DE3621196A1 - Lichtempfindliches elektrophotographisches aufzeichnungsmaterial - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein lichtempfindliches elektro­ photographisches Aufzeichnungsmaterial verbesserter Aufladbarkeit, Lichtempfindlichkeit, Beständigkeit gegen Umwelteinflüsse und Umweltfreundlichkeit.

Zur Herstellung photoleitfähiger Schichten lichtempfind­ licher elektrophotographischer Aufzeichnungsmaterialien werden üblicherweise organische und anorganische Sub­ stanzen verwendet. Üblicherweise verwendete anorgani­ sche Substanzen sind CdS, ZnO, Selen, ein Se-Te-System und amorphes Silizium. Üblicherweise verwendete organi­ sche Substanzen sind Poly-N-vinylcarbazol und Trinitro­ fluorenon. Lichtempfindliche Aufzeichnungsmaterialien mit derartigen photoleitfähigen Substanzen sind jedoch mit den verschiedensten Problemen bezüglich ihrer Photoleitfähigkeitseigenschaften und Herstellbarkeit behaftet. So wurden - um die betreffenden Aufzeichnungs­ materialien in geeigneter Weise einsetzen zu können - die Eigenschaften des lichtempfindlichen Systems ge­ opfert.

Selen und CdS sind gesundheitsschädlich, so daß diese Substanzen enthaltende Aufzeichnungsmaterialien unter besonderen Sicherheitsvorkehrungen hergestellt werden müssen. Die Folge davon ist, daß man sich komplizierter und entsprechend teurer Maßnahmen bei ihrer Herstellung bedienen muß. Selen muß rückgewonnen werden, was zusätz­ liche Kosten bedingt. Selen und das Se-Te-System, dessen Kristallisationstemperatur nur 65°C beträgt, sind mit Problemen bezüglich ihrer Photoleitfähigkeitseigenschaf­ ten, z.B. einem Restpotential, bei wiederholten Kopier­ zyklen behaftet. Folglich sind Aufzeichnungsmaterialien aus oder mit diesen Substanzen nur kurzzeitig haltbar und für die Praxis weniger gut geeignet.

ZnO ist bei Gebrauch nicht zuverlässig genug, da es oxidations- oder reduktionsanfällig und in hohem Maße für Umwelteinflüsse anfällig ist.

Vermutlich sind organische Photoleiter, wie Poly-N- vinylcarbazol und Trinitrofluorenon krebserzeugend. Neben ihrer Gesundheitsschädlichkeit besitzen sie nur eine geringe thermische Stabilität und Abnutzungsbe­ ständigkeit, so daß Aufzeichnungsmaterialien aus oder mit diesen Substanzen nicht haltbar sind.

Die Verwendung von amorphem Silizium (im folgenden als "a-Si" bezeichnet) als Photoleiter wird immer interessanter. Es wird häufig bei Solarzellen, Dünnschichttransistoren und Bildfühlern verwendet. Teilweise wurde a-Si auch bereits zur Herstellung lichtempfindlicher elektrophotographischer Aufzeichnungs­ materialien eingesetzt. Da a-Si keine Umweltverschmutzung hervorruft, brauchen aus a-Si gefertigte lichtempfind­ liche Aufzeichnungsmaterialien auch nicht rückgewonnen bzw. aufgearbeitet zu werden. Darüber hinaus besitzen sie eine höhere spektrale Empfindlichkeit im Bereich sichtbarer Strahlung als die aus anderen Substanzen be­ stehenden Aufzeichnungsmaterialien und zeigen eine hohe Oberflächenhärte, Abnutzungsbeständigkeit und Schlag­ festigkeit.

Amorphes Silizium wurde als Substanz zur Herstellung von beim Carlson-Verfahren verwendbaren elektrophoto­ graphischen Aufzeichnungsmaterialien untersucht. Auf diesem Einsatzgebiet müssen die Aufzeichnungsmateria­ lien eine hohe Haltbarkeit und Lichtempfindlichkeit aufweisen. Ein einschichtiges bzw. -lagiges licht­ empfindliches Aufzeichnungsmaterial kann diese beiden Eigenschaften jedoch kaum gleichzeitig erfüllen. Um diesen Erfordernissen Rechnung zu tragen, wurden be­ reits lichtempfindliche Verbundmaterialien entwickelt. Diese sind derart aufgebaut, daß zwischen einer photo­ leitfähigen Schicht und einem leitenden Schichtträger eine Sperrschicht vorgesehen und auf der photoleit­ fähigen Schicht eine Oberflächenladung zurückhaltende Schicht ausgebildet sind.

Üblicherweise erhält man a-Si durch Glühentladungszer­ setzung unter Verwendung von gasförmigem Silan. Bei diesem Verfahren wird in einen a-Si-Film Wasserstoff eingeschlossen, so daß die elektrischen und optischen Eigenschaften des Films je nach dem Wasserstoffgehalt beträchtlich variieren. Mit zunehmender Menge an in den a-Si-Film eingeschlossenem Wasserstoff werden der optische Bandabstand breiter und der Widerstand des Films höher, so daß die Empfindlichkeit des Films ge­ genüber langwelligem Licht sinkt. Er kann somit kaum mehr in geeigneter Weise in einem mit einem Halbleiter­ laser ausgestatteten Laserstrahldrucker verwendet wer­ den. Ist der Wasserstoffgehalt des a-Si-Films hoch, können (SiH₂)_n und andere Bindungen manchmal je nach den Filmbildungsbedingungen den größeren Teil des Films einnehmen. Danach breiten sich Poren aus, wodurch Siliziumschaukelbindungen vermehrt und die Photoleit­ fähigkeitseigenschaften verschlechtert werden. Das Er­ gebnis ist, daß der Film nicht als lichtempfindliches elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial verwendet werden kann.

Wird andererseits die einem a-Si-Film einverleibte Wasserstoffmenge vermindert, kommt es zu einer Ver­ engung des optischen Bandabstands und zu einem Wider­ standsverlust des Films, obwohl der Film nunmehr gegen­ über längerwelligem Licht empfindlicher ist. Ist je­ doch der Wasserstoffgehalt niedrig, verbindet sich weniger Wasserstoff mit den Siliziumschaukelbindungen (um sie dadurch zu verringern). Folglich verschlechtert sich die Mobilität der gebildeten Träger. Gleichzeitig verschlechtern sich die Lebensdauer und die Photoleit­ fähigkeitseigenschaften des Films derart, daß er zur Verwendung in lichtempfindlichen Aufzeichnungsmaterialien ungeeignet wird.

