FR2551266A1 - Element photoconducteur utilisable en electrophotographie - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE UN ELEMENT PHOTOCONDUCTEUR SENSIBLE A DES ONDES ELECTROMAGNETIQUES TELLES QUE LA LUMIERE. IL COMPORTE UN SUBSTRAT 101 SUR LEQUEL EST FORMEE UNE COUCHE 102 DE RECEPTION DE LA LUMIERE PRESENTANT UNE CONSTITUTION STRATIFIEE DANS LAQUELLE UNE REGION 103 COMPRENANT UNE MATIERE AMORPHE CONTENANT DES ATOMES DE GERMANIUM, ET UNE REGION 104 QUI EST PHOTOCONDUCTRICE ET QUI COMPREND UNE MATIERE AMORPHE CONTENANT DES ATOMES DE SILICIUM, SONT APPLIQUEES L'UNE A LA SUITE DE L'AUTRE A PARTIR DU COTE DU SUBSTRAT, LA COUCHE 102 COMPORTANT EGALEMENT UNE REGION CONTENANT DES ATOMES D'OXYGENE DONT LE PROFIL DE PROFONDEUR AUGMENTE PROGRESSIVEMENT ET EN CONTINU VERS LA SURFACE EXTREME SUPERIEURE105. DOMAINE D'APPLICATION: ELEMENTS DE FORMATION D'IMAGE POUR ELECTROPHOTOGRAPHIE.
Description
2551266 '
L'invention concerne un élément photoconducteur sensible aux ondes électromagnétiques telles que la lumière
lce terme étant utilisé ici au sens large et englobant les rayons ultraviolets, la lumière visible, des rayons infra5 rouges, des rayons X, des rayons gamma et autresl.
Des matières photoconductrices, qui constituent des couches photoconductrices dans des dispositifs d'analyse d'image à l'état solide, des éléments de formation d'image pour électrophotographie dans le domaine de la 10 formation des images, ou des dispositifs de lecture de manuscrits et autres, doivent avoir une sensibilité élevée, un rapport signal/bruit élevé lcourant photoélectrique (Ip)/courant d'obscurité (Id) l, des caractéristiques spectrales correspondant à celles des ondes électromagné15 tiques qui les irradient, une réponse rapide à la lumière, une résistance d'obscurité souhaitée ainsi qu'une inocuité envers le corps humain pendant l'utilisation En outre, dans un dispositif analyseur d'image à l'état solide ou
semi-conducteur, il faut également que l'image résiduelle 20 puisse être aisément traitée en-un temps prédétermine.
Notamment, dans le cas d'un élément de formation d'image pour électrophotographie devant être monté dans un dispositif électrophotographique destiné à être utilisé dans un
appareil de bureau, la caractéristique d'inocuité précitée 25 est très importante.
En ce qui concerne les points mentionnés cidessus, le silicium amorphe ldésigné ci-après a-Sil a récemment attiré l'attention en tant que matière photoconductrice Par exemple, les demandes allemandes DOS n 2 746 967 et n 2 855 818 décrivent des applications du a-Si à une utilisation dans des éléments de formation d'image pour électrophotographie, et la demande allemande DOS n 2 933 411 décrit une application de a-Si à une
utilisation dans un dispositif de lecture par transduction 35 photoélectrique.
Cependant, dans la situation actuelle, l'élément photoconducteur de l'art antérieur comportant des couches photoconductrices constituées de a-Si nécessite un perfectionnement supplémentaire en ce qui concerne l'équilibre des caractéristiques globales comprenant les caractéris5 tiques électriques, optiques et photoconductrices, telles que la résistance de la valeur d'obscurité, la photosensibilité et la réponse à la lumière, etc, et des caractéristiques isolées du milieu ambiant pendant l'utilisation,
telles que la résistance à l'humidité, ainsi que la 10 stabilité avec le temps.
Par exemple, lorsque l'élément photoconducteur indiqué ci-dessus est utilisé dans un élément de formation d'image pour électrophotographie, on observe souvent la
persistance d'un potentiel résiduel pendant l'utilisation 15 si l'on prévoit de procéder simultanément à un accroissement de la photosensibilité et de la résistance d'obscurité.
Lorsqu'un tel élément photoconducteur est utilisé de façon répétée pendant une longue durée, il apparaît divers inconvénients tels que l'accumulation de fatigues, par 20 des utilisations répétées ou le phénomène dit de formation d'image secondaire, selon lequel des images résiduelles
sont formées.
