DE3208494C2 - Verfahren zur Herstellung eines fotoleitfähigen Elements - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines fotoleitfähigen Elements

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines fotoleitfähigen Elements, bei dem die Bildung einer fotoleitfähigen Schicht auf einem Träger erfolgt, indem als Ausgangssubstanzen Silanver­ bindungen für die Bildung der fotoleitfähigen Schicht im gas­ förmigen Zustand in eine unter einem gewünschten, verminderten Druck gehaltene Abscheidungskammer eingeleitet werden und in der Gasatmosphäre der Ausgangssubstanzen eine Entladung an­ geregt wird. Ein derartiges Verfahren ist aus DE-OS 28 55 718 bekannt.
Wenn gewünscht wird, auf einem gegebenen Träger eine fotoleitfähige Schicht mit erwünschten Eigenschaften unter Anwendung eines Plasmas zu bilden, das durch Glimmentladung einer zur Bildung einer beispielsweise aus einem amorphen Material mit einer Matrix aus Sili­ ciumatomen bestehenden, fotoleitfähigen Schicht dienenden, gasförmigen Ausgangssubstanz in einer Abscheidungs­ kammer, deren Druck vermindert werden kann, angeregt wird, ist es im Vergleich mit üblichen Vakuumauf­ dampfungsverfahren besonders im Fall einer Schicht mit einer großen Fläche sehr schwierig, die Schichtbil­ dungsgeschwindigkeit zu erhöhen und dabei die Schicht­ dicke so zu regulieren, daß sie über die gesamte Fläche gleichmäßig ist, und auch die physikalischen Eigenschaften wie die elektrischen, optischen und elektrooptischen Eigenschaften sowie die Qualität des Produkts so zu regulieren, daß sie gleichmäßig sind.
Wenn beispielsweise auf einem Träger durch Zersetzung bzw. Spaltung eines Gases wie SiH₄, Si₂F₆ oder SiF₄ oder einer Mischung von SiH₄ und SiH₄ unter Anwendung der Energie einer Entladung einer Schicht aus amorphem Silicium, die Wasserstoffatome und/oder Halogenatome (X) enthält [nachstehend als "a-Si (H, X)" bezeichnet], gebildet werden soll, damit die elektrischen Eigenschaften der erhaltenen Schicht ausgenutzt werden können, hängen die elektrischen Eigenschaften der Schicht in hohem Maße von der Abscheidungsgeschwindigkeit der Schicht und von der Trägertemperatur während der Bildung der Schicht ab. Aus diesem Grund ist es notwendig, die Abscheidungsgeschwindigkeit der Schicht zu vermindern und die Trägertemperatur zu erhöhen, damit gleich­ mäßige, elektrische Eigenschaften und eine verbesserte Schichtqualität über dem gesamten Schichtbereich erzielt werden.
Andererseits kann als Mittel zur Verbesserung der Produktivität und der Möglichkeit der Massenfertigung eine Erhöhung der Entladungsleistung und der Gasströmungs­ menge zwecks Erhöhung der Schichtabscheidungsge­ schwindigkeit in Betracht gezogen werden. Wenn die Entladungsleistung und/oder die Gasströmungsmenge zwecks Erhöhung der Schichtabscheidungsgeschwindigkeit erhöht werden, zeigt die gebildete Schicht jedoch eine ausge­ prägte Neigung zu einer Verschlechterung ihrer elektrischen, optischen und Fotoleitfähigkeitseigenschaften und zu einer Erhöhung der Abhängigkeit dieser Eigen­ schaften der Schicht von den Anwendungsorten, weshalb es unter diesen Bedingungen sehr schwierig ist, eine Schicht mit guter Qualität zu bilden. Für die im industriellen Maßstab erfolgende Herstellung eines fotoleitfähigen Elements mit einer fotoleitfähigen Schicht, die aus einem eine Matrix von Siliciumatomen enthaltenden, amorphen Material besteht, ist es demnach notwendig, die Produktivität und die Möglichkeit der Massenfertigung einschließlich der Reproduzierbar­ keit zu verbessern und gleichzeitig auch eine gute und gleichmäßige Schichtqualität, die mit der Licht­ empfindlichkeit bzw. Fotoempfindlichkeit, den Eigen­ schaften während der wiederholten Anwendung und der Abhängigkeit der Eigenschaften von den angewandten Umgebungsbedingungen eng zusammenhängt, beizubehalten.
Die oben genannte DE-OS 28 55 718 setzt für die Bildung der fotoleitfähigen Schicht Silanverbindungen wie SiH₄, Si₂H₆ und Si₄H₁₀ oder ein Gemisch solcher Gase als Ausgangsverbindungen ein.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein zur Herstellung eines fotoleitfähigen Elements dienendes Verfahren zur Verfügung zu stellen, das für die Massenfertigung geeignet ist und mit dem auch auf einfache Weise eine fotoleitfähige Schicht erhalten werden kann, die bezüglich der elektrischen, optischen und Fotoleitfähigkeitseigenschaften sowie der Schichtqualität gut geeignet ist, wobei die genannten Eigenschaften über den ganzen Schichtbereich im wesentlichen gleich bleiben und diese Eigenschaften auch bei hoher Feuchtigkeit und hoher Temperatur beständig sind.
Diese Aufgabe wird durch das im Patentanspruch 1 gekenn­ zeichnete Verfahren gelöst.
Die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeich­ nungen näher erläutert.
Fig. 1 ist eine schematische Darstellung, die zur Erläuterung der Schichtstruktur einer Ausführungsform des nach dem erfindungs­ gemäßen Verfahren hergestellten, fotoleitfähigen Elements dient.
Fig. 2 ist eine schematische Darstellung, die zur Erläuterung eines Beispiels einer Vorrichtung dient, die für die praktische Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens angewendet wird.
Als Verbindungen der Formel (A) oder (B) können Verbindungen eingesetzt werden, die unter normalen Temperatur- und Druckbedingungen gasförmig sind oder zumindest unter den Schichtbildungsbedingungen leicht vergasbar sind, weil es für die Erleichterung der Produktion und der Beförderung der Ausgangs­ materialien notwendig ist, daß diese Verbindungen im gasförmigen Zustand in eine zur Bildung der fotoleit­ fähigen Schicht dienende Abscheidungskammer eingeleitet werden.
Die Verbindungen der Formel (A) oder (B) werden als Ausgangssubstanzen für die Bildung von Si-Atomen, die am Aufbau der herzustellenden, fotoleit­ fähigen Schicht beteiligte Atome sind, eingesetzt. Im einzelnen können als Verbindungen der Formel (A) in wirksamer Weise gasförmige oder vergasbare Silane wie SiH₄, Si₂H₆, Si₃H₈, Si₄H₁₀, Si₅H₁₂, Si₆H₁₄, Si₇H₁₆ und Si₈H₁₈ eingesetzt werden.