Bei einem üblichen Verfahren zur Erhöhung der Empfind­ lichkeit gegenüber längerwelliger Strahlung wird gas­ förmiges Silan mit German (GeH₄) gemischt und die Mi­ schung einer Glühentladungszersetzung unterworfen. Hier­ bei entsteht ein Film mit engem optischem Bandabstand. In der Regel unterscheiden sich gasförmiges Silan und GeH₄ in der optimalen Substrattemperatur, so daß der gebildete Film für zahlreiche Strukturfehler anfällig ist und keine akzeptablen Photoleitereigenschaften auf­ weist. Darüber hinaus wird überschüssiges GeH₄ durch Oxidation giftig, so daß bei seiner Verwendung kompli­ zierte Anlagen benötigt werden. Folglich ist diese Technik unpraktisch.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein lichtempfind­ liches elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial verbesserter Aufladbarkeit, geringen Restpotentials, hoher Empfindlichkeit über einen breiten Wellenlängen­ bereich, guter Haftung (des photoleitfähigen Teils) an dem Schichtträger und verbesserter Umweltfreundlichkeit zu schaffen.

Gegenstand der Erfindung ist somit ein lichtempfind­ liches elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial mit einem leitenden Schichtträger, einer darauf aufge­ tragenen Sperrschicht und einer auf der Sperrschicht vorgesehenen lichtempfindlichen Schicht, wobei min­ destens ein Teil der lichtempfindlichen Schicht aus mikrokristallinem Silizium besteht und die Kristallinität des mikrokristallinen Siliziums über die gesamte Dicke der lichtempfindlichen Schicht hinweg variiert.

Ein lichtempfindliches elektrophotographisches Auf­ zeichnungsmaterial gemäß der Erfindung enthält zu­ mindest teilweise mikrokristallines Silizium (im folgenden als "mk-Si" abgekürzt) als Photoleiter. Dadurch lassen sich die geschilderten Nachteile der bekannten Aufzeichnungsmaterialien vermeiden und ein Aufzeichnungsmaterial guter Photoleitfähigkeits­ eigenschaften bzw. elektrophotographischer Eigen­ schaften und hoher Umweltfreundlichkeit herstel­ len.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß anstelle des bei den bekannten Aufzeichnungsmaterialien verwen­ deten a-Si mk-Si verwendet wird. Der gesamte Bereich oder Teilbereich der lichtempfindlichen Einheit besteht aus mk-Si oder einer Mischung aus mk-Si und a-Si oder einem Verbundgebilde aus mk-Si und a-Si.

Bei einem lichtempfindlichen Aufzeichnungsmaterial mit getrennter Funktion wird das mk-Si für die Ladungen erzeugende Schicht eingesetzt.

Mikrokristallines Silizium unterscheidet sich in folgen­ den physikalischen Eigenschaften deutlich von a-Si und polykristallinem Silizium. Bei einer Röntgenstrahlen­ beugungsmessung entwickelt a-Si lediglich Höfe und liefert wegen seiner amorphen Gestalt kein Beugungs­ muster. mk-Si liefert dagegen ein Kristallbeugungs­ muster mit 2R von 27 bis 28,5°. Während der Dunkelwider­ stand von polykristallinem Silizium 10⁶ Ω · cm beträgt, beträgt der von mk-Si 10¹¹ Ω · cm oder mehr. Mikrokristal­ lines Silizium besteht aus einem Aggregat aus Mikro­ kristallen eines Korndurchmessers von einigen nm oder mehr (d.h. von einigen 10 Angström oder mehr).

Unter einem Gemisch aus mk-Si und a-Si ist eine Substanz zu verstehen, in welcher die Kristallstruktur von mk-Si in a-Si vorhanden ist, so daß beide Materialien volumen­ gleich sind. Unter einem Verbundgebilde aus mk-Si und a-Si ist ein Gebilde zu verstehen, das aus einer vor­ nehmlich aus a-Si gebildeten Lage und einer mit mk-Si "vollgestopften" Lage besteht.

Die mk-Si enthaltende photoleitfähige Schicht läßt sich ähnlich wie eine a-Si enthaltende Schicht durch Abla­ gern von mk-Si auf einem leitenden Schichtträger durch Hochfrequenzglühentladungszersetzung unter Verwendung von gasförmigem Silan als Rohmaterial herstellen. Die Bildung von mk-Si wird begünstigt, wenn die Substrat­ temperatur und die Hochfrequenzenergie höher einge­ stellt werden als im Falle der a-Si-Schicht. Wenn die Temperatur und die Energie höher sind, läßt sich das Strömungsvolumen des Rohmaterials, d.h. des gasförmigen Silans, proportional erhöhen, wodurch eine raschere Filmbildung erreicht wird. Weiterhin erfolgt die mk-Si- Bildung wirksamer, wenn man SiH₄, Si₂H₆ oder ein anderes gasförmiges Silan höherer Ordnung mit Wasserstoff ver­ dünnt.

Das mk-Si besitzt einen optischen Bandabstand von etwa 1,6 eV im Vergleich zu 1,65-1,7 eV von a-Si. In der Regel absorbiert eine photoleitfähige Schicht diejeni­ gen Anteile von einfallendem Licht, die eine größere Energie aufweisen als der optische Bandabstand der Schicht, wobei es zu einer entsprechenden Trägerbildung kommt. Längerwelliges Licht, z.B. Strahlung im nahen Infrarot, ist energieärmer als sichtbare Strahlung. Folglich besitzt a-Si, dessen Empfindlichkeit gegenüber sichtbarem Licht hoch genug ist, nur eine geringe Empfindlichkeit gegenüber Strahlung aus dem nahen Infra­ rot oder sonstigem längerwelligem Licht. Andererseits besitzt mk-Si, dessen optischer Bandabstand geringer ist als derjenige von a-Si, eine genügend hohe Empfind­ lichkeit gegenüber längerwelligem Licht. Somit liefert es auch Träger bei Einwirkung von längerwelligem Licht. Bei einem mit einem Halbleiterlaser ausgestatteten Laserdrucker beträgt die Oszillationswellenlänge des Lasers 790 nm, d.h. sie fällt in den Bereich der Strah­ lung des nahen Infrarots. Wird mk-Si in einem Teil der lichtempfindlichen Schicht verwendet, wie dies erfin­ dungsgemäß der Fall ist, besitzt diese Schicht eine hohe Lichtempfindlichkeit über einen breiten Bereich, der sowohl sichtbares Licht als auch Strahlung des nahen Infrarots abdeckt. Somit läßt sich ein erfindungsge­ mäßes Aufzeichnungsmaterial sowohl bei Laserdruckern als auch bei mit Normalpapier arbeitenden Kopiergeräten verwenden.

Erfindungsgemäß variiert darüber hinaus die Kristallini­ tät des mk-Si der lichtempfindlichen Schicht über die gesamte Schichtdicke hinweg. Obwohl mk-Si, entsprechend einem Kristall, einen niedrigeren Widerstand aufweist als a-Si, ist seine Empfindlichkeit gegenüber langwelliger Strahlung höher als von a-Si. Durch Variieren der Kristal­ linität der mk-Si-Schicht über die gesamte Schichtdicke hinweg läßt sich folglich die lichtempfindliche Schicht hinsichtlich ihres Widerstands verbessern, wobei man eine höhere Aufladbarkeit und eine höhere Lichtempfind­ lichkeit in einem breiten Wellenlängenbereich, der sowohl Licht sichtbarer Strahlung als auch Strahlung im nahen Infrarot, d.h. um eine Wellenlänge von 790 nm (entspre­ chend der Oszillationswellenlänge eines Halbleiterlasers) herum, abdeckt, erreicht.

