DE3303700A1 - Fotoleitfaehiges element - Google Patents

Description

Gr% ■ r% ::*..:: -^: . >*.* Dipl.-Ing. H.Tiedtke

RUPE - ΓΈΙΧΜΑΝΝ " V3RÄMS-- *..'.:.. ·..· OixJi.-Chem. G .Bühling

, Dipl.-Ing. R. Kinne

Dipl.-Ing. R Grupe Dipl.-Ing. B, Pellmann Dipl.-Ing. K Grams

Bavariaring 4, Postfach 202403 8000 München 2

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3. Februar 1983 DE 2747

Canon Kabushiki Kaisha Tokyo, Japan

Fotoleitfähiges Element

Die Erfindung betrifft ein fotoleitfähiges Element, das auf elektromagnetische Wellen, wie Licht, worunter im weitesten Sinne UV-Strahlen, sichtbares Licht, IR-Strahlen, Gamma-Strahlen usw. zu verstehen sind, anspricht bzw. gegenüber elektromagnetischen Wellen empfindlich ist.

Fotoleitfähige Materialien, aus denen Festkörper-Bildaufnahmevorrichtungen bzw. -Bildabtastvorrichtungen, Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke auf dem Gebiet der Bilderzeugung, oder fotoleitfähige Schichten in Manuskript-Ablesevorrichtungen gebildet werden, müssen eine ihohe Empfindlichkeit, ein hohes Signal-Rausch-Verhältnis ^Fotostrom( I ρ )-Dunkelst rom (Ij),) , Spektraleigenschaften, die den elektrischen Wellen entsprechen, mit denen sie bestrahlt werden sollen, eine gute lichtelektrische Empfindlichkeit und einen gewünschten Wert des Dunkelwiderstandes haben und dürfen während der Anwendung nicht gesundheitsschädlich sein. Außerdem ist es bei einer Bildaufnahme- bzw. Bildabtastvorrichtung auch notwendig, daß Restbilder innerhalb einer vorbestimmten Zeit leicht behandelt bzw. beseitigt werden können. Im Falle von Bilderzeugungselementen für elektrofotografische Zwecke, die

B/25

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in eine für die Anwendung in Büros vorgesehen, elektro-

5 fotografische Vorrichtung eingebaut werden sollen, ist

es besonders wichtig, daß das Bilderzeugungselement nicht gesundheitsschädlich ist.

Von dem vorstehend erwähnten Standpunkt aus, hat in neuerer Zeit amorphes Silicium (nachstehend als a-Si bezeichnet) als f'o to Ie i t fäh i ges Material Beachtung gefunden. Beispielsweise sind aus den DE-OS 2 746 967 und 2 855 718 Anwendungen von a-Si für den Einsatz in Bilderzeugungselementen für elektrofotografische Zwecke bekannt, während aus der DE-OS 2 933 411 eine Anwendung von a-Si für den Einsatz in einer Ablesevorrichtung mit fotoelektrischer Umsetzung bzw. Umwandlung bekannt ist·. ^:

Bei den fotoleitfähigen Elementen mit bekannten, aus a-Si gebildeten fotoleitfähigen Schichten sind jedoch hinsichtlich verschiedener elektrischer, optischer 'und Fotoleitfähigkeitseigenschaften wie des spezifischen Dunkelwiderstandc», dor Lichtempfindlichkeit bzw. Fotoempfindlichkeit und der 1ichtelektrischen Empfindlichkeit sowie ihrer Eigenschaften bezüglich der Umwelteinflüsse bei der Anwendung.der zusätzlichen Stabilität mit der Beanspruchungsdauer und der Haltbarkeit noch weitere Verbesserungen erforderlich.

Beispielsweise wird bei der Anwendung in einem Bilderzeugungselement für elektrofotografische Zwecke oft ein Restpotential beobachtet, das während der Anwendung des fotoleitfähigen Elements verbleibt, falls Verbesserungen bezüglich einer höheren Fotoempfindlichkeit und einem höheren

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Dunkelwiderstand gleichzeitig geplant ist. Wenn ein soJL-ches fotoleitfähiges Element über eine lange Zeit wiederholt verwendet wird, werden verschiedene Schwierigkeiten, beispielsweise eine Häufung von Ermüdungserscheinungen durch wiederholte Verwendung oder sog. GeisterbiId-Erscheinung unter Erzeugung von Restbildern, hervorgerufen. .

Ferner können die a-Si-Materialien als Bestandteile Wasserstoffatome oder Halogenatome, etwa Fluoratome, Chloratome usw. zur Verbesserung ihrer elektrischen, fotoleitfähigen Eigenschaften, Boratome, Phosphoratome usw. zur Steuerung

des elektrischen Leitungstyps als auch andere Atome zur Verbesserung anderer Eigenschaften enthalten. In Abhängigkeit von der Art und Weise, wie diese Bestandteilsatome enthalten sind, können sie manchmal Probleme im Hinblick auf die elektrischen und fotoleitfähigen Eigenschaften oder der dielektrischen Festigkeit und der weiteren Haltbarkeit der gebildeten Schicht hervorrufen.

So ist beispielsweise in vielen Fällen die Lebensdauer der Fototräger, die durch Lichtbestrahlung in der fotoleitfähigen Schicht erzeugt werden, nicht ausreichend oder im Dunkelteil können die von der Trägerseite injizierten Ladungen nicht ausreichend festgehalten werden.

Wenn die Schichtdicke 10 oder mehrere jam beträgt, besteht 30 ferner die Neigung zu einem Ablöse-oder Abschälproblem der Schicht von der Oberfläche des Trägers oder zur Bildung
von Sprüngen in der Schicht im Verlauf der Zeit, wenn sie an der Luft stehengelassen wird, nachdem sie aus der Vakuumabscheidekammer für die Schichtbildung herausgenommen wurde. 35

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Diese Phänomene erfoigen oft insbesondere bei trommelförmiqen Trägern, die üblicherweise in der Elektrofoto-(|nif"in wHfwPinlol whnIhii, ΠιιιπΗ IihhU'IiI pifip wichtige Aufgabe darin, dita L angzei tstabil i tat solchet Schichten zu verbessern.

Bei den Arbeiten zur Entwicklung eines fojtoleitfähigen Materials muß deshalb zusammen mit einer Verbesserung der a-Si-Materia lien als solchen die Lösung der vorstehenden Probleme angestrebt werden.

Das Ziel der Erfindung bestand in der Lösung der vorstehend erwähnten Probleme. Zu diesem Zweck wurde ausgedehnte Untersuchungen hinsichtlich der Anwendbarkeit und der Brauchbarkeit von a-Si als fotoleitfähiges Element für Elektrofotografie-Bilderzeugungselemente, Bildaufnahme- bzw. Bildabtastvorrichtungen oder Lesevorrichtungen durchgeführt. Erfindung«gemäß wurde überraschenderweise gefunden, daß ein fotoleitfähiges Element, das eine fotoleitfähige Schicht aus einem amorphen Material, das Fotoleitfähiqkeit zeigt, die aus einem sog. hydriertem, amorphen Silicium, halogeniertem amorphen Silicium oder halogenhaltigen), hydriertem amorphen Silicium besteht, einem amorphen Material, das Wassers to ffat ame (H) und Halogenatome (X) in einer Matrix aus a-Si, insbesondere Siliciumatome (nachstehend als a-Si(H,X) bezeichnet), wobei das fotoleitfähige Element so ausgestaltet wird, daß es eine' spezifische Struktur aufweist, nicht nur praktisch angewendet werden kann, sondern bekannten fotoleitfähigen Elementen im wesentlichen in jeder Hinsicht überlegen ist und insbesondere hervorragende Eigenschaften als fotoleit-

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fähiges Element für elektrofotografische Zwecke hat. Die vorliegende Erfindung beruht auf diesen Erkenntnissen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein fotoleitfähiges Element zur Verfügung zu stellen, das eine ausgeprägte Beständigkeit gegenüber der Licht-Ermüdung zeigt,

eine ausgezeichnete Haltbarkeit besitzt, ohne daß es sich nach wiederholter Verwendung verschlechtert, und vollkommenoder im wesentlichen frei von beobachtbaren Restpotentialen ist.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines fotoleitfähigen Elements, das eine ausgezeichnete Haftung zwischen einem Träger und einer auf dem Träger vorgesehenen Schicht oder zwischen entsprechenden laminierten Schichten aufweist, das bezüglich der Genauig-

keit der Schichtanordnung stabil ist und eine hohe Schichtqualität aufweist.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines fotoleitfähigen Elements, das während einer

·

zur Erzeugung von elektrostatischen Ladungsbildern durchgeführten Ladungsbehandlung in einem Ausmaß, das dazu ausreicht, daß mit dem fotoleitfähigen Element im Falle seiner Verwendung als Bilderzeugungselement für elektrofotografische Zwecke ein übliches Elektrofotoqrafieverfahren sehr 30

effektiv durchgeführt werden kann, zur Aufladung bzw. zum Tragen von Ladungen befähigt ist, und das ausgezeichnete elektrofotografische Eigenschaften hat.

Weiterhin soll durch die Erfindung ein fotoleitfähiges 35

-"β- " ** D*e 2747

Element für elektrofotografische Zwecke zur Verfügung ge-■ " -

stellt werden, mit dem leicht Bilder hoher Qualität, die eine hohe RiIddichte, einen klaren Halbton und eine hohe Auflösung haben, hergestellt werden können.

Gegenstand der Erfindung ist ein fotoleitfähiges Element, ■ bestehend aus einem Träger für das fotoleitfähige Element, einer Grenzflächenschicht aus einem amorphen Material, das wenig s ten a Si. liciuni atome und Stickstoffatome als Bestandteile enthält, einer Gleichrichterschicht aus einem amorphen Material, das Atome (A) aus der Gruppe III oder

der Gruppe V. des Periodensystems als Bestandteile in einer Matrix aus Si 1iciumatomen enthält und einer amorphen Schicht, die Fotoleitfähiqkeit'zeigt, aus einem amorphen Material, das wenigstens ein von Wasserstoffatomen und Halogenatomen

ausgewähltes Element als Bestandteil in einer Matrix aus Siliciumatomen 20

enthält, wobei die Gleichrichterschicht eine. Schichtdicke

t von .5 mn hin wrniqer als 0,3 um aufweist und der Gehalt C(A) der vorstehend erwähnten Atome, die in der Gleichrichterschicht enthalten sind, 30 Atom-ppm oder mehr beträgt oder wobei die Schichtdicke t 3 nm oder mehr und der 25

Gehalt C(A) 30 Atom-ppm bis weniger als 100 Atom-ppm beträgt. '

Die bevorzugten Ausfuhrungsformen der Erfindung werden nachstellend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeich^y : ·

ηuηgen näher erläutert.

Die Fig. 1 bis 4 sind schematische Schnitte von Ausführungsformen des erfindungsgemäßen, fotoleitfähigen

E iements. 35

«« *■ * · · _{Λ Λ} + _Λ
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Die Fig. 5 und 6 sind schematisehe Darstellungen zur Erläuterung der für die Herstellung der erfindungsgemäQen, fotoleitfähigen Elemente dienenden Vorrichtungen .

Die Fig. 7 und 8 zeigen Diagramme, die die in den Beispielen erhaltenen Ergebnisse erläutern.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines zur Erläuterung einer grundlegenden Ausführungsform des erfin-15

dungsgemäßen, fotoleitfähigen Elements.

Das in Fig. 1 gezeigte, fotoleitFähige Element IOD ist mit einer Grenzflächenschicht 102, einer Gleichrichterschicht 103 und einer amorphen Schicht 104, die Fotoleit-" 20 .

Fähigkeit zoigt, auf einem Träger 101 Für das fotoleit-

fähige Element versehen, wobei die amorphe Schicht 104 eine freie Oberfläche 105 aufweist. Die Grenzflächenschicht

102 dient hauptsächlich zum Zwecke der Erhöhung der Haftung zwischen dem Träger 101 und der Gleichrichterschicht

103 und sie besteht aus einem nachstehend beschriebenen

Material, so daß sie sowohl zu dem Träger 101 als auch
zu der Gleichrichterschicht 103 Affinitäten aufweist.

Die Gleichrichterschicht bzw. Sperrschicht 103 dient haupt-30

sächlich dazu in wirksamer Weise ein Eindringen von Ladungsträgern von der Seite den Irägers 101 in die amorphe Schicht 104 zu verhindern. Die amorphe Schicht 104 hat die Funktion, den Durchtritt oder Durchgang von Fototrägern

in einer bestimmten Richtung zu ermöglichen, die durch Be-35

-TO-"

Bestrahlung mit elektrischen Wellen erzeugt werden, für die sie empfindlich ist.

Die erfindungsgemäße Grenzflächenschicht besteht aus einem amorphen Material mit einem Gehalt won Siliciumatomen und Stickstoffatomen, gegebenenfalls zusammen mit wenigstens Wasserstoffatomen (H) und/oder Halogenatomen (X) als Bestandteile [nachstehend als a-SiN(H, X) bezeichnetJ . '

Das a-5iN(H,X) kann ein amorphes Material mit einem Gehalt von Stickstoffatomen (N) als Bestandteilsatome in einer Matrix auü Si 1iciumatomen (Si) (nachstehend als "a-Si N₁ " be-

a 1-a

zeichnet), ein amorphes Material mit einem Gehalt von St i ck.s to f fatomen (N) und Wassers toff atomen (H) als Bestandteilsatome in einer Matrix aus Si 1iciumatomen (Si) (nachstehend als "a-Si.N, , ) H, " bezeichnet) und·ein amorphes Material mit einem Gehalt von Stickstoffatomen (N) und Halogenatomen (X) gegebenenfa I1 η zusammen mit Wasserstoffatomen (H) als Bestandteilsatome in einer Matrix von Siliciumatomen (Si) (nachstehend als "a-(Si₀N_1-0 ) _p(H,X ) ₁__e" bezeichnet) · umfassen. ..

Beispiele für Halogenatome (X), die gegebenenfalls in die Grenzflächenschicht eingearbeitet sein können, sind Fluor, Chlor, Brom und Jod, wobei Fluor und Chlor am meisten bevorzugt ist.
30

Din aus der vorstehenden amorphen Schicht bestehende GrenzfLächenschicht kann durch ein Verfahren, wie ein Glimmentladungsverfahren, ein Zerstäubungsverfahren, ein Ionenimplnntationsverfahren, ein lonenplattierverfahren oder ein 35

-U- DF 2747

Elektronenstra hiver fahren gebildet inierden. Diese Ferti-5 gungsverfahren werden in geeigneter Weise in Abhängigkeit von Faktoren im ie den Fertigungsbedingungen, dem Kapitalbedarf für die Fertigungseinrichtungen, dem Fertigungsmaßstab und den gewünschten Eigenschaften der herzustellenden fotoleitfähigen Elemente ausgewählt. Die Anwendung des

Zerstäubungsverfahrens und des Glimmentladungsverfahrens wird aufgrund der damit verbundenen Vorteile einer relativ einfachen Regulierung der Bedingungen für die Herstellung von fotoleitfähigen Elementen mit gewünschten Eigenschaften sowie der leichten Einführung von Siliciumatomen und Stickstoffatomen gegebenenfalls zusammen mit Wasserstoffatomen oder Halogenatomen in die herzustellende Grenzflächenschicht bevorzugt.

ErfindungsgemäG kann die Grenzflächenschicht durch das Glimmentladungsverfahren und das Zerstäubungsverfahren in Kombination in einer gemeinsamen Vorrichtung gebildet werden· Für die Bildung einer aus a-SiN(H,X) bestehenden Grenzflächenschicht gemäß dem Glimmentladungsverfahren wird gemäß der grundlegenden Verfahrensweise ein Einsatz-

25 gas für die Lieferung von SiIiciumatomen (Si) und ein Einsatzgas für die Einführung von Stickstoffatomen (N) gegebenenfalls zusammen mit Einsatzgasen für die Einführung von Wasserstoffatomen (H) und/oder für die Einführung von Halogenatomen (X) in eine Abscheidungskammer eingeführt,

30 di_e i_m inneren auf einen verminderten Druck gebracht werden kann und eine Glimmentladung in der Abscheidungskammer angeregt, wodurch eine aus a-SiN(H,X) bestehende Grenzflächenschicht auf der Oberfläche eines gegebenen Trägers, der in einer vorher bestimmten Lage angeordnet isL gebildet

wird.

-T2-* Df 2 747

Die Bildung der Grenzflächenschicht gemäß dem Zerstäubungs- ° verf'aliren kann beispielsweise nach den folgenden Verfahrensweisen durchgeführt werden.

Gemäß einer ersten Verfahrensweise wird ein aus Si-bestehendes Target in einer Atmosphäre aus einem Inertgas, wie} Ar, Ho und dergleichen oder einer Gasmischung auf Basis dieser Gase zerstäubt, wobei ein Ausgangsgas für die Einführung von Stickstoffatomen (N) gegebenenfalls zusammen mit Gasen für din K i η füll rung von Warners to ffatomen (H) und/oder für die Einführung von Halogenatomen (X) in die Vakuumabscheidungskammer eingeführt u/erden, in der die Zerstäubung erfolgen soll.

Gemäß einer zweiten Verfahrensweise können die Stickstoffatome (N) in die zu bildende Grenzflächenschicht unter Verwendung eines Targets aus Si^N, oder zwei Plättchen von Targets aus Si und Si-,Ν. oder einem Target aus Si und Si,N, eingeführt werden. Während dieser Verfahrensweise kann das vorstehende Ausgangsgas zur Einführung von Stickstoffatomen (N) in Kombination verwendet werden, wodurch der Gehalt dpr in die Grenzflächenschicht einzuarbeitenden Stickstoffatome⁵ (N) wie gewünscht frei gesteuert werden kann, indem die Strömungsgeschwindigkeit des Gases gesteuert wird.

Der Gehalt der in die Grenzflächenschicht, einzuarbeitenden Stickstoffatome (N) kann wie gewünscht frei gesteuert werden, indem die Strömungsgeschwindigkeit des Ausgangsgases für die Einführung von Stickstoffatomen (N) gesteuert wird, wenn ca in eine Abscheidungokammer.eingeführt wird oder

♦ · Vi »

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indem der Anteil der Stickstoffatome (N), die in einem Target für die . Einführung von Stickstoffatomen (N) enthalten sind, während der Herstellung des Targets eingestellt wird oder indem beide dieser Verfahren angewendet werden.

Das Ausgangsgas für die Lieferung des erfindungsgemäß zu verwendenden Si kann gasförmige oder vergasbare hydrierte Siliciumverbindungen (Silane) wie SiH., Si„H,, Si,H₀, Si-H_1n und andere Materialien umfassen.· Insbesondere sind SiH. und Si„H, bevorzugt, da sie während der Schichtbildung leicht zu handhaben sind und in wirksamer Weise Si liefern.

Bei Verwendung dieser Ausgangsmaterialien kann H zusammen mit Si in die zu bildende GrenzfJächenschicht durch geeignete Auswahl der Schichtbildungsbedingungen eingebaut werden.

Als effektives Ausgangsmaterial für die Einführung von Si können neben den vorstehend erwähnten Silanen Siliciumverbindungen verwendet werden, die Halogenatome (X) ent-

25 halten, nämlich sog. Silanderivate, die durch Halogenatome substituiert sind. Besonders bevorzugt sind Siliciumhalogenide, wie SiF,, Si,,!",, SiCl., SiBr. und ähnliche. Ferner können auch in wirksamer Weise gasförmige oder vergasbare Halogenide, die Wasserstoffatome als Bestandteil enthalten,

nämlich halogensubstituier te Siliciumhydride, wie SiH₂F₂J SiH₂I₂, SiH₂Cl₂, SiHCl_v SiH₂Br₂ und SiHBr₅ als Ausqangsmaterial für dio Lieferung von Si für die Bildung der Grenzflächenschicht eingesetzt werden.

Wenn diese Halogenatome (X) enthaltenden Siliciumverbindungen verwendet werden sollen^können X zusammen mit Si in der zu bildenden Grenzflächenschicht durch geeignete 5chichtbildunqsbedingungen, wie vorstehend beschrieben, eingeführt werden. Die halogenierten Siliciumverbindungen, die Haloqenatome unter den vorstehend erwähnten Ausgangsmaterialien enthalten, können vorzugsweise als Ausgangsmaterial für die Einführung von Halogenatomen (X) eingesetzt werden weil durch diese Halogenide während der Bildung der Grenzflächenschicht gleichzeitig mit der Einführung von Ha loqenatomen (X) in wirksamer Weise Wasserstoffatome (H) in die Schicht eingeführt werden können, um die " elektrischen oder fotoelektrischen Eigenschaften zu regulieren.

Typische Beispiele für Halogenverbindungen, die im Rahmen der Erfindung vorzugsweise bei der Bildung einer Grenz-, flächenschicht eingesetzt werden können, sind neben den vorstehend erwähnten Verbindungen gasförmige Halogene, wie Fluor, Chlor, Brom und Jod und Interhalngenverbindungen

wie BrF, ClT₁ClF₃, BrF₅, BrF-_}, JF₃, JF₇, JCl und IBr und Halogenwasserstoffe, wie HF, HCl, IBr und HJ.

Als Auagangsmateriaiien für den Einbau von Stickstoffatomen in die Grenzflächenschicht können gasförmige oder vergasbare aus Stickstoff oder Stickstoff und Wasserstoff bestehende Stickstoffverbindungen, wie Stickstoff, Nitride und Acicle, beispielsweise Stickstoff (N„), Ammoniak (NH₃), Hydrazin (H₂NNH₂), Stickstoffwasserstoffsäure (HN₃) oder Ammoniumazid (NH.N.) eingesetzt werden. Alternativ können zum Einbau von Halogenatomen (X) neben Stickstoffatomen

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(N) auch St icks to ff ha logeni d\/e rb i ndungen , wie Stickstofftrifluorid (F₃N), SUckstoFFtetrnFluorid (F₄N₂) und dergleichen eingesetzt werden.

Als Verdünnungsgas für die Bildung der Grenz Flächenschicht gemäß dem GlimmentJadungsverFahren oder dem ZerstäubungswerFahren können erFindungsgemäß beispielsweise Edelgase, wie He, Ne oder Ar bevorzugt eingesetzt werden.

Da die Funktion der Grenz Flächenschicht darin besteht, die HaFtung zwischen dem Träger und der Gleichrichterschicht

15 _zu Festigen und einen gleichFörmigen elektrischen Kontakt dazwischen herzusteJlen, wird das amorphe Material a-SiN(H,X), aus der die erFindungsgemäße Grenz Flächenschicht besteht, in gewünschter Weise sorgfältig hergestellt, indem die Herstellungsbedingungen für die Grenzflächenschicht genau

ausgewählt werden, so daß die GrenzFlächenschicht mit den gewünschten Eigenschaften erhalten werden kann.

Ein wichtiger faktor unter den Schichtbildungsbedingungen Für die Bildung der Grenz Flächenschicht aus a-SiN(H,X) mit den er Findunqsgemäß angestrebten EigenschaFten ist di.e Substrattemperatur während der Schichtbildung.

Bei der Bildung der Grenzflächenschicht aus a-SiN(H,X) auf der Oberfläche eines Trägers ist die Trägertemperatur während der Schichtbildung wichtig, da sie die Struktur

und die Eignnschaften der zu bildenden Schicht beeinflußt. Er Findungsgemäß wir.d die Tr äger temperatur während der Schichtbildung gewünschtermaßen genau kontrolliert, so daß a-SiN(HjX) mit den angestrebten Eigenschaften wie gewünscht

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hergestellt werden kann. 5 .