Als Verbindungen der Formel (B) können in wirksamer Weise SiX₄, Si₂X₆, Si₃X₈, SiHX₃, SiH₂X₂ und SiH₃X (worin X F, Cl, Br oder I ist), beispielsweise SiF₄, SiCl₄, SiBr₄, SiI₄, Si₂F₆, Si₂Cl₆, Si₂Br₆, Si₂I₆, Si₃F₈, Si₃Cl₈, SiHF₃, SiHCl₃, SiHBr₃, SiHI₃, SiH₂F₂, SiH₂Cl₂, SiH₃F und SiH₃Cl, eingesetzt werden.
Erfindungsgemäß werden die Ausgangssubstanzen für die Bildung der fotoleitfähigen Schicht so ausgewählt, daß mindestens zwei Arten von Verbindungen enthalten sein können, die aus einer der Gruppen, die aus den Verbindungen der Formel (A) oder (B) gemäß den Bedingungen aus Patentanspruch 1 bestehen, ausgewählt sind, und die ausgewählten Ausgangssubstanzen werden im gasförmigen Zustand in eine Abscheidungskammer eingeleitet, worauf in einer Gasatmosphäre aus den Ausgangsmaterialien eine Entladung wie eine Glimmentladung oder Bogenentladung angeregt wird, wodurch auf einem Träger eine photoleitfähige Schicht gebildet wird.
In der nachstehenden Beschreibung werden n und m als "Ordnungszahlen" bezeichnet. Eine Verbindung der minimalen Ordnung ist eine Verbindung, deren Ordnungs­ zahl die niedrigste der Ordnungszahlen der Verbindungen der Formeln (A) und (B) ist. Eine Verbindung hoher Ordnung, d. h. mit höheren Werten von m bzw. n, ist eine Verbindung, deren Ord­ nungszahl höher ist als die Ordnungszahl der Verbindungen der minimalen Ordnung.
Wenn die eingesetzten Ausgangssubstanzen mindestens zwei Arten von Verbindungen enthalten, die aus den Verbindungen der Formel (A) ausgewählt sind, werden von den ausgewählten Verbindungen zur Bildung einer Gruppe von Verbindungen mit hoher Ord­ nungszahl n Si₂H₆, Si₃H₈ und Si₄H₁₀ bevorzugt. Sie können in Form einer Mischung eingesetzt werden. Alternativ wird zur Bildung einer Gruppe von Verbindungen mit hoher Ordnungszahl n mindestens eine dieser Verbin­ dungen als Hauptbestandteil in Kombination mit anderen Verbindungen, bei denen n 5 oder eine höhere, ganze Zahl ist, eingesetzt.
Im einzelnen wird ein gemischtes System bevorzugt, bei dem Si₃H₈ und/oder Si₄H₁₀, die die Hauptbestandteile einer Gruppe von Verbindungen mit hoher Ordnungs­ zahl n bilden, in Kombination mit Si₂H₆ als Verbindung mit der minimalen Ordnungszahl n eingesetzt werden.
Neben einem solchen gemischten System wird auch der Einsatz eines gemischten Systems bevorzugt, bei dem als Verbindung mit der minimalen Ordnungszahl n SiH₄ anstelle von Si₂H₆ eingesetzt wird und zumindest ein Vertreter der Gruppe Si₂H₆, Si₃H₈ und Si₄H₁₀ als Haupt­ bestandteil für die Bildung der Gruppe von Verbindungen mit hohen Ordnungszahlen n ausgewählt wird.
Wenn die eingesetzten Ausgangssubstanzen aus mindestens zwei Arten von Verbindungen bestehen, die aus den Verbindungen der Formel (B) ausgewählt sind, werden von den ausgewählten Verbindungen zur Bildung einer Gruppe von Verbindungen mit hoher Ordnungszahl m Si₂F₆, Si₂Cl₆ und Si₃F₈ bevorzugt. Sie können in Form einer Mischung eingesetzt werden.Alternativ kann zur Bildung einer Mischung von Verbindungen mit hoher Ordnungszahl m mindestens eine dieser Verbindungen als Hauptbestandteil in Kombination mit anderen Verbindungen, die eine höhere Ordnungszahl m haben, eingesetzt werden.
Im einzelnen wird ein gemischtes System bevorzugt, bei dem ein, zwei oder alle Vertreter der Gruppe Si₂F₆, Si₂Cl₆ und Si₂Br₆, die die Hauptbestandteile einer Gruppe von Verbindungen mit hoher Ordnungszahl m bilden, in Kombination mit SiF₄ oder SiCl₄ als Verbindung mit der minimalen Ordnungszahl m eingesetzt werden.
Aus den Gruppen von Verbindungen mit den Formeln (A) und (B) werden mindestens zwei Arten von Verbindungen mit einer verschiedenen Anzahl von Sili­ ciumatomen als Ausgangssubstanzen für die Bildung der fotoleitfähigen Schicht ausgewählt, und diese ausge­ wählten Verbindungen werden in einem solchen Verhältnis in eine Abscheidungskammer eingeleitet, daß der Anteil der Verbindungen, deren Ordnungszahl n oder m höher ist als die Ordnungszahl der Verbindung mit dem mini­ malen Wert von n oder m, 5 bis 99 Vol.-% beträgt, bezogen auf das Volumen der Verbindung der minimalen Ordnung. Zur Bildung der fotoleit­ fähigen Schicht wird die elektrische Entladung in einer gemischten Gasatmosphäre mit einer solchen Zusammen­ setzung durchgeführt.
Wenn in eine Abscheidungskammer mindestens zwei aus den Verbindungen mit den vorstehenden Formeln (A) und (B) ausgewählte Verbindungen eingeleitet werden, können diese Verbindungen vor der Einleitung in die Abscheidungskammer in einem Verhältnis, wie es vorstehend angegeben worden ist, vermischt werden, oder sie können alternativ in Mengen, die einem solchen Verhältnis entsprechen, getrennt in die Abscheidungs­ kammer eingeleitet werden.
In Tabelle 1, Tabelle 2 und Tabelle 3 sind typische Beispiele für Kombinationen von zwei oder mehr Arten von Verbindungen, die aus den Verbindungen der vorstehend erwähnten Formeln (A) und (B) ausgewählt worden sind, angegeben, wobei in Tabelle 1 und Tabelle 2 Beispiele für den Fall gezeigt werden, daß mindestens zwei Arten von Verbindungen aus den Verbindungen der Formel (A) ausgewählt werden, die mit mindestens einer Verbindung der Formel (B) verwendet werden.
