DE3309627A1 - Fotoleitfaehiges aufzeichnungselement - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein fotoleitfähiges Aufzeichnungselement,
das gegenüber elektromagnetischen Wellen wie Licht, worunter im weitesten Sinne UV-Strahlen,
sichtbares Licht, IR-Strahlen, Röntgenstrahlen und y-Strahlen zu verstehen sind, empfindlich ist.
Fotoleitfähige Materialien, aus denen fotoleitfähige Schichten in Festkörper-Bildabtastvorrichtungen,
Bilderzeugungselementen für elektrofotografische Zwecke auf dem Gebiet der Bilderzeugung oder in
Manuskript-Lesevorrichtungen gebildet werden, müssen eine hohe Empfindlichkeit, ein hohes S/N-Verhältnis
/Fotostrom (I )/Dunkelstrom (I.)J, Spektraleigenschaften,
die an die Spektraleigenschaften der elektromagnetischen Wellen, mit denen bestrahlt werden soll,
angepaßt sind, ein schnelles Ansprechen auf Licht und einen gewünschten Dunkelwiderstandswert haben
und dürfen während der Anwendung nicht gesundheits-
B/13
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Bayer Vereinsbank (München) KIo SOS 941
Postscheck (München) KIo. 670-43-804
- 9 - DE 2861
schädlich sein. Außerdem ist es bei einer Festkörper-Bildabtastvorrichtung
auch notwendig, daß das Restbild innerhalb einer vorbestimmten Zeit leicht behandelt
bzw. beseitigt werden kann. Im Fall eines Bilderzeugungselements für elektrofotografische Zwecke, das
in eine für die Anwendung in einem Büro als Büromaschine vorgesehene, elektrofotografische Vorrichtung eingebaut
werden soll, ist es besonders' wichtig, daß das Bilderzeugungselement nicht gesundheitsschädlich
ist. -
Von dem vorstehend erwähnten Gesichtspunkt aus hat in neuerer Zeit amorphes Silicium (nachstehend als
a-Si bezeichnet) als fotoleitfähiges Material Beachtung gefunden. Beispielsweise sind aus den DE-OSS
27 46 967 und 28 55 718 Anwendungen von a-Si für den Einsatz in Bilderzeugungselementen für elektrofotografische
Zwecke bekannt, und aus der DE-OS
29 33 411 ist eine Anwendung von a-Si für den Einsatz in einer Lesevorrichtung mit fotoelektrischer Wandlung bekannt.
29 33 411 ist eine Anwendung von a-Si für den Einsatz in einer Lesevorrichtung mit fotoelektrischer Wandlung bekannt.
Die fotolei.t fähigen Aufzeichnungselemente mit aus a-Si gebildeten, fotoleitfähigen Schichten müssen
jedoch unter den gegenwärtigen Umständen bezüglich der Gesamteigenschaften, wozu elektrische, optische
und Fotoleitfähigkeitseigenschaften wie der Dunkelwiderstandswert, die Lichtempfindlichkeit und das Ansprechen
auf Licht sowie Eigenschaften bezüglich des Einflusses
ou von Umgebungsbedingungen während der Verwendung wie
die Feuchtigkeitsbeständigkeit und außerdem die Stabilität im Verlauf der Zeit gehören, weiter verbessert
werden.
- 10 - DE 2861
Beispielsweise wird im Fall der Anwendung in einem Bilderzeugungselement für elektrofotografische Zwecke
oft beobachtet, daß während seiner Verwendung ein Restpotential verbleibt, wenn gleichzeitig Verbesserungen
in bezug auf die Erzielung einer höheren Lichtempfindlichkeit und eines höheren Dunkelwiderstands
beabsichtigt sind. Wenn ein solches fotoleitfähiges Aufzeichnungselement über eine lange Zeit wiederholt
verwendet wird, werden verschiedene Schwierigkeiten, beispielsweise eine Anhäufung von Ermüdungserscheinungen
durch wiederholte Anwendung oder die sogenannte Geisterbild-Erscheinung, wobei Restbilder erzeugt werden,
hervorgerufen.
Bei einer Anzahl von durch die Erfinder durchgeführten Versuchen wurde zwar festgestellt, daß a-Si-Material,
das die fotoleitfähige Schicht eines Bilderzeugungselements für elektrofotografische Zwecke bildet, im Vergleich
mit bekannten anorganischen, fotoleitfähigen Materialien wie Se, CdS oder ZnO oder mit bekannten
organischen, fotoleitfähigen Materialien wie Polyvinylcarbazol oder Trinitrofluorenon eine Anzahl von Vorteilen
aufweist, jedoch wurde als weiterer Nachteil auch festgestellt, daß bei dem a-Si-Material noch verschie-
*^ dene Probleme gelöst werden müssen. Wenn die fotoleitfähige
Schicht eines Bilderzeugungselements für elektrofotografische Zwecke in dem Fall, daß das fotoleitfähige
Aufzeichnungselement aus einer a-Si-Monoschicht gebildet ist, der Eigenschaften verliehen worden sind, die
sie für die Anwendung in einer bekannten Solarzelle geeignet machen, einer Ladungsbehandlung zur Erzeugung
von elektrostatischen Ladungsbildern unterzogen wird, ist nämlich die Dunkelabschwächung auffällig schnell,
weshalb es schwierig ist, ein übliches, elektrofotografisches Verfahren anzuwenden. Diese Neigung ist unter
- 11 - DE 2861
einer feuchten Atmosphäre noch stärker ausgeprägt, und zwar in manchen Fällen in einem solchen Ausmaß,
daß vor der Entwicklung überhaupt keine Ladung aufrechterhalten wird.
5
5
Außerdem können a-Si-Materialien als am Aufbau beteiligte Atome Wasserstoffatome oder Halogenatome
wie Fluor- oder Chloratome zur Verbesserung ihrer elektrischen und Fotoleitfähigkeitseigenschaften,
Atome wie Bor- oder Phosphoratome zur Regulierung des Typs der elektrischen Leitung und andere Atome
zur . Verbesserung anderer Eigenschaften enthalten. In Abhängigkeit von der Art und Weise, in der diese
am Aufbau beteiligten Atome enthalten sind, können
1^ manchmal Probleme bezüglich der elektrischen oder
Fotoleitfähigkeitseigenschaften der gebildeten Schicht verursacht werden.
Beispielsweise ist in vielen Fällen die Lebensdauer der in der gebildeten, fotoleitfähigen Schicht durch
Belichtung erzeugten Fototräger ungenügend, oder die von der Trägerseite her injizierten Ladungen können
in dem dunklen Bereich nicht in ausreichendem Maße
behindert bzw. gehemmt werden. 25
Bei der Gestaltung eines fotoleitfähigen Materials muß infolgedessen zusammen mit der Verbesserung der
a-Si-Materialien für sich die Erzielung gewünschter elektrischer, optischer und Fotoleitfähigkeitseigenschaf-
ten, wie sie vorstehend erwähnt wurden, angestrebt
werden.
Im Hinblick auf die Lösung der vorstehend erwähnten Probleme wurden erfindungsgemäß ausgedehnte Untersuchun-
gen hinsichtlich der Anwendbarkeit und Brauchbarkeit
- 12 - DE 2861
von a-Si als fotoleitfähiges Material für elektrofotografische
Bilderzeugungselemente, Festkörper-Bildabtastvorrichtungen, Lesevorrichtungen usw. durchgeführt.
Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß ein fotoleitfähiges Aufzeichnungselement mit einer fotoleitfähigen
Schicht, die aus a-Si, insbesondere aus einem amorphen Material, das in einer Matrix von Siliciumatomen
Wasserstoffatome (H) und/oder Halogenatome (X) enthält, /nachstehend als a-Si(H,X) bezeichnet^,
d, h. aus sogenanntem hydriertem, amorphem Silicium,
halogeniertem, amorphem Silicium oder halogenhaltigen!, hydriertem, amorphem Silicium, besteht, nicht nur
für die praktische Verwendung außerordentlich gute Eigenschaften zeigt, sondern auch den bekannten, foto-
° leitfähigen Aufzeichnungselementen im wesentlichen
in jeder Hinsicht überlegen ist und insbesondere hervorragende Eigenschaften als fotoleitfähiges Aufzeichnungselement für elektrofotografische Zwecke zeigt, wenn
dieses fotoleitfähige Aufzeichnungselement bei seiner
^ Herstellung so gestaltet wird, daß es eine besondere
Struktur hat, wie sie nachstehend beschrieben wird.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein fotoleitfähiges Aufzeichnungselement zur Verfügung zu stellen, das
für alle Arten von Umgebungen geeignet ist, elektrische, optische und Fotoleitfähigkeitseigenschaften hat,
die in konstanter Weise stabil sind, ohne daß sie durch die Umgebung, in der das fotoleitfähige Aufzeich-
nungselement verwendet wird, beeinflußt bzw. reguliert werden, und das eine besonders gute Beständigkeit
gegenüber der Licht-Ermüdung zeigt, eine ausgezeichnete Haltbarkeit hat, ohne daß nach wiederholter Verwendung
irgendwelche Verschlechterungserscheinungen hervorge-
rufen werden, und vollkommen oder im wesentlichen
- 13 - DE 2861
1 frei von beobachteten Restpotentialen ist.
Durch die Erfindung soll auch ein fotoleitfähiges Aufzeichnungselement mit hervorragenden elektrofotografischen
Eigenschaften zur Verfügung gestellt werden, das während einer zur Erzeugung von elektrostatischen
Ladungen durchgeführten Ladungsbehandlung in einem Ausmaß, das dazu ausreicht, daß mit dem fotoleitfähigen
Aufzeichnungselement im Fall seiner Verwendung als Bilderzeugungselement für elektrofotografische Zwecke
ein übliches, elektrofotografisches Verfahren in sehr wirksamer Weise durchgeführt werden kann, zum Tragen
bzw. Festhalten von Ladungen befähigt ist.
1^ Weiterhin soll durch die Erfindung ein fotoleitfähiges
Aufzeichnungselement für elektrofotografische Zwecke zur Verfugung gestellt werden, mit dem leicht Bilder
hoher Qualität, die eine hohe Dichte, einen klaren Halbton und eine hohe Auflösung haben, hergestellt
2O werden können.
Des weiteren soll durch die Erfindung ein fotoleitfähiges
Aufzeichnungselement mit einer hohen Lichtempfindlichkeit und einem hohen S/N- Verhältnis, das mit einem
Träger.einen guten elektrischen Kontakt hat, zur Verfügung gestellt werden.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch das im Patentanspruch
1 gekennzeichnete, fotoleitfähige Aufzeichnungs-
element gelöst.
Die bevorzugten AusfUhrungsformen der Erfindung werden
nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
35
35
- 14 - DE 2861
Die Fig. 1 und 11 zeigen schematische Schnittansichten, die zur Erläuterung bevorzugter Ausführungsformen
des Aufbaus erfindungsgemäßer, fotoleitfähiger Aufzeichnungselemente dienen.
5
5
Die Fig. 2 bis 10 sind schematische Diagramme, in denen der Verteilungszustand der Atome der Gruppe
V in dem die Atome der Gruppe V enthaltenden, am Aufbau der amorphen Schicht beteiligten Schichtbereich
(V) erläutert wird.
Die Fig. 12 und 13 zeigen Flußdiagramme, die zur Erläuterung der für die Herstellung der erfindungsgemäßen,
fotoleitfähigen Aufzeichnungselemente 1^ eingesetzten Vorrichtungen dienen.
Fig. 1 zeigt eine schematische Schnittansicht,
die zur Erläuterung eines typischen, beispielhaften
Aufbaus des erfindungsgemäßen, fotoleitfähigen
Aufzeichnungselements dient.
Das in Fig. 1 gezeigte, fotoleitfähige Aufzeichnungselement 100 weist einen Träger 101 für das fotoleitfähige
Aufzeichnungselement und eine auf dem Träger 2^ 101 vorgesehene, amorphe Schicht 102, die aus a-Si,
vorzugsweise aus a-Si(H,X), besteht und Fotoleitfähigkeit zeigt, auf, und die amorphe Schicht 102 weist
an der Seite des Trägers 101 einen Schichtbereich (V) 103 auf, der als am Aufbau beteiligte Atome
zu der Gruppe V des Periodensystems gehörende Atome, (Atome der Gruppe V) enthält.
Der einen Teil der amorphen Schicht 102 bildende Schichtbereich 104 enthält im wesentlichen keine
Atome der Gruppe V.
- 15 - DE 2861
In der amorphen Schicht des erfindungsgemäßen, fotoleitfähigen Aufzeichnungselements sind Sauerstoffatome
enthalten.
Die im Rahmen der Erfindung in der amorphen Schicht enthaltenen Sauerstoffatome sind in dem gesamten
Schichtbereich der amorphen Schicht in der Weise enthalten, daß sie in der Richtung der Schichtdicke
und innerhalb von Ebenen, die zu der Oberfläche 1^ des Trägers parallel sind, eine im wesentlichen
gleichmäßige Verteilung ausbilden.
Bei dem erfindungsgemäßen, fotoleitfähigen Aufzeichnungselement
sind mit dem Einbau von Sauerstoffatomen in die amorphe Schicht hauptsächlich Verbesserungen
bezüglich der Erzielung eines höheren Dunkelwiderstands und einer besseren Haftung zwischen der
amorphen Schicht und dem Träger, auf dem die amorphe
Schicht unmittelbar vorgesehen ist, beabsichtigt. 20
Die in dem Schichtbereich (V) enthaltenen Atome der Gruppe V sind in der Richtung der Schichtdicke
kontinuierlich verteilt, und zwar in einer solchen Verteilung, daß sie an der Seite des vorstehend
erwähnten Trägers 101 stärker angereichert sind als an der Seite, die der Seite, an der der vorstehend
erwähnte Träger vorgesehen ist, entgegengesetzt ist (d. h. daß sie an der Seite des Trägers 101
stärker angereichert sind als an der Seite der
freien Oberfläche 105 der in Fig. 1 gezeigten,
amorphen Schicht 102).
Als Atome, die zu der Gruppe V des Periodensystems gehören, können P (Phosphor), As (Arsen), Sb (Antimon)
und Bi (Wismut ) eingesetzt werden, wobei P und As besonders bevorzugt werden.
- 16 - DE 2861
Der Verteilungszustand der vorstehend erwähnten Atome der Gruppe V, die in dem am Aufbau der amorphen
Schicht beteiligten Schichtbereich (V) enthalten sind, wird in der Richtung der Schichtdicke so
gestaltet, daß die Atome der Gruppe V an der Trägerseite der amorphen Schicht in einer höheren Konzentration
enthalten sind als an der Seite der freien Oberfläche (der oberen Oberfläche) der amorphen
Schicht.
10
10
Andererseits wird die Verteilung der in dem Schichtbereich (V) enthaltenen Atome der Gruppe V in der
zu der Oberfläche des Trägers parallelen Richtung im wesentlichen gleichmäßig gemacht.
15
15
Die Fig. 2 bis IO zeigen typische Beispiele für die Verteilungszustände der in dem am Aufbau der
amorphen Schicht des erfindungsgemäßen, fotoleitfähigen
Aufzeichnungselements beteiligten Schichtbereich (V) enthaltenen Atome der Gruppe V.
Im Rahmen der Erfindung sind Sauerstoffatome innerhalb des gesamten Schichtbereichs der amorphen Schicht
gleichmäßig in einem Verteilungszustand, wie er vorstehend erwähnt wurde, enthalten, weshalb in
der nachstehenden Beschreibung der in den Fig. 2 bis 10 dargestellten Ausführungsformen auf den
Sauerstoffatome enthaltenden Schichtbereich (0) (der dem gesamten Schichtbereich der amorphen Schicht
entspricht) nur dann Bezug genommen wird, wenn besondere Erläuterungen erforderlich sind.
In den Fig. 2 bis 10 zeigt die Abszissenachse den Gehalt C der Atome der Gruppe V, während die Ordinaten-
achse die Schichtdicke des die Atome der Gruppe V enthaltenden Schichtbereichs (V), der in der
- 17 - DE 2861
Fotoleitfähigkeit zeigenden, amorphen Schicht vorgesehen
ist, zeigt. tn zeigt die Lage der Grenzfläche
an der Seite des Trägers, während t„ die Lage der Grenzfläche an der Seite, die der Trägerseite entgegengesetzt
ist, zeigt. D. h., daß der die Atome der Gruppe V enthaltende Schichtbereich (V) von
der tg-Seite ausgehend in Richtung auf die tT-Seite
gebildet wird.
Erfindungsgemäß besteht der die Atome der Gruppe
V enthaltende Schichtbereich (V) aus a-Si, vorzugsweise aus a-Si(H,X), und es wird zugelassen, daß
der Schichtbereich (V) an der Trägerseite der Fotolei tfähigkeit zeigenden, amorphen Schicht lokalisiert
15 ist.
Fig. 2 zeigt ein erstes typisches Beispiel für das Tiefenprofil der in dem am Aufbau der amorphen
Schicht beteiligten Schichtbereich (V) enthaltenen Atome der Gruppe V in der Richtung der Schichtdicke.
Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform sind
die Atome der Gruppe V in dem Schichtbereich (V)
von der Grenz fläehenl age tD, bei der die Oberfläche,
auf der der d±e Atome der Gruppe V enthaltende
Schichtbereich (V) gebildet wird, mit der Oberfläche
des Schichtbereichs (V) in Berührung steht, bis
zu der Lage t1 in der Weise enthalten, daß die
Verteilungskonzentration C der ' Atome der Gruppe
V einen konstanten Wert C. annimmt, während die
Verteilungskonzentration von der Lage t1 bis zu
der Grenzfläche tT von dem Wert C ausgehend allmählich
abnimmt. Die Verteilungskonzentration C erhält
in der Grenzflächenlage t„ den Wert C0.
35 L 3
Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform nimmt die Verteilungskonzentration C der enthaltenen
Atome der Gruppe V von der Lage t_ bis zu der Lage
JD
t™ von dem Wert C. ausgehend allmählich und kontinuierlieh
ab, bis sie in der Lage t„ den Wert CV erreicht.
Im Fall der Fig. 4 wird die Verteilungskonzentration C der Atome der Gruppe V von der Lage tß bis zu
der Lage t? bei einem konstanten Wert Cg gehalten,
während die Verteilungskonzentration C von der Lage t„ bis zu der Lage tT allmählich kontinuierlich
abnimmt und in der Lage t„ einen Wert von im wesentlichen O erhält.
1^ im Fall der Fig. 5 nimmt die Verteilungskonzentration
der Atome der Gruppe V von der Lage t«, wo sie
JtS
den Wert C0 hat, bis zu der Lage tm, wo sie einen
ο 1
Wert von im wesentlichen O erhält, allmählich und
kontinuierlich ab. 20
Bei der in Fig. 6 gezeigten Ausführungsform wird die Verteilungskonzentration C der Atome der Gruppe
V zwischen der Lage tß und der Lage t„ auf einem
konstanten Wert CQ gehalten, während sie in der
oR y
^° Lage t™ den Wert C10 erhält. Zwischen der Lage
to und der Lage t„ nimmt die Verteilungskonzentration
C von der Lage t3 bis zu der Lage tT in Form einer
Funktion erster Ordnung ab.
Bei der in Fig. 7 gezeigten Ausführungsform wird
ein solches Tiefenprofil gebildet, daß die Verteilungskonzentration von der Lage tR bis zu der Lage t.
einen konstanten Wert C11 annimmt, während die
Verteilungskonzentration von der Lage tA bis zu
der Lage t„, in Form einer Funktion erster Ordnung
- 19 - DE 2861 1 von dem Wert C12 bis zu dem Wert C13 abnimmt.
