DE3433161C2

DE3433161C2 - Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial (Fotoleitfähiges Element)

Info

Publication number: DE3433161C2
Application number: DE3433161A
Authority: DE
Inventors: Keishi Saitoh; Yukihiko Ohnuki; Shigeru Ohno
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1983-09-09
Filing date: 1984-09-10
Publication date: 1995-08-03
Anticipated expiration: 2004-09-11
Also published as: DE3433161A1; US4572882A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf elektrofotografische Aufzeichnungsmaterialien (fotoleitfähige Elemente), die in bezug auf elektromagnetische Wellen, beispielsweise Licht (es handelt sich hierbei um Licht im weitesten Sinne einschließlich UV-Strahlen, sichtbaren Strahlen, IR-Strahlen, Röntgenstrahlen, γ-Strahlen etc.), sensitiv sind.

Fotoleitfähige Materialien, die fotoleitfähige Lichtaufnahmeschichten (fotoleitfähige Schichten) in Festkörperbildaufnahmevorrichtungen und in Bilderzeugungsvorrichtungen, d. h. elektrofotografischen Bilderzeugungselementen und Originallesevorrichtungen, bilden, müssen eine hohe Sensitivität, ein hohes S/N-Verhältnis (Fotostrom (Ip)/Dunkelstrom (Id)), an das Spektrum der abgestrahlten elektromagnetischen Wellen angepaßte Absorptionsspektraleigenschaften, ein rasches Fotoansprechvermögen, einen gewünschten Dunkelwiderstand aufweisen, sich im Betrieb als unschädlich gegenüber dem menschlichen Körper erweisen und darüberhinaus in Festkörperaufnahmevorrichtungen eine einfache Nachbildbehandlung in einer vorgegebenen Zeitspanne ermöglichen. Die Ungefährlichkeit gegenüber dem menschlichen Körper während des Betriebes ist insbesondere für die fotoleitfähigen Materialien von Bedeutung, die für elektrofotografische Zwecke in Büros eingesetzt werden.

Ein fotoleitfähiges Material, das in letzter Zeit in bezug auf die oben erwähnten Eigenschaften genannt wurde, ist amorphes Silizium (hiernach als a-Si bezeichnet), das beispielsweise in den DE-OS'en 27 46 967 und 28 55 718 als elektrofotografisches Bilderzeugungselement und in der DE-OS 29 33 411 in seiner Verwendung für Lesevorrichtungen unter Einsatz eines fotoelektrischen Wandlers als Leser beschrieben ist.

Dieses fotoleitfähige Element des Standes der Technik, das mit einer aus a-Si bestehenden fotoleitfähigen Schicht versehen ist, bedarf jedoch insgesamt einer Verbesserung seiner Eigenschaften einschließlich der elektrischen, optischen und fotoleitfähigen Eigenschaften, beispielsweise des Dunkelwiderstandes, der Fotosensitivität und des Fotoansprechvermögens, des Widerstandes gegen Umwelteinflüsse, beispielsweise der Feuchtigkeitsbeständigkeit, und der Lebensdauer.

Bei der Verwendung von fotoleitfähigen Elementen eines a-Si-Typs als elektrofotografische Bilderzeugungselemente führten beispielsweise Versuche in der Vergangenheit in bezug auf eine gleichzeitige Verbesserung der Fotosensitivität und des Dunkelwiderstandes oft zu einer Reihe von unerwünschten Effekten. So wurde beispielsweise während des Betriebes häufig eine Restspannung festgestellt, traten bei wiederholten Inbetriebnahmen über lange Zeiträume Ermüdungserscheinungen auf, die zu sogenannten Geistereffekten, d. h. dem Auftreten von Nachbildern, führten, und verschlechterte sich allmählich das Ansprechvermögen bei wiederholten Inbetriebsnahmen mit hoher Geschwindigkeit.

Darüberhinaus besitzt a-Si einen relativ niedrigen Absorptionskoeffizienten in bezug auf Lichtwellen, die länger sind als kurze sichtbare Lichtwellen. Die aus a-Si bestehende fotoleitfähige Schicht des Standes der Technik ist daher nicht in der Lage, die Energie eines Halbleiterlasers, der in der Praxis Verwendung findet, oder die langwellige Energie von Halogenlampen bzw. fluoreszierenden Lampen zu nutzen, wenn derartige Lichtquellen als Strahlungsquellen eingesetzt werden. Dies stellt ein noch zu lösendes Problem dar.

Wenn ein großer Teil des Lichtes auf das Substrat (Unterlage) eines fotoleitfähigen Elementes trifft, ohne von der fotoleitfähigen Schicht absorbiert worden zu sein, treten in der fotoleitfähigen Schicht infolge einer mehrfachen Reflektion Interferenzerscheinungen auf, wenn das Substrat ein hohes Reflektionsvermögen in bezug auf das durch die fotoleitfähige Schicht auftreffende Licht besitzt. Diese Interferenzerscheinungen führen zu einem defokussierten Bild.

Wenn der Strahlungspunkt kleiner gemacht wird, um die Auflösung zu verbessern, tritt der vorstehend beschriebene Effekt noch stärker in Erscheinung. Dies stellt ein signifikantes Problem dar, insbesondere dann, wenn ein Halbleiterlaser als Lichtquelle verwendet wird.

Wenn die fotoleitfähige Schicht aus a-Si besteht, sind normalerweise in die Schicht Wasserstoff- oder Halogenatome, beispielsweise Fluor- oder Chloratome, eingearbeitet, um die elektrischen und fotoleitenden Eigenschaften zu verbessern, sowie Boratome, Phosphoratome oder andere Atome, um die Leitfähigkeit zu steuern, woraus gelegentlich Probleme in bezug auf die elektrischen oder fotoleitenden Eigenschaften der resultierenden Schicht entstehen, je nach der Art des Einbaus dieser Atome. Beispielsweise kann das Problem auftreten, daß die durch Lichtbestrahlung in der fotoleitfähigen Schicht erzeugten Fototräger eine unzureichende Lebensdauer in dieser Schicht besitzen oder daß das Eindringen von elektrischen Ladungen von der Substratseite im Dunkelbereich nicht ausreichend verhindert wird.

Darüberhinaus tritt bei der Herstellung von fotoleitfähigen Schichten, die dicker sind als 10 und einige µm das Phänomen des Abhebens oder Abblätterns der Schicht vom Substrat bzw. der Bildung von Rissen in der Schicht auf, wenn man das Produkt nach der Herausnahme aus der Bedampfungskammer, die zur Ausbildung der Schicht verwendet wird, unter Luftkontakt beläßt. Dieses Phänomen tritt insbesondere dann verstärkt auf, wenn es sich bei dem Substrat um eine Trommel bzw. Walze handelt, die für elektrofotografische Zwecke häufig verwendet wird. Mit dem fotoleitfähigen Element sind daher Probleme in bezug auf die Haltbarkeit verbunden.

Es ist daher erforderlich, die Eigenschaften eines a-Si- Materials selbst zu verbessern und fotoleitfähige Elemente, bei denen dieses Material Verwendung findet, zu schaffen, mit denen die vorstehend erwähnten Probleme gelöst werden können.

Aus der DE-OS 29 33 411 ist ein fotoelektrisches Material aus a-Silizium, Wasserstoff und Germanium zu entnehmen.

Die DE-OS 31 35 375 beschreibt eine fluorhaltige lichtempfindliche Schicht aus amorphem Germanium ohne Silizium. Es ist Stickstoffdotierung möglich, wobei Stickstoff in diskreten Schichten eingebracht wird. In der DE 31 35 412 ist eine fluorhaltige lichtempfindliche Schicht beschrieben, die insofern mit der Schicht aus DE-OS 31 35 375 vergleichbar ist, als hier anstatt der Matrix aus amorphem Germanium eine amorphe Siliziummatrix beschrieben ist. Es findet sich jedoch kein Hinweis auf die Gegenwart von Germanium. Zur Vergrößerung der Bandbreite wird die Verwendung von Stickstoff vorgeschlagen, wobei jedoch keine speziellen Konzentrationsverteilungen des Stickstoffs genannt werden.

In der DE 31 39 531 ist eine fotoleitfähige Schicht aus einer amorphen Siliziummatrix mit Wasserstoffatomen oder Halogenatomen beschrieben.

In der DE-OS 33 04 198 wird ein fotoleitfähiges Bauelement beschrieben, das neben einer Gleichrichterschicht und einer Fotoleitfähigkeit zeigenden amorphen Schicht mit einem Gehalt an einem amorphen Material, das Wasserstoff- und/oder Halogenatome als Bestandteilatome in einer Matrix aus Siliziumatomen enthält, eine Zwischenschicht enthält, die auf den Träger aufgebracht ist, und aus α-Silizium mit einem Gehalt an Stickstoffatomen, Wasserstoffatomen und Halogenatomen besteht.

Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht dieser Probleme konzipiert. Als Ergebnis intensiver Untersuchungen in bezug auf die Verwendbarkeit und Nutzungsmöglichkeit von a-Si-Material für fotoleitfähige Elemente, die bei elektrofotografischen Bilderzeugungselementen, Festkörperbildaufnahmevorrichtungen, Lesevorrichtungen etc. Verwendung finden, wurde festgestellt, daß ein elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial (fotoleitfähiges Element), das gemäß einer speziellen nachfolgend beschriebenen Ausführungsform mit einer fotoleitfähigen Lichtaufnahmeschicht versehen ist, die aus einem amorphen Material besteht, das ein Siliziumatom (Si)-Germaniumatom (Ge)-Gemisch als Matrix und Wasserstoffatome (H) und/oder Halogenatome (X) enthält, d. h. sogenanntes hydriertes amorphes Silizium-Germanium, halogeniertes amorphes Silizium-Germanium oder Halogen-enthaltendes hydriertes amorphes Silizium-Germanium (diese Materialien werden hiernach allgemein als "a-SiGe (H, X) bezeichnet) ausgezeichnete Eigenschaften für die Praxis besitzt, in jeder Hinsicht den fotoleitfähigen Elementen des Standes der Technik überlegen ist und insbesondere ausgezeichnete Eigenschaften in bezug auf die Elektrofotografie sowie ein Absorptionsspektrum aufweist, das in bezug auf längere Lichtwellen besonders günstig ist. Auf dieser Basis wurde die vorliegende Erfindung konzipiert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gegen Umwelteinflüsse beständiges elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial zur Verfügung zu stellen, das beständige elektrische, optische und fotoleitende Eigenschaften besitzt, die durch Umwelteinflüsse kaum beeinflußt werden, eine bessere Fotosensitivität in bezug auf Licht größerer Wellenlängen sowie einen besonders guten Widerstand gegenüber durch Licht verursachten Ermüdungserscheinungen aufweist und das während wiederholten Betriebes keine Qualitätsverschlechterung erfährt sowie keine oder nur eine geringe Restspannung besitzt.

Die Erfindung bezweckt ferner die Schaffung eines elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterials, das gegenüber allen sichtbaren Strahlen, insbesondere gegenüber Strahlen von Halbleiterlasern, eine hohe Sensitivität besitzt und ein schnelles Fotoansprechvermögen aufweist.

Es soll ferner ein elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial zur Verfügung gestellt werden, das eine kompakte und stabile Laminatstruktur hoher Qualität besitzt, bei der sämtliche Schichten besonders fest aneinander gebunden sind.

Des weiteren soll ein elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial geschaffen werden, das gute elektrofotografische und angemessene Ladungsrückhalteeigenschaften aufweist, wenn es für eine elektrostatische Bilderzeugung aufgeladen wird, und selbst in einer Atmosphäre mit hohem Feuchtigkeitsgehalt nahezu keine Verschlechterung dieser Eigenschaften erfährt, so daß es äußerst wirksam für eine übliche Elektrofotografie eingesetzt werden kann.

Es soll auch ein elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial für elektrofotografische Zwecke geschaffen werden, mit dem qualitative erstklassige Bilder mit hoher Dichte mit einer guten Erscheinungsform der Halbtöne und einer hohen Auflösung sofort erhalten werden können.

Schließlich soll durch die Erfindung ein elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial zur Verfügung gestellt werden, das eine hohe Fotosensitivität, ein hohes S/N-Verhältnis und einen guten elektrischen Kontakt zwischen dem Substrat und der fotoleitfähigen Schicht besitzt.

Die vorstehend genannte Aufgabe wird gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung durch ein elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial gelöst, mit einem Substrat 101 und einer fotoleitfähigen Lichtaufnahmeschicht 102, die aus einem amorphen Material besteht, das Siliciumatome enthält, wobei die Lichtaufnahmeschicht 102 ferner Stickstoffatome enthält, die in einer ersten Schichtzone (1) 104, einer zweiten Schichtzone (2) 105 und einer dritten Schichtzone (3) 106 verteilt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtaufnahmeschicht außerdem Germaniumatome enthält, wobei die Verteilung der Germaniumatome in Richtungen parallel zur Substratoberfläche gleichmäßig ist und die Verteilung der Germaniumatome in Dickenrichtung der Lichtaufnahmeschicht entweder gleichförmig ist oder zur Substratoberfläche zunimmt, und die erste Schichtzone (1) 104, die dritte Schichtzone (3) 106 und die zweite Schichtzone (2) 105 Stickstoffatomverteilungskonzentrationen C (1), C (3) und C (2) in Dickenrichtung der Schicht und in dieser Reihenfolge von der Substratseite zur freien Oberfläche der Lichtaufnahmeschicht 102 aufweist, wobei die Verteilungskonzentration C (3) höher ist als jede der Konzentrationen C (1), und C (2) und eine der Konzentrationen C (1) und C (2) nicht Null ist.

Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe durch ein elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial gelöst, mit einem Substrat und einer Lichtaufnahmeschicht, die sich aus einer Schicht (G), die auf dem Substrat angeordnet ist und aus einem amorphen Material besteht, das Germaniumatome enthält und einer fotoleitfähigen Schicht (S), die auf der Schicht (G) angeordnet ist und aus einem amorphen Material besteht, das Siliciumatome enthält, zusammensetzt, wobei die Verteilung der Germaniumatome in Richtung parallel zur Substratoberfläche gleichmäßig ist und die Verteilung der Germaniumatome in Dickenrichtung der Schicht (G) entweder gleichförmig ist oder zur Substratoberfläche zunimmt, und die Lichtaufnahmeschicht Stickstoffatome enthält, die in einer ersten Schichtzone (1), einer dritten Schichtzone (3) und einer zweiten Schichtzone (2) verteilt sind, wobei die erste Schichtzone (1), die dritte Schichtzone (3) und die zweite Schichtzone (2) Stickstoffatomverteilungskonzentrationen C (1), C (3) und C (2) in Dickenrichtung der Schicht und in dieser Reihenfolge von der Substratseite aus zur gegenüberliegenden Seite aufweist, wobei die Verteilungskonzentration C (3) höher ist als jede der Konzentrationen C (2) und C (1) und eine der Konzentrationen C (1) und C (2) nicht Null ist.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe durch ein elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial gelöst, mit einem Substrat und einer Lichtaufnahmeschicht, die sich aus einer ersten Schicht (I), die aus einem amorphen Material besteht, das Siliciumatome und Germaniumatome enthält und fotoleitfähig ist, und einer zweiten Schicht (II), die aus einem amorphen Material besteht, das Siliciumatome und mindestens eine Spezies von Kohlenstoffatomen und Sauerstoffatomen enthält, zusammensetzt, wobei die Verteilung der Germaniumatome in Richtung parallel zur Substratoberfläche gleichmäßig ist und die Verteilung der Germaniumatome in Dickenrichtung der Schicht (I) entweder gleichförmig ist oder zur Substratoberfläche zunimmt, und die erste Schicht (I) Stickstoffatome enthält, die in einer ersten Schichtzone (1), einer dritten Schichtzone (3) und einer zweiten Schichtzone (2) verteilt sind, wobei die erste Schichtzone (1), die dritte Schichtzone (3) und die zweite Schichtzone (2) Stickstoffatomverteilungskonzentrationen C (1), C (3) und C (2) in Dickenrichtung der Schicht und in dieser Reihenfolge von der Substratseite aus zur gegenüberliegenden Seite besitzt und die Verteilungskonzentration C (3) höher ist als jede der Konzentrationen C (2) und C (1) und eine der Konzentrationen C (1) und C (2) nicht Null ist.

Gemäß noch einem anderen Aspekt der Erfindung wird diese Aufgabe durch ein elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial gelöst, mit einem Substrat und einer Lichtaufnahmeschicht, die eine erste Schicht (I), die auf dem Substrat angeordnet ist und eine zweite Schicht (II), die auf der ersten Schicht angeordnet ist, umfaßt, wobei die erste Schicht (I) eine erste Schichtzone (G), die auf dem Substrat angeordnet ist und aus einem amorphen Material besteht, das Germaniumatome enthält, sowie eine zweite Schichtzone (S), die auf der ersten Schichtzone (G) angeordnet ist und aus einem amorphen Material besteht, das Siliciumatome enthält und fotoleitfähig ist, aufweist, und die zweite Schicht (II) aus einem amorphen Material besteht, das Siliciumatome und mindestens eine Spezies von Kohlenstoffatomen und Sauerstoffatomen enthält, wobei die Verteilung der Germaniumatome in Richtung parallel zur Substratoberfläche gleichmäßig ist und die Verteilung der Germaniumatome in Dickenrichtung der Schicht (G) entweder gleichförmig ist oder zur Substratoberfläche zunimmt, und die erste Schicht (I) Stickstoffatome enthält, in der die Stickstoffatome in einer ersten Schichtzone (1), einer dritten Schichtzone (3) und einer zweiten Schichtzone (2) verteilt sind, wobei die erste Schichtzone (1), die dritte Schichtzone (3) und die zweite Schichtzone (2) Stickstoffatomverteilungskonzentrationen C (1), C (3) und C (2) in Dickenrichtung und in dieser Reihenfolge von der Substratseite aus zur gegenüberliegenden Seite besitzt und wobei die Verteilungskonzentration C (3) höher ist als jede der Konzentrationen C (2) und C (1) und eine der Konzentrationen C (1) und C (2) nicht Null ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigt:

die Fig. 1 und die Fig. 21-24 schematische Ansichten zur Darstellung der Schichtstruktur der erfindungsgemäß ausgebildeten fotoleitfähigen Elemente;

die Fig. 2-10 die Verteilung der Germaniumatome in der Lichtaufnahmeschicht;

die Fig. 11-20 die Verteilung der Stickstoffatome in der Lichtaufnahmeschicht;

Fig. 25 eine schematische Darstellung der Vorrichtung, die zur Herstellung der fotoleitfähigen Elemente verwendet wird; und

die Fig. 26-29 die Verteilungszustände der Germaniumatome oder Stickstoffatome in den Beispielen.

Das erfindungsgemäß ausgebildete fotoleitfähige Element wird nunmehr im einzelnen beschrieben. Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung der Schichtstruktur eines fotoleitfähigen Elementes gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.

Das in Fig. 1 dargestellte fotoleitfähige Element 100 besteht aus einem Substrat 101 und einer fotoleitfähigen Lichtaufnahmeschicht 102, die aus einem Material a-SiGe (H, X) auf dem Substrat 101 besteht und Stickstoffatome enthält.

Die Verteilung der Germaniumatome in der Lichtaufnahmeschicht 102 kann entweder gleichmäßig sein über die gesamte Schichtzone oder in bezug auf die Dickenrichtung zur Substratoberfläche zunehmen, obwohl Atome in der gesamten Schichtzone vorhanden sind. In jedem Fall ist jedoch eine gleichmäßige Verteilung der Germaniumatome in bezug auf Richtungen parallel zur Substratoberfläche erforderlich, um in diesen Richtungen gleichmäßige Eigenschaften zu erzielen. Insbesondere wenn eine ungleichmäßige Verteilung in Dickenrichtung verwirklicht wird, werden Germaniumatome in beliebiger Konzentration in die gesamte Schichtzone eingearbeitet, deren Konzentration zur Seite des Substrates 101 hin zunimmt.

Bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten fotoleitfähigen Element liegt eine Verteilung der Germaniumatome in der Lichtaufnahmeschicht in bezug auf die Dickenrichtung in der vorstehend beschriebenen Weise vor, während die Verteilung in Richtungen parallel zur Substratoberfläche gleichmäßig ist.

Die Lichtaufnahmeschicht 102 des fotoleitfähigen Elementes 100, das in Fig. 1 gezeigt ist, besteht aus einer ersten Schichtzone (1) 104, in der die Stickstoffverteilungskonzentration C (N) in bezug auf die Dickenrichtung der Schicht C (1) beträgt, einer zweiten Schichtzone (2) 105, in der C (N) C (2) beträgt, und einem dritten laminaren Abschnitt (3) 106, in dem C (N) C (3) beträgt. Bei der Erfindung ist es nicht erforderlich, daß in sämtlichen der vorstehend genannten Schichtzonen Stickstoffatome enthalten sind. Es ist jedoch erforderlich, daß die Verteilungskonzentration C (3) höher ist als jede der Konzentrationen C (1) und C (2) und daß eine der Konzentrationen C (1) und C (2) nicht Null ist.

