Einströmen der Gase und der Innendruck stabilisiert hatten, wurde die Hochfrequenz-Stromquelle 543 eingeschaltet,
wodurch zwischen dem Festhalteelement 503 und der Blende 508, die ais Elektroden dienten, eine
Hochfrequenzspannung mit einer Frequenz von 13,56 MHz angelegt und in der Abscheidungskammer 501 eine Glimmentladung
mit einer Eingangsleistung von 10 W erzeugt wurde. Die Glimmentladung wurde in dieser Weise etwa
10 h lang fortgesetzt, wodurch eine fotoleitfähige Schicht mit einer Dicke von etwa 15 pm gebildet wurde.
Schließlich wurden die Heizvorrichtung 504 und die Hochfrequenz-Stromquelle 543 abgeschaltet, und die
Ausströmventile 524 und 525 und die Einströmventile 519 und-520 wurden bei vollständig geöffnetem Hauptventil
531 geschlossen, wodurch der Innendruck in der Abscheidungskammer 501 auf weniger als 13 nbar
ου gebracht wurde. Dann wurde das Hauptventil 531 geschlossen.
Nachdem der Träger auf 50°C abgekühlt war, wurde der Innendruck in der Abscheidungskammer 501
durch das Belüftungsventil 530 auf Atmosphärendruck gebracht, worauf der Träger mit den darauf gebildeten
Schichten aus der Abscheidungskammer herausgenommen wurde.
- 8-ϊ - DE 1806
Das auf diese Weise hergestellte, fotoleitfähige Element
wurde in eine Ladungs-Belichtungs-Versuchsvorrichtung hineingebracht und einer Koronaladung mit +6 kV unterzogen,
worauf eine bildmäßige Belichtung unter Anwendung einer Halogenlampe als Lichtquelle mit einer Lichtmenge
von etwa 1,2 Ix.s durchgeführt wurde.
Unmittelbar danach wurde ein negativ geladener Entwickler, der Toner und Tonerträger enthielt, kaskadenförmig
auf die Oberfläche des fotoleitfähigen Elements auftreffen gelassen, wodurch auf dem fotoleitfähigen
Element ein gutes Tonerbild erhalten wurde. Als das auf dem fotoleitfähigen Element befindliche Tonerbild
durch Koronaladung mit +5,0 kV auf ein Übertragungs- bzw. Bildempfangspapier übertragen wurde, wurde ein
klares Bild erhalten, das eine ausgezeichnete Auflösung sowie eine ausgezeichnete Reproduzierbarkeit der Helligkeitsabstufung
zeigte. Die vorstehend erwähnte Bildqualität wurde in keiner Weise verändert, als das
Bilderzeugungsverfahren wiederholt wurde und das beim ersten Bilderzeugungsverfahren erhaltene Bild mit
den Bildern verglichen wurde, die bei dem zweiten Bilderzeugungsverfahren und den folgenden Bilderzeugungsverfahren
erhalten wurden. Die Bildqualität verschlechterte sich auch dann nicht, als das vorstehend erwähnte
Bilderzeugungsverfahren 50.000 mal wiederholt worden war.
Andererseits wurde kein gutes Bild erhalten, als die Ladungspolarität umgekehrt wurde, d. h., als die Koronaladung
mit -6 kV durchgeführt und im Anschluß an die bildmäßige Belichtung eine Kaskadenentwicklung mit
einem positiv geladenen Entwickler durchgeführt wurde.
-9S- DE 1806
Unter den gleichen Bedingungen und nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 13 wurden auf einem Träger
aus Molybdän eine Zwischenschicht und eine fotoleitfähige
Schicht gebildet.