Bei der in Fig. 8 gezeigten Ausführungsform nimmt die Verteilungskonzentration C der Atome der Gruppe
V von der Lage tR bis zu der Lage t„ in Form einer
Funktion erster Ordnung von dem Wert C. . bis zu dem Wert O ab.
In Fig. 9 wird eine Ausführungsform gezeigt, bei der die Verteilungskonzentration C der Atome der
Gruppe V von der Lage tR bis zu der Lage t5 in
Form einer Funktion erster Ordnung von dem Wert C1 _ bis zu dem Wert C1,. abnimmt und zwischen der
Lage t5 und t_ bei dem konstanten Wert CL- gehalten
wird.
Bei der in Fig. 10 gezeigten Aus f uhr ungs form hat die Verteilungskonzentration C der Atome der Gruppe
V in der Lage tn den Wert C1 „. Die Verteilungskon-
^u zentration C vermindert sich von dem Wert C17 ausgehend
am Anfang allmählich und in der Nähe der Lage tfi plötzlich, bis sie in der Lage t_ den Wert
C10 erhält.
Io
Zwischen der Lage t_ und der Lage t_ vermindert
sich die Verteilungskonzentration am Anfang plötzlich und danach allmählich, bis sie in der Lage t„ den
Wert C1 q erreicht. Zwischen der Lage t„ und der
Lage to nimmt die Konzentration sehr allmählich ö
ab und erreicht in der Lage to den Wert Cor.. Zwischen
O cX)
der Lage t„ und der Lage tT nimmt die Konzentration
entlang einer Kurve mit der in Fig. 10 gezeigten Gestalt von dem Wert C?o bis zu einem Wert von
im wesentlichen 0 ab.
35
35
- 20 - DE 2861
Wie vorstehend anhand einiger typischer Beispiele für die Verteilungszustände der in dem Schichtbereich
(V) enthaltenen Atome der Gruppe V in der Richtung der Schichtdicke beschrieben wurde, ist der Schicht-
° bereich (V) im Rahmen der Erfindung in der amorphen Schicht mit einer solchen Verteilung der Atome
der Gruppe V vorgesehen, daß er an der Trägerseite einen Anteil, in dem der Verteilungskonzentration
C der Atome der Gruppe V ein hoher Wert gegeben wird, und an der Seite der Grenzfläche t_ einen
Anteil, in dem der Verteilungskonzentration C der Atome der Gruppe V ein niedrigerer Wert gegeben
wird als an der Trägerseite, aufweist.
Der am Aufbau der amorphen Schicht beteiligte Schichtbereich (V) kann im Rahmen der Erfindung an der Trägerseite
vorzugsweise einen lokalisierten Bereich (A) aufweisen, der die Atome der Gruppe V in. einer relativ höheren
Konzentration enthält.
Wie anhand der in den Fig. 2 bis 10 gezeigten Symbole erläutert wird, kann der lokalisierte Bereich (A)
geeigneterweise so vorgesehen sein, daß seine Lage nicht mehr als 5 μτα von der Grenzflächenlage t_
entfernt ist.
Der vorstehend erwähnte, lokalisierte Bereich (A) kann mit dem gesamten Schichtbereich (Lm)>
der sich von der Grenzflächenlage t„ aus gerechnet B
bis zu einer Tiefe von 5 μπι erstreckt, identisch
gemacht werden oder alternativ einen Teil des Schichtbereichs (L„) bilden.
Es kann in geeigneter Weise in Abhängigkeit von 35
den erforderlichen Eigenschaften der zu bildenden,
- 21 - DE 2861
amorphen Schicht festgelegt werden, ob der lokalisierte Bereich (A) als Teil des Schichtbereichs (L„) gestaltet
werden oder den gesamten Schichtbereich (L„) einnehmen
soll.
Der lokalisierte Bereich (A) kann vorzugsweise so gebildet werden, daß der Höchstwert C der
Konzentrationen der Atome der Gruppe V in einer Verteilung in der Richtung der Schichtdicke (der
Werte der Verteilungskonzentration) geeigneterweise 100 Atom-ppm oder mehr, vorzugsweise 150 Atom-ppm
oder mehr und insbesondere 200 Atom-ppm oder mehr, auf die Siliciumatome bezogen, betragen kann.
!5 Das heißt, daß der Schichtbereich (V) erfindungsgemäß
so gebildet wird, daß der Höchstwert C der Verteilungskonzentration
innerhalb einer Schichtdicke von 5 μπτ von der Trägerseite aus (in dem Schichtbereich
mit einer Dicke von 5 um, von tD aus gerechnet)
5>n ' ■ a
u vorliegen kann.
Dadurch, daß in dem Schichtbereich (V) an der Trägerseite der lokalisierte Bereich (A), der die Atome
der Gruppe V in einer höheren Konzentration enthält,
vorgesehen wird, kann die Injektion von Ladungen von der Trägerseite in die amorphe Schicht in wirksamer
Weise inhibiert werden.
Im Rahmen der Erfindung kann der Gehalt der Atome
der Gruppe V in dem vorstehend erwähnten Schichtbereich
(V), der die Atome der Gruppe V enthält, in geeigneter Weise nach Wunsch so festgelegt werden,
daß die Aufgabe der Erfindung in wirksamer Weise gelöst wird, und der Gehalt der Atome der Gruppe
V in dem Schichtbereich (V) kann geeigneterweise
- 22 - DE 2861
4
30 bis 5 χ 10 Atom-ppm, vorzugsweise 50 bis 1 χ 10 Atom-ppm und insbesondere 100 bis 5 χ 10 Atom-ppm betragen.
30 bis 5 χ 10 Atom-ppm, vorzugsweise 50 bis 1 χ 10 Atom-ppm und insbesondere 100 bis 5 χ 10 Atom-ppm betragen.
Im Rahmen der Erfindung kann auch der Gehalt der in der amorphen Schicht enthaltenen Sauerstoffatome
in geeigneter Weise in Abhängigkeit von den Eigenschaften, die für das gebildete, fotoleitfähige Aufzeichnungselement
erforderlich sind, festgelegt werden, jedoch beträgt der Gehalt der Sauerstoffatome in
der amorphen Schicht geeigneterweise 0,001 bis 30 Atom-%, vorzugsweise 0,002 bis 20 Atom-% und
insbesondere 0,003 bis 10 Atom-%.
In dem erfindungsgemäßen, fotoleitfähigen Aufzeichnungselement
können die Schichtdicke TR des die Atome der Gruppe V enthaltenden Schichtbereichs
(V) (die Schichtdicke des Schichtbereichs 103 in Fig. 1) und die Schichtdicke T des auf dem Schicht-
™ bereich (V) vorgesehenen Schichtbereichs, der keine
Atome der Gruppe V enthält, nämlich die Schichtdicke T des den Anteil ohne den Schichtbereich (V) bildenden
Schichtbereichs (B) (die Schichtdicke des Schichtbereichs 104 in Fig. 1) während der Gestaltung
° der Schichten in geeigneter Weise gemäß den beabsichtigten Zweckbestimmungen festgelegt werden.
Erfindungsgemäß kann die Schichtdicke Tß des die
Atome der Gruppe V enthaltenden Schichtbereichs
(V) geeigneterweise 3,0 nm bis 5 /am, vorzugsweise 4,0 nm bis 4 μπι und insbesondere 5,0 nm bis 3 μπι
betragen, während die Schichtdicke T des Schichtbereichs (B) geeigneterweise 0,2 bis 95 pm, vorzugsweise
0,5 bis 76 pm und insbesondere 1 bis 47 μπι betragen
kann.
- 23 - DE 2861
Die Summe der vorstehend erwähnten Schichtdicken T und TR, nämlich (T+TR), kann geeigneterweise
1 bis 100 pm, vorzugsweise 1 bis 80 pm und insbesondere
2 bis 50 pm betragen. 5 .
Die Bildung einer aus a-Si(H,X) bestehenden, amorphen Schicht kann erfindungsgemäß nach einem Vakuumbedampfungsverfahren
unter Anwendung der Entladungserscheinung, beispielsweise nach dem Glimmentladungs-
verfahren, dem Zerstäubungsverfahren oder dem Ionenplattierverfahren,
durchgeführt werden. Die grundlegende Verfahrensweise für die Bildung einer aus a-Si(H,X)
bestehenden, ersten amorphen Schicht (I) nach dem Glimmentladungsverfahren besteht beispielsweise
darin, daß ein gasförmiges Ausgangsmaterial für die Einführung von Wasserstoffatomen (H) und/oder
Halogenatomen (X) zusammen mit einem gasförmigen Ausgangsmaterial für die Zuführung von Siliciumatomen
(Si) in eine Abscheidungskammer, die im Inneren
^Q auf einen verminderten Druck gebracht werden kann,
eingeleitet wird und daß in der Abscheidungskammer eine Glimmentladung angeregt wird, wodurch auf
der Oberfläche eines Trägers, der in eine vorbestimmte Lage gebracht wurde, eine aus a-Si(H,X) bestehende
Schicht gebildet wird. Für die Bildung der Schicht nach dem Zerstäubungsverfahren kann in dem Fall,
daß die Zerstäubung mit einem aus Si gebildeten Target in einer Atmosphäre aus beispielsweise einem
Inertgas wie Ar oder He oder in einer auf diesen
Gasen basierenden Gasmischung durchgeführt wird, ein Gas für die Einführung von Wasserstoffatomen
(H) und/oder Halogenatomen (X) in die zur Zerstäubung dienende Abscheidungskammer eingeleitet werden.
- 24 - DE 2861
Erfindungsgemäß können als Beispiele für Halogenatome, die gegebenenfalls in die amorphe Schicht
eingebaut werden, Fluor, Chlor, Brom und Jod erwähnt werden, wobei Fluor und Chlor besonders bevorzugt
5 werden.
Zu dem erfindungsgemäß für die Zuführung von Si einzusetzenden, gasförmigen Ausgangsmaterial können
als wirksame Materialien gasförmige oder vergasbare Siliciumhydride (Silane) wie SiH., SiX1 Si0H
und Si4H 10 genören· siH4 und Si2H6 werden im
blick auf ihre einfache Handhabung während der Schichtbildung und auf den Wirkungsgrad hinsichtlich der Zuführung von Si besonders bevorzugt.
blick auf ihre einfache Handhabung während der Schichtbildung und auf den Wirkungsgrad hinsichtlich der Zuführung von Si besonders bevorzugt.
Als wirksame gasförmige Ausgangsmaterialien für die Einführung von Halogenatomen, die erfindungsgemäß
einzusetzen sind, kann eine Vielzahl von gasförmigen oder vergasbaren Halogenverbindungen, beispielsweise
gasförmige Halogene, Halogenide, Interhalogenverbindungen oder halogensubstituierte Silanderivate,
erwähnt werden.
Im Rahmen der Erfindung ist auch der Einsatz von gasförmigen oder vergasbaren, Halogenatome enthaltenden
Siliciumverbindungen, die aus Siliciumatomen und Halogenatomen als am Aufbau beteiligten Elementen
gebildet sind, wirksam.
Zu typischen Beispielen für Halogenverbindungen, die erfindungsgemäß vorzugsweise eingesetzt werden,
können gasförmige Halogene wie Fluor, Chlor, Brom oder Jod und Interhalogenverbindungen wie BrF,
ClF, ClF , BrF,., BrF„, JFQ, JF„, JCl und JBr gehören.
35 O D J J /
Als Halogenatome enthaltende Siliciumverbindungen, d. h. als halogensubstituierte Silanderivate, können
vorzugsweise Siliciumhalogenide wie SiF., SioF_,
4 ti Ό
SiCl. und SiBr. eingesetzt werden. 5
Wenn das erfindungsgemäße, fotoleitfähige Aufzeichnungselement
nach dem Glimmentladungsverfahren unter Anwendung einer solchen Halogenatome enthaltenden
Siliciumverbindung gebildet werden soll, kann auf einem bestimmten Träger eine aus a-Si:X bestehende
amorphe Schicht gebildet werden, ohne daß als zur Zuführung von Si befähigtes, gasförmiges Ausgangsmaterial
ein- gasförmiges Siliciumhydrid eingesetzt
wird. 15 · "'
Die grundlegende Verfahrensweise zur Bildung einer Halogenatome enthaltenden, amorphen Schicht nach
dem Glimmentladungsverfahren besteht darin, daß ein gasförmiges Siliciumhalogfmid als gasförmiges
2^ Ausgangsmaterial für die Zuführung von Siliciumatomen
und. ein Gas wie Ar, H_ oder He in einem vorbestimmten
Mischungsverhältnis und mit vorbestimmten Gasdurchflußgeschwindigkeiten in eine zur Bildung
der amorphen Schicht dienende Abscheidungskammer ° eingeleitet werden und daß in der Abscheidungskammer
eine Glimmentladung angeregt wird, um eine Plasmaatmosphäre aus diesen Gasen zu bilden, wodurch
auf einem bestimmten Träger die amorphe Schicht gebildet werden kann. Für die Einführung von Wasserstoff-
atomen können diese Gase außerdem in einem gewünschten Ausmaß mit einer gasförmigen, Wasserstoffatome
enthaltenden Siliciumverbindung vermischt werden.
Die einzelnen Gase können nicht nur als einzelne
Spezies, sondern auch in Form einer Mischung aus
- 26 - DE 2861 mehr als einer Spezies eingesetzt werden.
Für die Bildung einer aus a-Si(H,X) bestehenden, amorphen Schicht nach dem reaktiven Zerstäubungsverfahren
oder dem Ionenplattierverfahren kann beispielsweise im Fall des Zerstäubungsverfahrens die Zerstäubung
unter Anwendung eines Targets aus Si in einer bestimmten Gasplasmaatmosphäre durchgeführt werden.
Im Fall des Ionenplattierverfahrens wird polykristallines Silicium oder Einkristall-Silicium als Verdampfungsquelle in ein Aufdampfschiffchen hineingebracht,
und die Silicium-Verdampfungsquelle wird durch Erhitzen nach dem Widerstandsheizverfahren oder
dem Elektronenstrahlverfahren verdampft, wobei
1^ dem erhaltenen fliegenden, verdampften Produkt
ein Durchtritt durch die Gasplasmaatmosphäre ermöglicht wird.
Während dieser Verfahrensweise kann zur Einführung
von Halogenatomen in die gebildete Schicht beim Zerstäubungsverfahren oder beim Ionenplattierverfahren
eine gasförmige Halogenverbindung oder eine Halogenatome
enthaltende Siliciumverbindung, wie sie vorstehend beschrieben wurden, in die Abscheidungskammer eingeleitet
werden, wobei eine Plasmaatmosphäre aus diesem Gas gebildet wird.
Für die Einführung von Wasserstoffatomen kann auch ein gasförmiges Ausgangsmaterial für die Einführung
von Wasserstoffatomen wie H- oder eines der gasförmigen
Silane, die vorstehend erwähnt wurden, in die Abscheidungskammer eingeleitet werden, und in der Abscheidungskammer
kann eine Plasmaatmosphäre aus diesem Gas
gebildet werden. 35
- 27 - DE 2861
Erfindungsgemäß können als gasförmiges Ausgangsmaterial für die Einführung von Halogenatomen die Halogenverbindungen
oder die halogenhaltigen Siliciumverbindungen, die vorstehend erwähnt wurden, in wirksamer Weise
eingesetzt werden. Außerdem ist es auch möglich, ein gasförmiges oder vergasbares Halogenid, das
Wasserstoffatome als eine der am Aufbau beteiligten Atomarten enthält, beispielsweise einen Halogenwasserstoff
wie HF, HCl, HBr oder HJ oder ein halogenid substituiertes Siliciumhydrid wie SiHpFp, SiHpJp,
SiH0Cl0, SiHCl0, SiH0Br0 oder SiHBr0, als wirksames
Ausgangsmaterial für die Bildung einer amorphen Schicht einzusetzen.
Diese Halogenide, die Wasserstoffatome enthalten und dazu befähigt sind, während der Bildung der
amorphen Schicht gleichzeitig mit der Einführung von Halogenatomen in die Schicht Wasserstoffatome
einzuführen, die hinsichtlich der Regulierung der
^O elektrischen oder fotoelektrischen Eigenschaften
sehr wirksam sind, können vorzugsweise als Ausgangsmaterial für die Einführung von Halogenatomen eingesetzt
werden.
Für den Einbau von V/asserstoffatomen in die Struktur der amorphen Schicht kann anders als bei dem vorstehend
beschriebenen Verfahren dafür gesorgt werden, daß in einer Abscheidungskammer, in der eine Entladung
angeregt wird, zusammen mit einer zur Zuführung
von Si dienenden Siliciumverbindung H? oder ein
gasförmiges Siliciumhydrid wie SiH4, Si?Hfi, Si0Hn
oder Si4H10 vorliegt.
Im Fall des reaktiven ZerstäubungsVerfahrens wird
35
beispielsweise ein Si-Target eingesetzt, und ein
- 28 - DE 2861
zur Einführung von Halogenatomen dienendes Gas und Hp-Gas werden, zusammen mit einem Inertgas
wie He oder Ar, falls dies notwendig ist, in eine Abscheidungskammer eingeleitet, in der eine Plasmaatmosphäre
gebildet wird, um eine Zerstäubung mit dem Si-Target durchzuführen, wodurch auf dem Träger
eine aus a-Si(H,X) bestehende, amorphe Schicht gebildet wird.
Außerdem kann auch ein Gas wie BOH_ oder ein anderes
Gas eingeleitet werden, um auch eine Dotierung:
mit Fremdstoffen zu bewirken.
mit Fremdstoffen zu bewirken.
Die Menge der Wasserstoffatome (H) oder der Halogenatome (X), die in die amorphe Schicht des im Rahmen der
Erfindung gebildeten, fotoleitfähigen Aufzeichnungselements eingebaut werden, oder die Gesamtmenge
dieser beiden Atomarten kann vorzugsweise 1 bis 40 Atom-% und insbesondere 5 bis 30 Atom-% betragen.
Zur Regulierung der Mengen der Wasserstoffatome (H) und/oder der Halogenatome (X) in der amorphen
Schicht können die Trägertemperatur und/oder die Mengen der zum Einbau von Wasserstoffatomen (H)
α oder Halogenatomen (X) in die Abscheidungsvorrichtung
einzuleitenden Ausgangsmaterialien oder die Entladungsleistung reguliert werden.
Der Schichtbereich (V), der die Atome der Gruppe
V enthält, kann in der amorphen Schicht vorgesehen werden, indem während der Bildung der amorphen
Schicht nach dem Glimmentladungsverfahren oder dem reaktiven Zerstäubungsverfahren ein Ausgangsmaterial
für die Einführung der Atome der Gruppe
V unter Regulierung seiner Menge in Verbindung
- 29 - DE 2861
mit einem Ausgangsmaterial für die Bildung der amorphen Schicht in die zu bildende Schicht eingebaut
wird.
Wenn zur Bildung des am Aufbau der amorphen Schicht beteiligten Schichtbereichs (V) das Glimmentladungsverfahren
angewandt wird, kann als Ausgangsmaterial, das als gasförmiges Ausgangsmaterial für die Bildung
des erwähnten Schichtbereichs (V) einzusetzen ist, zu dem Ausgangsmaterial für die Bildung der amorphen
Schicht, das in der gewünschten Weise aus den vorstehend beschriebenen Ausgangsmaterialien für die
Bildung der amorphen Schicht ausgewählt wurde, ein Ausgangsmaterial für die Einführung der Atome
1^ eier Gruppe V zugegeben werden. Als ein solches
Ausgangsmaterial für die Einführung der Atome der Gruppe V können die meisten gasförmigen Substanzen
oder die meisten vergasbaren Substanzen in vergaster Form, die als am Aufbau beteiligte Atome mindestens
Atome der Gruppe V enthalten, eingesetzt werden.
