DE3805090A1

DE3805090A1 - Elektrophotographisches aufzeichnungsmaterial

Info

Publication number: DE3805090A1
Application number: DE3805090A
Authority: DE
Inventors: Shuji Yoshizawa; Tatsuya Ikezue
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Intelligent Technology Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Intelligent Technology Co Ltd
Priority date: 1987-02-18
Filing date: 1988-02-18
Publication date: 1988-09-01
Also published as: US4859552A; DE3805090C2

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial zur Verwendung auf elektrophotographischem Gebiet.

Als Photoleiter findet wasserstoffhaltiges amorphes Silizium (im folgenden als "a-Si:H" bezeichnet) zunehmende Aufmerksamkeit. Es wird bereits auf den verschiedensten Anwendungsgebieten, z. B. bei Solarzellen, Dünnfilmtransistoren, Bildfühlern und elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterialien, zum Einsatz gebracht.

Zur Ausbildung photoleitfähiger Schichten üblicher elektrophotographischer Aufzeichnungsmaterialien eignen sich entweder anorganischer Photoleiter, z. B. CdS, ZnO, Se oder Se-Te, oder organische Photoleiter, wie Poly-N-vinylcarbazol (PVCZ) oder Trinitrofluoren. Gegenüber den genannten üblichen organischen und anorganischen Photoleitern besitzt a-Si:H zahlreiche Vorteile, indem es nämlich nicht toxisch ist, nicht rückgewonnen werden muß und eine hohe spektrale Empfindlichkeit im Bereich sichtbaren Lichts, eine hohe Oberflächenhärte und damit Abnutzungsbeständigkeit sowie gute Schlagfestigkeitseigenschaften besitzt. Aus diesem Grunde gewinnt, wie bereits angedeutet, a-Si:H zunehmende Bedeutung als elektrophotographischer Photoleiter.

Es gibt bereits ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial vom Carlson-System mit einem a-Si:H-Material. Ein guter Photoleiter muß einen hohen Dunkelwiderstand und eine hohe Lichtempfindlichkeit aufweisen. Es bereitet jedoch Schwierigkeiten, diese beiden Eigenschaften in einer einzigen Photoleiterschicht zu gewährleisten. Um jedoch beide Eigenschaften verwirklichen zu können, sind zwischen der photoleitfähigen Schicht und einem leitenden Schichtträger eine Sperrschicht und auf der photoleitfähigen Schicht eine Deckschicht vorgesehen, wobei dann ein mehrlagiges oder -schichtiges Gebilde entsteht.

Das als Photoleiter verwendbare a-Si:H-Material wird durch Glimmentladungszersetzung unter Verwendung eines gasförmigen Silans hergestellt. Während des Herstellungsverfahrens wird dem a-Si:H-Film Wasserstoff einverleibt, wodurch sich die elektrischen und optischen Eigenschaften des Films entsprechend der Änderung im Wasserstoffgehalt erheblich ändern. Mit zunehmender Menge an dem a-Si:H-Film einverleibtem Wasserstoff weitet sich die optische Bandbreite des Films unter Zunahme seines Widerstands aus. Mit zunehmendem Widerstand sinkt die Empfindlichkeit gegenüber langwelligem Licht. Folglich bereitet es Schwierigkeiten, einen derartigen a-Si:H-Film in einem mit einem Halbleiterlaser arbeitenden Laserstrahldrucker einzusetzen. Wenn der Wasserstoffgehalt im a-Si:H-Film hoch ist (vgl. oben) sind die meisten der Filmbestandteile je nach den Filmbildungsbedingungen Bindungen eingegangen, z. B. (SiH₂)_n und SiH₂. In diesem Falle nehmen die Anzahl der Poren und folglich die Anzahl der Siliziumschaukelbindungen zu, wodurch die Photoleitereigenschaften des Films schlechter werden. Unter diesen Umständen kann der Film nicht als elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial verwendet werden. Wenn jedoch der Wasserstoffgehalt in dem a-Si:H-Film niedrig ist, wird die optische Bandbreite bei sinkendem Widerstand eng. Dies führt zu einer Erhöhung der Empfindlichkeit im kurzwelligen Bereich. Ein geringer Gehalt an Wasserstoff führt zu einer Bindung der Wasserstoffatome an die Sliziumschaukelbindungen unter Verminderung derselben. Aus diesem Grunde verschlechtert sich die Mobilität der Ladungsträger unter Verkürzung ihrer Lebensdauer. Gleichzeitig verschlechtern sich auch die Photoleitfähigkeitseigenschaften des Films, so daß dieser nicht mehr als elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial verwendet werden kann.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial hervorragender Ladungshaltigkeits-, Dunkelabfall-, Lichtempfindlichkeits- und Umweltschutzeigenschaften bereitzustellen.

Gegenstand der Erfindung ist in einer ersten Ausführungsform ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial mit einem leitenden Schichtträger und einer darauf aufgetragenen photoleitfähigen Schicht zur Erzeugung von Ladungsträgern bei Lichteinwirkung mit einem Ladung erzeugenden Schichtteil (im folgenden als "Ladung erzeugende Schicht" bezeichnet) und einem Ladung rückhaltenden Schichtteil (im folgenden als "Ladung rückhaltende Schicht" bezeichnet). Die Ladung erzeugende Schicht enthält einen Silizium als Hauptbestandteil enthaltenden Halbleiter. Die Ladung rückhaltende Schicht besteht aus einem mehrlagigen Gebilde aus abwechselnd übereinanderliegenden ersten amorphen Halbleiterschichten mit Silizium als Hauptbestandteil und zweiten amorphen Halbleiterschichten mit Silizium als Hauptbestandteil und mindestens einem Element aus der Gruppe Kohlenstoff, Sauerstoff und Stickstoff. Die Konzentration des mindestens einen Elements variiert in jeder zweiten amorphen Halbleiterschicht in Dickerichtung der Ladung rückhaltenden Schicht.

Die Ladung rückhaltende Schicht der ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmaterials kann aus amorphem Silizium und/oder mikrokristallinem Silizium gebildet sein. Die Ladung erzeugende Schicht erhält man durch Aufeinanderstapeln mehrerer mikrokristalliner Siliziumschichten unterschiedlicher Kristallinität. Andererseits läßt sich die Ladung erzeugende Schicht auch durch abwechselndes Aufeinanderstapeln amorpher Siliziumschichten und mikrokristalliner Siliziumschichten herstellen.