Die Trägertemperatur bei der Bildung der Grenzflächenschicht, die innerhalb eines optimalen Bereichs in Übereinstimmung mit den für die Bildung der Grenzflächenschicht bestehenden Methoden ausgewählt wird, liegt zweckmaßigerweise im allgemeinen zwischen 5O⁰C bis 35O⁰C, vorzugsweise IQO⁰C bis 25O⁰C. Bei der Durchführung der Bildung der Grenzflächenschicht ist es ferner möglich, ausgehend von der Grenzflächenschicht , die Gleichrichterschicht, die amorphe Schicht sowie weitere Schichten, die gegebenenfalls auf der amorphen Schicht gebildet werden, kontinuierlich im gleichen System zu bilden. Die Anwendung des Glimmentladungsverfahrens oder des Zerstäubungsverfahrens ist bevorzugt, weil das Zusammensetzungsverhältnis der Atome aus denen die entsprechenden Schich- ten gebildet werden einer strengen Kontrolle unterliegen oder weil die Kontrolle der Schichtdicken im Vergleich mit anderen Methoden relativ einfach durchgeführt werden kann. Wenn die Grenz flächenschi-cht nach diesen Schichtbildungsmethoden gebildet wird, sind die Entladungslei-

25 stung und der Gasdruck während der Schichtbildung als

wichtige Faktoren neben der vorstehend erwähnten Trägertemperatur zu erwähnen, die die Eigenschaften der Grenzflächenschicht bei der Herstellung beeinflussen.

Die Entladungsleistung für die effektive Herstellung der Grenzflächenschicht mit den erfindungsgemäQ angestrebten Eigenschaften kann bei guter Produktivität vorzugsweise 1 bis 300 W, vorzugsweise 2 bis 150 W betragen. Der Gasdruck in der Abscheidungskammer liegt vorzugsweise bei

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4,33 χ 10 . bis 6,65' mbar, vorzugsweise bei etwa 1,06 X 10 bis 0,66 mbar.

Neben den Herstellungsbedingungen der Grenz Flächenschicht sind der Gehalt der StickstoFFatome und die Gehalte von WasserstoFFatomen(H) und Halogenatomen(X ), die gegebenen-Falls in der Grenz Flächenschicht des erFindungsgemäGen FotoleitFähigen Elements enthalten sind^wichtige Faktoren hinsichtlich der Bildung der Grenz FJächenschicht, um die erwünschten EigenschaFten Für die Lösung der AuFgabe der ErFindung zu liefern.

Die Gehalte von jeweils StickstoFFatomen (N), WasserstoFFatomen (H) und Halogenatomen (X) in der Grenz Flächenschicht können in gewünschter Weise während den Schichtherstellungsbedingungen Festgelegt werden, so daß die Lösung der er-20 Findungsgemäßen AuFgabe in wirksamer Weise erreicht werden kann.

Wenn die Grenz Flächenschicht aus a-Si N₁ besteht kann

a 1-a

der Gehalt an StickstoFFatomen (N) in der·GrenzFlächenschicht im allgemeinen 1 χ 10~ bis 60 Atom-"o betragen, d.h., daß in der vorstehenden Formel a den Wert von 0,4 bis 0,99999, vorzugsweise den Wert von 0-, 5 bis 0,99 hat.

Wenn die Grenz Flächenschicht aus 8-(Si₁N₁ , ) H₁ besteht,

bl-bcl-c

"O liegt der Gehalt an StickstoFFatomen (N) vorzugsweise bei 1 χ 10~ bis 55 Atom-?i, insbesondere bei. 1-55 Atom-?i, der Gehalt an WasserstoFFatomen (H) vorzugsweise bei 2 bis 35 Atom-?o., insbesondere bei 5 bis 30 Atom-?o, wobei der

Wert Für b bei 0,43· bis 0,99999, vorzugsweise bei 0,43 bis 35

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o,99 und c vorzugsweise bei 0,65 bis 0,98, insbesondere bei 0,7 bis 0,95 liegt. Wenn die Grenzflächenschicht aus a-(Si.N, ,) (H,X)₁ besteht, beträgt der Gehalt an Sticksto ff atomen vorzugsweise 1 χ 10~ bis 60 Atom-?o, insbesondere 1 bis 60 Atom-?i, der Gehalt an Halogenatomen oder der Gesamtgehalt an Halogenatomen und Wasserstoffatomen vorzugsweise 1 bis 20 Atom-?i, insbesondere 2 bis 15 Atom-?o und der Gehalt an Wasserstoffatomen beträgt in diesem falle vorzugsweise 19 Atom-?u oder weniger, insbesondere 13 Atorn-?i oder weniger. In der obigen Formel hat d vorzugsweise den Wert von 0,43 bis 0,99999, insbesondere 0,43 bis 0,99, während e vorzugsweise einen Wert von 0,8 bis 0,99, insbesondere 0,85 bis 0,98 hat.

Die das e r f'indungsgemäGe f otolei t f ähi ge Element bildende Grenzflächenschicht weist eine Schichtdicke auf, die in Abhängigkeit von der Schichtdicke der Gleichrichterschicht, die auf der Grenzflächenschicht vorgesehen ist und den Eigenschaften der Gleichrichterschicht bestimmt sein kann.

ErfindungsgemäQ kann die Grenzflächenschicht im allge-25 meinen eine Schichtdicke von 3 mn bis 2 μni aufweisen,.

vorzugsweise 4 nm bis 1,5 JJm, insbesondere 5 nm bis 1,5 yjm.

Die das erfindungsgemäOe foLoleitfähige Element aufbauende Gieichrichterschicht besteht aus einem amorphen Material, das Atome der Gruppe III des Periodensystems oder Atome dor Gruppn \/ dos Periodensystems vorzugsweise zusammen mit Wassers to (Tatomen (H) oder Halogenatomen oder beide in einer Matrix von Siliciumatomen (Si) (nachstehend als "a-Si( I I I,V,II,X)" bezeichnet) enthält. Die Schichtdicke t

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und der Gehalt C(A) der Atome der Gruppe III und der Atome ° der Gruppe V werden innerhalb der nachstehend spezifixierten Bereiche eingestellt.

₍ Bei der Gleichrichterschicht gemäß der Erfindung können die Schichtdicken und der Gehalt C(A) der Atome (AKdie zur Gruppe III oder zur Gruppe V des Periodensystems gehören vorzugsweise innerhalb der folgenden Bereiche liegen:

4 nm r t 4. 0,3 pm jjnd C(A) = 40 Atom-ppm; oder

40 Atom-ppm = C(A) < 100 Atom-ppm und t * 4 nm. 15

• Vorzugsweise liegen die Werte innerhalb folgender Bereiche:

5 nm = t ^ 0,3 /im und C(A) "= 50 Atom-ppm; oder

50 Atom-ppm = C(A) < 100 Atom-ppm und t = · 5 nm. "

Atome, die zur Gruppe III des Periodensystems gehören, und die in der erfindungsgemäGen Gleichrichterschicht enthalten sind, umfassen B (Bor), Al (Aluminium), Ga (Gallium), In (Indium) und Tl (Thallium), wobei B und Ga bevorzugt. ²⁵ sind.

Die Atome, die. zur Gruppe \l des Periodensystems gehören, und die in der Gleichrichterschicht enthalten sind, umfassen P (Phosphor), As (Arsen), Sb (Antimon) und Bi (Wismuth), wobei P und As bevorzugt sind.

Bei der Bildung einer Gleichrichterschicht aus a-Si(111,V,H,X) können Vakuumabscheidungstechniken unter Ausnutzung des

Entladungsphänomens, etwa Glimmentladungsverfahren, Zer-35

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s täubungsver fahren oder Ionenplattierverf ahren verwendet werden, d i c> in ähnlicher Weise bei der Bildung der Grenzfläche π schicht angewandt werden.

Wenn beispielsweise bei der Bildung der Gleichrichter^ schicht aus a-Si( 111,V,H,X ) das Glimmentladungsverfahren angewandt wird, besteht die grundlegende Verfahrensweise darin, daß man ein Ausgangsqas, das in der Lage ist, Atome der Gruppe III zu liefern oder ein Ausg.angsgas, das in der Lage ist, Atome der Gruppe \l zu liefern und gegebenenfalls ein Ausgangsgas für den.Einbau von Wasserstoffatomen

(H) und/oder Halogenatomen (X) zusammen mit einem Ausgangsgas für die Lieferung von Si 1iciumatomen (Si) in eine Abseheidungskammer einführt^deren Inneres auf verminderten Druck gebracht werden kann, worin eine Glimmentladung angeregt wird, so daß eine Schicht aus a-Si( 111,V,H,X) auf der Oberfläche eines Trägers, der in einer vorbestimmten Lage in der Kammer angeordnet ist, gebildet wird.

Wenn die Gieichrichterschicht nach dem Zerstäubungsverfahren gebildet werden soll, kann ein Ausgangsgas für den Einbau von Atomen der Gruppe III oder ein Ausgangsgas für den Einbau von Atomen der Gruppe \l gegebenenfalls zusammen mit Gasen für den Einbau von Wasserst ο ffatomen und/oder Halogenatomen in eine Abscheidungskammer für die Zerstäubung eingeführt werden, wenn die Zerstäubung eines Targets aus Si in einer Atmosphäre eines Inertgases, wie Ar, He oder einer Gasmischung aus diesen Gasen bewirkt wird.

Als Ausgangsmaterialien, die als Ausgangsgase für die Bildung der Gleichrichtcrschicht verwendet werden können, 35

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werden solche angewandt, die auch in gewünschter Weise aus den gleichen AusgangsmateriaJi em ausgewählt werden, die bei der Bildung der Grenz f lächenschicht eingesetzt wurden, außer bei Ausgangsmaterialien, die als Ausgangsgase für den Einbau von Atomen der Gruppe III und Atomen der Gruppe V verwendet werden.
10

Für den strukturellen Einbau der Atome der Gruppe III oder der Gruppe V in die Gleichrichterschicht kann das Ausgangsmaterial für defi Einbau von Atomen der Gruppe 111 oder das Ausgangsmaterial für den Einbau von Atomen der Gruppe V

15 i_m gasförmigen Zustand in eine Abseheldungskammer zusammen mit anderen Ausgangsmaterialien für die Bildung der Gleichrichterschicht eingeführt werden. Als Material, das als Ausgangsmaterialien für den Einbau von Atomen der Gruppe III oder von Atomen der Gruppe \l verwendet werden kann,

können gewünschtermaBen solche verwendet werden, die unter normalen Temperatur- und Druckbedingungen gasförmig sind oder wenigstens unter den Schichtbildungsbedingungen leicht vergasbar sind.

Beispiele für Ausgangsmaterialien zum Einbau von Atomen der Gruppe III sind Borane, wie B„H,, B-H_1n, BrH₀, B₁-H₁₁,

Zo 4 1U Jy ^ J.X

B^H_1n, B,H₁₀ und B,H₁, und Borhalogenide, wie BF,, BCl-,, oiuoiz ο m j ?

BBr, und dergleichen. Daneben können auch AlGl,, GaCl,,

Ga(CH₅K, InCl₃ und TlCl₃ enthalten sein. 30

Beispiele von AusganqsmateriaIien für den Einbau von Atomen der Gruppe \l sind Phosphorhydride, wie PH₃ und P_?H^ und Phosphorhalogenide wie PH₄I, PF₃, PF₅, PCl₃, PCl₅, PBr₃,

PBr₁. und PI-z· Daneben können auchAsH,, AsF,, AsCl₃, AsBr₃, 35

»» β »»ν

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, SbH₃, SbF₃, SbF^, SbCl₃, SbCl₅, BiH₃, BiCl₃ und BiBr, als effektive Materialien für den Einbau von Atomen der Gruppe \l verwendet werden.

ErfindunqsgemäQ können die Atome der Gruppe III oder die Atome der Gruppe V in der Gleichrichterschicht vorzugsweise im wesentlichen gleichförmig innerhalb der Ebenen, die parallel zur Oberfläche des Trägers liegen und in Richtung der Schichtdicke verteilt sein, damit die gewünschten gleichrichtenden E i genschaften .erhalten werden.

Der Gehalt an Atomen der Gruppe III und der Gruppe V beim Einbau in die Gleichrichterschicht:' kann frei kontrolliert werden, indem die Gasströmungsgeschwindigkeit, das Gasströmungsgenchwindicjkeitsverhältnis der Ausgangsmaterialien für den Einbau von Atomen der Gruppe III und V, die Ent-· ιadungslfiistung, die Trägertemperatur, der Druck in der Abscheidungskammer und andere Bedingungen gesteuert werden.

Als Halogenatome (X), die in die Gl e.ichr ichterschicht eingebaut werden können, können gegebenenfalls solche eingesetzt werden, die vorstehend bei der Beschreibung der.Grenzflächenschicht erwähnt wurden.

Die Bildung einer amorphen Schicht aus a-Si(H,X) kann durch \/akuumabScheidungstechniken unter Ausnutzung des Entladungsphänomenß, etwa durch Glimmentladungsverfahren, Zerr? t aiibunqsver f ahrnn oder forienp I η 11 ί r rvnrf nhren in ähnlichor Weise wie bei der Bildung der Grenzflächenschicht durchgeführt werden.

-23- DF. 274

Wenn beispielsweise eine amorphe Schicht aus a-Si(H,X) ° nach dem Gl imme.ntladungsver fahren gebildet wird, besteht die grundlegende Verfahrensweise darin, daß man ein Ausgangsmaterial, das in der Lage ist ein Ausgangsgas für die Einführung von Wasserstoffatomen (H) und/oder Halogenatome (X) zu liefern_;zusammen mit einem Ausgangsgas für "10- den Einbau von Si 1 iciumatomen (Si) in eine Abscheidungskammer einführt, deren Innere« auf einen verminderten Druck gebracht werden kann, worin eine Glimmentladung angeregt wird, so daß eine Schicht aus a-Si(H,X) auf der Oberfläche der Gleichrichterschicht gebildet wird, die ihrerseits auf einem Träger vorgesehen ist, der in einer vorbestimmten Lage in der Kammer angeordnet ist. Wenn die amorphe Schicht nach dem ZerstäubungsverFahrrm hergestellt werden soll, wird ein Ausgangsgas Für den Einbau von Wasserstoffatbmen (H) und/oder Halogenatomen (X) in eine Abscheidungskammer für die Zerstäubung eingeführt, wenn die Zerstäubung eines Targets aus Si in einer Atmosphäre eines Inertgases, wie Ar, He oder einer Gasmischung aus diesen Gasen bewirkt wird.

Erfindungsgemäß sind _a±_s Halogenatome (X), die in die amorphe Schicht eingebaut werden können, gegebenenfalls solche umfaßt» die vorstehend bei der Beschreibung der Grenzflächenschieht erwähnt wurden.

Das Ausgangsgas für die Lieferung von Si bei. der Bildung einer amorphen Schicht gemäß der Erfindung kann gasförmige oder vergasbare hydrierte Siliciumverbindungen (Silane), wie SiH., Si„H,, Si^Hn, Si.H_]n und andere umfassen, die vorstehend bei der Beschreibung der Grenzflächenschicht oder

-24- DE 2747

der GJ^eichr ichterschicht als effektive Materialien erwähnt wurden. Insbesondere sind SiH. und Si„H, wegen der leichten Handhabung während der Bildung und wegen der Effizienz für die Lieferung won Si bevorzugt.

Als effektives Ausgangsgas für den Einbau von Ha logenatomerij die bei der Bildung der amorphen Schicht erfindungsgemäß verwendet werden sollen kann eine Reih.e von Halogenverbindungen in gleicher Weise wie im Falle der Grenzflächenschicht eingesetzt werden. Hierzu gehören gasförmige oder verqashare Halogenverbindungen, wie Halogengase, Halogenide, Interhalogenverbindungen, halogensubstituierte Silanderivate und dergleichen.

ferner können gasförmige oder vcrqashnre Ha jogenatome enthaltende Siliciumverbindungen, die aus Siliciumatomen (Si) und Halogenatomen (X) als Bestandteile bestehen.als effektive Materialien erfindunqsqemäß verwendet werden.

Die Menge an Wassers to ffatomen (H) oder Halogenatomen (X) oder die Summe (H + X) von .Wasserstoffatomen (H) und HaIogenatomon (X),"idie in der G1 e ichrichterschicht und in. der amorphen Schicht enthalten sind, liegt gewünschtermaßen im Bereich von I bis 40. Atom-%, vorzugni-ie i se von 5 bis 30 Atom-?.). Zur Kontrolle der Menge der Wasserstoff atome (H) und/oder der Ha logena tome (X), die in der Gleichrichterschicht oder in der amorphen Schicht enthalten sein sollen, kann he i isp i ο I hiwr i se die Γ räqer tempern tür , dip Menge des für den F.inbau von Wasserstοffatomen (II) oder Halogenatomen (X) /u verwendenden Ausqanqsmateriais, die Entladungsleistung und cindnre I a k tor cn tjontnuert werden.

-2 5- DE 2 74 7

Als Verdunnungsgase bei der Bildung der amorphen Schicht nach dem Glimmentladungsverfahren oder als Gase für die Zerstäubung während der Bildung gemäß dem Zerstäubungsverfahren, können sog. Edelgase, wie He, Ne, Ar und dergleichen eingesetzt werden.

Er f indungsgemäß kann die amorphe Schicht eine Schichtdicke aufweisen, die zweckmäßigerweise in Abhängigkeit von den für das hergestellte, fotoleitfähige Element benötigten Eigenschaften bestimmt wird, jedoch liegt die Schichtdicke zweckmäOigerweise im Bereich von 1 bis 100 um, vorzugsweise zwischen 1 bis 80 jum, insbesondere zwischen 2 und 50

Wenn erfindungsgemäß Atome der Gruppe V in die Gleichrichterschicht eingebaut werden, ist es zweckmäßig, daß die Leitungseigenschaft der Schicht frei kontrolliert wird, indem eine Substanz zur Steuerung der Leitungseigenschaftiieingebaut wird, die verschieden ist von den Atomen der Gruppe Vjn der amorphen Schicht.

25 Ais eine solche Substanz können vorzugsweise sog. Verunreinigungen bzw. Fremdstoffe auf dem Halbleitersektor erwähnt werden, vorzugsweise Fremdstoffe vom p-Typ, um der erfindungsgemäß ?u bildenden amorphen Schicht aus a-Bi(H,X) Leitfähigkeitseigenschaften vom p-Typ zu verleihen. Hierzu

30 zählen typischeru/ei se Atome, die zu der vorstehend erwähnten Gruppe III des Periodensystems (Atome der Gruppe III)gehören.

Der Gehalt der Substanz für die Kontrolle der Leitungseigenschaften in der amorphen Schicht kann erfindungsgemäß

-26- DE 2747

/wnckmäfl i cjerwe iiSR im Hinblick au Γ din organischen ßeziehu η c| ο η mit (Ip η für diß nniorpho Sch ich L benötigten Le itungseigenschaften, den Eigenschaften der in direktem Kontakt mit dieser Schicht stehenden anderen Schichten, den Eigenschaften an der kontaktierten Grenzflächenschicht mit anderen Schichten usw. ausgewählt werden. 10

Er f indunqsgemäß liegt der Ge.halt der Substanz für die Kontrolle der Leitungseigenschaften in der amorphen Schicht zweokmäßLqerwnise ho i 0,0,01 bis 1000 Atom-ppm, vorzugsweise bei 0,0*3 bis 500 Atom-ppm, insbesondere bei 0,1 bis 200 Atom-ppm.

Der erfindunqsqemäß zu verwendende Träger kann entweder elektrisch leitend oder isolierend sein. Als elektrisch leitender Träger können Metalle, wie NiCr, rostfreier Stahl, Al, Cr, Mo, Au, Nb, Ta, V, Ti, Pt, Pd oder Legierungen dηνοη vorwoηdu L werden.

Als isolierende [rager können zweckmäßigerweise. Folien oder Platten aus synthetischen Harzen, beispielsweise Polyester, Polyäthylen, Polycarbonat, Celluloseacetat, Polypropylen, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polystyrol, Polyamide;, Gläser, Keramiken, Papier usw. verwendet werden. Diese isolierenden Träger können "vorzugsweise auf" wenigstens einer ihrer Oberflächen einer Behandlung unterzogen werden, durch die sie elektrisch leitend gemacht werden und die anderen Schichten werden geeignete r weise auf der Seite des Irägers ausgebildet, die elektrisch leitend gemacht worden ist.

-27- Df 2 7Α7

Glas kann beispielsweise elektrisch leitend gemacht werden, ° indem ein dünner Film aus NiCr, Al, Cr, Mo, Au, Ir, Nb, Ta, V, Ti, Pt, Pd, In₂O₃, SnO₂ oder ITO (In₂O₅ + SnO₂) ausgebildet wird. Alternativ kann eine Kunstharz folie, wie eine Pol yester f'ol i e auf ihrer Oberfläche durch Aufdampfen, Elektronenstrahlabscheidung oder Zerstäubung eines

. Metalls 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 leitend gemacht werden. Der Träger kann in irgendeiner Formausgebildet werden,- beispielsweise in Form eines Zylinders, eines Bandes oder einer Platte und seine Form kann in gewünschter Weise festgelegt werden. Wenn das fotoleitfähige Flement 100 beispielsweise als Bilderzeugungselement für elektrofotografische Zwecke eingesetzt werden soll, kann es für die Verwendung in einem kontinuierlichen, mit hoher Geschwindigkeit durchgeführten Kopierverfahren geeigneterweise in Form eines endlosen Bandes oder eines Zylinders gestaltet werden. Der Träger kann eine in geeigneter Weise festgelegte Dicke haben, · so daß ein gewünschtes fotoleitfähiges Element gebildet werden kann. Wenn das fotoleitfähige Element flexibel sein soll, wird der Träger mit der Einschränkung, daß er noch in ausreichendem Maße seine Aufgabe als Träger erfüllen können muß, so dünn wie möglich ausgebildet. In einem solchen Falle hat der Träger im allgemeinen unter Berücksichtigung seiner Herstellung und Handhabung sowie seiner

«Q mechanischen Festigkeit eine Dicke von zweckmäßigerweise 10 pm.

Fig. 2 zeigt die zweite bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen fotoleitfähigen Elements. 35

3303705

-28- DE 2747

Der Unterschied zwischen dem in Fig. 2 gezeigten fotoleitfähigen Element 200 und dem in Fig. 1 gezeigten fotoleitfähigen Element 100 besteht darin, daß das fotoleitfähige Element 200 eine obere Grenzflächenschicht 204 zwischen der Gleichrichterschicht 203 und der amorphen Schicht 205, die Fotoleitfähigkeit zeigt, aufweist. .

Mit anderen Worten besteht das fotoleitfähige Element 200 aus einem Träger 201, auf dem aufeinanderfolgend eine unter« Grenzflächenschicht 202, eine Gleichrichterschicht 203, eine obere Grenzflächenschicht 204 und eine amorphe Schicht 205 ausgebildet ist, wobei die amorphe Schicht eine freie Oberfläche 206 aufweist.

Die obere Grenzflächensehicht 204 hat die Funktion, die Haftung zwischen der Gleichrichterschicht 203 und der amorphen Schicht 205 zu verbessern, so daß der elektrische Kontakt an der Grenzfläche beider Schichten gleichmäßigwird, während gleichzeitig die Gleichrichterschicht 203 fest gemacht wird, indem die Grenzflächenschicht unmittelbar auf der Gleichrichterschicht 203 vorgesehen wird.