En outre, a-Si présente un coefficent d'absorption de la lumière relativement plus faible, sur le côté des 25 plus grandes longueurs d'onde du spectre de la lumière
visible que sur le côté des plus courtes longueurs d'onde.
Par conséquent, lors d'une adaptation au laser à semiconducteur utilisé en pratique à l'heure actuelle, la lumière du côté des plus grandes longueurs d'onde ne peut 30 être utilisée efficacement lorsque l'on met en oeuvre une lampe à halogène ou une lampe fluorescente en tant que source de lumière Par conséquent, divers points restent
à améliorer.
Par ailleurs, lorsque la lumière irradiante n'est 35 pas suffisament absorbée dans la couche photoconductrice, mais que la quantité de lumière atteignant le substrat augmente, une interférence due à des réflexions multiples peut se produire dans la couche photoconductrice et peut devenir une cause d'image "non mise au point", dans le cas o le substrat lui-même oppose une réflectance élevée à la lumière transmise à travers la couche photoconductrice. Cet effet est accru si l'on diminue la dimension du point recevant les rayons pour accroître la résolution,
ce qui pose un problème difficile à résoudre dans le cas de l'utilisation d'un laser à semi-conducteur en tant que 10 source de lumière.
Par conséquent, en même temps que l'on tente
d'améliorer les caractéristiques du silicium amorphe luimême, d'une part, il faut également consacrer des efforts pour éliminer tous les problèmes mentionnés ci-dessus lors 15 de la conception de l'élément photoconducteur, d'autre part.
Compte tenu des points précédents, l'invention est le résultat d'étudesétenduesportant à la fois sur les possibilités d'application et l'utilité du a-Si en tant qu'élément photoconducteur pour de -dispositifs de forma20 tion d'image pour électrophotographie, des dispositifs analyseurs d'image à semi-conducteur, des dispositifs de lecture, etc Il est apparu qu'un élément photoconducteur ayant une constitution en couches comprenant une couche de réception de la lumière qui est photoconductrice, qui 25 comprend une matière amorphe contenant des atomes de silicium en tant que matrice (a-Si), en particulier une matière amorphe contenant au moins un atome d'hydrogène (H) et un atome d'halogène (X) dans une matrice d'atomes de silicium, cette matière étant appelée, dans le présent 30 mémoire, silicium amorphe hydrogéné, silicium amorphe halogéné ou silicium amorphe hydrogéné contenant un halogène ldésigné ci-après globalement a-Si (H, X)l, ledit élément photoconducteur étant préparé, de par sa conception, de façon à présenter une structure particulière telle que 35 décrite ci-après, non seulement présente des caractéristiques tout à fait excellentes, en pratique, mais également surpasse les éléments photoconducteurs de l'art antérieur, pratiquement en tous points, en particulier par le fait qu'il possède d'excellentes caractéristiques en tant qu'élément photoconducteur pour électrophotographie, ainsi que d'excellentes caractéristiques spectrales d'absorption sur le côté des plus grandes longueurs d'onde. L'invention a pour objet principal un élément photoconducteur présentant des caractéristiques électriques, optiques et photoconductrices qui restent constamment stables et qui conviennent à tous les milieux ambiants, en ne dépendant pratiquement pas des environnements de l'utilisation, cet élément étant notamment excellent en ce qui concerne les caractéristiques photosensibles sur le côté des plus grandes longueurs d'onde et la résistance à la 15 fatigue à la lumière, ainsi qu'en ce qui concerne la longévité, sans présenter de phénomène de détérioration à la suite d'utilisations répétées, pratiquement aucun
potentiel résiduel n'étant observé sur cet élément.
L'invention a également pour objet un élément photoconducteur à haute photosensibilité sur toute la bande de la lumière visible, cet élément étant particulièrement excellent dans son adaptation à un laser à semiconducteur ainsi qu'en ce qui concerne son inhibition des interférences, et ayant également une réponse rapide à la lumière. 25 L'invention a également pour objet un élément photoconducteur présentant une possibilité suffisante de retenue de charge, pendant un traitement par charge pour former des images électrostatiques, pour permettre l'application très efficace d'un procédé électrophotographique
classique lorsque cet élément est utilisé en tant qu'élément de formation d'image pour électrophotographie.
L'invention a également pour objet un élément photoconducteur pour électrophotographie, pouvant produire
aisément une image de haute qualité, de densité élevée, 35 claire dans les demi-teintes et de résolution élevée.