In einer zweiten Ausführungsform besteht das erfindungsgemäße elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial aus einem leitenden Schichtträger und einer darauf aufgetragenen photoleitfähigen Schicht zur Erzeugung von Ladungsträgern bei Lichteinwirkung. Die photoleitfähige Schicht enthält einen Ladung erzeugenden Schichtteil (im folgenden als "Ladung erzeugende Schicht" bezeichnet) und einen Ladung rückhaltenden Schichtteil (im folgenden als "Ladung rückhaltende Schicht" bezeichnet). Die Ladung erzeugende Schicht ist als mehrlagiges Gebilde aus abwechselnd aufeinanderliegenden amorphen Halbleiterschichten mit Silizium als Hauptbestandteil und mikrokristallinen Siliziumschichten mit Silizium als Hauptbestandteil ausgebildet. Die Kristallinität jeder mikrokristallinen Siliziumschicht variiert hierbei in Dickerichtung der Ladung erzeugenden Schicht. Die Ladung rückhaltende Schicht umfaßt eine erste amorphe Halbleiterschicht mit Silizium als Hauptbestandteil und eine zweite amorphe Siliziumschicht mit Silizium als Hauptbestandteil und mindestens einem Element aus der Gruppe Kohlenstoff, Sauerstoff und Stickstoff.

Bei der zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmaterials ändert sich bzw. variiert die Kristallinität der mikrokristallinen Halbleiterschicht vorzugsweise in einem Bereich von 60-90%.

Sowohl bei der ersten als auch zweiten Ausführungsform erfindungsgemäßer Aufzeichnungsmaterialien beträgt der Gehalt an dem mindestens einen Element in der zweiten amorphen Halbleiterschicht zweckmäßigerweise 0,5-30, vorzugsweise 5-30 Atom%.

Sowohl bei der ersten als auch zweiten Ausführungsform erfindungsgemäßer Aufzeichnungsmaterialien beträgt die Filmdicke jeder der das mehrlagige Gebilde bildenden Schichten vorzugsweise 3-50 nm (30-500 Å).

Ein mikrokristalliner Halbleiter mit Silizium als Hauptbestandteil, d. h. mikrokristallines Silizium (im folgenden als "µc-Si" bezeichnet) entsteht vermutlich aus einer Mischphase aus amorphem Silizium und mikrokristallinem Silizium eines Teilchendurchmessers von einigen nm (einigen zehn Angström) und besitzt folgende physikalische Eigenschaften: Erstens, mikrokristallines Silizium besitzt bei der Röntgenbeugungsanalyse ein Beugungsmuster für R von 28-28,5° und läßt sich deutlich von amorphem Silizium mit lediglich einem Hof unterscheiden. Zweitens, der Dunkelwiderstand von µc-Si läßt sich auf 10¹⁰ Ω × cm oder mehr einstellen und deutlich von polykristallinem Silizium eines Dunkelwiderstands von 10⁵ Ω × cm unterscheiden.

Der optische Bandabstand (Eg°) von erfindungsgemäß verwendetem µc-Si läßt sich willkürlich innerhalb eines gegebenen Bereichs einstellen. Vorzugsweise wird der optische Bandabstand auf beispielsweise 1,55 eV eingestellt. In diesem Falle wird, um einen gewünschten Eg° zu erreichen, vorzugsweise Wasserstoff zugegeben, um µc-Si:H zu gewinnen.

Bei einem elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterial gemäß der Erfindung beträgt der Wasserstoffgehalt in a-Si:H- und µc-Si:H zweckmäßigerweise 0,01-30, vorzugsweise 1-25 Atom-%. Diese Wasserstoffmenge kompensiert die Siliziumschaukelbindungen und sorgt unter Verbesserung der Photoleitfähigkeitseigenschaften für ein gutes Gleichgewicht zwischen Dunkel- und Hellwiderstand.

Eine a-Si:H-Schicht erhält man durch Einspeisen eines gasförmigen Silans, z. B. von SiH₄ oder Si₂H₄, als Ausgangs- oder Speisegas zu einer Reaktionskammer und Einwirkenlassen hochfrequenter Energie auf das gasförmige Ausgangsmaterial zur Herbeiführung einer Glimmentladung. Erforderlichenfalls dient hierbei gasförmiger Wasserstoff oder gasförmiges Helium als Träger. Das gasförmige Ausgangsmaterial bzw. Speisegas ist nicht auf Gase der Silanreihe beschränkt, vielmehr können gasförmige Siliziumhalogenide, beispielsweise SiF₄ oder SiCl₄, oder Mischungen gasförmiger Silane mit gasförmigen Siliziumhalogeniden verwendet werden. Die a-Si:H-Schicht läßt sich nicht nur durch Glimmentladung, sondern auch durch physikalische Verfahren, z. B. Zerstäubung, herstellen.

Eine µc-Si-Schicht erhält man durch Hochfrequenz-Glimmentladung unter Verwendung eines gasförmigen Silans als gasförmiges Ausgangsmaterial in entsprechender Weise, wie die a-Si:H-Schicht. Wenn in einem solchen Falle die Filmbildungstemperatur höher ist als für die a-Si:H-Schicht und wenn ferner mit höherer Hochfrequenzenergie gearbeitet wird als bei der Herstellung der a-Si:H-Schicht, bildet sich ohne weiteres eine µc-Si:H-Schicht. Weiterhin kann bei höherer Schichtträgertemperatur und höherer Hochfrequenzenergie die Strömungsgeschwindigkeit des Speisegases, z. B. des gasförmigen Silans, erhöht werden. Auf diese Weise läßt sich die Filmbildungsgeschwindigkeit steigern. Wenn schließlich ein durch Verdünnen eines gasförmigen Silans höherer Ordnung, z. B. von SiH₄ oder Si₂H₆, mit Wasserstoff erhaltenes Gas verwendet wird, läßt sich der Wirkungsgrad der Bildung einer µc-Si:H-Schicht steigern.

Zur Herstellung von µc-Si:H- und a-Si:H vom p-Typ erfolgt eine Dotierung von µc-Si:H und a-Si:H mit Elementen der Gruppe III des Periodensystems, wie Bor (B), Aluminium (Al), Gallium (Ga), Indium (In) und Thallium (Tl). Zur Herstellung von µc-Si:H und a-Si:H vom n-Typ werden µc-Si:H und a-Si:H vorzugsweise mit Elementen der Gruppe V des Periodensystems, z. B. Stickstoff (N), Phosphor (P), Arsen (As), Antimon (Sb) und Wismut (Bi) dotiert. Durch die Dotierung mit Fremdatomen vom p- oder n-Typ läßt sich eine Bewegung von Ladungen vom Schichtträger zur photoleitfähigen Schicht verhindern. Wenn in µc-Si:H und a-Si:H Kohlenstoff (C), Stickstoff (N) und/oder Sauerstoff (O) enthalten ist (sind), besitzen die gebildeten Schichten einen hohen Widerstand und eine hohe Oberflächenladungshaltigkeit.