Die untere Grenzflächenschicht 202 und die obere Grenzflächenschicht 204, die das fotoleitfähige Element.202 gemäß Fig. 2 bilden, sind aus dem gleichen amorphen Material zusammengesetzt wie im Falle der Grenzflächenschicht 102, die das foto J eitfähige Element 101 gemäß Fig. 1 bildet und sie können nach den qleichen Herstellungsverfahren unter den gleichen Bedingungen hergestellt werden, so'daß ähnliche Eigenschaften erhalten werden. Die Gleichrichterschicht 203 und die amorphe Schicht 205 haben also die

-29- DE 2747

gleichen Eigenschaften und Funktionen wie die Gleichrichter- ° schicht 103 bzw. die amorphe Schicht 104 und können gemäß den gleichen Schichtherstel lungsverfahren unter den gleichen Bedingungen wie im Falle der Fig. 1 gebildet werden.

Fig. 3 ist eine schematische Darstellung eines Schnitts VO einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen fotoleitfähigen Elementes.

Das in Fig. 3 gezeigte fotoleitfähige Element 300 hat den gleichen Schichtaufbau wie das in Fig. 1 gezeigte fotoleit-15 fähige Element 100, außer daß eine zweite amorphe Schicht 305 auf der ersten amorphen Schicht (I) 304 vorgesehen

ist, die der in Fig. 1 gezeigten amorphen Schicht 104 entspr icht.

Mit anderen Worten umfaßt das in Fig. 3 gezeigte fotoleitfähige Element 300 einen Träger 301 für das fotoleitfähige Element mit einer Grenzflächenschicht 302, einer Gleichrichterschicht 303, einer ersten amorphen Schicht (I) 304, die Fotoleitfähigkeit zeigt und einer zweiten amorphen Schicht (II) 305 , die aus einem amorphen Material aus Siliciumatomen und Kohlenstoffatomen, gegebenenfalls zusammen mit wenigstens Wasserstoffatomen und/ oder Halogenatomen als Bestandteile (nachstehend als "a-SiC(H, X)" bezeichnet) besteht, wobei die zweite amorphe Schicht (II) 305 eine freie Oberfläche 306 aufweist.

Die zweite amorphe Schicht (II) 305 wird hauptsächlich zum Zwecke der Erreichung der erfindungsgemäßen Ziele im Hinblick auf Feuchtigkeitsbeständigkeit, kontinuierliche Ver-35

30- DE 2747

wendung, Umwe I teiqenschaf ton bei der Verwendung und Haltte

b a r k e i t ν ο r gο s ο he η.

Da bei dem in Fig. 3 gezeigten fotoleitfähigen Element jedes der amorphen Materialien, die die erste amorphe Schicht (1) 302 und die zweite amorphe Schicht (II) 305 bilden, gemeinsam Sijiciumatome aufweist, sind die geschichteten Grenzflächen chemisch und elektrisch ausreichend stabil.

Die am; a-5iC(H,X) beistehende zweite amorphe Schicht (II) kann aus folgenden Materialien effektiv gebildet werden, nämlich ein amorphes Material aus Si 1 iciumatomen und Kohlenstoffatomen (a-5i,C, , wobei 0 £ a έ Ί bedeutet), ein amorphen Material nur, S i 1 ic i umatomen , Kohlenstoffatomen und Wasserstoffatomen £ a-(Si, C, . ) H, , worin 0^a, b < bedeutetj und ein amorphes Material aus SiIiciumatomen, Kohlenstoffatomen, Halogenatomen und gegebenenfalls Wasserstoff atomen [a-(Si.C, .) (X,H), , worin 0^d, e < 1 bedeutet J .

Die Bildung der aus a-SiC(H,X) bestehenden zweiten amorphen Schicht (II) kann gemäß dem Glimmentladungsverfahren, dem Zerstäubungsverfahrpn, de in Ionen implantierverfahren, dem Ionenplattierverfahren oder dem Elektronenstrahlverfahren

hergestellt werden. Diese Herstellungsverfahren können

30 ·

Zweckmäßigerwe j se in Abhängigkeit von verschiedenen Faktoren etwa don liters t ü I I un()ül)od i nguiifjen , dem Grnd der Kapitalinvestitionen für Anlagen, dem Produktionsmaßstab und den¹ für das herzustellende fotoleitfähige Element benötigten

erwünschten Eigenschaften gewählt werden. Jedoch wird die 35

-31- DE 2747

Anwendung des Gl imnien ti adungnverf ahrens oder des Zersta'ubungsv.er f ahrens aufgrund der damit, verbundenen Vorteile einer relativ einfachen Regulierung der Bedingungen für die Herstellung van fotoleitfähigen Elementen mit erwünschten Eigenschaften sowie der leichten Durchführbarkeit einer Einführung von Siliciumatomen und Kohlenstoffatomen gegebenenfalls zusammen mit Wasserstoffatomen oder Halogenatomen in die herzustellende zweite amorphe Schicht (II) bevorzugt.

Erfindungsgemäß kann die zweite amorphe Schicht (II) ge-15 bildet werden, indem das .Glimmentladungsverfahren und das Zerstäubungsverfahren in Kombination in dem gleichen Vorrichtungssystem angewandt wird.

Füp die Bildung der zweiten amorphen Schicht (II) nach dem Glimmentladungsverfahren werden die gasförmigen Ausgangsmaterialien für die Bildung von a-SiC(H,X), die gegebenenfalls in einem vorbestimmten Verhältnis mit einem verdünnenden Gas vermischt sein können, in die zur Vakuumabscheidung dienende Abscheidungskammer, in die der Träger hineingebracht worden ist, eingeführt, worauf durch Anregung einer Glimmentladung der eingeführten Gase ein Gasplasma erzeugt wird, um eine Abscheidung von a-SiC(H,X) auf der ersten amorphen Schicht (I) zu bewirken, die schon

auf dem vorstehend erwähnten Träger gebildet worden ist. 30

Als gasförmiges Ausgangsmaterial für die Bildung von a~SiC(H,X) können die meisten gasförmigen Substanzen oder vergasten Produkte gasförmiger Substanzen, die als am Aufbau beteiligte Atome mindestens einen Vertreter der Gruppe 35

-32- DE 2747

Si, C, H und X enthalten, eingesetzt werden. 5

Wenn ein gasförmiges Ausgangsmaterial eingesetzt werden soll, das Si-Atome als am Aufbau beteiligte Atome als ein Element won Si, C, H und X enthält, kann beispielsweise eine Mischung eines gasförmigen Ausgangsmaterials, das Si als am Aufbau beteiligte Atome enthält und ein gasförmiges Ausgangsmaterial, das H oder X als am Aufbau beteiligte Atome enthält, in einem gewünschten Mischungsverhältnis eingesetzt werden. Alternativ kann auch eine Mischung eines gasförmigen Ausgangsmaterials mit Si-Atomen

15 als am Aufbau beteiligten Atomen und einem gasförmigen

Ausgangsmaterial mit C-und H oder X-Atomen als aiii Aufbau beteiligten Atomen in einem gewünschten Mischungsverhältnis eingesetzt werden.

Es ist außerdem möglich, eine Mischung aus einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das Si-Atome als am Aufbau beteiligte Atome enthält, und einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das Si, C und H oder Si, C und X als am Aufbau beteiligte Atome enthält, einzusetzen.

Es ist bei einem anderen Verfahren auch möglich, eine Mischung aus einem gasförmigen Ausgangsmaterial mit Si- und H- oder X-Atomen als am Aufbau beteiligte Atome und einem gasförmigen Ausgangsmaterial mit C-Atomen als'am Aufbau beteiligte Atome einzusetzen.

Beispiele für gasförmige Ausgangsmaterialien, die im Rahmen der Erfindung in wirksamer Weise für die Bildung der zweiten amorphen Schicht (II) eingesetzt werden können, sind 35

-Yb- DE 2747

gasförmige hydrierte Siliciumverbindungen, die Si und H als am Aufbau beteiligte Atome enthalten, beispielsweise Silane wie SiH., Si₂H., Si-,H„, Si₄H,p»Verbindungen, die C und H als am Aufbau beteiligte Atome enthalten, etwa gesättigte Kohlenwasserstoffe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, Äthylen-Kohlenwasserstoffe mit 2 bis 5 Kohlenstoffatomen und Acetylen-Kohlenwasserstoffe mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen.

Typische Beispiele für gesättigte Kohlenwasserstoffe sind Methan (CH₄), Ethan (C₂H₆),·Propan (C₃H₈), η-Butan (n-C-H₁₀), Pentan (C₅H₁₂), Ethylen-Kohlenwasserstoffe, Ethylen (C₂H₄), Propylen (C₅H₆)", Buten-1 (C₄Hg), Buten-2 (C₄H₈), Isobutylen (C₄Hg), Penten (C₅H₁₀), Acetylen-Kohlenwasserstof fe , Acetylen (C„H„), Methylacetylen (C₅H₄), Butin (C₄H₆).

Beispiele für gasförmige Ausgangsmaterialien, die Si-, C- und Η-Atome als am Aufbau beteiligte Atome enthalten, sind Alkylsilane wie Si(CH,). und Si(C₂H₅K. Zusätzlichzu diesen gaßförmigen Ausgangsmaterialien kann selbstverständlich auch H„ in wirksamer Weise als gasförmiges Ausgangstna.teriäl für die Einführung von Wasserstoffatomen (H) eingesetzt werden.

Als Halogenatome (X) können in der zweiten amorphen Schicht 30 (II) F, Ci, Br und J enthalten sein. F und Cl sind besonders bevorzugt.

3 3 Q 37-Q

	# · *
DE	2747

Der Einbau von Wasserstoffatomen in die zweite amorphe ° Schicht (II) ist unter dem Aspekt der Herstellungskosten zweckmäßig, weil ein Teil der gasförmigen Ausgangsmaterialien allgemein bei der Bildung kontinuierlicher Schichten zusammen mit der ersten amorphen Schicht (I) verwendet werden kann.
10

Als gasförmige Ausgangsmateri'alien, die für den Einbau von Halogenatomen (X) bei der Bildung der zweiten amorphen Schicht (II) erfindungsgemäß in effektiver Weise verwendet werden können, können beispielsweise unter normalen Temperatur- und Druckbedingungen gasförmige Substanzen oder leicht vergasbare Substanzen erwähnt werden.

Gasförmige AusganyRinater ialien für den Einbau von Halogenatomen sind EinzelhaLogensubstanzen, Halogenwasserstoffe, interhalogenverbindungen, Siliciumhalogenide, halogensubstituierte Silane und dergleichen.

Typische Beispiele für Halogenverbindungen sind gasförmige Halogene wie Fluor, Chlor, Brom und Jod, Halogenwasserstoffe wie HF, HJ, HCl, HBr, Interhalogenverbindungen, wie BrF, ClF, ClF₃, ClF₅, BrF₅, BrF₃, JF₇, JF₅, JCl und JBr, Siliciumhalogenide wie SiF., Si₀F,, SiCl., SiCl,Br,

4 . L O H J

SLCl,.ßr„, SiClBr,, SiCKJ und SiBr., halogensubstituierte Silane, wie SiH₂F₂, SiH₂Cl₂., SiHCl₃, SiH₃Cl, SiH₃Br, SiH₂Br₂ und SiHBr₃.

Neben diesen Materialien können halogensubstituierte Parafinkohlenwasserstoffe wie CCl₄, CHF₃, CH₂F₂, CH₃F, CH₃Cl₁ CH₃Br, CHjJ und C₂HfCl, fluorierte Schwefelverbindungen

' ■ ,

-y>- DE 2 74 7

wie SF., SF,, halogenhai t ige Alkylsilane wie SiCl(CH-,)-,, SiCl₂(CH₃)₂, SiCl₃CH₃ effektiv verwendet werden.

Bei der Bildung der zweiten amorphen Schicht (II) nach dem Zerstäubungsverfahren, kann eine einzelkristalline oder
polykristalline Si-Scheibe oder C-Scheibe oder eine Schei-10 be, die Si und C darin gemischt enthält^als Target verwendet und einer Zerstäubung in einer Atmosphäre von verschiedenen Gasen unterworfen werden.

Wenn beispielsweise eine Si-Scheibe als Target verwendet wird, wird ein gasförmiges Ausgangsmaterial für den Einbau von wenigstens C, das gewünschterrnaßen mit einem verdünnenden Gas verdünnt sein kann, in eine Abscheidung??- kammer zur Zerstäubung eingeführt, um darin ein Gasplasma

zu bilden und die Zerstäubung der Si-Scheibe zu bewirken. 20

Alternativ können Si und C als getrennte Targets oder in Form eines Target-Plättchens aus einer Mischung von Si und C verwendet werden^und die Zerstäubung wird in einer Gasatmosphäre bewirkt, die gpgcibenenf all s u/enigstens Wasserstoff atome oder Halogenatome enthält.

Als gasförmige Ausgangsmaterialien für den Einbau von C
oder für den Einbau von H oder X können die bei der Glimmentladung vorstehend beschriebenen Gase ebenso bei deryi
30 Zerstäubung.sverfahren in effektiver Weise verwendet werden.

Das verdünnende Gas, das bei der Bildung der zweiten amorphen Schicht (II) bei der Glimmentladung oder dem Zerstäubungsverfahren verwendet, wird, ist vorzugsweise ein 35

-56- DE 2747

Edelgas, wie He, Ne und Ar. 5

Die zweite amorphe Schicht (II) gemäß der Erfindung sollte sorgfältig gebildet werden, so daß die erforderlichen Eigenschaften in gewünschter Weise exakt erhalten werden

können. 10

Mit anderen Worten kann eine Substanz, die Si, C und gegebenenfalls H und/oder X als.am Aufbau beteiligte Atome enthäJ I vernrhiedene Formen.von kristallin bis amorph, elektrische Eigenschaften von leitend über halbleitend bis isolierend und fotoleitfähige Eigenschaften von fotoleitend bis η i cht- f oto'l ei tend in Abhängigkeit von den Herstellungsbedingungen annehmen. Daher sind erfindungsgemäG die Herstellungsbedingungen genau in gewünschter Weise so ausgewählt, daß a-SiC(H,Xi) mit den erwünschten Eigenschaften in Abhängigkeit vom Verwendungszweck gebildet werden kann.

Wenn beispielsweise die zweite amorphe Schicht (II) hauptsächlich zur Verbesserung der dielektrischen Festigkeit vorgesehen werden soll, wird a-SiC(H,X) als ein amorphes Material hergestellt, das ausgeprägte elektrische Isoliereigenschaften unter den Anwendungsbedingungen aufweist.

Wenn andererseits die zweite amorphe Schicht (II) hauptsächlich die Eigenschaften für eine konti-

nuierJiche wiederholte Verwendung oder die Umwelteigenschaften bei Verwendung verbessern soll, kann der Grad der vorstehend erwähnten elektrischen Isoliereigenschaft in gc?wissen) Maße abgemildert werden und ein 35

-37- DE 2 74

a-SiC(H,X) kann als amorphes Material hergestellt werden, ° das zu einem gewissen Grad gegenüber Lichtbestrahlung empfindlich ist.

Bei der Bildung der zweiten amorphen Schicht (II) aus a-SiC(H,X) auf der Oberfläche der ersten amorphen Schicht

(I) ist die Frägertemperatür während der Schichtbildung ein wichtiger Faktor, der die Struktur und die Eigenschaften der zu bildenden Schicht beeinflußt. Es ist erfindungsgemäß erwünscht, daß die Trägertemperatur während der Schichtbildung in strenger Weise kontrolliert wird, _so d_aß a-SiC(H,X) mit den angestrebten Eigenschaften wie erwünscht hergestellt werden kann.

Die Trägertemperatur für die Bildung der zweiten amorphen Schicht (II) kann zur wirksamen Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe zweckmäßigerweise in einem optimalen Temperaturbereich in Übereinstimmung mit dem Verfahren zur Bildung.der zweiten amorphen Schicht (II) ausgewählt werden, um die Bildung der zweiten amorphen Schicht (II) durchzuführen.

Wenn die zweite amorphe Schicht (II) aus 3-Si_nC₁ gebil-

a JL — a

det werden soll, liegt die Trägertemperatur vorzugsweise im Bereich von 20 bis 300 C, insbesondere im Bereich von 20 bis 250°C.

Wenn die zweite amorphe Schicht (II) nun a-(Si.C, i),H. oder a-(Si,C. ,) (X,U)₁ gebildet werden soil, beträgt die Trägertempera tür vorzugsweise 50 bis 35O⁰C, insbesondere 100 bis 250⁰C.

-38- DE 2747

Für die Bildung der zweiten amorphen Schicht (II) kann das 01immentladungsverfahren oder das Zerstäubungsverfahren vorteilhaft erweise verwendet werden, weil eine genaue Steuerung des Zusammensetzungsverhäitnisses der am Aufbau der Schicht beteiligten Atome oder die Kontrolle der Schichtdicke in relativ einfacher Weise im Vergleich mit anderen Methoden durchgeführt werden kann. Wenn die zweite amorphe Schicht (II) gemäß diesen Schichtbildungsverfahren hergestellt wird, sind die Ent!adungsieistung und der Gasdruck während der Schichtbiidung wichtige Faktoren, die die Eigenschaften der herzustellenden a-SiC(H,X) in

15 ähnlicher Weise wie die Trägertemperatur beeinflussen.

Die Entladungnleistung für eine wirksame Herstellung von a-Si C, liegt vorzugsweise bei 50 W bis 250 W, insbesondere bei 8Ü W bis 150W, damit die im Rahmen der Erfindung angestrebten Eigenschaften mit guter Produktivität erreicht werden können.

Die Entladungsleistung kann im Falle von a-(Si,C, ,) H₁

■ b 1-b c 1-c

oder a-(Si_dC₁__d)_e(X,H)₁__e 10 bis 300 W, insbesondere 20 bis 200 W betragen.

Der Gasdruck in der Abscheidungskammer lif?gt zweckmäfiigerweise bei etwa 0,013 bis 6,6 5 mbar, vorzugsweise bei etwa 0,013 bis 1,33 mbar, insbesondere bei etwa 0,13 bis 0,66 mbar.

Die vorstehend erwähnten numerischen Bereiche sind bevorzugte numerische Bereiche für die Trägertemperatur, die Entiadungsleistung bei der Herstellung der zweiten amor-35

-39- DE 2747

phen Schicht (II). Jedoch sollten diese Faktoren bei der ° Schichtbildung nicht unabhängig voneinander getrennt festgelegt werden, ,sondern es ist erwünscht, daß die optimalen Werte der entsprechenden Schichtbildungofaktoren so bestimmt werden sollten, daß sie auf gegenseitigen organischen Beziehungen basieren damit eine zweite amorphe Schicht (TI) 10 aus a-SiC(H,X) mit den erwünschten Eigenschafter) gebildet werden kann. '

Die Gehalte von Kohlenstoffatomen und Wasserstoffatomen in der zweiten amorphen Schicht (II) in dem erfindungsge-15 mäßen fotoleitfähigen Element sind in ähnlicher Weise wie die Herstellungsbedingungen für die zweite amorphe Schicht (II) wichtige Faktoren für die Erzielung der gewünschten Eigenschaften im Rahmen der vorliegenden Erfindung.

.20 Wenn die zweite amorphe Schicht gemäß der Erfindung aus

a-Si C₁ besteht, lieqt der Gehalt an Kohlenstoffatomen a 1-a '^

im allgemeinen bei 1 χ 10" bis 90 Atom-?o, vorzugsweise bei 1 bis 80 Atom-?o, insbesondere bei 10 bis 75 Atom-%. Mit anderen Worten beträgt der Wert für a in der Formel a-Si C₁ im allgemeinen 0,1 bis 0,99999, vorzugsweis.e 0,2 bis 0,99 insbesondere 0,25 bis 0,9.

Wenn die zweite amorphe Schicht (II) aus a-iSi.C, . ) H₁ besteht, beträgt der Gehalt an Kohlenstoffatomen, die in der Schicht (II) enthalten sind, im allgemeinen 1 χ 10 bis 9 0 Atom-?n, vnr zuqr.we i fin 1 bin 90 Atom-?», i η»besonder ο 10 bis 80 Atom-?o. Der Gehalt an Wasserstoff atomen kann im allgemeinen 1 bis 40 Atom-%, vorzugsweise 2 bis 35 Atom-?c5, insbesondere 5 bis 30 Atom-% betragen. Ein gebil-

-40- DE 2747

detes fotoleitfähiges Element, das einen Wasserstoffatomgehalt in diesen Bereichen aufweist, ist ein ausgezeichnetes Element, das für praktische Anwendungen in ausreichendem MaOe geeignet ist. Mit anderen Worten hat in der obigen Formel a-(Si. C, . ) H, b einen Wert im allgemeinen von 0,1 bis 0,99999, vorzugsweise 0,1 bis 0,99, ins~ besondere von 0,15 bis 0,9 und c einen Wert von 0,6 bis 0,99, vorzugsweise 0,65 bis 0,98, insbesondere 0,7 bis 0,95,

Wenn die zweite amorphe Schicht (II) aus a-(Si ,C₁ .) (X₅H)₁ besteht, liegt der Gehalt an in der Schicht (II) enthaltenen Kohlenstoffatome im allgemeinen bei 1 χ 10 bei bis 90 Atom-?o, vorzugsweise 1 bis 90 Atom-?i, insbesondere 10 bis 80 At om-?o. _De r Gehalt an Halogenatomen liegt im allgemeinen bei I bis 20 Atom-?o, vorzugsweise 1 bis 18 Atom-?o, insbesondere 2 bis 15 Atom-?o. Ein fotoleit fähiges Element, das einen Halogengehalt innerhalb dieser Bereiche aufweist, ist als ausgezeichnetes Element für praktische Anwendungen ausreichend geeicjnet. Der Gehalt an gegebenenfalls vorhandenen Wasserstoffatomen liegt im allgemeinen bei bis zu 19 Atom-?o, vorzugsweise 13 Atom-?o. In der obigen

25 formel a-( S i .C₁ .) ( X , H ) , hat d im allgemeinen einen

Wert von 0,1 bis 0,99999, vorzugsweise 0,1 bis 0,99, insbesondere 0,15 bis 0,9 und e einen Wert im allgemeinen von 0,H bis 0,99, vorzugsweise 0,82 bis 0,99, insbesondere 0,85 bis 0, 98.

Der Bereich dos numerischen Wertes für die Schichtdicke der zweiten amorphen Schicht (II) ist ebenfalls ein wichtiger Faktor für die wirksame Erreichen der erfindungsgemäßen Ziele.
35

-4]~ De 2747

Es ist erwünscht, daß der numerische Wert für die Schicht- ° dicke der zweiten amorphen Schicht (II) in Abhängigkeit von dem beabsichtigten Zweck zweckmäßigerweise so festgelegt wird, daß die angestrebten ZieLe der Erfindung in wirksamer Weise erreicht werden.

Di_e Schichtdicke der zweiten amorphen Schicht (11)muß unter entsprechender Berücksichtigung der Beziehungen zu den Gehalten an Kohlenstoffatomen, Wasserstoffatomen oder Halogenatomen, der Schichtdicke der ersten amorphen Schicht (I) sowie anderer organischer Beziehungen zu den für entsprechende

Schichtbereiche benötigten Eigenschaften in gewünschter Weise festgelegt werden. Daneben sollten in gewünschter Weise Überlegungen unter dem wirtschaftlichen Gesichtspunkt, etwa Produktivitat. oder Einsatzfnögl ichkei t für die Massenproduktion berücksichtigt

werden.

Die zweite amorphe Schicht (II) gemäß der Erfindung hat zweckmäßigerweise eine Schichtdicke im Bereich von 0,003 bis 30 yjm, vorzugsweise 0,004 bis 20 ^jm, insbesondere 0,05 bis 10 /im.

In Fig. 4 ist eine vierte Ausführungsform gemäß der Erfindung gezeigt.