In einem solchen Fall werden als Verbindungen der Formel (B), bei denen m die minimale Ordnungszahl ist, vorzugsweise SiF₄ und SiCl₄ eingesetzt, während als Verbindungen der Formel (B), bei denen m eine hohe Ordnungszahl darstellt, vorzugsweise Si₂Cl₆, Si₂Br₆ und Si₃F₈ eingesetzt werden.
Tabelle 3 zeigt Beispiele für den Fall, daß mindestens zwei Arten von Verbindungen aus den Verbindungen der Formel (B) ausgewählt werden.
Andere, bevorzugte Kombinationen werden auch enthalten, wenn zu diesen beispielhaften Kombinationen eine oder mehrere Verbindung(en) der Formel (A) hinzugegeben werden. In einem solchen Fall werden als Verbindungen der Formel (A), bei denen n die minimale Ordnungszahl ist, SiH₄ und Si₂H₆ bevorzugt, während als Verbindungen der Formel (A), bei denen n eine hohe Ordnungszahl darstellt, Verbindungen bevorzugt werden, bei denen n 2 oder eine höhere, ganze Zahl und insbesondere 2, 3, 4 oder 5 ist.
Von den in Tabelle 1 und Tabelle 2 gezeigten Beispielen für Kombinationen mit mindestens einer der Verbindung der Formel (B) werden die Beispiele 1 bis 27 und insbesondere die Beispiele 17 bis 27, bei denen deutlichere Wirkungen gezeigt werden, bevorzugt.
Von den in Tabelle 3 gezeigten Beispielen für Kombina­ tionen werden die Beispiele A1 bis A10 und insbesondere A1 bis A3 und A5 bis A8, bei denen deutlichere Wirkungen gezeigt werden, bevorzugt.
Bei einer anderen, bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann auch aus der Gruppe der Verbindungen der Formel (A) und der Gruppe der Verbindungen der Formel (B) jeweils mindestens eine Verbindung ausgewählt werden.
Das gemischte Gassystem kann aus dem Ausgangsmaterial in Form einer Mischung mit einem atmo­ sphärischen Gas oder einem anderen, gasförmigen Aus­ gangsmaterial für die Schichtbildung eingesetzt werden, damit in einer zur Bildung einer fotoleitfähigen Schicht dienenden Abscheidungskammer eine gewünschte Konzentration oder ein gewünschter Gasdruck erhalten wird.
Als atmosphärisches Gas, das einzusetzen ist, wird ein Gas, das auf die gebildete, foto­ leitfähige Schicht keine nachteilige Einwirkung zeigt und aus Atomen besteht, die am Aufbau der fotoleitfähigen Schicht beteiligt sind, oder ein vollkommen inertes Gas gewählt.
Als Beispiele für Substanzen, die als atmosphärische Gase eingesetzt werden können, können Edelgase wie He, Ne und Ar, gasförmige Halogene wie Fluor, Chlor, Brom oder Jod, gasförmige oder vergasbare Interhalogen­ verbindungen wie BrF, ClF, ClF₃, BrF₅, BrF₃, IF₇, IF₅, ICl und IBr, gasförmige Halogenwasserstoffe wie HF, HCl und HBr und H₂ erwähnt werden.
Von diesen als atmosphärisches Gas dienenden Substanzen können Edelgase und H₂-Gas in besonders wirksamer Weise eingesetzt werden. Als andere, gasförmige Ausgangs­ materialien für die Bildung der Schichten können gas­ förmige oder leicht vergasbare Substanzen erwähnt werden, die als am Aufbau beteiligtes Element Fremdstoff­ atome enthalten, die den Leitfähigkeitstyp der gebildeten, fotoleitfähigen Schicht regulieren.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von fotoleitfähigen Elementen ist es im Vergleich mit den bekannten Verfahren in dem Fall, daß fotoleitfähige Schichten mit den gleichen Eigenschaften und der gleichen Schichtqualität hergestellt werden sollen, möglich, die Schichtbildung mit einer viel höheren Geschwindigkeit und wirtschaftlicher durchzuführen und die Trägertemperatur und die Entladungsleistung zu erhöhen.
Beispielsweise kann die Trägertemperatur 150°C oder mehr betragen und kann die Entladungsleistung 100 W oder mehr betragen, wenn eine fotoleitfähige Schicht erhalten werden soll, die die Eigenschaften und die Schichtqualität hat, die für die Lösung der Aufgabe der Erfindung erforderlich sind.
Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf ein typisches Beispiel eines durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellten, fotoleitfähigen Elements näher erläutert.
Fig. 1 zeigt einen schematischen Schnitt, der zur Erläu­ terung eines typischen Beispiels für ein durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestelltes, fotoleitfähiges Element dient.
Das in Fig. 1 gezeigte, fotoleitfähige Element 100 ist eine Ausführungsform, die für elektrofotografische Zwecke oder für eine Bildaufnahme- bzw. Bildabtastvor­ richtung angewendet werden kann. Das fotoleitfähige Element 100 weist einen Träger 101 für das fotoleitfähige Element, ggf. eine auf dem Träger vorgesehene Zwischen­ schicht 102 und eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte, fotoleitfähige Schicht 103 auf.
Der Träger 101 kann entweder elektrisch leitend oder isolierend sein. Als elektrisch leitende Materialien können Metalle wie NiCr, rostfreier Stahl, Al, Cr, Mo, Au, Ir, Nb, Ta, V, Ti, Pt und Pd oder Legierungen davon erwähnt werden.
Als isolierende Träger können üblicherweise Folien oder Platten aus Kunstharzen wie Polyestern, Polyäthy­ len, Polycarbonaten, Celluloseacetaten, Polypropylen, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polystyrol und Polyamiden, Gläser, keramische Stoffe, Papiere und andere Materialien eingesetzt werden. Diese isolie­ renden Träger können geeigneterwiese mindestens eine Oberfläche haben, die durch eine Behandlung elektrisch leitend gemacht worden ist, und andere Schichten werden geeigneterweise auf der Seite ausgebildet, die elektrisch leitend gemacht worden ist.