Wenn entweder die Verteilungskonzentration C (1) oder C (2) Null ist, stellt bei der Lichtaufnahmeschicht 102 die erste Schichtzone (1) 104 oder die zweite Schichtzone (2) 105 eine stickstofffreie Schichtzone dar, während die dritte Schichtzone (3) 106 diejenige Schichtzone ist, in der die Verteilungskonzentration C höher ist als in der anderen stickstoffhaltigen Schichtzone.

Wenn entweder C (1) oder C (2) Null ist, muß die Lichtaufnahmeschicht 102 so ausgebildet sein, daß die erste Schichtzone (1) 104 keine Stickstoffatome enthält, um den Effekt zu verhindern, daß Ladungen von der freien Oberfläche 103 in die Lichtaufnahmeschicht 102 eindringen, in der eine relativ hohe Konzentration von Stickstoffatomen vorhanden ist. Im entgegengesetzten Fall muß die Lichtaufnahmeschicht 102 so ausgebildet sein, daß die zweite Schichtzone (2) 105 keine Stickstoffatome enthält, um zu verhindern, daß Ladungen von der Seite des Substrates 101 in die Lichtaufnahmeschicht 102 eindringen, und um die Bindung zwischen dem Substrat 101 und der Lichtaufnahmeschicht 102 zu verbessern.

Wenn der Dunkelwiderstand der Lichtaufnahmeschicht 102 verbessert werden soll, während gleichzeitig gute fotoleitende Eigenschaften dieser Schicht aufrechterhalten werden sollen, ist es wünschenswert, den dritten laminaren Abschnitt (3) 106, der von den drei laminaren Abschnitten eine maximale Verteilungskonzentration C (3) besitzt, so einzustellen, daß er eine relativ niedrige Verteilungskonzentration C (3) und eine für die Bedürfnisse ausreichende Dicke besitzt.

Wenn der Effekt einer Verhinderung des Eindringens von Ladungen in erster Linie in bezug auf die dritte Schichtzone (3) 106 erwartet wird, indem die Verteilungskonzentration C (3) auf einen relativ hohen Wert eingestellt wird, ist es wünschenswert, daß die Dicke der dritten Schichtzone (3) 106 in einem solchen Maße reduziert wird, daß in ausreichender Weise das Eindringen von Ladungen verhindert werden kann, und daß zur gleichen Zeit die dritte Schichtzone so eng wie möglich an der freien Oberfläche 103 der Lichtaufnahmeschicht 102 oder an der Seite des Substrates 101 ausgebildet wird.

Wenn der dritte laminare Abschnitt (3) 106 eng an der Seite des Substrates 101 ausgebildet wird, wird die erste Schichtzone (1) 104 ausreichend dünn ausgebildet, um in erster Linie die Bindung zwischen dem Substrat 101 und der Lichtaufnahmeschicht 102 zu verbessern.

Wenn die dritte Schichtzone (3) 106 näher an der freien Oberfläche 103 ausgebildet wird, dient die zweite Schichtzone (2) 105 in erster Linie dazu, zu verhindern, daß die dritte Schichtzone einer Atmosphäre mit hoher Feuchtigkeit ausgesetzt wird.

Die Dicke sowohl der ersten Schichtzone (1) als auch der zweiten Schichtzone (2) wird in geeigneter Weise in Abhängigkeit von den jeweiligen Verteilungskonzentrationen C (1) und C (2) ausgewählt. Allgemein gesagt beträgt die Dicke wünschenswerterweise 0,003-100 µm, vorzugsweise 0,004-80 µm, insbesondere 0,005-50 µm.

Die Dicke der dritten Schichtzone (3) wird ebenfalls in geeigneter Weise in Abhängigkeit von ihrer Verteilungskonzentration C (3) ausgewählt und beträgt wünschenswerterweise 0,003-80 µm, vorzugsweise 0,004-50 µm, insbesondere 0,005-40 µm.

Um der dritten Schichtzone (3) hauptsächlich die Funktion einer Schicht, die das Eindringen von Ladungen verhindert, zu verleihen, wird diese Schicht nahe an der Substratseite oder der freien Oberfläche der Lichtaufnahmeschicht ausgebildet, und die Dicke der Schichtzone wird so gesteuert, daß sie 30 µm, vorzugsweise 20 µm, insbesondere 10 µm, nicht übersteigt. Wenn die dritte Schichtzone (3) nahe an der Substratseite oder wenn die dritte Schichtzone (3) nahe an der freien Oberfläche ausgebildet wird, wird die Dicke der ersten Schichtzone (1) und im zweiten Falle die Dicke der zweiten Schichtzone (2) im Hinblick auf die Stickstoffatomverteilungskonzentration C (3) in der dritten Schichtzone (3) und im Hinblick auf die Effizienz bei der Produktion in geeigneter Weise ausgewählt und so gesteuert, daß sie 5 µm, vorzugsweise 3 µm, insbesondere 1 µm, nicht übersteigt.

Der Maximalwert der Stickstoffatomverteilungskonzentration C (3) beträgt wünschenswerterweise 67 Atom-%, vorzugsweise 50 Atom-%, insbesondere 40 Atom-% basierend auf der Gesamtmenge an Silizium-, Germanium- und Stickstoffatomen, die in der dritten Schichtzone (3) vorhanden sind (hiernach wird diese Gesamtmenge als T (SiGeN) bezeichnet).

Der Minimalwert der Verteilungskonzentration C (3) beträgt wünschenswerterweise 10 Atom ppm, vorzugsweise 15 Atom ppm, insbesondere 20 Atom ppm basierend auf T (SiGeN).

Wenn sowohl die Verteilungskonzentration C (1) als auch die Konzentration C (2) höher sind als Null, betragen deren Minimalwerte jeweils wünschenswerterweise ein Atom ppm, vorzugsweise 3 Atom ppm, insbesondere 5 Atom ppm basierend auf T (SiGeN).

In den Fig. 2-10 sind typische Beispiele in bezug auf die Verteilung von Germaniumatomen dargestellt, wenn diese Verteilung in bezug auf die Dickenrichtung der Lichtaufnahmeschicht des fotoleitfähigen Elementes ungleichmäßig ist.

In den Fig. 2-10 ist auf der Abszisse der Gehalt C an Germaniumatomen und auf der Ordinate die Schichtdicke der fotoleitfähigen Lichtaufnahmeschicht angegeben, wobei mit t_B die Position der Oberfläche der Lichtaufnahmeschicht an der Seite des Substrates und bei t_T die Position dieser Oberfläche auf der der Substratseite gegenüberliegenden Seite angegeben ist. Mit anderen Worten, die Schichtausbildung der die Germaniumatome enthaltenden Lichtaufnahmeschicht rückt von der Seite t_B zur Seite t_T vor.

In Fig. 2 ist eine erste Ausführungsform des Tiefenprofiles der Germaniumatome in Dickenrichtung der Lichtaufnahmeschicht dargestellt.

Bei dieser Ausführungsform sind von der Grenzposition t_B an, an der die Oberfläche der die Germaniumatome enthaltenden Schicht mit der Oberfläche der Lichtaufnahmeschicht in Kontakt steht, bis zu der Position t₁ Germaniumatome in der ausgebildeten Lichtaufnahmeschicht vorhanden, wobei der Gehalt C der Germaniumatome einen konstanten Wert C₁ einnimmt und der Gehalt vom Wert C2 kontinuierlich von der Position t₁ zur Grenzposition t_T abfällt. An der Grenzposition t_T beträgt der Gehalt an Germaniumatomen C₃.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform nimmt der Gehalt der Germaniumatome von der Position t_B zur Position t_T vom Wert C₄ allmählich und kontinuierlich ab, bis der Gehalt C₅ an der Position T_T erreicht ist.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 4 bleibt der Gehalt C der Germaniumatome von der Position t_B zur Position t₂ auf dem konstanten Wert C₆, nimmt kontinuierlich von der Position t₂ zur Position t_T ab und wird nahezu Null an der Position t_T (nahezu Null bedeutet hier, daß der Gehalt unter der erfaßbaren Grenze liegt).

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 5 nimmt der Gehalt C der Germaniumatome von der Position t_B zur Position t_t vom Wert C₈ allmählich und kontinuierlich ab, bis an der Position t_T nahezu Null erreicht ist.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 6 bleibt der Gehalt C der Germaniumatome zwischen der Position t_B und der Position t₃ auf einem konstanten Wert C₉ und erreicht den Wert C₁₀ an der Position t_t. Zwischen der Position t₃ und der Position t_T nimmt der Gehalt als Funktion erster Ordnung von der Position t₃ zur Position t_T ab.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 7 existiert ein Tiefenprofil, bei dem der Gehalt C von der Position t_B zur Position t₄ einen konstanten Wert C₁₁ einnimmt und als Funktion erster Ordnung vom Wert C₁₂ zum Wert C₁₃ von der Position t₄ zur Position t_T abnimmt.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 8 nimmt der Gehalt C der Germaniumatome als Funktion erster Ordnung von einem Wert C₁₄ auf einen Wert von nahezu Null von der Position t_B zur Position t_T ab.

In Fig. 9 ist eine Ausführungsform gezeigt, bei der der Gehalt C der Germaniumatome als Funktion erster Ordnung vom Wert C₁₅ zum Wert C₁₆ von der Position t_B zur Position t₅ abnimmt und zwischen den Positionen t₅ und t_T auf einem konstanten Wert C₁₆ gehalten wird.

Bei der Ausführungsform der Fig. 10 bleibt der Gehalt der Germaniumatome an der Position t_B auf einem konstanten Wert C₁₇, wobei dieser Wert C₁ anfangs allmählich und dann in der Nähe der Position t₆ abrupt abfällt, bis er den Wert C₁₈ an der Position t₆ erreicht.

Zwischen der Position t₆ und der Position t₇ fällt der Wert C anfangs abrupt und danach allmählich ab, bis der Wert C₁₉ an der Position t₇ erreicht ist. Zwischen der Position t₇ und der Position t₈ fällt der Gehalt allmählich auf den Wert C₂₀ an der Position t₈ ab. Zwischen der Position t₈ und der Position t_T fällt der Gehalt in Form einer Kurve ab, die in der Figur dargestellt ist, und zwar vom Wert C₂₀ auf nahezu Null.

Wie aus den vorstehenden Beispielen der Tiefenprofile von Germaniumatomen in Dickenrichtung der Lichtaufnahmeschicht der Fig. 2-10 hervorgeht, besitzt die in Fig. 1 dargestellte Lichtaufnahmeschicht ein solches Tiefenprofil, daß sie einen Abschnitt auf der Seite des Substrates aufweist, der einen hohen Gehalt C an Germaniumatomen besitzt, und einen Abschnitt auf der der Substratseite gegenüberliegenden Seite der Stelle t_T, der einen relativ geringen Gehalt an Germaniumatomen aufweist.

Die Lichtaufnahmeschicht des fotoleitfähigen Elementes der vorliegenden Erfindung besitzt wünschenswerterweise einen lokalisierten Bereich (A), der Germaniumatome vorzugsweise in einem höheren Gehalt auf der Substratseite aufweist als vorstehend beschrieben.

Beispielsweise kann der lokalisierte Bereich (A) innerhalb einer Tiefe von 5 µm von der Grenzflächenposition t_B aus vorgesehen sein.

Dieser lokalisierte Bereich (A) kann identisch sein mit der gesamten Schichtzone (L_T) bis hinauf zu einer Tiefe von 5 µm von der Grenzflächenposition tB oder kann alternativ dazu einen Teil der Schichtzone (L_T) darstellen.

Ob der lokalisierte Bereich (A) als Teil der Schichtzone (L_T) oder als gesamte Schichtzone ausgebildet wird, hängt von den erforderlichen Eigenschaften der auszubildenden amorphen Schicht ab.

Der lokalisierte Bereich (A) kann vorzugsweise so ausgebildet sein, daß der Minimalwert C_max des Gehaltes an Germaniumatomen, die in Dickenrichtung der Schicht vorhanden sind, vorzugsweise 1000 Atom ppm oder mehr, insbesondere 5000 Atom ppm oder mehr und am bevorzugsten 1×10⁴ Atom ppm oder mehr, auf der Basis der Gesamtmenge an Germanium und Siliziumatomen beträgt.

Mit anderen Worten, die die Germaniumatome enthaltende Lichtaufnahmeschicht wird so ausgebildet, daß der Maximalwert C_max innerhalb einer Schichtdicke von 5 µm von der Substratseite aus vorhanden sein kann (der Schichtzone innerhalb einer Tiefe von 5 µm von t_B aus).

Der Gehalt an Germaniumatomen in der Lichtaufnahmeschicht 102 des in Fig. 1 dargestellten fotoleitfähigen Elementes 100 wird so ausgewählt, daß die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe in wirkungsvoller Weise gelöst werden kann. Allgemein gesagt, beträgt der Gehalt 1-9,5×10⁵ Atom ppm, vorzugsweise 100-8×10⁵ Atom ppm, insbesondere 500-7×10⁵ Atom ppm, auf der Basis der Gesamtmenge der Silizium- und Germaniumatome.

Wenn Germaniumatome kontinuierlich über den gesamten Bereich der Lichtaufnahmeschicht verteilt sind und deren Konzentration in der Richtung von der Substratseite zur Seite der freien Oberfläche der Schicht abnimmt, kann eine Lichtaufnahmeschicht mit den erforderlichen Eigenschaften in der gewünschten Weise erhalten werden, indem man die Germaniumverteilungskurve in Dickenrichtung in geeigneter Weise ausbildet.

Beispielsweise ist es mit einer solchen Verteilungskurve, bei der die Germaniumverteilungskonzentration C in der Lichtaufnahmeschicht in ausrreichender Weise an der Substratseite erhöht und an der Seite der freien Oberfläche so weit wie möglich erniedrigt wurde, möglich, die Sensitivität gegenüber Licht einschließlich sichtbarer Strahlen von relativ kurzen auf relativ lange Wellenlängen zu verbessern und des weiteren Interferenzen von kohärenten Strahlen, beispielsweise Laserlicht, wirksam zu verhindern.

Dadurch, daß man die Germaniumverteilungskonzentration C im Grenzflächenteil der Lichtaufnahmeschicht an der Substratseite extrem erhöht. Wie nachfolgend beschrieben, kann ein Laserstrahl einer längeren Wellenlänge, der für die Bestrahlung benutzt wird, und im Bereich der Seite der Lichtaufnahmeschicht, auf die der Strahl auftrifft, nicht in ausreichender Weise absorbiert werden kann, in diesem Bereich der Substratseite nahezu vollständig absorbiert werden, so daß in wirksamer Weise Interferenzen verhindert werden, die durch die Reflexion von der Grenzfläche zwischen dem Substrat und der Lichtaufnahmeschicht verursacht werden.

Bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten fotoleitfähigen Element sind in die Lichtaufnahmeschicht 102 Stickstoffatome eingearbeitet, um das Eindringen von Ladungen von der freien Oberfläche der Lichtaufnahmeschicht 102 zu verhindern, sowie die Fotosensitivität und den Dunkelwiderstand zu erhöhen. Stickstoffatome können entweder im Gesamtbereich der Lichtaufnahmeschicht 102 oder nur in einigen Bereichen dieser Schicht vorhanden sein, solange die vorstehend erwähnten Erfordernisse erfüllt werden.

Obwohl gemäß der Erfindung die Stickstoffatomverteilungskonzentration C (N) über die Gesamtdicke der Lichtaufnahmeschicht ungleichmäßig ist, ist sie in Richtung senkrecht zur Schichtdicke des ersten, zweiten und dritten laminaren Abschnittes gleichmäßig. Die Fig. 11-20 zeigen typische Beispiele der Stickstoffatomverteilung über die Gesamtdicke der Lichtaufnahmeschicht 102. In diesen Figuren ist die Stickstoffatomverteilungskonzentration C (N) auf der Abszisse und der Abstand von der Fläche der Lichtaufnahmeschicht 102 an der Seite des Substrates 101 auf der Ordinate eingetragen. Auf der Ordinate gibt der Punkt t_B die Position der Substratseitenfläche der Lichtaufnahmeschicht 102 und der Punkt t_T die Position der Punkt t_B gegenüberliegenden Fläche der Lichtaufnahmeschicht 102 wieder. Mit anderen Worten, die Lichtaufnahmeschicht 102 erhöht sich von der t_B-Seite zur t_T-Seite hin.

Im Fall der Fig. 11 bleibt die Stickstoffatomverteilungskonzentration C (N) von t_B bis t₉ konstant auf den Wert C₂₁, steigt bei t₉ auf C₂₂ an, verbleibt auf diesem Wert bis zu t₁₀ und fällt dort auf den Anfangswert C₂₁ ab und wird auf diesem Wert bis zu t_T gehalten.

Bei Fig. 12 wird die Konzentration C (N) von t_B bis t₁₂ auf C₂₃ konstant gehalten, bei t₁₂ auf C₂₄ erhöht, bis zu t₁₃ konstant gehalten, dort auf C₂₅ abgesenkt und auf diesem Wert bis t_T gehalten

Bei Fig. 13 wird die Konzentration C (N) von t_B bis t₁₄ auf C₂₆ konstant gehalten, bei t₁₄ auf C₂₇ erhöht, auf diesem Wert bis t₁₅ gehalten, dort auf C₂₈ abgesenkt, wobei dieser Wert niedriger ist als der Anfangswert C₂₆, und auf diesem Wert bis t_T gehalten.

Bei Fig. 14 wird die Konzentration C (N) von t_B bis t₁₆ auf C₂₉ konstant gehalten, bei t₁₆ auf C₃₀ abgesenkt, auf diesem Wert bis t₁₇ gehalten, dort auf C₃₁ erhöht, bis t₁₈ auf diesem Wert gehalten, dort auf den Wert der zweiten Stufe C₃₀ abgesenkt und bis t_B auf diesem Wert gehalten.

Bei Fig. 15 sind Schichtzonen mit hohen Konzentrationen C (N) auf der Seite des Substrates 101 der Lichtaufnahmeschicht 102 ausgebildet. Mit einer derartigen Verteilung der Stickstoffatome kann das Eindringen von Ladungen von der Seite des Substrates 101 im Falle der Aufladung in wirksamer Weise verhindert und zur gleichen Zeit die Bindung zwischen dem Substrat 101 und der Lichtaufnahmeschicht 102 verbessert werden.

Darüber hinaus sind im Falle der Fig. 15 Stickstoffatome mit einer niedrigeren Konzentration in die Schichtzone zwischen t₂₀ und t_T eingearbeitet, um den Dunkelwiderstand ohne Verschlechterung der Fotosensitivität weiter zu verbessern.

In den Fällen der Fig. 16-20 ist eine stickstofffreie Schichtzone in der Lichtaufnahmeschicht 102 an der Seite des Substrates 101 oder an der gegenüberliegenden Seite ausgebildet.

Erfindungsgemäß wird die Stickstoff enthaltende Schichtzone (N) (mindestens zwei laminare Bereiche der vorstehend erwähnten ersten, zweiten und dritten Schichtzone) so ausgebildet, daß der gesamte Bereich der Lichtaufnahmeschicht 102 umfaßt wird, wenn eine Verbesserung in bezug auf die Fotosensitivität und den Dunkelwiderstand Hauptaufgaben sind. Wenn Hauptaufgabe die Verhinderung des Eindringens von Ladungen von der freien Oberfläche ist, umfaßt die Stickstoff enthaltende Schichtzone nur die Nachbarschaft der freien Oberfläche der Lichtaufnahmeschicht 102, und wenn als Hauptaufgabe die Bindung zwischen dem Substrat 101 und der Lichtaufnahmeschicht 102 verbessert werden soll, umfaßt die Stickstoff enthaltende Schicht den Grenzbereich der Lichtaufnahmeschicht an der Seite des Substrates 101.

Es ist wünschenswert, in dem vorstehend genannten ersten Fall den Stickstoffatomgehalt im laminaren Abschnitt (N) auf einem relativ niedrigen Niveau zu halten, um eine hohe Fotosensitivität aufrecht zu erhalten, den Gehalt im zweiten Fall auf einem relativ hohen Niveau zu halten, um das Eindringen von Ladungen von der freien Oberfläche der Lichtaufnahmeschicht 102 zu verhindern, und im letzten Falle den Gehalt auf einem relativ hohen Niveau zu halten, um eine feste Bindung am Substrat 101 zu erreichen.

Die gleichzeitige Lösung der vorstehend genannten drei Aufgaben kann erreicht werden, indem man die Stickstoffatome mit einer relativ hohen Konzentration an der Seite des Substrates 101, mit einer relativ niedrigen Konzentration im Bereich der mittleren Schichtzone und mit einer hohen Konzentration in der darüber befindlichen Zone an der Seite der freien Oberfläche der Lichtaufnahmeschicht verteilt.

Um das Eindringen von Ladungen von der freien Oberfläche her zu verhindern, ist es wünschenswert, wie vorstehend erwähnt, eine Schichtzone (N) mit einer hohen Stickstoffverteilungskonzentration C (N) an der Seite der freien Oberfläche auszubilden.