"O Das in Fig. 4 gezeigte fotoleitfähige Element 400 unterscheidet sich von dem in Fig. 2 gezeigten fotoleitfähigen Element 200 dadurch, daß es eine zweite amorphe Schicht 406 in ähnlicher Weise zu der in Fig. 3 gezeigten amorphen

Schicht 305 auf einer ersten amorphen Schicht 405 aufweist. 35

3U3700

-42- DE 2747

Das fotoleitfähige Element 400 weist einen Träger 401 und auf dem Träger 401 aufeinanderfolgend aufgeschichtet eine untere Grenzflächenschicht 402, eine Gleichrichterschicht 403, eine obere Grenzfiächenschicht 404, eine erste amorphe Schicht (I) 405 und eine zweite amorphe Schicht (II) 406 auf, wobei die zweite amorphe Schicht (II) 406 eine freie Oberfläche 407 besitzt.

Das Rrfindungsgemäfie foto!eitfähige Element, das den vorstehend beschriebenen Schichtaufbau aufweist, kann alle vorstehend erwähnten Probleme überwinden und weist ganz ausgezeichnete elektrische, optische, fοtöle itfähige Eigenschaften, eine ausgeprägte dielektrische Festigkeit als auch gute umweltfreundliche Eigenschaften bei der Verwendung auf.

Wenn das fotoleitfähige Element als Bildaufzeichnungselement für elektrofotografische Zwecke verwendet wird, hat es insbesondere stabile elektrische und optische Eigenschaften mit hoher Empfindlichkeit und mit einem hohen SN-Verhältnis als auch eine ausgeprägte Beständigkeit gegenüber der L i ch termüdung,' ohne daß es sich nach, wiederholter Ur rwendung verschlechtert und im wesentlichen frei von beobachtbar ρη Restpotentialen ist, wodurch es möglich ist, (JaO in win der ti ο lter Weise Bildex" mit hoher Qualität die eine hohe Bilddichte, einen klaren Halbton und eine

30 hohe Auflösung haben, erhalten werden können.

Wenn din amorphe Schicht selbst auf dem Träger in dem er-Γ incJunqsgemäöen foto Lei t f'äh igen .E lement gebildet wird,

weist sie eine zähe und ganz ausgezeichnete Haftung an dem 35

-43- DC 2747

Träger auf, wodurch die Verwendung dieses fotoleitfähigen ° Elementes in Hochgeschwindigkeitsqeräten Tür lange Zeitspannen in wiederholter und kontinuierlicher Weise möglich ist.

Als nächstes wird ein Verfahren zur Herstellung des fotoleitfähigen Elementes erläutert, das gemäß dem Glimmentladungsabscheidungsverfahren gebildet wird.

Die Fig. 5 zeigt eine Vorrichtung zur Herstellung eines fotoleit fähigen Elements gemäß dem Glimmentladungsabscheidungsverfahren.

In den Gasbomben 502 bis 506 sind hermetisch abgeschlossen gasförmige Ausgangsmaterialien für die Bildung der entsprechenden Schichten gemäß der Erfindung enthalten. Beispielsweise enthält die Gasbombe 502 SiH.-Gas (Reinheit: 99,999 %), das mit He verdünnt ist (nachstehend abgekürzt als "SiH^/He" bezeichnet); die Gasbombe 503 enthält B₂Hg-Gas (Reinheit: 99,999 %), das mit He verdünnt ist (nachstehend als "B^H./He" abgekürzt). Die Gasbombe 504 ent- hält NH₃-GaS (Reinheit: 99,9 %). Die Gasbombe 505 enthält SiF₄-GaS (Reinheit: 99,999 %), das mit He verdünnt ist (nachstehend als "SiF,/He" bezeichnet) und die Gasbombe 506 enthält C₂H₄-GaS (Reinheit: 99,999 %) .

"0 Die Arten der in diese Bomben zu füllenden Gase kann selbstverständlich in Abhängigkeit von den Arten der zu bildenden Schichten geändert werden.

3 3 0-37 UUF

-44- DE 2747

Nach Überprüfung, daß die Ventile 522 - 526 der Gasbomben 502 - 506 und das Ausströmventil 535 geschlossen sind und die Einströmventile 512 - 516, die Ausströmventile 517 521 und die Hilfsventile 532 und 533 geöffnet sind, wird das Hauptventil 534 zur Evakuierung der Reaktionskammer 501 und der Gasleitungen zunächst geöffnet, damit diese Gase in die Reaktionskammer 501 einströmen können. Wenn die Anzeige auf dem Vakuummanometer 536 etwa 6,6 nbar anzeigt, werden als nächstes die Hilfsventile 532, 533 und die Ausströmventile 517 - 521 geschlossen.

Danach werden die Ventile der Gasleitungen, die mit den Bomben der in die Reaktionskammer einzuführenden Gase verbunden sind, wie geplant betätigt, um die gewünschten Gase in die Reaktionskammer 501 einzuführen.

20 im folgenden wird ein Beispiel für die Verfahrensweise

bei der HersteU ung. eines fotoempfindlichen Elementes beschrieben, das den in Fig. 3 gezeigten Aufbau aufweist.

SiH./He-Gas aus der Gasbombe 502 und NH,-Gas aus der Gasbombe 504 werden in die Durchflußmeßgeräte 507 bzw. 5.09 einströmen geJassen, indem die Ventile 522 und 524 geöffnet werden, um den Druck bei den Auslaßmanometern 527 bzw. 529 auf 0,98 bar einzustellen, worauf die Einströmventile 512 bzw. 514 allmählich geöffnet werden. Anschließend ^O wurden die Ausströmventile 517 und 519 und das Hilfsventil 532 allmählich geöffnet, um din entsprechenden Gase in die Reaktionskammer 501 einzulassen. Die Öffnung der Ausströmventile 526 und 529 wurden so gesteuert, daß das relative

Strömungsgeschwindigkeitsverhältnis von SiH./He zu NH-, : 35

-45- Df 2747

einen gewünschten Wert aufweist und die Öffnung des Haupt- ° ventile 534 wurde ebenso gesteuert, während die Anzeige an dem Vakuummanometer 536 beobachtet wurde, so daß der Druck in der Reaktionskammer einen gewünschten Wert erreichen kann.

10 Nach Überprüfung, daß die Temperatur des Trägers 537 durch eine Heizvorrichtung 538 auf 50 bis 400 C eingestellt ist, wird die Stromquelle 540 mit der gewünschten Leistung eingeschaltet, wodurch eine Glimmentladung in der Reaktionskammer 501 angeregt wird. Diese Glimmentladung wird eine

gewünschte Zeitspanne zur Herstellung einer Grenzflächenschicht auf dem Träger mit einer gewünschten Dicke auf dem Träger aufrechterhalten.

Die Herstellung der Gleichrichterschicht, auf der Grenzflächenschicht kann beispielsweise gemäß dem nachstehend beschriebenen Verfahren erfolgen.

Nachdem die Bildung einer Grenzflächonschicht fertiggestellt ist, wird die Stromquelle 540 zur Unterbrechung der Entladung abgeschaltet, worauf die Ventile in dem gesamten Leitungssystem für die Einführung von Gasen in die Vorrichtung.nochmaIs geschlossen werden, um die in der Reaktionskammer 501 verbleibenden Gase aus der Reaktionskammer 501 zu entleeren, indem die Kammer auf einen

30 vorher bestimmten Vakuumgrad gebracht wird. Danach werden die Ventile 522 und 523 für SiILHn- das nus der Gasbombe 502 bzw. B„H₆/He-Gas aus der Gasbombe 503 geöffnet, um den Druck an den Auslaßmanometern 527 bzw. 528 auf 0,98 Bar einzustellen, worauf die Einströmventile 512 bzw. 513 all-

όόϋόΐϋϋ

-46- DE 2747

mählich geöffnet werden, um die Gase in die Durchflußmeß- ° gerate 507 bzw. 508 einströmen zu lassen. Anschließend werden die entsprechenden Gase durch allmähliches Öffnen der Ausströmventile 517, 518'und des Hilfsventlls 532 in die Reaktionskammer 501 einströmen gelassen. Die Ausströmventile 527 und 528 werden dabei so einreguliert, daß das Verha'ltihis der Strömungsgeschwindigkeit von SiH^/He-Gais zu B„H,/He-Gas einen gewünschten Wert annimmt,und die Öffnung des Hauptventils 534 wird ferner eingestellt, während die Anzeige auf dem Vakuummeßgerät 536 beobachtet wird, so daß der Druck in der Reaktionskammer den gewünschten Wert aufweist. Nachdem die Temperatur des Träger 537 mittels der Heizvorrichtung 538 auf eine Temperatur innerhalb des Bereiches von 50 bis 400⁰C eingestellt worden ist, wird der Strom aus der Stromquelle 540 auf einen gewünschten Wert gebracht um eine Glimmentladung in der Reaktionskammer 501 anzuregen. Die Glimmentladung wird eine vorherbestimmte Zeitspanne beibehalten, wodurch eine Gleichrichterschicht mit einer gewünschten Schichtdicke auf der Grenzflächenschicht gebildet wird.

Die Bildung einer ersten amorphen Schicht (I) kann unter Verwendung von beispielsweise SiH./He-Gas, das in der Bombe 502 gefüllt ist, gemäß der gleichen Verfahrensweise wie vorstehend für den Fall der Grenzflächenschicht oder der Gleichrichterschicht beschrieben ist, durchgeführt

"0 werden. Als gasförmiges Ausgangsmaterial, das für die

Bildung einer ersten amorphen Schicht (I) verwendet wird, können andere Gase als SiH./He-Gas eingesetzt werden, wobei Si„H,/He-Gas zur Verbesserung der Schichtbildungsgeschwindigkeit besonders effektiv verwendet werden kann.

-47- DE 2747

Die Bildung einer zweiten amorphen Schicht (II) auf einer 5 ersten amorphen Schicht (I) kann beispielsweise unter Verwendung von Sill. /He-Gas, das in der Bombe 502 gefüllt ist, und von C^H.-Gas, das in der Bombe 506 gefüllt ist, gemäß der gleichen Verfahrensweise erfolgen, wie es bei der vorstehenden Grenzflächenschicht oder der Gleichrichterschicht 10 beschrieben ist.

Wenn Halogenatome (X) in die Grenzflächenschicht, die Gleichrichter schicht oder die erste amorphe Schicht (I) eingebaut werden sollen, werden die für die Bildung der obigen Schichten angewendeten Gase zusätzlich mit etwa SiF./He-Gas versetzt und in die Reaktionskammer 501 eingeführt.

Als nächstes wird die Verfahrensweise zur Herstellung eines fotoleitfähigen Elements unter Verwendung einer in Fig. 6 gezeigten Vakuumabscheidevorrichtung beschrieben. Die in Fig. 6 gezeigte Hersteliungsvorrichtung ist ein Beispiel, bei der das Glimment1adungsabscheidungsverfahren und die Zerstäubungsmethode zweckmäßigerweise in Abhängigkeit von den zu bildenden Schichten ausgewählt . werden können.

In den Gasbomben 611 bis 615 sind gasformige Ausgangsmaterialien für die Bildung der entsprechenden Schichten ge-

30 maß der Erfindung dicht abgeschlossen enthalten. Beispielsweise ist die Bombe 611 mit SiH./He-Gas, die Bombe 612 mit Β,,Η,,/He-Gas die Bombe 613 mit SiF./He, die Bombe 614 mit NH,-Gas bzw. die Bombe 615 mit Ar-Gas gefüllt. Die Arten der in diese Bomben zu füllenden Gase kann natürlich

	33Ü	3	•	7	PO	•
	.. · ·.			»·	«
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DE	2747

in Abhängigkeit von den Arten der zu bildenden Schichten geändert werden.

Nach Überprüfung, daß die Ventile 631 bis 635 der Gasbomben 611 - 615 und das Ausströmventil 606 geschlossen sind und die Einströmventile 621 - 625, die Ausströmventile 626 und das Hilfsventil 641 geöffnet sind, werden diese Gase in die Reaktionskammer 601 einströmen gelassen, indem das Hauptventil 610 zunächst zur. Evakuierung der ■ Reaktionskammer 601 und der Gasleitung geöffnet wird. Wenn die Anzeige an dem Vakuummeßgerät 642 etwa 6,6 nfcar erreicht hat, wird das Hilfsventil 641 und die Ausströmventile 626 bis 630 geschlossen. Danach werden die Ventile der Gasleitungen, die mit den Bomben der in die Reaktionskammer einzuführenden Gase verbunden sind, wie geplant betätigt, um die gewünschten Gase in die Reaktiofiskammer 601 einzuführen.

Im folgenden wird eine Verfahrensweise bei der Herstellung eine« fotoLßitfähigen Elementes mit dem in Fig. 3 beschriebenen Aufbau beispielhaft beschrieben. '

Si.H./He-Gas aus der Gasbombe 611 und NH,-Gas aus der Gasbombe 614 werden in die MengendurchfluOmeQgeräte 616 bzw. 619 einströmen gelassen, indem die Ventile 631 bzw.634 geöffnet, werden, um den Druck an den AuslaGmanometern 636 "O bzw. 639 auf 0,98 bar einzuregulieren. Danach werden allmjihlirh din Fiη«trömvenl Mo 621 b/w. 624 qnöffnßt. Anschließend werden die Ausströmventile 626 und 629 und das Hilfsventil 641 allmählich geöffnet, um die entsprechenden

Gase in die Renktionskammer 601 einströmen zu lassen. 35

-49- DE 2747

Während dieser Arbeitsweise werden die Öffnungen der Aus-5. strömventile 626 und 629 so kontrolliert, daß das relative Verhältnis der Gasströtnungsmenge von Sil-L/He zu NH-, einen gewünschten Wert annimmt und die Öffnung des Hauptventils 610 wird ebenfalls kontrolliert, während die Anzeige auf dem VakuummeGgerät 642 beobachtet wird, so daß der Druck in der Reaktionskammer 601 einen gewünschten Wert erreichen kann.

Nach Überprüfung, daß die Temperatur des Trägers 609 durch die Heizvorrichtung 608 auf 50 - 400 C eingestellt ist, wird die Stromquelle 643 mit einer gewünschten Leistung eingeschaltet, um in der Reaktionskammer 601 eine Glimmentladung anzuregen. Diese Glimmentladung wird eine gewünschte Zeitspanne aufrechterhalten, um eine Grenzflächenschicht auf dem Träger mit einer gewünschten Dicke auf dem Träger herzustellen.

Die Herstellung der Gleichrichterschicht auf der Grenzflächenschicht kann entsprechend der nachstehend beschriebenen Verfahrensweise erfolgen.
25

Nachdem die Bildung der Grenzflächenschicht fertiggestellt worden ist, wird die Stromquelle 643 zur Unterbrechung der Entladung abgeschaltet und die Ventile in dem gesamten Leitungssystem zur Einführung von Gasen in die Vorrichtung "O einmal geöffnet, um die in der Reaktionskammer 601 verbleibenden Gase aus der Reaktionskammer 601 zu entleeren, während die Kammer auf einen vorher bestimmten Vakuumgrad gebracht wird.

ό U ό I U U

-50- DE 2747

Danach werden die Ventile 6.51 und 632 für SiH./He-Gas 5 . ⁴

aus der Gasbombe 611 bzw. B_OH,/He-Gas aus der Gasbombe

L 6

612 geöffnet, um den Druck an den AuslaGmanometern 631 bzw. 632 auf 0,98 bar einzustellen, worauf durch allmähliches Öffnen der Einströmventile 621 bzw. 62 2 die Gase in die MengendurchfluQmeögeräte 616 bzw. 617 einströmen gelassen werden. Anschließend werden durch allmähliches Öffnen der Ausströmventile 626, 627 und des HiIfsventils 641 die entsprechenden Gase in die Reaktionskammer 601 einströmen gelassen. Die Ausströmventile 626 und 627 werden dabei so e inriets I el J t, daß das Verhältnis der Gasströmungsmenge

von SiH./He-Gas zu B„|-L/He-Gas einen gewünschten Wert

annimmt und die Öffnung des Hauptventils 610 wird ebenfalls eingestellt, während die Anzeige auf dem V/akuummeG-gerät 642 be ο (lachtet wird, so daß der Druck in der Reaktionskammer einen gewünschten Wert annimmt. Nach Überprü-20

funq, daß die Temperatur des Träqers 609 durch die Heizvorrichtung 608 innerhalb des Bereichs von 50 bis 400 C eingestellt ist, wird der Strom aus der Stromquelle 643 zur Anregung einer Glimmentladung in der Reaktionskammer

601 auf einen gewünschten Wert eingeschaltet. Die Glimm-25

entladung wird eine vorher bestimmte Zeitspanne aufrechterhalten, wodurch eine Gleichrichterschicht mit der gewiiruichl (Mi Schichtdicke auf r. i no r G r on/ Γ 1 nchoiuichicht gebildet wird.

Die Bildung einer ersten amorphen Schicht (I) kann durch Verwendung von he i π ρ i e 1 swr i so f> i Il. /Ile-Gar_>> das in der Bombe 611 abgefüllt ist, gemäß der gleichen Verfahrens- ■ weine wie bei der vorstehenden Gren/Γ1ächenschicht oder

der GleichrichterschLent beschrieben ist,, durchgeführt 35

werden.

-5 1- Df. 2747

Als gasförmige Ausgangsm.ateria 1 i en Für die Verwendung 5

bei der Bildung einer ersten amorphen Schicht (1) können andere Gase als SiHVHe-Gas verwendet werden, wobei· Si„H,/ He-Gas zur Verbesserung der Schichtbildungsgeschwindigkeit besonders effektiv eingesetzt werden kann.

Die Bildung einer zweiten amorphen Schicht (II) auf der ersten amorphen Schicht (I) kann beispielsweise nach der folgenden Verfahrensweise durchgeführt werden. Zunächst wird'der Verschlußschieber 605 geöffnet. Alle Gas-liefern-

den Ventile werden einmal geschlossen und die Reaktions-15

kammer 601 wird durch vollständiges Öffnen des Hauptventils 610 evakuiert.

An die Elektrode 602, an die eine Hochleistungsstromquelle angelegt wird, sind bereits Targets vorgesehen, die Scheiben 604-1 und 604-2 aus hochreinem Silicium bzw. hochreinem Graphit in einem gewünschten Flächenverhältnis angeordnet aufweinen. Aus der Gasbombe 615 wird Ar-Gas in die Reaktionskammer 601 eingeführt und das Hauptventil

610 wird so eingestellt, daß der Innendruck in der Reak-25

tionskammer 601 0,066 bis 1,33 mbar beträgt. Die Hochspannungsstromquelle wird eingeschaltet und die Targets werden gleichzeitig einer Zerstäubung unterworfen, wodurch eine zweite amorphe Schicht (II) auf einer ersten amorphen Schicht (I) gebildet werden kann.

Wenn Halogenatorno (X) in die Grenz f I ächoruich i cht, die Gleichrichterschicht oder die erste amorphe Schicht eingebaut werden sollen, werden die für die Bildung der vorstehenden entsprechenden Schichten angewendeten Gase weiter

ω ο

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Tabelle 1

^V8edingun- verwendete Durchfluß-j Verhältnis Entla- Schicht

N. gen Gase geschwin- ! der Durch- <dungs- dicke

,Reihenv digkeit | flußge- ; lei-

ifolge deX (Norm- _K ' schwindig- ' stung

iSchichtbilb, cm /min) · keit ' W/cm

•Grenzflächenschicht

SiH₄ZHe=I MH,

SiH₄INH₃ =1 :30

.0,18

50 nm

!Gleichrich- .SiH/iHe=l terschicht

SiH₄=200

=1:1,6x10

-3

0,18 i 200 nm

■amorphe
Schicht

SiH₄ZHe=I

SiH₄=200

0,18

Aluminiumsubstrat tempera tür' :

Entladungsfrequenz :

Innendruck in der Reaktionskammer X (SCCM) ' ■ . '

25O⁰C 13.56 MHz 0,4 mbar

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-53- Df: 2747

Das so erhaltene Bi I.derzeugunqse 1ement für elektrofotografische Zwecke wurde in eine Kopiervorrichtung eingesetzt und einer Koronaentladung bei + b kV 0,2 Sekunden

lang unterworfen und bildmäßig belichtet. ALs Lichtquelle wurde eine Wölframlampe verwendet und die Belichtung wurde bei einem Belichtungswert von 1,0 Ix's durchgeführt. Das latente Bild wurde mit einem negativ geladenen Entwickler (mit einem Gehalt von Toner und

Träger) entwickelt und auf ein glattes Papier übertragen. Es wurde gefunden, daß das übertragene Bild sehr gut war. Der auf der fotoempfindlichen Trommel verbleibende Toner wurde,· ohne daß er übertragen wurde, einer Reinigungsbe- ^g handlung durch eine Gummiki inge unterworfen, bevor der nächste Kopierzyklus an der Reihe war. Diese Stufe wurde 100 OOOmal oder öfter wiederholt, ohne daß ein Abschälen der Schichten erfolgte und die erhaltenen Bilder waren gut.

Beispiel 2

Die Schichtbi ldungsve.rfahrenswei.se war die gleiche wie im Beispiel 1, außer daß die Schichtdicke der Gleichrichter-2g schicht und der Bor gehalt verschieden waren. Die? Ergebnisse sind in Fig. 7 gezeigt. Die Bewertungen wurden gernäß den folgenden Bewertungsmaßstäben durchgeführt.

{§) : ausgezeichnete Schichtfestigkeit, sehr gute BiId-QQ qualität und sehr gute Haltbarkeit bei wieder

holter Ve rwendunri:

O : ausgezeichnete Schichtfestigkeit, _qut_e Bildqualität und gute Haltbarkeit bei wiederholten Verwendungen;

3037ÖU

DE 2 747

befriedigende (noch gute) Fiimabschälfestigkeit, jedoch Mängei in der praktischen Bildquaiität ( Bilddichte ).

manchmal erfolgt Abschälen der Schichten, jedoch keine Probleme bei der praktischen Anwendung; es erfolgt manchmal Abschälen der Schichten, jefIοch keine so mangelhafte Bildquaiität.

Beispiel 3

F'o toemp f indliche Trommein für eiektro fotografische Zwecke wurden gemäß der gleichen Verfahrensweise wie im Beispiel 1 hergestellt, außer daß die Bedingungen für die Bildung der Grenz Πächenschicht wie folgt variierten. Die Bewertungen dieser Trommeln, die in gleicher Weise wie in Beispiel 1 beschrieben durchgeführt wurden, ergaben gute Ergebnisse für sowohl Schichtfestigkeit als auch Bildeigenschaften.

Tabelle 2

Bedingungen Probe Nr. L	Verhältnis der Du rch f1uOge schwind i gke i t SiH4 : NH5	Schichtdicke (nm)
31	7 : 3	100
5 2	1:1	5Π
si	1 : 3	30
34	1 : 50	20

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ο

to

CJl

to O

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Tabelle

Bedingungen verwen-Reihenfolge . dete
der Schicht- ; Gase
bildung

Durchfluß- Verhältnis ; Entladungsgeschwin digkeit (Norm-

cm /min)

der Durch- '; leistung flußge- ; schiwindig-

keiten

(W/cm²)

1 SiH₄ZHe SiH,=10 untere Grenz- = 1

0,18

Schichtdicke

flächen- schicht	NH, i J	= 1:30	0,18 i	j
2 Gleich richter schicht	SiH4/He ; B9H^He L O „	SiH4=200 : SiH4^2H6 =1:3.OxIO"3	! 0,18	200 nm \
3 obere Grenz flächen- schicht	SiH4/He =1	SiH7=IO ! SiH.:NH, 4 4 3 = 1:10	0,18	50 nm !
4 amorphe Schicht	SiH./He = 1	j SiH4=200 ;	! 15 yum ;

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33Ü3700

-^l)6- DF. 2747

Die so erhaLtene fotoempfindliche Trommel für elektrofotografische Zwecke wurde in gleicher Weise wie im Beispiel 1 bewerteI. i«mbr> i sehr gute Ergebnisse für sowohl die Schichtfestigkeit als auch Bildeigenschaften erhalten wurden.