Dann wurden die Heizvorrichtung 504 und die Hochfrequenz-Stromquelle
543 abgeschaltet. Nachdem der Träger auf 50 C abgekühlt war, wurden die Ausströmventile
524 und 525 und die Einströmventile 519 und bei vollständiger Öffnung des Hauptventils 531 geschlossen,
wodurch die Abscheidungskammer 501 in ausreichendem Maße entgast wurde. Als nächstes wurde das
Ventil 517 der Ar-Gas (Reinheit: 99,999 %) enthaltenden Bombe 512 geöffnet, bis der an dem Auslaßmanometer
535 abgelesene Druck auf 0,98 bar eingestellt war. Dann wurde das Einströmventil 522 geöffnet, worauf
das Ausströmventil 527 allmählich geöffnet wurde, um Ar-Gas in die Abscheidungskammer 501 hineinströmen
zu lassen. Das Ausströmventil 527 wurde allmählich geöffnet, bis das Pirani-Manometer 542 0,67 /ibar anzeigte.
Nachdem sich die Strömungsmenge unter diesen Bedingungen bzw. in diesem Zustand stabilisiert hatte,
wurde das Hauptventil 531 unter Verengung seiner Öffnung allmählich geschlossen, bis der Druck in der
Abscheidungskammer 501 13 yubar erreichte. Nachdem festgestellt worden war, daß sich die Durchfluß-Meßvorrichtung
540 bei geöffneter Blende 508 stabilisiert hatte, wurde die Hochfrequenz-Stromquelle 543 eingeschaltet,
wodurch zwischen dem Target (Graphit-Target
505 und Silicium-Target 506) und dem Festhalteelement 503 eine Wechselspannung mit einer Frequenz von
13,56 MHz und einer Leistung von 100 W angelegt wurde. Unter diesen Bedingungen, die so abgestimmt waren,
- ββ - DE 1806
daß eine stabile Entladung fortgesetzt wurde, wurde eine Schicht gebildet. Nachdem die Entladung unter
diesen Bedingungen 1 min lang fortgesetzt worden war, hatte sich eine Oberflächen-Sperrschicht mit einer
Dicke von 10,0 nm gebildet. Dann wurde die Hochfrequenz-Stromquelle
543 zur Unterbrechung der Glimmentladung abgeschaltet. Anschließend wurden das Ausströmventil
527 und das Einströmventil 522 geschlossen, und das Hauptventil 531 wurde vollständig geöffnet, um das
in der Abscheidungskammer 501 befindliche Gas bis zur Erzielung eines Druckes von 13 nbar zu evakuieren.
Dann wurde das Hauptventil 531 geschlossen, und die Abscheidungskammer 501 wurde durch das Belüftungsventil
530 auf Atmosphärendruck gebracht, worauf der Träger mit den darauf gebildeten Schichten aus der Abscheidungskammer
herausgenommen wurde.
Das auf diese Weise hergestellte fotoleitfähige Element
wurde in die gleiche Ladungs-Belichtungs-Versuchsvorrichtung hineingebracht, die in Beispiel 13 angewendet
wurde, und die Bilderzeugung, die Entwicklung und die Übertragung wurden in der gleichen Weise wie in
Beispiel 13 durchgeführt. Als Ergebnis wurde ein klares Bild erhalten, das eine ausgezeichnete Auflösung sowie
eine gute Reproduzierbarkeit der Helligkeitsabstu- · fung zeigte und eine höhere Dichte hatte als das in
Beispiel 13 erhaltene Bild. Die Bildeigenschaften waren auch beim wiederholten Kopieren gut. Ähnlichwie
in Beispiel 13 wurde der Versuch einer Bilderzeugung
unter Umkehrung der Ladungspolarität gemacht, wobei jedoch kein gutes Bild erhalten wurde.
3~> Fotolei tfähige Elemente wurden in der gleichen Weise
wie in Beispiel 13 hergestellt, jedoch wurde die Dicke
es
DE 1806
der Zwischenschicht variiert. Diese fotoleitfähigen Elemente wurden ähnlich wie in Beispiel 13 zur Bilderzeugung
durch Ladung mit positiver Polarität eingesetzt, wobei die in Tabelle 5 gezeigten Ergebnisse
erhalten v/urden.