Wenn der Schichtbereich (V) nach dem Glimmentladungsverfahren gebildet werden soll, können als Ausgangsmaterialien,
die im Rahmen der Erfindung in wirksamer 2^ Weise für die Einführung der Atome der Gruppe V
eingesetzt werden können, Phosphorhydride wie PH3 und P2H4 und Phosphorhalogenide wie PH4J, PF3,
PF5. PCl3, PCl5, PBr3. PBr5 und PJ3, die Ausgangsmaterialien
für die Einführung von Phosphoratomen
darstellen, erwähnt werden. Außerdem können als Ausgangsmaterialien für die Einführung von Atomen
der Gruppe V beispielsweise auch AsH3, AsF3, AsCl3,
AsBr,, AsF,,, SbH-, SbF0, SbF,., SbCl0, SbCl1,, BiH0,
ob ο ο ο ο b ο
BiCl0 oder BiBr0 eingesetzt werden.
35 3 3
- 30 - DE 2861
Der Gehalt der in den Schichtbereich (V) einzuführenden Atome der Gruppe V kann frei reguliert werden,
indem man die Durchflußgeschwindigkeit und das Durchflußgeschwindigkeitsverhältnis der Ausgangsmaterialien
für die Einführung der Atome der Gruppe V, die in die Abscheidungskammer hineinströmen
gelassen werden sollen, die Entladungsleistung, die Trägertemperatur und den Druck in der Abscheidungskammer
und andere Faktoren reguliert.
10
10
Im Rahmen der Erfindung können als verdünnende Gase, die bei der Bildung der amorphen Schicht
nach dem Glimmentladungsverfahren einzusetzen sind, oder als Gase für die Zerstäubung während der Bildung
1^ der Schicht nach dem Zerstäubungsverfahren Edelgase
wie He, Ne oder Ar eingesetzt werden.
In dem erfindungsgemäßen, fotoleitfähigen Aufzeichnungselement
können die elektrischen Leitungseigenschaf-
^® ten des auf dem Schichtbereich (V) vorgesehenen
Schichtbereichs (B), der keine Atome der Gruppe V enthält, (entsprechend dem Schichtbereich 104
in Fig. 1) in der gewünschten Weise frei reguliert werden, indem man in den erwähnten Schichtbereich
^° (B) eine Substanz für die Regulierung der elektrischen
Leitungseigenschaften einbaut.
Als Substanz für die Regulierung der Leitungseigenschaften
können die auf dem Halbleitergebiet eingesetzten
Fremdstoffe erwähnt werden. Als Fremdstoffe vom p-Typ, die dazu dienen, dem Material a-Si(H.X),
aus dem die im Rahmen der Erfindung zu bildende, amorphe Schicht aufgebaut ist, Leitungseigenschaften
vom p-Typ zu verleihen, können die Atome erwähnt werden, die zu der vorstehend erwähnten Gruppe
- 31 - DE 2861
III des Periodensystems gehören, (die Atome der Gruppe III), beispielsweise B (Bor), Al (Aluminium),
Ga (Gallium), In (Indium) und Tl (Thallium), wobei
B und Ga besonders bevorzugt werden. 5
Erfindungsgemäß kann der Gehalt der Substanz für die Regulierung der Leitungseigenschaften in dem
Schichtbereich (B) in geeigneter Weise in Abhängigkeit von organischen Beziehungen zu den für den Schichtbereich
1^ (B) erforderlichen Leitungseigenschaften, den Eigenschaften
einer anderen Schicht, die in unmittelbarer Berührung mit dem Schichtbereich (B) vorgesehen
ist, den Eigenschaften an der BerUhrungs-Grenzfläche mit den erwähnten, anderen Schichten usw. festgelegt
1^ werden.
Im Rahmen der Erfindung beträgt der Gehalt der Substanz für die Regulierung der Leitungseigenschaften
in dem Schichtbereich (B) geeigneterweise 0,001
bis 1000 Atom-ppm, vorzugsweise 0,05 bis 500 Atom-ppm
und insbesondere 0,1 bis 200 Atom-ppm.
Für die Einführung einer Substanz für die Regulierung der Leitungseigenschaften, beispielsweise von Atomen
der Gruppe III, in die Struktur des Schichtbereichs (B) kann das Ausgangsmaterial für die Einführung
der Atome der Gruppe III im gasförmigen Zustand zusammen mit anderen. Ausgangsmaterialien für die
Bildung der amorphen Schicht in eine Abscheidungskammer 30
eingeleitet werden. Als Material, das als ein solches
Ausgangsmaterial für die Einführung von Atomen der Gruppe III eingesetzt werden kann, können geeigneterweise
solche Ausgangsmaterialien eingesetzt werden,
die unter normalen Temperatur- und Druckbedingungen 35
gasförmig sind oder unter den Schichtbildungsbe-
- 32 - DE 2861
dingungen mindestens leicht vergasbar sind. Beispiele
solcher Ausgangsmaterialien für die Einführung
von Atomen der Gruppe III sind Borhydride wie B?Hfi,
B4H10, B5H9, B5Hn, B6H10, B5H12 und B5H14 und
Borhalogenide wie BF0, BCl0 und BBr0. Außerdem
können beispielsweise auch AlCl0, GaCl0, Ga(CH0) ,
InCl_ Oder T1C1« eingesetzt werden.
Der erfindungsgemäß zu verwendende Träger kann entweder elektrisch leitend oder isolierend sein.
Als elektrisch leitende Träger können Metalle wie NiCr, rostfreier Stahl, Al, Cr, Mo, Au, Nb, Ta,
V, Ti, Pt und Pd oder Legierungen davon erwähnt werden.
Als isolierende Träger können im allgemeinen Folien oder Platten aus Kunstharzen, wozu Polyester, Polyethylen,
Polycarbonat, Celluloseacetat, Polypropylen, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polystyrol
und Polyamid gehören, Gläser, keramische Stoffe, Papiere und andere Materialien verwendet werden.
Diese isolierenden Träger können vorzugsweise mindestens eine Oberfläche aufweisen, die einer Behandlung
unterzogen wurde, durch die sie elektrisch leitend gemacht worden ist, und andere Schichten werden
geeigneterweise auf der Seite vorgesehen, die durch eine solche Behandlung elektrisch leitend gemacht
worden ist.
3^ Ein Glas kann beispielsweise elektrisch leitend
gemacht werden, indem auf dem Glas ein dünner Film aus NiCr, Al, Cr, Mo, Au, Ir, Nb, Ta, V, Ti, Pt,
Pd, In2°3» Sn0 2 oder IT0 (In2O3+SnO2) gebildet
wird. Alternativ kann die Oberfläche einer Kunstharzfolie wie einer Polyesterfolie durch Vakuumaufdampfung,
- 33 - DE 2861
Elektronenstrahl-Abscheidung 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 Form ausgebildet werden, beispielsweise in Form eines Zylinders,
eines Bandes oder einer Platte oder in anderen Formen, und seine Form kann in gewünschter Weise
festgelegt werden. Wenn das in Fig. 1 gezeigte, fotoleitfähige Aufzeichnungselement 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 Dicke haben, die in geeigneter Weise so festgelegt wird, daß ein gewünschtes fotoleitfähiges
Aufzeichnungselement gebildet werden kann. Wenn
2^ das fotoleitfähige Aufzeichnungselement flexibel
sein muß, wird der Träger mit der Einschränkung, daß er seine Funktion als Träger ausüben können
muß, so dünn wie möglich hergestellt. In einem solchen Fall hat der Träger jedoch im allgemeinen unter
Berücksichtigung seiner Herstellung und Handhabung sowie seiner mechanischen Festigkeit eine Dicke
von 10 pm oder eine größere Dicke.
Fig. 11 ist eine schematische Darstellung des Schichtauf-
baus einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen,
fotoleitfähigen Aufzeichnungselements.
Das in Fig. 11 gezeigte, fotoleitfähige Aufzeichnungselement 1100 weist auf einem Träger 1101 für das
fotoleitfähige Aufzeichnungselement eine erste
- 34 - DE 2861
amorphe Schicht (I) 1102, die aus a-Si, vorzugsweise aus a-Si(H,X), besteht und Fotoleitfähigkeit zeigt,
und eine zweite amorphe Schicht (II) 1105 mit einer freien Oberfläche 1106 auf.
Das in Fig. 11 gezeigte, fotoleitfähige Aufzeichnungselement 1100 hat den gleichen Schichtaufbau wie
das in Fig. 1 gezeigte, fotoleitfähige Aufzeichnungselement 100, jedoch mit dem Unterschied, daß auf
einer ersten amorphen Schicht (I) 1102 eine zweite amorphe Schicht (II) 1105 vorgesehen ist.
Die erste amorphe Schicht (I) 1102 hat demgemäß eine Schichtstruktur, die so aufgebaut ist, daß
sie einen Schichtbereich (V) 1103, der als am Aufbau beteiligte Atome Atome der Gruppe V, die in der
Richtung der Schichtdicke kontinuierlich verteilt und in Richtung auf den vorstehend erwähnten Träger
1101 stärker angereichert sind, enthält, und einen oberen Schichtbereich 1104, der im wesentlichen
keine Atome der Gruppe V enthält, aufweist, während in dem gesamten Schichtbereich der ersten amorphen
Schicht (I) 1102 Sauerstoffatome als am Aufbau beteiligte Atome enthalten sind. Die am Aufbau
beteiligten Materialien, die Bedingungen und die Verfahren zur Herstellung der ersten amorphen Schicht
(I) 1102 sind die gleichen, die im Zusammenhang mit der amorphen Schicht 102 von Fig. 1 beschrieben
wurden. 30
Im Fall des in Fig. 11 gezeigten, fotoleitfähigen Aufzeichnungselements 1100 besteht die zweite amorphe
Schicht (II) 1105 aus einem amorphen Material, das aus Siliciumatomen, Kohlenstoffatomen und,
falls notwendig, Wasserstoffatomen und/oder Halogen-
- 35 - DE 2861
atomen als am Aufbau beteiligten Atomen gebildet ist, /nachstehend als "a-SiC(H,X)" bezeichnet/
und hat eine freie Oberfläche 1106.
Die zweite amorphe Schicht (II) 1105 ist hauptsächlich vorgesehen, um die Aufgabe der Erfindung im Hinblick
auf die Feuchtigkeitsbeständigkeit, die Eigenschaften
bei der kontinuierlichen und wiederholten Verwendung,
die Durchschlagsfestigkeit, die Eigenschaften bezüglich
des Einflusses von Umgebungsbedingungen während
der Anwendung und die Haltbarkeit zu erfüllen.
Bei dem in Fig. 11 gezeigten, fotoleitfähigen Aufzeichnungselement
1100 haben die amorphen Materialien, die die erste amorphe Schicht (I) 1102 und die
zweite amorphe Schicht (II) 1105 bilden, Siliciumatome als gemeinsamen Bestandteil, wodurch an der Grenzfläche
dieser amorphen Schichten eine ausreichende chemische
und elektrische Stabilität gewährleistet ist. 20
Als a-SiC(H,X), das die zweite amorphe Schicht
(II) bildet, können ein amorphes Material, das
aus Siliclumatomen und Kohlenstoffatomen gebildet
ist, (a-Si C , worin 0 < a < 1), ein amorphes Material,
3 X ™cl
das aus Siliciumatomen, Kohlenstoffatomen und Wasserstoff
atomen gebildet ist, Za-(Si-C1 , ) H1 , worin
D X ■*■■ D C X ™~C
0 < b, c < \J und ein amorphes Material, das aus
SiliciumatOmen, Kohlenstoffatomen, Halogenatomen und, falls erwünscht, Wasserstoffatomen gebildet
ist, Za-(Si0C1-0J)6(X1H)1-6, worin 0 <
d, e <£ Ij als
wirksame Materialien erwähnt werden.
Die aus a-SiC(H,X) bestehende, zweite amorphe Schicht (II) kann nach dem Glimmentladungsverfahren, dem
Zerstaubungsverfahren, dem Ionenimplantationsverfahren,
dem Ionenplattierverfahren, dem Elektronenstrahl-
- 36 - DE 2861
* verfahren und anderen Verfahren gebildet werden. Diese Herstellungsverfahren können in geeigneter
Weise in Abhängigkeit von verschiedenen Faktoren wie den Fertigungsbedingungen, dem Ausmaß der Belastung
durch die Kapitalanlage für Einrichtungen, dem Fertigungsmaßstab, den gewünschten Eigenschaften,
die für das herzustellende, fotoleitfähige Aufzeichnungselement erforderlich sind, usw. ausgewählt werden.
Das Glimmentladungsverfahren oder das Zerstäubungsverfahren kann vorzugsweise angewandt werden, weil
in diesem Fall die Vorteile erzielt werden, daß die Herstellungsbedingungen für die Herstellung
von fotoleitfähigen Aufzeichnungselementen mit erwünschten Eigenschaften vergleichsweise leicht
1^ reguliert werden können und in die herzustellende
zweite amorphe Schicht (II) Siliciumatome und Kohlenstoff atome, gegebenenfalls zusammen mit Wasserstoffatomen
oder Halogenatomen, auf einfache Weise eingeführt werden können.
Außerdem kann die zweite amorphe Schicht (II) im Rahmen der Erfindung gebildet werden, indem das
Glimmentladungsverfahren und das Zerstäubungsverfahren
in Kombination in dem gleichen Vorrichtungssystem angewandt werden.
Für die Bildung der zweiten amorphen Schicht (II) nach dem Glimmentladungsverfahren können in eine
zur Vakuumbedampfung dienende Abscheidungskammer,
in die ein Träger hineingebracht wurde, gasförmige Ausgangsmaterialien für die Bildung von a-SiC(H,X),
die gegebenenfalls in einem vorbestimmten Mischungsverhältnis mit einem verdünnenden Gas vermischt
sein können, eingeleitet werden, und es wird eine
Glimmentladung angeregt, um aus dem eingeleiteten
- 37 - DE 2861
Gas ein Gasplasma zu bilden und dadurch auf der ersten amorphen Schicht (I), die bereits auf dem
vorstehend erwähnten Träger gebildet wurde, a-SiC(H,X) abzuscheiden.
Im Rahmen der Erfindung können als gasförmige Ausgangsmaterialien für die Bildung von a-SiC(H,X) die
meisten Substanzen eingesetzt werden, die als am Aufbau beteiligte Atome mindestens eine aus Si,
c, H und X ausgewählte Atomart enthalten und bei denen es sich um gasförmige Substanzen oder um
vergasbare Substanzen in vergaster Form handelt.
Wenn ein gasförmiges Ausgangsmaterial, das als am Aufbau beteiligte Atome, d. h. als eine aus
Si, C, H und X ausgewählte Atomart, Si-Atome enthält,
verwendet wird, kann beispielsweise eine Mischung aus einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das Si-Atome
als am Aufbau beteiligte Atome enthält, mit einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das C-Atome als am
Aufbau beteiligte Atome enthält, und einem gasförmigen. Ausgangsmaterial,- das H- oder X-Atome als am Aufbau
beteiligte Atome enthält, in einem gewünschten Mischungsverhältnis eingesetzt werden, oder es
kann auch eine Mischung aus einem gasförmigen Ausgangsmaterial,
das Si-Atome als am Aufbau beteiligte Atome enthält, mit einem gasförmigen Ausgangsmaterial,
das C- und H- oder X-Atome als am Aufbau beteiligte Atome enthält, in einem gewünschten Mischungsver-
hältnis eingesetzt werden. Es ist auch möglich, eine Mischung aus einem gasförmigen Ausgangsmaterial,
das Si-Atome als am Aufbau beteiligte Atome enthält, mit einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das Si-,
C- und Η-Atome oder Si-, C- und X-Atome als am Aufbau beteiligte Atome enthält, einzusetzen.
- 38 - DE 2861
Alternativ ist auch der Einsatz einer Mischung aus einem gasförmigen Ausgangsmaterial, das Si-
und H- oder X-Atome als am Aufbau beteiligte Atome enthält, mit einem gasförmigen Ausgangsmaterial,
das C-Atome als am Aufbau beteiligte Atome enthält, möglich.
Zu den gasförmigen Ausgangsmaterialien, die im Rahmen der Erfindung in wirksamer Weise für die
Bildung der zweiten amorphen Schicht (II) eingesetzt werden, können gasförmige Siliciumhydride, die
Si- und Η-Atome als am Aufbau beteiligte Atome enthalten, beispielsweise Silane wie SiH., Si_H~,
4 d. D
Si0H0 und Si.H1,., und Verbindungen, die C- und H-Atome
OO 4 XU
1^ als am Aufbau beteiligte Atome enthalten, beispielsweise
gesättigte Kohlenwasserstoffe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, ethylenische Kohlenwasserstoffe
mit 2 bis 5 Kohlenstoffatomen und acetylenische Kohlenwasserstoffe mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen,
2^ gehören.
Im einzelnen können beispielsweise als gesättigte Kohlenwasserstoffe Methan (CH.), Ethan (C_HC),
4 ei Ό
Propan (CQHQ), η-Butan (n-C .,H1n]F und Pentan (C1-H10),
„j. Oo 4 IU b Id
als ethylenische Kohlenwasserstoffe Ethylen (CpH.), Propylen (C„H_), Buten-1 (C. H0), Buten-2 (C.H0),
oD 4 ο 4 ο
Isobutylen (C4H8) und Penten (C5H Q) und als acetylenische
Kohlenwasserstoffe Acetylen (C?H ), Methylacetylen
(C0H.) und Butin (C.H_) erwähnt werden.
ό 4 4 6
Als gasförmiges Ausgangsmaterial, das Si-, C- und Η-Atome als am Aufbau beteiligte Atome enthält,
können beispielsweise Alkylsilane wie Si(CH„) . und Si(C Hr). erwähnt werden. Zusätzlich zu diesen
2 5 4
gasförmigen Ausgangsmaterialien kann als wirksames,
- 39 - DE 2861
gasförmiges Ausgangsmaterial für die Einführung von H natürlich auch H_ eingesetzt werden.
Im Rahmen der Erfindung werden als Halogenatome (X), die in der zweiten amorphen Schicht (II) enthalten
sein sollen, F, Cl, Br und J bevorzugt, wobei F und Cl besonders bevorzugt werden.
Der Einbau von Wasserstoffatomen in die zweite amorphe Schicht (II) ist unter dem Gesichtspunkt
der Fertigungskosten vorteilhaft, weil ein Teil der als Ausgangsmaterialien dienenden Gasspezies
bei der kontinuierlichen Bildung von Schichten zusammen mit der ersten amorphen Schicht (I) gemeinsam
15 eingesetzt werden kann.
Im Rahmen der Erfindung können als gasförmiges Ausgangsmaterial, das bei der Bildung der zweiten
amorphen Schicht (II) in wirksamer Weise für die Einführung von Halogenatomen (X) eingesetzt werden
kann, Substanzen, die unter normalen Temperatur- und Druckbedingungen gasförmig sind, oder leicht
vergasbare Substanzen erwähnt werden.
zu solchen gasförmigen Ausgangsmaterialien für
die Einführung von Halogenatomen (X) können einfache Halogensubstanzen, Halogenwasserstoffe, Interhalogenverbindungen,
Siliciumhalogenide und halogensubstituierte
Siliciumhydride gehören. 30
Im einzelnen können als einfache Halogensubstanzen gasförmige Halogene wie Fluor, Chlor, Brom und
Jod, als Halogenwasserstoffe HF, HJ, HCl und HBr, als Interhalogenverbindungen BrF, ClF, C1F„, ClF ,
BrF5, BrF3, JF7, JF5, JCl und JBr, als Siliciumhalogenide
- 40 - DE 2861
SiF4, Si2F6, SiCl4, SiCl3Br, SiCl2Br2, SiClBr3,
SiCl3J und SiBr4 und als halogensubstituierte Silicium-
hydride SiH2F3, SiH2Cl3, SiHCl3, SiH3Cl, SiH3Br,
SiH0Br0 und SiHBr0 erwähnt werden.