Erfindungsgemäß erhält man ein in der Praxis brauch­ bares und einfach herzustellendes lichtempfindliches elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial hoher Haltbarkeit, verbesserter Aufladbarkeit und hoher Empfindlichkeit gegenüber sichtbarem Licht und Strahlung im nahen Infrarot.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 und 2 Teilquerschnitte durch eine Ausführungs­ form lichtempfindlicher elektrophotographi­ scher Aufzeichnungsmaterialien gemäß der Erfindung;

Fig. 3 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Kristallinität und dem optischen Bandabstand;

Fig. 4A bis 4Z Diagramme der Änderungen der Kristallini­ tät und

Fig. 5 eine Vorrichtung zur Herstellung licht­ empfindlicher Aufzeichnungsmaterialien gemäß der Erfindung.

Gemäß Fig. 1 sind auf einem leitenden Schichtträger 21 eine Sperrschicht 22, auf der Schicht 22 eine photo­ leitfähige Schicht 23 und auf der Schicht 23 eine Oberflächenschicht 24 ausgebildet. Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform sind auf einem leitenden Schichtträger 31 eine Sperrschicht 32, auf der Schicht 32 eine Ladungen transportierende Schicht 33, auf der Schicht 33 eine Ladungen erzeugende Schicht 34 und auf der Schicht 34 eine Oberflächenschicht 35 ausgebildet.

Das mikrokristalline Silizium der photoleitfähigen Schicht 23 oder Ladungen erzeugenden Schicht 34 ist mehr oder weniger vom n-Typ. Folglich wird die Schicht 23 vorzugsweise mit 10^-7 bis 10^-3 Atom-% eines Elements der Gruppe III des Periodensystems leicht dotiert. Durch die Dotierung geht die Schicht 23 bzw. Ladungen er­ zeugende Schicht 34 in einen (eigenleitenden) Halbleiter vom i-Typ hohen Dunkelwiderstands, verbesserten Rausch­ abstands und verbesserter Aufladbarkeit über.

Vorzugsweise enthält die mk-Si-Schicht Kohlenstoff, Sauerstoff und/oder Stickstoff, um dem lichtempfindli­ chen Aufzeichnungsmaterial eine verbesserte Ladungs­ haltigkeit zu verleihen. Das (die) Dotierelement(e) wirkt (wirken) als Endglied für Siliziumschaukelbin­ dungen. Auf diese Weise sinkt die Zustandsdichte der Schaukelbindungen in verbotenen Bändern zwischen Energiebanden, so daß der Dunkelwiderstand steigt.

Die lichtempfindliche Schicht 23 bzw. Ladungen erzeugen­ de Schicht 34 kann vollständig aus mk-Si oder einem Ge­ misch oder Verbundgebilde aus a-Si und mk-Si bestehen. Die Verbundstruktur besitzt eine höhere Aufladbarkeit, während das Gemisch eine höhere Empfindlichkeit gegen­ über langwelligem Licht im Infrarotbereich aufweist. Beide Strukturen sind in ihrer Empfindlichkeit gegen­ über sichtbarem Licht praktisch gleich. Somit kann die photoleitfähige Schicht je nach Einsatzgebiet des Auf­ zeichnungsmaterials verschieden aufgebaut sein.

Das mk-Si enthält 0,1-30, vorzugsweise 1-10 Atom-% Wasserstoff. Auf diese Weise sind der Dunkelwiderstand und der Lichtwiderstand im Hinblick auf verbesserte Photoleitereigenschaften gut aufeinander eingestellt. Vermutlich ist in diesem Falle Wasserstoff um die mk-Si- Körnchen oder in dem um die mk-Si-Körnchen herum vor­ liegenden a-Si vorhanden und an Siliziumatome gebunden.

Bei der Dotierung der mk-Si-Schicht mit Wasserstoff, beispielsweise durch Glühentladungszersetzung, werden SiH₄, Si₂H₆ oder andere gasförmige Silane als gasförmi­ ges Rohmaterial und Wasserstoff als Trägergas in einen Reaktionsbehälter zur Glühentladung eingeleitet. Andererseits kann das Gasgemisch für die Reaktion aus einer Kombination von gasförmigem Wasserstoff und einem Siliziumhalogenid, wie SiF₄, SiCl₄ und derglei­ chen, oder einem gasförmigen Silan und einem Silizium­ halogenid, bestehen. Neben der Glühentladungszer­ setzung kann die mk-Si-Schicht auch durch Zerstäubung oder nach einem anderen physikalischen Verfahren her­ gestellt werden. Im Hinblick auf die Photoleitereigen­ schaften sollte die mk-Si enthaltende Photoleiterschicht eine Stärke von 3-80, vorzugsweise von 5-50 µm auf­ weisen.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Kristallinität der die photoleitfähige Schicht 23 oder Ladungen erzeugende Schicht 34 bildenden mk-Si-Schicht über die gesamte Schichtdicke hinweg variiert. Da mk-Si einen engen optischen Bandabstand besitzt, ist es gegenüber langwelligem Licht, z.B. Strahlung im nahen Infrarot, hochempfindlich. Entsprechend einem Kristall besitzt jedoch mk-Si einen geringeren Widerstand als a-Si. Die Fig. 3 zeigt die Beziehung zwischen der auf der Abszisse ablesbaren Kristallinität und dem auf der Ordinate ablesbaren optischen Bandabstand. Wie aus Fig. 3 hervorgeht, sind mit sinkender Kristallini­ tät die kristallinen Eigenschaften schwächer ausgeprägt, der Bandabstand größer und die Empfindlichkeit gegen­ über langwelligem Licht geringer. Mit zunehmender Kristallinität werden proportional die kristallinen Eigenschaften verbessert, der Bandabstand verengt und die Empfindlichkeit gegenüber langwelligem Licht ge­ steigert. Durch Variieren der Kristallinität der mk-Si- Schicht über ihre gesamte Dicke hinweg, läßt sich folg­ lich die Schicht 23 bzw. die Ladungen erzeugende Schicht 34 in ihrem Widerstand verbessern, wodurch man eine höhere Aufladbarkeit und eine höhere Lichtempfindlich­ keit in einem breiten Wellenlängenbereich, der sowohl sichtbares Licht als auch Strahlung im nahen Infrarot, z.B. um eine Wellenlänge von 790 nm (Oszillationswellen­ länge eines Halbleiterlasers) herum, abdeckt, erreicht. Somit läßt sich ein lichtempfindliches Aufzeichnungs­ material gemäß der Erfindung sowohl für mit Normal­ papier arbeitende Kopiergeräte als auch Laserdrucker verwenden.