10 Schichtdicke: 3,0 ran 10,0 nm Bildqualität: /S, Q
100,0 nm 1 μη 3 μη O Δ χ
Δ χ
ausgezeichnet
gut
etwas weniger gut geeignet für die praktische
Anwendung
Unter Anwendung der in Fig. 5 gezeigten Vorrichtung wurde nach dem folgenden Verfahren ein fotoleitfähiges
Element mit der in Fig. 3 gezeigten Schichtstruktur hergestellt.
Ein Träger 502 aus Molybdän (10 cm χ 10 cm) mit einer
Dicke von 0,5 mm, dessen Oberfläche gereinigt worden war, wurde an einem Festhalteelement 503 befestigt,
das in einer vorbestimmten Lage in einer Abscheidungskammer
501 angeordnet war.
Nachdem dann festgestellt worden war, daß alle Ventile in dem System geschlossen waren, wurde das Hauptventil
- DE 1806
531 vollständig geöffnet, um die Abscheidungskammer
501 einmal bis zu einem Druck von 0,67 nbar zu evakuieren. Während dieses Vorgangs waren alle anderen Ventile
in dem System geschlossen. Dann wurden das Hilfsventil 5. 529 und die Ausströmventile 524, 525, 526, 527 und
528 geöffnet, um die in den Durchfluß-Meßvorrichtungen 537, 538, 539, 540 und 541 befindlichen Gase in ausreichendem
Maße zu entfernen. Dann wurden die Ausströmventile 524, 525, 526, 527 und 528 geschlossen, worauf
die Heizvorrichtung 504 zur Einstellung der Trägertemperatur auf 25O°C eingeschaltet wurde.
Anschließend wurden das Ventil 516 der BF (5)/Ar-Gäs
enthaltenden Bombe 511 und das Ventil 518 der B„HC(5)/Ar-
c. D
Gas enthaltenden Bombe 513 geöffnet, bis der an den Auslaßmanometern 534 und 536 angezeigte Druck auf
0,98 bar eingestellt war. Dann wurden die Einströmventile 521 und 523 allmählich geöffnet, um BF_(5)/Ar-Gas
und B_H_(5)/Ar-Gas in die Durchfluß-Meßvorrichtung
/υ 539 bzw. 541 hineinströmen zu lassen. Dann wurden
die Ausströmventile 526 und 528 allmählich geöffnet, worauf das Hilfsventil 529 allmählich geöffnet wurde.
Dabei wurden die Einströmventile 521 und 523 so eingestellt, daß das Gaszufuhrungsverhältnis von BF„(5)/Ar-
ZD Gas zu BpHp(S)ZAr-GaS 1:1 betrug. Anschließend wurde
die Öffnung des Hilfsventils 529 so eingestellt, daß der Innendruck in der Abscheidungskammer 501 bei 13 jubar
gehalten wurde. Nachdem sich der Innendruck in der Abscheidungskammer 501 stabilisiert hatte, wurde das
Hauptventil 531 unter Verengung seiner Öffnung allmählich
geschlossen, bis das Pirani-Manometer 542 0,27 mbar anzeigte. Nachdem festgestellt worden war, daß sich
das Einströmen der Gase und der Innendruck stabilisiert hatten, wurde die Hochfrequenz-Stromquelle 543 einge-
schaltet, wodurch zwischen dem Festhalteelement 503
as
- *β - DE 1806
und der Blende 508, die als Elektroden dienten, eine
Hochfrequenzspannung angelegt und in der Abscheidungskammer
501 eine Glimmentladung mit einer Eingangsleistung von 25 W erzeugt wurde. Die Glimmentladung
wurde zur Bildung einer Zwischenschicht etwa 5 min lang fortgesetzt.