Glas kann beispielsweise elektrisch leitend gemacht werden, indem auf dem Glas ein dünner Film aus NiCr, Al, Cr, Mo, Au, Ir, Nb, Ta, V, Ti, Pt, Pd, In₂O₃, SnO₂ oder ITO (In₂O₃+SnO₂) ausgebildet wird. Alternativ kann die Oberfläche einer Kunstharzfolie wie einer Polyesterfolie elektrisch leitend gemacht werden, indem auf der Oberfläche ein Metall wie NiCr, Al, Ag, Pb, Zn, Ni, Au, Cr, Mo, Ir, Nb, Ta, V, Ti oder Pt durch Vakuum­ aufdampfung, Elektronenstrahl-Abscheidung oder Zerstäubung abgeschieden wird oder indem die Oberfläche mit einem solchen Metall laminiert wird. Der Träger kann irgendeine Form haben, beispielsweise die Form eines Zylinders, eines Bandes oder einer Platte bzw. Folie oder eine andere Form, und die Form des Trägers kann in der gewünschten Weise festgelegt werden. Wenn das in Fig. 1 gezeigte, fotoleitfähige Element 100 bei­ spielsweise als Bilderzeugungselement für elektrofotografische Zwecke eingesetzt werden soll, kann der Träger für die Anwendung zum kontinuierlichen Kopieren mit hoher Geschwindigkeit geeigneterweise in Form eines endlosen Bandes oder eines Zylinders ausgebildet werden.
Die Zwischenschicht 102 besteht aus einer Matrix von beispielsweise Siliciumatomen und Kohlenstoffatomen, Stickstoffatomen oder Sauerstoffatomen, die ggf. Wasser­ stoffatome oder Halogenatome (X) enthält, und besteht demnach aus einem amorphen Material, das nicht fotoleit­ fähig ist. Die Zwischenschicht 102 hat die Funktion, eine Injektion von Ladungsträgern von der Seite des Trägers 101 in die fotoleitfähige Schicht 103 in wirksamer Weise zu verhindern und den Fototrägern, die durch Bestrahlung mit elektromagnetischen Wellen in der fotoleitfähigen Schicht 103 erzeugt werden und sich zu der Seite des Trägers 101 bewegen, einen leichten Durchgang von der Seite der fotoleitfähigen Schicht 103 zu der Seite des Trägers 101 zu ermöglichen.
Für die Bildung einer Zwischenschicht 102 kann das Glimmentladungsverfahren angewendet werden, weil dieses Verfahren einen kontinuierlichen Betrieb einschließlich der Bildung der fotoleitfähigen Schicht 103 ermöglicht. In einem solchen Fall wird ein gasförmiges Aus­ gangsmaterial für die Bildung einer Zwischenschicht, das ggf. in einem vorbestimmten Verhältnis mit einem Verdünnungsgas wie He oder Ar vermischt ist, in eine zur Vakuumaufdampfung dienende Abscheidungskammer, in die der Träger 101 hineingebracht worden ist, einge­ leitet, und in der Abscheidungskammer wird durch Anregung einer Glimmentladung in der aus dem eingeleiteten Gas bestehenden Atmosphäre ein Gasplasma gebildet, wodurch auf dem Träger 101 die Zwischenschicht 102 gebildet wird.
Beispiele für Ausgangssubstanzen, die in wirksamer Weise als gasförmige Ausgangsmaterialien für die Bildung der Zwischenschicht 102 eingesetzt werden, sind Sili­ ciumhydride, beispielsweise Silane wie SiH₄, Si₂H₆, Si₃H₈ und Si₄H₁₀, Stickstoff (N₂), gasförmige oder vergasbare Stickstoffverbindungen wie Nitride oder Azide, die N- und H-Atome als am Aufbau beteiligte Atome enthalten, beispielsweise Ammoniak (NH₃), Hydrazin (H₂NNH₂), Stickstoffwasserstoffsäure (HN₃) und Ammonium­ azid (NH₄N₃), Verbindungen, die C- und H-Atome als am Aufbau beteiligte Atome enthalten wie gesättigte Kohlenwasserstoffe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, äthy­ lenische Kohlenwasserstoffe mit 2 bis 5 Kohlenstoff­ atomen und acetylenische Kohlenwasserstoffe mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen, wozu im einzelnen gesättigte Kohlen­ wasserstoffe wie Methan (CH₄), Äthan (C₂H₆), Propan (C₃H₈), n-Butan (n-C₄H₁₀) und Pentan (C₅H₁₂), äthyle­ nische Kohlenwasserstoffe wie Äthylen (C₂H₄), Propylen (C₃H₆), Buten-1 (C₄H₈), Buten-2 (C₄H₈), Isobutylen (C₄H₈) und Penten (C₅H₁₀) und acetylenische Kohlen­ wasserstoffe wie Acetylen (C₂H₂), Methylacetylen (C₃H₄) und Butin (C₄H₆) gehören, und außerdem Substanzen wie Sauerstoff (O₂), Ozon (O₃), Kohlenmonoxid (CO), Kohlen­ dioxid (CO₂), Stickstoffmonoxid (NO), Stickstoffdioxid (NO₂) und Distickstoffmonoxid (N₂O).
Diese Ausgangssubstanzen für die Bildung der Zwischen­ schicht 102 werden bei der Bildung der Schicht in geeigneter Weise so ausgewählt, daß die gewünschten Atome als am Aufbau beteiligte Atome in die gebildete Zwischen­ schicht 102 eingebaut werden.
Außer den vorstehend erwähnten Substanzen können als andere Substanzen für die Bildung der Zwischenschicht 102 auch elektrisch isolierende Metalloxide eingesetzt werden.
Als elektrisch isolierende Metalloxide für die Bildung der Zwischenschicht 102 können vorzugsweise Materialien wie TiO₂, Ce₂O₃, ZrO₂, HfO₂, GeO₂, CaO, BeO, P₂O₅, Y₂O₃, Cr₂O₃, Al₂O₃, MgO, MgO·Al₂O₃ oder SiO₂·MgO eingesetzt werden. Diese Materialien können für die Bildung der Zwischenschicht 102 als Kombination von zwei oder mehr Arten eingesetzt werden.
Auf einem aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung hergestellten Träger 101 kann die Zwischenschicht 102 außerdem auch ausgebildet werden, indem die Oberfläche eines aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung bestehenden Trägers einer Alumit- oder Böhmit-Behandlung unterzogen wird.
Die Zwischenschicht 102 kann eine Dicke haben, die im allgemeinen im Bereich von 3,0 nm bis 2 µm, vorzugsweise im Bereich von 3,0 bis 100,0 nm und insbesondere im Bereich von 5,0 bis 60,0 nm liegt.
Die fotoleitfähige Schicht 103 kann aus a-Si(H, X) mit den nachstehend gezeigten Halbleitereigenschaften bestehen:
  • (1) 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 (Na) höher ist.
  • (2) a-Si(H, X) vom n-Typ: Dieser Typ enthält nur einen Donator oder sowohl einen Donator als auch einen Akzeptor, wobei die Konzentration des Donators (Nd) höher ist.
  • (3) a-Si(H, X) vom i-Typ: Bei diesem Typ gilt: Na≃Nd≃O oder Na≃Nd.