C. C. O
Zusätzlich zu diesen Materialien können auch halogensubstituierte,
paraffinische Kohlenwasserstoffe wie CCl., CHF0, CH0F0, CH0F, CH0Cl, CH0Br, CH0J
H O C. C. O O O O
und C0Hp-Cl, fluorierte Schwefelverbindungen wie
ei O
ei
SF4 und SFg und halogenhaltige Alkylsilane wie
SiCl(CH3)3, SiCl2(CH3)2 und SiCl3CH3 als wirksame
Materialien eingesetzt werden.
Für die Bildung der zweiten amorphen Schicht (II) nach dem Zerstäubungsverfahren wird eine Einkristalloder
polykristalline Si-Scheibe oder C-Scheibe oder eine Scheibe, in der eine Mischung von Si
und C enthalten ist, als Target eingesetzt und in einer Atmosphäre aus verschiedenen Gasen einer
Zerstäubung unterzogen.
Wenn eine Si-Scheibe als Target eingesetzt wird, wird beispielsweise ein gasförmiges Ausgangsmaterial
für die Einführung von mindestens C-Atomen, das, falls erwünscht, mit einem verdünnenden Gas verdünnt
sein kann, in eine zur Zerstäubung dienende Abscheidungskammer eingeleitet, um in der Abscheidungskammer
ein Gasplasma zu bilden und eine Zerstäubung der Si-Scheibe durchzuführen.
Alternativ können Si und C als getrennte Targets oder kann ein plattenförmiges Target aus einer
Mischung von Si und C eingesetzt werden, und die
Zerstäubung wird in einer Gasatmosphäre durchgeführt, 35
die, falls erforderlich, mindestens Wasserstoffatome
- 41 - DE 2861
1 oder Halogenatome enthält„
Als gasförmiges Ausgangsmaterial für die Einführung von C oder für die Einführung von H oder X können
auch im Fall der Zerstäubung die Ausgangsmaterialien eingesetzt werden9 die im Zusammenhang mit dem
vorstehend beschriebenen Glimmentladungsverfahren als wirksame, gasförmige Ausgangsmaterialien erwähnt
wurden«
Als verdünnendes Gas, das erfindungsgemäß bei der Bildung der zweiten amorphen Schicht (II) nach
dem Glimmentladungsverfahren oder dem Zerstäubungsverfahren
einzusetzen ist, können vorzugsweise Edelgase
15 wie He9 Ne oder Ar erwähnt werden.
Die zweite amorphe Schicht (II) des erfindungsgemäßen Aufzeichnungselements sollte sorgfältig gebildet
werden, so daß ihr die erforderlichen Eigenschaften
genau in der gewünschten Weise verliehen werden können.
Das heißt, daß eine Substanz, die als am Aufbau beteiligte Atome Si, C und, falls erforderlich,
η und/oder X enthält, in Abhängigkeit von den Herstellungsbedingungen
verschiedene Formen von kristallinen bis amorphen Formen annehmen kann, elektrische
Eigenschaften annehmen kann, die von den Eigenschaften eines Leiters über die Eigenschaften eines Halbleiters
SO bis zu den Eigenschaften eines Isolators reichen,
und Fotoleitfähigkeitseigenschaften annehmen kann, die von den Eigenschaften einer fotoleitfähigen.
bis zu den Eigenschaften einer nicht fotoleitfähigen Substanz reichen. Die Herstellungsbedingungen werden
° erfindungsgemäß infolgedessen in der gewünschten Weise genau ausgewählt, damit a-SiC(H,X)s das die
- 42 - DE 2861
gewünschten, von dem Anwendungszweck abhängigen Eigenschaften hat, gebildet werden kann.
Wenn die zweite amorphe Schicht (II) beispielsweise hauptsächlich zur Verbesserung der Durchschlagsfestigkeit
vorgesehen ist, wird a-SiC(H,X) als amorphes Material hergestellt, das unter den Anwendungsbedingungen
ausgeprägte elektrische Isoliereigenschaften zeigt.
Wenn die zweite amorphe Schicht (II) andererseits hauptsächlich zur Verbesserung der Eigenschaften
bei der kontinuierlichen, wiederholten Anwendung oder der Eigenschaften bezüglich des Einflusses von Umgebungsbedingungen während der Anwendung vorgesehen ' ist, kann das Ausmaß der vorstehend erwähnten, elektrischen Isoliereigenschaften in einem bestimmten Maße vermindert werden, und a-SiC(H,X) kann als amorphes Material hergestellt werden, das in einem bestimmten Ausmaß gegenüber dem Licht, mit dem bestrahlt wird, empfindlich ist.
bei der kontinuierlichen, wiederholten Anwendung oder der Eigenschaften bezüglich des Einflusses von Umgebungsbedingungen während der Anwendung vorgesehen ' ist, kann das Ausmaß der vorstehend erwähnten, elektrischen Isoliereigenschaften in einem bestimmten Maße vermindert werden, und a-SiC(H,X) kann als amorphes Material hergestellt werden, das in einem bestimmten Ausmaß gegenüber dem Licht, mit dem bestrahlt wird, empfindlich ist.
Bei der Bildung der aus a-SiC(H,X) bestehenden, zweiten amorphen Schicht (II) auf der Oberfläche
der ersten amorphen Schicht (I) ist die Trägertemperatur
während der Schichtbildung ein wichtiger Faktor, der die Struktur und die Eigenschaften der zu bildenden
Schicht beeinflußt, und die Trägertemperatur während der Schichtbildung wird erfindungsgemäß
ou geeigneterweise genau reguliert, damit in der gewünschten
Weise a-SiC(H,X), das die angestrebten Eigenschaften hat, hergestellt werden kann.
Für eine wirksame Lösung der Aufgabe der Erfindung kann die Trägertemperatur bei der Bildung der zweiten
amorphen Schicht (II) geeigneterweise in einem optimalen Temperaturbereich gemäß dem zur Bildung
der zweiten amorphen Schicht (II) angewandten Verfahren gewählt werden,
5
5
Wenn die zweite amorphe Schicht (II) aus a-Si C1
gebildet werden soll, kann die Trägertemperatur vorzugsweise 20 bis 300 C und insbesondere 20 bis
2500C betragen.
10
10
Wenn die zweite amorphe Schicht (II) aus a-(Si. C1 K)-H1
oder a-(Si,C ,) (X9H)1 gebildet werden soll«,
ο. x~Q e χ—e
kann die Trägertemperatur vorzugsweise 50 bis 350 C und insbesondere 100 bis 250 C betragen«,
15
Für die Bildung der zweiten amorphen Schicht (II) kann vorteilhafterweise das Zerstäubungsverfahren
oder das Glimmentladungsverfahren angewandt werden, weil in diesem Fall eine genaue Regulierung des
Zusammensetzungsverhältnisses der die Schicht bildenden Atome oder eine Regulierung der Schichtdicke auf
relativ einfache Weise im Vergleich mit anderen Verfahren durchgeführt werden kann. Wenn die zweite
amorphe Schicht (II) nach diesen Schichtbildungsver-
2^ fahren gebildet wird, sind die Entladungsleistung
und der Gasdruck während der Schichtbildung ähnlich wie die vorstehend erwähnte Trägertemperatur wichtige
Faktoren, die die Eigenschaften des herzustellenden a-SIC(H9X) beeinflussen.
30
Für eine wirksame Herstellung von a-Si C1 „ das
a X—a
die für die Lösung der Aufgabe der Erfindung erforderlichen Eigenschaften hat, mit einer guten Produktivität
-kann die Entladungsleistung vorzugsweise 50 W
- 44 - DE 2861
bis 250 W und insbesondere 80 W bis 150 W betragen.
Im Fall von a-(Si, C1 . ) H1 oder a-<
L/ J- L>/ O J. """O \A JL \Λ C -L C
kann die Entladungsleistung vorzugsweise 10 bis 300 W und insbesondere 20 bis 200 W betragen.
Der Gasdruck in einer Abscheidungskammer kann geeigneterweise 0,013 bis 6,7 mbar, vorzugsweise 0,013 bis
1,3 mbar und insbesondere 0,13 bis 0,67 mbar betragen.
Die vorstehend erwähnten, numerischen Bereiche können im Rahmen der Erfindung als bevorzugte numerische
Bereiche für die Trägertemperatur und die Entladungsleistung usw. erwähnt werden. Diese Faktoren für
*° die Schichtbildung sollten jedoch nicht unabhängig
voneinander getrennt festgelegt werden, sondern die optimalen Werte der einzelnen Faktoren für
die Schichtbildung werden geeigneterweise auf der Grundlage einer organischen Beziehung zueinander
festgelegt, damit eine zweite amorphe Schicht gebildet werden kann, die aus a-SiC(H,X) mit erwünschten
Eigenschaften besteht.
Der Gehalt der Kohlenstoffatome und der Gehalt
der Wasserstoffatome in der zweiten amorphen. Schicht (II) des erfindungsgemäßen, fotoleitfähigen Aufzeichnungselements
sind ähnlich wie die Bedingungen für die Herstellung der zweiten amorphen Schicht
(II) wichtige Faktoren für die Erzielung der gewünschten 30
Eigenschaften, mit denen die Aufgabe der Erfindung
gelöst wird.
Wenn die zweite amorphe Schicht (II) des erfindungsgemäßen Aufzeichnungselements aus a-Si C1 besteht,
^ l—a
- 45 - DE 2861
kann der Gehalt der in der zweiten amorphen Schicht (II) enthaltenen Kohlenstoffatome im allgemeinen
1 x 10 bis 90 Atom-%, vorzugsweise 1 bis 80 Atom-% und insbesondere 10 bis 75 Atorn-% betragen. Das
heißt, daß a in der Formel a-Si C. irn allgemeinen
0,1 bis O5 99999, vorzugsweise 0,2 bis O9 99 und
insbesondere 0,25 bis 0,9 betragen kann.
Wenn die zweite amorphe Schicht (II) aus a-(Si. C1 , ) H1
besteht, kann der Gehalt der in der zweiten amorphen Schicht (II) enthaltenen Kohlenstoff atome irn allgemeinen
besteht, kann der Gehalt der in der zweiten amorphen Schicht (II) enthaltenen Kohlenstoff atome irn allgemeinen
—3
1 χ 10 bis 90 Atom-%, vorzugsweise 1 bis 90 Atorn-% und insbesondere 10 bis 80 Atom-% betragen, während der Gehalt der Wasserstoffatome im allgemeinen 1 bis 40 Atom-%, vorzugsweise 2 bis 35 Atom-% und insbesondere 5 bis 30 Atom-% betragen kann. Ein fotoleitfähiges Aufzeichnungselement, das so gebildet ist, daß es einen innerhalb dieser Bereich liegenden Wasserstoffatomgehalt hat, ist für praktische Anwendüngen in hervorragender Weise geeignet»
1 χ 10 bis 90 Atom-%, vorzugsweise 1 bis 90 Atorn-% und insbesondere 10 bis 80 Atom-% betragen, während der Gehalt der Wasserstoffatome im allgemeinen 1 bis 40 Atom-%, vorzugsweise 2 bis 35 Atom-% und insbesondere 5 bis 30 Atom-% betragen kann. Ein fotoleitfähiges Aufzeichnungselement, das so gebildet ist, daß es einen innerhalb dieser Bereich liegenden Wasserstoffatomgehalt hat, ist für praktische Anwendüngen in hervorragender Weise geeignet»
In der Formel a~(Si. C-, ) H1 _ kann demnach b im
allgemeinen 0,1 bis 0,99999, vorzugsweise O9I bis
0,99 und insbesondere 0,15 bis 0,9 betragen, während c im allgemeinen 0,6 bis 0,99, vorzugsweise 0,65
bis 0,98 und insbesondere 0,7 bis 0,95 betragen kann.
Wenn die zweite amorphe Schicht (H) aus a-(Si,C, ,)
on Q i—u e
on Q i—u e
(X5H)1 besteht, kann der Gehalt der in der zweiten
amorphen Schicht (II) enthaltenen Kohlenstoffatome
im allgemeinen 1 χ 10 bis 90 Atom-%, vorzugsweise
1 bis 90 Atom-% und insbesondere IO bis 80 Atom-%
betragen. Der Gehalt der Halogenatome kann im allge-35
meinen 1 bis 20 Atom-%5 vorzugsweise 1 bis 18 Atom-%
und insbesondere 2 bis 15 Atom-% betragen« Ein
- 46 - DE 2861
fotoleitfähiges Aufzeichnungselement, das so gebildet
ist, daß es einen innerhalb dieser Bereiche liegenden Halogenatomgehalt hat, ist für praktische Anwendungen
in hervorragender Weise geeignet. Die Menge der gegebenenfalls enthaltenen Wasserstoffatome kann
im allgemeinen 19 Atom-% oder weniger und vorzugsweise 13 Atom-% oder weniger betragen. In der Formel
a-(Si.C1 ,) (XjH)1 kann d im allgemeinen 0,1
bis 0,99999, vorzugsweise 0,1 bis 0,99 und insbesondere 0,15 bis 0,9 betragen, während e im allgemeinen
0,8 bis 0,99, vorzugsweise 0,82 bis 0,99 und insbesondere 0,85 bis 0,98 betragen kann.
Der Bereich des numerischen Wertes der Schichtdicke der zweiten amorphen Schicht (II) ist einer der
wichtigen Faktoren für eine wirksame Lösung der Aufgabe der Erfindung.
Der Bereich des numerischen Wertes der Schichtdicke der zweiten amorphen Schicht (II) sollte geeigneterweise
in Abhängigkeit von dem beabsichtigten Zweck so festgelegt werden, daß die Aufgabe der Erfindung
in wirksamer Weise gelöst wird.
Es ist erforderlich, daß die Schichtdicke der zweiten
amorphen Schicht (II) in geeigneter Weise unter gebührender Berücksichtigung der Beziehungen zu
dem Gehalt der Kohlenstoff-, Wasserstoff- oder Halogenatome, der Schichtdicke der ersten amorphen
Schicht (I) sowie anderer organischer Beziehungen zu den für die einzelnen Schichtbereiche erforderlichen
Eigenschaften festgelegt wird. Außerdem werden
geeigneterweise auch wirtschaftliche Gesichtspunkte wie die Produktivität oder die Möglichkeit einer
Massenfertigung berücksichtigt.
- 47 - DE 2861
Im Rahmen der Erfindung beträgt die Schichtdicke der zweiten amorphen Schicht (II) geeigneterweise
0,003 bis 30 pm, vorzugsweise O9 004 bis 20 um und
insbesondere 0,005 bis 10 pm.
5
Als nächstes wird ein Beispiel des Verfahrens zur Herstellung des erfindungsgemäiien, fotoleitfähigen
Aufzeichnungselements erläutert.
Figo 12 zeigt ein Beispiel der Vorrichtung für die Herstellung eines fotoleitfähigen Aufzeichnungselemente.
In den Gasbomben 1202, 12035 1204, 1205 und 1206
1^ sind luftdicht abgeschlossenes, gasförmige Ausgangsmaterialien
für die Bildung der einzelnen Schichten im Rahmen der Erfindung enthalten. Zum Beispiel
ist 1202 eine Bombe, die mit He verdünntes SiH4-Gas (Reinheit: 99,999 %) enthält (nachstehend kurz
^0 mit SiH./He bezeichnet), ist 1203 eine Bombe, die
mit He verdünntes B3H5-GaS (Reinheit: 99,999 %)
enthält (nachstehend kurz mit BOH_/He bezeichnet),
d b
ist 1204 eine Bombe, die mit He verdünntes PH^-Gas
(Reinheit: 99,99 %) enthält (nachstehend kurz mit PH„/He bezeichnet), ist 1205 eine Bombe', die mit
He verdünntes SiF4-GaS (Reinheit: 99„999 %) enthält
(nachstehend kurz mit S1F4/He bezeichnet) und ist
1206 eine Bombe, die NO-Gas (Reinheit: 99,99 %) enthält.
Um diese Gase in die Reaktionskammer 1201 hineinströmen zu lassen, wird zuerst das Hauptventil 1234 geöffnet,
um die Reaktionskammer 1201 und die Gas-Rohrleitungen
zu evakuieren, nachdem bestätigt wurde, daß die 35
Ventile 1222 bis 1226 der Gasbomben 1202 bis 1206
- 48 - DE 2861
und das Belüftungsventil 1235 geschlossen und die Einströmventile 1212 bis 1216, die Ausströmventile
1217 bis 1221 und die Hilfsventile 1232 und 1233 geöffnet sind. Als nächster Schritt werden die
Hilfsventile 1232 und 1233 und die Ausströmventile 1217 bis 1221 geschlossen, wenn der an der Vakuummeßvorrichtung
1236 abgelesene Druck etwa 6,7 nbar erreicht hat.
Nachstehend wird ein Beispiel für die Bildung einer aus a-Si(H,X) bestehenden, amorphen Schicht auf
einem zylindrischen Schichtträger 1237 beschrieben. SiH4/He-Gas aus der Gasbombe 1202, PH3ZHe-GaS
aus der Gasbombe 1204 und NO-Gas aus der Gasbombe 1206 werden in die Durchflußreguliervorrichtungen 1207, 1209' bzw. 1211 hineinströmen gelassen, indem die Ventile 1222, 1224 und 1226 geöffnet werden, um die Drücke an den Auslaßmanometern 1227, 1229 und 1230 auf einen Wert von jeweils 0,98 bar einzuregulieren, und indem die Einströmventile 1212, 1214 und 1216 allmählich geöffnet werden. Anschließend werden die Ausströmventile 1217, 1219 und 1221 und die Hilfsventile 1232 und 1233 allmählich geöffnet, um die einzelnen Gase in die Reaktionskammer 1201 hineinströmen zu lassen. Die Ausströmventile 1217, 1219 und 1221 werden so reguliert, daß das Durchflußgeschwindigkeitsverhältnis von SiH4ZHe-GaScPH-ZHe-GaS: NO-Gas einen gewünschten Wert erreicht, und auch die Öffnung des Hauptventils 1234 wird unter Beobachtung
aus der Gasbombe 1204 und NO-Gas aus der Gasbombe 1206 werden in die Durchflußreguliervorrichtungen 1207, 1209' bzw. 1211 hineinströmen gelassen, indem die Ventile 1222, 1224 und 1226 geöffnet werden, um die Drücke an den Auslaßmanometern 1227, 1229 und 1230 auf einen Wert von jeweils 0,98 bar einzuregulieren, und indem die Einströmventile 1212, 1214 und 1216 allmählich geöffnet werden. Anschließend werden die Ausströmventile 1217, 1219 und 1221 und die Hilfsventile 1232 und 1233 allmählich geöffnet, um die einzelnen Gase in die Reaktionskammer 1201 hineinströmen zu lassen. Die Ausströmventile 1217, 1219 und 1221 werden so reguliert, daß das Durchflußgeschwindigkeitsverhältnis von SiH4ZHe-GaScPH-ZHe-GaS: NO-Gas einen gewünschten Wert erreicht, und auch die Öffnung des Hauptventils 1234 wird unter Beobachtung
des an der Vakuummeßvorrichtung 1236 abgelesenen Druckes reguliert, und zwar so, daß der Druck in
der Reaktionskammer 1201 einen gewünschten Wert erreicht. Nachdem bestätigt wurde, daß die Temperatur
des Trägers 1237 durch die Heizvorrichtung 1238 auf 50 bis 400°C eingestellt wurde, wird die Stromquelle
1240 auf eine gewünschte Leistung eingestellt,
- 49 - DE 2861
um in der Reaktionskammer 1201 eine Glimmentladung
anzuregen, während gleichseitig zur Veränderung der Durchflußgeschwindigkeit des PHq/He-Gases ein
Vorgang der allmählichen Veränderung der Öffnung des Ventils 121g in Übereinstimmung mit einer vorher·
entworfenen Kurve der Änderungsgeschwindigkeit durch ein manuelles Verfahren oder mittels eines
Motors mit Außenantrieb durchgeführt wirds wodurch
die Verteilungskonzentration der Phosphoratome (P), die in der gebildeten Schicht enthalten sein
sollen9 reguliert wird. In der vorstehend beschriebenen
Weise wird auf dem Träger 1237 zuerst ein Phosphoratome und Sauerstoffatome enthaltender
Schichtbereich (P, 0) gebildet» 15
Während dieses Vorgangs kann die Einleitung von PH„/He-Gas in die Reaktionskammer 1201 durch Schließen
der Ventile des entsprechenden Gaseinlaßrohres beendet werden, wodurch die Schichtdicke des Phosphoratome
enthaltenden Schichtbereichs in der geivUnschten Weise frei reguliert werden kann.