Die auf diese Weise hergestellte Zwischenschicht hatte eine Dicke von etwa 40,0 nm. Dann wurde die Hochfrequenz-Stromquelle
543 zur Unterbrechung der Glimmentladung abgeschaltet, und die Ventile 516 und 518,
die Einströmventile 521 und 523 und die Ausströmventile 526 und 528 wurden geschlossen, und das Hauptventil
531 wurde vollständig geöffnet. Nach gründlichem Evakuieren der Abscheidungskammer 501 bis zur Erzielung
von Vakuum wurde das Hilfsventil 529 einmal geschlossen, und dann wurden das Ventil 514 der SiH4C10)/Hp-Gas
enthaltenden Bombe 509 und das Ventil 515 der BpHgC100)/Hp-Gas enthaltenden Bombe 510 geöffnet,
um den an den Auslaßmanometern 532 und 533 angezeigten
Druck auf 0,98 bar einzustellen. Anschließend wurden die Einströmventile 519 und 520 allmählich geöffnet,
um SiH71(IO)ZH0-GaS und BOH_(100)/H_-Gas in die Durch-
4 d d Ό d
fluß-Meßvorrichtung 537 bzw. 538 hineinströmen zu
lassen. Anschließend wurden die Ausströmventile 524 und 525 allmählich geöffnet, und dann wurde das Hilfsventil
529 allmählich geöffnet. Dabei wurden die Einströmventile 519 und 520 so eingestellt, daß das GaszufUhrungsverhäl
tnis von SiH . (10)/Hp-Gas zu BnHp. (100)/H9
Of) .. d Ό d
ou Gas 100:1 betrug. Dann wurde die Öffnung des Hilfsventils
529 unter sorgfältiger Ablesung des Pirani-Mänometers
542 so eingestellt, daß der Innendruck in der Abscheidungskammer 501 13 jubar erreichte. Nachdem
sich der Innendruck in der Abscheidungskammer 501 stabilisiert hatte, wurde das Hauptventil 531 unter
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- DE 1806
Verengung seiner Öffnung allmählich geschlossen, bis das Pirani-Manometer 542 0,27 mbar anzeigte. Nachdem
festgestellt worden war, daß sich das Einströmen der Gase und der Innendruck stabilisiert hatten, wurde
die Hochfrequenz-Stromquelle 543 bei geschlossener Blende 508 eingeschaltet, wodurch zwischen dem Festhalteelement
503 und der Blende 508, die als Elektroden dienten, eine Hochfrequenzspannung mit einer Frequenz
von 13,56 MHz angelegt und in der Abscheidungskammer 501 eine Glimmentladung mit einer Eingangsleistung
von 10 W erzeugt wurde. Die Glimmentladung wurde in dieser Weise etwa 10 h lang fortgesetzt, wodurch eine
fotoleitfähige Schicht mit einer Dicke von etwa 15 um
gebildet wurde.
Schließlich wurden die Heizvorrichtung 504 und die Hochfrequenz-Stromquelle 543 abgeschaltet, und die
Ausströmventile 524 und 525 und die Einströmventile 519 und 520 wurden bei vollständig geöffnetem Hauptventil
531 geschlossen, wodurch der Innendruck in der Abscheidungskammer 501 auf weniger als 13 nbar gebracht
wurde. Dann wurde das Hauptventil 531 geschlossen. Nachdem der Träger auf 50 C abgekühlt war, wurde der
Innendruck in der Abscheidungskammer 501 durch das Belüftungsventil 530 auf Atmosphärendruck gebracht,
worauf der Träger mit den darauf gebildeten Schichten aus der'Abscheidungskammer herausgenommen wurde.
Das auf diese Weise hergestellte, fotoleitfähige Element
wurde in eine Ladungs-Belichtungs-Versuchsvorrichtung hineingebracht und einer Koronaladung mit +6 kV unterzogen,
worauf eine bildmäßige Belichtung unter Anwendung einer Halogenlampe als Lichtquelle mit einer Lichtmenge
von etwa 1,2 Ix.s durchgeführt wurde.