Erfindungsgemäß kann der Stickstoffatomgehalt in einer Schichtzone (N), die in der Lichtaufnahmeschicht 102 ausgebildet ist, in geeigneter Weise ausgewählt werden, indem man der Relation zu solchen Eigenschaften Rechnung trägt, die für die Schichtzone selbst und für die Kontaktgrenzfläche gefordert werden, wenn die Schichtzone (N) so ausgebildet wird, daß sie mit dem Substrat 101 in direktem Kontakt steht.

Wenn einige andere Schichtzonen ausgebildet werden, die mit dem laminaren Abschnitt (N) in direktem Kontakt stehen, wird der Stickstoffatomgehalt in dieser Schichtzone in geeigneter Weise ausgewählt, indem auch den Relationen zu den Eigenschaften dieser anderen Schichtzone und den Eigenschaften des laminaren Bereiches (N) an der Grenzfläche zwischen den beiden Schichtzonen Beachtung geschenkt wird.

Kurz gesagt, wird der Stickstoffatomgehalt in der Schichtzone (N) in Abhängigkeit von Eigenschaften ausgewählt, die für das fotoleitfähige Element erforderlich sind. Der Gehalt beträgt wünschenswerter Weise 0,001-50 Atom-%, vorzugsweise 0,002-40 Atom-%, insbesondere 0,003-30 Atom-%, auf der Basis von T (SiGeN).

Wenn bei der erfindungsgemäßen Lösung die Schichtzone (N) die gesamte Lichtaufnahmeschicht 102 umfaßt oder wenn der Anteil der Dicke T₀ der Schichtzone (N) relativ zur Dicke der Lichtaufnahmeschicht 102 ausreichend groß ist, sollte der Maximalgehalt der Stickstoffatome in der Schichtzone (N) um ein ausreichendes Maß niedriger sein als der vorstehend erwähnte Wert.

Wenn die Dicke T₀ der Schichtzone (N) mehr als 2/5 der Dicke der Lichtaufnahmeschicht beträgt, beträgt die obere Grenze des Stickstoffatomgehaltes vorzugsweise nicht mehr als 30 Atom-%, insbesondere nicht mehr als 20 Atom-% und am wünschenswertesten 10 Atom-%.

Die Stickstoff enthaltende Schichtzone (N) in der Lichtaufnahmeschicht ist vorzugsweise als lokalisierter Bereich (B), der Stickstoffatome in einer relativ hohen Konzentration enthält, auf der Seite des Substrates 101 oder in der Nachbarschaft der freien Oberfläche ausgebildet, wie vorstehend erwähnt. Im erstgenannten Fall ist es möglich, die Bindung zwischen dem Substrat 101 und der Lichtaufnahmeschicht 102 weiter zu verbessern und die akzeptierbare Spannung weiter zu erhöhen.

Wie in Verbindung mit den Fig. 11-20 hervorgeht, ist der lokalisierte Bereich (B) vorzugsweise innerhalb einer Entfernung von 5 µm von der Grenzfläche t_B oder der freien Oberfläche t_T ausgebildet.

Der lokalisierte Bereich (B) kann die gesamte 5 µm dicke laminare Zone (L_T) vom Punkt t_B oder vom Punkt t_T oder nur ein Teil davon umfassen. Die Auswahl, ob die gesamte Schichtzone (L_T) oder nur ein Teil davon von dem lokalisierten Bereich (B) umfaßt wird, hängt von den Eigenschaften ab, die für die auszubildende Lichtaufnahmeschicht 102 gefordert werden.

Die Lichtaufnahmeschicht 102 ist vorzugsweise so ausgebildet, daß der Maximalwert C_max der Verteilungskonzentration C (N) der Stickstoffatome in Dickenrichtung im lokalisierten Bereich (B) mindestens 500 Atom ppm, vorzugsweise 800 Atom ppm und insbesondere 1000 Atom ppm, beträgt.

Es ist daher wünschenswert, den Stickstoff enthaltenden laminaren Abschnitt (N) so auszubilden, daß die maximale Verteilungskonzentration C_max innerhalb einer Strecke von 5 µm von der Oberfläche an der Substratseite oder der freien Oberfläche vorgesehen wird (d. h. innerhalb eines 5 µm dicken laminaren Abschnittes von t_B oder t_T).

Beispiele der Halogenatome (X), die erfindungsgemäß in die Lichtaufnahmeschicht 102 eingearbeitet werden, falls dies erforderlich ist, sind Fluor-, Chlor-, Brom- und Jodatome, von denen Fluor- und Chloratome bevorzugt werden.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten fotoleitfähigen Element 100 können die Eigenschaften der Lichtaufnahmeschicht 102 in bezug auf die elektrische Leitfähigkeit in der gewünschten Weise gesteuert werden, indem eine Substanz (C) eingearbeitet wird, die diese Eigenschaften steuert.

Bei derartigen Substanzen (C) handelt es sich um sogenannte Verunreinigungen. Die erfindungsgemäß eingesetzten Verunreinigungen umfassen p-Verunreinigungen, die dem a-SiGe (HX)-Material, das die Lichtaufnahmeschicht 102 bildet, p-Halbleitereigenschaften verleihen, und n-Verunreinigungen, die diesem Material n-Halbleitereigenschaften verleihen. Für die Erfindung geeignete p-Verunreinigungen umfassen Elemente der Gruppe III des Periodensystems (Atome der Gruppe III), d. h. B (Bor) Al (Aluminium), Ga (Gallium), In (Indium) und Tl (Thallium), von denen B und Ga besonders geeignet sind.

Für die Erfindung geeignete n-Verunreinigungen umfassen Elemente der Gruppe V des Periodensystems, d. h. P (Phosphor), As (Arsen), Sb (Antimon) und Bi (Wismut), von denen P und As besonders geeignet sind.

Der Gehalt der Substanz (C), die die elektrische Leitfähigkeit in der Lichtaufnahmeschicht 102 steuert, wird in geeigneter Weise ausgewählt, indem der Relation zu den für die Lichtaufnahmeschicht 102 geforderten elektrischen Leitfähigkeitseigenschaften und den Eigenschaften der Schicht an der Grenzfläche, wo die Schicht mit dem Substrat 101 in Kontakt steht, Rechnung getragen wird.

Wenn eine Substanz (C), die die elektrische Leitfähigkeit steuert, in einer Schichtzone der Lichtaufnahmeschicht 102, insbesondere im Grenzbereich der Schicht 102 an der Substratseite angeordnet wird, wird der Gehalt der Substanz (C) in geeigneter Weise ausgewählt, indem auch der Beziehung zu den Eigenschaften der anderen laminaren Zone Beachtung geschenkt wird, die in direktem Kontakt mit der erstgenannten Schichtzone steht; ferner auch der Beziehung zu den Eigenschaften dieser Kontaktgrenzfläche.

Der Gehalt der Substanz (C), die die elektrische Leitfähigkeit der Lichtaufnahmeschicht steuert, beträgt wünschenswerterweise 0,01-5×10⁴ Atom ppm, vorzugsweise 0,5-1×10⁴ Atom ppm, insbesondere 1-5×10³ Atom ppm.

Es ist wünschenswert, die Substanz (C), die die elektrische Leitfähigkeit steuert, örtlich in einige Schichtzonen einzuarbeiten, insbesondere in die Grenzflächenzone an der Substratseite der Lichtaufnahmeschicht 102, und zwar in einer Menge von mindestens 30 Atom ppm, vorzugsweise 50 Atom ppm, insbesondere 100 Atom ppm.

Durch Einarbeitung der Substanz (C) in mindestens der vorstehend genannten Menge in die Grenzflächenzone (E) an der Seite des Substrates 101 ist es möglich, in wirksamer Weise das Eindringen von Elektronen von der Seite des Substrates 101 in die Lichtaufnahmeschicht 102 zu verhindern, wenn es sich bei der eingearbeiteten Substanz (C) um eine p-Verunreinigung handelt, wobei die freie Oberfläche 103 der Schicht 102 positiv aufgeladen wird. Wenn es sich bei der eingearbeiteten Substanz (C) um eine n-Verunreinigung handelt, kann das Eindringen von "Löchern" von der Seite des Substrates 101 in die Lichtaufnahmeschicht 102 verhindert werden, wobei die freie Fläche 103 der Schicht negativ aufgeladen wird.

Wenn somit eine Substanz (C) in der Art einer p- oder n-Verunreinigung in die Grenzflächenzone (e) an der Substratseite eingearbeitet wird, kann die andere Schichtzone (Z) der Lichtaufnahmeschicht 102 eine andere Substanz (C) mit umgekehrter Polarität oder eine Substanz (C) mit der gleichen Polarität in einer weit geringeren Menge als in der Grenzflächenzone (E) enthalten.

In diesen Fällen wird der Gehalt der Substanz (C) im anderen Bereich (Z) in Abhängigkeit von der Polarität und den Gehalt der Substanz (C) im darüber befindlichen Bereich (E) ausgewählt und beträgt wünschenswerterweise 0,01-1000 Atom ppm, vorzugsweise 0,05-500 Atom ppm, insbesondere 0,1-200 Atom ppm.

Wenn Substanzen (C) mit der gleichen Polarität in die Grenzflächenzone (E) und die andere Schichtzone (Z) eingearbeitet werden, sollte der Gehalt in der Schichtzone (Z) nicht mehr als 30 Atom ppm betragen. Ein anderes Beispiel in bezug auf die Verteilung der Substanz (C) besteht darin, daß eine Schichtzone, die eine Substanz (C) enthält, und eine andere Schichtzone, die eine Substanz (C) der umgekehrten Polarität enthält, in der Lichtaufnahmeschicht 102 angeordnet werden, so daß sie in direktem Kontakt miteinander stehen, um auf diese Weise eine sogenannte Sperrschicht bzw. Verarmungsschicht an der Kontaktfläche auszubilden. Beispielsweise werden eine Schichtzone, die die vorstehend erwähnte p-Verunreinigung enthält, und eine andere Schichtzone, die die vorstehend erwähnte n-Verunreinigung enthält, so angeordnet, daß sie in direktem Kontakt miteinander stehen, um auf diese Weise einen sogenannten p-n-Übergang zur Erzeugung einer Sperrschicht auszubilden.

Die Lichtaufnahmeschicht 102, die aus dem Material a-SiGe (H,X) besteht, wird durch Vakuumbedampfen hergestellt, beispielsweise durch ein Glimmentladungsverfahren, ein Bedampfungsverfahren oder ein Ionenplattierungsverfahren, bei denen von einer elektrischen Entladung Gebrauch gemacht wird. Beispielsweise kann die Erzeugung der Lichtaufnahmeschicht 102, die aus dem Material a-SiGe (H, X) besteht, durchgeführt werden, indem man ein Siliziumatome lieferndes Gas und ein Germaniumatome lieferndes Gas als Basismaterialien und, falls erforderlich, ein Sauerstoffatome lieferndes Gas und/oder ein Halogenatome lieferndes Gas in eine Bedampfungskammer einführt, die bis auf einen gewünschten Druck evakuiert werden kann, und eine Glimmentladung in der Bedampfungskammer erzeugt, um eine a-SiGe (H, X)- Schicht auf dem vorher in eine bestimmte Postion gebrachten vorgegebenen Substrat abzuscheiden. Um Germaniumatome in einem ungleichmäßigen Verteilungszustand einzuarbeiten, wird die aus a-SiGe (H, X) bestehende Schicht ausgebildet, während die Verteilungskonzentration der Germaniumatome in Abhängigkeit von einer gewünschten Konzentrationslinie gesteuert wird. Bei einem Verdampfungsverfahren wird die Lichtaufnahmeschicht 102 dadurch hergestellt, daß ein aus Si bestehendes Target, zwei auf Si und Ge bestehende Targets oder ein aus einem Si-Ge-Gemisch bestehendes Target in einer Bedampfungskammer angeordnet werden, ein erforderlichenfalls mit einem Inertgas, d. h. Ar oder He, verdünntes, Ge lieferndes Gas und, falls erforderlich, ein Wasserstoff einführendes Gas und/oder ein Halogen einführendes Gas der Bedampfungskammer zugeführt werden und ein entsprechendes Gasplasma ausgebildet wird. Die Lichtaufnahmeschicht 102, die einen vorgegebenen Verteilungszustand der Germaniumatome besitzt, kann durch Bedampfen des Targets hergestellt werden, während der Strom des Ge liefernden Gases in Abhängigkeit von einer vorgegebenen Konzentrationsverteilungslinie gesteuert wird.

Mit dem Ionenplattierungsverfahren kann die Lichtaufnahmeschicht 102 in der gleichen Weise wie mit dem Bedampfungsverfahren hergestellt werden, mit der Ausnahme, daß Mehrkristall- oder Einkristall-Silizium und Mehrkristall- oder Einkristall-Germanium als Dampfquellen in Bedampfungsschiffchen angeordnet werden und die Dampfquellen durch Widerstandserhitzen oder Elektronenstrahlverfahren erhitzt und verdampft werden, um den daraus resultierenden Dampf durch eine vorgegebene Plasmaatmosphäre zu führen.

Geeignete Materialien für das Si-liefernde Gas sind hydrierte Siliziumverbindungen (Silane) im gasförmigen oder vergasbaren Zustand, beispielsweise SiH₄, Si₂H₆, Si₃H₈ und Si₄H₁₀. Insbesondere werden SiH₄ und Si₂H₆ bevorzugt, da diese Verbindungen für die Herstellung der Schicht leicht zu handhaben sind und in bezug auf die Si-Lieferung einen hohen Wirkungsgrad besitzen. Geeignete Materialien für das Ge-liefernde Gas sind hydrierte gasförmige oder vergasbare Germaniumverbindungen, beispielsweise GeH₄, Ge₂H₆, Ge₃H₈, Ge₄H₁₀, Ge₅H₁₂, Ge₆H₁₄, Ge₇H₁₆, Ge₈H₁₈ und Ge₉H₂₀. Insbesondere werden GeH₄, Ge₂H₆ und Ge₃H₈ bevorzugt, da diese Verbindungen in bezug auf die Schichtherstellung leicht zu handhaben sind und einen ausgezeichneten Wirkungsgrad in bezug auf die Ge-Lieferung besitzen.

Wirksame Materialien für das Gas zur Einführung des Halogens sind beispielsweise die verschiedenartigen gasförmigen oder vergasbaren Halogenverbindungen, beispielsweise Halogengase, halogenierte Verbindungen, Interhalogenverbindungen und Halogen-substituierte Derivate von Silanen.

Darüberhinaus können auch Halogen-enthaltende hydrierte, gasförmige oder vergasbare Siliziumverbindungen, die Silizium und Halogen als Atombestandteile aufweisen, als wirksame Materialien zur Einführung von Halogen verwendet werden.

Beispiele für die geeigneten Halogenverbindungen sind die Halogengase von Fluor, Chlor, Brom und Jod sowie die Interhalogenverbindungen, wie beispielsweise BrF, ClF, ClF₃, BrF₅, BrF₃, JF₃, JF₇, JCl und JBr.

Geeignete Beispiele für die Halogen-enthaltenden Siliziumverbindungen, d. h. die Halogen-substituierten Derivate von Silanen, sind die Siliziumhalogenide, beispielsweise SiF₄, Si₂F₆, SiCl₄ und SiBr₄.

Wenn eine solche Halogen-enthaltende Siliziumverbindung zusammen mit einem Ge-liefernden Gas eingesetzt wird, um das fotoleitfähige Element durch Glimmentladung herzustellen, kann die Lichtaufnahmeschicht, die aus einem Halogen-enthaltenden a-Si-Ge-Material besteht, auf einem speziellen Substrat hergestellt werden, ohne daß hierbei von einem hydrierten Silizium (Silan) als Si-liefernden gasförmigen Ausgangsmaterial Gebrauch gemacht wird.

Das grundlegende Verfahren zur Herstellung der Halogen- enthaltenden Lichtaufnahmeschicht auf einem bestimmten Substrat über das Glimmentladungsverfahren umfaßt beispielsweise die Zuführung eines Siliziumhalogenides als Si-liefernden Gases, einer hydrierten Germaniumverbindung als Ge-liefernden Gases und eines Verdünnungsgases, beispielsweise Ar, H₂ oder He, in vorgegebenen Mischungsverhältnissen und mit vorgegebenen Strömungsgeschwindigkeiten in eine Bedampfungskammer und die Erzeugung einer Glimmentladung, um aus diesen Gasen eine Plasmaatmosphäre herzustellen. In diesem Fall kann Wasserstoff oder eine Wasserstoffatome-enthaltende gasförmige Siliziumverbindung in einem geeigneten Verhältnis zu dem vorstehend genannten Gasgemisch zugesetzt werden, um eine leichtere Steuerung der Wasserstoffatome, die in die Lichtaufnahmeschicht einzuarbeiten sind, zu ermöglichen.

Bei jedem der vorstehend genannten gasförmigen Ausgangsmaterialien kann es sich entweder um eine einzige Verbindung oder um ein Gemisch aus mehreren Verbindungen handeln.

Gemäß dem Bedampfungsverfahren und dem Ionenplattierungsverfahren kann die Einführung der Halogenionen in die herzustellende Schicht durch Zuführung der vorstehend genannten Halogenverbindungen oder Halogenatome-enthaltenden Siliziumverbindungen in gasförmiger Form in eine Bedampfungskammer und die Ausbildung einer Plasmaatmosphäre des Gases erfolgen.

Die Einführung der Wasserstoffatome in die herzustellende Schicht kann erreicht werden, indem ein Wasserstoffatome einführendes gasförmiges Material, d. h. H₂ oder die vorstehend erwähnten Silane und/oder hydrierten Germaniumverbindungen, einer Bedampfungskammer zum Bedampfen zugeführt und eine Plasmaatmosphäre aus dem Gas hergestellt wird.

Obwohl die vorstehend genannten Halogenverbindungen oder Halogen-enthaltenden Siliziumverbindungen für die Zwecke der Erfindung als Halogenatome einführendes Beschickungsgas besonders wirksam eingesetzt werden können, können auch die nachfolgend aufgeführten gasförmigen oder vergasbaren Verbindungen als wirksame Ausgangsmaterialien für die Lichtaufnahmeschicht verwendet werden. Hierzu gehören halogenierte Verbindungen, die mindestens ein Wasserstoffatom als Bestandteil enthalten; hydrierte Halogenide, beispielsweise HF, HCl, HBr und HJ; Halogen- substituierte Silane, beispielsweise SiH₂F₂, SiH₂J₂, SiH₂Cl₂, SiHCl₃, SiH₂Br₂ und SiHBr₃; hydrierte Germaniumhalogenide, beispielsweise GeHF₃, GeH₂F₂, GeH₃F, GeHCl₃, GeH₂Cl₂, GeH₃Cl, GeHBr₃, GeH₂Br₂, GeH₃Br, GeHJ₃, GeH₂J₂ und GeH₃J; und Germaniumhalogenide, beispielsweise GeF₄, GeCl₄, GeBr₄, GeJ₄, GeF₂, GeCl₂, GeBr₂ und GeJ₂.

Von diesen Verbindungen können die halogenierten Verbindungen, die mindestens ein Wasserstoffatom enthalten, als besonders günstige Ausgangsmaterialien zur Einführung von Halogen verwendet werden, da diese halogenierten Verbindungen zur Einführung von Wasserstoffatomen, die in bezug auf die Steuerung der elektrischen oder fotoelektrischen Eigenschaften der Lichtaufnahmeschicht besonders wirkungsvoll sind, zusammen mit Halogenatomen in die Schicht dienen.

Die Einführung von Wasserstoffatomen in die Lichtaufnahmeschicht kann ferner durchgeführt werden, indem die nachfolgenden Elemente bzw. Verbindungen in eine Bedampfungskammer eingeführt und darin eine elektrische Entladung bewirkt wird: Ein Silan, beispielsweise SiH₄, Si₂H₆, Si₃H₈ oder Si₄H₁₀; Germanium, eine Germaniumverbindung oder hydriertes Germanium, beispielsweise GeH₄, Ge₂H₆, Ge₃H₈, Ge₄H₁₀, Ge₅H₁₂, Ge₆H₁₄, Ge₇H₁₄, Ge₇H₁₆, Ge₈H₁₈ oder Ge₉H₂₀ zur Zuführung von Ge; und Silizium oder eine Siliziumverbindung zur Zuführung von Si.

Bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung beträgt der Gehalt der Wasserstoffatome (H), der Halogenatome (X) oder der kombinierte Gehalt an Wasserstoffatomen und Halogenatomen (H+X) in der Lichtaufnahmeschicht 102 des fotoleitfähigen Elementes wünschenswerterweise 0,01-40 Atom-%, vorzugsweise 0,05-30 Atom-%, insbesondere 0,1-25 Atom-%.

Die Steuerung des Gehaltes der Wasserstoffatome und/oder Halogenatome in der Lichtaufnahmeschicht 102 kann durchgeführt werden, indem beispielsweise die Substrattemperatur, die Menge eines in die Bedampfungskammer eingeführten Ausgangsmateriales zum Einbau der Wasserstoffatome und/oder Halogenatome in die Schicht 102 und die Energie der elektrischen Entladung gesteuert werden.