L'invention a pour autre objet un élément
photoconducteur dont les caractéristiques de photosensibilité et du rapport signal/bruit sont élevées.
Conformément à l'invention, il est prévu un élément photoconducteur comprenant un substrat destiné à cet élément et une couche de réception de la lumière appliquée sur le substrat et ayant une constitution stratifiée dans laquelle une couche (G), comprenant une matière amorphe contenant des atomes de germanium, et une couche (S) qui présente une certaine photoconductivité et qui comprend une matière amorphe contenant des atomes de silicium, sont prévues successivement à partir de la face du substrat, ladite couche de réception de la lumière comportant une région de couche (O) contenant des atomes d'oxygène, le profil en profondeur des atomes d'oxygène de cette région de couche ( 0) augmentant de façon progressive et continue vers la surface extrême supérieure de la
couche de réception de la lumière.
L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexes à titre d'exemples nullement 20 limitatifs et sur lesquels: la figure 1 est une coupe transversale schématique illustrant la constitution stratifiée de l'élément photoconducteur selon l'invention; les figures 2 à 10 sont des graphiques illus25 trant schématiquement les profils de profondeur du germanium dans la couche de réception de la lumière; les figures 11 à 16 sont des graphiques illustrant schématiquement le profil de profondeur des atomes d'oxygène dans la couche de réception de la lumière; la figure 17 est un schéma d'un dispositif utilisé dans la présente invention; et les figures 18 et 19 représentent chacune une distribution des atomes respectifs dans les exemples de
la présente invention.
La figure 1 est une coupe sehématique illustrant la constitution stratifiée d'une première forme de
réalisation de l'élément photoconducteur selon l'invention.
L'élément photoconducteur 100 représenté sur la figure 1 est constitué d'une couche 102 de réception de la lumière formée sur un substrat 101 destiné à un élément photoconducteur, ladite couche 102 présentant une surface libre 105 sur l'un de ses côtés. La couche 102 de réception de la lumière est constituée d'une première région de couche (G) 103 consistant en des atomes de germanium et, si cela est souhaité, au moins l'un des atomes de silicium, d'hydrogène et d'halogène (désignés ci-après par la forme abrégée"a-Ge(Si,H,XY")
et d'une seconde région de couche (S) 104 présentant une certaine photoconductivité, ces deux couches étant appliquées l'une à la suite de l'autre à partir du côté du 15 substrat 101.
Les atomes de germanium contenus dans la première région de couche (G)103 peuvent être répartis uniformément dans cette région (G) 103 ou bien, en variante, avec un profil de profondeur non uniforme dans la direction de 20 l'épaisseur de la couche Cependant, dans tous les cas, dans la direction interfaciale, parallèle à la surface, ces atomes doivent être contenus de façon régulière, avec une distribution uniforme pour uniformiser les caractéristiques dans la direction interfaciale En particulier, les 25 atomes de germanium sont contenus dans la première région (G) 103 de façon à être répartis régulièrement dans la direction de l'épaisseur de la couche 102 de réception de la lumière et suivant une distribution plus enrichie vers le côté du substrat 101 que vers le côté opposé à celui o 30 le substrat est prévu (le côté de la surface 105 de la couche 102 de réception de la lumière), ou suivant une
distribution opposée à la précédente.
Dans l'élément photoconducteur selon l'invention, la distribution des atomes de germanium contenus dans la 35 première région (G), telle que décrite ci-dessus, doit avantageusement prendre un tel profil dans la direction de
l'épaisseur de la couche, tandis que la distribution est uniforme dans le plan parallèle à la surface du substrat.
Dans la présente invention, la seconde région de couche (S), appliquée sur la première région (G), ne contient aucun atome de germanium et, en donnant à la couche de réception de la lumière une telle consitution stratifiée, il est possible d'obtenir un élément photoconducteur ayant une excellente photosensibilité à la lumière sur toute la bande de longueurs d'onde allant des 10 longueurs d'onde relativement courtes aux longueurs d'onde relativement grandes, y compris la bande de la lumière visible. De plus, dans une forme préférée de réalisation, étant donné que la distribution des atomes de germanium dans la première région (G) est modifiée de façon que les atomes de germanium soient distribués en continu sur la totalité de la région et que la teneur C en atomes de germanium, dans la direction de l'épaisseur de la couche, soit réduite du côté du substrat vers la seconde région 20 (S) de la couche, l'affinité entre la première région (G) et la seconde région (S) est excellente De plus, comme décrit ci-après, en augmentant à une valeur très élevée la teneur C en atomes de germanium de la partie extrême située sur le côté du substrat, la lumière du côté des longueurs d'onde plus grandes, qui ne peut pratiquement pas être absorbée par la seconde région (S), peut-être absorbée dans la première région (G) à peu près totalement, lorsque l'on utilise un laser à semi-conducteur, ce qui peut
empêcher toute interférence par réflexion sur la surface 30 du substrat.