Die Fig. 4A bis 4Z stellen Diagramme von Beispielen von Kristallinitätsübergangsmustern dar. Hierbei sind auf der Abszisse und Ordinate die volumenprozentuale Kristallinität bzw. Dicke der mk-Si-Schicht 40, d.h. der photoleitfähigen Schicht 23 bzw. der Ladungen er­ zeugenden Schicht 34, abzulesen. Die Kristallinität der mk-Si-Schicht 40 reicht vorzugsweise von 0-80 Vol.-% und im Hinblick auf einen höheren Dunkelwiderstand zur Verbesserung der Lichtempfindlichkeit vorzugsweise 10-50 Vol.-%. Die Kristallinität kann mit (zunehmen­ dem) Abstand vom Schichtträger 21 oder 31 über die ge­ samte Schichtdicke hinweg kleiner oder größer werden. Im Hinblick auf eine höhere Empfindlichkeit gegenüber langwelligem Licht und insbesondere zur wirksamen Ver­ wendbarkeit (der betreffenden Aufzeichnungsmaterialien) in Halbleiterlaserdruckern werden jedoch diejenigen Muster bevorzugt, bei denen die Kristallinität mit (zu­ nehmendem) Abstand von der Oberflächenschicht 24 oder 35 abnimmt.

Die Filmbildung unter Variieren der Kristallinität er­ reicht man durch schrittweises Reduzieren des Wasser­ stoffgasstroms oder der Hochfrequenzenergie nach einer Hochfrequenzglühentladungszersetzung unter Verwendung eines Gasgemischs aus gasförmigem Wasserstoff und einem gasförmigen Silan, wie SiH₄.

Auch die mittlere Korngröße der mk-Si-Schicht 40, d.h. der photoleitfähigen Schicht 23 oder der Ladungen er­ zeugenden Schicht 34, kann über die Schichtdicke hinweg ebenfalls variiert werden. Mit zunehmender Korngröße der Schicht 40 werden die auf mk-Si zurückzuführenden kristallinen Eigenschaften deutlicher ausgeprägt, wo­ bei die Trägerbeweglichkeit zunimmt und der Widerstand sinkt. Durch Variieren der Kristallinität der mk-Si- Schicht 40 über ihre gesamte Dicke hinweg läßt sich folglich die Schicht 23 bzw. 34 hinsichtlich ihres Wider­ stands unter Gewährleistung einer höheren Aufladbarkeit, einer besseren Trägerabfließbarkeit und einer höheren Lichtempfindlichkeit in einem breiten Wellenbereich vom sichtbaren Licht bis zum nahen Infrarot verbessern.

Die mittlere Korngröße des mk-Si reicht vorzugsweise von 1-40 und im Hinblick auf einen höheren Dunkelwider­ stand zur Verbesserung der Lichtempfindlichkeit von 2-10 nm. Die mittlere Korngröße kann relativ zum Ab­ stand vom Schichtträger 21 bzw. 31 über die gesamte Schichtdicke hinweg vermindert oder erhöht werden. Zum Erreichen einer höheren Empfindlichkeit gegenüber lang­ welligem Licht und insbesondere zur wirksamen Verwend­ barkeit in Halbleiterlaserdruckern werden jedoch die­ jenigen Muster bevorzugt, bei denen die mittlere Korn­ größe relativ zum Abstand von der Oberflächenschicht 24 bzw. 35 abnimmt. Die Filmbildung unter Variieren der mittleren Korngröße erreicht man durch schrittweises Vermindern des Wasserstoffgasstroms oder der Hochfre­ quenzenergie nach der Hochfrequenz-Glühentladungszer­ setzung unter Verwendung eines Gasgemischs aus gasformi­ gem Wasserstoff und gasförmigem Silan, z.B. SiH₄.

Die Sperrschicht 22 bzw. 32 dient dazu, eine Injektion von Elektronen oder Löchern aus dem Schichtträger 21 in die photoleitfähige Schicht 23 bzw. die Ladungen er­ zeugende Schicht 34 beim Liegenlassen im Dunkeln zu ver­ hindern. Bei der Belichtung gestattet die Schicht 22 bzw. 32 einen raschen Abfluß der in der photoleitfähi­ gen Schicht 23 bzw. in der Ladungen erzeugenden Schicht 34 gebildeten Ladung zur Seite des Schichtträgers 21 hin. Auf diese Weise lassen sich die Ladungshaltigkeit der Oberfläche des lichtempfindlichen Aufzeichnungsma­ terials und ihre Aufladbarkeit verbessern. Die Sperr­ schicht 22 bzw. 32 kann aus mk-Si oder a-Si bestehen.

Beim positiven Aufladen der Oberfläche des licht­ empfindlichen Aufzeichnungsmaterials nach dem Carlson- Verfahren geht die Sperrschicht in einen Halbleiter vom p-Typ über und verhindert dadurch eine Injektion von Elektronen von der Schichtträgerseite her in die photoleitfähige Schicht. Bei negativer Aufladung der Oberfläche geht andererseits die Sperrschicht in einen Halbleiter vom n-Typ über, wobei eine Injektion von Löchern von der Schichtträgerseite her in die photo­ leitfähige Schicht verhindert wird.

Zur Umwandlung der mk-Si-Schicht in einen Halbleiter vom p-Typ wird diese vorzugsweise mit einem Element der Gruppe III des Periodensystems, z.B. Bor, Aluminium, Gallium, Indium, Thallium und dergleichen, dotiert. Bei der Umwandlung dieser Schicht in einen Halbleiter vom n-Typ wird diese vorzugsweise mit einem Element der Gruppe V des Periodensystems, z.B. Stickstoff, Phosphor, Arsen, Antimon, Wismut und dergleichen, dotiert. Durch die Dotierung mit den p- oder n-Fremdatomen werden die Ladungsträger daran gehindert, von der Schichtträger­ seite her zur photoleitfähigen Schicht zu wandern. Vorzugsweise beträgt der Gehalt des Dotierelements zur Bestimmung des Leitfähigkeitstyps 10^-3 bis 10 Atom-%. Enthalten die Sperrschichten 22 und 32 Kohlen­ stoff, Sauerstoff und/oder Stickstoff in einer Menge von 0,1-20 Atom-%, werden sie weiter in ihrer La­ dungsblockierfähigkeit und folglich in den elektro­ photographischen Eigenschaften verbessert. Die Dicke der Schichten 22 und 32 reicht zweckmäßigerweise von 0,01 bis 10, vorzugsweise von 0,1 bis 2 µm.

Oberflächenschichten 24 und 35 bestehen aus Kohlen­ stoff, Sauerstoff und/oder Stickstoff enthaltendem a-Si. Da das mk-Si oder a-Si der photoleitfähigen Schicht 23 bzw. der Ladungen erzeugenden Schicht 34 einen relativ hohen Brechungsindex von 3 oder 4 aufweisen, kann die Oberflächenschicht Licht re­ flektieren. Wenn eine solche Lichtreflexion erfolgt, sinkt die Menge an durch die Schicht absorbierten Lichtstrahlen unter Erhöhung des Lichtverlusts. Vor­ zugsweise dient folglich die Oberflächenschicht 25 zur Verhinderung einer solchen Reflexion. Die Schicht 25 dient auch zum Schutz der Schicht 23 bzw. 34 gegen Beschädigung und zur Verbesserung der Auflad­ barkeit der Aufzeichnungsmaterialoberfläche. Auf diese Weise wird die photoleitfähige Schicht bzw. die Ladungen erzeugende Schicht gegen Umwelteinflüsse weniger empfindlich bzw. anfällig gemacht. Der Kohlen­ stoff-,Sauerstoff-und/oder Stickstoffgehalt der Schicht 24 reicht von 10-50 Atom-%. Die Dicke der Oberflächenschichten 24 und 35 reicht von 0,01-10, vorzugsweise von 0,1-2 µm.