Die Ausbildung der laminaren Zone (N), die die Stickstoffatome in der Lichtaufnahmeschicht 102 enthält, kann durchgeführt werden, indem ein Stickstoffatome-einführendes Ausgangsmaterial zusammen mit den vorstehend erwähnten anderen Ausgangsmaterialien während der Herstellung der Lichtaufnahmeschicht 102 eingeführt wird, während die Menge der in die Schicht einzuführenden Stickstoffatome gesteuert wird.

Wenn zur Ausbildung der Schichtzone (N) das Glimmentladungsverfahren Anwendung findet, wird ein Stickstoffatome- einführendes Ausgangsmaterial den anderen Ausgangsmaterialien zugesetzt, die in geeigneter Weise aus den vorstehend genannten Materialien für die Herstellung der Lichtaufnahmeschicht ausgewählt worden sind. Für dieses Ausgangsmaterial zur Einführung der Stickstoffatome kann der größte Teil der gasförmigen oder vergasbaren Verbindungen eingesetzt werden, die mindestens ein Stickstoffatom als Bestandteil aufweisen.

Für die Stickstoffatomeinführung ist es möglich, beispielsweise die folgenden Materialien zu verwenden:

(1) Ein Ausgangsgas, das Silizium als Atom enthält, ein Ausgangsgas, das Stickstoff als Atom enthält und, falls erforderlich, ein Ausgangsgas, das Wasserstoff und/oder Halogen als Atome enthält, in den gewünschten Mischungsverhältnissen; oder
(2) ein Ausgangsgas, das Silizium als Atom, und ein Ausgangsgas, das Stickstoff und Wasserstoff als Atome enthält, in den gewünschten Mischungsverhältnissen; oder
(3) ein Ausgangsgas, das Silizium als Atom enthält, und ein Ausgangsgas, das Silizium, Stickstoff und Wasserstoff als Atome enthält, in den gewünschten Anteilen.

Alternativ dazu ist es möglich, ein Gemisch als Ausgangsgas einzusetzen, das Silizium und Wasserstoff als Atome enthält, sowie ein Ausgangsgas, das Stickstoff als Atom aufweist.

Wirksame Ausgangsmaterialien zur Einführung von Stickstoffatomen zur Ausbildung der Schichtzone (N) sind Stickstoffverbindungen mit N-Atomen oder N- und H-Atomen, beispielsweise gasförmiger Stickstoff und gasförmige oder vergasbare Nitride und Azide, d. h. Stickstoff (N₂), Ammoniak (NH₃), Hydrazin (H₂N×NH₂), Hydrogenazid (HN₃) und Ammoniumazid (NH₄N₃). Neben diesen Verbindungen können Stickstoffhalogenide beispielsweise Stickstofftrifluorid (F₃N) und Dinitrogentetrafluorid (F₄N₂), als Ausgangsmaterialien verwendet werden, die zusätzlich zu Stickstoffatomen Halogenatome einführen.

Erfindungsgemäß können zusätzlich zu den Stickstoffatomen Sauerstoffatome in die Schichtzone (N) eingearbeitet werden, um den durch den Einbau von Stickstoffatomen erhaltenen Effekt weiter zu verbessern. Geeignete Verbindungen zur Einführung von Sauerstoffatomen in die Schichtzone (N) sind beispielsweise Sauerstoff (O₂), Ozon (O₃), Stickstoffmonoxid (NO), Stickstoffdioxid (NO₂), Stickstoffsuboxid (N₂O), Dinitrogentrioxid (N₂O₃), Dinitrogentetraoxid (N₂O₄), Dinitrogenpentoxid (N₂O₅), Stickstofftrioxid (NO₃) und niedere Siloxane, die Silizium, Sauerstoff und Wasserstoff als Atome enthalten, beispielsweise Disiloxane (H₃SiOSiH₃) und Trisiloxane (H₃Si×O×SiH₂×O×SiH₃).

Die Ausbildung der Schichtzone (N) nach dem Bedampfungsverfahren kann durchgeführt werden, indem ein Einkristall- oder Mehrkristall-Siliziumplättchen, ein Plättchen von Si₃N₄ oder ein Plättchen des Gemisches Si-Si₃N₄ verwendet wird und das Targetmaterial in einer geeigneten Atmosphäre bedampft wird.

Wenn beispielsweise ein Si-Plättchen als Target verwendet wird, wird das Bedampfen in der folgenden Weise durchgeführt: Gasförmige Ausgangsmaterialien zur Einführung von Stickstoffatomen und, falls erforderlich, Wasserstoffatomen und Halogenatomen, erforderlichenfalls mit einem Inertgas verdünnt, werden in eine geeignete Bedampfungskammer eingeführt, und ein Plasma dieser Gase wird erzeugt, um das Si-Plättchen zu bedampfen. Wenn alternativ dazu Si und Si₃N₄ getrennt als Targets oder ein Si-Si₃N₄-Gemisch als ein Target eingesetzt werden, wird das Bedampfen in einer Atmosphäre eines geeigneten Verdünnungsgases oder eines Gases ausgeführt, das Wasserstoff und/oder Halogen als Atome enthält.

Beim Bedampfen können die vorstehend beschriebenen gasförmigen Ausgangsmaterialien, die bei dem Glimmentladungsverfahren zur Einführung von Stickstoffatomen geeignet sind, ebenfalls in wirksamer Weise eingesetzt werden.

Wenn die Lichtaufnahmeschicht mit einer Stickstoffschichtzone (N) erfindungsgemäß ausgebildet wird, kann im Falle einer Glimmentladung eine beabsichtigte Stickstoffatomverteilung in Dickenrichtung (Tiefenprofil), bei der die Stickstoffatomkonzentration schrittweise in Dickeneinrichtung variiert, erreicht werden, indem ein gasförmiges Ausgangsmaterial zur Einführung von Stickstoff in eine Bedampfungskammer eingeführt wird, während der Gasstrom in Abhängigkeit von dem beabsichtigten Tiefenprofil variiert wird.

Die Regulierung des Gasstromes kann beispielsweise durchgeführt werden, indem in geeigneter Weise die Öffnung eines vorgegebenen Nadelventils, das in der Gasströmungsleitung angeordnet ist und häufig verwendet wird, variiert wird, d. h. durch manuelle Betätigung oder den Antrieb eines äußeren Motors.

Wenn die Schichtzone (N) durch Bedampfen ausgebildet wird, besteht der erste Weg in der Ausbildung eines gewünschten schrittweisen Tiefenprofils in der Zuführung eines gasförmigen Ausgangsmaterials zur Stickstoffeinführung in eine Bedampfungskammer, und zwar in ähnlicher Weise wie bei der Glimmentladung, während die Gasströmung in Abhängigkeit von dem gewünschten Tiefenprofil variiert wird.

Der zweite Weg besteht darin, ein Target zum Bedampfen zu verwenden, beispielsweise ein Target aus einem Si- Si₃N₄-Gemisch, bei dem das Mischungsverhältnis Si/Si₃N₄ vorher in Dickenrichtung in Abhängigkeit von dem gewünschten Tiefenprofil variiert worden ist.

Die Einführung einer Substanz (C) zum Steuern der elektrischen Leitfähigkeit, beispielsweise von Atomen eines Elementes der Gruppe III oder V des Periodensystems, als Bestandteil in die Lichtaufnahmeschicht 102 kann durchgeführt werden, indem man ein Ausgangsmaterial zur Einführung von Atomen eines Elementes der Gruppe III oder V im gasförmigen Zustand zusammen mit einigen anderen gasförmigen Ausgangsmaterialien, die zur Herstellung der Lichtaufnahmeschicht 102 erforderlich sind, in eine Bedampfungskammer einführt. Diese Ausgangsmaterialien für die Einführung von Atomen der Gruppe III sollten bei üblichen Temperaturen und Drücken gasförmig oder bei den Bedingungen der Schichtausbildung zumindest rasch vergasbar sein. Geeignete Verbindungen zur Einführung von Atomen der Gruppe III sind beispielsweise Borhydride, wie B₂H₆, B₄H₁₀, B₅H₉, B₅H₁₁, B₆H₁₀, B₆H₁₂ und B₆H₁₄, sowie Borhalogenide, wie BF₃, BCl₃ und BBr₃, zur Einführung von Bor und AlCl₃, GaCl₃, Ga(CH₃)₅, InCl₃ und TlCl₃.

Geeignete Verbindungen zur Einführung von Atomen der Gruppe V sind beispielsweise Hydrogenphosphide, wie PH₃ und P₂H₄, und Phosphor(III)-Halogenide, beispielsweise PH₄J, PF₃, PF₅, PCl₃, PCl₅, PBr₃, PBr₅ und PJ₃, zur Einführung von Phosphor und AsH₃, AsF₅, AsCl₃, AsBr₃, AsF₅, SbH₃, SbF₃, SbF₅, SbCl₃, SbCl₅, BiCl₃ und BiBr₅ zur Einführung von anderen Atomen der Gruppe V.

Die Dicke einer Schichtzone, die eine Substanz (C) zum Steuern der elektrischen Leitfähigkeit enthält und in der Lichtaufnahmeschicht 102 auf der Seite des Substrates 101 angeordnet ist, wird in geeigneter Weise in Abhängigkeit von den Eigenschaften, die für die Schichtzone und für andere Schichtzonen, die in der Lichtaufnahmeschicht 102 darüber liegen, gefordert werden, ausgewählt. Diese Dicke beträgt wünschenswerterweise mindesten 30 Å, insbesondere 50 Å.

Wenn der Anteil der Substanz (C) in der Schichtzone mindestens 30 Atom ppm beträgt, liegt die obere Grenze der Dicke der Schichtzone wünschenswerterweise bei 10 µm, vorzugsweise bei 8 µm, insbesondere bei 5 µm.

Das verwendete Substrat kann entweder ein elektrisch leitfähiges Material oder ein isolierendes Material sein. Als elektrisch leitfähiges Material können Metalle verwendet werden, beispielsweise NiCr, rostfreier Stahl, Al, Cr, Mo, Au, Nb, Ta, V, Ti, Pt, Pd etc. oder Legierungen dieser Metalle.

Als Isolationsmaterial können üblicherweise verwendete Filme oder Lagen aus synthetischen Harzen eingesetzt werden, einschließlich Polyester, Polyäthylen, Polycarbonat, Celluloseacetat, Polypropylen, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polystyrol, Polyamid etc., Glas, Keramik, Papier etc. Mindestens eine Oberfläche dieser isolierenden Substrate sollte vorzugsweise elektrisch leitend gemacht werden, und es wird bevorzugt, andere Schichten auf der Oberfläche vorzusehen, die elektrisch leitend gemacht worden sind.

Beispielsweise kann die Oberfläche eines Glases elektrisch leitend gemacht werden, indem auf der Oberfläche ein dünner Film aus NiCr, Al, Cr, Mo, Au, Ir, Nb, Ta, V, Ti, Pt, Pd, In₂O₃, SnO₂, ITO (In₂O₃+SnO₂) etc. vorgesehen wird. Alternativ dazu kann die Oberfläche eines synthetischen Harzfilmes, beispielsweise eines Polyesterfilmes, durch Vakuumbedampfung, Elektronenstrahlabscheidung oder Bedampfung mit einem dünnen Film aus einem Metall, wie beispielsweise NiCr, Al, Ag, Pd, Zn, Ni, Au, Cr, Mo, Ir, Nb, Ta, V, Ti, Pt etc., oder durch Laminieren mit dem Metall elektrisch leitfähig gemacht werden. Das Substrat kann eine beliebige Form besitzen, beispielsweise die Form eines Zylinders, Bandes, einer Platte etc. Die Form kann nach Wunsch ausgewählt werden. Wenn beispielsweise das in Fig. 1 dargestellte fotoleitfähige Element 100 als Bilderzeugungselement für elektrofotografische Zwecke verwendet werden soll, kann es wünschenswert sein, dieses Element als endloses Band oder Zylinder für die Verwendung bei einem kontinuierlichen Hochgeschwindigkeitskopiervorgang auszubilden. Das Substrat kann eine Dicke besitzen, die in der gewünschten Weise ausgewählt werden kann, so daß ein fotoleitfähiges Element der gewünschten Form hergestellt werden kann. Wenn das fotoleitfähige Element Flexibilität besitzen soll, wird das Substrat so dünn wie möglich gehalten, so weit dadurch seine Funktion als Substrat nicht gefährdet wird. In einem solchen Fall beträgt die Dicke jedoch vorzugsweise 10 µm oder mehr unter Berücksichtigung der Herstellung und Handhabung des Substrates sowie dessen mechanischer Festigkeit.

Fig. 21 ist eine schematische Ansicht zur Darstellung des Schichtaufbaues eines fotoleitfähigen Elementes nach einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.

Das in Fig. 21 dargestellte fotoleitfähige Element 2100 besteht aus einem Substrat 2101, das für fotoleitfähige Elemente geeignet ist, einer ersten Schicht (I) 2102, die aus einem a-SiGe (H, X)-Material auf dem Substrat 2101 ausgebildet ist, Stickstoffatome enthält und fotoleitfähig ist, und einer zweiten Schicht (II) 2103.

Auf dem fotoleitfähigen Element 2100 der Fig. 21 ist eine Lichtaufnahmeschicht mit der ersten Schicht (I) 2102 und der zweiten Schicht (II) 2103 ausgebildet. Dieses fotoleitfähige Element 2100 besitzt den gleichen Schichtaufbau wie das in Fig. 1 gezeigte fotoleitfähige Element 100, weist jedoch die zweite Schicht (II) 2103 auf der ersten Schicht (I) 2102 auf, d. h. die erste Schicht (I) 2102 besitzt den gleichen Schichtaufbau wie die in Fig. 1 gezeigte Lichtaufnahmeschicht 102. Somit treffen daher sämtliche Erläuterungen in bezug auf die Lichtaufnahmeschicht 102 auf die erste Schicht (I) 2102 zu.

In ähnlicher Weise wie die Lichtaufnahmeschicht 102 besitzt die erste Schicht (I) 2102 eine erste Schichtzone (1) 2104, eine zweite Schichtzone (2) 2105 und eine dritte Schichtzone (3) 2106, die die Werte C (1), C (2) und C (3) der Dickenrichtungsverteilungskonzentration C (N) der Stickstoffatome aufweisen.

Bei dem in Fig. 21 dargestellten fotoleitfähigen Element 2100 besitzt die auf der ersten Schicht (I) 2102 ausgebildete zweite Schicht (II) 2103 eine freie Oberfläche 2107 und ist so ausgebildet, daß damit die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe gelöst werden kann, und zwar in erster Linie in bezug auf Feuchtigkeitsbeständigkeit, die Möglichkeit eines wiederholten kontinuierlichen Betriebes, dielektrische Festigkeit, Umweltschutz und Haltbarkeit.

Bei der vorliegenden Erfindung besteht die zweite Schicht (II) 2103 aus einem amorphen Material, das Siliziumatome (Si) und mindestens eines der Atome Kohlenstoff (C) und Sauerstoff (O) und, falls erforderlich, Wasserstoffatome (H) und/oder Halogenatome (X) enthält.

Somit besitzen die entsprechenden amorphen Materialien, die die erste Schicht (I) 2102 und die zweite Schicht (II) 2103 bilden, als gemeinsamen Bestandteil Siliziumatome, so daß auf diese Weise die chemische Beständigkeit an der Grenzfläche zwischen beiden Schichten 2102 und 2103 ausreichend gesichert ist. Das die zweite Schicht (II) bildende amorphe Material kann ein Material umfassen, das Siliziumatome und Kohlenstoffatome und, falls erforderlich, Wasserstoffatome und/oder Halogenatome enthält (hiernach als a-(Si_xC_1-x) y (H, X) 1-y bezeichnet, wobei Null <x, y<1 ist), und ein amorphes Material, das Siliziumatome und Sauerstoffatome und, falls erforderlich, Wasserstoffatome und/oder Halogenatome enthält (hiernach als a-(Si_xO_1-x) y (H, X) 1-y bezeichnet, wobei Null<x, y<1 ist).

Die zweite amorphe Schicht (II) kann nach dem Glimmentladungsverfahren, dem Bedampfungsverfahren, dem Ionenimplantationsverfahren, dem Ionenplattierungsverfahren, dem Elektronenstrahlverfahren etc. hergestellt werden. Diese Verfahren können im Hinblick auf verschiedene Faktoren, beispielsweise die Herstellungsbedingungen, das Ausmaß der erforderlichen Kapitalinvestitionen für die entsprechenden Einrichtungen, den Produktionsumfang, die für das herzustellende fotoleitfähige Element erforderlichen Eigenschaften etc., in geeigneter Weise ausgewählt werden. Vorzugsweise finden das Glimmentladungsverfahren oder das Bedampfungsverfahren Anwendung, da mit diesen Verfahren eine relativ leichte Steuerung der Bedingungen für die Herstellung von fotoleitfähigen Elementen mit gewünschten Eigenschaften und eine leichte Einführung von Siliziumatomen, Sauerstoffatomen, Wasserstoffatomen und Halogenatomen in die herzustellende zweite Schicht (II) möglich ist.

Darüberhinaus können das Glimmentladungsverfahren und das Bedampfungsverfahren in Kombination im gleichen System zur Ausbildung der zweiten Schicht (II) eingesetzt werden.

Zur Ausbildung der zweiten Schicht (II) nach dem Glimmentladungsverfahren können Ausgangsgase zur Herstellung der zweiten Schicht (II), die, falls erforderlich, mit einem Verdünnungsgas in einem vorgegebenen Mischungsverhältnis vermischt sein können, in eine Bedampfungskammer eingeführt werden, in der ein Substrat angeordnet ist, wobei in dieser Bedampfungskammer eine Glimmentladung durchgeführt wird, um ein Gasplasma zu erzeugen und dadurch das amorphe Material zur Ausbildung der zweiten Schicht (II) auf der ersten Schicht (I), die bereits auf dem Substrat ausgebildet ist, abzuscheiden.

Bei den Ausgangsgasen für die Herstellung der zweiten Schicht (II) kann es sich um den größten Teil der Substanzen handeln, die mindestens ein Siliziumatom, Kohlenstoffatom, Sauerstoffatom, Wasserstoffatom oder Halogenatom als Bestandteil enthalten, gasförmig oder rasch vergasbar sind.

Die Ausgangsgase, die in wirksamer Weise für die Herstellung der zweiten Schicht (II) 103 eingesetzt werden können, umfassen solche Substanzen, die bei Raumtemperatur und atmosphärischem Druck gasförmig sind oder rasch vergast werden können.

Diese Ausgangsgase können die folgenden Substanzen umfassen: Siliziumhydridgase, die Siliziumatome und Wasserstoffatome enthalten, beispielsweise Silane, wie SiH₄, Si₂H₆, Si₃H₈, Si₄H₁₀ etc., Verbindungen, die Kohlenstoffatome und Wasserstoffatome enthalten, beispielsweise gesättigte Kohlenwasserstoffe mit 1-4 Kohlenstoffatomen, äthylenische Kohlenwasserstoffatome mit 2-4 Kohlenstoffatomen und acetylenische Kohlenwasserstoffatome mit 2-3 Kohlenstoffatomen, Elemente oder Verbindungen, die Sauerstoffatome enthalten, Elemente der Halogene, Wasserstoffhalogenide, Interhalogenverbindungen, Siliziumhalogenid, Halogen-substituiertes Siliziumhydrid etc.

Genauer gesagt können die Substanzen als gesättigte Kohlenwasserstoffe Methan (CH₄), Äthan (C₂H₆), Propan (C₃H₈), n-Butan (n-C₄H₁₀), Pentan (C₅H₁₂); als äthylenische Kohlenwasserstoffe Äthylen (C₂H₄), Propylen (C₃H₆), Buten-1 (C₄H₈), Buten-2 (C₄H₈), Isobutylen (C₄H₈), Penten (C₅H₁₀); als acethylenische Kohlenwasserstoffe Acethylen (C₂H₂), Methylacethylen (C₃H₄), Butin (C₄H₆); als Elemente der Halogene Fluor, Chlor, Brom und Jod; als Hydrogenhalogenide HF, HJ, HCl und HBr; als Interhalogenverbindungen BrF, ClF, ClF₃, ClF₅, BrF₅, BrF₃, JF₅, JF₇, JCl, JBr; als Siliziumhalogenide SiF₄, Si₂F₆, SiCl₄, SiCl₃Br, SiCl₂Br₂, SiClBr₃, SiCl₃J, SiBr₄; als Halogen-substituierte Siliziumhydride SiH₂F₂, SiH₂Cl₂, SiHCl₃, SiH₃Cl, SiH₃Br, SiH₂Br₂, SiHBr₃ etc. umfassen.

Ferner ist es auch möglich, Halogen-substituierte Paraffine, wie CF₄, CCl₄, CBr₄, CHF₃, CH₂F₂, CH₃F, CH₃Cl, CH₃Br, CH₃J, C₂H₅Cl etc.; fluorierte Schwefelverbindungen, beispielsweise SF₄, SF₆ etc.; Silanderivate einschließlich Alkylsilane, wie Si (CH₃)₄, Si (C₂H₅)₄ etc., und Halogen- enthaltende Alkylsilane, wie SiCl (CH₃)₃, SiCl₂ (CH₃)₂, SiCl₃CH₃ etc., als wirksame Substanzen zu verwenden.