De plus, dans l'élément photoconducteur de l'invention, les matières amorphes respectives constituant la première région de la couche (G) et la seconde région de la couche (S) possèdent le même composant commun d'atomes de silicium et, par conséquent, une stabilité chimique suffisante peut être assurée à l'interface de la stratification. Les figures 2 à 10 montrent des exemples typiques d'une distribution non uniforme, dans la direction de l'épaisseur de la couche des atomes de germanium contenus dans la première région (G) de la couche de l'élément
photoconducteur selon l'invention.
Sur les figures 2 à 10, on indique en abscisses la teneur C en atomes de germanium eten ordonnéesl'épais10 seur de la première région (G) de la couche, t B indiquant la position de la surface extrême de la première région (G) sur le côté du substrat et t T indiquant la position de la surface extrême de la première région (G) sur le côté opposé à celui du substrat Autrement dit, la première 15 région (G) contenant des atomes de germanium se forme en procédant du côté t B vers le côté t T. La figure 2 illustre une première forme typique du profil de profondeur d'atomes de germanium dans la
direction de l'épaisseur de la première région (G) de la 20 couche.
Dans la forme de réalisation telle qu'illustrée sur la figure 2, à partir de la position d'interface t B à laquelle la surface, sur laquelle la première région (G) contenant des atomes de germanium doit être formée, est 25 mise en contact avec la surface de la région (G) jusqu'à la position tl, la première région (G) telle que formée contient des atomes de germanium, tandis que la teneur C en atomes de germanium est à une valeur constante C 1, laquelle teneur diminue progressivement, en continu, à 30 partir de la valeur C 2 et de la position t 1 jusqu'à la position d'interface t T A la position d'interface t TI la
teneur C en atomes de germanium devient égale à C 3.
Dans la forme de réalisation montrée sur la figure 3, la teneur C en atomes de germanium contenus 35 diminue progressivement et en continu de la positon t B vers la position t T pour passer de la valeur C 4 à la valeur C 5 atteinte à la position t T. Dans le cas de la figure 4, la teneur C en atomes de germanium est rendue constante à la valeur C 6, puis diminue progressivement en continu de la position t 2 à la position t T, et la teneur C est rendue sensiblement nulle à la position t T (sensiblement nulle signifiant une
teneur inférieure à la limite détectable).
Dans le cas de la figure 5, la teneur C en atomes de germanium diminue progressivement et en continu 10 de la position t B vers la position t T pour passer de la valeur C 8 jusqu'à une valeur sensiblement nulle à la position t T. Dans la forme de réalisation montrée sur la figure 6, la teneur C en atomes de germanium reste constam15 ment à C 9 entre la position t B et la position t 3, et elle est portée à la valeur C 10 à la position t T Entre la position t 3 et la position t T, la teneur est réduite en suivant la pente d'une fonction du premier degré de la position t 3 à la position t T. Dans la forme de réalisation de la figure 7, il est formé un profil de profondeur tel que la teneur C prend une valeur constante C 11 de la position t B à la position t 4 et qu'elle diminue suivant la pente d'une fonction du premier degré de la teneur C 12 à la teneur C 13, 25 de la position t 4 à la position t T. Dans la forme de réalisation montrée sur la figure 8, la teneur C en atomes de germanium diminue suivant la pente d'une fonction du premier degré, de la valeur C 14 à zéro, de la position t B à la position t T. 30 Sur la figure 9, il est représenté une forme de réalisation dans laquelle la teneur C en atomes de germanium diminue en suivant la pente d'une fonction du premier degré de la valeur C 15 à la valeur C 16, de la position t B à la position t 5, et est établie à la valeur 35 constante C 16 entre les positions t 5 et t T. Dans la forme de réalisation montrée sur la
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figure 10, la teneur C en atomes de germanium est à la valeur C 17 à la position t B, laquelle valeur C 17 est initialement abaissée progressivement, puis brusquement vers la position t 6 jusqu'à la position t 6 jusqu'à ce qu'elle soit établie à la valeur constante C 18 à la position t 6. Entre la position t 6 et la position t 7, la teneur C est initialement abaissée brusquement puis progressivement jusqu'à ce qu'elle prenne la valeur C 19 à la position 10 t 7 Entre la position t 7 et la position t 8, la teneur C est diminuéetrès progressivement jusqu'à la valeur C 20 à la position t 8 Entre la position t et la position t T la teneur diminue suivant une courbe ayant la forme telle
que montrée sur la figure, de la valeur C 20 jusqu'à la 15 valeur sensiblement zéro.