Wie bereits erwähnt, besteht bei einem erfindungsgemäßen elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterial mindestens ein Teil der photoleitfähigen Schicht aus mehreren aufeinanderliegenden dünnen Schichten unterschiedlicher optischer Bandabstände. Durch das Aufeinanderstapeln dünner Schichten unterschiedlicher optischer Bandabstände bildet sich eine Supergitterstruktur, wobei unabhängig von den absoluten Größenordnungen der optischen Bandabstände eine Schicht mit größerem optischen Bandabstand in bezug auf eine Schicht mit geringerem optischen Bandabstand als Sperre dient. Dies führt zur Bildung eines periodischen Potentialsperremusters. In der Supergitterstruktur können die Ladungsträger, da die die Sperre bildenden Schichten sehr dünn sind, durch die Sperre hindurchtreten, und sie bewegen sich in der Supergitterstruktur aufgrund eines Tunneleffekts der Ladungsträger in den dünnen Schichten. Darüber hinaus entsteht in einer solchen Supergitterstruktur eine große Menge von Ladungsträgern langer Lebensdauer und hoher Mobilität, so daß sich die Empfindlichkeit des elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials deutlich verbessern läßt. Der Mechanismus für diese Verbesserung ist noch nicht vollständig geklärt. Vermutlich beruht die Verbesserung auf einem Quanteneffekt infolge eines der Supergitterstruktur eigenen periodischen Wannenpotentials. Dieser Effekt wird als Supergittereffekt bezeichnet.

Durch Ändern des Bandabstandes und der Stärke der dünnen Schichten der Supergitterstruktur läßt sich der scheinbare Bandabstand willkürlich einstellen.

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

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 eine Modifizierung der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform eines elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials;

Fig. 3 einen vergrößerten Querschnitt durch jeweils einen Teil der in den Fig. 1 und 2 dargestellten elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterialien;

Fig. 4 eine Darstellung einer Energiebande der Supergitterstruktur;

Fig. 5 eine schematische Darstellung eines Energiebandabstandes eines elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials gemäß der Erfindung;

Fig. 6 eine Darstellung einer Vorrichtung zur Herstellung eines elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials gemäß der Erfindung;

Fig. 7A bis 7F graphische Darstellungen von Konzentrationsänderungen an in den dünnen Schichten enthaltenen Elementen und

Fig. 8A bis 8F graphische Darstellungen von Kristallinitätsänderungen mikrokristalliner Siliziumschichten.

Die Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch eine erste und zweite Ausführungsform elektrophotographischer Aufzeichnungsmaterialien gemäß der Erfindung.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterial sind auf einem leitenden Schichtträger 1 eine Sperrschicht 2, auf der Sperrschicht 2 eine aus einer Ladung rückhaltenden Schicht 5 und einer Ladung erzeugenden Schicht 6 bestehende photoleitfähige Schicht 3 und auf der photoleitfähigen Schicht 3 eine Deckschicht 4 ausgebildet. Die Ladung rückhaltende Schicht 5 und die Ladung erzeugende Schicht 6 besitzen eine Supergitterstruktur.

Die Fig. 2 zeigt eine Modifizierung der ersten Ausführungsform eines elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials gemäß der Erfindung, wobei in diesem Fall lediglich die Ladung rückhaltende Schicht 5 eine Supergitterstruktur aufweist.

Die Einzelheiten der verschiedenen Komponenten bei den in Fig. 1 und 2 dargestellten ersten und zweiten Ausführungsformen elektrophotographischer Aufzeichnungsmaterialien sind folgende:

Der leitende Schichtträger 1 besteht normalerweise aus einer Aluminiumtrommel.

Die Sperrschicht 2 kann unter Verwendung von µc-Si, a-Si:H oder a-BN:H (d. h. stickstoff- oder wasserstoffdotiertem amorphem Bor) hergestellt werden. Die Sperrschicht 2 kann aus einem isolierenden Film bestehen. So kann µc-Si:H oder a-Si:H mindestens ein Element aus der Gruppe Kohlenstoff (C), Stickstoff (N) und Sauerstoff (O) einverleibt werden, wobei eine isolierende Sperrschicht hohen Widerstands entsteht. Die Stärke der Sperrschicht 2 beträgt zweckmäßigerweise 10 nm (100 Å) bis 10 µm.

Die Sperrschicht 2 begrenzt den Ladungsfluß zwischen dem leitenden Schichtträger 1 und der photoleitfähigen Schicht 3 (bzw. Ladung erzeugenden Schicht 6) unter Verbesserung der Ladungshaltigkeit auf der Oberfläche der photoleitfähigen Schicht und der Ladungskapazität der photoleitfähigen Schicht selbst. Wenn folglich ein Carlson-Aufzeichnungsmaterial unter Verwendung einer Halbleiterschicht als Sperrschicht hergestellt wird, muß die Sperrschicht 2 vom p- oder n-Leitfähigkeitstyp sein, damit die Ladungshaltigkeit der Oberfläche nicht beeinträchtigt wird. Insbesondere wird zur positiven Aufladung der Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials eine Sperrschicht 2 vom p-Typ gebildet, um eine Injektion von Elektronen in die photoleitfähige Schicht zur Neutralisation der Oberflächenladung zu verhindern. Zur negativen Aufladung der Oberfläche benötigt man eine Sperrschicht 2 vom n-Typ, um eine Injektion von Löchern zur Neutralisation der Oberflächenladung in die photoleitfähige Schicht zu verhindern. Aus der Sperrschicht 2 injizierte Ladungsträger dienen bei Lichteinwirkung als Störung für in den photoleitfähigen Schichten 3 und 6 erzeugte Ladungsträger. Durch Verhindern der geschilderten Ladungsträgerinjektionen läßt sich die Empfindlichkeit der photoleitfähigen Schichten verbessern. Zur Gewinnung von µc-Si:H oder a-Si:H vom p-Typ werden µc-Si:H bzw. a-Si:H vorzugsweise mit Elementen der Gruppe III des Periodensystems, wie Bor (Br), Aluminium (Al), Gallium (Ga), Indium (In) und Thallium (Tl) dotiert. Zur Gewinnung von µc-Si:H oder a-Si:H vom n-Typ werden µc-Si:H bzw. a-Si:H vorzugsweise mit Elementen der Gruppe V des Periodensystems, wie Stickstoff (N), Phosphor (P), Arsen (As), Antimon (Sb) und Wismut (Bi) dotiert.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten photographischen Aufzeichnungsmaterial entstehen in der Ladung erzeugenden Schicht 6 bei Lichteinfall Ladungsträger. Die Ladungsträger einer Polarität werden durch die Ladung auf der Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials neutralisiert, während die Ladungsträger mit der anderen Polarität durch die Ladung rückhaltende Schicht 5 zum leitenden Schichtträger 1 wandern.