Als Ausgangsgas zur Einführung der Sauerstoffatome, das während der Ausbildung der zweiten Schicht (II) verwendet wird, ist es möglich, Verbindungen einzusetzen, die Sauerstoffatome als Bestandteil enthalten, oder Verbindungen, die Stickstoffatome und Sauerstoffatome als Bestandteile enthalten, wie beispielsweise Sauerstoff (O₂), Ozon (O₃), Stickstoffmonoxid (NO), Stickstoffdioxid (NO₂), Dinitrogenmonoxid (N₂O), Dinitrogentrioxid (N₂O₃), Dinitrogentetraoxid (N₂O₄), Dinitrogenpentaoxid (N₂O₅), Stickstofftrioxid (NO₃), und niedere Siloxane, die Siliziumatome, Sauerstoffatome und Wasserstoffatome als Bestandteile enthalten, beispielsweise Disiloxan (H₃SiOSiH₃), Trisiloxan (H₃SiOSiH₂OSiH₃) u. ä.

Die Materialien für die Ausbildung der zweiten Schicht (II) können so ausgewählt und eingesetzt werden, daß die Siliziumatome, Kohlenstoffatome, Sauerstoffatome, Wasserstoffatome und Halogenatome in einem vorgegebenen Verhältnis in der zweiten Schicht vorliegen.

Beispielsweise können Si(CH₃)₄ als dasjenige Material, durch das in einfacher Weise Siliziumatome, Kohlenstoffatome und Wasserstoffatome zugesetzt werden können und das eine Schicht mit gewünschten Eigenschaften bildet, und SiHCl₃, SiCl₄, SiH₂Cl₂ oder SiH₃Cl als das Material zum Einbau der Halogenatome in einem vorgegebenen Mischungsverhältnis gemischt und in einem gasförmigen Zustand in eine Vorrichtung zur Ausbildung der zweiten Schicht (II) eingeführt werden, wonach eine Glimmentladung erfolgt, durch die die zweite Schicht (II) ausgebildet wird, die das Material a-(Si_xC_1-x) y (Cl+H) 1-y enthält.

Zur Ausbildung der zweiten Schicht (II) nach dem Bedampfungsverfahren kann ein Einkristall- oder Mehrkristall- Si-Plättchen, ein Graphitplättchen, ein SiO₂-Plättchen oder ein Plättchen, das Siliziumatome, Kohlenstoffatome und/oder Sauerstoffatome darin vermischt enthält, als Target eingesetzt und in einer Atmosphäre mit verschiedenen Gasen, die, falls erforderlich, Halogenatome und/ oder Wasserstoffatome enthält, bedampft werden. Wenn beispielsweise ein Siliziumplättchen als Target verwendet wird, werden die Ausgangsgase zur Einführung von Kohlenstoffatomen und/oder Sauerstoffatomen und Wasserstoffatomen und/oder Halogenatomen, die, falls gewünscht, mit einem Gas verdünnt sein können, in eine Bedampfungskammer zur Ausbildung eines Gasplasmas dieser Gase eingeführt, und das Siliziumplättchen wird bedampft.

Alternativ dazu können Siliziumatome und/oder Kohlenstoffatome und/oder Sauerstoffatome als getrennte Targets oder eine Targetfolie aus einem Gemisch aus Siliziumatomen, Kohlenstoffatomen, und/oder Sauerstoffatomen verwendet werden, und das Bedampfen wird in einer Gasatmosphäre durchgeführt, die, falls gewünscht, Wasserstoffatome und/ oder Halogenatome enthält. Als Ausgangsgase zur Einführung der Kohlenstoffatome, Sauerstoffatome, Wasserstoffatome und Halogenatome können Substanzen als wirksame Materialien zum Bedampfen verwendet werden, die bei dem vorstehend beschriebenen Beispiel des Glimmentladungsverfahrens beschrieben wurden.

Das bei der Herstellung der zweiten Schicht (II) durch das Glimmentladungsverfahren oder das Bedampfungsverfahren verwendete Verdünnungsgas kann die Edelgase einschließen, beispielsweise He, Ne und Ar als bevorzugte Substanzen.

Die zweite Schicht sollte sorgfältig ausgebildet werden, so daß die geforderten Eigenschaften exakt erreicht werden. Die Substanz, die die Siliziumatome, Kohlenstoffatome und/oder Sauerstoffatome und, falls erforderlich, Wasserstoffatome und/oder Halogenatome als Bestandteil enthält, kann verschiedene Strukturformen besitzen, die von kristallin bis amorph reichen, und elektrische Eigenschaften ausweisen, die von elektrisch leitend über halbleitend bis zu isolierend reichen, sowie fotoleitende Eigenschaften, die von fotoleitend bis nicht fotoleitend reichen. Daher werden die Herstellungsbedingungen streng ausgewählt, um ein Material für die zweite Schicht (II) zu schaffen, das die gewünschten Eigenschaften aufweist. Wenn beispielsweise die zweite Schicht in erster Linie zur Verbesserung der dielektrischen Festigkeit dienen soll, wird das amorphe Material zur Ausbildung der zweiten Schicht als amorphes Material hergestellt, das unter Betriebsbedingungen ein signifikantes elektrisches Isolationsvermögen besitzt.

Wenn durch die zweite Schicht in erster Linie eine Verbesserung in bezug auf eine kontinuierliche und wiederholte Nutzung oder der Wartungsbedingungen erreicht werden soll, kann der Grad der elektrischen Isolationseigenschaften bis zu einem gewissen Maß verringert werden, und das amorphe Material kann als Material hergestellt werden, das eine gewisse Sensitivität gegenüber Lichtstrahlen besitzt.

Bei der Ausbildung der zweiten Schicht auf der Oberfläche der ersten Schicht (I) stellt die Substrattemperatur während der Schichtherstellung einen wichtigen Faktor dar, der die Struktur und die Eigenschaften der auszubildenden Schicht beeinflußt. Es ist wünschenswert, während der Schichtausbildung die Substrattemperatur streng zu kontrollieren, um die zweite Schicht mit den gewünschten Eigenschaften herzustellen. Zur Ausbildung der zweiten Schicht wird ein optimaler Temperaturbereich festgelegt. Während der Schichtausbildung sollte die Substrattemperatur vorzugsweise 20-400°C, insbesondere 50-350°C und wünschenswerterweise 100-300°C betragen. Für die Ausbildung der zweiten Schicht kann das Glimmverfahren oder das Bedampfungsverfahren vorteilhafterweise verwendet werden, da hierbei die Feinsteuerung des Verhältnisses der in der Schicht vorhandenen Atome oder die Steuerung der Schichtdicke im Vergleich zu anderen Verfahren relativ leicht durchgeführt werden kann. Wenn die zweite Schicht nach diesen Verfahren hergestellt wird, stellt die Entladungsenergie während der Ausbildung der Schicht einen wichtigen Faktor dar, der die Eigenschaften der zweiten Schicht in ähnlicher Weise wie die vorstehend erwähnten Substrattemperatur beeinflußt.

Die Entladungsenergie zur Herstellung einer zweiten Schicht, die den gewünschten Eigenschaften gerecht wird, mit guter Produktivität kann vorzugsweise 10-300 W, insbesondere 20-250 W und wünschenswerterweise 50-200 W betragen.

Der Gasdruck in der Bedampfungskammer kann vorzugsweise 0,01-1 Torr, insbesondere 0,1-0,5 Torr betragen.

Die vorstehend erwähnten numerischen Bereiche können als bevorzugte Bereiche für die Substrattemperatur und die Entladungsenergie zur Herstellung der zweiten Schicht angesehen werden. Diese für die Herstellung der zweiten Schicht wichtigen Faktoren sind jedoch nicht getrennt und unabhängig voneinander ausge 66878 00070 552 001000280000000200012000285916676700040 0002003433161 00004 66759wählt worden. Es ist vielmehr wünschenswert, daß die optimalen Werte der entsprechenden Faktoren auf der Basis der gegenseitigen Abhängigkeiten ausgewählt werden, so daß eine zweite Schicht mit gewünschten Eigenschaften hergestellt werden kann.

Die Anteile der Kohlenstoffatome und/oder Sauerstoffatome, die in der zweiten Schicht vorhanden sind, stellen wichtige Faktoren zur Erzielung der gewünschten Eigenschaften dar, ähnlich wie die Herstellbedingungen für die zweite Schicht. Diese Anteile, die in der zweiten Schicht vorhanden sind, werden im Hinblick auf die Art des amorphen Materiales, das die zweite Schicht bildet, und auf dessen Eigenschaften ausgewählt.

Genauer gesagt kann das amorphe Material, das durch die vorstehend genannte Formel a-(Si_xC_1-x) y (H, X)_1-y gekennzeichnet wird, grob klassifiziert werden in ein amorphes Material, das aus Siliziumatomen und Kohlenstoffatomen besteht (hiernach als a-Si_aC_1-a bezeichnet, wobei Null <a<1 ist), in ein amorphes Material, das aus Siliziumatomen, Kohlenstoffatomen und Wasserstoffatomen besteht (hiernach als a-(Si_bC_1-b)_cH_1-c bezeichnet, wobei Null <b, c<1 ist), und in ein amorphes Material, das aus Siliziumatomen, Kohlenstoffatomen, Halogenatomen und, falls erforderlich, Wasserstoffatomen besteht (hiernach als a-(Si_dC_1-d)_e(H, X)_1-e bezeichnet, wobei Null <d, e<1 ist).

Wenn die zweite Schicht (II) aus a-Si_aC_1-a bestehen soll, kann der Gehalt der Kohlenstoffatome in der zweiten Schicht vorzugsweise 1×10^-3-90 Atom-%, insbesondere 1-80 Atom-%, am bevorzugsten 10-75 Atom-% betragen, wobei a vorzugsweise 0,1-0,99999, insbesondere 0,2-0,99 und am bevorzugsten 0,25-0,9 beträgt.

Wenn die zweite Schicht (II) aus a-(Si_bC_1-b)_cH_1-c bestehen soll, kann der Gehalt der Kohlenstoffatome in der zweiten Schicht vorzugsweise 1×10^-3-90 Atom-%, insbesondere 1-90 Atom-%, am bevorzugsten 10-80 Atom-%, der Gehalt an Wasserstoffatomen vorzugsweise 1-40 Atom-%, insbesondere 2-35 Atom-%, am bevorzugsten 5-30 Atom-% betragen. Wenn der Wasserstoffgehalt innerhalb dieser Bereiche liegt, besitzt das hergestellte fotoleitfähige Element eine ausgezeichnete Eignung für die Praxis.

Bei dem Material a-(Si_bC_1-b)_cH_1-c sollte b vorzugsweise 0,1-0,99999, insbesondere 0,1-0,99, am bevorzugsten 0,15-0,9, und c vorzugsweise 0,6-0,99, insbesondere 0,65-0,98, am bevorzugsten 0,7-0,95, betragen.

Wenn die zweite Schicht (II) aus a-(Si_dC_1-d)_e(H, X)_1-e bestehen soll, sollte der Gehalt der Kohlenstoffatome in der zweiten Schicht vorzugsweise 1×10^-3-90 Atom-%, insbesondere 1-90 Atomprozent, am bevorzugsten 10-80 Atom-%, und der Gehalt an Halogenatomen vorzugsweise 1-20 Atom-%, insbesondere 1-80 Atom-% und am bevorzugsten 2-15 Atom-% betragen. Wenn der Gehalt an Halogenatomen in diesen Bereichen liegt, besitzt das hergestellte fotoleitfähige Element eine ausgezeichnete Eignung für die Praxis. Der Gehalt der Wasserstoffatome kann vorzugsweise 19 Atom-% oder weniger, insbesondere 13 Atom-% oder weniger betragen.

Bei dem vorstehend beschriebenen Material a-(Si_dC_1-d)_e(H, X)_1-e sollte d vorzugsweise 0,1-0,99999, insbesondere 0,1-0,99, am bevorzugsten 0,15-0,9, und e vorzugsweise 0,8-0,99, insbesondere 0,82-0,99 und am bevorzugsten 0,85-0,98 betragen.

Das amorphe Material der vorstehend genannten Formel a-(Si_xO_1-x)_y(H, X)_1-y kann grob klassifiziert werden in ein amorphes Material, das aus Siliziumatomen und Sauerstoffatomen besteht (hiernach bezeichnet als a-Si_aO_1-a, wobei 0<a<1 ist), ein amorphes Material, das aus Siliziumatomen, Sauerstoffatomen und Wasserstoffatomen besteht (hiernach bezeichnet als a-(Si_bO_1-b)_cH_1-c, wobei 0<b, c<1 ist) und ein amorphes Material, das aus Siliziumatomen, Sauerstoffatomen, Halogenatomen und, falls gewünscht, Wasserstoffatomen besteht (hiernach bezeichnet als a-(Si_dO_1-d)_e(H, X)_1-e, wobei 0<d, e<1 ist).

Wenn die zweite Schicht (II) aus a-Si_aO_1-a bestehen soll, sollte der Gehalt an Sauerstoffatomen in der zweiten Schicht, ausgedrückt als a in der vorstehend genannten Formel, vorzugsweise 0,33-0,99999, insbesondere 0,5-0,99 und am bevorzugsten 0,6-0,9 betragen.

Wenn die zweite Schicht (II) aus a-(Si_bO_1-b)_cH_1-c bestehen soll, sollte der Gehalt an Sauerstoffatomen in der zweiten Schicht vorzugsweise derart sein, daß b in der vorstehend genannten Formel vorzugsweise 0,33-0,99999, insbesondere 0,5-0,9, am bevorzugsten 0,6-0,9, und c vorzugsweise 0,6-0,99, insbesondere 0,65-0,98 und am bevorzugsten 0,7-0,95 beträgt.

Wenn die zweite Schicht aus a-(Si_dO_1-d)_e(H, X)_1-2 bestehen soll, sollte der Gehalt der Sauerstoffatome in der zweiten Schicht vorzugsweise derart sein, daß d in der vorstehend genannten Formel vorzugsweise 0,33-0,99999, insbesondere 0,5-0,99, am bevorzugsten 0,6-0,9, und e vorzugsweise 0,8-0,99, insbesondere 0,82-0,99 und am bevorzugsten 0,85-0,98 beträgt.

H beträgt vorzugsweise 90 Atom-% oder weniger, insbesondere 80 Atom-% oder weniger, am bevorzugsten 79 Atom-% oder weniger auf der Basis der Gesamtsumme von H+X.

Der Bereich der numerischen Dickenwerte der zweiten Schicht stellt einen wichtigen Faktor in bezug auf die zu lösende Aufgabe dar und wird in der gewünschten Weise im Hinblick auf den beabsichtigten Zweck ausgewählt.

Die Dicke der zweiten Schicht (II) muß ferner so ausgewählt werden, daß den Anteilen der Kohlenstoffatome und/oder Sauerstoffatome, der Beziehung zur Dicke der ersten Schicht (I) und anderen Eigenschaften, die für die entsprechenden Schichtzonen gefordert werden, Rechnung getragen wird.

Ferner sollte der Schichtdicke auch aus wirtschaftlichen Gründen Beachtung geschenkt werden, beispielsweise aus Gründen der Produktivität oder der Möglichkeit zur Massenproduktion.

Die zweite Schicht (II) besitzt vorzugsweise eine Dicke von 0,003-30 µm, insbesondere 0,004-20 µm und am bevorzugsten 0,005-10 µm.

Die Halogenatome, die in der zweiten Schicht (II) vorhanden sind, sind vorzugsweise Fluor, Chlor, Brom und Jod, von denen Fluor und Chlor bevorzugt werden.

Fig. 22 ist eine schematische Schnittdarstellung, die den Schichtaufbau eines fotoleitfähigen Elementes nach einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

Das in Fig. 22 gezeigte fotoleitfähige Element 2200 besitzt eine Lichtaufnahmeschicht 2202 auf einem Substrat 2201, die an ihrem einen Ende eine freie Oberfläche 2205 aufweist.

Die Lichtaufnahmeschicht 2202 besitzt einen Schichtaufbau mit einer ersten Schichtzone (G) 2203 aus a-Ge(Si, H, X) und einer fotoleitfähigen zweiten Schichtzone (S) 2204 aus a-Si(H, X), wobei die erste Schichtzone und die zweite Schichtzone in dieser Reihenfolge ausgehend vom Substrat 2201 aufeinander angeordnet sind.

Die in der ersten Schichtzone (G) vorhandenen Germaniumatome können ohne Ausnahme gleichmäßig in der ersten Schichtzone verteilt sein oder können in Dickenrichtung ungleichförmig verteilt sein. In jedem Fall ist es jedoch erforderlich, daß die Germaniumatome in der interplanaren Richtung, d. h. der Richtung parallel zur Substratoberfläche, gleichförmig verteilt sind, um einheitliche Eigenschaften in der interplanaren Richtung zu erhalten. Die Germaniumatome sind so verteilt in der ersten Schichtzone (G) 2203, daß sie in Dickenrichtung der Lichtaufnahmeschicht 2202 ohne Ausnahme in dieser Schicht enthalten und mehr zur Seite des Substrates hin als zur gegenüberliegenden Seite hin verteilt sind (d. h. der freien Oberfläche 2205 der Lichtaufnahmeschicht).

Bei dem in Fig. 22 dargestellten fotoleitfähigen Element ist es wünschenswert, daß die in der ersten Schichtzone (G) 2203 vorhandenen Germaniumatome dieses Tiefenprofil in Dickenrichtung der Schicht besitzen und eine gleichmäßige Verteilung in der interplanaren Richtung parallel zu Substratoberfläche.

Bei dem in Fig. 22 dargestellten fotoleitfähigen Element sind in der zweiten Schichtzone (S) 2204, die auf der ersten Schichtzone (G) 2203 vorgesehen ist, kleine Germaniumatome vorhanden. Dadurch, daß die Lichtaufnahmeschicht einen solchen Schichtenaufbau aufweist, kann ein fotoleitfähiges Element mit einer Fotosensitivität gegenüber dem gesamten Wellenlängenbereich von relativ kurzen Wellenlängen bis zu relativ langen Wellenlängen einschließlich des gesamten Bereiches des sichtbaren Lichtes erhalten werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Tiefenprofil der Germaniumatome in der ersten Schichtzone (G) 2203 so ausgebildet, daß die Germaniumatome kontinuierlich ohne Ausnahme über den gesamten Schichtbereich verteilt sind und der Gehalt C der Germaniumatome von der Substratseite zur zweiten Schichtzone (S) 2204 hin abfällt. Somit kann eine gute Affinität zwischen der ersten Schichtzone und der zweiten Schichtzone erhalten werden. Wenn ein Halbleiterlaser verwendet wird, wird das Licht mit langer Wellenlänge in der zweiten Schichtzone kaum absorbiert; dieses Licht kann jedoch im wesentlichen in der ersten Schichtzone vollständig absorbiert werden. Somit können Interferenzerscheinungen durch Reflektion an der Substratoberfläche verhindert werden.

Wenn die Siliziumatome in der ersten Schichtzone (G) 2203 des in Fig. 22 gezeigten fotoleitfähigen Elementes 2200 vorhanden sind, besitzen die amorphen Materialien für die erste Schichtzone und die zweite Schichtzone (S) 2204 einen gemeinsamen Bestandteil, da die Siliziumatome in beiden Schichtzonen vorhanden sind. Somit kann die chemische Beständigkeit an der Grenzfläche zwischen beiden Schichtzonen sichergestellt werden.

Typische Beispiele in bezug auf ungleichmäßige Tiefenprofile in Schichtdickenrichtung der Germaniumatome in der ersten Schichtzone (G) 2203 des fotoleitfähigen Elementes 2200 sind in den Fig. 2-10 dargestellt, in denen das fotoleitfähige Element 100 der Fig. 1 erläutert ist.

Zur Verdeutlichung des fotoleitfähigen Elementes 2200 der Fig. 22 ist auf der Ordinate der Fig. 1-10 die Dicke der ersten Schichtzone (G) 2203 dargestellt, wobei t_B die Position der Endfläche der ersten Schichtzone an der Substratseite und t_D die Position der Endfläche der ersten Schichtzone an der der Substratseite gegenüberliegenden Seite wiedergibt.

Bei dem in Fig. 22 dargestellten fotoleitfähigen Element kann der Gehalt der Germaniumatome in der ersten Schichtzone (G) 2203 in der gewünschten Weise ausgewählt werden, so daß die gestellte Aufgabe in wirkungsvoller Weise gelöst wird. Der Gehalt beträgt vorzugsweise 1-1×10⁶ Atom ppm, insbesondere 100-9,5×10⁵ Atom ppm, am bevorzugsten 500-8×10⁵ Atom ppm auf der Basis der Gesamtsumme mit den Siliziumatomen, die in der ersten Schichtzone vorhanden sind.

Die Dicken der ersten Schichtzone und der zweiten Schichtzone stellen einen wichtigen Faktor zur wirksamen Lösung der Aufgabe dar und müssen bei der Ausbildung des fotoleitfähigen Elementes sorgfältig ausgewählt werden, um die gewünschten Eigenschaften zu behalten.