Nachdem der Phosphoratome und Sauerstoffatome enthaltende
Schichtbereich (P, 0) in der vorstehend beschriebenen Weise mit einer gewünschten Schichtdicke gebildet
wurde, wird das Ausströmventil 1219 geschlossen, und die Glimmentladung wird anschließend für eine
gewünschte Zeitdauer fortgesetzt, was dazu führt,
daß auf dem Phosphoratome und Sauerstoffatome enthaltenen
den Schichtbereich (P5 0) ein Schichtbereich (0),
der keine Phosphoratome enthält, jedoch Sauerstoffatome enthält, mit einer gewünschten Dicke gebildet wird,
wodurch die Bildung der amorphen Schicht beendet
wird. 35
- 50 - D£ 2861
Wenn in die amorphe Schicht Halogenatome (X) eingebaut werden sollen, wird zu den für die Bildung der
einzelnen, vorstehend erwähnten Schichten eingesetzten Gasen außerdem beispielsweise SiF./He zugegeben
5 und in die Reaktionskammer 1201 eingeleitet.
Des weiteren kann die Schichtbildungsgeschwindigkeit in Abhängigkeit von den für die Bildung der amorphen
Schicht gewählten Gasspezies erhöht werden. Wenn die Schichtbildung beispielsweise unter Verwendung
von Si2Hß-Gas anstelle von SiH4-GaS durchgeführt
wird, kann die Schichtbildungsgeschwindigkeit auf ein Mehrfachesoder in noch höherem Maße erhöht werden, wodurch
die Produktivität verbessert wird. 15
Natürlich werden alle Ausströmventile mit Ausnahme der Ausströmventile, die für die bei der Bildung
der einzelnen Schichten eingesetzten Gase notwendig sind, geschlossen, und um zu verhindern, daß die
2^ bei der Bildung der vorherigen Schicht eingesetzten
Gase während der Bildung der einzelnen Schichten in den Rohrleitungen von den Ausströmventilen 1217
bis 1221 zu der Reaktionskammer 1201 verbleiben, kann, falls erforderlich, ein Verfahren durchgeführt
2^ werden, bei dem das System einmal bis zur Erzielung
eines hohen Vakuums evakuiert wird, indem die Ausströmventile 1217 bis 1221 geschlossen werden und
die Hilfsventile 1232 und 1233 bei vollständiger Öffnung
des Hauptventils 1234 geöffnet werden.
Während der Bildung der Schicht wird außerdem der Träger 1237 durch einen Motor 1239 mit einer konstanten
Geschwindigkeit gedreht, um eine gleichmäßige Schichtbildung zu bewirken.
- 51 - DE 2861
·*· Fig . 13 zeigt ein anderes Beispiel der Vorrichtung
für die Herstellung von fotoleitfähigen Aufzeichnungselementen.
in den Gasbomben 1302 bis 1306 in Fig. 13 sind luftdicht
abgeschlossene, gasförmige Ausgangsmaterialien für die Bildung der einzelnen Schichten im Rahmen der
Erfindung enthalten. Beispielsweise ist 1302 eine SiH./He-Gasbombe, ist 1303 eine ΒρΗ,,/He-Gasbombe,
!0 ist 1304 eine PH3/He-Gasbombe, ist 1305 eine SiF^/He-Gasbombe
und ist 1306 eine Bombe, die NO-Gas oder CpH^-
Gas (Reinheit: 99,99 %) enthält.
Um diese Gase in die Reaktionskammer 1301 hineinströmen zu lassen, wird zuerst das Hauptventil 1334 geöffnet,
um die Reaktionskammer 1301 und die Gas-Rohrleitungen zu evakuieren, nachdem bestätigt wurde, daß die Ventile
1322 bis 1326 der Gasbomben 1302 bis 1306 und das Belüftungsventil 1335 geschlossen und die Einströmventile
1312 bis 1316, die Ausströmventile 1317 bis 1321 und das Hilfsventil 1332 geöffnet sind. Wenn der an der
Vakuummeßvorrichtung 1336 abgelesene Druck etwa 6,7 nbar
erreicht hat, werden als nächster Schritt das Hilfsventil 1332 und die Ausströmventile 1317 bis 1321 geschlossen.
Nachstehend wird ein Beispiel für die Bildung einer ersten amorphen Schicht (I) auf einem Schichtträger
1337 beschrieben. SiH./He-Gas aus der Gasbombe 1302,
PH3/He-Gas aus der Gasbombe 1304 und NO-Gas aus der
Gasbombe 1306 werden in Durchflußreguliervorrichtungen 1307, 1309 bzw. 1311 hineinströmen gelassen, indem
die Ventile 1322, 1324 und 1326 so geöffnet werden, daß die Drücke an den Auslaßmanometern 1327, 1329
und 1331 jeweils auf einen Wert von 0,98 bar einreguliert werden, und indem die Einströmventile 1312, 1314 und
- 52 - DE 2861
1316 allmählich geöffnet werden. Dann werden die Ausströmventile 1317, 1319 und 1321 und das Hilfsventil
1332 allmählich geöffnet, um die einzelnen Gase in die Reaktionskammer 1301 hineinströmen zu lassen.
Die Ausströmventile 1317, 1319 und 1321 werden so reguliert, daß das Durchflußgeschwindigkeitsverhältnis
von SiH./He-Gas:PHQ/He-Gas:NO-Gas einen erwünschten
Wert hat, und auch die Öffnung des Hauptventils 1334 wird reguliert, während die Ablesung an der Vakuummeßvorrichtung
1336 beobachtet wird, und zwar so, daß der Druck in der Reaktionskamrner 1301 einen gewünschten
Wert erreicht. Nachdem bestätigt wurde, daß die Temperatur des Trägers 1337 durch die Heizvorrichtung 1338
auf 50 bis 4000C eingestellt wurde, wird eine Stromquelle
1340 auf eine gewünschte Leistung eingestellt, um in der Reaktionskammer 1301 eine Glimmentladung
anzuregen, während gleichzeitig zur Veränderung der Durchflußgeschwindigkeit des PH„/He-Gases ein Vorgang
der allmählichen Veränderung der Öffnung des Ventils 1319 in Übereinstimmung mit einer vorher entworfenen
Kurve der Änderungsgeschwindigkeit nach einem manuellen Verfahren oder mittels eines Motors mit Außenantrieb
durchgeführt wird, wodurch die Verteilungskonzentration der Phosphoratome (P), die in der gebildeten Schicht
25 enthalten sein sollen, reguliert wird.
In der vorstehend beschriebenen Weise wird auf dem Träger 1337 zuerst ein Phosphoratome und Sauerstoffatome-
enthaltender Schichtbereich (P, 0) gebildet. 30
Während dieses Vorgangs kann die Einleitung von PH»/He
in die Reaktionskammer 1301 durch Schließen der Ventile des entsprechenden Gaseinlaßrohrs beendet werden,
wodurch die Schichtdicke des Phosphoratome enthaltenden Schichtbereichs in der gewünschten Weise frei reguliert
werden kann.
- 53 - DE 2861
Nachdem der Phosphoratome und Sauerstoffatome enthaltende
Schichtbereich (P, O) in der vorstehend beschriebenen Weise mit einer gewünschten Schichtdicke gebildet
wurde, wird das Ausströmventil 1319 geschlossen, und die Glimmentladung wird anschließend für eine gewünschte
Zeitdauer fortgesetzt, was dazu führt, daß auf dem Phosphoratome und Sauerstoffatome enthaltenden Schichtbereich
(P, 0) ein Schichtbereich (O)9 der keine Phosphoratome
enthält, jedoch Sauerstoffatome enthält, mit einer gewünschten Dicke gebildet wird, wodurch
die Bildung der ersten amorphen Schicht (I) beendet wird»
Wenn in die erste amorphe Schicht (I) Halogenatome (χ) eingebaut werden sollen, wird zu den für die Bildung
der einzelnen, vorstehend erwähnten Schichten eingesetzten Gasen außerdem beispielsweise SiF./He zugegeben
und in die Reaktionskammer 1301 eingeleitet=
Des weiteren kann die Schichtbildungsgeschwindigkeit in Abhängigkeit von den für die Bildung der amorphen
Schicht gewählten Gasspezies erhöht werden» Wenn die Schichtbildung beispielsweise unter Verwendung von
Si2H_-Gas anstelle von SiH.-Gas durchgeführt wird,
^° kann die Schichtbildungsgeschwindigkeit auf ein M ehrfaches
oder in noch höherem Maße erhöht werden, wodurch die Produktivität verbessert wird»
Auf einer ersten amorphen Schicht (I) kann eine zweite
amorphe Schicht (II) beispielsweise nach dem folgenden Verfahren gebildet werden. Zuerst wird die Blende
1342 geöffnet. Alle Gaszuführungsventile werden einmal geschlossen, und die Reaktionskammer 1301 wird durch
vollständige Öffnung des Hauptventils 1334 evakuiert» 35
- 54 - DE 2861
Auf die Elektrode 1341, an die eine Hochspannung angelegt werden kann, werden zuvor Targets mit einer hochreinen
Silicium-Scheibe 1342-1 und einer hochreinen Graphit-Scheibe 1342-2, die mit einem gewünschten Flächenverhältnis
angeordnet sind, aufgebracht. Aus der Gasbombe 1305 wird SiF4/He-Gas in die Reaktionskammer 1301
eingeleitet, und das Hauptventil 1334 wird so eingestellt, daß der Innendruck in der Reaktionskammer
einen Wert von 0,067 bis 1,3 mbar erreicht. Die Hochspannungs-Stromquelle
wird eingeschaltet, und die Targets werden einer Zerstäubung unterzogen, wodurch
auf einer ersten amorphen Schicht (I) eine zweite amorphe Schicht (II) gebildet werden kann.
1^ Ein anderes Verfahren für die Bildung einer zweiten
amorphen Schicht (II) besteht darin, daß mit der gleichen Ventilbetätigung wie im Fall der Bildung der ersten
amorphen Schicht (I) beispielsweise SiH4-GaS, SiF4-GaS
und C2H4-GaS, die gegebenenfalls mit einem verdünnenden
Gas wie He verdünnt sind, in die Reaktionskammer 1301 hineinströmen gelassen werden und daß in der Reaktionskammer 1301 unter den gewünschten Bedingungen eine
Glimmentladung angeregt wird.
^° Natürlich werden alle Ausströmventile mit Ausnahme
der Ausströmventile, die für die bei der Bildung der einzelnen Schichten eingesetzten Gase notwendig sind,
geschlossen, und um zu verhindern, daß die bei der Bildung der vorherigen Schicht eingesetzten Gase während
der Bildung der einzelnen Schichten in den Rohrleitungen von den Ausströmventilen 1317 bis 1321 zu der Reaktionskammer 1301 verbleiben, kann ein Verfahren durchgeführt
werden, bei dem das System einmal bis zur Erzielung eines hohen Vakuums evakuiert wird, indem die Ausströmventile
1317 bis 1321 geschlossen werden und das Hilfs-
- 55 - DE 2861
ventil 1332 bei vollständiger Öffnung des Hauptventils 1334 geöffnet wird.
Der Gehalt der Kohlenstoffatome, die in der zweiten
amorphen Schicht (II) enthalten sein sollen, kann in der gewünschten Weise reguliert werden, indem man
beispielsweise das Durchflußgeschwindigkeitsverhältnis von SiH^-GaS=C0H71-GaS9
die in die Reaktionskammer 1301 einzulei-
die in die Reaktionskammer 1301 einzulei-
ten sind, verändert oder indem man im Fall der Schichtbildung durch ein Zerstäubungsverfahren das
Zerstäübungsflächenverhältnis der Silicium-Scheibe zu der Graphit-Scheibe bei der Bildung eines Targets
oder das Mischungsverhältnis von Siliciumpulver zu Graphitpulver beim Formen eines Targets verändert.
Der Gehalt der Halogenatome (X), die in der zweiten amorphen Schicht (II) enthalten sein sollen, kann
reguliert werden, indem man die Durchflußgeschwindigkeit eines gasförmigen Ausgangsmaterials für die Einführung
von Halogenatomen, beispielsweise SiF.-Gas, das in die Reaktionskammer 1301 eingeleitet wird, reguliert,,
Das erfindungsgemäße, fotoleitfahige Aufzeichnungselement,
das so gestaltet ist, daß es einen Schichtaufbau hat, wie er vorstehend beschrieben wurde, kann alle
Probleme überwinden, die vorstehend erwähnt wurden, und zeigt hervorragende elektrische, optische und
Fotoleitfähigkeitseigenschaften und gute Eigenschaften
30
u bezüglich der Beeinflussung durch Umgebungsbedingungen
u bezüglich der Beeinflussung durch Umgebungsbedingungen
bei der Verwendung»
Das erfindungsgemäße, fotoleitfähige Aufzeichnungselement
zeigt besonders in dem Fall, daß es als Bilderzeugungselement für elektrofotografische Zwecke eingesetzt
-:- - 33G9627
- 56 - DE 2861
wird, eine hervorragende Befähigung zum Beibehalten der Ladung bei der Ladungsbehandlung, ohne daß irgendeine
Beeinflussung der Bilderzeugung durch ein Restpotential vorhanden ist, stabile, elektrische Eigenschäften
mit einer hohen Empfindlichkeit und einem hohen S/N-Verhältnis sowie eine ausgezeichnete Beständigkeit
gegenüber der Licht-Ermüdung und hat bei wiederholter Verwendung ausgezeichnete Eigenschaften, wodurch
es ermöglicht wird, Bilder mit hoher Qualität zu erhalten,
die eine hohe Dichte, einen klaren Halbton und eine hohe Auflösung zeigen.
O ■? Cf
■4 Π
- 57 - DE 2861
1 Beispiel 1
Mittels der in Fig. 12 gezeigten Vorrichtung wurden auf einem zylindrischen Aluminium-Schichtträger Schichten
gebildet, wobei der Gehalt des Phosphors (P) in der Schicht als Parameter verändert wurde» Die
gemeinsamen Bedingungen werden in Tabelle IA gezeigt«
Tabelle 2A zeigt die Verteilungskonzentrationen des in der amorphen Schicht enthaltenen Phosphors in
einzelnen Lagen in der Richtung der Schichtdicke,
von der Oberfläche des Schichtträgers aus gerechnet, und die Ergebnisse der Bewertung der elektrofotografischen
Eigenschaften der erhaltenen Proben.
Die hergestellten Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke wurden in umfassender Weise
im Hinblick darauf bewertet, ob die Dichtes die Auflösung
und die Reproduzierbarkeit der Wiedergabe von Halbtönen bei den Bildern, die auf einem BiIdempfangsmaterial
aus Papier sichtbar gemacht wurden, nachdem eine Reihe von elektrofotografischen Verfahren,
die jeweils aus einer Ladung, einer bildmäßigen Belichtung, einer Entwicklung und einer Übertragung bestanden,
durchgeführt worden war, gut oder schlecht waren«
co
ο
ο
to
to O
CJi
.Bedingungen
Schichtaufbau
Verwendete
Gase
Gase
Durchflußgeschwindigkeit
(Normern /min)
3urchflußgeächwindigceitsverlältnis
Schichtbildur.gsgeschwindigkeit (nm/s)
Entiadungsleistung
(W/cm2) Temperatur Druck
des Schicht-während
des Schicht-während
tracers
(0C)
(0C)
der
Reaktion
(mbar)
(mbar)
Dntladungs-Erequenz
(MHz)
(MHz)
Schicht
bereich
(V)
bereich
(V)
SiH4/He=l
PH,/He
=1x10 ■
=1x10 ■
NO
Amorphe
Schicht
Schicht
Schicht-)ereich
(B)
(B)
SiH4/He=l
NO
NO
SiH
4 =200
=in
le-ber Vfeise
verändert
NO/SiHA = 3xlO~2
1,6
0,2 250
0,67
13,56
SiH
4 200
NO/SiH, = 3x10"
Dicke des Schichtbereichs (B) T =
CO GO CD CO CD NJ
-J
DE 2861
| \Lage, von der Ober- Xfläche des Schicht- ^^rägers aus ge- Jt-TQDe i\rQ ^s: (JJm) |
0 | 0,1 | 0,2 | 0,5 | 1,0 | 2,0 | 3,0 | M | 5,0 | fewer- fcusg |
| A 101 | 100 | 100 | 100 | 100 | 65 | 20 | 10 | 10 | 10 | O |
| A 102 | 200 | 200 | 200 | 120 | 75 | 0 | 0 | 0 | 0 | O |
| A 103 | 200 | 200 | 95 | 86 | 76 | 34 | 15 | 10 | 10 | © |
| A 104 | 200 | 180 | 165 | 130 | 96 | 27 | 12 | 10 | 10 | © |
| A 105 | 300 | 270 | 240 | 172 | 116 | 0 | 0 | 0 | 0 | O |
| A 106 | 500 | 390 | 200 | 75 | 25 | 12 | 10 | 10 | 10 | © |
| A 107 | 100 | 100 | 99 | 97 | 96 | 77 | 55 | 32 | 10 | Δ |
| A 108 | 200 | 200 | 200 | 98 | 96 | 78 | 55 | 32 | 10 | O |
| A 109 | 200 | 200 | 200 | 49 | 48 | 39 | 29 | 20 | 10 | © |
| A 111 | 100 | 99 | 99 | 97 | 95 | 75 | 50 | 25 | 0 | O |
| A 112 | 200 | 198 | 196 | 190 | 180 | 100 | 0 | 0 | 0 | Δ |
| A 113 | 200 | 180 | 160 | 100 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | O |
| A 114 | 500 | 250 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | O |
| A 115 | 500 | 250 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | © |
| A 116 | 100 | 90 | 85 | 55 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | O |
Die Warte in der Taballe bezeichnen die jeweiligen Verteilungskanze^trstioaeR (Ätem==ppm) des Phosphors
© ϊ ausgezeichnet
O ; gut ^ >
für die prsktischa Verwendung geeignet
- 60 - DE 2861
1 Beispiel 2
Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke mit dem gleichen Schichtaufbau wie die in Beispiel
1 gezeigten Proben Nr. A 101 bis Nr. A 115 wurden unter Verwendung von Si H /He-Gas anstelle von SiH /He-Gas
unter den in Tabelle 3A gezeigten Bedingungen hergestellt und in der gleichen Weise bewertet. Die
Ergebnisse werden in Tabelle 4A gezeigt.
In Tabelle 4A bedeutet die Probe Nr. A 201 eine Probe mit dem gleichen Schichtaufbau wie die Probe Nr.