In ihrer ersten und zweiten Ausführungsform (vgl. Fig. 1) besitzen die Ladung rückhaltende Schicht 5 und die Ladung erzeugende Schicht 6 jeweils Supergitterstruktur. Man erhält sie durch abwechselndes Aufeinanderstapeln erster und zweiter dünner Schichten 11 bzw. 12 (vgl. Fig. 3). In ihrer ersten Ausführungsform (vgl. Fig. 1) besteht die Ladung rückhaltende Schicht 5 aus einem mehrlagigen Gebilde aus abwechselnd aufeinanderliegenden ersten a-Si-Schichten 11 und zweiten a-Si-Schichten 12 mit mindestens einem Element aus der Gruppe C, O und N. In diesem Falle variiert in jeder zweiten a-Si-Schicht 12 die Elementkonzentration in Dickerichtung der Ladung rückhaltenden Schicht 5. Die Ladung erzeugende Schicht 6 besteht (ebenfalls) aus einem mehrlagigen Gebilde aus mehreren aufeinanderliegenden µc-Si- Schichten 11 und 12 unterschiedlicher Kristallinität oder abwechselnd aufeinanderliegenden a-Si-Schichten 11 und µc-Si-Schichten 12.

Bei einer Modifizierung dieser ersten Ausführungsform (vgl. Fig. 2) ist die Ladung rückhaltende Schicht 5 in entsprechender Weise aufgebaut wie bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform. Dagegen enthält die Ladung erzeugende Schicht 6 a-Si und/oder µc-Si und besitzt keine Supergitterstruktur.

Bei der in Fig. 1 dargestellten zweiten Ausführungsform besteht die Ladung rückhaltende Schicht 5 aus einem mehrlagigen Gebilde aus abwechselnd aufeinanderliegenden ersten a-Si-Schichten 11 und zweiten a-Si-Schichten 12 mit mindestens einem Element aus der Gruppe C, O und N. Die Ladung erzeugende Schicht 6 besteht (ebenfalls) aus einem mehrlagigen Gebilde aus abwechselnd aufeinanderliegenden a-Si- Schichten 11 und µc-Si-Schichten 12. Hierbei variiert die Kristallinität in jeder µc-Si-Schicht 12 in Dickerichtung der Ladung erzeugenden Schicht.

Die Dicke der dünnen Schichten 11 und 12 liegt im Bereich von 3-50 nm (30-500 Å).

Die Fig. 4 zeigt in graphischer Darstellung eine Energiebande der Supergitterstruktur. Die Dickerichtung ist längs der Ordinate, der optische Bandabstand längs der Abszisse aufgetragen.

Die Deckschicht 4 befindet sich auf der Ladung erzeugenden Schicht 6. Der Brechungsindex des die Ladung erzeugende Schicht 6 bildenden µc-Si:H oder a-Si:H ist relativ groß, nämlich 3 bis 3,4, so daß es zu einer Brechung auf der Oberfläche der Schicht kommen kann. Wenn eine solche Brechung auftritt, sinkt die in der Ladung erzeugenden Schicht absorbierte Lichtmenge, wobei in typischer Weise ein optischer Verlust erfolgt. Aus diesem Grund dient die Deckschicht 4 vorzugsweise zur Verhinderung einer Lichtreflexion.

Darüber hinaus bewahrt die Deckschicht 4 die Ladung erzeugende Schicht 6 vor eine Beschädigung. Schließlich läßt sich durch das Aufbringen der Deckschicht die Ladungskapazität so weit verbessern, daß eine akzeptable Aufladung der Oberfläche erfolgt. Das Material für die Deckschicht besteht aus einer anorganischen Verbindung (z. B. a-SiN:H, a-SiO:H oder a-Si:H) oder einem organischen Material (z. B. Polyvinylchlorid oder einem Polyamid).

Wenn die Oberfläche des elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials durch Korona-Entladung mit einer Spannung von etwa 500 V positiv aufgeladen wird, bildet sich eine in Fig. 5 dargestellte Potentialsperre. Wenn auf die photoleitfähige Schicht Licht (h ) auftrifft, entstehen in der Supergitterstruktur der Ladung erzeugenden Schicht 6 Ladungsträger, d. h. Elektronen und Löcher. Die Elektronen im Leitungsbad werden durch ein elektrisches Feld im Aufzeichnungsmaterial in Richtung auf die Deckschicht 4, die Löcher in Richtung auf den leitenden Schichtträger 1 hin beschleunigt. In diesem Falle ist die Anzahl der an einer Grenzfläche zwischen benachbarten dünnen Schichten unterschiedlicher optischer Bandabstände erzeugten Ladungsträger größer als diejenige der in der Masse (bulk) erzeugten Ladungsträger. Dies ist der Grund dafür, daß bei dieser Supergitterstruktur eine hohe Lichtempfindlichkeit gewährleistet ist.

Auch in der Potentialwannenschicht beträgt die Ladungsträgerlebensdauer infolge des Quanteneffekts das 5- bis 10fache derjenigen einer Einzelschicht ohne Supergitterstruktur. Darüber hinaus bildet in der Supergitterstruktur eine Diskontinuität der Bandabstände periodische Sperrschichten. Die Ladungsträger vermögen jedoch infolge des Tunneleffekts ohne Schwierigkeiten durch die Vorspannungsschicht hindurchzutreten, so daß die effektive Mobilität der Ladungsträger praktisch dieselbe ist wie in der losen Masse. Auf diese Weise erreicht man eine sehr rasche Ladungsträgerbewegung.

Wie beschrieben, lassen sich bei einem erfindungsgemäßen elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterial, bei dem die Ladung rückhaltende Schicht Supergitterstruktur aufweist, in der dünne Schichten unterschiedlicher optischer Bandabstände aufeinanderliegen, gute Photoleitereigenschaften erzielen. Mit einem erfindungsgemäßen elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterial lassen sich folglich schärfer gestochene Bilder herstellen als mit üblichen Aufzeichnungsmaterialien.