Die Dicke T_b der ersten Schichtzone (G) 2203 beträgt vorzugsweise 30 Å-50 µm, insbesondere 40 Å-40 µm, am bevorzugsten 50 Å-30 µm. Die Dicke T der zweiten Schichtzone (S) 2204 beträgt vorzugsweise 0,5-90 µm, insbesondere 1-80 µm und am bevorzugsten 2-50 µm.

Die Gesamtsumme der Dicke T_b der ersten Schichtzone (G) 2203 und der Dicke T der zweiten Schichtzone (S) 2204 wird in der gewünschten Weise ausgewählt, wobei die entsprechenden Beziehungen zwischen den Eigenschaften der beiden Schichtzonen und den erforderlichen Eigenschaften der gesamten Lichtaufnahmeschicht berücksichtigt werden.

Bei dem in Fig. 22 dargestellten fotoleitfähigen Element beträgt der numerische Bereich für diese Summe vorzugsweise 1-100 µm, insbesondere 1-80 µm, am bevorzugsten 2-50 µm.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Dicken T_b und T so ausgewählt, daß sie die Beziehung T_b/T1, insbesondere die Beziehung T_B/T0,9 und am bevorzugsten die Beziehung T_b/T0,8 erfüllen.

Wenn der Gehalt der in der ersten Schichtzone vorhandenen Germaniumatome 1×10⁵ Atom ppm oder mehr beträgt, sollte die Dicke T_B der ersten Schichtzone so klein wie möglich und vorzugsweise 30 µm oder weniger, insbesondere 25 µm oder weniger und am bevorzugsten 20 µm oder weniger betragen.

Die in der ersten Schichtzone und/oder der zweiten Schichtzone vorhandenen Halogenatome können beispielsweise Fluor, Chlor, Brom und Jod umfassen, von denen Fluor und Chlor bevorzugt werden.

Bei dem in Fig. 22 gezeigten fotoleitfähigen Element 2200 ist in der Lichtaufnahmeschicht 2202 eine Stickstoffatome enthaltende Schichtzone (N) vorgesehen, um eine höhere Fotosensitivität und einen höheren Dunkelwiderstand zu erzielen und die Bindung zwischen dem Substrat 2201 und der Lichtaufnahmeschicht 2202 zu verbessern. Das Tiefenprofil der in der Lichtaufnahmeschicht vorhandenen Stickstoffatome und die Art und Weise der Anordnung der Schichtzone (N) entsprechen denen des in Fig. 1 gezeigten fotoleitfähigen Elementes 100. Wie insbesondere aus Fig. 23 hervorgeht, umfaßt die Lichtaufnahmeschicht 2202 eine erste Schichtzone (1) 2206, eine dritte Schichtzone (3) 2208 und eine zweite Schichtzone (2207), wobei jede Schichtzone die Konzentrationsverteilungswerte C (1), C (3) und C (2) aufweist. Auch die weiteren Erläuterungen zur Schichtzone (N) des fotoleitfähigen Elementes 100 treffen auf die Schichtzone (N) des fotoleitfähigen Elementes 2200 der Fig. 22 zu.

Die erste Schichtzone (G) aus a-Ge (Si, H, X) kann nach einem Vakuumbedampfungsverfahren unter Nutzbarmachung einer elektrischen Entladung wie bei dem Material a-Si Ge (H, X) ausgebildet werden. Beispielsweise kann die erste Schichtzone (G) nach einem Glimmentladungsverfahren hergestellt werden, wobei ein Ausgangsgas, das Germaniumionen liefert, und, falls erforderlich, ein Ausgangsgas, das Siliziumatome liefert, sowie ein Ausgangsgas zur Einführung von Wasserstoffatomen und/oder ein Ausgangsgas zur Einführung von Halogenatomen in eine Abscheidungskammer eingeführt werden, deren Inneres unter einem gewünschten Gasdruck auf einen Unterdruck gebracht werden kann, wonach eine Glimmentladung in der Abscheidungskammer ausgelöst und dadurch eine a-Ge(Si, H, X)-Schicht auf einer vorgegebenen Substratfläche, die sich in einer vorgegebenen Position befindet, abgeschieden wird.

Um ein ungleichförmiges Tiefenprofil der Germaniumatome zu erhalten, wird die Schicht a-Ge (Si, H, X) ausgebildet, während der Gehalt der Germaniumatome gemäß einer Änderungskurve gesteuert wird.

Die Schicht kann auch nach dem Bedampfungsverfahren ausgebildet werden, indem beispielsweise ein Target aus Si oder zwei Targets, d. h. ein Target aus Si und ein Target aus Ge, oder ein Target aus einem Gemisch aus Si und Ge in einem Inertgas von Ar, He etc. oder in einer Atmosphäre aus einem Gasgemisch auf der Basis dieser Gase bedampft und, falls erforderlich, ein Ausgangsgas zur Ge Lieferung, verdünnt mit einem Verdünnungsgas, beispielsweise He, Ar etc., oder falls erforderlich, ein Gas zur Lieferung von Wasserstoffatomen und/oder Halogenatomen in eine Bedampfungskammer eingeführt werden, wonach eine Plasmaatmosphäre des gewünschten Gases erzeugt wird. Um eine ungleichförmige Verteilung der Germaniumatome zu erreichen, wird das Target beispielsweise bedampft, während die Strömungsgeschwindigkeit des Ausgangsgases für die Ge Lieferung gemäß einer gewünschten Änderungskurve gesteuert wird.

Sämtliche Ausgangsgase, die bereits in Verbindung mit der Herstellung der Schicht aus a-Si Ge (H, X) beschrieben worden sind, können als Ausgangsgas zur Herstellung der ersten Schichtzone (G) verwendet werden.

Bei dem in Fig. 22 dargestellten fotoleitfähigen Element 2200 kann die zweite Schichtzone (S) 2204 aus a-Si (H, X) nach dem gleichen Verfahren und den gleichen Bedingungen wie bei der Herstellung der ersten Schichtzone (G) 2203 hergestellt werden, indem die entsprechenden Ausgangsmaterialien von den Materialien (I) zur Ausbildung der ersten Schichtzone ausgewählt werden, mit Ausnahme des Ausgangsmaterials für die Lieferung von Ge.

Mit anderen Worten, die zweite Schichtzone (S) 2204 kann durch ein Vakuumbedampfungsverfahren unter Nutzbarmachung einer elektrischen Entladung hergestellt werden, beispielsweise durch ein Glimmentladungsverfahren, ein Bedampfungsverfahren, ein Ionenplattierungsverfahren etc. Die zweite Schichtzone (S) kann durch ein Glimmentladungsverfahren hergestellt werden, indem das Ausgangsgas zur Lieferung von Siliziumatomen, falls erforderlich, zusammen mit einem Ausgangsgas zur Einführung von Wasserstoffatomen und/oder einem Ausgangsgas zur Einführung von Halogenatomen in eine Abscheidungskammer eingeführt und in dieser Kammer eine Glimmentladung durchgeführt wird. Auf diese Weise wird eine Schicht aus a-Si (H, X) auf der vorgegebenen Substratfläche an der vorgegebenen Stelle ausgebildet.

Die Schicht kann ebenfalls nach einem Bedampfungsverfahren hergestellt werden, indem beispielsweise ein Gas zur Lieferung von Wasserstoffatomen und/oder Halogenatomen in eine Bedampfungskammer eingeführt wird, wenn ein Target aus Si in einem Inertgas aus Ar, He etc. oder in einer Atmosphäre aus einem Gasgemisch auf der Basis dieser Gase bedampft wird.

Der Gehalt der Wasserstoffatome oder Halogenatome oder die Summe aus den Wasserstoff- und Halogenatomen, die in der zweiten Schichtzone (S) 2204 vorhanden sind, beträgt vorzugsweise 1-40 Atom-%, insbesondere 5-30 Atom-% und am bevorzugsten 50-25 Atom-%.

Die Erläuterungen zu dem in Fig. 1 dargestellten fotoleitfähigen Element 100 können auch bei den entsprechenden Teilen des fotoleitfähigen Elementes 2200 der Fig. 22 Anwendung finden. Soweit daher keine speziellen Erläuterungen für das fotoleitende Element 2200 vorgesehen sind, sollte auf die entsprechenden Erläuterungen des in Fig. 1 gezeigten Elementes 100 zurückgegriffen werden.

Fig. 24 ist eine schematische Schnittansicht des Schichtaufbaus eines fotoleitfähigen Elementes nach einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Das in Fig. 24 dargestellte fotoleitfähige Element 2400 besitzt ein Substrat 2401, eine erste Schicht (I) 2402, die auf dem Substrat vorgesehen ist, und eine zweite Schicht (II) 2403, die auf der ersten Schicht (I) vorgesehen ist, und weist den gleichen Aufbau auf wie das fotoleitfähige Element 2200, das in Fig. 22 dargestellt ist, mit Ausnahme der zweiten Schicht (II) 2403 im fotoleitfähigen Element 2400. Die erste Schicht (I) 2402 entspricht der Lichtaufnahmeschicht 2202, die erste Schichtzone (G) 2404 der ersten Schichtzone (G) 2203 und die zweite Schichtzone (S) 2405 der zweiten Schichtzone (S) 2204. Sämtliche Erläuterungen zu der Lichtaufnahmeschicht 2202 der Fig. 22 sind daher ebenfalls auf die erste Schicht (I) 2402 anwendbar. Die zweite Schicht (II) 2403 ist die gleiche Schicht wie die zweite Schicht (II) des fotoleitfähigen Elementes 2100, das in Fig. 21 gezeigt ist, so daß daher sämtliche Erläuterungen zur zweiten Schicht (II) 2103 auch auf die zweite Schicht (II) 2403 anwendbar sind.

Das fotoleitfähige Element ist so ausgebildet, daß mit dem beschriebenen Schichtaufbau sämtliche der vorstehend erwähnten Probleme gelöst werden können. Das Element besitzt ferner sehr gute elektrische, optische und fotoleitende Eigenschaften sowie eine gute dielektrische Festigkeit und gute Gebrauchseigenschaften.

Insbesondere bei seinem Einsatz als bilderzeugendes Element für elektrofotografische Zwecke übt das erfindungsgemäß ausgebildete fotoleitfähige Element keine Restspannungsbeeinflussung auf die Bilderzeugung aus, besitzt beständige elektrische Eigenschaften, eine höhere Sensitivität, ein hohes SN-Verhältnis, einen hohen Widerstand gegenüber durch Licht verursachte Ermüdungserscheinungen, bessere Dauergebrauchseigenschaften, saubere Halbtöne und eine hohe Auflösung und kann in beständiger und wiederholter Weise Bilder hoher Qualität erzeugen.

Darüber hinaus kann das fotoleitfähige Element kontinuierlich und in wiederholter Weise mit hoher Geschwindigkeit über lange Zeiträume eingesetzt werden, da die auf dem Substrat ausgebildete Lichtaufnahmeschicht hart und zäh ist und eine beträchlich verbesserte Bindung am Substrat aufweist.

Schließlich besitzt das erfindungsgemäße fotoleitfähige Element eine hohe Fotosensitivität über den gesamten Bereich des sichtbaren Lichtes, ist besonders gut für Halbleiterlaser geeignet und weist ein hohes Ansprechvermögen gegenüber Licht auf.

Nachfolgend wird das Verfahren zur Herstellung eines fotoleitfähigen Elementes anhand eines Beispieles beschrieben.

Fig. 25 zeigt eine Vorrichtung zur Herstellung des fotoleitfähigen Elementes.

Die Behälter 2502-2506 sind mit gasförmigen Ausgangsmaterialien für die Herstellung des fotoleitfähigen Elementes gefüllt. Beispielsweise ist der Behälter 2502 mit einem mit He verdünnten SiH₄-Gas (99,999% Reinheitsgrad, hiernach als SiH₄/He bezeichnet) gefüllt, der Behälter 2503 mit einem mit He verdünnten GeH₄-Gas (99,999% Reinheitsgrad, hiernach als GeH₄/He bezeichnet), der Behälter 2504 in einem mit Helium verdünnten SiF₄-Gas (Reinheitsgrad 99,99%, hiernach als SiF₄/He bezeichnet), der Behälter 2505 mit einem NH₃-Gas (Reinheitsgrad 99,999%) und der Behälter 2506 mit H₂-Gas (Reinheitsgrad 99,999%).

Um diese Gase in die Reaktionskammer 2501 zu leiten, wird im geschlossenen Zustand der Ventile 2522-2526 der Behälter 2502-2506 und des Leckventiles 2535 sowie im geöffneten Zustand der Einlaßventile 2512-2516, Auslaßventile 2517-2521 und Hilfsventile 2532 und 2533 das Hauptventil 2534 geöffnet, um die Reaktionskammer 2501 und alle Gasrohre zu evakuieren. Wenn das Unterdruckmeßgerät 2536 einen Unterdruck von etwa 5×10^-6 Torr anzeigt, werden die Hilfsventile 2532 und 2533 und die Auslaßventile 2517-2521 geschlossen.

Ein Beispiel zur Ausbildung einer Lichtaufnahmeschicht auf einem zylindrischen Substrat 2537 wird nachfolgend beschrieben. Die Ventile 2522, 2523 und 2525 werden geöffnet, die Drücke an den Auslaßdruckmeßgeräten 2527, 2528 und 2530 werden auf ein kg/cm² eingestellt, und die Einlaßventile 2512, 2513 und 2515 werden allmählich geöffnet, um Si-H₄/He aus dem Behälter 2502, GeH₄/He aus dem Behälter 2503 und NH₃ aus dem Behälter 2505 in die Massenströmungssteuergeräte 2507, 2508 und 2510 fließen zu lassen. Danach werden die Auslaßventile 2517, 2518 und 2520 sowie das Hilfsventil 2532 allmählich geöffnet, damit jedes Gas in die Reaktionskammer 2501 einströmen kann. Zu diesem Zeitpunkt werden die Auslaßventile 2517, 2518 und 2520 so betätigt, daß die Gasströme auf vorgegebene Werte eingestellt werden. Während die Anzeige des Unterdruckmeßgerätes 2536 abgelesen wird, wird das Hauptventil 2534 so betätigt, daß der Druck in der Reaktionskammer 2501 auf einen vorgegebenen Wert eingestellt wird. Nach der Bestätigung, daß das Substrat 2537 von der Heizeinrichtung 2538 auf eine vorgegebene Temperatur zwischen 50° und 400°C erhitzt worden ist, wird die Stromquelle 2540 auf ein vorgegebenes Niveau eingestellt, um in der Reaktionskammer 2501 eine Glimmentladung zu erzeugen. Während der Glimmentladung wird der Strom des NH₃-Gases gemäß einer vorgegebenen Stickstoffatomverteilungskurve (Konzentrationsänderung in Dickenrichtung) gesteuert, indem das Ventil 2520 manuell oder mit Hilfe eines äußeren Antriebsmotors reguliert wird, wodurch die Verteilungskonzentration der Stickstoffatome in der entsprechenden Schicht gesteuert wird.

Die Ausbildung der zweiten Schicht (II) auf der so mit einer gewünschten Dicke ausgebildeten ersten Schicht (I) wird durchgeführt, indem beispielsweise SiH₄-Gas und C₂H₄-Gas und/oder NO-Gas, falls erforderlich mit einem Inertgas, beispielsweise He, verdünnt, in die Reaktionskammer 2501 eingeführt und dort unter vorgegebenen Bedingungen eine Glimmentladung durchgeführt wird, wobei die entsprechenden Ventilbetätigungen denen bei der Ausbildung der ersten Schicht entsprechen.

Der Einbau von Halogenatomen in die zweite Schicht (II) wird erreicht, indem die Schicht unter Verwendung von SiF₄-Gas und C₂H₄-Gas und/oder NO-Gas oder SiH₄-Gas zusätzlich zu den vorstehend genannten Gasen ausgebildet wird.

Abgesehen von den Auslaßventilen, die zur Zuführung der für die Ausbildung jeder Schicht erforderlichen Gase benötigt werden, sind sämtliche anderen Auslaßventile während des Betriebes geschlossen. Um zu verhindern, daß die für die Ausbildung der vorhergehenden Schicht verwendeten Gase in der Reaktionskammer 2501 und in den Leitungen von den Auslaßventilen 2517-2521 zur Reaktionskammer 2501 verbleiben, werden die Auslaßventile 2517-2521 geschlossen und die Hilfsventile 2532 und 2533 sowie das Hauptventil 2534 vollständig geöffnet, um den Raum einmal auf einen hohen Unterdruck zu bringen. Diese Vorgehensweise wird durchgeführt, wenn dies erforderlich ist.

Der Gehalt der Kohlenstoffatome und/oder Sauerstoffatome in der zweiten Schicht kann im Falle des Glimmentladungsverfahren in gewünschter Weise gesteuert werden, indem das SiH₄/C₂H₄-Strömungsgeschwindigkeitsverhältnis und/oder das SiH₄/NO-Strömungsverhältnis in geeigneter Weise eingestellt wird, oder beim Bedampfungsverfahren durch geeignete Auswahl des Flächenverhältnisses eines Siliziumplättchens zu einem Graphitplättchen und/oder zu einem SiO₂-Plättchen, oder indem das Siliziumpulver/Graphitpulver-Mischungsverhältnis und/oder das Siliziumpulver/SiO₂-Pulver-Mischungsverhältnis bei der Herstellung dieser Targets in geeigneter Weise ausgewählt wird. Der Gehalt der Halogenatome in der zweiten Schicht (II) kann in gewünschter Weise gesteuert werden, indem der Zufluß des Gases zur Einführung von Halogenatomen, beispielsweise von SiF₄-Gas, in die Reaktionskammer 2501 reguliert wird.

Während der Schichtausbildung wird das Substrat 2537 in geeigneter Weise mit einer konstanten Geschwindigkeit von einem Motor 2539 gedreht, um die Schichtausbildung zu vereinheitlichen.

Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beispiele im einzelnen erläutert.

Beispiel 1

Durch Verwendung der in Fig. 25 dargestellten Vorrichtung wurden Proben von Bilderzeugungselementen für elektrofotografische Zwecke (Proben Nummern 11-1A bis 13-4A in Tabelle 2A) auf einem zylindrischen Aluminiumsubstrat unter den in Tabelle 1A aufgeführten Bedingungen hergestellt.

Die Konzentrationsverteilungen der Germaniumatome und Stickstoffatome dieser Proben sind in den Fig. 26 und 27 dargestellt.

Die auf diese Weise hergestellten Proben wurden einer Aufladungsvorrichtung zugeführt, und es wurde eine Koronaentladung mit +5,0 kV über 0,3 Sekunden durchgeführt, wonach sofort eine Bestrahlung mit einem Lichtbild eines durchlässigen Testcharts mit Hilfe einer Wolframlampe in einer Dosierung von 2 Lux sec vorgenommen wurde.

Unmittelbar darauf wurde ein negativ aufladbarer Entwickler (der einen Toner und einen Träger enthielt) auf die Oberfläche des Bilderzeugungselementes gegeben, um darauf ein gutes Tonerbild zu erzeugen. Das Tonerbild wurde durch die Koronaentladung von +5,0 kV auf ein Übertragungspapier überführt, wobei ein klares Bild hoher Dichte mit ausgezeichneter Auflösung und einer ausreichenden Tönungsreproduzierbarkeit entstand.

Die Qualitätsauswertung des übertragenen Tonerbildes wurde in der gleichen Weise wie vorstehend beschrieben wiederholt, mit der Ausnahme, daß anstelle der Wolframlampe ein GaAs-Halbleiterlaser von 810 nm (10 mW) verwendet wurde. Sämtliche Proben führten zu klaren Bildern mit ausgezeichneter Auflösung und zufriedenstellender Tönungsreproduzierbarkeit.

Beispiel 2

Durch die Verwendung der in Fig. 25 gezeigten Vorrichtung wurden Proben von Bilderzeugungselementen (Proben Nummern 21-1A bis 23-4A, Tabelle 4A) auf einem zylindrischen Aluminiumsubstrat unter den in Tabelle 3A aufgeführten Bedingungen hergestellt.

Die Konzentrationsverteilung der Germaniumatome und Stickstoffatome dieser Proben ist in den Fig. 26 und 27 dargestellt.

Jede Probe wurde einem Bildqualitätsauswertungstest in der gleichen Weise wie bei Beispiel 1 unterzogen. Jede untersuchte Probe ergab ein übertragenes Tonerbild hoher Qualität und zeigte keine Verschlechterung der Bildqualität nach einem wiederholten Gebrauch über 200 000mal bei 38°C und 80% relativer Luftfeuchtigkeit.

Beispiel 3

Durch die Verwendung der in Fig. 25 dargestellten Vorrichtung wurden Proben von Bilderzeugungselementen (Proben Nummern 11-1B bis 13-4B in Tabelle 2B) auf einem zylindrischen Aluminiumsubstrat unter den in Tabelle 1A aufgeführten Bedingungen hergestellt.

Die Konzentrationsverteilungen der Germaniumatome und Stickstoffatome sind in den Fig. 26 und 27 gezeigt.