A 101 in Tabelle 2A. (Entsprechendes gilt für die Proben Nr. A 202 bis Nr. A 215).
co
ο
ο
cn
cn cn
Badingungen
Schichtaufbau
Durchfluggeschwindigkeit (Norman /min)
urchflußgeschwindigceitsverlältnis
Echichtbildungs geschvän
digkeit (nm/s)
Entladungs leistung
(W/an2)
Verwendete
Gase
Gase
Teirperatur
des S
tracers
0
des S
tracers
0
Druck
Schicht-fwährend
Schicht-fwährend
der
Reaktion
Önbar)
c
(0C)
(0C)
pntladungs
Erequenz
(MHz)
Erequenz
(MHz)
ie
Schicht
Schicht
Schicht
bereich
(V)
Si„H,/He=l
λ ο
λ ο
SiH
PH„/He
= 1x10
= 1x10
NO
4 =200
=in geeist
neter Dfeise verändert
5,0
26 = 3xlO~2
Si2H6/He=l
NO
SiH
4 =200
= 3xlO
~2 250
0,67
13,56
-J σ ;
Dicke des Schieb tbsrei chs (B) T = 20 pra
CD 0 0 0 I
00
GO CD CO
cn
DE 2861
| Probe . Nr. |
•A201 | A202 | A203 | Λ204 | A205 | A206 | A207 | A208 | A209 |
| Bewer tung |
O | O | ® | © | O | ® | Δ | O | © |
| Probe Nr. |
A210 | A211 | A212 | A213 | A214 | A215 | |||
| Bewer^ tung |
O | Δ | O | O | © | O |
Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke, die den gleichen Schichtaufbau wie die Proben Nr.
A 103, A 104, A 106, A 109 und A 115 von Beispiel 1 hatten, wurden hergestellt, . wobei zusätzlich zu
SiH./He-Gas SiF /He-Gas eingesetzt wurde. Während dieser Verfahrensweisen wurde das Mischungsverhältnis
von SiH.-Gas zu SiFrGas so gewählt, daß das Verhältnis
/SiF4/(SiH"4+SiF4)7 30 Volumen-% betrug, wobei ansonsten
die gleichen Herstellungsbedingungen und Verfahrensweisen wie in Beispiel 1 angewandt wurden. Die auf
diese Weise erhaltenen Bilderzeugungselemente wurden für die Bilderzeugung auf Bildempfangsmaterialien
aus Papier in einer Reihe von elektrofotografischen Verfahren eingesetzt und in der gleichen Weise wie
in Beispiel 1 bewertet. Als Ergebnis wurde festgestellt, daß das erzeugte Bild bei jeder Probe eine
hohe Dichte sowie eine hohe Auflösung zeigte und auch hinsichtlich der Reproduzierbarkeit der Wiedergabe
- von Halbtönen hervorragend war.
QQi!
- 63 - DE 2861
1 Beispiel 4
Bilderzeugungselemente wurden nach genau dem gleichen Verfahren unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel
1 bzw. Beispiel 2 hergestellt, wobei jedoch als Schichtbildungsbedingungen während der Bildung des Schichtbereichs
(B) im Beispiel 1 die in Tabelle 5A gezeigten Bedingungen 1, 2 bzw. 4 und während der Bildung des
Schichtbereichs (B) im Beispiel 2 die in Tabelle 5A gezeigten Bedingungen 3 angewandt wurden. Die
Bewertung wurde nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 durchgeführt„ Als Ergebnis wurden bezüglich
der Bildqualität und der Haltbarkeit bei den einzelnen Proben gute Ergebnisse erhalten.
- 64 Tabelle 5A
DE 2861
| Bedin gungen |
Verv/endete Gase |
Durchfluß- geschwin^ digkeit . (Nontircm / inin) |
Durchflußge- schrnndigkeits- verhältnis |
Schicht« dicke (μα) |
| SiH./He=I 4 |
SiH =200 4 |
BoH,/SiH.=2xl0~5 2 6 4 |
||
| 1 | B0H,/He=IxIO"2 Z 0 |
NO/SiH.=3xlO~2 4 |
15 | |
| NO | ||||
| SiH4/He=I | SiH4=200 | B_H,/SiH.=lxlO~5 2 6 4 |
||
| 2 | BoH,/He=lxl0~2 Z ο |
NO/SiH4=3xl0~2 | 15 | |
| NO | ||||
| Si2H6/He=l | Si„H,=170 Z ο |
B_H,/Si„H,=3xlO~4 Zo Zo |
||
| 3 | BoH,/He=lxl0~2 ζ ο |
NO/Si„H,=3xlO~2 Z D |
10 | |
| NO | ||||
| SiH4/He=l | V OiCl * Tui.r / J | SiH4/SiF4=8/2 | ||
| A | SiF4/He=l BoH,/He=lxl0"2 |
= 100 | 26 X ^ς1 4 = 2x10 |
15 |
| NO | NO/(SiH,+SiF.) -2 = 3x10 |
- 65 - DE 2861
1 Beispiel 5
Mittels der in Fig* 13 gezeigten Vorrichtung wurden auf
einem zylindrischen Aluminium-Schichtträger Schichten gebildet, wobei der Gehalt des Phosphors (P) in dem
Schichtbereich (V) als Parameter verändert wurde. Die gemeinsamen Bedingungen werden in Tabelle iß gezeigt»
Tabelle 2B zeigt die Verteilungskonzentrationen des in
dem am Aufbau der ersten amorphen Schicht (I) beteiligten Schichtbereich (V) enthaltenen Phosphors in einzelnen
Lagen in der Richtung der Schichtdicke, von der Oberfläche des Schichtträgers aus gerechnet, und die
Ergebnisse der Bewertung der elektrofotografischen Eigenschaften der erhaltenen Proben.
Die hergestellten Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke wurden in umfassender Weise im
Hinblick darauf bewertet, ob die Dichte, die Auflösung und die Reproduzierbarkeit der Wiedergabe von Halbtönen
bei den Bildern, die auf einem Bildempfangsmaterial aus Papier sichtbar gemacht wurden, nachdem eine Reihe von
elektrofotografischen Verfahren, die jeweils aus einer Ladung, einer bildmäßigen Belichtung, einer Entwicklung
und einer Übertragung bestanden, durchgeführt worden
25 war, gut oder schlecht waren.
DE 2861
| 1 | \lteclingungen | Schicht- Bereich (V) |
Ver~..- · | Ar | Tabelle 1 B | Durchflußge- | NO/SiH4= 3x10 | Entla | Schicht |
| wendete | Durch- | ■schwindigkeits- | dungs- | dicke | |||||
| \ | Gase | flußge | •verhältnis | leistung (W/aii ) |
(pm) | ||||
| Schicht-\ | schwin- digkeii |
Si-Scheibe: | |||||||
| aufbau N. | (Norm- | ) | Graphit | ||||||
| 5 | Schicht- | SiH4/He | cm /mir | PH3/SiH4 = in geeigneter ifeise verändert |
= 1,5 : 8,5 | 0,18 | in ge eigneter Vfeise ver ändert |
||
| Bereich | PH_/He | SiH4 = 200 |
(Flächenver | ||||||
| 10 | (B) | = 10 l | NO/SiH,= 3xlO~2 | hältnis) | |||||
| taorphe | |||||||||
| Schicht | Amorphe Schicht | NO | |||||||
| (I) | (II) | _2 | |||||||
| SiH,/He | |||||||||
| = 1 | SiH. 4 |
0,18 | 20 | ||||||
| 15 | NO | = 200 | |||||||
| 200 | o,3 | 0,5 | |||||||
| 20 | |||||||||
Tertperatur des Al-Schichtträgers: 25O°C
Entladungsfrequenz: 13,56 MHz
Innendruck in der Feakticnskairaner:
Amorphe Schicht (I) 0,4 iribar Amorphe Schicht (II) 0,27 rribar
TafoaXle 2B
DE 2861
| \ Lage, von der über- Xjläche des Schicht- ^trägers aus ge- Prebe t^T^1^ |
0 | 0,1 | 0,2 | 0,5 | 1,0 | 2,0 | 3,0 | 4,0 | 5,0 | Bewer- tung |
| B 101 | 100 | 100 | 100 | 100 | 65 | 20 | 10 | 10 | 10 | O |
| B 102 | 200 | 200 | 200 | 120 | 75 | 0 | 0 | 0 | 0 | O |
| B 103 | 200 | 200 | 95 | 86 | 76 | 34 | 15 | 10 | 10 | © |
| B 104 | 200 | 180 | 165 | 130 | 96 | 27 | 12 | 10 | 10 | © |
| B 105 | 300 | 270 | 240 | 172 | 116 | 0 | 0 | 0 | 0 | O |
| B 106 | 500 | 390 | 200 | 75 | 25 | 12 | 10 | 10 | 10 | © |
| B 107 . | 100 | 100 | 99 | 97 | 96 | 77 | 55 | 32 | 10 | Δ |
| B 108 | 200 | 200 | 200 | 98 | 96 | 78 | 55 | 32 | 10 | O |
| B 109 | 200 | 200 | 200 | 49 | 48 | 39 | 29 | 20 | 10 | ® |
| B 111 | 100 | 99 | 99 | 97 | 95 | 75 | 50 | 25 | 0 | O |
| B 112 | 200 | 198 | 196 | 190 | 180 | 100 | 0 | 0 | 0 | Δ |
| B 113 | 200 | 180 | 160 | 100 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | O |
| B 114 | 500 | 250 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | O |
| B 115 | 500 | 250 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | ® |
| B 116 | 100 | 90 | 85 | 55 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | O |
Die Warte in der Tabelle bezeichnen die jeweiligen Verteilungskonzentrsticijen (Ätem-ppm) des Phosphors»
@ ί ausgezeichnet O ' gut
^ i für die praktische Verwendung geeignet
- 68 - DE 2861
1 Beispiel 6
Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke mit dem gleichen Schichtaufbau wie die in Beispiel
5 gezeigten Proben Nr. B 101 bis Nr. B 115 wurden unter Verwendung von Si Hfi/He-Gas anstelle von SiU./Ue-Gas
unter den in Tabelle 3b gezeigten Bedingungen hergestellt und in der gleichen Weise bewertet. Die
Ergebnisse werden in Tabelle 4B gezeigt.
In Tabelle 4B bedeutet die Probe Nr. B 201 eine Probe mit dem gleichen Schichtaufbau wie die Probe Nr.
B 101 in Tabelle 2B. (Entsprechendes gilt für die Proben Nr. B202 bis Nr. B 215).
ω ο
fco ο
σι
σι
| ~\ Bedingungen 3chicht-\ aufbau \. |
Schicht- bsreich (V) |
Verwendete Gase |
Durch-1 flußge- schwin- digkeit (Norm- cm /min |
Durchfluß- geschwin- digkeits- verhältnis ) |
Schicht- bildungs- geschxvin- digkeit (nrn/s) |
Eltladungs leistung (W/an ) |
Druck während der Reaktion (rrbar) |
| irrorphe Schicht (I) |
Schicht- gereich PB) |
Si„H,/He=l Z D PH3/He = lxlO~2 NO |
Si2H6 =200 |
PH3/Si2H6 = in ge^ eigneter Weise ver ändert NO/Si2H6 = 3xlO~2 |
5P0 | 1 | 0,67 |
| Si2H6/He=l NO |
Si2H6 =200 |
NO/S x2'H6 = 3xlO~2 |
ti η |
It | Il |
DE 2861
Bewertung
Probe Nr.
B201
B202
B203
B204
B205
B207
B208
B209
Probe
B210
B211
B212
B213
B214
Bewertung
Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke, die den gleichen Schichtaufbau wie die Proben Nr.
B 103, B 104, B 106, B 109 und B 115 von Beispiel 5 hatten, wurden hergestellt,, wobei zusätzlich zu
SiH./He-Gas SiF /He-Gas eingesetzt wurde. Während dieser Verfahrensweisen wurde das Mischungsverhältnis
von SiH4-GaS zu SiF^Gas so gewählt, daß das Verhältnis
/SiF4/(SiH^SiF4)J 30 Volumen-% betrug, wobei ansonsten
die gleichen Herstellungsbedingungen und Verfahrensweisen wie in Beispiel 5 angewandt wurden. Die auf
diese Weise erhaltenen Bilderzeugungselemente wurden für die Bilderzeugung auf Bildempfangsmaterialien
aus Papier in einer Reihe von elektrofotografischen Verfahren eingesetzt und in der gleichen Weise wie
in Beispiel 5 bewertet. Als Ergebnis wurde festgestellt, daß das erzeugte Bild bei jeder Probe eine
hohe Dichte sowie eine hohe Auflösung zeigte und auch hinsichtlich der Reproduzierbarkeit der Wiedergabe
von Halbtönen hervorragend war.
•ι Ο <■
- 71 -
1 Beispiel 8
Bilderzeugungselemente wurden nach genau dem gleichen Verfahren unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel
5 bzw« Beispiel 6 hergestellt, wobei jedoch als Schichtbildungsbedingungen während der Bildung des Schichtbereichs
(B) im Beispiel 5 die in Tabelle 5B gezeigten Bedingungen 1, 2 bzw. 4 und während der Bildung des
Schichtbereichs (B) im Beispiel 6 die in Tabelle 5B gezeigten Bedingungen 3 angewandt wurden» Die
Bewertung wurde nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 5 durchgeführt. Als Ergebnis wurden bezüglich
der Bildqualität und der Haltbarkeit bei den einzelnen Proben gute Ergebnisse erhalten.
- 72 Tabelle 5B
| Bedin gungen |
Verwendete Gase |
Durchfluß geschwin digkeit - (Norm-cm / inin) |
Durchflußge schwindigkeits verhältnis |
Schicht dicke (>m) |
| 1 | SiH,/He=l B„H./He=lxlO"2 Z O NO |
SiH4=200 | B„H,/SiH,=2xlO~5 t 0 4 NO/SiH4=3xl0~2 |
15 |
| 2 | SXH4/He=I B2H6/He=lxl0~2 NO |
SiH4=200 | BoH./SiH,=lxl0"5 NO/SiH4=3xl0~2 |
15 |
| 3 | Si2H6/He=l B0H-/He=IxIO"2 Z O NO |
Si„H,=170 L D |
B2H6/Si2H6=3xl0~4 NO/Si„Hn=3xl0"2 |
10 |
| 4 | SiH4/He=I SiF4/He=l B„H,/He=lxlO~2 Z O NO |
SiH,+SiF, 4 4 = 100 |
SiH4/SiF4=8/2 B9H,/(SiH.+SiF,) ZO 4 _ 4 = 2x10" NO/(SiH,+SiF,) -2 = 3x10 |
15 I |
- 73 - DE 2861 1 Beispiel 9
Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke wurden unter den gleichen Bedingungen und nach dem
gleichen Verfahren wie in Beispiel 5 bzw, 6 hergestellt, wobei jedoch die Bedingungen für die Herstellung
der amorphen Schicht (II) in der in Tabelle 6B gezeigten Weise verändert wurden.
Die auf diese Weise erhaltenen Bilderzeugungselemente wurden in eine Ladungs-Belichtungs-Entwicklungsvorrichtung
hineingebracht, 0,2 s lang einer Koronaladung mit -5,0 kV unterzogen und unmittelbar danach mit
einem Lichtbild bestrahlt» Als Lichtquelle wurde eine Wolframlampe verwendet, und die Bestrahlung
wurde mit 1,0 lx.s unter Anwendung einer lichtdurchlässigen Testkarte durchgeführt»
Unmittelbar danach wurde ein positiv geladener Entwickler,
der Toner und Tonerträger enthielt, kaskadenfö'rmig auf die Oberfläche des Bilderzeugungselements auftreffen
gelassen, wodurch auf dieser Oberfläche ein gutes Tonerbild erhalten wurde,
Das auf diese Weise erhaltene Tonerbild wurde einmal
mit einer Kautschukklinge gereinigt, und die vorstehend beschriebenen Bilderzeugungs- und Reinigungsschritte
wurden wiederholt. Auch nach lOO.OOOmaliger oder
. öfterer Wiederholung wurde bei keinem der Bilderzeu-
ou gungselemente für elektrofotografische Zwecke eine
Verschlechterung der Bilder beobachtet»
- 74 Tabelle 6 B
DE 2861
| Bedin gungen |
Ver wendete Gase |
Durch- flußge schwin dig- keit Nortn~ rn^/min |
Target-Flächen- -verhältnis -Si-Scheibe:Graphi ) |
Entladungs- leistung ' (Wear) |
Schicht dicke (>m) |
| 1 | Ar | 200 | 0,5 : 9,5 | 0,3 | 0,3 |
| 2 | Ar | 200 | 6 : 4 | 0,3 | 1/0 |
- 75 -
DE 2861
1 Beispiel 10
Bilderzeugungselemente (Proben Nr„ B 601 bis B 607)
wurden nach dem gleichen Verfahren wie im Fall der Proben Nr. B 102, B 104s B 105, B 106, B 109, B 113
bzw. B 114 in Beispiel 5 hergestellt, wobei jedoch das Verhältnis des Gehalts der Siliciumatome zu dem
Gehalt der Kohlenstoffatome in der amorphen Schicht (II) verändert wurde, indem das während der Bildung
der amorphen Schicht (II) angewandte Flächenverhältnis von Silicium-Scheibe zu Graphit verändert wurde.
Mit jedem der auf diese Weise hergestellten Bilderzeugungselemente
wurden die in Beispiel 5 beschriebenen Bilderzeugungs-, Entwicklungs- und Reinigungsschritte
etwa 50.000mal wiederholt, worauf eine Bewertung der Bildqualität durchgeführt wurde, bei der die
in Tabelle 7B gezeigten Ergebnisse erhalten wurden.
| Probs Nr0 | B601 | B602 | B603 | B604 | B605 | B606 | B607 |
| Sl. s C Target (Flächen verhältnis) |
9:1 | 6,5:3,5 | 4:6 | 2:8 | 1:9 | 0,5:9,5 | 0,2:9,8 |
| Si s C (Gehalts- verhältnis) |
9,7:0,3 | 8,8:1,2 | 7,3:2,7 | 4,8:5,2 | 3:7 | 2:8 | 0,8:9,2 |
| Bewertung der Bild qualität |
Δ | O | © | © | O | Δ | X |
@ : sehr gut Q ; gut
Δ : für die praktische Verwendung hinreichend
X s geringfügige Erzeugung von Bildfehlern
DE 2861
1 Beispiel
Die einzelnen Bilderzeugungselemente (Proben Nr.
B 701 bis B 704) wurden nach dem gleichen Verfahren wie bei der Herstellung der Probe Nr. B 103 in Beispiel 5 hergestellt, wobei jedoch die Schichtdicke der amorphen Schicht (II) verändert wurde. Mit jeder Probe wurden die in Beispiel 5 beschriebenen Bilderzeugungs-, Entwicklungs- und Reinigungsschritte wiederholt, wobei die nachstehend gezeigten Ergebnisse erhalten wurden.
B 701 bis B 704) wurden nach dem gleichen Verfahren wie bei der Herstellung der Probe Nr. B 103 in Beispiel 5 hergestellt, wobei jedoch die Schichtdicke der amorphen Schicht (II) verändert wurde. Mit jeder Probe wurden die in Beispiel 5 beschriebenen Bilderzeugungs-, Entwicklungs- und Reinigungsschritte wiederholt, wobei die nachstehend gezeigten Ergebnisse erhalten wurden.
| Probe Nr. |
Dicke der amor phen Schicht (II) (pn) |
Ergebnisse |
| B 701 | 0,001 | Neigung zum Auftreten von Bild fehlem |
| B 702 | 0,02 | keine Bildfehler während 20.000 Wiederholungen |
| B 703 | 0,05 | stabil während 50.000 oder mehr Wiederholungen |
| B 704 | 1 | stabil während 200.000 oder mehr Wiederholungen |
_ 77 _ DE 2861
1 Beispiel
Mittels der in Fig» I3 gezeigten Vorrichtung wurden auf
einem zylindrischen Aluminium-Schichtträger Schichten gebildet, wobei der Gehalt des Phosphors (P) in dem
Schichtbereich (V) als Parameter verändert wurde,, Die
gemeinsamen Bedingungen werden in Tabelle IC gezeigte
Tabelle 2 C zeigt die Verteilungskonzentrationen des in dem am Aufbau der ersten amorphen Schicht (I) beteiligten
Schichtbereich (V) enthaltenen Phosphors in einzelnen Lagen in der Richtung der Schichtdicke, von der
Oberfläche des Schichtträgers aus gerechnet, und die Ergebnisse der Bewertung der elektrofotografischen
Eigenschaften der erhaltenen Proben.