35
- &β - DE 1806
Unmittelbar danach wurde ein negativ geladener Entwickler, der Toner und Tonerträger enthielt, kaskadenförmig
auf die Oberfläche des fotoleitfähigen Elements auftreffen gelassen, wodurch auf dem fotoleitfähigen
Element ein gutes Tonerbild erhalten wurde. Als das auf dem fotoleitfähigen Element befindliche Tonerbild
durch Koronaladung mit +5,0 kV auf ein Übertragungsbzw. Bildempfangspapier übertragen wurde, wurde ein
klares Bild erhalten, das eine ausgezeichnete Auflösung sowie eine ausgezeichnete Reproduzierbarkeit der Helligkeitsabstufung
zeigte. Die vorstehend erwähnte Bildqualität änderte sich in keiner Weise, als das Bilderzeugungsverfahren
wiederholt wurde und das beim ersten Bilderzeugungsverfahren erhaltene Bild mit den Bildern
verglichen wurde, die bei dem zweiten Bilderzeugungsverfahren und bei den folgenden Bilderzeugungsverfahren
erhalten wurden. Die Bildqualität bzw. ■ die Bildeigenschaften
änderten sich auch dann nicht, als das vorstehend beschriebene Bilderzeugungsverfahren 50.000
mal wiederholt worden war.
Andererseits wurde kein gutes Bild erhalten, als die Ladungspolarität umgekehrt wurde, d. h., als die
Koronaladung mit -6 kV durchgeführt und im Anschluß an die bildmäßige Belichtung eine Kaskadenentwicklung
mit einem positiv geladenen Entwickler durchgeführt wurde. ■
Beispiel 17
30
30
Unter den gleichen Bedingungen und nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 16 wurden auf einem Träger
aus Molybdän eine Zwischenschicht und eine fotoleitfähig
Schicht gebildet.
35
35
DE 1806
Dann wurden die Heizvorrichtung 504 und die Hochfrequenz-Stromquelle
543 abgeschaltet. Nachdem der Träger auf 50°C abgekühlt war, wurden die Ausströmventile
524 und 525 und die Einströmventile 519 und 520 bei vollständiger Öffnung des Hauptventils 531
geschlossen, um die Abscheidungskammer 501 in ausreichendem Maße zu entgasen. Als nächstes wurde das Ventil
517 der Ar-Gas (Reinheit: 99,999 %) enthaltenden Bombe 512 geöffnet,.bis der an dem Auslaßmanometer 535 abgelesene
Druck auf 0,98 bar eingestellt war. Dann wurde das Einströmventil 522 geöffnet, worauf das Ausströmventil
527 allmählich geöffnet wurde, um Ar-Gas in die Abscheidungskammer 501 hineinströmen zu lassen.
Das Ausströmventil 527 wurde allmählich geöffnet, bis das Pirani-Manometer 542 0,67 jjbar anzeigte. Nachdem
sich die Strömungsmenge in diesem Zustand bzw. unter diesen Bedingungen stabilisiert hatte, wurde
das Hauptventil 531 unter Verengung seiner Öffnung allmählich geschlossen, bis der Druck in der Abscheidungskammer
501 13 pbar erreichte. Nachdem festgestellt worden war, daß sich die Durchfluß-Meßvorrichtung
540 bei geöffneter Blende 508 stabilisiert hatte, wurde die Hochfrequenz-Stromquelle 543 eingeschaltet,
wodurch zwischen dem Target (Graphit-Target 505 und Silicium-Target 506) und dem Festhalteelement 503
eine Wechselspannung mit einer Frequenz von 13,56 MHz
und einer Leistung von 100 W angelegt wurde. Unter diesen Bedingungen, die so abgestimmt wurden, daß
eine stabile Entladung fortgesetzt wurde, wurde eine Schicht gebildet. Nachdem die Entladung unter diesen
Bedingungen 1 min lang fortgesetzt worden war, hatte sich eine Oberflächen-Sperrschicht mit einer Dicke
von 10,0 nm gebildet. Dann wurde die Hochfrequenz-Stromquelle
543 zur Unterbrechung" der Glimmentladung abge-
schaltet. Anschließend wurde das Ausströmventil 522
- 9β - DE 1806
geschlossen, und das Hauptventil 531 wurde vollständig geöffnet, um das in der Abscheidungskammer 501 befindliche
Gas bis zur Erzielung eines Druckes von weniger als 13 nbar zu evakuieren. Dann wurde das Hauptventil
531 geschlossen, und die Abscheidungskammer 501 wurde durch das Belüftungsventil 530 auf Atmosphärendruck
gebracht, worauf der Träger mit den darauf gebildeten Schichten aus der Abscheidungskammer herausgenommen
wurde.