Die fotoleitfähige Schicht 103 kann eine Dicke haben, die in geeigneter Weise in Abhängigkeit von den beab­ sichtigten Anwendungszwecken, beispielsweise in Abhän­ gigkeit davon, ob das fotoleitfähige Element als Lese­ vorrichtung, als Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung bzw. -Bildabtastvorrichtung oder als Bilderzeugungsele­ ment für elektrofotografische Zwecke angewendet werden soll, festgelegt werden kann.
Die Dicke der fotoleitfähigen Schicht 103 wird in geeig­ neter Weise nach Wunsch in Abhängigkeit von der Dicke der Zwischenschicht so festgelegt, daß die fotoleitfähige Schicht 103 und die Zwischenschicht 103 ihre Funk­ tionen erfüllen können, und die fotoleitfähige Schicht 103 ist im allgemeinen einige hundertmal bis einige tausendmal so dick wie die Zwischenschicht 102.
Im einzelnen ist es erwünscht, daß die Dicke der foto­ leitfähigen Schicht 103 im allgemeinen im Bereich von 1 bis 100 µm und vorzugsweise im Bereich von 2 bis 50 µm liegt.
Der Gehalt an H oder X [oder an (H+X), wenn sowohl H als auch X enthalten ist] liegt wünschenswerterweise im allgemeinen im Bereich von 1 bis 40 Atom-% und vor­ zugsweise im Bereich von 5 bis 30 Atom-%.
Um der fotoleitfähigen Schicht 103 Leitfähigkeit vom n-Typ oder p-Typ zu verleihen, können während der Bildung der Schicht Fremdstoffe, die den Leitfähigkeitstyp regulieren, nämlich ein Fremdstoff vom n-Typ oder vom p-Typ oder Fremdstoffe beider Typen, unter Regulierung ihrer Mengen hinzugegeben werden. Als Fremdstoffe, die in die fotoleitfähige Schicht hineinzugeben sind, kann vorzugsweise als Fremdstoff vom p-Typ ein Element der Gruppe IIIA des Periodensystems wie B, Al, Ga, In oder Tl oder als Fremdstoff vom n-Typ ein Element der Gruppe VA des Periodensystems wie N, P, As, Sb, oder Bi eingesetzt werden. Von diesen Fremdstoffen werden B, Ga, P und Sb besonders bevorzugt.
Um eine fotoleitfähige Schicht mit einem gewünschten Leitfähigkeitstyp herzustellen, kann der Gehalt eines in die fotoleitfähige Schicht hineinzu­ gebenden Fremdstoffs in geeigneter Weise in Abhängigkeit von den gewünschten elektrischen sowie optischen Eigen­ schaften festgelegt werden, jedoch kann der Gehalt im Fall des Fremdstoffs der Gruppe IIIA des Perioden­ systems im Bereich von 3×10-2 Atom-% oder weniger liegen, während der Gehalt im Fall des Fremdstoffs der Gruppe VA des Periodensystems im Bereich von 5×10-3 Atom-% oder weniger liegen kann.
Für die Einführung eines Fremdstoffs in die fotoleit­ fähige Schicht 103 kann während der Bildung der Schicht ein Ausgangsmaterial für den Einbau eines Fremdstoffs zusammen mit den Haupt-Ausgangssubstanzen für die Bildung einer fotoleitfähigen Schicht 103 in die Abscheidungs­ kammer eingeleitet werden. Als Ausgangsmaterialien für den Einbau solcher Fremdstoffe können die Materialien eingesetzt werden, die bei normaler Temperatur und unter normalem Druck gasförmig sind oder zumindest unter den Schichtbildungsbedingungen leicht vergasbar sind. Zu speziellen Beispielen solcher Ausgangs­ substanzen für den Einbau von Fremdstoffen gehören PH₃, P₂H₄, PF₃, PF₅, PCl₃, AsH₃, AsF₃, AsF₅, AsCl₃, SbH₃, SbF₃, SbF₅, BiH₃, BF₃, BCl₃, BBr₃, B₂H₆, B₄H₁₀, B₅H₉, B₅H₁₁, B₆H₁₀, B₆H₁₂ und AlCl₃.
Wie vorstehend beschrieben wurde, kann durch das erfin­ dungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines fotoleit­ fähigen Elements auf wirtschaftliche und einfache Weise mit einem höheren Wirkungsgrad und einer höheren Ge­ schwindigkeit als bei den bekannten Verfahren ein foto­ leitfähiges Element mit einer großen Fläche hergestellt werden, das deutlich verbesserte physikalische, optische, elektrische und elektrooptische Eigenschaften hat, wobei die zusätzlichen Vorteile erzielt werden, daß die Schicht selbst eine erhöhte Dichte hat, daß der Füllungsgrad der Schicht höher ist, daß die Ge­ brauchsleistung in Umgebungen mit einer hohen Feuchtigkeit und einer hohen Temperatur hervorragend ist sowie daß diese Eigenschaften und die Dicke der Schicht über den ganzen Bereich der Schicht gleichmäßig sind.
Die Eigenschaften des nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten, fotoleitfähigen Elements können insbesondere im Fall der Anwendung des fotoleitfähigen Elements für elektrofotografische Zwecke in vollem Maße ausgenutzt werden.
Basisverfahren für die nachstehenden erfindungsgemäßen Beispiele
Unter Anwendung der in Fig. 2 gezeigten Vorrichtung, die in einem reinen, vollständig abgeschirmten Raum untergebracht war, wurde nach dem folgenden Verfahren ein Bilderzeugungselement für elektrofotografische Zwecke hergestellt.