Beispiel 5

Mit Hilfe der in Fig. 5 gezeigten Hersteilungs\/orr ichtung wurden Schichten auf einem trommeiförmigen Aluminiumsubstrat unter den folgenden Bedingungen gebildet. 15

ω ο

bO

cn

Tabelle 4

\ Bedingungen Reihenfoige\ der SchichtA bildung \	verwendete Gase	Durchfluß- . geschvun- digkeit ■J Norm- cm /'min)	Verhältnis der Durch- riuOge- schuindig- kei ten	Entiadungs- leistung (W/cm2)	Schicht dicke
1 Grenz- fiächen- schicht	SiH4ZHe=I SiF-ZHe=I NH3 4	SiH4=IO	SiH4:SiF4:NH3 = 1:1:30	0,18	: 40 nm I I
2 Gleich- inchter- schicht	SiH./He=l SiF^ZHe=I B2H^ZHe=IO L	SiH4=IOO	SiH4 .-SiF4: B2H6 =l:l:lxl0"3	0,18	100 nm I j j
3 amorphe Schicht	SiH7ZHe=I SiF4ZHe=I	SiH7=IOO \	SiH4 .-SiF4 = 1:1	0,18	15 ,um; i

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J J U J 7 Uu

-58- DE 2747

Die so erhaltene fotoempfindliche Trommel für elektrofotografische Zwecke wurde in ähnlicher Weise wie in Beispiel ] bewertet, wobei sehr gute Ergebnisse für sowohl die Schichtbeständigkeit als auch Bildeigenschaften erhalten wurden.

Beispiel 6

Mit Hilfe der in Fig. 6 gezeigten Herstellungsvorrichtung wurden Schichten auf einem Aluminiumsubstrat unter den ^5 folgenden Bedingungen gebildet:

-59-

DE 2747

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30 AIuminiumsubstrat tempe ra tur : 2!>0°C

.Entladunqsfreqiienz : I 3. ¹J 6 M H ζ

Innendruck in der Reaktionskammer :

0,4 mbar während der Bildung der amorphen Schicht (I) 0,26 mbar während der Bildung der amorphen Schicht (II) 35 x (oder Flächenverhältnis)

-60- DE 2747

Das so erhaltene Bilderzeugungselement wurde in einer I adungs-ßelichtungs-Entwicklungsvorrichtung bei + 5 kV 0,2 Sekunden lang einer Koronaentladung ausgesetzt und unmittelbar darauf bildmäßig belichtet. Als Lichtquelle wurde eine Wolframlampe v/erwendet und die Belichtung erfolgte bei einem Belichtungswert von 1,0 Ix s unter Ver-Wendung einer lichtdurchlässigen Testkarte.

Unmittelbar danach wurde ein negativ geladener Entwickler (mit einem Gehalt von Toner und Träger) kaskadenförmig auf die Oberfläche des Elementes auftreffen gelassen, wo-]k durch ein gutes Tonerbild erhalten wurde.

Das so erhaltene Tonerbild wurde einmal einer Reinigung mit einer Gummiklinge unterzogen, worauf die vorstehenden Bildherstellungs-Reinigungsstufen irrcner wieder wiederholt wurden. Es wurde keine Beeinträchtigung des Bildes nach 150 000 Wiederholungen oder mehr erhalten.

Beispiel 7

Mit Hilfe der in Fig. 6 gezeigten Herstellungsvorrichtung

wurden Schichten auf einem Aluminiumsubstrat unter den folgenden Bedingungen gebildet:

co	CU	σ
CJl	Q.	QJ
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CJl

Tabelle 6

! \ Bedingungen Reihenfolge\ der SchichtA bildung \	verwendete Gase,	DurchfluG- geschwin- digkeit (Norm ern /min)	Verhältnis der Durch- fluOge- schuindig- keiten *	Entladungs- ieistung (W/cm2)	Schicht dicke
i Grenz flächen schicht	SiH4ZHe=I NH3	SiH4=IO	SiH4:NH3 = 1:30	0,18	30 nm
2 'Gleich- .richter- schicht	SiH4ZHe=I B2H6ZHe=IO"2	SiH.=200	SiH4:B2H6 rl^.OxlO"3	0,18	100 nm
3 amorphe Schicht (I)	SiH7ZHe=I	SiH,=200 ί ;		0.18	15 ^im
4 amorphe Schicht (Π)	Ar	! j 200 ϊ	:Si-Scheibe : = ■Graphit i 0,3 " 0,5 : 9,5 j 1	0,3 pm

χ (oder Flächenverhältnis)

r 1

σ .

' ," CD ,, . CO

:■ *, ο

: . : cd

-62- DE 2747

und einer Korona ladung bei + 5 kV 0,2 Sekunden lang unter-5

zogen und unmittelbar darauf bildmäßig belichtet. Als

Lichtquelle diente eine WoIframlampe^und die Belichtung wurde bei einem Belichtungswert von 1,0 Ix s unter Verwendung einer lichtdurchlässigen Testkarte vorgenommen.

Unmittelbar danach wurde ein n.egativ geladener Entwickler (mit einem Gehalt von Toner und Träger) kaskadenförmig auf der Oberfläche des Bilderzeugungselementes auftreffen gelassen, wodurch ein gutes Tonerbild erhalten wurde.

Das so erhaltene Tonerbild wurde einmal einer Reinigung mit einer Gummiklinge unterzogen und die vorstehenden Bildherstellungs-Reinigungsstufen wurden immer wieder wiederholt» Es

wurde keine Beeinträchtigung des Bildes selbst nach

100 OOOmaliger oder öfterer Wiederholung beobachtet. 20

Beispiel 8

Mit Hilfe der in Fig. 6 gezeigten Herstellungsvorrichtung 25

wurden Schichten auf einem Aluminiumsubstrat unter den folgenden Bedingungen gebildet.

DE 2747

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30 Die Bedingungen waren die gleichen wie im Beispiel

Das so erhaltene Bilderzeugungselement wurde in eine Ladungs-Beliehtungs-Entwicklungsworrichtung eingebracht und einer Koronaentladung bei + 5 kl/ 0,2 Sekunden lang unter-

-64- DE 2747

zogen und unmittelbar darauf bildmäßig belichtet. Als Lichtquelle diente eine Wolframlampe und die Belichtung wurde bei einem Belichtungswert von 1,0 Ix s unter Verwendung einer lichtdurchlässigen Testkarte vorgenommen.

Unmittelbar danach wurde ein negativ geladener Entwickler (mit einem Gehalt von Toner und Träger) kaskadenförmig auf die Oberfläche des Bilderzeugungselementes auftreffen gelassen, wodurch ein gutes Tonerbild erhalten wurde.

Das so erhaltene Tonerbild^ wurde einmal einer Reinigung ^g mittels einer Gummiklinge unterzogen und die vorstehenden Bildherstellungs-Reinigungsstufen wurden immer wieder wiederholt. Es wurde keine Beeinträchtigung der Bildqualität selbst, nach 50 OOOmaliger oder öfterer Wiederholung beobachtet .

Beispiel 9

Ein Bilderzeugungselement wurde gemäß der gleichen Verfahrensweise wie im Beispiel 8 hergestellt, außer daß die Verfahrensweise zur Bildung der Grenzflächenschicht, der Gleichrichterschicht und der amorphen Schicht (I)₁WIe in Tabelle 8 gezeigt wiederholt wurden. Ferner wurde das Mengenverhältnis der Si 1iciumatome zu Kohlenstoffatomen in der zweiten amorphen Schicht (II) durch Änderung des F1ächenverhältnisses von Silicium zu Graphit in der Scheibe während der Bildung der amorphen Schicht (II) geändert. Für das so erhaltene ßi1 derzeugungselement wurde eine Bildbewertung nach etwa 50 OOOmaliger Wiederholung der Bildherstellungs-, F. η t wicklungs- und Reinigungsstufen in gleicher

co ο

to

CJl

cn

Cn

Tabelle 8

: Y Bedingungen	verwendete	Durchfluß-	Verhältnis	Entiadungs-	! Schicht-
Reihenfolge^ der SchichtA bildung \	Gase	geschivin- digkeit (Nonm- cm Zmin)	der Durch- fluGge- schwindig- keiten	leistung (W/cm2)	ί dicke
1 Grenz flächen schicht	SiH4ZHe=I NH3	SiH4rl0	SiH4=MH3 = 1:1	0,18	70 nm I I I I f
2 Gleich richter schicht	SiH4/He=l B_H./He=10"2 Z ο	SiH4=200	SiH4=B2H6 = 1:3.0x10	0,18	I I 150 nm j I I !
3 amorphe Schicht (I)	SiH4ZHe=I	SiH4=200 !		0,18	15 pm .

α.	s:
	CD
CD	V--
	CO
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CD	CD

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CD
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ο

to

CTl

to
ο

Tabelle 9

Si : C-Target (Flächenver hältnis)	9 : 1	6,5 : 3,5	4 : 6	2 : 8	1 : 9	!■ 0,5 : 9,5	0,2 : 9,8
Si : C (Verhältnis des Gehal tes)	9,7 : 0,3	8,8 : 1,2	7,3 : 2,7	4,8:5,2	3 : 7	.2:8	0,8 : 9,2
Beiwertung der Bild qualität	Λ	O	Cg)			O	X

3N ON I

(σ) : sehr gut

O : gut

Λ : praktisch brauchbar

X : neigt zu Bilddefekten

-J · ■fc· ....

Ϊ f «

•« ·

t » ♦

β a · *

-67- DC 2747

Beispiel 10
5

Bilderzeugungselemente wurden gemäß der gleichen Verfahrensweise wie im Beispiel 6 hergestellt, außer daß die Schichtdicke der amorphen Schicht (II) variiert wurde. Bei Wiederholung der Bilderzeugungs-, Entwicklungs- und Reinigungsstufen wie im Beispiel 6 beschrieben, wurden die folgenden Ergebnisse erhalten:

Tabelle 10

Dicke der amorphen Schicht

(II) Qum) Ergebnisse

0,001 Neigung zu fehlerhaften Bildern

0,02 Im wesentlichen keine fehlerhaften Bilder

nach 20 OÜOmaJ, iger Wiederholung

0,05 Stabil nach 50 OOOmaliger oder öfterer

*® Wiederholung

1 ' Stabil nach 200 OüOmaliger oder öfterer

Wiederholung

Beispiel 11

Ein Bilderzeugunrjselement wurde gemäß der gleichen Verfahrensweise wie im Beispiel 6 hergestellt, außer daß die Verfahrensweise zur Hersteilung von anderen Schichten als der amorphen Schicht (II) entsprechend den in der nachstehenden Tabelle angegebenen Bedingungen abgeändert wurden. Die Bewertung wurde in ähnlicher Weise wie im Beispiel 6 durchgeführt, wobei gute Ergebnisse erhalten wurden.

co ο

to cn

Tabelle

\ Bedingungen Reihenfolge> der Schicht-^ bildung \	verwendete Gase	Durchfluß- ' Verhältnis geschmn- der Durch- digkeit ■ flußge- ,\ocm- j schuindig- cm /min; ' keiten	SiH4:NH3 = 1:30	.Entladungs leistung (W/cm2)	Schicht-, dicke I ;
1 Grenz- ■ flächen- . schicht	SiH,/He=I «4 NH3	SiH4=IO	SiH.=200 j SiH.tB^H. ί =1:3.OxIO^3 i	0,18	50 nm
2 ■.Gleich richter schicht	SiH4ZHe=I B9H6/He=10~2	1 SiH4=IO 1 SiH4:NH3 j ] =1:10 j . ι	0,18	200 nm ·
3 Grenz flächen schicht	SiH4/He=l NH3	•SiH4=200 ' • I '; 1 1	.0,18	50 nm
4 amorphe ^' Schicht (I-	SiH4/He=l	0,18	15 /Jm

-69- Df: 2747

Beispiel

Ein Bilderzeugungselement wurde gemäß der gleichen Verfahrensweise wie im Beispiel 6 hergestellt, außer daß

die Verfahrensweise für die Bildung von anderen Schichten IO

als der amorphen Schicht (II) entsprechend den in der nachstehenden Tabelle gezeigten Bedingungen abgeändert wurden. Die Bewertung wurde in ähnlicher Weise wie im Beispiel 6 durchgeführt, wobei gute Ergebnisse erzielt

wurden. 15

ω ο

to

to O

Tabelle 12

Λ Bedingungen	j verwendete Gase	Durchfluß- '	Verhältnis	Entladungs-	Schicht
Reihenfolge\ der Schicht-i, bildung \	SiH4ZHe=I SiF4ZHe=I NH5	geschwin digkeit (\onm- cm ./min !	der Durch- flußge- schuindig- keiten	ieistung (W/cm2)	dicke
1 Grenz flächen schicht	SiH4ZHe=I SiF4ZHe=I B„H,ZHe=10"2	SiH1=IO	SiH4:SiF4:NH3 = 1:1:30	0,18	40 nm
2 ;Gleich- irichter- .schicht	SiH4ZHe=I SiF ZHe=I	SiH,=100	SiH4=SiF4=B2H6 =1:1:1x10 '	0,18	100 nm
3 amorphe Schicht (I)	SiH4=IOO ! j	SiH4:SiF4 = 1:1 t	0,18	15 ^m

ω ο

to CT

to O

CT

Tabelle 13

Aluminiumsubstrattemperatur
Entladungsfrequenz

250 ⁰C

13.56 MHz

Innendruck in der Reaktionskammer :
0,4 mbar während der Bildung der Schicht (I)
0,66 mbar ,-.ä'hrend der Bildung der Schicht (II)

I\ Bedingungen	verwendete	DurchfluG-	Verhältnis	Entladungs-	Schicht
Reihenfolge v der Schicht-\ bildung \	j3se	geschwin- digkeit (Norm- cm /min)	der Durch- flußge- schwindig- keiten	ieistung (W/cm2) '	dicke 1
1 Grenz flächen schicht	SiH,/He=I NH.,	SiH4=IO	SiH,:MH, 4 J = 1 : 30	0,18	50 nm \ \
2 Gleich- .richter- schicht	SiH./He=I	SiH4=200	=l:l,6xlO"3	0,18	200 nm ''
3 amorphe Schicht (I)	Sir!.. -'He=I	SiH4=200		0,18	15 /jm .
4 amorphe Schicht (Π)	SiH./He=O,5	SiH4=IOO	,=3:7	0,18	0,5 pm -

CL CD 3

CD CD CL H-

cn rf CD

C .

a.

CD

CO

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CD I— 3 CD

3 3 CD

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C 3 CO

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CO CD

C 3

O ι-!

3" er

CO CD

N3

-72- DE 2747

Die so erhaltene fotoempfindliche Trommel (Bilderzeugungselement für elektrofotografische Zwecke) wurde in eine Kopiervorrichtung eingesetzt und einer Koronaentladung bei + 5 kV 0,2 Sekunden lang unterzogen und bildmäßig belichtet. Als Lichtquelle diente eine Wolframlampe bei einem Belichtungswert von 1,0 Ix s . Das latente Bild

IQ wurde mit einem negativ geladenen Entwickler (mit einem Gehalt von Toner und Träger) entwickelt und auf ein glattes Papier übertragen. Es wurde gefunden, daQ das übertragene Bild sehr gut war. Der auf der fotoempfindlichen Trommel verbleibende Toner wurde, ohne daß er übertragen wurde, einer Reinigunq durch eine Gummiklinge unterzogen, bevor der nächste Kopierzyklus vorgenommen wurde. Eine solche Stufe wurde 150 OOOmal oder öfter wiederholt, ohne daß ein Abschälen der Schichten beobachtet wurde. Die erhaltenen Bilder waren gut.

Beispiel 14

Mittels der in Γ i q. 5 gezeigten Herstellungsvorrichtung wurden Schichten auf einem trommelförmigen Aiuminiumsubfitrat unter den nachstehend aufgeführten Bedingungen gebildet.

co O

(O

cn

to O

cn

Tabelle

\ Bedingungen j Reihenfolge'· der Schicht-, bildung	verwendete Gase	Durchfluß- j geschwin- ' digkeit (Norm ern /min) :	Verhältnis der Durch- fluQge- schvjindig- keiten	Entladungs leistung (W/cm2)	Schicht dicke
1 Grenz flächen schicht	SiH4ZHe=I NH,	SiH4=IO	SiH4:NH3 = 1:30	0,18	30 nm '
·? Gleich- richter- schicht	SiH4ZHe=I B„H,ZHe=IO"2 Δ ο	SiH,=200 4	SiH,:Β,Η, 4 Zb-J =1:4,0x10	0,18	100 nm . j
3 amorphe Schicht (V	SiH4ZHe=I	SiH4=200 ■		0,18	15 jum
4 amorphe Schicht v. ID	SiH4ZHe=I C2H4	! SiH4=15 I	SiH4:C2H4 =0,4:9,6	0,18	0,3 um .

-74- DE 2747

Die andernn Bedingungen waren die gleichen nie im Beispiel 13.

Die so erhaltene fotoempfindliehe Trommel wurde in eine Kopiervorrichtung eingesetzt und einer Koronaladung bei + 5 kV 0,2 Sekunden lang unterzogen und bildmäßig belichtet. Als Lichtquelle wurde eine Wolframlampe bei einem Belichtungswert won 1,0 Ix s verwendet. Das latente Bild wurde mit einem negativ geladenen Entwickler (mit einem Gehalt von Toner und Träger) entwickelt und auf ein glattes Papier übertragen. Es wurde gefunden, daß das übertragene Bild sehr gut war. Der auf der fotoempfindlichen Trommel verbleibende Toner wurde, ohne daß er übertragen wurde, einer Reinigungsbehandlung durch eine Gummiklinge unterzogen, bevor der nächste Kopierzyklus vorgenommen wurde. Eine solche Stufe wurde 100 OOOmal oder öfter wiederholt, ohne daß eine Beeinträchtigung der Bildqualität beobach*· tet wurde.

Beispiel 13

Mit Hilfe der in Fig. ^r> gezeigten Herstellungsvorrichtung wurden Schichten auf einem trommeiförmigen Aluminiumsubfstrat unter den nachstehend angeqebenen Bedingungen gebildet.

fco

to O

CTl

Tabelle

\ Bedingungen	verwendete Gase	Durchfiuß- geschwin- digkeit (iSIocm- cm /min)	Verhältnis der Durch- fluQge- schvjindig- keiten	Entladungs leistung (W/cm2)	Schicht dicke
Reihenfolge', der Schicht-'1, bildung ''	SiH4 1He=I NH3	SiH4=IO	SiH4:NH3 = 1:3	0,18	. 50 nm
1 Grenz flächen schicht	SiH4ZHe=I B9H,/He=IO"2 i. O	SiH4=200	SiH4=B2H6 =1 : 5,0x10	0,18	250 nm
2 Cieich- richter- schicht	SiH4ZHe=I	SiH.=200		0,18	15 /Jm
3 amorphe Schicht 'I)	4 I ! amorphe ^SiH4ZHe=O, 5 .SiH4=IOO Schicht .11) ir u 4 |C2H4 j	: SiH4;C2H4 ·; 0,18 : 5:5 j ; i	1j 5 um : (

-76- DE 2747

Die anderen Bedingungen waren die gleichen wie im Beispiel 5

13.

Die so erhaltene lichtempfindliche Trommel wurde in eine Kopiervorrichtung eingesetzt, und einer Koronaentladung bei + 5 kV 0,2 Sekunden lang unterzogen und bildmäßig belichtet. Als Lichtquelle wurde eine WoIframlampe bei einem Belichtungswert von 1,0 Ix s verwendet. Das latente Bild wurde mit einem negativ/ geladenen Entwickler (mit einem Gehalt von Toner und Träger) entwickelt und auf ein glattes Papier übertragen. Es wurde gefunden, daß das übertragene Bild sehr gut war und eine hohe Bilddichte aufwies. Der auf die fotoempfindliche Trommel verbleibende Toner wurde, ohne daß er übertragen wurde, einer Reinigungsbehandlung.mittels einer Gummiklinge unterzogen, bevor der nächste Kopierzyklus vorgenommen wurde. Eine solche Stufe wurde 150 000-mal oder öfter iwi ede rholt , ohne· daß eine Beeinträchtigung der Bildqualität beobachtet wurde.

B e_ i s ρ i e 1 1 6

Die SrhichtbLIdungsoperatiοηen wurden gemäß der gleichen Verfahrensweise wie im Beispiel 13 durchgeführt, außer daß die Verfahrensweisen zur Bildung von anderen Schichten als der amorphen Schicht (Ii) entsprechend den in der Tabelle , 16 angegebenen Bedingungen abgeändert wurden. Ferner wurde das Verhältnis der Gehalte von SiIiciumatomen zu Kohlenstoffatomen in dor zwoiton amorphen Schicht (II) durch Variation des Verhältnisses der Durchflußgeschwindigkeit von SiH.-Gas und C-H.-Gas während der Bildung der amorphen Schicht (II) variiert. Für die so erhaltene fotoempfindliche

ω cn

ω ο

bo

CTl

to ο

Tabelle

¹X Bedingungen

Reihenfolge der Schicht-\ bildung

Grenzfiächen- schicht

:Gleich-.richter- schicht

amorphe Schicht (I)

verwendete Gase

SiH₄ZHe=I

SiH₄ ''He=I B_?H₆/He=10

SiH₄ZHe=I

DurchfluO-

geschwin-

digkeit

v, Normcm ,'min)

Verhältnis der Durchfluögeschwindigkeiten

SiH₄=IO

SiH₄ : NH₃ = 1:1

SiH₄=200

^{: B}2^H6

j =1 : 3,0x10

-3

SiH₄=200

Entladungsleistung

(W/cm²)

0,18

0,18

0,18

Schichtdicke

70 nm

j 150 nm

j 15 yum

α	Q.	μ—*	σ	—1
CD	C	C		1-1
CX		3	σ	O
3	O		σ	3
Κ·		CD	σ	3
ce	ID	I	3	CD
co	CD		03	μ—
CD	—fj	C	μ—
	C:	3	μ-	" S
CP	3"	Q.	CD	C
3·				CL
03	-		s:	T)
r-* C*-		3		CD
CD	O	μ-·	CD	μ—
3	CX	ID	Q.	3
	Q	C	CD	CD
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	>-)	μ-·	TT	S
	I	CD	I	CJ
		CT

-«J

• Λ « >

co
ο

bo

σι

to ο

Tabelle 17

SiH4 : C2H4 j (Verhältnis der Durchflußge schwindigkeiten )	9:1 6:4! 4:6 I ι i	2 : 8	3	: 9 '0,5 I ! I	■ : 9,5 0,35 : 9,65	0,2 : 9,8; i i
. Si : C !(Verhältnis des ; Gehaltes;	9:1 ί 7 : 3 ί 5,5 : 4,5 ί I	4 : 6		: 7 I 2	: 8 ; 1,2 : 8,8	0,8 : 9,2
Bewertung der ί Bildqualität		©	(δ)	© j O	X

sehr gut

gut

praktisch befriedigend

leichte Neigung zur Bildung von fehlerhaften Bildern

► ·

tsj -•J

t« <

co

> 4

• < ■

DE 2747

Beispiel 17

Die Bilderzeugungselemente wurden gemäß der gleichen Verfahrensweise wie im Beispiel 13 hergestellt, außer daß die Schichtdicke der amorphen Schicht (II) wie in der nachfolgenden Tabelle gezeigt, variiert wurde. Die Ergebnisse der Bewertung sind in der nachstehenden Tabelle 18 aufgeführt.