Fig. 6 zeigt eine Vorrichtung zur Herstellung eines erfindungsgemäßen elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials nach der Glimmentladungsmethode.

Gaszylinder 41, 42, 43 und 44 enthalten gasförmige Rohmaterialien, wie SiH₄, B₂H₆, H₂ und CH₄. Die Gase in den Zylindern 41, 42, 43 und 44 werden über Strömungssteuerventile 46 und Rohrleitungen 47 in eine Mischvorrichtung 48 gefördert. Jeder Zylinder ist mit einem Druckmanometer 45 versehen. Die Strömungsgeschwindigkeit jeden Gases und ihr Mischungsverhältnis lassen sich unter Überwachung ihres jeweiligen Druckmanometers 45 über das jeweilige Steuerventil 46 einstellen. Das beim Vermischen in der Mischvorrichtung 48 erhaltene Gasgemisch wird einer Reaktionskammer 49 zugeführt. Am Bodenteil 51 der Reaktionskammer 49 ist eine drehbare Welle 50 derart lotrecht befestigt, daß sie sich um eine senkrechte Achse drehen kann. Am oberen Ende der Welle 50 ist ein scheibenförmiger Träger 52 derart befestigt, daß seine Oberfläche mit der Welle einen rechten Winkel bildet. Im Inneren der Kammer 49 ist eine zylindrische Elektrode 53 derart angeordnet, daß sie mit der Welle 50 koaxial ist. Auf dem Träger 52 ist ein trommelförmiger Schichtträger 54 für ein Aufzeichnungsmaterial montiert, wobei seine Achse parallel zur Achse der Welle 50 ausgerichtet ist. Im inneren des Schichtträgers 54 befindet sich eine trommelförmige Heizeinrichtung 55. An die Elektrode 53 und den Schichtträger 54 ist eine Hochfrequenzenergiequelle 56 angeschlossen, um beiden Anschlüssen hochfrequenten Strom zuzuführen. Die Welle 50 wird mit Hilfe eines Motors 58 in Drehbewegung versetzt. Der Druck im Inneren der Reaktionskammer 49 wird mittels eines Druckmanometers 57 überwacht. Die Kammer 49 ist über ein Absperrventil 59 an eine geeignete Evakuiervorrichtung, z. B eine Vakuumpumpe, angeschlossen.

Bei der Herstellung eines erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmaterials in der beschriebenen Vorrichtung wird der trommelförmige Schichtträger 54 in die Reaktionskammer 49 eingesetzt, worauf das Absperrventil 59 geöffnet wird, um die Kammer 49 auf einen Druck von 13,3 Pa oder weniger zu entgasen. Danach werden die erforderlichen Reaktionsgase aus den Zylindern 41, 42, 43 und 44 in gegebenem Mischungsverhältnis in die Kammer 49 eingespeist. In diesem Falle wird die Strömungsgeschwindigkeit des der Kammer 49 zugeführten Gasgemischs derart eingestellt, daß der Druck im Inneren der Kammer 49 von 13,3-133 Pa reicht. Anschließend wird der Motor 58 in Betrieb gesetzt, um den Schichtträger 54 in Drehbewegung zu versetzen. Der Schichtträger 54 wird dann mittels der Heizeinrichtung 55 auf eine gegebene Temperatur erwärmt, während zur Erzeugung einer Glimmentladung zwischen der Elektrode 53 und dem Schichtträger 54 hochfrequenter Strom fließen gelassen wird. Auf dem Schichtträger 54 wird auf diese Weise eine a-Si:H-Schicht abgelagert. Um in der a-Si:H-Schicht N, C und/oder O unterzubringen, können dem Speisegas N₂O, NH₃, NO₂, N₂, CH₄, C₂H₄ und/oder O₂ in Gasform zugespeist werden.

Die vorherigen Ausführungen haben gezeigt, daß ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial gemäß der Erfindung in einer sich geschlossenen Herstellungsvorrichtung bei höchster Sicherheit für das Bedienungspersonal hergestellt werden kann. Da das elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial eine hohe Wärme-, Feuchtigkeits- und Abnutzungsbeständigkeit besitzt, wird es auch bei wiederholtem Gebrauch nicht beschädigt und besitzt somit eine lange Haltbarkeit.

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher veranschaulichen.

Beispiel 1

Ein trommelförmiger Schichtträger aus Aluminium eines Durchmessers von 80 mm und einer Länge von 350 mm wird säure- und alkalibehandelt sowie sandgestrahlt, um eine Interferenz zu verhindern. Danach wird er in einer Reaktionskammer montiert. Das Innere der Reaktionskammer wird mittels einer nicht dargestellten Diffusionspumpe entgast, um ein Vakuum vonn etwa 133 × 10^-5 Pa (10^-5 Torr) einzustellen. Danach wird der trommelförmige Schichtträger auf eine Temperatur von 250°C erwärmt und mit einer Umdrehungsgeschwindigkeit von 10/min umlaufen gelassen. Nun werden der Reaktionskammer gasförmiges SiH₄ mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 500 SCCM, gasförmiges B₂H₆ mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 10^-5 in bezug auf das gasförmige SiH₄ und gasförmiges CH₄ mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 100 SCCM zugeführt, so daß in der Reaktionskammer ein Innendruck von 133 Pa erreicht wird. Nach Anlegen hochfrequenter elektrischer Energie von 13,56 MHz an eine Elektrode entsteht ein SiH₄-, B₂H₆- und CH₄-Plasma zwischen der Elektrode und dem Schichtträger, wobei eine Sperrschicht aus a-SiC:H vom p-Typ entsteht.

Danach werden der Reaktionskammer gasförmiges SiH₄ mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 500 SCCM und gasförmiges CH₄ mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 30 SCCM zugeführt und hochfrequente elektrische Energie von 400 W angelegt. Hierbei entsteht eine 12 nm (120 Å) dünne a-Si:H-Schicht. Nach Abschalten des CH₄-Gasstroms (Strömungsgeschwindigkeit=0) wird der Reaktionskammer gasförmiges B₂H₆ mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 10^-6 in bezug auf das gasförmige SiH₄ zugeführt. Bei Anlegen hochfrequenter elektrischer Energie von 400 W ensteht die 12 nm (120 Å) dünne a-Si:H-Schicht. Die geschilderten Maßnahmen werden zur Ausbildung einer 12 µm dicken Ladung rüchhaltenden Schicht mit Supergitterstruktur aus 500 dünnen a-SiC:H-Schichten und 500 a-Si:H-Schichten wiederholt. Bei der Bildung der dünnen a-Si:H-Schichten wird jedes Mal, wenn eine dünne Schicht gebildet wird, die Strömungsgeschwindigkeit des gasförmigen CH₄ schrittweise vermindert und letzlich auf 10 SCCM gesenkt, wobei die C-Konzentration von 6 Atom-% auf 2 Atom-% geändert wird.