Ein Molybdänblech (Träger) 202 (10 cm×10 cm) mit einer Dicke von 0,5 mm, dessen Oberfläche gereinigt worden war, wurde an einem Festhalteelement 203 be­ festigt, das in einer vorbestimmten Lage in einer Ab­ scheidungskammer 201 angeordnet war. Die Targets 205, 206, die eingesetzt wurden, bestanden aus hochreinem, polykristallinem Silicium (99,999%), das auf hochreinen Graphit (99,999%) aufgebracht war, wobei das Flächen­ verhältnis von Silicium zu Graphit 1 : 9 betrug. Der Träger 202 wurde durch eine innerhalb des Festhalte­ elements 203 befindliche Heizvorrichtung 204 mit einer Genauigkeit von ±0,5°C erhitzt. Die Temperatur wurde direkt an der Rückseite des Trägers mit einem Alumel- Chrom-Thermopaar gemessen. Nachdem dann festgestellt worden war, daß alle Ventile in dem System geschlossen waren, wurde das Hauptventil 231 vollständig geöffnet, wodurch die Abscheidungskammer 201 einmal bis zu einem Druck von etwa 0,67 nbar evakuiert wurde (während dieses Vorgangs waren alle anderen Ventile in dem System ge­ schlossen). Anschließend wurde das Hilfsventil 229 geöffnet, und dann wurden die Ausströmventile 224, 225 und 228 geöffnet, um die in den Durchfluß-Meßvor­ richtungen 237, 238 und 241 befindlichen Gase in aus­ reichendem Maße zu entfernen. Dann wurden die Ausström­ ventile 224, 225 und 228 und das Hilfsventil 229 ge­ schlossen. Das Ventil 218 der Ar-Gas (Reinheit: 99,999%) enthaltenden Bombe 213 wurde geöffnet, wobei der an dem Auslaß-Manometer 236 angezeigte Druck auf einen Wert von 0,98 bar eingestellt wurde. Dann wurde das Einströmventil 223 geöffnet, worauf das Ausströmventil 228 zur Einführung von Ar-Gas in die Abscheidungs­ kammer 201 allmählich geöffnet wurde. Das Ausströmventil 228 wurde allmählich geöffnet, bis das Pirani-Manometer 242 0,67 µbar anzeigte. Nachdem sich die Strömungsmenge in diesem Zustand stabilisiert hatte, wurde das Haupt­ ventil 231 unter Verengung seiner Öffnung allmählich geschlossen, bis der Druck in der Abscheidungskammer 13 µbar erreichte. Nachdem festgestellt worden war, daß sich die Durchfluß-Meßvorrichtung 241 bei geöffneter Blende 208 stabilisiert hatte, wurde die Hochfrequenz- Stromquelle 243 eingeschaltet, wodurch zwischen den Targets 205, 206 einerseits und dem Festhalteelement 203 andererseits ein Wechselstrom mit einer Frequenz von 13,56 MHz und einer Leistung von 100 W fließen gelassen 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 Zwischenschicht mit einer Dicke von 10,0 nm gebildet. Dann wurde die Hochfrequenz- Stromquelle 243 zur Unterbrechung der Glimmentladung abgeschaltet. Anschließend wurden das Ausströmventil 228 und das Einströmventil 223 geschlossen, und das Hauptventil 231 wurde vollständig geöffnet, wodurch das in der Abscheidungskammer 201 befindliche Gas entleert wurde, bis die Abscheidungskammer unter Erzielung eines Druckes von 0,67 nbar evakuiert worden war. Dann wurde die Eingangsspannung der Heizvorrichtung 204 geändert, indem die Eingangsspannung unter Messung der Trägertemperatur erhöht wurde, bis die Trägertemperatur bei dem konstanten Wert von 400°C stabilisiert war.
Dann wurde das Hilfsventil 229 vollständig geöffnet, worauf das Ausströmventil 228 vollständig geöffnet wurde, um die Durchfluß-Meßvorrichtung 241 in ausreichendem Maße bis zur Erzielung von Vakuum zu entgasen. Nachdem das Hilfsventil 229 und das Ausströmventil 228 geschlossen worden waren, wurden das Ventil 214 der Bombe 209, die Si₂H₆-Gas (Reinheit: 99,999%) ent­ hielt, in dem 10 Vol.-ppm B₂H₆-Gas enthalten waren [nachstehend als "B₂H₆(10)/Si₂H₆" bezeichnet], und das Ventil 215 der SiH₄-Gas (Reinheit: 99,999%) enthaltende Bombe 210 geöffnet, wobei der an den Auslaß-Mano­ metern 232 und 233 angezeigte Druck auf einen Wert von jeweils 0,98 bar eingestellt wurde. Dann wurden die Einströmventile 219, 220 und 223 allmählich geöff­ net, wodurch B₂H₆(10)/Si₂H₆-Gas, SiH₄-Gas und Ar-Gas in die Durchfluß-Meßvorrichtungen 237, 238 bzw. 241 hineinströmen gelassen wurden. Anschließend wurden die Ausströmventile 224, 225 und 228 allmählich geöffnet, worauf das Hilfsventil 229 allmählich geöffnet wurde. Dabei wurden die Einströmventile 219, 220 und 223 so eingestellt, daß das Verhältnis der Strömungsmengen von B₂H₆(10)/Si₂H₆ : SiH₄ : Ar 30 : 1 : 69 betrug. Dann wurde die Öffnung des Hilfsventils 229 unter sorgfältiger Ablesung des Pirani-Manometers 242 eingestellt, wobei das Hilfsventil 229 so weit geöffnet wurde, bis der Innendruck in der Abscheidungskammer 201 13 µbar erreichte. Nachdem sich der Innendruck in der Abscheidungs­ kammer 201 stabilisiert hatte, wurde das Hauptventil 231 unter Verengung seiner Öffnung allmählich geschlossen, bis das Pirani-Manometer 242 0,27 mbar anzeigte. Nachdem festgestellt worden war, daß die Gaszuführung und der Innendruck stabil waren, wurde die auch als Elektrode dienende Blende 208 geschlossen, und dann wurde die Hochfrequenz-Stromquelle 243 einge­ schaltet, wodurch zwischen dem ebenfalls als Elektrode dienenden Festhalteelement 203 und der Blende 208 eine Hochfrequenzspannung mit einer Frequenz von 13,56 MHz angelegt wurde. Dadurch wurde in der Abscheidungskammer 201 eine Glimmentladung mit einer Eingangsleistung von 100 W erzeugt. Nachdem die Glimmentladung zur Bildung einer fotoleitfähigen Schicht 1 h lang fortgesetzt worden war, wurden die Heizvorrichtung 204 und die Wochfrequenz-Stromquelle 243 abgeschaltet, und der Träger wurde auf 100°C abkühlen gelassen, worauf die Ausströmventile 224, 225 und 228 und die Einströmventile 219, 220 und 223 bei vollständig geöffnetem Hauptventil 231 geschlossen wurden. Dadurch wurde der Innen­ druck in der Abscheidungskammer 201 auf weniger als 13 nbar gebracht. Dann wurde das Hauptventil 231 ge­ schlossen, und der Innendruck in der Abscheidungskammer 201 wurde durch das Belüftungsventil 230 auf Atmosphärendruck gebracht, worauf der Träger aus der Abschei­ dungskammer herausgenommen wurde. In diesem Fall betrug die Gesamtdicke der gebildeten Schichten etwa 18 µm.
Beispiel 1
Ein Bilderzeugungselement für elektrofotografische Zwecke wurde nach dem gleichen Verfahren und unter den gleichen Bedingungen wie im vorstehenden Basisverfahren hergestellt, wobei jedoch die in Tabelle 4 gezeigten Bedingungen eingehalten wurden.