Tabelle 18

Dicke der amorphen Schicht (II) (pm)	Ergebnisse
0,001 0,02 0,05 2	Neigt zu Bildfehlern Im wesentlichen keine Bildfehler nach 20 000 Wiederholungen Im wesentlichen keine Bildfehler nach 50 000 Wiederholungen Stabil nach 200 000 oder mehr Wieder holungen

Beispiel 18

Die Schichtbildungsoperationen wurden gemäß der gleichen Verfahrensweise wie im Beispiel 13 durchgeführt, außer daß die Verfahrensweisen zur Bildung von anderen Schichten πΙβ der nmnrphnn Schicht (Ii) rnl nprnrhprid don in dor nachstehenden Tabelle angegebenen Bedingungen abgeändert wurden. Die Rewertunq wurde in ähnlicher Weise wie im Beispiel 13 durchgeführt, wobei gute Ergebnisse erhalten wurden.

ι—)

-80-

DE 2747

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O -Η	-H JZ ~<	O —Η
:co x:	CU U JZ	:co JZ
—i CJ	—f —I O	—ι α
U- CO	CD Ij W	Iu- CO

Beispiel

Die Schichtbi1dungsoperationen wurden gemäß der gleichen
Verfahrensweise wie im Beispiel 13 durchgeführt, außer daO die Verfahrensweisen für die Bildung von anderen Schichten als der amorphen Schicht (II) entsprechend.lden in der nach-

co ο

DO

σι

cn

Tabelle 20 ■

i\Bedingungen 'Reihen folge\ der Schicht-; bildung \	verwendete Gase	DurchfluO- geschwin- digkeit (\0Em- cm /min)	Verhältnis der Durch- fluQge- schuindig- keiten	Entladungs leistung (W/cm2)'	Schicht dicke ■
1 Grenz flächen schicht	SiH1, /He = I SiF4ZHe=I NH3	SiH4=IO	cju . c ; γ .\ju =1:1:30	0,18	40 nm
2 ,Gieich- : nchter- ;schjLcht .	SiH. He=I SiF, 'He=I B„H"; He = IO"	SiH,=100	SiH.:SiF4: 82H6 ~* =1:1:1x10	0,18	100 nm
3 amorphe Schicht (I)	SiH. 'He=I SiF^zHe=I	SiH.=100 '· i., . . . ...	SiH4:SiF4 = 1:1	0.18	15 /jm ■

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	I—·	3
	lu-i

DE 2747

Beispiel

Mit Hilfe der in Fig. 5 gezeigten Herstel lungsv/orrichtung wurden Schichten auf einem Aluminiumsubstrat unter den folgenden Bedingungen gebildet.

CM

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I

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U-

-83- DE 2747

Aluminiumsubstrattemperatur : 250 C Ent 1 adungs frequenz : 13.56 MIIz

Innendruck in der Reak t ionskammer :

0,4 mbar während der Bildung der amorphen Schicht (I) 0,66 nflbar während der Bildung der amorphen Schicht (II)

Das so erhaltene Bilderzeugungselement wurde in eine Ladungs-Belichtungs-Entwicklungsvorrichtung eingesetzt, einer Koronaentladung bei + 5 kV 0,2 Sekunden lang unterzogen, und unmittelbar darauf bildmäßig belichtet. Als Lichtquelle wurde eine WbIframlampe verwendet und die . Belichtung wurde¹ bei einem Belichtungswert von 1,0 Ix s unter Verwendung einer 1ichtdurchlässigen Testkarte vorgenommen.

Unmittelbar danach wurde ein negativ geladener Entwickler (mit einem Gehalt von Toner und Träger) kaskadenförmig auf die Oberfläche des Bilderzeugungselementes auftreffen gelassen, wodurch ein gutes Tonerbild erhalten wurde.

Das so erhaltene Tonerbild wurde einmal einer Reinigungsbehandlung mit einer Gummikiinge unterzogen und die vorstehenden Bi Jdherstellungs-und Reinigungsstufen wurden immer wieder wiederholt. Es wurde keine Beeinträchtigung

der Bildqualität selbst nach 150 Oüümaliger oder öfterer 30

Wiederholung beobachtet.

Beispiel 21

Mit Hilfe der in Fig. 5 gezeigten Herstellungsvorrichtung

ω O

CT

to O

CT

Tabelle

Bedingungen

• .

Reihenfolge , der Schicht-^ bildung \

Grenzflächenschicht

Gleich-

.richterschicht

amorphe Schicht (1)

verwendete Gase

SiH,/He=I

NH₃ ⁴

SiH./He=l BH

DurchfluG-geschi-jindigkeit (No Einem /min)

Verhältnis
der Durchflußge-
schwindigkeiten

SiH₄=IO

r 1:30

=1:4.0x10

SiH,/He=I

SiH₄=200

amorphe
Schicht (Π)

SiH /He=O,5 j SiF7/He=0,5 j

^C2^H4 ^!

SiH₄+SiF₄=15

;SiH₄:SiF₄:C₂H 1=0.3:0.1:9.6 i

Entiadungsleistung

(W/cm²)

0,18

0,18

0,18

Schichtdicke

30 nm

100 nm

15

0,18 i 0,3

Ω	Q.
CD	(D
3	3
CL
fD	cn
3	η
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CD	η

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ω c er cn (f I-J 03

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CL CD

09

σ ·

•O

-85- DE. 2747

Die anderen Bedingungen waren die gleichen wie im Beispiel 20.

Das so erhaltene Bilderzeugungselement wurde in eine Ladungs-Belichtungs-Entwicklungsvorrichtung eingesetzt und einer Koronaentladung bei + 5 kV 0,2 Sekunden lang ausgesetzt und unmittelbar darauf bildmäßig belichtet. Als Lichtquelle diente eine Wolframlampe und die Belichtung wurde bei einem Belichtungswert von 1,0 Ix s unter Verwendung einer lichtdurchlässigen Testkarte durchgeführt.

Unmittelbar danach wurde ein negativ geladener Entwickler (mit einem Gehalt von Toner und Träger) kaskadenförmig auf die Oberfläche des Bilderzeugungselementes auftreffen gelassen, wodurch ein gutes Tonerbild erhalten wurde.

Das so erhaltene Tonerbild wurde einmal einer Reinigungsbehandlung mittels einer Gummiklinge unterzogen und die vorstehenden Bildherstellungs-und Reinigungsstufen wurden immer wieder wiederholt. Es wurde keine Beeinträchtigung der Bildqualität selbst nach 100 OOOmaliger oder öfterer Wiederholung beobachtet.

Beispiel 22

Mit Hilfe der in Fig. 5 gezeigten Herstellungsvorrichtung wurden Schichten auf einem Aluminiumsubstrat unter den folgenden Bedingungen gebildet.

co ο

to cn

to O

cn

Tabelle

!^Bedingungen Reihenfolge^ !der SchichtA bildung \	verwendete Gase.	Durchfluß- I Verhältnis geschwin- i der Durch- digkeit flußge- (Norrn- j schwindig em /min) ' keiten	SiH4:NH3 = 1:3	Entladungs leistung (W/cm2)	Schicht dicke
'; I Grenz- ; flächen- schicht	SiH4ZHe=I NH3	SiH4 = 10	SiH4=B2H6 =1:5.0x10	0,18	50 nm
;Gleich- irichter- jschicht	SiH ZHe=I B„HVHe=10~ L O	SiH4=200		0,18	250 nm
. 3 \ amorphe Schicht (I)	SiH4ZHe=I	SiH4=200	• SiH^:HiF^: ! C2H4 ! =3:3:4	0,18	15 yum
'amorphe Schicht (H)	SiH.ZHe=O,5 SiFVHe=O, 5 C2H4	;SiH4+SiF4=150	0,18	1.5 /jm

-B7- DE 2747

Die anderen Bedingungen waren die gleichen wie im Beispiel 5

20.

Das so erhaltene Bilderzeugungselement wurde in eine Ladungs-Belichtungs-Entwicklungsvorrichtung eingesetzt und einer Koronaentladung bei + 5 kl/ 0,2 Sekunden lang

unterzogen,worauf unmittelbar bildmäßig belichtet wurde. Als Lichtquelle wurde eine Wolframlampe verwendet und die Belichtung wurde bei einem Belichtungswert von 1,0 Ix s unter Verwendung einer lichtdurchlässigen Testkarte

vorgenommen. !

Unmittelbar danach wurde ein negativ geladener Entwickler (mit einem Gehalt von Toner und Träger) kaskadenförmig auf die Oberfläche des Bilderzeugungselementes auftreffen gelassen, wodurch ein gutes Tonerbild mit sehrjioher Dichte

*

erhalten wurde.

Das so erhaltene Tonerbild wurde einmal einer Reinigungsbehandlung mit einer Gummikiinge unterzogen und die vorstehenden Bilderzeugungs-Reinigungsstufen wurden immer wieder

wiederholt. Es wurde keine Beeinträchtigung der Bildqualität selbst nach 150 OOOmaliger oder öfterer Wiederholung beobachtet."

Beispiel 23
30

Ein Bilderzeugungselement wurde gemäß der gleichen Verfahrensweise wie im Beispiel 20 hergestellt, außer daß die Verfahrensweise zur Bildung der Grenzflächenschicht,

der Gleichrichterschicht und der amorphen Schicht (I) ent-35

-ÜB- Dt 2747

sprechend den in Tabelle 24 gezeigten Bedingungen geändert ° wurden. Das Verhältnis der Gehalte' von SiIiciumatomen zu Kohlenstoffatomen in der zweiten amorphen Schicht (II) wurde geändert, indem das Verhältnis der DurchfluGgeschwindigkeit von SiH.-, SiF. und C„H.-Gas während der Bildung der amorphen Schicht (II) variiert wurde. Für das so erhaltene Bilderzeugungselement wurde eine Bildbewertung' nach etwa 50 OOOfacher Wiederholung der Bilderzeugungs-, Entwicklungs- und Reinigungsstufen wie im Beispiel 20 durchgeführt, wobei die in der Tabelle 25 gezeigten Ergebnisse erhalten wurden.

to

σι

Tabelle 24

!\ Bedingungen	verwendete Gase	Durchfluß geschwin digkeit (Norm- cm /min)	Verhältnis der Durch- fluOge- schcjindig- keiten	I !	Entiadungs- leistung (W/cm2)	Schicht dicke
!Reihenfolge der Schicht-^ bildung \ \	SiH,/He=IO NH3	SiH4=IO	SiH4:NH3 = 1:30	0,18	50 nm i I
: 1 Grenz flächen schicht	SiH./He=l , B„H^/He=10'	SiH4=200	SiH4:B2H6 =1:1.6x10 "*	0,18	j 200 nm j 1
2 jGleich- irichter- schicht	SiH4ZHe=I ■	SiH4=200	0,18	i 15 jum I
3 amorphe ; 5chicht (I)

ω ο

cn

to ο

cn cn

Tabelle

SiH₄:5iF₄ : C₂H₄

Si : C Verhältnis des Gehaltes

Bewertung der Bildqualität

5:4:1

9 :

3:3,5:3,5

7 :

2:2:6

5,5:4,5

1:1:8

4 :

0,6:0,4:9

3 :

0,2:0,3 :9,5

0,2:0,15
:9,65

1,2:8,8

0,1:0,1
:9,8

0,8:9,2

(θ) : sehr gut

O :. gut /\ : praktisch befriedigend X : unterliegt leicht der Bildung von Bildfehlern

HH

ro «« »*

ι ι ι

«« t

C C <

« 1 · 1'

..£303.704

-9 Ι

ΟΙ 274 7

Beispiel 24

Bilderzeugungselemente wurden gemäß der gleichen Verfahrensweise wie im Beispiel 20 hergestellt, außer daß die Schichtdicke der amorphen Schicht (II) variierte. Durch Wiederholung der im Beispiel 20 beschriebenen Bilderzeugungs-, Entwicklungs- und Reinigungsstufen wurden die folgenden Ergebnisse erhalten.

Tabelle 2 6

Dicke d Schicht	er amorphen (II) (jjrn)	Ergebnisse
o,	001	Neigung zu fehlerhaften Bildern
o,	02	Im wesentlichen keine fehlerhaften Bilder nach
		20 OOOmaliger Wiederholung
o,	05	Stabil nach 50 OOOmaliger odor öfiterer Wieder
		holung
1		Stabil nach 200 OOOmaiiger oder öfterer Wieder-.
		holung

Beispiel 25

Ein Bilderzeugungselement wurde gemäß der gleichen Verfahrensweise wie im Beispiel 20 hergestellt, außer daß die Verfahrensweise zur RiIdung von anderen Schichten als der amorphen Schicht (Jl) ontsprechoiid don in der nachstehenden Tabelle gezeigten Bedingungen geändert wurde. Die Bewertung wurde in ähnlicher Weise wie im Beispiel 20 vorge-

ω ο

σι

σι

σι

Tabelle 27

\Bedingungen	verwendete Gase	DurchfluG- geschnin- digkeit i\onm- cm /mi η)	Verhältnis der Durch- flußge- schuindig- keiten	1 SiH4=200 j J ! '	I ; Entiadungs- ! Schicht-j leistung j dicke (W/cm2) j I
Reihenfolge \ der Schicht-\ bildung \	SiH4ZHe=I NH3	SiH4=IO	SiH4:\H3 = 1:30	0,18 j 50 nm j !
1 Grenz flächen schicht	SiH,/He=I B2H6	SiH4=200	SiH4=B2H6 = 1:3.0x10"^	i ι 0,18 j 200 nm i
2 Gleich- .richter- ischicht	SiH7ZHe=I KlH3	SiH =100 j	SiH4:\H3 = 1:10	! I t ; 0,18 j 50 nm . ! ! I ■ ■ !
3 Grenz flächen schicht	SiH4/He=l	! ; 0,18 ! 15 pm \ ] ! i ! j ! ■
4 amorphe Schicht ^1''

3 Π)

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S C

CL CD

33O37QO

DE 2747

Beispiel

Ein Bilderzeugungselement wurde gemäß der gleichen Verfahrensweise wie im Beispiel 20 hergestellt, außer daß die Methoden zur Bildung von anderen Schichten"als der amorphen Schicht (II) entsprechend.Iden in der nachstehenden Tabelle gezeigten Bedingungen geändert wurden. Die Bewertung erfolgte in gleicher Weise wie im Beispiel 20, wobei gute Ergebnisse erhalten wurden.

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330370Ö

DE 2747

Beispiel 27

10

Ein Bilderzeuqunqselement wurde qemäG der gleichen Verfahrensweise wie im Beispiel 22 hergestellt, außer daQ die amorphe Schicht (II) gemäß dem Zerstaubungsverfahren unter den nachstehend angegebenen Bedingungen hergestellt und in ähnlicher Weise wie im Beispiel 22 bewertet wurde, wobei gute Ergebnisse erhalten wurden.

Tabelle

verwendete Gase

Durchfiußgesehwin- digkeit (Normern /min)

Flächen	Entla-	Schicht
verhält	dungs-	dicke
nis von1)	lei-	(jjm)
Target	stunq
Si-Schei-	W/cm2
be:Gra
phit

amorphe Schicht (II)

Ar

Ar 200 Sif,. lüü

2,5:7,5

0,3

Beispiel 28

Mit Hilfe der in Fig. 5 gezeigten Herstellungsvorrichtung wurden Schichten auf einem trommeiförmigen Aluminiumsubstrat unter den in der nachfolgenden Tabelle aufgeführten Bedingungen gebildet.

-95- DC 2747

Das so erhaltene B ι I derzeugunqselernent für elektrofoto-" grafische Zwecke wurde in einer Kopiervorrichtung eingesetzt, einer Koronaentladung bei - 5kV 0,2 Sekunden lang unterzogen und bildmäßig belichtet. Als Lichtquelle diente eine Wolframlampe und die Belichtung wurde bei einem Belichtungswert won 1,0 Ix s vorgenommen. Das latente Bild wurde mit einem positiv geladenen Entwickler (mit einem Gehalt von Toner und Träger) entwickelt und auf ein glattes Papier übertragen. Es wurde gefunden, daß das übertragene Bild sehr gut war. Der auf der fotoempfindlichen Trommel verbleibende Toner wurde, ohne daß er übertragen wurde, einer Reinigungsbehandlung mit einer Gummiklinge unterzogen, bevor der nächste Kopierzyklus vorgenommen wurde. Eine solche Stufe wurde 100 OOOmal

oder öfter wiederholt, ohne daß ein Abschälen der Schichten erfolgte. Die erhaltenen Bilder waren gut.

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O O

Tabelle 30

'\ Bedingungen	verwendete Gase	Durchfluß- geschi-jin- ! digkeit (Nonm- cm /min;	Verhältnis der Durch- flußge- schv.'indig- keiten	I j	Entladungs	Schicht-,
Reihenfolge der Schicht-, bildung v	SiH4/He=l VH3	SiH4=IO	SiH4CNH5 = 1:30	leistung (W/cm2)	dicke ;
1 Grenz flächen schicht	SiH4/He=l PH3ZHe=IO"2	SiH4=200	SiH4:PH3 =1:1.0x10 3	0,18	■ 50 nm
2 ^Gleich- irichter- :schicht	SiH4ZHe =1 i	SiH4=200 i I ■	0,18	200 nm ''
3 amorphe Schicht.	0,18	15 μη

SO

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CD

33037 OQ

-97- DF. 2747

Beispiel 2 5

Die Schichtbildungsoperationen wurden gemäß der gleichen Verfahrensweise wie im Beispiel 20 durchgeführt, außer daß die Schichtdicke der Gleichrichterschicht und der

Phosphorgehalt variierten. Die Ergebnisse sind in Fig. 10

8 gezeigt. Die Bewertung erfolgte nach folgenden Bewertungsmaßstäben:

@ : ausgezeichnete Schichtfestigkeit, sehr gute Bildqualität, sehr gute Haltbarkeit bei wieder-

holter Verwendung;

Q : ausgezeichnete Schichtfestigkeit, _gut_e Bildqualität und gute Haltbarkeit bei wiederholter Verwendung;

Jk. : befriedigende Schichtabschäl^es^igkeit, jedoch

Mängel in der praktischen Bildqualität (Bilddichte);

φ : es erfolgt manchmal ein Abschälen der Schichten, jedoch keinerlei Probleme bei der praktischen Anwendung;

X : es erfolgt manchmal ein Abschälen von Schichten,

jedoch ist die Bildqualität nicht so fehlerhaft.

Beispiel

Fotoempfindliehe Trommeln für elektrofotografische Zwecke 30

wurden gemäß der gleichen Verfahrensweise wie im Beispiel 28 hergestellt, auOrr dnO die BtuJi ngungon für die.-Bl !dung der Grenzflächenschicht wie in der Tabelle 31 angegeben variierten. Die Bewertungen dieser Trommeln wurden in

gleicher Weise wie im Beispiel 28 vorgenommen, wobei so-35

DF. 2747

wohl für die Schichtbeständigkeit als auch die Bildeigenschaft en gute Ergebnisse erzielten.

Tabelle

Bedingungen Probe Nr.	Verhältnis der Durchflußge- schwindigkeit SiH : NH3	Schichtdicke
311	1 : 3	100 nm
312	1 : 1	50 nm
313	L : 3	30 nm
314	1 : 50	20 nm

Beispiel

Mit Hilfe der in Fig. 6 gezeigten Herstellungsvorrichtung wurden Schichten auf einem trommeiförmigen Aluminiumsubstrat unter den folgenden Bedingungen gebildet.

Die so erhaltene fotoempfindliche Trommel für elektrofotografische Zwecke wurde in gleicher Weise wie im Beispiel 28 bewertet, wobei sehr gute Ergebnisse für sowohl idie Schichtfestigkeit als auch BiLdeigenschaften erhalten wurden.

ω ο

to cn

CJl

Tabelle 32

■\ Bedingungen

Reihenfolge■ der Schichtbildung \

untere Grenzflächen schicht

iGleich- !richterschicht

obere Grenzflächen schicht

amorphe Schicht

verwendete Gase

SiH../He=I NH,

SiH,/He=I PH₇ZHe=IO

-2

SiH₇ZHe=I NH,

DurchfluG-geschi-iindigkeit (Normern Zm ι η)

j Verhältnis
der Durchj fluQge-I schwindig-I keiten

SiH₇=IO 4

SiH,. :!MH,

4 J

= 1:30

SiH₄=200

1=1:2.OxIO"³

SiH₇=IO

!=1:10

i SiH.=200

Entladungsieistung

(W/cm²)

0,18

0,18

0,18

0,18

Schicht-!

dicke

50 nm !

nm

50 nm

/um

ν:

',CO CD

,· ',CD

• .,' · ',CD

-lOQ- DE 2747

Beispiel 32 5

Mit Hilfe der in Fig. 6 gezeiglen Hers teilungsv/orrichtung wurden Schichten auf einem trommeiförmigen Aluminiumsubstrat unter den folgenden Bedingungen gebildet.

,λ Die so erhaltene fotoempfindliche Trommel für elektrofotografische Zwecke wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 28 bewertet, wobei sehr gute Ergebnisse für sowohl die Schichtfestigkeit als auch Bildeigenschaften erhalten wurden.

ω ο

to

cn

to

cn

Tabelle 33

\ Bedingungen	verwendete Gase	Durchfluß geschwin digkeit (Norm- cm Zmin)	Verhältnis der Durch- flußge- schiMindig- keiten	Entladungs leistung (W/cm2)	Schicht dicke
Reihenfolge\ der SchichtA bildung \	SiH4ZHe=I SiF4ZHe=I NH3	SiH4=IO	SiH4:SiF4:NH3 =1:1:30	0,18	40 nm
1 Grenz- flachen- schicnt	SiH4ZHe=I SiF4ZHe=I PH5ZHe=IO"2	SiH4=IOO	SiH4:SiF4:PH3 =l:l:3xlO"3	0,18	100 nm j
Gleich richter schicht	SiH4ZHe=I SiF4ZHe=I	SiH4=IOO	SiH4:SiF, = 1:1	0,18	15 yum i I
3 amorphe Schicht (I)

LO OJ CD

DE 2747

Beispiel 33

Gemäß den gleichen Bedingungen und Verfahrensweisen wie in den Beispielen 28, 31 und 32 wurden Bilderzeugungselemente hergestellt, außer daß die amorphen Schichten unter den in der folgenden Tabelle gezeigten Bedingungen gebildet wurden. Die Bilderzeugungselemente wurden in ähnlicher Weise wie in den entsprechenden Beispielen bewertet, wobei gute Ergebnisse erhalten wurden.

Tabelle 34

gebildete	verwendete	Durchfluß	Verhältnis	Entla-	Schicht
Schicht	Gase	geschwin	der· Durch-	dungs-	dicke
		digkeit	flußge-	lei-	(pm)
		(Nonm-	schwindig-	stung
		cm /min)	keiten	(W/cinT)
amorphe	SiH7VHe=I	SiH =200	SiH4:B2H =1:2x10	0,18	15
Schicht	R2H6/He=
	10"2

Beispiel 34

Mit Hilfe der in Fig. 6 gezeigten HersteLlungsvorrichtung wurden Schichten auf einem Aluminiumsubstrat unter den in der folgenden Tabelle aufgeführten Bedingungen gebildet.

Das so erhaltene Bilderzeugungselement wurde in eine Ladungs-ßelichtungs-Entwicklungsvorrichtung eingesetzt,

-103- DE 2 74

einer Koronaentladung bei - ^r? kV 0,2 Sekunden lang unterworfen und unmittelbar darauf bildmäßig belichtet. Als Lichtquelle wurde eine InIoI framlampe verwendet und die Belichtung wurde bei einem Belichtungswert von 1,0 Ix s unter Verwendung einer lichtdurchlässigen Testkarte vorgenommen.