Comme décrit précédemment en ce qui concerne certains exemples typiques de profils de profondeurs des atomes de germanium contenus dans la- première région (G) de la couche, dans la direction de l'épaisseur de la 20 couche, en référence aux figures 2 à 10, dans une forme préférée de réalisation de l'invention, la première région (G) présente avantageusement un profil de profondeur comportant une partie ayant une teneur C riche en atomes de germanium, sur le côté du substrat, et une partie ayant une teneur C appauvrie en atomes de germanium, à une valeur considérablement inférieure à celle présente sur le côté du substrat, à l'interface t T. La première région (G) constituant la couche de réception de la lumière de l'élément photoconducteur 30 selon l'invention peut avantageusement être réalisée de façon à présenter une région localisée (A) contenant des atomes de germanium à une teneur relativement élevée sur le côté du substrat, ou, au contraire, sur le côté de la
surface libre.
Par exemple, la région localisée (A), telle que décrite en utilisant les symboles montrés sur les 1 1 figures 2 à 10, peut être avantageusement formée à moins
de 5 gm de la position t B de l'interface.
Dans la présente invention, la région localisée précitée (A) peut être réalisée de façon à être iden5 tique à l'ensemble de la région de la couche (LT) jusqu'à la profondeur de 5 Nm à partir de la position t B de l'interface ou bien, en variante, en tant que partie de la
région (LT) de la couche.
On peut convenablement déterminer, suivant 10 les caractéristiques demandées pour la couche de réception de la lumière à former, si la région localisée (A) est réalisée en tant que partie ou totalité de la région
(LT) de la couche.
La région localisée (A) peut avantageusement 15 être formée d'une manière telle que la valeur maximale Cmax de la teneur en atomes de germanium, dans la distribution dans la direction de l'épaisseur de la couche (valeurs du profil de profondeur), puisse avantageusement être de 1000 ppm ou plus, plus avantageusement de 5000 ppm 20 ou plus, et de préférence de 1 x 104 ppm ou plus, en valeur atomique basée sur la somme des atomes de germanium
et des atomes de silicium.
Autrement dit, conformément à l'invention, la région de la couche contenant des atomes de germanium est 25 formée de façon que la valeurmaximale Cmax du profil de profondeur puisse exister dans une épaisseur de couche de 5 Nm à partir du côté du substrat (la région de la couche
située à moins de 5 Nm d'épaisseur à partir de t B).
Dans la présente invention, la teneur en atomes 30 de germanium de la première région (G) de la couche contenant des atomes de germanium, qui peut convenablement être déterminée comme souhaité pour atteindre efficacement les objectifs de la présente invention, peut avantageusement être de 1 à 10 x 105 ppm, plus avantageusement de
100 à 9,5 x 105 ppm, et de préférence de 500 à 8 x 105 ppm.
Dans l'élément photoconducteur selon l'invention, 2551266 i l'épaisseur de la première région (G) de la couche et l'épaisseur de la seconde région (S) de la couche constituent l'un des facteurs importants pour atteindre efficacement l'objectif de la présente invention et il faut donc prendre suffisamment de soins, lors de la conception de l'élément photoconducteur, pour que des caractéristiques
souhaitables puissent être conférées à l'élément photoconducteur formé.
Dans la présente invention, l'épaisseur TB de 10 la première région (G) de la couche peut avantageusement être de 3 nanomètres à 50 micromètres, plus avantageusement de 4 nanomètres à 40 micromètres, et de préférence de nanomètres à 30 micromètres. Par ailleurs, l'épaisseur T de la seconde 15 région (S) de la couche peut avantageusement être de 0,5
à 90 micromètres, plus avantageusement de 1 à 80 micromètres et de préférence de 2 à 50 micromètres.
La somme de l'épaisseur TB de la première région (G) et de l'épaisseur T de la seconde région (S) de la couche, à savoir (TB + T), peut être convenablement déterminée, comme souhaité, lors de la conception des couches de l'élément photoconducteur, sur la base de la relation organique mutuelle entre les caractéristiques demandées pour les deux régions de la couche et les caractéristiques 25 demandées pour l'ensemble de la couche de réception de la lumière.