Die auf diese Weise hergestellten Proben wurden einer Ladungstestvorrichtung zugeführt, und es wurde eine Koronaentladung mit 5,0 kV über 0,3 sec durchgeführt, woraufhin unmittelbar mit einem Lichtbild von einem Lichttestchart mittels einer Wolframlampe und einer Strahlungsdosis von 2 Lux sec bestrahlt wurde.

Kurz darauf wurde ein negativ aufladbarer Entwickler (der einen Toner und ein Trägermaterial enthielt) auf die Oberfläche des Bilderzeugungselementes gegeben, um dort auf diese Weise ein gutes Tonerbild zu erzeugen.

Das Tonerbild wurde durch die Koronaentladung von +5,0 kV auf ein Übertragungspapier überführt, wobei ein klares Bild hoher Dichte mit ausgezeichneter Auflösung und ausreichender Tönungsreproduzierbarkeit erhalten wurde.

Die Qualitätsauswertung des übertragenen Tonerbildes wurde in der gleichen Weise wie vorstehend beschrieben wiederholt, mit der Ausnahme, daß anstelle der Wolframlampe ein GaAs-Halbleiterlaser von 810 nm (10 mW) eingesetzt wurde. Sämtliche Proben ergaben klare Bilder mit einer ausgezeichneten Auflösung und einer zufriedenstellenden Tönungsreproduzierbarkeit.

Beispiel 4

Durch die Verwendung der in Fig. 25 dargestellten Vorrichtung wurden Proben von Bilderzeugungselementen (Proben 21-1A bis 23-4A Tabelle 4A) auf einem zylindrischen Aluminiumsubstrat unter den in Tabelle 3A aufgeführten Bedingungen hergestellt.

Jede Probe wurde einem Bildqualitätsauswertungstest in der gleichen Weise wie in Beispiel 3 unterzogen. Jede untersuchte Probe führte zu einem übertragenen Tonerbild hoher Qualität und wies keine Qualitätsverschlechterung nach einem wiederholten Gebrauch von 200 000mal bei 38°C und 80% relativer Luftfeuchtigkeit auf.

Beispiel 5

Es wurden Proben von Bilderzeugungselementen für elektrofotografische Zwecke (Proben 11-1-1B bis 11-1-8B, 12-1-1B bis 12-1-8B, 13-1-1B bis 13-1-8B, insgesamt 24) unter den gleichen Bedingungen und in der gleichen Weise wie bei den Proben 11-1B, 12-1B und 13-1B in Beispiel 3 hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Schicht II unter den in Tabelle 5B aufgeführten Bedingungen erzeugt wurde.

Jede der auf diese Weise hergestellten Proben wurde unabhängig in ein Kopiergerät eingesetzt und wurde in bezug auf die Qualität des übertragenen Bildes und die Lebensdauer des Elementes unter kontinuierlichem wiederholtem Kopieren getestet, wobei die in den Beispielen aufgeführten Bedingungen bei jedem Bilderzeugungselement Anwendung fanden.

Die Ergebnisse in bezug auf die Gesamtqualität des übertragenen Bildes und die Lebensdauer bei kontinuierlichem wiederholtem Kopieren sind in Tabelle 6B aufgeführt.

Beispiel 6

Es wurden Bilderzeugungselemente in der gleichen Weise wie bei Probe 11-1B in Beispiel 3 hergestellt, mit der Ausnahme, daß das Verhältnis des Gehaltes der Siliziumatome und Kohlenstoffatome in der Schicht (II) modifiziert wurde, indem das Targetflächenverhältnis des Siliziumplättchens zum Graphitplättchen beim Ausbilden der Schicht (II) geändert wurde.

Jedes der auf diese Weise erhaltenen Bilderzeugungselemente wurde in bezug auf die Qualität des Bildes, das nach 50 000 Bilderzeugungs-, Entwicklungs- und Reinigungsvorgängen erhalten wurde, wie ein Beispiel 3 beschrieben, getestet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 7B aufgeführt.

Beispiel 7

Es wurden Bilderzeugungselemente in der gleichen Weise wie bei Probe 12-1B in Beispiel 3 hergestellt, mit der Ausnahme, daß das Verhältnis des Anteils der Siliziumatome zu dem der Kohlenstoffatome in Schicht (II) modifiziert wurde, indem das Strömungsgeschwindigkeitsverhältnis von SiH₄ zu C₂H₄ bei der Ausbildung der Schicht (II) verändert wurde.

Die auf diese Weise erhaltenen Bilderzeugungselemente wurden in bezug auf die Qualität des Bildes ausgewertet, das nach 50 000 Kopiervorgängen einschließlich einer Bildübertragung gemäß dem in Beispiel 3 beschriebenen Verfahren hergestellt wurde. Die entsprechenden Ergebnisse sind in Tabelle 8B aufgeführt.

Beispiel 8

Es wurden Bilderzeugungselemente in der gleichen Weise wie bei Probe 13-1B in Beispiel 3 hergestellt, mit der Ausnahme, daß das Verhältnis des Gehaltes der Siliziumatome zu dem der Kohlenstoffatome in Schicht (II) modifiziert wurde, indem das Strömungsgeschwindigkeitsverhältnis von Si-H₄, SiF₄ und C₂H₄ bei der Ausbildung der Schicht (II) geändert wurde.

Jedes der auf diese Weise erhaltenen Bilderzeugungselemente wurde in bezug auf die Qualität des Bildes nach 50 000 Bilderzeugungs-, Entwicklungs- und Reinigungsvorgängen nach dem in Tabelle 3 aufgeführten Verfahren ausgewertet. Die entsprechenden Ergebnisse sind in Tabelle 9B aufgeführt.

Beispiel 9

Es wurden Bilderzeugungselemente in der gleichen Weise wie bei Probe 11-1B in Beispiel 3 hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Dicke der Schicht (II) geändert wurde. Nach der in Beispiel 3 beschriebenen wiederholten Bilderzeugung, Entwicklung und Reinigung wurden die in Tabelle 10B aufgeführten Ergebnisse erhalten.

Beispiel 10

Durch die Verwendung der in Fig. 25 dargestellten Vorrichtung wurden Proben von Bilderzeugungselementen (Proben 11-1C bis 13-4C, Tabelle 2C) auf zylindrischen Aluminiumsubstraten unter den in Tabelle 1C aufgeführten Bedingungen hergestellt.

Die Konzentrationsverteilungen der Germaniumatome und Stickstoffatome sind in den Fig. 26 und 27 aufgeführt.

Die auf diese Weise hergestellten Proben wurden einer Ladungstestvorrichtung zugeführt, und es wurde eine Koronaentladung mit 5,0 kV über 0,3 sec durchgeführt, woraufhin unmittelbar ein Lichtbild eines durchlässigen Testcharts mit Hilfe einer Wolframlampe und einer Strahlungsdosierung von 2 Lux sec abgestrahlt wurde.

Kurz danach wurde ein negativ aufladbarer Entwickler (der Toner und Trägermaterial enthielt) auf die Oberfläche der Probe (des Bilderzeugungselementes) gegeben, um auf diese Weise dort ein gutes Tonerbild zu erhalten. Das Tonerbild wurde durch die Koronaentladung von +5,0 kV auf ein Übertragungspapier überführt, wobei ein klares Bild hoher Dichte mit ausgezeichneter Auflösung und ausreichender Tönungsreproduzierbarkeit gewonnen wurde.

Die Qualitätsauswertung des übertragenen Tonerbildes wurde in der gleichen Weise wie vorstehend beschrieben wiederholt, mit der Ausnahme, daß anstelle der Wolframlampe ein GaAs-Halbleiterlaser von 810 nm (10 mW) eingesetzt wurde. Sämtliche Proben führten zu klaren Bildern mit einer ausgezeichneten Auflösung und einer zufriedenstellenden Tönungsreproduzierbarkeit.

Beispiel 11

Durch die Verwendung der in Fig. 25 dargestellten Vorrichtung wurden Proben von Bilderzeugungselementen für elektrofotografische Zwecke (Proben 21-1C bis 23-4C, Tabelle 4C) auf einem zylindrischen Aluminiumsubstrat unter den in Tabelle 3C aufgeführten Bedingungen hergestellt, wobei die erste Schichtzone auf dem Aluminiumsubstrat und die zweite Schichtzone auf der ersten Schichtzone ausgebildet wurde.

Die Konzentrationsverteilungen der Germaniumatome und Stickstoffatome sind in den Fig. 26 und 27 dargestellt.

Jede Probe wurde in der gleichen Weise wie bei Beispiel 10 einem Bildqualitätsauswertungstest unterzogen. Jede untersuchte Probe ergab ein übertragenes Tonerbild von hoher Qualität und wies keine Qualitätsverschlechterung nach wiederholtem Gebrauch über 200 000mal bei 38°C und 80% relativer Luftfeuchtigkeit auf.

Beispiel 12

Es wurden Proben von Bilderzeugungselementen für elektrofotografische Zwecke (Proben 11-1-1C bis 11-1-8C, 12-1-1C bis 12-1-8C, 13-1-1C bis 13-1-8C, insgesamt 24) unter den gleichen Bedingungen und in der gleichen Weise wie bei den Proben 11-1C, 12-1C und 13-1C in Beispiel 10 hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Schicht (II) unter den in Tabelle 5C aufgeführten Bedingungen erzeugt wurde.

Jede der auf diese Weise hergestellten Proben wurde unabhängig in ein Kopiergerät eingesetzt und in bezug auf die Qualität des übertragenen Bildes und die Lebensdauer des Elementes bei kontinuierlichem wiederholtem Kopieren unter den in den jeweiligen Beispielen beschriebenen Bedingungen getestet.

Die entsprechenden Ergebnisse in bezug auf die Gesamtqualität des übertragenen Bildes und die Lebensdauer beim kontinuierlichen wiederholten Kopieren sind in Tabelle 6C aufgeführt.

Beispiel 13

Es wurden Bilderzeugungselemente in der gleichen Weise wie bei Probe 11-1C in Beispiel 10 hergestellt, mit der Ausnahme, daß das Verhältnis des Gehaltes an Siliziumatomen und Sauerstoffatomen in der Schicht (II) modifiziert wurde, indem das Targetflächenverhältnis des Siliziumplättchens zum SiO₂-Plättchen beim Ausbilden der Schicht (II) verändert wurde.

Jedes der auf diese Weise erhaltenen Bilderzeugungselemente wurde in bezug auf die Qualität des Bildes, das nach 50 000 Bilderzeugungs-, Entwicklungs- und Reinigungsvorgängen gewonnen wurde, wie bei Beispiel 10 beschrieben, getestet. Die entsprechenden Ergebnisse sind in Tabelle 7C aufgeführt.

Beispiel 14

Es wurden Bilderzeugungselemente in der gleichen Weise wie bei Probe Nr. 12-1C in Beispiel 10 hergestellt, mit der Ausnahme, daß das Verhältnis des Gehaltes an Siliziumatomen zu dem der Sauerstoffatome in der Schicht (II) modifiziert wurde, indem das Strömungsgeschwindigkeitsverhältnis zwischen SiH₄ und NO bei der Ausbildung der Schicht (II) geändert wurde.

Die auf diese Weise erhaltenen Bilderzeugungselemente wurden nach 50 000 Kopiervorgängen einschließlich der jeweiligen Bildübertragung nach dem in Beispiel 10 beschriebenen Verfahren in bezug auf die Bildqualität ausgewertet. Die entsprechenden Ergebnisse sind in Tabelle 8C aufgeführt.

Beispiel 15

Es wurden Bilderzeugungselemente in der gleichen Weise wie bei Probe 13-1C in Beispiel 10 hergestellt, mit der Ausnahme, daß das Verhältnis des Anteils der Siliziumatome zu dem der Sauerstoffatome in der Schicht (II) modifiziert wurde, indem das Strömungsgeschwindigkeitsverhältnis zwischen SiH₄, SiF₄ und NO bei der Ausbildung der Schicht (II) geändert wurde.

Jedes der auf diese Weise erhaltenen Bilderzeugungselemente wurde nach 50 000 Bilderzeugungs-, Entwicklungs- und Reinigungsvorgängen in bezug auf die Bildqualität getestet. Die entsprechenden Ergebnisse sind in Tabelle 9C ausgeführt.

Beispiel 16

Es wurden Bilderzeugungselemente in der gleichen Weise wie bei Probe 11-1C in Beispiel 10 hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Dicke der Schicht (II) verändert wurde. Nach wiederholten Bilderzeugungs-, Entwicklungs- und Reinigungsvorgängen, wie in Beispiel 10 beschrieben, wurden die in Tabelle 10C aufgeführten Ergebnisse erhalten.

Beispiel 17

Durch die Verwendung der in Fig. 25 gezeigten Vorrichtung wurden Proben von Bilderzeugungselementen für elektrofotografische Zwecke (Proben 11-1D bis 17-6D, Tabelle 2D) auf einem zylindrischen Aluminiumsubstrat unter den in Tabelle 1D aufgeführten Bedingungen hergestellt.

Die Konzentrationsverteilungen der Germaniumatome und Stickstoffatome sind in den Fig. 28 und 29 dargestellt.

Die auf diese Weise hergestellten Proben wurden einer Ladungstestvorrichtung zugeführt, und es wurde eine Koronaentladung mit 5,0 kV über 0,3 sec durchgeführt, wonach unmittelbar eine Bestrahlung mit einem Lichtbild eines durchlässigen Testcharts mit Hilfe einer Wolframlampe und einer Strahlungsdosierung von 2 Lux sec folgte.

Kurz darauf wurde ein negativ aufladbarer Entwickler (der Toner und Trägermaterial enthielt) auf die Oberfläche des Bilderzeugungselementes gegeben, um auf diese Weise dort ein gutes Tonerbild zu erzeugen. Das Tonerbild wurde durch die Koronaentladung von 5,0 kV auf ein Übertragungspapier überführt, wobei ein klares Bild hoher Dichte mit ausgezeichneter Auflösung und ausreichender Tönungsreproduzierbarkeit erhalten wurde.

Die Qualitätsauswertung des übertragenen Tonerbildes wurde in der gleichen Weise wie vorstehend beschrieben wiederholt, mit der Ausnahme, daß anstelle der Wolframlampe ein GaAs-Halbleiterlaser von 810 nm (10 mW) eingesetzt wurde. Sämtliche Proben führten zu einem klaren Bild mit einer ausgezeichneten Auflösung und zufriedenstellender Tönungsreproduzierbarkeit.

Beispiel 18

Durch Verwendung der in Fig. 25 gezeigten Vorrichtung wurden Proben von Bilderzeugungselementen für elektrofotografische Zwecke (Proben 21-1D bis 27-6D, Tabelle 4D) auf einem zylindrischen Aluminiumsubstrat unter den in Tabelle 3D aufgeführten Bedingungen hergestellt.

Jede Probe wurde in der gleichen Weise, wie in Beispiel 17 beschrieben, einem Bildqualitätsauswertungstest unterzogen. Dabei führte jede untersuchte Probe zu einem übertragenen Tonerbild hoher Qualität und wies nach einem wiederholten Gebrauch von 200 000mal bei 38°C und 80% relativer Luftfeuchtigkeit keine Qualitätsverschlechterung auf.

Beispiel 19

Durch Einsatz der in Fig. 25 gezeigten Vorrichtung wurden Proben von Bilderzeugungselementen für elektrofotografische Zwecke (Proben 31-1D bis 37-6D, Tabelle 6D) auf einem zylindrischen Aluminiumsubstrat unter den in Tabelle 5D aufgeführten Bedingungen hergestellt.

Jede Probe wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 17 beschrieben einem Bildqualitätsauswertungstest unterzogen. Jede untersuchte Probe führte zu einem übertragenen Tonerbild hoher Qualität und wies auch nach wiederholtem Einsatz über 200 000mal bei 30°C und 80% relativer Luftfeuchtigkeit keine Bildqualitätsverschlechterung auf.

Beispiel 20

Durch Verwendung der in Fig. 25 gezeigten Vorrichtung wurden Proben von Bilderzeugungselementen für elektrofotografische Zwecke (Proben 41-1D bis 47-6D, Tabelle 8D) auf einem zylindrischen Aluminiumsubstrat unter den in Tabelle 7D aufgeführten Bedingungen hergestellt.

Die Konzentrationsverteilungen für Germaniumatome und Stickstoffatome sind in den Fig. 28 und 29 gezeigt.

Jede Probe wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 17 beschrieben einem Bildqualitätsauswertungstest unterzogen. Dabei wurde bei jeder untersuchten Probe ein übertragenes Tonerbild hoher Qualität festgestellt, und keine Probe wies nach wiederholtem Gebrauch über 200 000mal bei 38°C und 80% relativer Luftfeuchtigkeit eine Verschlechterung in der Bildqualität auf.

Beispiel 21

Durch Verwendung der in Fig. 25 dargestellten Vorrichtung wurden Proben von Bilderzeugungselementen für elektrofotografische Zwecke (Proben 11-1E bis 17-6E, Tabelle 2E) auf einem zylindrischen Aluminiumsubstrat unter den in Tabelle 1E aufgeführten Bedingungen hergestellt.

Die auf diese Weise hergestellten Proben wurden einer Testladungsvorrichtung zugeführt, und es wurde eine Koronaentladung von 5,0 kV über 0,3 Sekunden durchgeführt, wonach unmittelbar eine Bestrahlung mit einem Lichtbild eines durchlässigen Testcharts mit Hilfe einer Wolframlampe und einer Strahlungsdosierung von 2 Lux sec ausgeführt wurde.

Kurz darauf wurde ein negativ aufladbarer Entwickler (der einen Toner und ein Trägermaterial enthielt) auf die Oberfläche des Bilderzeugungselementes gegeben, um dort ein gutes Tonerbild zu erzeugen. Das Tonerbild wurde durch die Koronaentladung von 5,0 kV auf ein Übertragungspapier überführt, wobei ein klares Bild hoher Dichte mit ausgezeichneter Auflösung und ausreichender Tönungsreproduzierbarkeit erhalten wurde.

Die Qualitätsauswertung des übertragenen Tonerbildes wurde in der gleichen Weise wie vorstehend beschrieben wiederholt, mit der Ausnahme, daß anstelle der Wolframlampe ein GaAs-Halbleiterlaser von 810 nm (10 mW) eingesetzt wurde. Sämtliche Proben ergaben ein klares Bild mit einer ausgezeichneten Auflösung und zufriedenstellender Tönungsreproduzierbarkeit.

Beispiel 22

Durch Verwendung der in Fig. 25 gezeigten Vorrichtung wurden Proben von Bilderzeugungselementen für elektrofotografische Zwecke (Proben 21-1E bis 7-6E, Tabelle 4E) auf einem zylindrischen Aluminiumsubstrat unter den in Tabelle 3E aufgeführten Bedingungen hergestellt.

Jede Probe wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 21 einem Bildqualitätsauswertungstest unterzogen. Jede untersuchte Probe ergab ein übertragenes Tonerbild mit hoher Qualität und wies nach wiederholtem Gebrauch über 200 000mal bei 38°C und 80% relativer Luftfeuchtigkeit keine Verschlechterung in der Bildqualität auf.

Beispiel 23

Durch Einsatz der in Fig. 25 gezeigten Vorrichtung wurden Proben von Bilderzeugungselementen für elektrofotografische Zwecke (Proben 31-1E bis 37-6E, Tabelle 6E) auf einem zylindrischen Aluminiumsubstrat unter den in Tabelle 5E aufgeführten Bedingungen hergestellt.

Die Konzentrationsverteilungen der Germaniumatome und Stickstoffatome sind in den Fig. 28 und 29 gezeigt.

Jede Probe wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 21 einem Bildqualitätsauswertungstest unterzogen. Jede untersuchte Probe ergab ein übertragenes Tonerbild mit hoher Qualität und wies selbst nach wiederholtem Gebrauch über 200 000mal bei 38°C und 80% relativer Luftfeuchtigkeit keine Verschlechterung in der Bildqualität auf.

Beispiel 24

Durch Einsatz der in Fig. 25 gezeigten Vorrichtung wurden Proben von Bilderzeugungselementen für elektrofotografische Zwecke (Proben 41-1E bis 47-6E, Tabelle 8E) auf einem zylindrischen Aluminiumsubstrat unter den in Tabelle 7E aufgeführten Bedingungen hergestellt.

Beispiel 25

Es wurden Proben von Bilderzeugungselementen für elektrofotografische Zwecke (Proben 11-1-1E bis 11-1-8E, 12-1-1E bis 12-1-8E, 13-1-1E bis 13-1-8E, insgesamt 24) unter den gleichen Bedingungen und in der gleichen Weise wie bei den Proben 11-1E, 12-1E und 13-1E in Beispiel 21 hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Schicht (II) unter den in Tabelle 9E aufgeführten Bedingungen erzeugt wurde.

Jede der auf diese Weise hergestellten Proben wurde unabhängig in ein Kopiergerät eingegeben und im Hinblick auf die Bildqualität des übertragenen Bildes und die Lebensdauer des Elementes nach kontinuierlichem wiederholtem Kopieren unter den in den Beispielen beschriebenen Bedingungen getestet. Die Ergebnisse in bezug auf die Gesamtqualität des übertragenen Bildes und die Lebensdauer beim kontinuierlichen wiederholten Kopieren sind in Tabelle 10E aufgeführt.