Unmittelbar danach wurde ein positiv geladener Entwickler (mit einem Gehalt von Toner und Träger) kaskadenförmig auf die Oberfläche des Bilderzeugungselementes auftreffen gelassen, wodurch ein gutes Tonerbild erhalten wurde. Das

so erhaltene Tonerbild wurde einmal einer Reinigungsbehandlung mit einer Gummiklinge unterzogen und die vorstehenden Bi1derzeugungs-Reinigungsstufen wurden immer wieder wiederholt. Es wurde keine Beeinträchtigung der

Bildqualität selbst nach 150 OOOmaliger oder öfterer Wie-20

derholung beobachtet.

ω ο

to cn

to ο

cn

cn

CL CL CD Π)

CD CjD

C3 O "D CD

ι—ι m 3»

3 3 t-

3 η- c

CD >— 3 3 03 ί-Ο. D. 3 η C κ--C 3 C Π ιΟ 3 7Γ W W

D" CO

Tabelle

CD^-

31 CD 23 7Γ

cn

03

CD

CD

C CD

03

Τ! CD

1-3 03

C •-J

rs3

Ui O C

x (oder Flächenverhältnis)

\ .Bedingungen	verwendete Gase	Durchfluß- I geschivin- · digkeit (Norm- cm /min) :	Verhältnis der Durch- fluQge- sch.vindig- keiten x	I I I	Entladungs leistung (W/cm2)	Schicht dicke
Reihenfolge \ der Schicht-\ bildung \	SiH7VHe=I NH3	SiH4=IO	SiH4:NH3 ' =1:30	'Si-Scheibe: 'Graphit jl.5 : 8,5	0,18 ·	50 nm ■
1 Grenz- .flächen- schicht	SiH-ZHe=I PH3ZHe=IO"2	SiH4=200	SiH4:PH3 =1:1.0x10	0,18	200 nm
2 'Gleich- irichter- schicht	SiH4ZHe=I	SiH4=200	0,18	15 um
3 amorphe Schicht (I)	Ar	I I j 200 I	0,3 i	0.5 ^m
4 amorphe Schicht (II)

σ .ρ-ι

er·»

ι «

<

• · · t

• ■ f ■

t ■

OO GO CD OO

CD O

-105- DI. 2747

Beispiel 3 5
5

Mit Hilfe der in Fig. 6 gezeigten Herstellungsvorrichtung wurden Schichten auf einem Aluminiumsubstrat unter den in der nachfolgenden Tabelle aufgeführten Bedingungen gebildet.
10

Die anderen Bedingungen waren die gleichen wie im Beispiel 34.

Das so erhaltene Bilderzeugungselement wurde in eine Ladungs-Belichtungs-Entwicklungsvorrichtung eingesetzt, einer Koronaentladung bei - 5 kV 0,2 Sekunden lang unterzogen und unmittelbar darauf bildmäßig belichtet. Als Lichtquelle diente eine Wolframlampe und die Belichtung wurde bei einem Belichtungswert von 1,0 Ix s unter Verwendung einer lichtdurchlässigen Testkarte durchgeführt.

Unmittelbar danach wurde ein positiv geladener Entwickler (mit einem Gehalt von Toner und Träger) kaskadenförmig auf die Oberfläche des Bi1derzeugungselementes auftreffen

° gelassen, wodurch ein gutes Tonerbild erhalten wurde.

Das so erhaltene Tonerbild wurde einmal einer Reinigungsbehandlung mit einer Gummiklinge unterzogen und die obigen Bildhersteliungs-Reinigungsstufen wurden immer wieder wie-

30
^v derholt. Es wurde keine Beeinträchtigung der Bildqualität selbst nach 100 OOOmaliger oder öfterer Wiederholung beobachtet .

Cu O

to

Ol

Tabelle 36

(oder Flächenverhältnis)

\ Bedingungen	verwendete Gase	Durchfluß- geschivin- ; digkeit (Norm ern .min)	Verhältnis der Durch- flußge- schvjindig- keiten ·*·	1	Entladungs leistung (W/cm2)	Schicht-, I - I
.Reihenfolge\ ;der Schicht-A bildung \	SiH4ZHe=I NH3	SiH4=IO	SiH4INH3 = 1 : 30	j Verhältnis i von Si:Gra- i phit in der I Scheibe 0,5:9,5	0,18	dicke
1 Grenz- .flächen- schicht	SiH4ZHe=I PH3ZHe=IO"2	SiH4=200	SiH4:PH3 =1:4,0x10 3	0,18	! 30 nm :
2 .Gleich- irichter- schicht	SiH4ZHe=I	SiH4=200	0,18	80 nm1 • ..
. 3 . amorphe ' Schicht (I)	Ar	I I 200 I I	0,3 i	; : 15 um
4 'amorphe' Schicht (II)	0,5 ^tirn 1

O CJ\

• * C

• · · ■

• ti

ro ·

·£> t ι

CO CJ CD CO

-107- DF. 2747

Beispiel 36
5

Mit Hilfe der in Fig. 6 gezeigten Herstellungsvorrichtung wurden Schichten auf einem Aluminiumsubstrat unter den in der folgenden Tabelle aufgeführten Bedingungen gebildet.

Die anderen Bedingungen waren die gleichen wie im Beispiel 34.

Das so erhaltene BiIderzeugungselement wurde in einer Ladungs-Belichtungs-Entwicklungsvorrichtung eingesetzt, einer Koronaentladung bei - 5 kV 0,2 Sekunden lang unterzogen und unmittelbar darauf bildmäßig belichtet. Als Lichtquelle wurde eine Wolframlampe verwendet, und die Belichtung wurde bei einem Belichtungswert von 1,0 Jx s unter Verwendung

einer lichtdurchlässigen Testkarte vorgenommen. 20

Unmittelbar danach wurde ein positiv geladener Entwickler (mit einem Gehalt von Toner und Träger) kaskadenförmig auf die Oberfläche des Bilderzeugungselementes auftreffen gelassen, wodurch ein gutes Tonerbild mit sehr hoher BiIddichte erhalten wurde.

Das so erhaltene Tonerbild wurde einmal einer Reinigungsbehandlung mit einer Gummiklinge unterzogen und die vorstehenden Bildherste1lungs-Reinigungsstufen wurden immer .30 wieder wiederholt. Es wurde keine Beeinträchtigung der Bi 1 dqual i to t «oihnt nach 1'JO OOOmnligor oder öfterer Wiederholung beobachtet.

ω ο

to cn

to O

Cn

Tabelle

\ Bedingungen	verwendete Gase	DuTchfluß- geschv-jin- : digkei.t {Norm ern /min",	Verhältnis der Durch- flußge- schi'jindig- keiten K	!	Entladungs leistung (W/ei/)	Schicht
Reihenfolge der Schicht bildung \ \	SiH, =He-l NH3 4	SiH4=IO	SiH ·ΝΗ = 1:3	i ', Verhältnis I von Si Gra phit in der ί Scheibe 6:4	0,18	dicke 1 ■ · i i
1 Grenz- flä'chen- schicht	SiH./He=I PHyHe=IO	SiH4=200	SiH4=PH3 =1:5,OxIO"4	0,18	50 nm
Gleich- irichtev- ■schicht	SiH4/He=l	SiH4=200	0,18	250 nm:
3 amorphe Schicht (I)	Ar	1 j 200	0,3	15 ^im
4 amorphe Schicht (H)	1,5 pi 1 !

(oder Flächenverhältnis)

CD ' e t t c

.« .« OO CD OO

CD CD

-109- DE 2747

Beispiel

Ein Bilderzeugungselement wurde gemäß der gleichen Verfahrensweise wie in Beispiel 36 hergestellt, außer daß die Verfahrensweise zur Bildung der Grenzflächenschicht,

der Gleichrichter schicht und der amorphen Schicht (I) 10

entsprechend den in Tabelle 38 angegebenen Bedingungen abgeändert wurden. Das Verhältnis des Gehaltes von SiIiciumatomen zu Kohlenstoffatomen in der zweiten amorphen Schicht (II) wurde durch Änderung des Flächenverhältnisses

von- Silicium zu Graphit in der Scheibe während der BiI-15

dung der amorphen Schicht (II) variiert. Für das so erhaltene Bilderzeugungselement wurde eine Bewertung der Bildqualität nach etwa 50 OOOfacher Wiederholung der BiIderzeugungs-, Entwicklungs- und Reinigungsstufen wie in Beispiel 34 durchgeführt, wobei die Ergebnisse in der Tabelle 39 gezeigt sind.

ω
O

bo
σι

Tabelle 38

^!\ Bedingungen

Reihenfolge
der Schicht-'»
bildung \

Grenzf.Lächenschicht

;Gleich-•richter-1 schicht

amorphe
'Schicht (I)

verwendete Gase

SiH /He=I NH

SiH /He=I PHyHe=IO"

Durchfluß-

geschuin-

digkeit

(\orncm /min)

! Verhältnis der Durchj flußgei schv-jindig-I keiten

SiH₄=IO

= 1:1

SiH₄=200

4'

SiH₄=200

= 1:3,0x10

-3

Entladungsleistung .

(W/cm²)

0,18

0,18

0,18

Schicht-·
dicke

ntn ;

nm ;

^Jm ]

ο 1

σ m

•P·

II«·

I <

1 <

* ■·· CD

co ο

σι

Tabelle 39

Si .: C Target (Flächen verhältnis)	9: 1	6,5:3,5	4ϊ6	2:8	■ 1:9	0,5: 9,5	0,2 : 9,8 l
Si : C Verhältnis des Gehaltes	9:1	8,8:1,2	7,3:2,7	4 ,8 : 5 ,2	3:7	2 : 8	0,8 : 9,2 i
Bewertung der Bildqualität	A	O	(Sj		(D	' C	X

^C_-, : sehr gut

O ^: 9ut

Δ - praktisch befriedigend

X : neigt zu Bildfehlern

σ .

ta * >

CD

DE 2747

Beispiel 38

Es wu rdo η Bi 1derzoυgungselemente-gemäß der gleichen Verfahrensweise wie in Beispiel 34 hergestellt, außer daß die Schichtdicke der amorphen Schicht (II) variiert wurde. Nach Wiederholung der Bilderzeugungs-, Entwicklungs- und Reinigungsstufen, wie sie in Beispiel 34 beschrieben sind, wurden die folgenden Ergebnisse erhalten.

TäbeJ Le 40

Dicke der amorphen Schicht (11) (jum)	,001	Ergebnisse
0	,02 · ·	Neigung zu fehlerhaften Bildern
0		Im wesentlichen keine fehlerhaften Bilder nach
	,05	2Π OOOmaliger Wiederholung
0		Stabil nach 50 OOOmaliger oder öfterer Wieder
		holung
1		Stabil nach 200 OOOmaliger oder öfterer Wieder
	holung

Beispiel 39

Ein Bi1derzeugungselement wurde gemäß der gleichen Verfahrensweise wie in Beispiel 34 hergestellt, außer daß die

to CJI

Tabelle

Λ Bedingungen	verwendete Gase	DurchfluO- geschnin- diqkeit (\ocrn- cm -'min)	Verhältnis der Durch- flußge- schwindig- keiten	Entladungs leistung (W/cm2)	Schicht dicke
Reihenfolge \ der Schicht-\ bildung \	SiH./He=l NH3	SiH4=IO	SiH4:NH3 = 1:30	0,18	50 nm f
1 untere Grenz flächen schicht	SiH,/He=I -2 PH3ZHe=IO	1 SiH4=200	SiH4:PH3 =1:5,0x10	0,18	250 nm | j i
2 Gleich- •richter- schicht	SiH-ZHe=I NH3	SiH4=IO ! I	SiH,:NH3 = 1:10	0,18 ,	50 nm ; i
3 obere Grenz flächen schicht	SiH4ZHe=I	I J SiH4=200 ΐ	1 1 1	0,18	15 pn ;
4 amorphe Schicht

C	σ	O	CQ	<C
O	t—	I—	h~	CD
H	CD	IQ	CO	1-1
να		CD		-ti
co	' CD	3	D.	CU
3	CD	Q.	CD	3"
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3	CP	3		CD
3	<-i		CU	3
CD	n-	—r	3	(SS
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CD	CD	0):	Q.	CD
3		3		»-J
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S	3	CD	CD
C		•S	3
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3	CJ	C		I—■
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	CD	CD	fl	rf
	1—·			CD
		•	3	3
			CU
	-C-		η
		3- I

-114- ' De 2747

Beispiel 40 5

Ein Bilderzeugunqseleinent wurde gemäß der gleichen Verfahrensweise wie im Beispiel 34 hergestellt, außer daß die Verfahrensweise zur Bildung von anderen Schichten als der amorphen Schicht (II) entsprechend den in der nachstehenden Tabelle gezeigten Bedingungen abgeändertiwurden. Die Bewertung wurde in ähnlicher Weise wie im Beispiel 34 vorgenommen, wobei gute Ergebnisse erhalten wurden.

ω ο

to

cn

cn

Tabelle 42

1X Bedingungen 'Reihenfolge\ der Schicht bildung \	verwendete Gase	Durchfluß- geschi-nn- digkeit (Nocm- cm /min)	Verhältnis der Durch- fluOge- schwindig- keiten	Entladungs leistung (W/cm2)	Schicht dicke
1 Grenz flächen schicht	SiH7/He=I NH3 4	SiH4=IO	SiH4:SiF4:NH3 =1:1:30	0,18	40 nm
2 Gleich richter schicht	SiH /He=I SiF4ZHe=I PH</He=10~2	SiH4=IOO	SiH4 .-SiF4: PH3 =l:l:lxlO"3	0,18	100 nm ; t
3 amorphe Schicht (I)	SiH7ZHe=I SiF4ZHe=I	SiH4=IOO	SiH. .-SiF. 4 4 = 1:1	0,18	15 ^_im :

33Q3ZO0

DE 2747

Beispiel

Es wurden BiiderzeugungseiBniente gemäß den gleichen Bedingungen und Verfahrensweisen wie in den Beispielen 34» 35, 36, 37, 39 und 40 hergestellt, außer daß die.amorphe Schicht (I) unter den in der nachfolgenden Tabelle gezeigten Bedingungen gebildet wurde. Die Bewertung erfolgte in ähnlicher Weise wie in den entsprechenden Beispielen, wobei gute Ergebnisse erzielt wurden.

	verwendete Gase	Tabelle 43	Verhältnis der Durchflußge schwindigkei ten	Entla- dungs- lei- stung ' (W/crn )	Schicht dicke Qjm)
	SiH4/Herl		SiH4:B2H6 =1:2x10"°	0,18	15
gebildete Schicht		Durchfluß geschwin digkeit (Norm - cm /min)
amorphe Schichte I)	SiH4=20.0
Beispiel 42

Mit Hilfe der in Fig. 5 gezeigten Herstellungsvorrichtung wurdon Schichten auf einem trommeiförmigen Aluminiumsubstrat unter den in der folgenden Tabelle aufgeführten Bedingungen gebildet.

Die so erhaltene fotoempfindliche Trommel (Bilderzeugungs-

-117- DE 2747

element für elektrofotografische Zwecke) wurde in eine 5

Kopiervorrichtung eingesetzt, einer Koronaentladung bei

- 5 kV 0,2 Sekunden lang unterzogen und bildmäßig belichtet. Als Lichtquelle wurde eine Wolframlampe mit einem Belichtungswert von 1,0 Ix s verwendet. Das latente Bild wurde mit einem positiv geladenen Entwickler (mit einem Gehalt von Toner und Träger) entwickelt und auf ein glattes Papier übertragen. Es wurde gefunden, daß das übertragene Bild sehr gut war. Der auf der fotoempfindlichen Trommel verbleibende Toner wurde, ohne daß er übertragen wurde, einer Reinigungsbehandlung mit einer Gummiklinge unterworfen, bevor der nächste Kopierzyklus vorgenommen wurde. Eine solche Stufe wurde 150 OOOmal oder öfter wiederholt, ohne daß eine Beeinträchtigung der Bildqualität beobachtet wurde.

co

bo cn

to ο

cn

	verwendete Gase	Tabelle	44	Entladuhgs- leistung (W/cm2)	Schicht-
	SiH./He=l NH3			0,18	dicke _ :
\ Bedingungen	SiH,/He=I PH3/He=10	Durchfluß- j geschwin digkeit. (Mocrn- cm /min)	Verhältnis der Durch- flußge- sch.jindig- keiten	0,18	50 nm
Reihenfolge T der Schicht bildung	SiH4/He=l	SiH4=IO	SiH4CNH3 = 1:30	0,18	200 nm
; 1 Grenz- flächen- schicht	SiH./He=O,b C2H4	SiH4=200	SiH, :PH-, 4 -3 =1:1,0x10	0,18	15 yum;
2 '.Gleich- .richter- ■schicht	SiH =200 i i			. 0,5 um j
3 . amorphe Schicht (I)	I ; SiH4=IOO I I	|SiH4:C2H4 j= 3:7
4 amorphe Schicht (H)

25O⁰C

Aluminiumsubstrattemperatur · ;

Entladungsfrequenz : 13.56 MHz

Innendruck in der Reaktionskammer :

0,4 mbar während der Bildung der amorphen Schicht (I) 2,0 mbar während der Bildung der amorphen Schicht (II)

cc

-119- DE 2747

Beispiel 4 3
5

Mit Hilfe der in Fig. 5 gezeigten Herstellungsvorrichtung wurden Schichten auf einem trommelförmigen Aluminiumsubstrat unter den in der nachfolgenden Tabelle aufgeführten

Bedingungen gebildet.
10

Die anderen Bedingungen waren die gleichen wie in Beispiel 41.

Die so erhaltene fotoempfindliche Trommel wurde in eine Kopiervorrichtung eingesetzt, einer Koronaentladung bei - 5 kV 0,2 Sekunden lang unterzogen und bildmäßig belichtet. Ais Lichtquelle diente eine Wolframlampe und die Belichtung wurde bei einem Belichtungswert von 1,0 Ix s vorgenommen. Das latente Bild wurde mit einem positiv geladenen Entwickler (mit einem Gehalt von Toner und Träger) entwicklet und auf ein glattes Papier übertragen. Es wurde gefunden, dat3 das übertragene Bild sehr gut war. Der auf der fotoempfindlichen Trommel verbleibende Toner wurde, ohne daß er übertragen wurde, einer Reinigungsbehandlung mit einer Gummiklinge unterzogen, bevor der nächste Kopierzyklus vorgenommen wurde. Eine solche Stufe wurde 100 OOOmal oder öfter wiederholt, ohne daß eine Beeinträchtigung der Bildqualität beobachtet wurde.

ω ο

to

CJi

to O

cn

Tabelle

ABedingungen verwendete

Reihenfolge^ · . ^Gase der SchichtA bildung V

Grenz- :flächenschicht

SiH /He=I NH₃

'Gleicnirichter-'■ schicht

i SiH /He=I i PH₃ZHe=IO"

amorphe Schicht (1)

SiH₄/He=l

amorphe Schicht

DurchfluG-gescht-jindigkeit (Normern /min}

Verhältnis
der DurchT
flußgeschnindigkeiten

SiH₄INH₃
= 1:30

SiH₄=200

SiH₄:PH₃
=1:4,0x10

-3

Si.H₄=200

' SiH₄ZHe=I

SiH₄=IS

=0,4:9,6

Entladungsleistung

/W/cm²)

0,18

0,18

0,18

0,18

Schichtdicke

30 nm

80 nm

0,3 pn i

N3

ISJ

-12J- ** " DE -2747

Beispiel 44
5

Mit Hilfe der in Fig. 5 gezeigten Herstellungsvorrichtung wurden Schichten auf einem trommel förnrigen Aluminiumsubstrat unter den in der folgenden Tabelle aufgeführten Bedingungen gebildet..
10

Die anderen Bedingungen waren die gleichen wie im Beispiel 41 .

Die so erhaltene fotoempfindliche Trommel wurde in eine Kopiervorrichtung eingesetzt, einer Koronaentladung bei - 5 kV Q,2 Sekunden lang unterzogen und bildmäßig belichtet. Als Lichtquelle wurde eine Wolframlampe bei einem Belichtungswert von 1,0 Ix s verwendet. Das latente Bild wurde mit einem positiv geladenen Entwickler (mit einem Gehalt von Toner und Träger) entwickelt, und auf ein glattes Papie.r übertragen. Es wurde gefunden, daß das übertragene Bild sehr gut war. Der auf der fotoempfindlichen Trommel verbleibende Toner wurde, ohne daß er übertragen wurde, einer Reinigungsbehandlung durch eine Gummiklinge unterzogen, bevor der nächste Kopierzyklus vorgenommen wurde. Eine solche Stufe konnte mehr als 150 OÜOmal wiederholt werden, ohne daß eine Beeinträchtigung der Bildqualität beobachtet wurde.

ω ο	to CJi	to O Tabelle	cn 46	ί !	O	Schicht-;
	verwendete			SiH4=C2H4 = 5:5 j I	.Entladungs	dicke
1 \Becingungen	Gase	Durchfluß-	Verhältnis	leistung (W/cm2)	50 nm.
Reihenfolge der Schicht-, bildung	SiH./He=l NH3	geschwin- I digkeit 'Niorm- j cm /min)	der Durch- fluQge- schwindig- keiten	0,18	250 nm i
]_ Grenz flächen schicht	SiH4AIe=I PH3ZHe=IO"2	SiH4=IO	SiH4:NH3 = 1:3	0,18	15 jum :
2 'Gleich- .nchter- schicht	SiH4/He=l	SiH =200	SiH4IPH3 =1:5,OxIO"3	0,18	1,5 pn; !
3 amorphe Schicht (I)	SiH./He=O,5 C2H4.	SiH4=200 I	0,18
4 amorphe Schicht (Π)	I SiH4=IOO f

-123- Dr 2747

Beispiel 4 5
5

Ein Bilderzeugungselement wurde gemäß der gleichen Verfahrensweise wie in Beispiel 42 hergestellt, außer daß die Verfahrensweise zur Bildung von anderen Schichten als der amorphen Schicht (II) gemäß den in Tabelle 47 angegebenen Bedingungen abgeändert wurde. Ferner wurde das Verhältnis der Gehalte von SiIiciumatomen zu Kohlenstoffatomen in der zweiten amorphen Schicht (II) abgeändert, indem das Verhältnis der Durchflußgeschwindigkeiten von SiH.-Gas und C_?H.-Gas wahrend der Bildung der amorphen Schicht (II)

variiert wurde. Für die so erhaltene fotoempfindliche Trommel wurde die Bewertung der BiIdqua lität nach etwa 50 OOOfacher Wiederholung der Übertragungsstufen gemäß der in Beispiel 42 beschriebenen Verfahrensweise durchgeführt, wobei die in der Tabelle 48 angegebenen Ergebnisse erhalten wurden.