Nun werden in die Reaktionskammer gasförmiges SiH₄ mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 100 SCCM und gasförmiger H₂ mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 1,2 SLM eingeleitet, so daß der Druck im Inneren der Reaktionskammer auf etwa 160 Pa eingestellt wird. Nach Anlegen hochfrequenter elektrischer Energie von 1,0 kW entsteht eine 10 nm (100 Å) dünne µc-Si:H-Schicht. Die Kristallinität dieser dünnen Schicht beträgt 85%. Wird nun eine hochfrequente elektrische Energie von 600 W angelegt, entsteht eine 10 nm (100 Å) dünne µc-Si:H-Schicht einer Kristallinität von 65%. Durch Wiederholen der geschilderten Maßnahmen erhält man letzlich eine 5 µm dicke Ladung erzeugende Schicht von Supergitterstruktur aus einer Kombination von mehreren eine unterschiedliche Kristallinität aufweisenden Sätzen von 200 dünnen µc-Si:H-Schichten.

Letztlich wird eine Deckschicht aus einer 0,5 µm dünnen a-SiC:H-Schicht hergestellt.

Wird die Oberfläche des erhaltenen Aufzeichnungsmaterials positiv auf etwa 500 V aufgeladen und mit weißem Licht belichtet, wird das Licht in der Ladung erzeugenden Schicht absorbiert, wobei Ladungsträger in Form von Elektronen/- Löcher-Paaren entstehen. Bei diesem Prüfling entsteht eine große Zahl von Ladungsträgern langer Lebensdauer und hoher Mobilität.

Mit dem erhaltenen Aufzeichnungsmaterial läßt sich ein qualitativ hochwertiges, scharf gestochenes Bild herstellen.

Wird das in der geschilderten Weise hergestellte Aufzeichnungsmaterial mehrmals aufgeladen, lassen sich damit Übertragungsbilder guter Reproduzierbarkeit und gleichbleibender Qualität herstellen. Das Aufzeichnungsmaterial selbst zeigt eine gute Haltbarkeit, d. h. Beständigkeit gegen Koronaentladung, Feuchtigkeit und Abnutzung.

Das erhaltene Aufzeichnungsmaterial besitzt eine hohe Lichtempfindlichkeit im Wellenlängenbereich von 780-790 nm, d. h. bei der Oszillationswellenlänge eines Halbleiterlasers. Wird das Aufzeichnungsmaterial in einem Halbleiterlaserdrucker zur Herstellung eines Bildes nach dem Carlson- Verfahren benutzt, erhält man ein scharf gestochenes Bild hoher Auflösung selbst bei einer Belichtung (des Aufzeichnungsmaterials) mit lediglich 25 erg/cm².

Beispiel 2

Entsprechend Beispiel 1 wird ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial mit dünnen a-SiN:H-Schichten anstelle der dünnen a-SiC:H-Schichten als ein Schichtbaustein der Ladung rückhaltenden Schicht hergestellt.

Die dünne a-SiN:H-Schicht erhält man durch Zufuhr von gasförmigem SiH₄ mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 500 SCCM und gasförmigem N₂ mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 80 SCCM zu der Reaktionskammer und Anlegen einer hochfrequenten elektrischen Energie von 500 W. In diesem Falle wird die Strömungsgeschwindigkeit des gasförmigen N₂ bei der Bildung jeder dünnen Schicht schrittweise vermindert und letzlich auf 30 SCCM eingestellt. Auf diese Weise ändert sich die N-Konzentration von 5 Atom-% auf 1 Atom-%.

Mit Hilfe des erhaltenen Aufzeichnungsmaterials wird entsprechend Beispiel 1 ein qualitativ hochwertiges, scharf gestochenes Bild hergestellt.

Beispiel 3

Entsprechend Beispiel 1 werden elektrophotographische Auf zeichnungsmaterialien hergestellt, wobei jedoch die C-Konzentration der einen Schichtbaustein der Ladung rückhaltenden Schicht bildenden a-SiC:H-Schichten in einem in den Fig. 7A bis 7F dargestellten Verhältnis geändert wird.

Mit Hilfe der erhaltenen Aufzeichnungsmaterialien werden entsprechend Beispiel 1 qualitativ hochwertige, scharf gestochene Bilder hergestellt.

Beispiel 4

Entsprechend Beispiel 2 werden elektrophotographische Auf zeichnungsmaterialien hergestellt, wobei jedoch die N-Konzentration der einen Schichtbaustein bildenden a-SiN:H- Schichten in einem in den Fig. 7A bis 7F dargestellten Verhältnis geändert wird.

Beispiel 5

Entsprechend Beispiel 1 wird ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial hergestellt, wobei jedoch die Ladung erzeugende Schicht wie folgt gebildet wird:

Durch Einleiten von gasförmigem SiH₄ mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 500 SCCM und gasförmigem B₂H₆ mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 10^-6 in bezug auf das gasförmige SiH₄ in die Reaktionskammer und Anlegen hochfrequenter elektrischer Energie von 300 W erhält man eine 5 nm (50 Å) dünne a-Si:H-Schicht. Danach werden der Reaktionskammer gasförmiges SiH₄ mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 100 SCCM und gasförmiger H₂ mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 1,2 SLM derart zugeführt, daß der Reaktionsdruck im Kammerinneren auf etwa 160 Pa eingestellt wird. Beim Anlegen hochfrequenter elektrischer Energie von 1,0 kW entsteht eine 10 nm (100 Å) dünne µc-Si:H- Schicht. Die geschilderten Maßnahmen werden wiederholt, wobei letztlich eine 3 µm dicke Ladung erzeugende Schicht mit Supergitterstruktur aus 200 dünnen a-Si:H-Schichten und 200 dünnen µc-Si:H-Schichten erhalten wird.

Mit dem erhaltenen Aufzeichnungsmaterial wird entsprechend Beispiel 1 ein qualitativ hochwertiges, scharf gestochenes Bild hergestellt.

Beispiel 6

Entsprechend Beispiel 5 wird ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial hergestellt, wobei jedoch anstelle der dünnen a-SiC:H-Schichten als Schichtbaustein dünne a-SiN:H-Schichten erzeugt werden.