Die hergestellten Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke wurden in umfassender Weise im
Hinblick darauf bewertet, ob die Dichte, die Auflösung und die Reproduzierbarkeit der Wiedergabe von Halbtönen
bei den Bildern, die auf einem Bildempfangsmaterial aus Papier sichtbar gemacht wurden, nachdem eine Reihe von
elektrofotografischen Verfahren, die jeweils aus einer Ladung, einer bildmäßigen Belichtung, einer Entwicklung
und einer Übertragung bestanden, durchgeführt worden
25 war, gut oder schlecht waren»
DE 2861
rfchichtaufbau
spedingungen
toorphe
Schicht
(D
Schicht
(D
Schichtaereich
(V)
(V)
ichicht·
bereich
(B)
bereich
(B)
\morphe Schicht] SiH4 /He
0,5
0,5
(ID
Ver~.. ■ · burchwendete
Gase
flußge· schwindigkeits-
schwin
digkeil
(Norm-
cnr/miij)
SiH4/He
= 1
= 1
PH /He
-2
= 10 Δ
NO
SiH4/He
NO
= 200
PH3/SiH4
= in geeigneter ifeise verändert
SiH. 4
= 200
SiH
4 100
Durchflußge-
schwindigkc
•Verhältnis
NO/SiH4= 3x10
N0/SiH4= 3x10
SiH4:C2H4=3:7
Entladungsleistung (W/oti )
0,18
0,18
0,18
Schichtdicke (pn)
in geeigneter Vfeise verändert
20
0,5
Teitperatur des Al-Schichtträgers: 25O°C
Entladungsfrequenz: 13,56 MHz
Innendruck in der Eeakticns-
kairmer: Amorphe Schicht (I) 0,4 iribar
Amorphe Schicht (II) 0,27 mbar
DE 2861
| \Lage, von der über- \fläche des Schicht- ^trägers aus ge- jTiVjüjt« IVi0 ^s. (um) |
0 | 0,1 | 0,2 | 0,5 | 1,0 | 2,0 | 3,0 | 4,0 | 5,0 | Bewer tung |
| C 101 | 100 | 100 | 100 | 100 | 65 | 20 | 10 | 10 | 10 | O |
| C 102 | 200 | 200 | 200 | 120 | 75 | 0 | 0 | 0 | 0 | O |
| C 103 | 200 | 200 | 95 | 86 | 76 | 34 | 15 | 10 | 10 | © |
| C 104 | 200 | 180 | 165 | 130 | 96 | 27 | 12 | 10 | 10 | © |
| C 105 | 300 | 270 | 240 | 172 | 116 | 0 | 0 | 0 | 0 | O |
| C 106 | 500 | 390 | 200 | 75 | 25 | 12 | 10 | 10 | 10 | © |
| C 107 | 100 | 100 | 99 | 97 | 96 | 77 | 55 | 32 | 10 | Δ |
| C 108 | 200 | 200 | 200 | 98 | 96 | 78 | 55 | 32 | 10 | O |
| C 109 | 200 | 200 | 200 | 49 | 48 | 39 | 29 | 20 | 10 | © |
| C 111 | 100 | 99 | 99 | 97 | 95 | 75 | 50 | 25 | 0 | O |
| C 112 | 200 | 198 | 196 | 190 | 180 | 100 | 0 | 0 | 0 | Δ |
| C 113 | 200 | 180 | 160 | 100 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | O |
| C 114 | 500 | 250 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | O |
| C 115 | 500 | 250 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | © |
| C 116 | 100 | 90 | 85 | 55 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | O |
Die Wsrte in der Tabelle bezeichnen die jeweiligen Vertexlvoigskonzentratlonen (Ätem=-ppm) des Phosphors,
© ? ausgezeichnet O ; gut ^ t für die praktische Verwendung geeignet
- 80 - DF! P861
1 Beispiel 13
Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke
mit dem gleichen Schichtaufbau wie die in Beispiel 12 gezeigten Proben Nr. C 101 bis Nr. C 115 wurden
unter Verwendung von Si Hg/He-Gas anstelle von SiH./He-Gas
unter den in Tabelle 3C gezeigten Bedingungen hergestellt und in der gleichen Weise bewertet. Die
Ergebnisse werden in Tabelle 4C gezeigt.
In Tabelle 4 C bedeutet die Probe Nr. C 201 eine Probe
mit dem gleichen Schichtaufbau wie die Probe Nr. C 101 in Tabelle 2C. (Entsprechendes gilt für die
Proben Nr. C 202 bis Nr. C 215).
ω
ο
. CF
to
O
labeile 3C
| V Bedingungen ichicht-Ν. mfbau n. |
Schicht- sereich (V) |
Werv-endetc Gase |
Durdh- fiußqe- scii'.'in- dickeit (r.Qrm- c3nJ/min |
Durchfluß- c-ecchv.'in- dickeitE- verhältnis |
Schi cht- bilüunos- geschvrin- digkeit (nm/s) |
rritladungs- leist^nc |
Druck während der Eeakticn (rrhar) |
| 'imorphe JcMdit (D |
rchicht- Äjreich Γ(Β) |
Si0H,/He=I PH3/He = lxlO"2 NO |
Si2H6 =200 |
PH3ZSi2H6 = in ge eigneter Weise ver ändert NO/Si_H, Z D = 3xlO"2 |
5 ,C | 1 | 0,67 |
| Si„H,/He=l λ ο NO |
Si2H6 =200 |
NO/Si_H, λ ο = 3xl0~2 |
Il I |
It | ■ 1 |
DE 2861
| Probe . Nr. |
C201 | ι C202 |
1 C203 |
C204 | C205 | C206 | C207 | C208 | C209 |
| Bewjer- · bung |
O | O | ® | © | O | © | Δ | O | © |
| Probe Nr. |
C210 | C211 | C212 | C213 | C214 | C215 | |||
| Bewer tung |
O | Δ ι |
O ι |
O | © | O |
Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke, die den gleichen Schichtaufbau wie die Proben Nr.
C 103, C 104, C 106, C 109 und C 115 von Beispiel
12 hatten, wurden hergestellt, . wobei zusätzlich zu SiH./He-Gas SiF4/He-Gas eingesetzt wurde. Während
dieser Verfahrensweisen wurde das Mischungsverhältnis von SiH4-GaS zu SiF-Gas so gewählt, daß das Verhältnis
/SiF4/(SiH^SiF4)J 30 Volumen-% betrug, wobei ansonsten
die gleichen Herstellungsbedingungen und Verfahrensweisen wie in Beispiel 12 angewandt wurden. Die auf
diese Weise erhaltenen Bilderzeugungselemente wurden für die Bilderzeugung auf Bildenipfangsmaterialien
aus Papier in einer Reihe von elektrofotografischen Verfahren eingesetzt und in der gleichen Weise wie
in Beispiel 12 bewertet. Als Ergebnis wurde festgestellt, daß das erzeugte Bild bei jeder Probe eine
hohe Dichte sowie eine hohe Auflösung zeigte und auch hinsichtlich der Reproduzierbarkeit der Wiedergabe
von Halbtönen hervorragend war.
- 83 - DE 2861
1 Beispiel 1,5
Bilderzeugungselemente wurden nach genau dem gleichen
Verfahren unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 12 bzw. Beispiel 13 hergestellt, wobei jedoch als Schichtbildungsbedingungen
während der Bildung des Schichtbereichs (B) im Beispiel 12 die in Tabelle 5C gezeigten
Bedingungen 1, 2 bzw. 4 und während der Bildung des Schichtbereichs (B) im Beispiel 13 die in Tabelle
5C gezeigten Bedingungen 3 angewandt wurden. Die Bewertung wurde nach dem gleichen Verfahren wie in
Beispiel 12durchgeführt. Als Ergebnis wurden bezüglich
der Bildqualität und der Haltbarkeit bei den einzelnen Proben gute Ergebnisse erhalten.
- 84 Tabelle 5C
| Bedin gungen |
Verwendete Gase |
Durchfluß- geschwinri digkeit 3 (Νοπη-αη / min) |
Durchflußge- schv/indigkeits- verhältnis |
Schicht dicke (μα) |
| 1 | SiH4/He=l B„H,/He=lxlO~2 NO |
SiH4=200 | B_H,/SiH.=2xlO~5 Zo 4 NO/SiH4=3xl0"2 |
15 |
| 2 | SiH4/He=l B.H,/He=lxlO"2 / O NO |
SiH4=200 | B2H6/SiH4=lxl0~5 N0/SiH4=3xl0~2 |
15 |
| 3 | Si2H6/He=l B0H,/He=IxIO"2 NO |
SioH,=170 L O |
B2H6/Si2H6=3xl0~4 NO/Si2H6=3xl0"2 |
10 |
| 4 I |
SiH4/He=l SiF4/He=l B„H,/He=lxlO~2 I D NO \ |
SiH.+SiF, 4 4 = 100 |
SiH4:SiF4= 8:2 B_H,/(SiH,+SiF.) I O <* _ 4 = 2x10" NO/(SiH +SiF.) -2 = 3x10 |
15 |
- 85 - DE 2861
1 Beispiel 16
Bilderzeugungselemente fur elektrofotografische Zwecke wurden unter den gleichen Bedingungen und nach dem
gleichen Verfahren wie in Beispiel 12dzw. 13 hergestellt,
wobei jedoch die Bedingungen für die Herstellung der amorphen Schicht (II) in der in Tabelle 6C gezeigten
Weise verändert wurden.
Die auf diese Weise erhaltenen Bilderzeugungselemente wurden in eine Ladungs-Belichtungs-Entwicklungsvorrichtung
hineingebracht, 0,2 s lang einer Koronaladung mit -5,0 kV unterzogen und unmittelbar danach mit
einem Lichtbild bestrahlt. Als Lichtquelle wurde eine Wolframlampe verwendet, und die Bestrahlung
wurde mit 1,0 Ix. s unter Anwendung einer lichtdurchlässigen
Testkarte durchgeführt.
Unmittelbar danach wurde ein positiv geladener Entwickler,
der Toner und Tonerträger enthielt, kaskadenförmig auf die Oberfläche des Bilderzeugungselements auftreffen
gelassen, wodurch auf dieser Oberfläche ein gutes Tonerbild erhalten wurde.
Das auf diese Weise erhaltene Tonerbild wurde einmal mit einer Kautschukklinge gereinigt, und die vorstehend
beschriebenen Bilderzeugung^- und Reinigungsschritte wurden wiederholt. Auch nach lOO.OOOmaliger oder
öfterer Wiederholung wurde bei keinem der Bilderzeu-
QU gungselemente für elektrofotografische Zwecke eine
Verschlechterung der Bilder beobachtet.
- 86 -
DE 2861
Bedingungen
Verwendete Gase
Xirch-"lußgeschwiniigkeit
Durchfluß geschwindigkeitsverhältni
■Entladungsleistung (W/oiT)
Schichtdidce
CnH,
15
SiH4/He=0,5
C2H4
= 100
SiH.:C0H. 4 2 4
= 0,4:9,6
SiH.:C_H. 4 2 4
= 5:5
0,18
O.,18
0,3
DE 2861
1 Beispiel 17
Bilderzeugungselemente (Proben Nr. C 601 bis C'608)
wurden nach dem gleichen Verfahren wie im Fall der Proben Nr. C 102, C 104, C 105, C 106, C 109, C 113 bzw. C 114 in Beispiel 12 hergestellt, wobei jedoch das Verhältnis des Gehalts der Siliciumatome zu dem Gehalt der Kohlenstoffatome in der amorphen Schicht (II) verändert wurdes indem das während der Bildung der amorphen Schicht (II) angewandte Durchflußgeschwindigkeitsverhältnis von SiH4-GaS zu C H4-GaS verändert wurde. Mit jedem der auf diese Weise hergestellten Bilderzeugungselemente wurden die in Beispiel 12 beschriebenen Bilderzeugungs-5 Entwicklungs- und Reinigungsschritte etwa 50.000mal wiederholt, worauf eine Bewertung der Bildqualität durchgeführt wurde, bei der die in Tabelle 7C gezeigten Ergebnisse erhalten wurden.
wurden nach dem gleichen Verfahren wie im Fall der Proben Nr. C 102, C 104, C 105, C 106, C 109, C 113 bzw. C 114 in Beispiel 12 hergestellt, wobei jedoch das Verhältnis des Gehalts der Siliciumatome zu dem Gehalt der Kohlenstoffatome in der amorphen Schicht (II) verändert wurdes indem das während der Bildung der amorphen Schicht (II) angewandte Durchflußgeschwindigkeitsverhältnis von SiH4-GaS zu C H4-GaS verändert wurde. Mit jedem der auf diese Weise hergestellten Bilderzeugungselemente wurden die in Beispiel 12 beschriebenen Bilderzeugungs-5 Entwicklungs- und Reinigungsschritte etwa 50.000mal wiederholt, worauf eine Bewertung der Bildqualität durchgeführt wurde, bei der die in Tabelle 7C gezeigten Ergebnisse erhalten wurden.
Taballe 7C
| Probe Nr. | C601 | C602 | C603 | C604 | C605 | C606 | C607 | C6O0 |
| SiH4SC2H4 (üurchfluß- geschwindig- keitsverhält |
9:1 inis) |
6:4 | 4:6 | 2:8 | 1:9 | 0,5:9,5 | 0,35:9,65 | 0,2:9,8 |
| Si ι C (Gehalts- verhältnis) |
9:1 | 7:3 | 5,5:4,5 | 4:6 | 3:7 | 2:8 | 1,2:8,8 | 0,8:9,2 |
| Bewertung der Bild qualität |
Δ | O | © | ® | © | O | Δ | X |
@ % sehr gut O 5
Δ : für die praktische Verwendung hinreichend
X : geringfügige Erzeugung von Bildfehlern
- 88 -
DE 2861
1 Beispiel
Die einzelnen Bilderzeugungselemente (Proben Nr.
C 701 bis C 704) wurden nach dem gleichen Verfahren wie bei der Herstellung der Probe Ur. C 103 in Beispiel 12 hergestellt, wobei jedoch die Schichtdicke der amorphen Schicht (II) verändert wurde. Mit jeder Probe wurden die in Beispiel 12beschriebenen Bilderzeugungs-, Entwicklungs- und Reinigungsschritte wiederholt, wobei die nachstehend gezeigten Ergebnisse erhalten wurden.
C 701 bis C 704) wurden nach dem gleichen Verfahren wie bei der Herstellung der Probe Ur. C 103 in Beispiel 12 hergestellt, wobei jedoch die Schichtdicke der amorphen Schicht (II) verändert wurde. Mit jeder Probe wurden die in Beispiel 12beschriebenen Bilderzeugungs-, Entwicklungs- und Reinigungsschritte wiederholt, wobei die nachstehend gezeigten Ergebnisse erhalten wurden.
| Probe Nr. |
Dicke der amor phen Schicht (II) (μη) |
Ergebnisse |
| C 701 | 0,001 | Neigung zum Auftreten von Bild fehlern |
| C 702 | 0,02· | keine Bildfehler während 20.000 Wiederholungen |
| C 703 | 0,05 | selbst während 50.000 oder mehr Wiederholungen stabil |
| C 704 | 1 | selbst während 200.000 oder mehr Wiederholungen stabil |
- 89 - DE 2861
1 Beispiel 19
Mittels der in Fig» 13 gezeigten Vorrichtung wurden auf
einem zylindrischen Aluminium-Schichtträger Schichten gebildet, wobei der Gehalt des Phosphors (P) in dem
Schichtbereich (V) als Parameter verändert wurde» Die gemeinsamen Bedingungen werden in Tabelle 1 D gezeigt.
Tabelle 2d zeigt die Verteilungskonzentrationen des in
dem am Aufbau der ersten amorphen Schicht (I) beteiligten
Schichtbereich (V) enthaltenen Phosphors in einzelnen Lagen in der Richtung der Schichtdicke, von der
Oberfläche des Schichtträgers aus gerechnet, und die Ergebnisse der Bewertung der elektrofotografischen
Eigenschaften der erhaltenen Proben,
Die hergestellten Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke wurden in umfassender Weise im
Hinblick darauf bewertet, ob die Dichte, die Auflösung und die Reproduzierbarkeit der Wiedergabe von Halbtönen
bei den Bildern, die auf einem Bildempfangsmaterial aus Papier sichtbar gemacht ivurden, nachdem eine Reihe von
elektrofotografischen Verfahren, die jeweils aus einer
Ladung, einer bildmäßigen Belichtung, einer Entwicklung und einer Übertragung bestanden, durchgeführt worden
25 war, gut oder schlecht waren.
-90-Tabelle 1 D
| \Eedingungen | Schicht- | Ver-..-. ·Ι | burch- | Durchflußge | NO/SiH4= 3x10 | Entla | Schicht | |
| Dereich (V) |
wendete | flußge- | schwindigkeits | dungs- | dicke | |||
| \ | Gase | schwin- digkeil |
verhältnis | leistung WCBi) |
(pm) | |||
| Schicht-\ | (Norm an /mil |
SiH. :SiF.:C0H. | ||||||
| 5 | aufbau \> | ) | = 1,5:1,5:7 | |||||
| SiH^ = 200 |
ΡΗ,/SiH. | in ge | ||||||
| Schicht- | SiH,/He = 1 |
Ύ 4 = in geeigneter Vfeise verändert |
0,18 | eigneter Vfeise ver ändert |
||||
| 10 | bereich | PH_/He | ||||||
| (B) | 3 -2 = 10 Z |
NO/SiH4= 3xlO~2 | ||||||
| !!anorphe | ||||||||
| Sdiicht | 'tororphe ScMcht | NO | ||||||
| (D | (II) | SiH. 4 |
_2 | |||||
| SIH4/He | = 200 | |||||||
| 15 | = 1 | 0,18 | 20 | |||||
| NO | SiH4+ | |||||||
| SiH4/He | SiF4 | |||||||
| = 0,5 | = 150 | |||||||
| 20 | SiF./He | 0,18 | 0,5 | |||||
| = 0,5 | ||||||||
| C2H4 |
Temperatur des Al~Schichtträ"gers: 25O°C
Entladungsfrequenz: 13,56 MHz
Innendruck in der Beaktionskairmer:
Amorphe Schicht (I) 0,4 mbar
Amorphe Schicht (II) 0,27 mbar
| V Lage, von der Über- Xfläche des Schicht- ^^rägers aus ge- Frdbe KrV^O |
0 | 0,1 | 0,2 | 0,5 | 1,0 | 2,0 | 3,0 | 4,0 | 5,0 | Bewer tung |
| D 101 | 100 | 100 | 100 | 100 | 65 | 20 | 10 | 10 | 10 | O |
| D 102 | 200 | 200 | 200 | 12Q | 75 | 0 | 0 | 0 | 0 | O |
| D 103 | 200 | 200 | 95 | 86 | 76 | 34 | 15 | 10 | 10 | © |
| D 104 | 200 | 180 | 165 | 130 | 96 | 27 | 12 | 10 | 10 | ® |
| D 105 | 300 | 270 | 240 | 172 | 116 | 0 | 0 | 0 | 0 | O |
| D 106 | 500 | 390 | 200 | 75 | 25 | 12 | 10 | 10 | 10 | ® |
| D 107 | 100 | 100 | 99 | 97 | 96 | 77 | 55 | 32 | 10 | Δ |
| D 108 | 200 | 200 | 200 | 98 | 96 | 78 | 55 | 32 | 10 | O |
| D 109 | 200 | 200 | 200 | 49 | 48 | 39 | 29 | 20 | 10 | © |
| D 111 | 100 | 99 | 99 | 97 | 95 | 75 | 50 | 25 | 0 | O |
| D 112 | "200 | 198 | 196 | 190 | 180 | 100 | 0 | 0 | 0 | Δ |
| D 113 | 200 | 180 | 160 | 100 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | O |
| D 114 | 500 | 250 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | O |
| D 115 | 500 | 250 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | © |
| D 116 | 100 | 90 | 85 | 55 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | O |
Die Wsrte in der Tabelle bezeichnen die jeweiligen
Verteilungskonzentraticjsien (ΑΊαητρρκι) des Phosphors.