Das auf diese Weise hergestellte, fotoleitfähige Element wurde in die gleiche Ladungs-Belichtungs-Versuchsvorrichtung
hineingebracht, die in Beispiel 16 angewendet wurde, und die Bilderzeugung, die Entwicklung und
die Übertragung wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 15 durchgeführt. Als Ergebnis wurde ein klares
Bild erhalten, das eine ausgezeichnete Auflösung sowie eine gute Reproduzierbarkeit der Helligkeitsabstufung
zeigte und eine höhere Dichte hatte als das in Beispiel 16 erhaltene Bild. Die Bildeigenschaften bzw. die
Bildqualität waren auch beim wiederholten Kopieren gut. Ähnlich wie in Beispiel 16 wurde der Versuch
einer Bilderzeugung unter Umkehrung der Ladungspolarität gemacht, wobei jedoch kein gutes Bild erhalten
wurde.
Fotoleitfähige Elemente wurden in der gleichen Weise •an
ou wie in Beispiel 16 hergestellt, jedoch wurde die Dicke der Zwischenschicht variiert. Diese fotoleitfähigen Elemente wurden ähnlich wie in Beispiel 16 zur Bilderzeugung durch Ladung mit positiver Polarität eingesetzt, wobei die in Tabelle 6 gezeigten Ergebnisse erhalten
ou wie in Beispiel 16 hergestellt, jedoch wurde die Dicke der Zwischenschicht variiert. Diese fotoleitfähigen Elemente wurden ähnlich wie in Beispiel 16 zur Bilderzeugung durch Ladung mit positiver Polarität eingesetzt, wobei die in Tabelle 6 gezeigten Ergebnisse erhalten
wurden.
- βΐ" - DE 1806
1 Tabelle
Schichtdicke: 3,0 rim 12,0 nm 100,0 nm 1 pm 4 pi
5 Bildqualität: Δ O O A Χ
ausgezeichnet Δ gut X
etwas weniger gut geeignet für die praktische Anwendung
Leerseite
Claims (17)
- Patentansprüchedurch einen Träger, eine fotoleitfähige Schicht, die aus einem amorphen Material gebildet ist, das aus einer Wasserstoff atome und/oder Halogenatome enthaltenden Matrix von Siliciumatomen besteht, und eine amorphe Schicht, die aus einem
amorphen Material gebildet ist, das aus einer Wasserstoffatome und/oder Halogenatome enthaltenden Matrix von Boratomen besteht. - 2. Fotoleitfähiges Element nach Anspruch 1,
dadurch ,gekennzeichnet ,daß die amorphe Schicht zwischen dem Träger und der fotoleitfähigen Schicht angeordnet ist. - 3. Fotoleitfähiges Element nach Anspruch 2,
dadurch gekennze lehnet",daß die amorphe Schicht zwischen dem Träger und der fotoleitfähigen Schicht vorliegt und die Funktion hat, eine Injektion von elektrischen Ladungsträgern von der Seite des TrägersDeulsche Bank (München) KIo 51/61070Dresdner Bank (München! KtO 3939 B44Poslschock (München) Kto 670-43-804JtT DE 1806zu der Seite der fotoleitfähigen Schicht im wesentlichen zu verhindern. - 4. Fotoleitfähiges Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die amorphe Schicht auf der oberen Oberfläche der fotoleitfähigen Schicht vorgesehen ist.