Tabelle 4
Das auf diese Weise hergestellte Bilderzeugungselement wurde in eine Ladungs-Belichtungs-Versuchsvorrichtung hineingebracht. Eine Koronaladung wurde 0,2 s lang mit +6,0 kV durchgeführt, und durch eine lichtdurchlässige Testkarte hindurch wurde unter Anwendung einer Wolframlampe als Lichtquelle mit einem Belichtungswert von etwa 1,5 lx·s belichtet.
Unmittelbar danach wurde ein negativ geladener Entwick­ ler, der Toner und Tonerträger enthielt, kaskadenförmig auf die Oberfläche des Bilderzeugungselements auftreffen gelassen, wodurch auf dem Bilderzeugungselement ein gutes Tonerbild erhalten wurde.
Als das auf dem Bilderzeugungselement befindliche Tonerbild durch Koronaladung mit +5,0 kV auf ein Bild­ empfangspapier übertragen wurde, wurde ein klares Bild mit einer hohen Dichte enthalten, das eine ausgezeichnete Auflösung sowie eine ausgezeichnete Reproduzierbarkeit der Helligkeitsabstufung zeigte.
Als nächstes wurde das vorstehend beschriebene Bilder­ zeugungselement in der Ladungs-Belichtungs-Versuchsvorrichtung 0,2 s lang einer Koronaladung mit -5,5 kV unterzogen, und unmittelbar nach der Koronaladung wurde eine bildmäßige Belichtung mit einem Belichtungswert von 1,5 lx·s durchgeführt. Dann wurde ein positiv ge­ ladener Entwickler kaskadenförmig auf die Oberfläche des Bilderzeugungselements auftreffen gelassen, und das erhaltene Tonerbild wurde auf ein Bildempfangspapier übertragen und fixiert, wodurch ein sehr klares Bild erhalten wurde.
Aus diesen Ergebnissen und den vorigen Ergebnissen geht hervor, daß das in diesem Beispiel erhaltene Bild­ erzeugungselement für elektrofotografische Zwecke keine Abhängigkeit von der Ladungspolarität zeigt, sondern die Eigenschaft hat, daß es als Bilderzeugungselement für negative und für positive Ladungspolarität geeignet ist.
Beispiel 2
Auf Trägern aus Molybdän wurden nach dem gleichen Verfahren und unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 Zwischenschichten gebildet. Dann wurden auf den Zwischenschichten nach dem gleichen Verfahren und unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1, wobei jedoch die eingesetzten Gase und die relativen Werte der Strömungsmengen in der in Tabelle 5 gezeigten Weise abgeändert wurden, fotoleitfähige Schichten gebildet. Als unter Anwendung der auf diese Weise hergestellten Bilderzeugungselemente Tonerbilder erzeugt wurden, wurden im Fall der Probe A5 bei der Kombination einer mit -5,5 kV durchgeführten Koronaladung mit einer im Anschluß daran durchgeführten, bildmäßigen Belichtung mit einem positiv geladenen Toner bessere Bilder erhalten.
Im Gegensatz dazu wurden im Fall der Probe B5 bei der Kombination einer mit +6,0 kV durchgeführten Koronaladung mit einer im Anschluß daran durchgeführten, bild­ mäßigen Belichtung mit einem negativ geladenen Toner bessere Tonerbilder erhalten.
Tabelle 5
Beispiel 3
Auf Trägern aus Molybdän wurden nach dem gleichen Verfahren und unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 Zwischenschichten gebildet. Dann wurden auf den Zwischenschichten nach dem gleichen Verfahren und unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1, wobei jedoch die eingesetzten Gase (unter Anwendung einer erhöhten Anzahl von Bomben in Fig. 2, falls notwendig) und die relativen Werte der Strömungsmengen in der in Tabelle 6 gezeigten Werte abgeändert wurden, fotoleit­ fähige Schichten gebildet.
Die auf diese Weise hergestellten Bilderzeugungselemente wurden in bezug auf die Produktivität (Abscheidungsge­ schwindigkeit) und die Eigenschaften (Bildqualität bei hohen Temperaturen und hoher Feuchtigkeit; Wiederholbarkeit) untersucht. Aus den Untersuchungsergebnissen ging hervor, daß es zur Lösung der Aufgabe der Erfindung erforderlich ist, eine fotoleitfähige Schicht unter Anwendung einer Mischung von gasförmigen Ausgangs­ materialien zu bilden, in der von den Verbindungen der vorstehend erwähnten Formel SimHlXk die Verbindungen mit hoher Ordnungszahl m, d. h. die Verbindungen deren Ordnungszahl m größer als die Ordnungszahl der Verbindung mit der minimalen Ordnungszahl m ist, in einer Menge von 5 bis 99 Vol.-%, enthalten sind, bezogen auf das Volumen der Verbindung der minimalen Ordnung. Folgender Bewertungsmaßstab liegt Tabelle 6 zugrunde:
Beispiel 4
Ein Bilderzeugungselement für elektrofotografische Zwecke wurde nach dem gleichen Verfahren und unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 hergestellt, wobei jedoch die in Tabelle 7 gezeigten Bedingungen eingehalten wurden.
Tabelle 7
Das auf diese Weise hergestellte Bilderzeugungselement wurde in eine Ladungs-Belichtungs-Versuchsvorrichtung hineingebracht. Eine Koronaladung wurde 0,2 s lang mit +6,0 kV durchgeführt, und durch eine lichtdurchlässige Testkarte hindurch wurde unter Anwendung einer Wolfram­ lampe als Lichtquelle mit einem Belichtungswert von etwa 1,5×lx·s belichtet.
Unmittelbar danach wurde ein negativ geladener Entwickler, der Toner und Tonerträger enthielt, kaskadenförmig auf die Oberfläche des Bilderzeugungselements auftreffen gelassen, wodurch auf dem Bilderzeugungselement ein gutes Tonerbild erhalten wurde. Als das auf dem Bilder­ zeugungselement befindliche Tonerbild durch Koronaladung mit +5,0 kV auf ein Bildempfangspapier übertragen wurde, wurde ein klares Bild mit einer hohen Dichte erhalten, das eine ausgezeichnete Auflösung sowie eine ausge­ zeichnete Reproduzierbarkeit der Helligkeitsabstufung zeigte.
Als nächstes wurde das vorstehend beschriebene Bilder­ zeugungselement in der Ladungs-Belichtungs-Versuchsvorrichtung 0,2 s lang einer Koronaladung mit -5,5 kV unterzogen, und unmittelbar nach der Koronaladung wurde eine bildmäßige Belichtung mit einem Belichtungswert von 1,5 lx·s durchgeführt. Dann wurde ein positiv geladener Entwickler kaskadenförmig auf die Oberfläche des Bilderzeugungselements auftreffen gelassen, und das erhaltene Tonerbild wurde auf ein Bildempfangspapier übertragen und fixiert, wodurch ein sehr klares Bild erhalten wurde.