© '* ausgezeichnet O ' gut
Δ Ί für die praktische Verwendung geeignet
1 Beispiel 20
Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke mit dem gleichen Schichtaufbau wie die in Beispiel
19 gezeigten Proben Nr. D 101 bis Nr. D 115 wurden
unter Verwendung von Si3H6/He-Gas anstelle von SiH4/He-Gas
unter den in Tabelle 3d gezeigten Bedingungen hergestellt und in der gleichen Weise bewertet. Die
Ergebnisse werden in Tabelle 4D gezeigt.
In Tabelle 4 d bedeutet die Probe Nr. *D 201 eine Probe
mit dem gleichen Schichtaufbau wie die Probe Nr. D 101 in Tabelle 2D. (Entsprechendes gilt für die
Proben Nr. D 202 bis Nr. D 215).
ω ο
fco
ο
ο
CJi
| Sy Bedingungen | } | sereich | Verwendete | NO | Durch- | Durchfluß- | Schicht- | Entladungs leistung (W/αΐΓ) |
f | Druck |
| (V) | Gase | flußge- | geschwin- | bildungs- | während | |||||
| \. | schwin- | digkeits- | geschwin- | der | ||||||
| digkeit | verhältnis | digkeit | Eeaktion | |||||||
| =chicht-\ | (iiprrn- | (nm/s) | (irbar) | |||||||
| mfbau \y | aaJ/tain | |||||||||
| kchicht- | ||||||||||
| ichicht- | Si2H6ZHe=I | Si2H6 | PH3ZSi2H6 | 1 | ||||||
| jereich | =200 | = in ge«- | ||||||||
| (E) | PH^ZHe | eigneter | ||||||||
| = 1x10 | Weise ver | 5,0 | 0,67 | |||||||
| .feiorphe | ändert NO/Sx-H, |
|||||||||
| ;chicht | NO | 2 6 | Il | |||||||
| (I) | = 3x10 2 | |||||||||
| Si„H,ZHe=l | Si H | NOZSi Ή | ||||||||
| 2 6 | 2 6 | π | If | |||||||
| =200 | = 3x10 l |
CjO CD CO CD K)
J0U3OL I
| Probe Nr. |
D201 | D202 | D203 | D204 | D205 | D206 | D207 | D208 | D209 |
| Bewer tung der DiIa- qualität |
O | O | © | © | O | <§> | Δ | O | © |
| Probe Nr. |
D210 | D211 | D212 | D213 | D214 | D215 | |||
| Bewer tung der Bild- qualität |
O | Δ | O | O | O |
Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke, die den gleichen Schichtaufbau wie die Proben Nr,
D 103, D 104, D 106, D 109 und D 115 von Beispiel 19 hatten, wurden hergestellt, wobei zusätzlich zu
SiH4/He-Gas SiF4/He-Gas eingesetzt wurde. Während
dieser Verfahrensweisen wurde das Mischungsverhältnis von SiH4-GaS zu SiF-Gas so gewählt, daß das Verhältnis
/"SiF4/(SiH4+SiF4)7 30 Volumen-% betrug, wobei ansonsten
die gleichen Herstellungsbedingungen und Verfahrensweisen wie in Beispiel 19 angewandt wurden. Die auf
diese Weise erhaltenen Bilderzeugungselemente wurden für die Bilderzeugung auf Bildempfangsmaterialien
aus Papier in einer Reihe von elektrofotografischen Verfahren eingesetzt und in der gleichen Weise wie
in Beispiel 19 bewertet. Als Ergebnis wurde festgestellt,
daß das erzeugte Bild bei jeder Probe eine hohe Dichte sowie eine hohe Auflösung zeigte und
auch hinsichtlich der Reproduzierbarkeit der Wiedergabe von Halbtönen·hervorragend war.
-95-1 Beispiel 22
Bilderzeugungselemente wurden nach genau dem gleichen Verfahren unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel
19 bzw. Beispiel 20 hergestellt, wobei jedoch als Schichtbildungsbedingungen
während der Bildung des Schichtbereichs (B) im Beispiel 1 9 die in Tabelle 5D gezeigten
Bedingungen 1, 2 bzw. 4 und während der Bildung des Schichtbereichs (B) im Beispiel 20 die in Tabelle
5D gezeigten Bedingungen 3 angewandt wurden. Die Bewertung wurde nach dem gleichen Verfahren wie in
Beispiel 19 durchgeführt. Als Ergebnis wurden bezüglich der Bildqualität und der Haltbarkeit bei den einzelnen
Proben gute Ergebnisse erhalten.
-96-
5D
| Bedin gungen |
Verwendete Gase |
Durchfluß- geschwinr·. digkeit 3 |
Durchflußge- schv/indigkeits- yerhältnis |
Schicht dicke (pm) |
| ndn) | ||||
| SiH4/He=l | SiH.=200 4 |
B„H,/SiH.=2xl0~5 Zb A |
||
| 1 | B2H6/He=lxl0~2 | NO/SiH4=3xl0~2 | 15 | |
| NO | ||||
| SiH./He=I 4 |
SiH4=200 | B„H,/SiH.=lxlO~5 Zo A |
||
| 2 | BoH,/He=lxl0~2 Z ο |
NO/SiH4=3xl0~2 | 15 | |
| NO | ||||
| Si2H6/He=l | SioH,=170 ζ ο |
B2H6/Si2H6=3xl0-4 | ||
| 3 | B_H,/He=lxlO~2 Z ο |
NO/Si_H,=3xlO~2 Z O |
10 | |
| NO | ||||
| SiH4ZHe-I | SiH4+SiF4 | SiH4/SiF4=8/2 | ||
| 4 | SiF4/He=l B„H,/He=lxlO~2 Z O |
= 100 | B0H,/(SiH,+SiF,) Zo AA = 2x10 |
15 |
| NO | N0/(SiH,+SiF,) -2 = 3x10 |
1
Beispiel 23
Bilderzeugungselemente für elektrofotografische Zwecke wurden unter den gleichen Bedingungen und nach dem
gleichen Verfahren wie in Beispiel 19 bzw, 20 hergestellt, wobei jedoch die Bedingungen für die Herstellung
der amorphen Schicht (II) in der in Tabelle 6D gezeigten Weise verändert wurden.
Die auf diese Weise erhaltenen Bilderzeugungselemente wurden in eine Ladungs-Belichtungs-Entwicklungsvorrichtung
hineingebracht, 0,2 s lang einer Koronaladung mit -55O kV unterzogen und unmittelbar danach mit
einem Lichtbild bestrahlt. Als Lichtquelle wurde eine Wolframlampe verwendet, und die Bestrahlung
wurde mit 1,0 lx.s unter Anwendung einer lichtdurchlässigen Testkarte durchgeführt»
Unmittelbar danach wurde ein positiv geladener Entwickler,
der Toner und Tonerträger enthielt, kaskadenförmig auf die Oberfläche des Bilderzeugungselements auftreffen
gelassen, wodurch auf dieser Oberfläche ein gutes Tonerbild erhalten wurde.
Das auf diese Weise erhaltene Tonerbild wurde einmal
mit einer Kautschukklinge gereinigt, und die vorstehend beschriebenen Bilderzeugungs- und Reinigungsschritte
wurden wiederholt. Auch nach lOO.OOOmaliger oder öfterer Wiederholung wurde bei keinem der Bilderzeu-
ou gungselemente für elektrofotografische Zwecke eine
Verschlechterung der Bilder beobachtet.
-98-Tabelle 6D
| Bedin gungen |
Verwendete Gase |
Durch- flußge schwin digkei (Nqrm- 3n /ndn |
Durchflußge- -schwindigkeits -Verhältnis |
Entladungs- -leistung |
Schicht dicke |
| 1 | SiH,/He=O,5 4 SiF4/He=0,5 |
SiF4 = 15 |
SiH7:SiF,:C0H. 4 4 2 4 =0,3:0,1:9,6 |
0,18 | 0,3 |
| 2 | SiH4/He=0,5 SiF4/He=0,5 C2H4 |
SiH,+ 4 SiF4 = 150 |
SiH,:SiF, :C0H, 4 4 2 4 =3:3:4 I |
0,18 | 1/5 |
-99-
1 Beispiel 24
Bilderzeugungselemente (Proben Nr. D 601 bis D 608 wurden nach dem gleichen Verfahren wie im Fall der
Proben Nr. D 102, D104, D 105, D 106, D 109, D 113
bzw. D 114 in Beispiel 19 hergestellt, wobei jedoch das Verhältnis des Gehalts der Siliciumatome zu dem Gehalt
der Kohlenstoffatome in der amorphen Schicht (II) verändert wurde, indem das während der Bildung der
amorphen Schicht (II) angewandte Durchflußgeschwindigkeitsverhältnis von SiH4-GaS:SiF4-GaS:CpH4-GaS
verändert wurde. Mit jedem der auf diese Weise hergestellten Bilderzeugungselemente wurden die in Beispiel
19 beschriebenen Bilderzeugungs-, Entwicklungs- und Reinigungsschritte etwa 50.000mal wiederholt, worauf
eine Bewertung der Bildqualität durchgeführt wurde, bei der die in Tabelle 7 D gezeigten Ergebnisse erhalten
wurden.
| Probe Nr0 | D601 | D602 | D603 | D604 | D605 | D606 | D607 | D608 |
| SiH.iSiF. 4 4 :C2H4 |
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 |
0,2:0,15 :9,65 |
0,1:0,1 :9,8 |
| Si s C (Gehalts- verhältnis) |
9:1 | 7:3 | 5f5:4;5 | 4:6 | 3:7 | 3:8 | 1;2:8,8 | 0,8:9,2 |
| ■Bewertung der Bild qualität |
Δ | O | (d) | O | Δ | X |
(0) : sehr gut O ;
Δ : für die praktische Verwendung hinreichend
X : geringfügige Erzeugung von Bildfehlern
330962V
-100-
1 Beispiel
Die einzelnen Bilderzeugungselemente (Proben Nr.
D 701 bis D 704) wurden nach dem gleichen ^"erfahren wie bei der Herstellung der Probe Nr. D 103 in Beispiel 19 hergestellt, wobei jedoch die Schichtdicke der amorphen Schicht (II) verändert wurde. Mit jeder Probe wurden die in Beispiel 19 beschriebenen Bilderzeugungs-, Entwicklungs- und Reinigungsschritte wiederholt, wobei die nachstehend gezeigten Ergebnisse erhalten wurden.
D 701 bis D 704) wurden nach dem gleichen ^"erfahren wie bei der Herstellung der Probe Nr. D 103 in Beispiel 19 hergestellt, wobei jedoch die Schichtdicke der amorphen Schicht (II) verändert wurde. Mit jeder Probe wurden die in Beispiel 19 beschriebenen Bilderzeugungs-, Entwicklungs- und Reinigungsschritte wiederholt, wobei die nachstehend gezeigten Ergebnisse erhalten wurden.
| Probe Nr. |
Dicke der amor phen Schicht (II) (pn) |
Ergebnisse |
| D 701 | 0,001 | Neigung zum Auftreten von Bild fehlern |
| D 702 | 0,02 | keine Bildfehler während 20.000 Wiederholungen |
| D 703 | 0,05 | stabil während 50.000 oder mehr Wiederholungen |
| D 704 | 1 | stabil während 200.000 oder mehr Wiederholungen |
L eerseit e
Claims (44)
1. Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement mit
einem Träger für ein fotoleitfähiges Aufzeichnungselement
und einer amorphen Schicht, die aus einem Siliciumatome als Matrix enthaltenden, amorphen Material besteht
und Fotoleitfähigkeit zeigt, dadurch gekennzeichnet, daß die amorphe Schicht einen ersten Schichtbereich,
der als am Aufbau beteiligte Atome Sauerstoffatome enthält,' und einen zweiten Schichtbereich, der als
am Aufbau beteiligte Atome zu der Gruppe V des Periodensystems gehörende Atome, die in der Richtung der
Schichtdicke kontinuierlich verteilt und in Richtung auf die Seite des Trägers stärker angereichert sind,
enthält, aufweist.
2. Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement nach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schichtbereich den gesamten Schichtbereich der amorphen
Schicht einnimmt.
3. Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement nach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schichtbereich am Endteil-Schichtbereich an der Trägerseite
als Teil der amorphen Schicht vorgesehen ist.
B/13
- 2 - DE 2861
4. Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement nach
Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem zweiten Schichtbereich ein dritter Schichtbereich, der keine
zu der Gruppe V des Periodensystems gehörenden Atome
5 enthält, vorgesehen ist.
5. Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte
Schichtbereich eine Substanz für die Regulierung
10 der Leitungseigenschaften enthält.
6. Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement nach
Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Substanz für die Regulierung der Leitungseigenschaften
um zu der Gruppe III des Periodensystems gehörende Atome handelt.
7. Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Substanz
für die Regulierung der Leitungseigenschaften ein
Fremdstoff vom p-Typ ist.
8. Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement nach
Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schichtbereich eine Dicke von 3,0 nm bis 5 μτη hat.
9. Fotoleitfähiges . Aufzeichnungselement nach
Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite
ou Schichtbereich den Höchstwert C der Verteilungskonmax
zentration des Gehalts der zu der Gruppe V des Periodensystems gehörenden Atome innerhalb von 5 pm in der
Richtung der Schichtdicke von der Trägerseite aus gerechnet aufweist.
35
35
- 3 - DE 2861
10. Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement nach
Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß C 100 Atom-ppm, auf die Siliciumatome bezogen, oder mehr beträgt.
11. Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement nach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt der Sauerstoffatome in dem ersten Schichtbereich
0,001 bis 30 Atom-% beträgt.
12. Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement nach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt der zu der Gruppe V des Periodensystems gehörenden
4 Atome in dem zweiten Schichtbereich 30 bis 5 χ 10
Atom-ppm beträgt. 15
13. Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite
Schichtbereich eine Dicke von 3,0 nm bis 5 pm hat.
14. Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die amorphe
Schicht eine Dicke von 1 bis 100 pm hat.
15. Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der amorphen
Schicht Wasserstoffatome enthalten sind.
16. Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement nach
Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt
ow der Wasserstoffatome in der amorphen Schicht 1 bis
40 Atom-% beträgt.
17. Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der amorphen
Schicht Halogenatome enthalten sind.
- 4 - DE 2861
.
18. Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt
der Halogenatome in der amorphen Schicht 1 bis 40 Atom-% beträgt.
19. Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der amorphen
Schicht Wasserstoffatome und Halogenatome enthalten sind.
20. Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement nach
Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Gesamtgehalt der Wasserstoffatome und Halogenatome 1 bis
40 Atom-% beträgt.
21. Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement, gekennzeichnet
durch einen Träger für ein fotoleitfähiges Aufzeichnungselement, eine erste amorphe Schicht,
die aus einem Siliciumatome als Matrix enthaltenden,
amorphen Material besteht und Fotoleitfähigkeit zeigt, und eine zweite amorphe Schicht, die aus einem Siliciumatome
und Kohlenstoffatome enthaltenden, amorphen Material besteht, wobei die erste amorphe Schicht
einen ersten Schichtbereich, der als am Aufbau beteiligte Atome Sauerstoffatome enthält, und einen zweiten
Schichtbereich, der als am Aufbau beteiligte Atome zu der Gruppe V des Periodensystems gehörende Atome,
die in der Richtung d*er Schichtdicke kontinuierlich verteilt und in Richtung auf die Seite des Trägers
stärker angereichert sind, enthält, aufweist.
22. Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der erste
Schichtbereich den gesamten Schichtbereich der amorphen Schicht einnimmt.
- 5 - DE 2861
23. Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement nach
Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite .Schichtbereich am Endteil-Schichtbereich an der Trägerseite
als Teil der amorphen Schicht vorgesehen ist. 5
24. Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement nach
Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem zweiten Schichtbereich ein dritter Schichtbereich,
der keine zu der Gruppe V des Periodensystems gehörenden
10 Atome' enthält, vorgesehen ist.
25. Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement nach
Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Schichtbereich eine Substanz für die Regulierung
15 der Leitungseigenschaften enthält.
26. Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement nach
Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Substanz für die Regulierung der.Leitungseigenschäften
um zu der Gruppe III des Periodensystems gehörende Atome handelt.
27. Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement nach
Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Substanz
2^ für die Regulierung der Leitungseigenschaften ein
Fremdstoff vom p-Typ ist.
28. Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement nach
Anspruch '23, dadurch ' gekennzeichnet, daß der zweite
Schichtbereich eine Dicke von 3,0 nm bis 5 pm hat.
29. Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement nach
Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite
Schiehtberelch den Höchstwert C der Verteilungskon-OE
max
zentration des Gehalts der zu der Gruppe V des Periodensystems gehörenden Atome innerhalb von 5 um in der
- 6 - DE 2861
Richtung der Schichtdicke von der Trägerseite aus
gerechnet aufweist.
30. Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement nach
Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß C 100 Atom-ppm, auf die Siliciumatome bezogen, oder mehr beträgt.
31. Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt
der Sauerstoffatome in dem ersten Schichtbereich 0,001 bis 30 Atom-% beträgt.
32. Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement nach
Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt der zu der Gruppe V des Periodensystems gehörenden
4 Atome in dem zweiten Schichtbereich 30 bis 5 χ 10
Atom-ppm beträgt.
33. Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite
Schichtbereich eine Dicke von 3,0 nm bis 5 μτη hat.
34. Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement . nach
Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die amorphe
25 Schicht eine Dicke von 1 bis 100 pm hat.
35. Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß in der amorphen
Schicht Wasserstoffatome enthalten sind.
30
36. Fotoleitfähiges Aufzeichnungs.e lement nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt
der Wasserstoffatome in der amorphen Schicht 1 bis
40 Atom-% beträgt. 35
- 7 - DE 2861
37. Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement nach
Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß in der amorphen Schicht Halogenatome enthalten sind.
38. Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement nach
Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt der Halogenatome 1 bis 40 Atom-% beträgt.
39.- Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement nach
Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß in der amorphen
Schicht Wasserstoffatome und Halogenatome enthalten
sind.
40. Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement nach 1^ Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß der Gesamtgehalt
der Wasserstoffatome und Halogenatome 1 bis 40 Atom-% beträgt.
41. Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement nach
Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Kohlenstoffatome enthaltende, amorphe Material außerdem
Wasserstoffatome enthält.
42. Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement nach
2^ Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Kohlenstoffatome
enthaltende, amorphe Material außerdem Halogenatome enthält.
43. Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement nach
Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Kohlenstoffatome enthaltende, amorphe Material außerdem Wasserstoff
atome und Halogenatome enthält.
44. Fotoleitfähiges Aufzeichnungselement nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite
amorphe Schicht eine Dicke von 0,003 bis 30 yum hat.
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| JP57042401A JPS58159539A (ja) | 1982-03-17 | 1982-03-17 | 光導電部材 |
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