Dans l'élément photoconducteur selon l'invention, la plage de valeurs numériques pour la somme précédente (TB + T) peut généralement être comprise entre 1 et 30 100 gm, avantageusement entre 1 et 80 gm, et de préférence entre 2 et 50 gm.
Dans une forme préférée de réalisation de l'invention, il est préférable de choisir les valeurs numériques, pour les épaisseurs respectives TB et T telles que mentionnées précédemment, de manière que la
relation TB/T<l puisse être satisfaite.
Plus avantageusement, en choisissant les valeurs numériques pour les épaisseurs TB et T dans le cas ci-dessus, ces valeurs de TB et T doivent avantageusement être déterminées afin que la relation TB/T< 0,9, et notamment la relation TB/T< 0,8 puissent être satisfaites. Dans la présente invention, lorsque la teneur en atomes de germanium de la première région (G) de la couche est de 1 x 105 ppm ou plus, il est souhaitable que l'épaisseur TB de la première région (G) de la couche soit aussi faible que possible, avantageusement de 30 jm ou moins, plus avantageusement de 25 Nm ou moins, et de
préférence de 20 pm ou moins.
Dans la présente invention, on peut citer à titre d'exemple d'atomes d'halogène (X) pouvant être 15 incorporés facultativement dans la première région (G) et/ou dans la seconde région (S) constituant la couche de réception de la lumière, le fluor, le chlore, le
brome et l'iode, le fluor et le chlore étant particulièrement avantageux.
Dans l'élément photoconducteur selon l'invention, pour accroître la photosensibilité, la résistance d'obscurité et améliorer, en outre, l'adhérence entre le substrat et la couche de réception de la lumière, une
région (O) de la couche, contenant des atomes d'oxygène, 25 est prévue dans la couche de réception de la lumière.
Les atomes d'oxygène contenus dans la couche de réception de la lumière peuvent être répartis uniformément à travers toute la région de la couche de réception de la lumière,
ou localement, uniquement dans une partie de cette 30 région de la couche de réception de la lumière.
Dans la présente invention, la distribution des atomes d'oxygène dans la région (O) peut être telle que la teneur C(O) soit uniforme dans le plan parallèle à la surface du substrat, mais que le profil de profon35 deur C(O) dans la direction de l'épaisseur de la couche présente un manque d'uniformité analogue à celui du profil de profondeur des atomes de germanium, tel que
décrit en référence aux figures 2 à 10.
Les figures 11 à 16 représentent des exemples typiques de distribution d'atomes d'oxygène, dans leur ensemble, dans la couche de réception de la lumière. Sur ces figures, on indique en abscissesle profil de profondeur des atomes d'oxygène dans la direction de l'épaisseur de la couche et en ordonnées l'épaisseur de la couche de réception de la lumière présentant une certaine photoconductivité, t B indiquant la position de la surface extrême (surface extrême inférieure) de la couche de réception de la lumière sur le côté du substrat et t T indiquant la position de la surface extrême (surface extrême supérieure) de la couche de réception de la lumière sur le côté opposé à celui du substrat Autrement dit, la formation de la couche de réception de la lumière a lieu du côté t B vers le côté t T. Dans la forme de réalisation telle que montrée 20 sur la figure 11, aucun atome d'oxygène n'est contenu dans la région allant de la positon t B à la position t 9; les atomes d'oxygène sont contenus dans la région ( 0) formée, tandis que la teneur C(O) en atomes d'oxygène est augmentée progressivement et en continu de la position t 9 vers 25 le côté t T A la position t T, la teneur C(O) en atomes
d'oxygène est de C 21.
Dans la forme de réalisation montrée sur la figure 12, des atomes d'oxygène sont contenus dans la totalité de la région de la couche de réception de la lumière, allant de la position t B à la surface libre t T, la teneur C(O) en atomes d'oxygène étant augmentée progressivement et de façon monotone pour atteindre, par une courbe douce, la position t T pour laquelle elle prend
la valeur C 22.