- 5. Fotoleitfähiges Element nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die amorphe Schicht die Funktion hat, eine Injektion von elektrischen Ladungsträgern von der Seite der erwähnten Schicht in die fotoleitfähige Schicht im wesentlichen zu verhindern.
- 6. Fotoleitfähiges Element nach einem der Ansprüche bis 5,dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt der Halogenatome in der amorphen Schicht 1 bis 50 Atom-Prozent beträgt.
- 7. Fotoleitfähiges Element nach einem der Ansprüche bis 5,dadurch gekennzeichnet , daß der Gehalt, der Wasserstoffatome in der amorphen Schicht 1 bis 50 Atom-Prozent beträgt.
- 8. Fotoleitfähiges Element nach einem der Ansprüche bis 5,dadurch gekennzeichnet, daß die Summe des Gehaltes der Wasserstoffatome und Halogenatome in der amorphen Schicht 1 bis 50 Atom-Prozent beträgt.*"
- 9. Fotoleitfähiges Element nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4,y DE 1806dadurch gekennzeichnet , daß die amorphe Schicht eine Dicke von 3,0 nm bis 1 μπ\ hat.
- 10. Fotoleitfähiges Element,gekennzeichnetdurch einen Träger, eine fotoleitfähige Schicht, die aus einem amorphen Material gebildet ist, das aus einer Wasserstoffatome und/oder Halogenatome enthal-TO tenden Matrix von Siliciumatomen besteht, eine zwischen dem Träger und der fotoleitfähigen Schicht vorliegende Sperrschicht, die die Funktion hat, eine Injektion von Ladungen von der Seite des Trägers zu der Seite der fotoleitfähigen Schicht im wesentlichen zu verhindern, und eine amorphe Schicht, die auf der oberen Oberfläche der fotoleitfähigen Schicht vorgesehen ist und aus einem amorphen Material gebildet ist, das aus einer Wasserstoffatome und/oder Halogenatome enthaltenden Matrix von Boratomen besteht.
- 11. Fotoleitfähiges Elementgekennzeichnetdurch einen Träger, eine fotoleitfähige Schicht, die aus einem amorphen Material gebildet ist, das aus einer Wasserstoffatome und/oder Halogenatome enthaltenden Matrix von SiIiciumatomen besteht, eine zwischen dem Träger und der fotoleitfähigen Schicht vorliegende, amorphe Schicht, die aus einem amorphen Material gebildet ist, das aus einer Wasserstoffatome und/oder Halogenatome enthaltenden Matrix von Boratomen besteht, und eine auf der oberen Oberfläche der fotoleitfähigen Schicht vorgesehene Sperrschicht.
- 12. Fotoleitfähiges Element nach Anspruch 10 oder 11,M-JB DE 1806dadurch gekennzeichnet , daß die Sperrschicht aus einem amorphen Material gebildet ist, das aus einer Matrix von Siliciumatomen besteht, die mindestens eine aus Kohlenstoffatomen, Stickstoffatomen und Sauerstoffatomen ausgewählte Atomart enthält.
- 13. Fotoleitfähiges Element nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß die Sperrschicht Wasserstoffatome und/oder Halogenatome enthält.
- 14. Fotoleitfähiges Element nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet , daß die Sperrschicht eine Dicke von 3,0 nm bis 1 \im hat.
- 15. Fotoleitfähiges Element nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet , daß die Sperrschicht aus einem amorphen Material gebildet ist, das aus einer Wasserstoffatome und/oder Halogenatome enthaltenden Matrix von Boratomen besteht.
- 16. Fotoleitfähiges Element nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet , daß die Sperrschicht eine Dicke von 3,0 nm bis 1 um hat.
- 17. Fotoleitfähiges Element nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet , daß die Sperrschicht aus einem elektrisch isolierenden Metalloxid gebildet ist.
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