Lichtempfindliche elektrophotographische Aufzeichnungs­ materialien sind nicht auf den in Fig. 1 dargestellten Aufbau, bei welchem in der angegebenen Reihenfolge auf einen Schichtträger 21 eine Sperrschicht 22, eine lichtempfindliche Schicht 23 in Form einer einzelnen photoleitfähigen Schicht und eine Oberflächenschicht 24 aufeinanderlaminiert sind, beschränkt. Wie in Fig. 2 dargestellt, kann die photoleitfähige Schicht für eine getrennte Funktion aus einer Ladungen trans­ portierenden Schicht 33 und einer Ladungen erzeugenden Schicht 34 auf der Ladungen transportierenden Schicht aufgeteilt sein. Die Ladungen erzeugende Schicht 34 erzeugt bei der Belichtung Ladungsträger. Sie besteht teilweise oder vollständig aus mikrokristallinem Silizium bzw. mk-Si und besitzt eine Dicke von vor­ zugsweise 0,1-10 µm. Die Ladungen transportierende Schicht 33 dient dazu, die in der Ladungen erzeugenden Schicht 34 entstandenen Ladungsträger mit hoher Ge­ schwindigkeit zum Schichtträger hin zu transportieren. Folglich müssen die Träger neben einer hohen Beweg­ lichkeit und Transportierbarkeit eine lange Lebensdauer besitzen. Die Ladungen transportierende Schicht 33 kann aus wasserstoffhaltigem a-Si bestehen. Zur Verbesserung ihres Dunkelwiderstands im Hinblick auf eine höhere Auf­ ladbarkeit wird sie vorzugsweise mit einem Element der Gruppe III des Periodensystens leicht dotiert. Zur wei­ teren Verbesserung der Aufladbarkeit und der Doppel­ funktion beider Schichten kann die Ladungen transpor­ tierende Schicht 33 Kohlenstoff, Stickstoff und/oder Sauerstoff enthalten. Im Hinblick auf die Trägerab­ fließbarkeit sollte der Kohlenstoff-, Sauerstoff- und/oder Stickstoffgehalt vorzugsweise auf 20 Atom-% oder weniger beschränkt werden. Wenn die Ladungen transportierende Schicht 33 zu dünn oder zu dick ist, kann sie ihre Funktion nicht in ausreichendem Maße erfüllen. Vorzugsweise besitzt sie eine Dicke von 3-80 µm.

Fig. 5 zeigt eine Vorrichtung zur Herstellung eines erfindungsgemäßen lichtempfindlichen elektrophoto­ graphischen Aufzeichnungsmaterials. Gaszylinder 1, 2, 3 und 4 enthalten gasförmige Rohmaterialien, wie SiH₄, B₂H₆, H₂ und CH₄. Die Gase in den Zylindern 1-4 werden über Rohrleitungen 7 in eine Mischvorrichtung 8 gefördert. Jeder Zylinder ist mit einem Druckmanometer 5 versehen. Die Strömungsgeschwindigkeit und das Mischungs­ verhältnis der der Mischvorrichtung 8 zugeführten gas­ förmigen Rohmaterialien lassen sich unter Überwachung der Druckmanometer über ein Steuerventil 6 einstellen. Das beim Vermischen in der Mischvorrichtung 8 erhaltene Gasgemisch wird einem Reaktionsbehälter 9 zugeführt. Am Bodenteil 11 des Behälters 9 ist eine drehbare Welle 10 derart befestigt, daß sie sich um eine senkrechte Achse drehen kann. Am oberen Ende der Welle 10 ist ein scheibenförmiger Träger 12 derart befestigt, daß seine Oberfläche mit der Welle einen rechten Winkel bildet. Im Inneren des Behälters 9 ist auf einem Teil 11 eine zylindrische Elektrode 13 derart angeordnet, daß sie mit der Welle 10 koaxial ist. Auf dem Träger 12 ist ein trommelförmiger Schichtträger 14 des lichtempfind­ lichen Aufzeichnungsmaterials montiert, wobei seine Achse parallel zur Achse des Schafts 10 ausgerichtet ist. In dem trommelförmigen Schichtträger 14 befindet sich eine Heizeinrichtung 15 für den trommelförmigen Schichtträger. An eine Elektrode 13 und den trommel­ förmigen Schichtträger 14 ist eine Hochfrequenzenergie­ quelle 16 angeschlossen, um beiden Anschlüssen hoch­ frequenten Strom zuzuführen. Die Welle 10 wird mit Hilfe eines Motors 18 in Drehbewegung versetzt. Der Druck im Inneren des Reaktionsbehälters 9 wird über ein Druck­ manometer 17 überwacht. Der Behälter ist über ein Ab­ sperrventil 19 an eine geeignete Evakuiervorrichtung, z.B. eine Vakuumpumpe, angeschlossen.

Bei der Herstellung des erfindungsgemäßen lichtempfind­ lichen Aufzeichnungsmaterials mit Hilfe der beschrie­ benen Vorrichtung wird der trommelförmige Schichtträger 14 in den Reaktionsbehälter 9 eingesetzt, worauf das Absperrventil 19 geöffnet wird, um den Behälter auf einen Druck von 13,3 Pa oder weniger zu entgasen. Da­ nach werden die erforderlichen Reaktionsgase aus den Zylindern 1 bis 4 in gegebenem Mischungsverhältnis ge­ mischt und in den Behälter 9 eingeleitet. In diesem Falle wird die Strömungsgeschwindigkeit des dem Behälter 9 zugeführten Gasgemischs derart eingestellt, daß der Druck im Inneren des Behälters von 13,3-133 Pa reicht. Anschließend wird der Motor 18 in Betrieb ge­ setzt, um den trommelförmigen Schichtträger 14 in Dreh­ bewegung zu versetzen. Während der trommelförmige Schichtträger 14 auf eine gegebene Temperatur erwärmt wird, erfolgt von der Hochfrequenzenergiequelle 16 die Zufuhr von hochfrequentem Strom zur Elektrode 13 und zum trommelförmigen Schichtträger 14. Dadurch kommt es zwischen beiden zu einer Glimmentladung. Diese führt zur Ablagerung von mikrokristallinem Silizium (mk-Si) auf dem trommelförmigen Schichtträger 14. In die mk-Si-Schicht können in NH₃-, NO₂-, N₂-, CH₄-, C₂H₄- und O₂-Gasen enthaltene Elemente eingebaut werden, wenn diese Gase als gasförmige Rohmaterialien zum Ein­ satz gelangen. Unter Verwendung einer in hohem Maße sicheren geschlossenen Vorrichtung kann also ein licht­ empfindliches elektrophotographisches Aufzeichnungsma­ terial gemäß der Erfindung ähnlich wie die unter Ver­ wendung von a-Si hergestellten bekannten Aufzeichnungs­ materialien hergestellt werden. Da sie in hohem Maße gegen Wärme, Feuchtigkeit und Abnutzung beständig ist, kann die lichtempfindliche Schicht des Aufzeichnungs­ materials ohne Beeinträchtigung wiederholt verwendet werden, d.h. sie besitzt eine lange Haltbarkeit. Darüber hinaus ist es nicht erforderlich, zur Erhöhung der Empfindlichkeit gegenüber langwelligem Licht ein gas­ förmiges Sensibilisierungsmittel, wie GeH₄, mitzuver­ wenden. Folglich benötigt man auch keine Absaugvor­ richtungen. Auf diese Weise läßt sich die großtechni­ sche Herstellung wirtschaftlicher gestalten.