(O

cn

cn

Tabelle 47

j \Bedingungen 'Reihenfolge^ der SchichtA bildung \	verwendete Gase	Durchfluß- j Verhältnis geschwin- · der Durch- digkeit flußge- (Nocrn- ι schwindig- cm /min) ' keiten	= 1:1	1 I	Entladungs leistung (W/cm2)	Schicht-j dicke I	150 nm i ! ■
; 1 Grenz- flächen- schicht	SihL/He = l NH3	SiH4=Io :	= 1:3,OxIO"3	0,18 j 70 nm ■	! 15 /im
2 iGleich- irichter- jschicht	SiH./He=l - PH3ZHe=IO		0,18
3 ; amorphe Schicht (1)	SiH4/He=l	SiH4=200 ι	0,18

to cn

CJi

Tabelle 48

SiH4 : C2H4 Verhältnis der Durchfluß geschwindig keiten	9 : 1	6 : 4	4" : 6	2 : 8	1 : 9	0,5:9,5	I 0,35:9,65	0,2:9,8
Si : C Verhältnis des Gehaltes	9 : 1	7 : 3	5,5:4,5	4 : 6	3 : 7	2 : 8	1,2:8,8	0,8:9,2
3ewertung der 3ildqualität	Δ	O		<2J	(D	(£)	O	X

: sehr gut

: gut

: praktisch befriedigend

: Neigung zu fehlerhaften Bildern

ν,-ι ί

GO

CD

O JUJ Π/U

DE 2747

Beispiel 46

Die Bilderzeugungsoperationen wurden gemäß der gleichen Verfahrensweise wie in Beispiel 42 durchgeführt, außer daß die Schichtdicke der amorphen Schicht (II) wie in der folgenden Tabelle angegeben variiert wurde. Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle angegeben.

Tabelle 49

Dicke der amorphen Schicht (II) (/Jm)	001	Ergebnisse	keine Neigung zu fehlerhaften
o,	02	Neigung zu fehlerhaften Bildern	OOOmaliger Wiederholung
		Im wesentlichen	OOOmaliger oder öfterer Wieder-
	Qb	Bildern nach 20
0,		Stabil nach 50	OOOmaliger oder öfterer Wieder-
		holung
2		Stabil nach 200
		holung

Beispiel 47

Die Schichtbildungsoperationen wurden gemäß der gleichen Verfahrensweise wie im Beispiel 42 durchgeführt, außer daß die Verfahrensweisen für die Bildung der Grenzflächenschicht, der Gleichrichterschicht und der amorphen Schicht (I) ent-

DE 2747

sprechend den in dei nachstehenden Tabelle aufgeführten Bedingungen variiert wurden. Die Bewertung wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 42 durchgeführt, wobei gute Ergebnisse erzielt wurden.

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JJUJ/UU

-128- DE 2747

Beispiel 48

Die Schichtbiidungsoperationen wurden gemäß der gleichen Verfahrensweise wie in Beispiel 42 durchgeführt, außer

daß die Verfahrensweise zur Bildung von anderen Schichten 10

als der amorphen Schicht (II) entsprechend den inder

nachstehenden Tabelle aufgeführten Bedingungen abgeändert wurden. Die Bewertung erfolgt in ähnlicher Weise wie in Beispiel 42, wobei gute Ergebnisse erzielt wurden.

ω ο

to
οι

to ο

Tabelle

\ Bedingungen	verwendete Gase	Durchfluß geschwin digkeit (Nonm- cm /min}	Verhältnis der Durch- fluGge- schwindig- keiten	Entladungs leistung CW/cm2)	Schicht dicke
. Reihen folge\ der Schicht^ bildung \	SiH,/He=I SiF^ZHe=I NH3	SiH,=10	SiH4:SiF4:NH3 = 1:1:30	0,18	40 nm
1 Grenz flächen schicht	SiH./He=l SaF7/He=l , PH3ZHe=IO"	SiH4=IOO	SiH4:SiF4:PH3 =l:l:lxlO"3	0,18	100 nmi
2 Gleich richter schicht	SxH /He=I SiF4Me=I	SiH4=IOO ! I j	SiH4=SiF4 = 1:1	0,18 '	15 Aim [ I
3 amorphe Schicht (I)

H-" ISJ

O Ό Ο I U SJ

ν :

-130-

DE 2747

Beispiel

Bilderzeugungselemente wurden gemäß den gleichen Bedingungen und Verfahrensweisen wie in den Beispielen 42, 43, 44 und 45 hergestellt, außer daß die amorphe Schicht (I) unter den in der nachstehenden Tabelle aufgeführten Bedingungen gebildet und in ähnlicher Weise wie in den entsprechenden Beispielen bewertet wurden, wobei gute Ergebnisse erhalten wurden.

Tabelle

gebildete	verwendete	Durchflußqe-	Verhältnis	Entla-	Schicht
Schicht	Gase	schvuindig-	der Durch-	dungs-	dicke
		keit (Norm-	flußge-	lei-	(pm)
		cmii/min)	schwindig-	stung?
			.keiten	(W/cm )
amorphe	SiH./He=l	SiH.=200.	SiH7IB9H,	0,18	15
Schicht	R
(I)	B 2H6/He=		=1:2x10"·
	10~Z

Beispiel

Mit HiLf'e der in Fig. 6 gezeigten Herste Llungsv/orrichtung wurden Schichten auf einem A1uminiumsubstrat unter den folgenden Bedingungen gebildet.

Das so- erhaltene Bilderzeugungselement wurde in eine

-131- *.. ·· ΌΓ2747

Ladungs-Belichtungs-Entwicklungs-Vorrichturig eingesetzt, ° einer Koronaentladung bei - 5 kV 0,2 Sekunden lang unterzogen und unmittelbar anschließend bildmäßig belichtet. Als Lichtquelle wurde eine Wolframlampe verwendet. Die Belichtung wurde bei einem Belichtungswert von 1,0 Ix s unter Verwendung einer lichtdurchlässigen Testkarte vorgenommen.

Unmittelbar danach wurde ein positiv geladener Entwickler (mit einem Gehalt von Toner und Träger) kaskadenförmig auf die Oberfläche des Bilderzeugungselementes auftreffen gelassen, wodurch ein gutes Tonerbild erhalten wurde.

Das so erhaltene Tonerbild wurde einmal einer Reinigungsbehandlung mit einer Gummiklinge unterzogen und die vorstehenden BiIderzeugungs-Reinigungsstufen wurden immer wieder wiederholt. Es wurde keine Beeinträchtigung der Bildqualität beobachtet, selbst nach 150 OOOmaliger oder öfterer Wiederholung.

co	O	3	H-t 3	m 3	ω	η-·
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	Cn		3	Q]	H
			Q.	Q.	3
	3	S	f-1	C	1—
	CT	03:	C	3	C
	Q]	3"	η		3
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	03:	Q.	3	O	cn
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	CO	CD	CD		Q]
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	CL	CD		N	rr
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	CD	Q.	Q]		TD
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	C	CD	7Γ
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	Ln	3"			O
	η			CJN	η
	3"
	H-		3
	O		X
	3"		N

fco ο

Tabelle 53

1 \ Bedingungen	verwendete Gase	Durchfluß- j geschwin digkeit (Norm ern Zm in)	Verhältnis der Durch- flußge- schL'jindig- keiten	Entladungs leistung (WZcm2)	Schicht dicke
!Reihenfolge^ 'der SchichtA bildung \	SiH4ZHe=I	SiH4=IO :	= 1:30	0,18	50 nm
1 Grenz flächen schicht	PH3Z1He=Kf2	SiH,=200 4	SlH4:PH3 _ =1:1,0x10	0,18	200 nm
: 2 'Gleich- irichter- . schicht	SiH4ZHe=I	SiH4=200 ;	■ =1,5:1,5:7	0,18	15 pi
3 amorphe · Schicht (I)	SiH.ZHe=O,5 SiFjVHe=O, 5 C2H4	j SiH4+SiF4 ' = 150		0,18	0,5 ^im
amorphe Schicht (II)

-133- DE 2747

Beispiel 51

Mit Hilfe der in Fig. 6 gezeigten Herstellungsvorrichtung wurden Schichten auf einem Aluminiumsubstrat·unter den folgenden Bedingungen gebildet.

IQ Die anderen Bedingungen waren die gleichen wie im Bei-. spiel 50.

Das so erhaltene Bilderzeugungselement wurde in eine Ladungs-Belichtungs-Entwicklungsvorrichtung eingesetzt,

25' einer Koronaentladung bei - 5 kV O,Z Sekunden lang unterworfen und unmittelbar darauf bildmäßig belichtet. Als Lichtquelle-wurde eine WoIfram]ampe verwendet, und die Belichtung wurde bei einem Belichtungswert von 1,0 Ix s unter Verwendung einer lichtdurchlässigen Testkarte vorgenommen.

Unmittelbar danach wurde ein positiv geladener Entwickler (mit einem Gehalt von Toner und Träger) kaskadenförmig auf die Oberfläche des Bilderzeugungselementes auftreffen gelassen, wodurch ein gutes Tonerbild erhalten wurde.

Das so erhaltene Tonerbild wurde einmal einer Reinigungsbehandlung mit einer Gummiklinge unterzogen, und die obigen Bilderzeugungs-Reinigungsstufen wurden immer wieder wiederholt. Es wurde keine Beeinträchtigung der Bildqualität selbst nach 100 OOOmaliger oder öfterer Wiederholung beobachtet.

ω ο

to O

CJi

CJI

Tabelle 54

Xßedingungen Reihenfolge\ 'der SchichtA bildung \	verwendete Gase	DurchfluQ- geschwin- digkeit (Norm- cm /min) 1	Verhältnis der Durch- flußge- • schijindig- keiten	Entladungs leistung (W/cm2)	Schicht dicke
, !■ Grenz flächen schicht 1	SiH./He=l NH3	SiH4=IO	SiH,:NH, 4 J = 1:30	0,18	30 nm
2 ; Gleich- irichter- schicht	SiH./He=l PH3ZHe=IO -	SiH4=200	SiH4IPH3 =1:4,OxIO"3	0,18	80 nm
3 \ amorphe Schicht (1)	SiH /He=I	SiH4=200 I	; ' ! I	0,18	15 /um
4 amorphe Schicht (Π)	SiHVHe=O, 5 SiF7/He=0t5 C2H4	SiH4+SiF4=15 j	SiH4:SiF4:C2H =0,3:0,1:9,6 f	v 0,18. ■	0,3 yum

Ca O C U

-135- DE 2747

Beispiel 52

Mit Hilfe der in Fig. 6 gezeigten Herstellungsvorrichtung wurden Schichten auf einem Aluminiumsubstrat unter den
folgenden Bedingungen gebildet.

,Q Die anderen Bedingungen waren die gleichen wie im Beispiel 50. .

Das so erhaltene Bilderzeugungselement wurde in eine
Ladungs-Belichtungs-Entwicklungs-Vorrichtung eingesetzt

j - und einer Koronaentladung bei - 5 kV 0,2 Sekunden lang
unterzogen und unmittelbar darauf bildmäßig belichtet.
Als Lichtquelle wurde eine Wolframlampe verwendet, und die Belichtung wurde bei einem Belichtungswert von 1,0 Ix s
unter Verwendung einer lichtdurchlässigen Testkarte vor-

nn genommen.

Unmittelbar darauf wurde ein positiv geladener Entwickler (mit einem Gehalt von Toner und Träger) kaskadenförmig
auf Oberfläche des Bilderzeugungselementes auftreffen

_oc gelassen, wodurch ein gutes Tonerbild mit sehr hoher Bildest)

dichte erhalten wurde.

Das so erhaltene Tonerbild wurde einmal einer Reinigungsbehandlung mit einer Gummiklinge unterzogen, und die vor-Aq stehenden Herstel lungs-Re migun'gsstu fen wurden immer wieder wiederholt. Es wurde keine Beeinträchtigung der Bildqualität selbst nach 150 OOOmaliger oder öfterer Wiederholung beobachtet.

ω
ο

to αϊ

Tabelle 54A

\ Bedingungen	erwendete Gase	Durchfluß- J	Verhältnis	Entladungs leistung (W/cm2)	Schicht dicke
ReihenfolgeV der SchichtA bildung \	SJ.H./He=l MH3	geschwin- i digkeit (Nonm- cm /min) ■ I	der Durch- flußge- schwindig- keiten	0,18	50 nm
; ι Grenz flächen schicht	SiH./He=l „ PH3ZHe=IO	SiH4=IO '	SiH4:NH3 = 1:3	0,18	250 nm
2 !Gleich- irichter- ;schicht	SiH4/He=l	SiH4=200	SiH.:PH, -4 =1:5,0x10 ^	0,18	15 pn
3 amorphe Schicht (1)	SiH /He=O,5 SiF7/He=0,5 C2H4	SiH,=200		j 0,18	0,5 um •
4 amorphe Schicht (H)	';SiHA+SiF4=150	j SiH4:SiF4:C2H I =3:3:4

-137- DE 2747

Beispiel

Ein Biiderzeugungselement wurde gemäfi der gleichen Verfahrensweise wie im Beispiel 50 hergestellt, außer daß die Verfahrensweisen zur Bildung der Grenzflächenschicht,

der Gleichrichterschicht und der amorphen Schicht (I) 10

entsprechend den in der Tabelle 55 angegebenen Bedingungen geändert wurden. Ferner wurde der Gehalt des Verhältnisses von SiIiciumatomen zu Kohlenstoffatomen in der zweiten amorphen Schicht (II) durch Änderung der Verhältnisse der Durchflußgeschwindigkeiten von SiH.-, SiF.- und C^H^-Gas während der Bildung der amorphen Schicht (II) variiert. Die Bildqualität der so erhaltenen Bilderzeugungselemente wurde nach etwa 50 OOOmaliger Wiederholung der Bilderzeugungs-, Entwicklungs- und Reinigungsstufen wie im Beispiel 50 beschrieben, bewertet, wobei die in der Tabelle 20

56 angegebenen Ergebnisse erzielt wurden.

Cu

to

to O

σι

Tabelle

\ Bedingungen Reihenfolge\ der SchichtA bildung \	verwandete Gase	Durchfluß- geschwin- '< digkeit (Norm ern /min)	Verhältnis der Durch- flußge- schwindig- keiten	Entladungs leistung (W/cm2) .	Schicht dicke
1 Grenz flächen schicht	SiH./He=10 NH3	SiH4=IO	SiH4:NH3 = 1:30	0,18	50 nm
2 Gieich- , richter- schicht	SiH./He=l PH3ZHe=IO"	SiH4=200	SiH4:PH3 =1:1,OxIO"3	0,18	200 nm
3 , amorphe Schicht (I)	SiH4/He=l	SiH4=200 I	-	0,18	15 jum.

00 I

ω ο

σι

CTi

Tabelle 56

SiH4:SiF4:C2H4 Verhältnis der Durchflußge- schwmdigkeit	5:4:1	3:3,5:3,5	2:2:6	1:1:8	0,6:0,4:9	0,2:0,3:9,5	0,2:0,3:9,5	0,1:0,1:9,8
Si : C Verhältnis des Gehaltes	9:1	7:3	5,5:4,5	4:6	3:7	2:8	1,2:8,8	0,8:9,2
Bewertung der Bildqualität	Λ	C		©	@		O

(o) : sehr gut

O ^: 9^ut

^ : praktisch befriedigend ^ : Neigung zu fehlerhaften Bildern

NJ -C-

OJUJfUU

-140-

DE 2747

Beispiel 54

Bilderzeugungselemente wurden gemäß der gleichen Verfahrensweise wie im Beispiel 50 hergestellt, außer daß die Schichtdicke der amorphen Schicht (II) variierte. Nach Wiederholung der Bildherstellungs-, Entwicklungs- und Reinigungsstufen, wie sie im Beispiel 49 beschrieben sind, wurden die folgenden Ergebnisse erhalten:

Tabelle 57

Dicke der amorphen 15 Schicht (II) (pm)	20	0	,001	Neigung	Ergebnisse	nach 20 000 Wiederholungen
0	1 TC	,02	zu fehlerhaften Bildern	nach 50 000 oder mehr Wiederholungen
0		Im wesentlichen keine Neigung zu fehlerhaften	nach 200 000 oder mehr Wiederholungen
,05	Bildern
	Stabil,
	Stabil,

Beispiel 55

Ein BiJderzeugungselement wurde gemäß der gleichen Ver-. fahrensweise wie im Beispiel 50 hergestellt, außer daß die Verfahrensweisen für die Bildung von anderen Schichten als der amorphen Schicht (II) entsprechend den in der nachstehenden Tabelle angegebenen Bedingungen variiert wurden. Die Bewertung wurde in ähnlicher Weise wie im Beispiel 50 durchgeführt, wobei gute Ergebnisse erhalten wurden.

ω ο

cn

cn

Tabelle 58

Bedingungen

Reihenfolge';

^:der Schichte

bildung

untere Grenz-Fiä'chenscfucht

'Gleichirichterischicht

obere Grenzflächen
schicht

amorphe
Schicht (I)

verwendete Gase

SiH₄ZHe=I 3

SiH₄ZHe=I PH₃ZHe=IO

DurchfluG-

geschwin-

digkeit

(Nocmcm /min)

Verhältnis
der Durchflußge-
schvjindig-
! keiten

SiH₄=IO

= 1:30

SiH₄=200

SiH₄:PH₃
= 1:5,0x10"

SiH₄=IO

I SiH₄:N
I = 1:10

SiH₄ZHe=I

j SiH₄=ZOO

Entladungsleistung

(WZcm²)

0,18

! Schichtdicke

50 nm

0,18 ! 250 nm

50 nm

15

N3

CO OO CD GO

-142- DE 2747

Beispiel 56

Ein Bilderzeugungselement wurde gemäß der gleichen Verfahrensweise wie im Beispiel 50 hergestellt, außer daß die Verfahrensweisen für die Bildung von anderen Schichten als der amorphen Schicht (II) entsprechend den in
der nachstehenden Tabelle aufgeführten Bedingungen abgeändert wurden. Die Bewertung wurde in ähnlicher Weise wie im Beispiel 50 durchgeführt, wobei gute Ergebnisse

15 erhalten wurden.

ω ο

to

CTl

Tabelle 59

j ^Bedingungen

'Reihen folge\

'der Schicht-\

^!;bildung \

Grenzflächenschicht

Gleichrichter
schicht

amorphe
Schicht (I)

verwendete

Gase

SiH-/He=I

NH₃

SiHVHe=I SiFT/Herl PH₃THe=IO

SiF₄ZHe=I

Durchflußgeschwin digkeit (Normcm /min)

Verhältnis
der DurchfluGge-

j schwindig-

' keiten

=1:1:30

SiH₄=IOO

SiH₄:SiF₄:PH₃
=l:l:lxlO"³

SiH₄=IOO

! SiH₄:SiF₄
= 1:1

Entladungsleistung

(W/cm²)

0,18

0,18

Schichtdicke

AO nm

100 nm

0,18 15 pm

NJ

OO O OO

DE 2747

Beispiel 57

Ein Bilderzeugungselement wurde gemäß der gleichen Verfahrensweise wie im Beispiel 52 hergestellt, außer daß die amorphe Schicht (II) gemäß dem Zerstäubungsverfahren unter den folgenden Bedingungen hergestellt und in ähnlicher Weise wie im Beispiel 52 bewertet wurde, wobei gute Ergebnisse erhalten wurden.

Tabelle 60

gebildete Schicht	verwendete Gase	Durchflußge schwindig keit (Norm cm /min)	Flächenver- hältnis des Targets Si- Scheibe: Graphit	Entla- dungs- lei- stung (w/cnr;	Schicht dicke (/Jm)
amorphe Schicht (II)	Ar SiF,/He =0,5	Ar=200 SiF4=IOO	2,5:7,5	0,3	1 I

Beispiel 58

BiIderzeugungselemente wurden gemäß den gleichen Bedingungen und Verfahrensweisen wie in den Beispielen 50, 51, 52, 53 und 55 hergestellt, außer daß die amorphe Schicht (I) unter den in der nachstehenden Tabelle angegebenen Bedingungen gebildet und in ähnlicher Weise wie in den entsprechenden Beispielen bewertet wurde, wobei gute Ergebnisse erhalten wurden.

DE 2747

Tabelle 61

gebildete Schicht	verwendete Gase	DurchfluGge- schwindig- keit (Norm cm /min)	Verhältnis der Durch- flußge- scfrwindig- keiten	Entla- dungs- lei- stung (W/cm j	Schicht dicke (/Jm)
amorphe Schicht (I)	SiH4/He=l B2^6/He=lEf 2	SiH^=20G	SiH-rB-H, =1:2χ10"ρ	0,18	15

Ein fotoleitfähiges Element umfaßt einen Träger für das fotoleitfähige Element, eine Grenzflächenschicht aus einem amorphen Material, das wenigstens SiIiciumatome und Stickstoffatome als am Aufbau beteiligte Atome enthält, eine Gleichrichterschicht aus einem amorphen Material, das Atome (A), die zur Gruppe III oder zur Gruppe V des Periodensystems gehören als am Aufbau beteiligte Atome in einer Matrix von Siliciumatomen enthält und eine amorphe Schicht, die Fotoleitfähigkeit zeigt,aus einem amorphen ' M'aterial, das wenigstens einen Vertreter von Wasserstoffatomen oder Halogenatomen als am Aufbau beteiligte Atome in einer Matrix von Siliciumatomen enthält, wobei die Gleichrichterschicht eine Schichtdicke t von 3 nm bis weniger als 0,3 /um aufweist und der Gehalt C(A) der in der Gleichrichterschicht enthaltenen Atome 30 Atom-ppm oder mehr beträgt oder wobei die Dicke t 3 nm oder mehr beträgt und der Gehalt C(A) von 30 Atom-ppm bis weniger als 100 Atom-ppm beträgt.

Claims (7)

Patentansprüche

1. Fotoleitfähiges Element, gekennzeichnet durch ' einen Träger Für das fotoleitFähige Element, eine Grenzflächenschicht aus einem amorphen Material, das wenigstens Siliciumatome und Stickstoffatome als am Aufbau beteiligte Atome enthält, eine Gleichrichterschicht aus einem amorphen Material, das Atome (A) der Gruppe III oder der

Gruppe V des Periodensystems als am Aufbau beteiligte '

Atome in einer Matrix von Siliciumatomen enthält und eine amorphe Schicht, die Fotoleitfähigkeit zeigt, aus einem amorphen Material, das wenigstens ein von Wasserstoffatomen und Halogenatomen ausgewähltes Element als am Aufbau beteiligte Atome in einer Matrix von Siliciumatomen enthält, wobei die Gleichrichterschicht eine Schichtdicke t von 3 nm bis weniger als 0,3 μπι aufweist und der Gehalt C(A) der vorstehend erwähnten Atome, die in der Gleichrichterschicht enthalten sind, 30 Atom-ppm _r-·

oder mehr beträgt oder die Schichtdicke t 3 nm oder mehr und der Gehalt C(A) 30 Atom-ppm bis weniger als 100 Atomppm beträgt. '

2. Fotoleitfähiges Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich eine amorphe Schicht aus einem amorphen Material , das wenigstens Silicium-

- 2 - DE 2747

atome und Kohlens to f f atome als am Aufbau beteiligte Atome enthält, auf der amorphen Schicht, die Fotoleitfähigkeit zeigt, aufweist.

3. Fotoleit fähiges Element nach Anspruch 2, dadurch

gekennzeichnet, daß das Kohlenstoffatome enthaltende amorphe Material zusätzlich Wasserstoffatome als am Aufbau beteiligte Atome enthält.

4. Fotoleitfähiges Element .nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kohlenstoffatome enthaltende amorphe Material zusätzlich Halogenatome als am Aufbau beteiligte Atome enthält.

5. Fotoleitfahiges Element nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kohlenstoffatome enthaltende, amorphe Material zusätzlich Wasserstoffatome und Halogenatome als am Aufbau beteiligte Atome enthält.

6. Fotoleitfähiges Element nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet, daß die Atome, die zur Gruppe V des Periodensystems gehören, in der Gleichrichterschicht enthalten sind, und daß die Atome, die zur Gruppe III des

Periodensystems gehören, in der amorphen Schicht, die 25

Fotoleitfähigkeit zeigt, enthalten sind.

7. Fotoleitfähiges Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Substanz zur Steuerung der Leit-

fähiqkeitseiqenschaft in der amorphen Schicht, die Foto-30

leitfähigkeit zeigt, enthalten ist.