Zu diesem Zweck werden der Reaktionskammer gasförmiges SiH₄ mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 500 SCCM und gasförmiger N₂ mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 80 SCCM zugeführt und hochfrequente elektrische Energie von 500 W angelegt. Hierbei wird während der Bildung jeder dünnen Schicht die Strömungsgeschwindigkeit des gasförmigen N₂ schrittweise vermindert und letzlich auf 30 SCCM eingestellt, wobei sich die N-Konzentration von 5 Atom-% in 1 Atom-% ändert.

Beispiel 7

Entsprechend Beispiel 5 werden Supergitterstruktur aufweisende elektrophotographische Aufzeichnungsmaterialien hergestellt, wobei jedoch die C-Konzentration in den einen Schichtbaustein der Ladung rückhaltenden Schicht bildenden a-SiC:H-Schichten in einem in den Fig. 7A bis 7F dargestellten Verhältnis geändert wird.

Beispiel 8

Entsprechend Beispiel 6 werden elektrophotographische Aufzeichnungsmaterialien hergestellt, wobei jedoch die N-Konzentration der einen Schichtbaustein der Ladung rückhaltenden Schicht bildenden a-SiN:H-Schichten in einem in den Fig. 7A bis 7F dargestellten Verhältnis geändert wird.

Beispiel 9

Entsprechend Beispiel 1 wird ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial hergestellt, wobeii jedoch die Ladung erzeugende Schicht wie folgt hergestellt wird:

In die Reaktionskammer werden gasförmiges SiH₄ mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 500 SCCM und gasförmiges B₂H₆ mit einer Strömungsgeschwindigkeit im Verhältnis 10^-6 in bezug auf das gasförmige SiH₄ eingeleitet. Beim Anlegen einer hochfrequenten elektrischen Energie von 300 W erhält man eine Ladung erzeugende Schicht in Form einer 3 µm dünnen a-Si:H-Schicht vom i-Typ.

Beispiel 10

Entsprechend Beispiel 9 wird ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial hergestellt, wobei jedoch anstelle der einen Schichtbaustein der Ladung rückhaltenden Schicht bildenden dünnen a-SiC:H-Schichten dünne a-SiN:H-Schichten erzeugt werden.

Zu diesem Zweck werden gasförmiges SiH₄ mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 500 SCCM und gasförmiger N₂ mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 80 SCCM in die Reaktionskammer eingeleitet und hochfrequente elektrische Energie von 500 W angelegt. Hierbei wird die Strömungsgeschwindigkeit des gasförmigen N₂ während der Bildung jeder dünnen Schicht schrittweise vermindert und letzlich auf 30 SCCM eingestellt, wobei sich die N-Konzentration von 5 Atom-% in 1 Atom-% ändert.

Beispiel 11

Entsprechend Beispiel 9 wird ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial mit einer die Ladung erzeugende Schicht bildenen µc-Si-Schicht anstelle der a-SiC:H-Schicht hergestellt.

Die µc-Si-Schicht erhält man, indem man der Reaktionskammer bis zu einem Kammerinnendruck von etwa 160 Pa gasförmiges SiH₄ mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 100 SCCM und gasförmigen H₂ mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 500 SCCM zuführt und hochfrequente elektrische Energie von 800 W anlegt.

Beispiel 12

Entsprechend Beispiel 9 werden elektrophotographische Aufzeichnungs materialien hergestellt, wobei jedoch die C- Konzentration der einen Schichtbaustein der Ladung rückhaltenden Schicht bildenden a-SiC:H-Schichten in einem in den Fig. 7A bis 7F dargestellten Verhältnis geändert wird.

Beispiel 13

Entsprechend Beispiel 10 werden elektrophotographische Auf zeichnungsmaterialien hergestellt, wobei jedoch die N- Konzentration der einen Schichtbaustein der Ladung rückhaltenden Schicht bildenden a-SiN:H-Schichten in einem in den Fig. 7A bis 7F dargestellten Verhältnis geändert wird.

Mit den erhaltenen elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterialien werden entsprechend Beispiel 1 qualitativ hochwertige, scharf gestochene Bilder hergestellt.

Beispiel 14

Entsprechend Beispiel 11 werden elektrophotographische Aufzeichnungsmaterialien hergestellt, wobei jedoch die C-Konzentration der einen Schichtbaustein der Ladung rückhaltenden Schicht bildenden a-SiC:H-Schichten in einem in den Fig. 7A bis 7F dargestellten Verhältnis geändert wird.

Mit den erhaltenen Aufzeichnungsmaterialien werden entsprechend Beispiel 1 qualitativ hochwertige, scharf gestochene Bilder hergestellt.

Beispiel 15

Entsprechend Beispiel 1 wird ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial hergestellt, wobei jedoch die Ladung rückhaltende Schicht und die Ladung erzeugende Schicht wie folgt hergestellt werden:

Der Reaktionskammer werden gasförmiges SiH₄ mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 500 SCCM und gasförmiges CH₄ mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 30 SCCM zugeführt. Beim Anlegen hochfrequenter Energie von 400 W ensteht eine 12 nm (120 Å) dünne a-SiC:H-Schicht. Nach Abschalten des CH₄-Gasstroms (Strömungsgeschwindigkeit=0) wird in die Reaktionskammer gasförmiges B₂H₆ mit einem Strömungsgeschwindig keitsverhältnis von 10^-6 in bezug auf das gasförmige SiH₄ eingeleitet. Bei Anlegen hochfrequenter elektrischer Energie von 400 W entsteht eine 12 nm (120 Å) dünne a-Si:H-Schicht vom i-Typ. Durch Wiederholen der geschilderten Maßnahmen erhält man letztlich eine 12 µm dicke Ladung rückhaltende Schicht von Supergitterstruktur aus 500 dünnen a-SiC:H-Schichten und 500 dünnen a-Si:H-Schichten vom i-Typ.

Nun werden der Reaktionskammer bis zu einem Kammerinnendruck von 133 Pa gasförmiges SiH₄ mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 50 SCCM und gasförmiger H₂ mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 500 SCCM zugeführt. Beim Anlegen hochfrequenter elektrischer Energie von 1,2 kW entsteht eine 10 nm (100 Å) dünne µc-Si:H-Schicht. Die Kristallinität der dünnen Schicht beträgt 80%. Beim anschließenden Einleiten von gasförmigen SiH₄ mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 500 SCCM und gasförmigem B₂H₆ mit einem Strömungsgeschwindigkeitsverhältnis von 10^-6 in bezug auf das gasförmige SiH₄ in die Reaktionskammer und Anlegen hochfrequenter elektrischer Energie von 500 W entsteht eine 5 nm (50 Å) dünne a-Si:H-Schicht. Bei Wiederholen der geschilderten Maßnahmen erhält man letztlich eine 3 µm dicke Ladung erzeugende Schicht mit Supergitterstruktur. Bei Bildung der dünnen µc-Si:H-Schichten wird die hochfrequente elektrische Energie während jeder Schichtbildung schrittweise gesenkt und letztlich auf 700 W eingestellt, wobei sich die Kristallinität von 80% auf 60% ändert.