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher ver­ anschaulichen.

Beispiel 1

Eine als leitender Schichtträger dienende Aluminium­ trommel wird gewaschen und getrocknet und auf 350°C erwärmt. Gleichzeitig wird der Reaktionsbehälter mit­ tels einer Diffusionspumpe entgast. Nach etwa 1stündigem Erwärmen beträgt das Vakuum im Behälter 0,004 Pa. Nachdem die Trommeltemperatur stabil ist, werden 300 SCCM SiH₄-Gas, B₂H₆-Gas mit einem Strömungs­ verhältnis in bezug auf das gasförmige SiH₄ von 5×10^-4, 60 SCCM CH₄-Gas und 200 SCCM gasförmiges Argon miteinander gemischt und in den Reaktionsbehäl­ ter eingespeist. Zur Glühentladung wird auf das Gas­ gemisch bei 13,56 MHz hochfrequente Energie von 200 W einwirken gelassen, wobei die Sperrschicht 21 gebil­ det wird. Der Druck im Inneren des Reaktionsbehälters beträgt zu diesem Zeitpunkt etwa 106,4 Pa. Die er­ reichte Schichtdicke beträgt 1,5 µm.

Danach werden sämtliche Gasströme abgeschaltet und der Reaktionsbehälter 15 min lang entgast. Nach Einstellung der Strömungsgeschwindigkeiten des SiH₄-Gases und des gasförmigen Wasserstoffs auf 600 SCCM bzw. 500 SCCM wird das Verhältnis der Strömungsgeschwindigkeit von B₂H₆ und SiH₄ auf 8×10^-8 eingestellt. Zur Filmbildung wird dann 15 min lang auf das Gasgemisch bei einem Reaktionsdruck von 199,5 Pa hochfrequente Energie von 450 W einwirken gelassen. Nun werden die Hochfrequenz­ energie auf Null reduziert und der gasförmige Wasser­ stoff zusammen mit den anderen Gasen 5 min lang bei einer reduzierten Strömungsgeschwindigkeit von 400 SCCM zugespeist. Nachdem der Gasstrom stabilisiert ist, wird zur Filmbildung 15 min lang auf das Gasgemisch bei einem Druck von 186,2 Pa hochfrequente Energie von 450 W einwirken gelassen. Dann werden die Hochfrequenzenergie auf Null reduziert, die Strömungsgeschwindigkeit des gasförmigen Wasserstoffs auf 300 SCCM erniedrigt und 5 min lang auf diesem Wert belassen. Nachdem der Reaktionsdruck nach erfolgter Gasstromstabilisierung einen Wert von 179,6 Pa erreicht hat, wird zur Film­ bildung hochfrequente Energie von 450 W einwirken ge­ lassen. Dann wird die Hochfrequenzenergie wiederum auf Null reduziert, die Strömungsgeschwindigkeit des gasförmigen Wasserstoffs auf 200 SCCM gesenkt und 5 min lang auf diesem Wert belassen. Nach erfolgter Gasstromstabilisierung wird während 30 min zur Film­ bildung bei einem Reaktionsdruck von 159,6 Pa hoch­ frequente Energie einwirken gelassen. Von der erhal­ tenen photoleitfähigen Schicht werden die Flächenver­ hältnisse zwischen breiten Beugungsmustern, die amorphem Silizium eigen sind, und die Beugungspeaks bei einem Beugungswinkel von 28,3° mittels Röntgen­ strahlenbeugungsanalyse ermittelt. Die Meßergebnisse zeigen, daß die Kristallinität mit (zunehmendem) Abstand vom Schichtträger 21 in der Größenordnung 45, 32, 25 bzw. 18 Vol.-% variiert. Die Dicke der verwendeten photoleitfähigen Schicht beträgt 25 µm.

Nach dem Abstellen sämtlicher Gasströme und 15-minütigem Entgasen des Behälters werden 100 SCCM gasförmiges SiH₄ und 400 SCCM gasförmiger Stickstoff zugeführt, worauf zur Bildung einer 1,0 µm dicken Oberflächenschicht bei einem Reaktionsdruck von 93,1 Pa hochfrequente Energie von 200 W angelegt wird.

Ein mit dem in der geschilderten Weise hergestellten lichtempfindlichen Aufzeichnungsmaterial ausgestatteter Laserdrucker mit einem Halbleiterlaser einer Oszilla­ tionswellenlänge von 790 nm wird zur Herstellung eines Bildes verwendet. Das erhaltene Bild ist deutlich, zeigt ein hohes Auflösungsvermögen, ist schleierfrei und zeigt keine Dichteunebenheiten. Die (Potentialabfall)- Halbwertszeit beträgt 8 erg/cm².

Beispiel 2

Eine als leitender Schichtträger dienende Aluminium­ trommel wird gewaschen und getrocknet und auf 300°C erwärmt. Gleichzeitig wird der Reaktionsbehälter mit­ tels einer Diffusionspumpe entgast. Nach etwa 1stündigem Erwärmen beträgt das Vakuum im Behälter 0,004 Pa. Nach erfolgter Stabilisierung der Trommel­ temperatur werden 300 SCCM SiH₄-Gas, B₂H₆-Gas in einem Strömungsgeschwindigkeitsverhältnis in bezug auf das SiH₄-Gas von 5×10^-4, 60 SCCM gasförmiger Stickstoff und 200 SCCM gasförmiges Argon miteinander gemischt und dem Reaktionsbehälter zugeführt. Zur Glühentladung wird auf das Gasgemisch hochfrequente Energie von 200 W bei 13,56 MHz einwirken gelassen, wobei eine Sperrschicht 21 entsteht. Der Druck im Inneren des Reaktionsbehälters beträgt zu diesem Zeit­ punkt etwa 106,4 Pa. Die erreichte Schichtdicke beträgt 1,2 µm.