Dans la forme de réalisation montrée sur la figure 13, la teneur C(O) en atomes d'oxygène est 255166 l augmentée de façon monotone de O à C 23 dans la région allant de la position t B à la position t 10, tandis que la teneur C(O) en atomes d'oxygène reste constamment à la valeur C 23 dans la région allant de la position t 10 à t T Dans la forme de réalisation montrée sur la figure 14, la teneur C(O) en atomes d'oxygène diminue doucement de C 24 à C 25 dans la région allant de la position t B à tll, puis la teneur C(O) reste constamment à C 25 dans la région de la position t 11 à la position t 12, et la teneur C(O) en atomes d'oxygène augmente encontinu de C 25 à C 26 dans la région allant de la position t 12 à la position t T. La forme de réalisation montrée sur la 15 figure 15 illustre le cas de deux régions ( 0) contenant des atomes d'oxygène Plus particulièrement, dans la région comprise entre les positions t B et t 13 la teneur B 13 ' latnu C(O) en atomes d'oxygène est diminuée de C 27 à 0; aucun atome d'oxygène n'est contenu dans la région comprise 20 entre les positions t 13 et t 14; et la teneur C(O) est
augmentée de façon monotone de O à C 28.
Dans le cas de la figure 16, la teneur C(O) en atomes d'oxygène reste constamment à C 29 dans la région comprise entre les positions t B et 15, tandis que 25 la teneur de la région comprise entre les positions t 15 et t T est augmentée lentement, au début, puis brusquement jusqu'à ce qu'elle atteigne C 30 dans la position t T. Dans la présente invention, lorsque l'on prévoit principalement d'améliorer la photosensibilité 30 et la résistance d'obscurité, la région (O), contenant des atomes d'oxygène, de la couche de réception de la lumière est réalisée de façon à constituer la totalité de cette couche de réception de la lumière, en même temps qu'elle est placée à proximité de la surface libre pour empêcher l'injection de charges à partir de la surface libre-de la couche de réception de la lumière, 2551266 i ou qu'elle est placée de façon à occuper la région (E) située dans la partie extrême de la couche de réception de la lumière, sur le côté du substrat, lorsque l'on souhaite principalement renforcer l'adhérence entre le substrat et la couche de réception de la lumière. Dans le premier cas, la teneur en atomes d'oxygène de la région ( 0) peut avantageusement être relativement plus faible afin de maintenir une photosensibilité élevée tandis que, dans le second cas, la teneur 10 est augmentée à proximité de la surface pour empêcher l'injection de charges à partir de la surface libre de la couche de réception de la lumière et que, dans le
troisième cas, la teneur est portée à une valeur relativement grande pour assurer le renfort de l'adhérence 15 avec le substrat.
De plus, pour que les trois critères soient satisfaits simultanément, les atomes d'oxygène peuvent être répartis dans la région ( 0) de façon queleur teneur soit relativement plus élevée sur le côté du substrat, relativement plus faible au milieu de la couche de réception de la lumière, et qu'une plus grande quantité d'atomes d'oxygène soit présente dans la région superficielle située sur le côté de la surface libre de la couche de
réception de la lumière.
Dans la présente invention, la teneur en t atomes d'oxygène devant être contenus dans la région (O) de la couche de réception de la lumière peut être convenablement choisie en fonction des caractéristiques demandées pour la région (O) elle-même ou bien, lorsque cette 30 région ( 0) doit être en contact direct avec le substrat, suivant la relation organique telle que la relation avec les caractéristiques à l'interface en contact avec le
substrat, et autres.
Lorsqu'une autre région doit être réalisée 35 en contact direct avec la région ( 0), la teneur en atomes d'oxygène peut être convenablement choisie, 2551266 l également en tenant compte des caractéristiques de
ladite autre région et de la relation avec les caractéristiques de l'interface en contact avec cette autre région.
La teneur en atomes d'oxygène de la région ( 0), qui peut convenablement être déterminée comme souhaité suivant les caractéristiques demandées pour l'élément photoconducteur à réaliser,peut avantageusement être comprise entre 0,001 et 50 %, plus avantageusement entre
0,002 et 40 %, et de préférence entre 0,003 et 30 %.
Dans la présente invention, lorsque la région (O) constitue la totalité de la région de la couche de réception de la lumière ou lorsque, bien qu'elle ne constitue pas la totalité de la couche, l'épaisseur To de la région (O) est suffisamment grande par rapport à l'épais15 seur T de la couche de réception de la lumière, la limite supérieure de la teneur en atomes d'oxygène de la région (O) doit avantageusement être suffisamment plus petite
que la valeur précitée.
Dans le cas de la présente invention, lorsque 20 le rapport de l'épaisseur To de la région ( 0) à l'épaisseur T de la couche de réception de la lumière est de 2/5 ou plus, la limite supérieure de la teneur en atomes d'oxygène de la région (O) peut avantageusement être de
% ou moins, plus avantageusement de 20 % ou moins, et de 25 préférence de 10 % ou moins.