Aus diesen Ergebnissen und den vorherigen Ergebnissen geht hervor, daß das in diesem Beispiel erhaltene Bild­ erzeugungselement für elektrofotografische Zwecke keine Abhängigkeit von der Ladungspolarität zeigt, sondern die Eigenschaft hat, daß es als Bilderzeugungselement für negative und für positive Ladungspolarität geeignet ist.
Beispiel 5
Auf Trägern aus Molybdän wurden nach dem gleichen Ver­ fahren und unter gleichen Bedingungen wie in Beispiel 4 Zwischenschichten gebildet. Dann wurde auf den Zwischenschichten nach dem gleichen Verfahren und unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 4, wobei jedoch die eingesetzten Gase und die relativen Werte der Strömungsmengen in der in Tabelle 8 gezeigten Weise abgeändert wurden, fotoleitfähige Schichten gebildet. Als unter Anwendung der auf diese Weise hergestellten Bilderzeugungselemente Tonerbilder erzeugt wurden, wurden im Fall der Probe A8 bei der Kombination einer mit -5,5 kV durchgeführten Koronaladung mit einer im Anschluß daran durchgeführten, bildmäßigen Belichtung mit einem positiv geladenen Toner bessere Bilder erhalten.
Im Gegensatz dazu wurden im Fall der Probe B8 bei der Kombination eine mit +6,0 kV durchgeführten Korona­ ladung mit einer im Anschluß daran durchgeführten, bild­ mäßigen Belichtung mit einem negativ geladenen Toner bessere Tonerbilder erhalten.
Tabelle 8
Beispiel 6
Auf Trägern aus Molybdän wurden nach dem gleichen Ver­ fahren und unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 4 Zwischenschichten gebildet. Dann wurden auf den Zwischenschichten nach dem gleichen Verfahren und unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 4, wobei jedoch die eingesetzten Gase (unter Anwendung einer erhöhten Anzahl von Bomben in Fig. 2, falls notwendig) und die relativen Werte der Strömungsmengen in der in Tabelle 9 gezeigten Weise abgeändert wurden, fotoleit­ fähige Schichten gebildet.
Die auf diese Weise hergestellten Bilderzeugungselemente wurden in bezug auf die Produktivität (Abscheidungs­ geschwindigkeit) und die Eigenschaften (Bildqualität bei hohen Temperaturen und bei hoher Feuchtigkeit; Wieder­ holbarkeit) untersucht. Aus den Untersuchungsergebnissen ging hervor, daß es zur Lösung der Aufgabe der Erfindung erforderlich ist, eine fotoleitfähige Schicht unter Anwendung einer Mischung von gasförmigen Ausgangs­ materialien zu bilden, in der von den Verbindungen der vorstehend erwähnten Formeln (A) und (B) die Verbindungen mit hoher Ordnungszahl n oder m, d. h. die Verbindungen, deren Ordnungszahl n oder m größer als die Ordnungs­ zahl der Verbindung mit der minimalen Ordnungszahl n oder m ist, in einer Menge von 5 bis 99 Vol.-% enthalten sind, bezogen auf das Volumen der Verbindung der minimalen Ordnung.

Claims (10)

1. Verfahren zur Herstellung eines fotoleitfähigen Elements, bei dem die Bildung einer fotoleitfähigen Schicht auf einen Träger erfolgt, indem als Ausgangssubstanzen Silanver­ bindungen für die Bildung der fotoleitfähigen Schicht im gas­ förmigen Zustand in eine unter einem gewünschten, verminderten Druck gehaltene Abscheidungskammer eingeleitet werden und in der Gasatmosphäre der Ausgangssubstanzen eine Entladung an­ geregt wird, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - als Ausgangssubstanzen Verbindungen der Formel SinH2n+2 (A)worin n eine positive, ganze Zahl ist, und Verbindungen der FormelnSimH1Xk (B)worin m und k positive, ganze Zahlen sind, 1 null oder eine positive, ganze Zahl ist, l+k=2m+2 und X ein Halogenatom bedeutet, verwendet werden,
  • - wobei die Ausgangssubstanzen mindestens zwei Verbindungen der Formel (B) oder
  • - mindestens zwei Verbindungen der Formel (A) und mindestens eine Verbindung der Formel (B) oder
  • - mindestens eine Verbindung der Formel (A) und mindestens zwei Verbindungen der Formel (B) enthalten,
  • - wobei die Mengen der in die Abscheidungskammer einzuleitenden Ausgangssubstanzen so reguliert werden, daß der Anteil aller Verbindungen mit höheren Werten von n bzw. m 5 bis 99 Vol.-%, bezogen auf das Volumen der Verbindungen mit dem niedrigsten Wert von n bzw. m, ausmacht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung der Formel (A) aus der aus SIH₄, Si₂H₆, Si₃H₈, Si₄H₁₀, Si₅H₁₂, Si₆H₁₄, Si₇H₁₆ und Si₈H₁₈ bestehenden Gruppe ausgewählt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung der Formel (B) aus der aus SiX₄, Si₂X₆, Si₃X₈, SiHX₃, SiH₂X₂ und SiH₃X (worin X F, Cl, Br oder I ist) bestehenden Gruppe ausgewählt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung mit höheren Werten von n bzw. m mindestens eine Verbindung aus der Gruppe Si₂H₆, Si₃H₈ und Si₄H₁₀ oder aus der Gruppe Si₂F₆, Si₂Cl₆ und Si₃Br₈ ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssubstanzen zusätzlich einen den Leitfähigkeitstyp der gebildeten, fotoleitfähigen Schicht regulierenden Fremdstoff enthalten.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Fremdstoff vom n-Typ ist.
7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Fremdstoff vom p-Typ ist.
8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Fremdstoff mindestens eine Verbindung aus der PH₃, P₂H₄, PF₃, PF₅, PCl₃, AsH₃, AsF₃, AsF₅, AsCl₃, SbH₃, SbF₃, SbF₅, BiH₃, BF₃, BCl₃, BBR₃ B₂H₆, B₄H₁₀, B₅H₉, B₅H₁₁, B₆H₁₀, B₆H₁₂ und AlCl₃ umfassenden Gruppe ist.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der gesamten Verbindungen mit höheren Werten von n bzw. m 10 bis 97 Vol.-%, bezogen auf das Volumen der gesamten Verbindungen mit dem niedrigsten Wert von n bzw. m, beträgt.
10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Träger und der fotoleitfähigen Schicht eine Zwischenschicht ausgebildet wird.
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