Beispiel 16

Entsprechend Beispiel 15 wird ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial mit einen Schichtbaustein der Ladung rückhaltenden Schicht bildenden dünnen a-SiN:H-Schichten anstelle der dünnen a-SiC:H-Schichten hergestellt.

Zu diesem Zweck werden in die Reaktionskammer gasförmiges SiH₄ mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 500 SCCM und gasförmiger N₂ mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 80 SCCM eingeleitet und hochfrequente elektrische Energie von 500 W angelegt.

Beispiel 17

Entsprechend Beispiel 15 werden elektrophotographische Auf zeichnungsmaterialien hergestellt, wobei jedoch die Kristallinität der einen Schichtbaustein der Ladung erzeugenden Schicht bildenden µc-Si:H-Schichten in einem in den Fig. 8A bis 8F dargestellten Verhältnis geändert wird.

Beispiel 18

Entsprechend Beispiel 16 werden elektrophotographische Aufzeichnungsmaterialien hergestellt, wobei jedoch die Kristallinität der einen Schichtbaustein der Ladung erzeugenden Schicht bildenden dünnen µc-Si:H-Schichten in einem in den Fig. 8A bis 8F dargestellten Verhältnis geändert wird.

Die Typenzahl der dünnen Filme ist nicht, wie in den vorhergehenden Beispielen beschrieben, auf zwei beschränkt, vielmehr können auch drei oder mehrere Typen dünner Schichten aufeinandergestapelt werden. Es muß insbesondere lediglich eine Grenze zwischen dünnen Schichten mit voneinander unterschiedlichen optischen Bandabständen gebildet werden.

Claims

1. Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial aus einem leitenden Schichtträger und einer auf den leitfähigen Schichtträger aufgetragenen photoleitfähigen Schicht zur Erzeugung von Ladungsträgern bei Lichteinwirkung, wobei die photoleitfähige Schicht aus einer Ladung erzeugenden Schicht und einer Ladung rückhaltenden Schicht besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladung erzeugende Schicht (6) einen Silizium als Hauptbestandteil enthaltenden Halbleiter umfaßt und die Ladung rückhaltende Schicht (5) aus einem mehrlagigen Gebilde aus abwechselnd übereinanderliegenden ersten amorphen Halbleiterschichten (11) mit Silizium als Hauptbestandteilen und zweiten amorphen Halbleiterschichten (12) mit Silizium als Hauptbestandteil und mindestens einem Element aus der Gruppe Kohlenstoff, Sauerstoff und Stickstoff besteht, wobei sich die Konzentration an dem (den) betreffenden Element(en) bei jeder zweiten amorphen Halbleiterschicht (12) in Dickerichtung der Ladung rückhaltenden Schicht (5) ändert.

2. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der ersten und zweiten amorphen Halbleiterschichten eine Dicke im Bereich von 3-50 nm (30 bis 500 Å) aufweist.

3. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration des (der) in jeder der zweiten amorphen Halbleiterschichten (12) enthaltenen Elements (Elemente) 0,5-30 Atom-% beträgt.

4. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration des (der) in jeder der zweiten amorphen Halbleiterschichten (12) enthaltenen Elements (Elemente) 5-30 Atom-% beträgt.

5. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladung erzeugende Schicht (6) amorphes Silizium und/oder mikrokristallines Silizium enthält.

6. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladung erzeugende Schicht (6) aus aufeinanderliegenden mikrokristallinen Siliziumschichten unterschiedlicher Kristallinität besteht.

7. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladung erzeugende Schicht (6) aus aufeinanderliegenden amorphen Siliziumschichten und mikrokristallinen Siliziumschichten besteht.

8. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiterschichten Wasserstoff enthalten.

9. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die photoleitfähige Schicht ein Element der Gruppe III oder V des Periodensystems enthält.

10. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der photoleitfähigen Schicht (3) und dem leitenden Schichtträger (1) eine Sperrschicht (2) vorgesehen ist.

11. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der photoleitfähigen Schicht (3) eine Deckschicht (4) vorgesehen ist.

12. Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial aus einem leitenden Schichtträger und einer auf den leitenden Schichtträger aufgetragenen photoleitfähigen Schicht zur Erzeugung von Ladungsträgern bei Lichteinwirkung, wobei die photoleitfähige Schicht eine Ladung erzeugende Schicht und eine Ladung rückhaltende Schicht umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladung erzeugende Schicht (6) aus einem mehrlagigen Gebilde aus abwechselnd aufeinanderliegenden amorphen Halbleiterschichten mit Silizium als Hauptbestandteil und mikrokristallinen Siliziumschichten mit Silizium als Hauptbestandteil, wobei sich die Kristallinität der mikrokristallinen Siliziumschichten bei jeder mikrokristallinen Siliziumschicht in Dickerichtung der Ladung erzeugenden Schicht (6) ändert, und die Ladung rückhaltende Schicht (5) aus einer ersten amorphen Halbleiterschicht mit Silizium als Hauptbestandteil und einer zweiten amorphen Siliziumschicht mit Silizium als Hauptbestandteil und mindestens einem Element aus der Gruppe Kohlenstoff, Sauerstoff und Stickstoff bestehen.

13. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß jede der mikrokristallinen und amorphen Halbleiterschichten eine Dicke von jeweils 3-50 nm (30-500 Å) aufweist.

14. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration des (der) in jeder der zweiten amorphen Halbleiterschichten (12) enthaltenen Elements (Elemente) 0,5-30 Atom-% beträgt.

15. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration des (der) in jeder der zweiten amorphen Halbleiterschichten (12) enthaltenen Elements (Elemente) 5-30 Atom-% beträgt.

16. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Kristallinität der mikrokristallinen Halbleiterschichten innerhalb eines Bereichs von 60-90% ändert.

17. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiterschichten Wasserstoff enthalten.

18. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die photoleitfähige Schicht (3) ein Element der Gruppen III oder V des Periodensystems enthält.

19. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der photoleitfähigen Schicht (3) und dem leitenden Schichtträger (1) eine Sperrschicht (2) vorgesehen ist.

20. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß auf der photoleitfähigen Schicht (3) eine Deckschicht (4) vorgesehen ist.