Nach dem Abschalten sämtlicher Gasströme wird der Reaktionsbehälter 15 min lang entgast. Danach werden die Strömungsgeschwindigkeiten des SiH₄-Gases und des gasförmigen Wasserstoffs auf 600 bzw. 500 SCCM einge­ stellt, worauf das Verhältnis der Fließgeschwindigkeit zwischen B₂H₆ und SiH₄ auf 8×10^-8 eingestellt wird. Anschließend wird während 50 min zur Filmbildung bei einem Druck von 199,5 Pa hochfrequente Energie von 400 W einwirken gelassen. Nach Erniedrigung der Hoch­ frequenzenergie auf Null wird der gasförmige Wasserstoff zusammen mit den anderen Gasen bei verminderter Strö­ mungsgeschwindigkeit von 300 SCCM 5 min lang zugespeist. Nach erfolgter Stabilisierung des Gasstroms wird wäh­ rend 30 min zur Filmbildung bei einem Druck von 179,6 Pa hochfrequente Energie von 400 W einwirken gelassen. Dann wird die Hochfrequenzenergie auf Null reduziert, der Wasserstoffgasstrom abgestellt und stattdessen gas­ förmiges Argon mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 500 SCCM zugespeist. Nachdem der Reaktionsdruck nach erfolgter Gasstromstabilisierung einen Wert von 199,5 angenommen hat, wird während 20 min zur Filmbildung hochfrequente Energie von 400 W appliziert. Wird die in der geschilderten Weise hergestellte photoleitfähige Schicht einer Röntgenstrahlenbeugungsanalyse unterwor­ fen, zeigt es sich, daß die Kristallinität mit (zu­ nehmendem) Abstand vom Schichtträger 21 in der Größen­ ordnung von 40 und 19 Vol.-% variiert. Von der Ober­ flächenseite her ist sie nicht meßbar. Die Dicke der verwendeten photoleitfähigen Schicht beträgt 32 µm.

Ein mit dem in der geschilderten Weise hergestellten lichtempfindlichen Aufzeichnungsmaterial ausgestatteter Laserdrucker mit einem Halbleiterlaser einer Oszilla­ tionswellenlänge von 790 nm wird zur Herstellung eines Bildes verwendet. Das erhaltene Bild ist deutlich, zeigt ein hohes Auflösungsvermögen, ist schleierfrei und besitzt keine Dichteunebenheit. Die (Potentialab­ fall)-Halbwertszeit bei einer Belichtung mit Licht von 790 nm beträgt 9,5 erg/cm².

Beispiel 3

Eine als leitender Schichtträger dienende Aluminium­ trommel wird gewaschen und getrocknet und auf 350°C erwärmt. Gleichzeitig wird der Reaktionsbehälter mit­ tels einer Diffusionspumpe entgast. Nach etwa 1stündi­ gem Erwärmen beträgt das Vakuum im Behälter 0,004 Pa. Nach erfolgter Stabilisierung der Trommeltemperatur werden 300 SCCM SiH₄-Gas, B₂H₆-Gas mit einem Strö­ mungsgeschwindigkeitsverhältnis in bezug auf das SiH₄- Gas von 5×10^-4, 60 SCCM CH₄-Gas und 200 SCCM Argon­ gas miteinander gemischt und dem Reaktionsbehälter zugespeist. Zur Glühentladung wird dem Gasgemisch hochfrequente Energie von 200 W bei 13,56 MHz zuge­ führt, wobei eine Sperrschicht 21 entsteht. Der Druck im Inneren des Reaktionsbehälters beträgt zu diesem Zeitpunkt etwa 106,4 Pa. Die erreichte Schichtdicke beträgt 1,5 µm.

Danach werden sämtliche Gasströme abgestellt und der Reaktionsbehälter 15 min lang entgast. Nach dem Ein­ stellen der Strömungsgeschwindigkeiten des SiH₄-Gases und gasförmigen Wasserstoffs auf 600 SCCM bzw. 500 SCCM wird das Verhältnis der Strömungsgeschwindigkeit zwi­ schen B₂H₆ und SiH₄ auf 8×10^-8 eingestellt. Dann wird während 15 min lang zur Filmbildung bei einem Reaktionsdruck von 199,5 Pa hochfrequente Energie von 450 W einwirken gelassen. Nach dem Reduzieren der Hoch­ frequenzenergie auf Null wird der gasförmige Wasserstoff zusammen mit den anderen Gasen bei einer reduzierten Strömungsgeschwindigkeit von 400 SCCM während 5 min lang zugespeist. Dann wird der Gasstrom stabilisiert, worauf 15 min zur Filmbildung bei einem Druck von 186,2 Pa hochfrequente Energie von 450 W einwirken ge­ lassen wird. Nun wird die Hochfrequenzenergie auf Null reduziert, die Strömungsgeschwindigkeit des gasförmi­ gen Wasserstoffs auf 400 SCCM gesenkt und 5 min lang auf diesem Wert gehalten. Nachdem der Reaktionsdruck nach erfolgter Stabilisierung des Gasstroms 186,2 Pa erreicht hat, wird während 15 min zur Filmbildung hochfrequente Energie von 450 W einwirken gelassen.

Anschließend wird die Hochfrequenzenergie auf Null re­ duziert, die Strömungsgeschwindigkeit des gasförmigen Wasserstoffs auf 300 SCCM gesenkt und 5 min lang auf diesem Wert gehalten. Nach erfolgter Stabilisierung des Gasstroms wird bei einem Reaktionsdruck von 179,6 Pa während 15 min zur Filmbildung hochfre­ quente Energie von 450 W einwirken gelassen. Anschlie­ ßend wird die Hochfrequenzenergie auf Null reduziert, die Strömungsgeschwindigkeit des gasförmigen Wasser­ stoffs auf 200 SCCM erniedrigt und 5 min lang auf diesem Wert gehalten. Schließlich wird bei einem Druck von 159,6 Pa 30 min lang zur Filmbildung hochfrequente Energie appliziert.

Die in der geschilderten Weise erhaltene photoleit­ fähige Schicht wird mittels Röntgenstrahlenbeugungs­ analyse untersucht. Auf der Grundlage der halben Peak­ breite der (111)-Ebene bei einem Beugungswinkel von 28,3° wird die mittlere Korngröße errechnet. Die Rechenergebnisse zeigen, daß die mittlere Korngröße in bezug zum Abstand vom Schichtträger 21 in der Reihenfolge 7,5, 6,0, 3,5 und 2,8 nm variiert. Die Dicke der photoleitfähigen Schicht beträgt 25 µm.

Nach dem Abschalten sämtlicher Gasströme wird der Behälter 15 min lang entgast. Dann werden 100 SCCM SiH₄-Gas und 400 SCCM gasförmiger Stickstoff zugespeist, worauf zur Bildung der Oberflächenschicht bei einem Reaktionsdruck von 93,1 Pa hochfrequente Energie von 200 W einwirken gelassen wird.