Beispiel 26

Es wurden Bilderzeugungselemente in der gleichen Weise wie bei der Probe 11-1E in Beispiel 21 hergestellt, mit der Ausnahme, daß das Verhältnis zwischen dem Gehalt an Siliziumatomen und dem an Kohlenstoffatome in der Schicht (II) modifiziert wurde, indem das Targetflächenverhältnis des Siliziumplättchens zum Graphitplättchen bei der Ausbildung der Schicht (II) verändert wurde.

Jedes der auf diese Weise erhaltenen Bilderzeugungselemente wurde in bezug auf die Bildqualität nach 50 000 Bilderzeugungs-, Entwicklungs- und Reinigungsvorgängen getestet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 11E aufgeführt.

Beispiel 27

Es wurden Bilderzeugungselemente in der gleichen Weise wie bei Probe 12-1E in Beispiel 21 beschrieben hergestellt, mit der Ausnahme, daß das Verhältnis zwischen dem Gehalt der Siliziumatome und dem der Kohlenstoffatome in der Schicht (II) modifiziert wurde, indem das Strömungsgeschwindigkeitsverhältnis zwischen SiH₄ und C₂H₄ bei der Ausbildung der Schicht (II) verändert wurde.

Die auf diese Weise erhaltenen Bilderzeugungselemente wurden nach 50 000 Kopiervorgängen einschließlich einer Bildübertragung gemäß dem in Beispiel 21 beschriebenen Verfahren in bezug auf die Bildqualität ausgewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 12E aufgeführt.

Beispiel 28

Es wurden Bilderzeugungselemente in der gleichen Weise wie bei Probe 13-1E in Beispiel 21 hergestellt, mit der Ausnahme, daß das Verhältnis zwischen dem Gehalt der Siliziumatome und dem der Kohlenstoffatome in der Schicht (II) modifiziert wurde, indem das Strömungsgeschwindigkeitsverhältnis von SiH₄, SiF₄ und C₂H₄ bei der Ausbildung der Schicht (II) verändert wurde.

Jedes der auf diese Weise erhaltenen Bilderzeugungselemente wurde in bezug auf die Bildqualität nach 50 000 Vorgängen der Bilderzeugung, Entwicklung und Reinigung, wie in Beispiel 3 beschrieben, getestet. Die entsprechenden Ergebnisse sind in Tabelle 13E aufgeführt.

Beispiel 29

Es wurden Bilderzeugungselemente in der gleichen Weise wie bei Probe 11-1E in Beispiel 21 hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Dicke der Schicht (II) verändert wurde. Nach wiederholter Bilderzeugung, Entwicklung und Reinigung, wie in Beispiel 21 beschrieben, wurden die in Tabelle 14E aufgeführten Ergebnisse erhalten.

Beispiel 30

Durch Verwendung der in Fig. 25 gezeigten Vorrichtung wurden Proben von Bilderzeugungselementen für elektrofotografische Zwecke (Proben 11-1F bis 17-6F, Tabelle 2F) auf einem zylindrischen Aluminiumsubstrat unter den in Tabelle 1F aufgeführten Bedingungen hergestellt.

Die Konzentrationsverteilungen der Germaniumatome und N-Atome sind in den Fig. 28 und 29 gezeigt.

Die auf diese Weise hergestellten Proben wurden einer Ladungstestvorrichtung zugeführt, und es wurde eine Koronaentladung von 5,0 kV über 0,3 sec durchgeführt, worauf unmittelbar eine Bestrahlung mit einem Lichtbild eines durchlässigen Testcharts mit Hilfe einer Wolframlampe und einer Strahlungsdosierung von 2 Lux sec folgte.

Unmittelbar darauf wurde ein negativ aufladbarer Entwickler (der einen Toner und ein Trägermaterial enthielt) auf die Oberfläche des Bilderzeugungselementes gegeben, um auf diese Weise ein gutes Tonerbild zu erhalten. Das Tonerbild wurde durch die Koronaentladung von 5,0 kV auf ein Übertragungspapier überführt, wobei ein klares Bild hoher Dichte mit ausgezeichneter Auflösung und ausreichender Tönungsreproduzierbarkeit erhalten wurde.

Die Auswertung der Qualität des übertragenen Tonerbildes wurde in der gleichen Weise wie vorstehend beschrieben wiederholt, mit der Ausnahme, daß anstelle der Wolframlampe eine GaAs-Halbleiterlichtquelle von 810 nm (10 mW) eingesetzt wurde. Sämtliche Proben ergaben ein klares Bild mit einer ausgezeichneten Auflösung und zufriedenstellenden Tönungsreproduzierbarkeit.

Beispiel 31

Durch die Verwendung der in Fig. 25 gezeigten Vorrichtung wurden Proben von Bilderzeugungselementen für elektrofotografische Zwecke (Proben 21-1F bis 27-6F, Tabelle 4F) auf einem zylindrischen Aluminiumsubstrat unter den Bedingungen der Tabelle 3F hergestellt.

Jede Probe wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 30 einem Bildqualitätsauswertungstest unterzogen. Jede untersuchte Probe ergab ein übertragenes Tonerbild hoher Qualität und wies auch nach wiederholtem Gebrauch über 200 000mal bei 38°C und 80% relativer Luftfeuchtigkeit keine Verschlechterung in der Bildqualität auf.

Beispiel 32

Durch Verwendung der in Fig. 25 gezeigten Vorrichtung wurden Proben von Bilderzeugungselementen für elektrofotografische Zwecke (Proben 31-1F bis 37-6F, Tabelle 6F) auf einem zylindrischen Aluminiumsubstrat unter den in Tabelle 5F aufgeführten Bedingungen hergestellt.

Jede Probe wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 30 einem Bildqualitätsauswertungstest unterzogen. Jede untersuchte Probe ergab ein übertragenes Tonerbild mit hoher Qualität und wies selbst nach einem wiederholten Gebrauch über 200 000mal bei 38°C und 80% relativer Luftfeuchtigkeit keine Verschlechterung in der Bildqualität auf.

Beispiel 33

Durch Verwendung der in Fig. 25 gezeigten Vorrichtung wurden Proben von Bilderzeugungselementen für elektrofotografische Zwecke (Proben 41-1F bis 47-6f, Tabelle 8F) auf einem zylindrischen Aluminiumsubstrat unter den in Tabelle 7F aufgeführten Bedingungen hergestellt.

Jede Probe wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 30 einem Bildqualitätsauswertungstest unterzogen. Dabei ergab jede untersuchte Probe ein übertragenes Tonerbild von hoher Qualität und wies selbst nach wiederholtem Gebrauch über 200 00mal bei 38°C und 80% relativer Luftfeuchtigkeit keine Verschlechterung in der Bildqualität auf.

Beispiel 34

Es wurden Proben von Bilderzeugungselementen für elektrofotografische Zwecke (Proben 11-1-1F bis 11-1-8F, 12-1-1F bis 12-1-8F, 13-1-1F bis 13-1-8F, insgesamt 24) unter den gleichen Bedingungen und in der gleichen Weise wie bei den Proben 11-1F, 12-1F und 13-1F in Beispiel 30 hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Schicht (II) unter den in Tabelle 9F aufgeführten Bedingungen erzeugt wurde.

Jede der auf diese Weise hergestellten Proben wurde unabhängig in ein Kopiergerät eingesetzt und in bezug auf die Qualität des übertragenen Bildes und die Lebensdauer nach kontinuierlichem wiederholtem Kopieren unter den in den Beispielen beschriebenen Bedingungen getestet. Die Ergebnisse in bezug auf die Gesamtqualität des übertragenen Bildes und die Lebensdauer nach kontinuierlichem wiederholtem Kopieren sind in Tabelle 10F aufgeführt.

Beispiel 35

Es wurden Bilderzeugungselemente in der gleichen Weise wie bei Probe 11-1F in Beispiel 30 hergestellt, mit der Ausnahme, daß das Verhältnis zwischen dem Gehalt der Siliziumatome und dem der Sauerstoffatome in der Schicht (II) modifiziert wurde, indem das Targetflächenverhältnis des Siliziumplättchens zum SiO₂-Plättchen bei der Ausbildung der Schicht (II) verändert wurde.

Jedes der auf diese Weise erhaltenen Bilderzeugungselemente wurde in bezug auf die Bildqualität nach 50 000 Bilderzeugungs-, Entwicklungs- und Reinigungsvorgängen, wie in Verbindung mit Beispiel 30 beschrieben, untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle 11F aufgeführt.

Beispiel 36

Es wurden Bilderzeugungselemente in der gleichen Weise wie bei Probe 12-1F in Beispiel 30 hergestellt, mit der Ausnahme, daß das Verhältnis zwischen dem Gehalt der Siliziumatome und dem der Sauerstoffatome in der Schicht (II) modifiziert wurde, indem das Strömungsgeschwindigkeitsverhältnis von SiH₄ und NO bei der Ausbildung der Schicht (II) verändert wurde.

Die auf diese Weise erhaltenen Bilderzeugungselemente wurden nach 50 000 Kopiervorgängen einschließlich der Bildübertragung gemäß dem in Beispiel 30 beschriebenen Verfahren ausgewertet. Die entsprechenden Ergebnisse sind in Tabelle 12F aufgeführt.

Beispiel 37

Es wurden Bilderzeugungselemente in der gleichen Weise wie bei Probe 13-1F in Beispiel 30 hergestellt, mit der Ausnahme, daß das Verhältnis zwischen dem Gehalt der Siliziumatome und dem der Sauerstoffatome in der Schicht (II) modifiziert wurde, indem das Strömungsgeschwindigkeitsverhältnis von SiH₄, SiF₄ und NO bei der Ausbildung der Schicht (II) verändert wurde.

Jedes der auf diese Weise erhaltenen Bilderzeugungselemente wurde in bezug auf die Bildqualität nach 50 000 Bilderzeugungs-, Entwicklungs- und Reinigungsvorgängen, wie in Beispiel 3 beschrieben, untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle 13F aufgeführt.

Beispiel 38

Es wurden Bilderzeugungselemente in der gleichen Weise wie bei Probe 11-1F in Beispiel 30 hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Dicke der Schicht (II) verändert wurde. Nach wiederholten Bilderzeugungs-, Entwicklungs- und Reinigungsvorgängen wurden die in Tabelle 14F aufgeführten Ergebnisse erhalten.

Bei der Herstellung der Schichten in den vorstehenden Beispielen fanden die folgenden Bedingungen Anwendung:

Substrattemperatur:
etwa 200°C für die Germanium enthaltende Schicht
etwa 250°C für die kein Germanium enthaltende Schicht
Entladungsfrequenz: 13,56 MHz
Innendruck der Reaktionskammer während der Reaktion: 0,3 Torr.

Tabelle 6B

Tabelle 10B

Tabelle 6C

Tabelle 10C

Tabelle 10E

Tabelle 14E

Tabelle 10F

Tabelle 14F

Claims

1. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial mit einem Substrat (101) und einer fotoleitfähigen Lichtaufnahmeschicht (102), die aus einem amorphen Material besteht, das Siliciumatome enthält, wobei die Lichtaufnahmeschicht (102) ferner Stickstoffatome enthält, die in einer ersten Schichtzone (1) (104), einer zweiten Schichtzone (2) (105) und einer dritten Schichtzone (3) (106) verteilt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtaufnahmeschicht außerdem Germaniumatome enthält, wobei die Verteilung der Germaniumatome in Richtungen parallel zur Substratoberfläche gleichmäßig ist und die Verteilung der Germaniumatome in Dickenrichtung der Lichtaufnahmeschicht entweder gleichförmig ist oder zur Substratoberfläche zunimmt, und die erste Schichtzone (1) (104), die dritte Schichtzone (3) (106) und die zweite Schichtzone (2) (105) Stickstoffatomverteilungskonzentrationen C (1), C (3) und C (2) in Dickenrichtung der Schicht und in dieser Reihenfolge von der Substratseite zur freien Oberfläche der Lichtaufnahmeschicht (102) aufweist, wobei die Verteilungskonzentration C (3) höher ist als jede der Konzentrationen C (1) und C (2) und eine der Konzentrationen C (1) und C (2) nicht Null ist.

2. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtaufnahmeschicht (102) Wasserstoffatome enthält.

3. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtaufnahmeschicht (102) Halogenatome enthält.

4. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtaufnahmeschicht (102) eine Substanz (C) enthält, die die elektrische Leitfähigkeit der Schicht steuert.

5. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Substanz (C) ein Element der Gruppe III des Periodensystems ist.

6. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Substanz (C) ein Element der Gruppe V des Periodensystems ist.

7. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der ersten Schichtzone (104) 0,003-100 µm beträgt.

8. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der zweiten Schichtzone (105) 0,003-100 µm beträgt.

9. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der dritten Schichtzone (106) 0,003-80 µm beträgt.

10. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stickstoffverteilungskonzentration C (3) nicht mehr als 67 Atom-% auf der Basis der Gesamtmenge T (Si, Ge, N) der Silicium-, Germanium- und Stickstoffatome beträgt.

11. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt der Germaniumatome im amorphen Material 1-9,5×10⁵ Atom-ppm auf der Basis der Gesamtmenge der Siliciumatome und Germaniumatome beträgt.

12. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt der Stickstoffatome in einer Stickstoffatome enthaltenden Schichtzone (N), bestehend aus mindestens zwei laminaren Bereichen der ersten, zweiten und dritten Schichtzone, 0,001-50 Atom-% auf der Basis der Gesamtmenge der Silicium-, Germanium- und Stickstoffatome beträgt.

13. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt der Substanz (C) 0,01-5×10⁴ Atom-ppm beträgt.

14. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Substanz (C) in dem der Substratseite benachbarten Grenzflächenteil der Lichtaufnahmeschicht (102) in einem größeren Anteil enthalten ist.

15. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial mit einem Substrat und einer Lichtaufnahmeschicht, die sich aus einer Schicht (G), die auf dem Substrat angeordnet ist und aus einem amorphen Material besteht, das Germaniumatome enthält und einer fotoleitfähigen Schicht (S), die auf der Schicht (G) angeordnet ist und aus einem amorphen Material besteht, das Siliciumatome enthält, zusammensetzt, wobei die Verteilung der Germaniumatome in Richtung parallel zur Substratoberfläche gleichmäßig ist und die Verteilung der Germaniumatome in Dickenrichtung der Schicht (G) entweder gleichförmig ist oder zur Substratoberfläche zunimmt, und die Lichtaufnahmeschicht Stickstoffatome enthält, die in einer ersten Schichtzone (1), einer dritten Schichtzone (3) und einer zweiten Schichtzone (2) verteilt sind, wobei die ersten Schichtzone (1), die dritten Schichtzone (3) und die zweite Schichtzone (2) Stickstoffatomverteilungskonzentrationen C (1), C (3) und C (2) in Dickenrichtung der Schicht und in dieser Reihenfolge von der Substratseite aus zur gegenüberliegenden Seite aufweist, wobei die Verteilungskonzentration C (3) höher ist als jede der Konzentrationen C (2) und C (1) und eine der Konzentrationen C (1) und C (2) nicht Null ist.

16. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Schichten (S) und (G) Wasserstoffatome enthält.

17. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Schichten (S) und (G) Halogenatome enthält.

18. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtaufnahmeschicht (102) eine Substanz (C) zum Steuern der elektrischen Leitfähigkeit enthält.

19. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Substanz (C) ein Element der Gruppe III des Periodensystems ist.

20. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Substanz (C) ein Element der Gruppe V des Periodensystems ist.

21. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial mit einem Substrat und einer Lichtaufnahmeschicht, die sich aus einer ersten Schicht (I), die aus einem amorphen Material besteht, das Siliciumatome und Germaniumatome enthält und fotoleitfähig ist, und einer zweiten Schicht (II), die aus einem amorphen Material besteht, das Siliciumatome und mindestens eine Spezies von Kohlenstoffatomen und Sauerstoffatomen enthält, zusammensetzt, wobei die Verteilung der Germaniumatome in Richtung parallel zur Substratoberfläche gleichmäßig ist und die Verteilung der Germaniumatome in Dickenrichtung der Schicht (I) entweder gleichförmig ist oder zur Substratoberfläche zunimmt, und die erste Schicht (I) Stickstoffatome enthält, die in einer ersten Schichtzone (1), einer dritten Schichtzone (3) und einer zweiten Schichtzone (2) verteilt sind, wobei die erste Schichtzone (1), die dritte Schichtzone (3) und die zweite Schichtzone (2) Stickstoffatomverteilungskonzentrationen C (1), C (3) und C (2) in Dickenrichtung der Schicht und in dieser Reihenfolge von der Substratseite aus zur gegenüberliegenden Seite besitzt und die Verteilungskonzentration C (3) höher ist als jede der Konzentrationen C (2) und C (1) und eine der Konzentrationen C (1) und C (2) nicht Null ist.

22. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht (I) Wasserstoffatome enthält.

23. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht (I) Halogenatome enthält.

24. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht (I) eine Substanz (C) zum Steuern der elektrischen Leitfähigkeit aufweist.

25. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Substanz (C) ein Element der Gruppe III des Periodensystems ist.

26. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Substanz (C) ein Element der Gruppe V des Periodensystems ist.

27. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt der Substanz (C) 0,01-5×10⁴ Atom-ppm beträgt.

28. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Substanz (C) in einem größeren Anteil im zur Substratseite benachbarten Grenzflächenteil der Lichtaufnahmeschicht (102) vorhanden ist.

29. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 21 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der zweiten Schicht (II) 0,003 bis 30 µm beträgt.

30. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial mit einem Substrat und einer Lichtaufnahmeschicht, die eine erste Schicht (I), die auf dem Substrat angeordnet ist und eine zweite Schicht (II), die auf der ersten Schicht angeordnet ist, umfaßt, wobei die erste Schicht (I) eine erste Schichtzone (G), die auf dem Substrat angeordnet ist und aus einem amorphen Material besteht, das Germaniumatome enthält, sowie eine zweite Schichtzone (S), die auf der ersten Schichtzone (G) angeordnet ist und aus einem amorphen Material besteht, das Siliciumatome enthält und fotoleitfähig ist, aufweist, und die zweite Schicht (II) aus einem amorphen Material besteht, das Siliciumatome und mindestens eine Spezies von Kohlenstoffatomen und Sauerstoffatomen enthält, wobei die Verteilung der Germaniumatome in Richtung parallel zur Substratoberfläche gleichmäßig ist und die Verteilung der Germaniumatome in Dickenrichtung der Schicht (G) entweder gleichförmig ist oder zur Substratoberfläche zunimmt, und die erste Schicht (I) Stickstoffatome enthält, in der die Stickstoffatome in einer ersten Schichtzone (1), einer dritten Schichtzone (3) und einer zweiten Schichtzone (2) verteilt sind, wobei die erste Schichtzone (1), die dritte Schichtzone (3) und die zweite Schichtzone (2) Stickstoffatomverteilungskonzentrationen C (1), C (3) und C (2) in Dickenrichtung und in dieser Reihenfolge von der Substratseite aus zur gegenüberliegenden Seite besitzt, und wobei die Verteilungskonzentration C (3) höher ist als jede der Konzentrationen C (2) und C (1) und eine der Konzentrationen C (1) und C (2) nicht Null ist.

31. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der ersten Schichtzone (G) und der zweiten Schichtzone (S) Wasserstoffatome enthält.

32. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 30 oder 31, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der ersten Schichtzone (G) und der zweiten Schichtzone (S) Halogenatome enthält.

33. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 30 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht (I) eine Substanz (C) zum Steuern der elektrischen Leitfähigkeit enthält.

34. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Substanz (C) ein Element der Gruppe III des Periodensystems ist.

35. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Substanz (C) ein Element der Gruppe V des Periodensystems ist.

36. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 30 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der zweiten Schicht (II) 0,003 bis 30 µm beträgt.

37. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 15 bis 36, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der ersten Schichtzone (104) 0,003 bis 100 µm beträgt.

38. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 15 bis 37, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der zweiten Schichtzone (105) 0,003 bis 100 µm beträgt.

39. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 15 bis 38, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der dritten Schichtzone (106) 0,003 bis 80 µm beträgt.

40. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 15 bis 39, dadurch gekennzeichnet, daß die Stickstoffverteilungskonzentration C (3) nicht mehr als 67 Atom-% auf der Basis der Gesamtmenge der Silicium-, Germanium- und Stickstoffatome beträgt.

41. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 15 bis 40, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an Germaniumatomen 1-9,5×10⁵ Atom-ppm auf der Basis der Gesamtmenge der Siliciumatome und Germaniumatome beträgt.

42. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 15 bis 41, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt der Stickstoffatome in einer Stickstoffatome enthaltenden Schichtzone (N), bestehend aus mindestens zwei laminaren Bereichen der ersten, zweiten und dritten Schichtzone, 0,001-50 Atom-% auf der Basis der Gesamtmenge der Silicium-, Germanium- und Stickstoffatome beträgt.

43. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 18 oder 33, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt der Substanz (C) 0,01-5×10⁴ Atom-ppm beträgt.

44. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 18 oder 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Substanz (C) in einem größeren Anteil in dem der Substratseite benachbarten Grenzflächenteil der Lichtaufnahmeschicht (102) vorhanden ist.