Ein mit dem in der geschilderten Weise hergestellten lichtempfindlichen Aufzeichnungsmaterial ausgestatteter Laserdrucker mit einem Halbleiterlaser einer Oszilla­ tionswellenlänge von 790 nm wird zur Herstellung eines Bildes verwendet. Das erhaltene Bild ist deutlich, zeigt eine hohe Auflösung, ist schleierfrei und besitzt keine Dichteunregelmäßigkeiten. Darüber hinaus beträgt die (Potentialabfall)-Halbwertszeit 8 erg/cm².

Beispiel 4

Eine als leitender Schichtträger dienende Aluminium­ trommel wird gewaschen und getrocknet und auf 300°C erwärmt. Gleichzeitig wird der Reaktionsbehälter mit­ tels einer Diffusionspumpe entgast. Nach etwa 1stündi­ gem Erwärmen beträgt das Vakuum im Behälter 0,004 Pa. Nach erfolgter Stabilisierung der Trommeltemperatur werden 300 SCCM SiH₄-Gas, B₂H₆-Gas mit einem Fließge­ schwindigkeitsverhältnis in bezug auf das SiH₄-Gas von 5×10^-4, 60 SCCM gasförmiger Stickstoff und 200 SCCM gasförmiges Argon miteinander gemischt und dem Reaktions­ behälter zugeführt. Zur Glühentladung wird auf das Gas­ gemisch hochfrequente Energie von 200 W bei 13,56 MHz einwirken gelassen, wobei die Sperrschicht 21 gebildet wird. Der Druck im Inneren des Reaktionsbehälters be­ trägt zu diesem Zeitpunkt etwa 106,4 Pa. Die erreichte Schichtdicke beträgt 1,2 µm.

Danach werden sämtliche Gasströme abgestellt und der Reaktionsbehälter 15 min lang entgast. Nach Einstellen der Strömungsgeschwindigkeiten des SiH₄-Gases und des gasförmigen Wasserstoffs auf 600 bzw. 500 SCCM wird das Verhältnis der Strömungsgeschwindigkeit zwischen B₂H₆ und SiH₄ auf 8×10^-8 eingestellt. Dann wird bei einem Reaktionsdruck von 99,5 Pa während 50 min zur Filmbildung hochfrequente Energie von 400 W ein­ wirken gelassen. Nun wird die Hochfrequenzenergie auf Null reduziert und der gasförmige Wasserstoff zusammen mit den anderen Gasen bei reduzierter Strömungsge­ schwindigkeit von 300 SCCM während 5 min lang zugespeist. Nach erfolgter Stabilisierung des Gasstroms wird bei einem Druck von 179,6 Pa während 30 min zur Filmbildung hochfrequente Energie von 400 W einwirken gelassen. Dann wird die Hochfrequenzenergie wiederum auf Null reduziert, der Wasserstoffgasstrom abgestellt und stattdessen gasförmiges Argon mit einer Strömungsge­ schwindigkeit von 500 SCCM zugespeist. Wenn der Reak­ tionsdruck nach erfolgter Gasstromstabilisierung einen Wert von 199,5 Pa erreicht hat, wird während 20 min zur Filmbildung hochfrequente Energie von 400 W appli­ ziert.

Wird die in der geschilderten Weise hergestellte photo­ leitfähige Schicht einer Röntgenstrahlenbeugungsanalyse unterworfen, zeigt es sich, daß die mittlere Korngröße in bezug zum Abstand vom Schichtträger 21 in der Reihenfolge 6,0 und 3,2 nm variiert und auf der Ober­ flächenseite nicht meßbar ist. Die Dicke der verwende­ ten photoleitfähigen Schicht beträgt 32 µm.

Ein mit dem in der geschilderten Weise erhaltenen lichtempfindlichen Aufzeichnungsmaterial ausgestatteter Laserdrucker mit einem Halbleiterlaser einer Oszilla­ tionswellenlänge von 790 nm wird zur Herstellung eines Bildes verwendet. Das erhaltene Bild ist deutlich, zeigt eine hohe Auflösung, ist schleierfrei und be­ sitzt keine Dichteunregelmäßigkeiten. Die (Potential­ abfall)-Halbwertszeit bei Belichtung mit Licht einer Wellenlänge von 790 nm beträgt 9,5 erg/cm².

Claims (18)

1. Lichtempfindliches elektrophotographisches Aufzeich­ nungsmaterial mit einem leitenden Schichtträger (21, 31), einer darauf aufgetragenen Sperrschicht (22, 32) und einer darauf befindlichen lichtempfindlichen Schicht (23, 33, 34), dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der lichtempfindlichen Schicht (23, 33, 34) aus mikrokristallinem Silizium besteht und die Kristallinität des mikrokristallinen Siliziums über die gesamte Dicke der lichtempfind­ lichen Schicht hinweg variiert.

2. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die lichtempfindliche Schicht aus einer photoleitfähigen Schicht (23) besteht.

3. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die lichtempfindliche Schicht eine auf der Sperrschicht (32) befindliche Ladungen transportierende Schicht (33) und eine auf der La­ dungen transportierenden Schicht (33) befindliche Ladungen erzeugende Schicht (34) aus mikrokristalli­ nem Silizium umfaßt.

4. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Ladungen transportierende Schicht (33) aus amorphem Silizium besteht.

5. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Sperrschicht (22, 32) aus mikrokristallinem Silizium oder amorphem Silizium besteht.

6. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Kristallinität der licht­ empfindlichen Schicht (23, 33, 34) 10-50 Vol.-% he­ trägt.

7. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Sperrschicht (22, 32) 0,1-30 Atom-% Wasserstoff enthält.

8. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die lichtempfindliche Schicht (23, 33, 34) 10^-7 bis 10^-3 Atom-% eines Elements der Gruppe III des Periodensystems enthält.

9. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die lichtempfindliche Schicht (23, 33, 34) 0,1-20 Atom-% Kohlenstoff, Sauerstoff und/ oder Stickstoff enthält.

10. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die lichtempfindliche Schicht (23, 33, 34) untereinander verteilte Bereiche aus mikro­ kristallinem Silizium und amorphem Silizium enthält.

11. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die lichtempfindliche Schicht (23, 33, 34) aufeinanderlaminierte Schichten aus mikro­ kristallinem Silizium und amorphem Silizium enthält.

12. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Sperrschicht (22, 32) ein Element der Gruppe III oder V des Periodensystems enthält.

13. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 12, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Gehalt der Sperrschicht (22, 23) an dem Element der Gruppen III oder V des Periodensystems 10^-3 bis 10 Atom-% beträgt.

14. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Dicke der lichtempfindlichen Schicht (23) 3-80 µm beträgt.

15. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Dicke der Sperrschicht (22, 32) 0,01-10 µm beträgt.

16. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß es zusätzlich eine auf der photo­ leitfähigen Schicht befindliche Oberflächenschicht (24, 35) aufweist.

17. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 16, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Oberflächenschicht (24, 35) Kohlenstoff, Sauerstoff und/oder Stickstoff ent­ hält.

18. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 17, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Gehalt der Oberflächenschicht (24, 35) an Kohlenstoff, Sauerstoff und/oder Stick­ stoff 10-50 Atom-% beträgt.