Dans la présente invention, la région (O) contenant des atomes d'oxygène devant constituer la couche de réception de la lumière peut avantageusement être réalisée de façon à présenter une région localisée (B) contenant des atomes d'oxygène à une teneur relativement plus élevée sur le côté du substrat et à proximité de la surface libre, comme décrit précédemment et, dans ce cas, l'adhérence entre le substrat et la couche de réception de la lumière peut être encore améliorée, et 35 on peut également améliorer le potentiel pouvant être accepté. La région localisée (B), comme expliqué au moyen des symboles montrés sur les figures 11 à 16, peut avantageusement être établie à moins de 5 m de la position t B de l'interface ou de la surface libre t T. Dans la présente invention, la région localisée précitée (B) peut être réalisée de façon à être identique à l'ensemble de la région (LT) de la couche jusqu'à la profondeur de 5 dm à partir de la position t B
de l'interface ou de la surface libre t T, ou bien, en 10 variante, en tant que partie de la région (LT).
On peut convenablement déterminer, suivant les caractéristiques demandées pour la couche de réception de la lumière à former, si la région localisée doit
constituer une partie ou la totalité de la région (LT) 15 de la couche.
La région localisée (B) peut avantageusement être produite par un processus de formation de couche tel que le maximum Cmax de la teneur en atomes d'oxygène, dans une distribution suivant la direction de l'épais20 seur de la couche, puisse avantageusement être de 500 ppm ou plus, plus avantageusement de 800 ppm ou plus, et de
préférence de 1000 ppm ou plus.
Autrement dit, conformément à l'invention, la région ( 0) contenant des atomes d'oxygène est formée de façon que la valeur maximale Cmax du profil de profondeur puisse être présente dans une épaisseur de couche de 5 hm à partir du côté du substrat ou de la surface libre (la région de la couche située dans une épaisseur
de 5 gm à partir de t B ou de t T).
Dans la présente invention, la formation de la première région (G), constituée de a-Ge(Si,H,X), peut être conduite par le procédé de déposition sous vide utilisant un phénomène de décharge, par exemple un procédé de décharge d'effluves, un procédé de pulvérisation 35 ou un procédé d'implantation ionique Par exemple, pour former la première région (G) constituée de a-Ge(Si,H,X) par le procédé de décharge d'effluves, l'opération fondamentale consiste à introduire un gaz de départ pour fournir du Ge, capable de fournir des atomes de germanium (Ge) ainsi que, le cas échéant, un gaz de départ fournissant du Si, capable de fournir des atomes de silicium (Si), et un gaz de départ pour l'introduction d'atomes d'hydrogène (H) et/ou un gaz de départ pour l'introduction d'atomes d'halogène (X) dans une chambre de déposition dont l'intérieur peut être amené à une pression réduite, et à établir une atmosphère de plasma de ces gaz en déclenchant une décharge d'effluves dans la chambre de déposition, de façon à former une couche constituée de a-Ge(Si,H,X) sur la surface d'un substrat placé dans une position prédéterminée Pour introduire des atomes de germanium suivant 15 un profil de profondeur non uniforme, la teneur en atomes de germanium peut être commandée suivant une courbe de rythme de variation souhaité lors de la formation de la couche comprenant a-Ge(Si H,X) En variante, pour former une couche conformément au procédé de pulvérisation, à l'aide d'une cible constituée de Si ou de deux feuilles, et d'une cible constituée de Ge, ou encore d'une cible constituée d'un mélange de Si et de Ge dans une atmosphère constituée d'un gaz inerte tel que Ar, He, etc, ou bien d'un mélange gazeux basé sur ces gaz, un gaz de départ 25 fournissant du Ge, dilué facultativement avec un gaz de dilution tel que He, Ar, etc, ainsi que, si cela est souhaité, un gaz pour l'introduction d'atomes d'hydrogène (H) et/ou d'atomes d'halogène (X), peuvent être introduits dans une chambre de déposition par pulvérisation et une 30 atmosphère de plasma constituée des gaz souhaités est formée Pour rendre non uniforme la distribution des atomes de germanium, par exemple, le débit d'écoulement du gaz de départ fournissant du germanium peut être commandé conformément à la courbe de rythme de variation, 35 comme souhaité, pendant l'exécution de la pulvérisation
sur la cible.
2551266 J
Le gaz de départ fournissant du Si à utiliser dans la présente invention peut comprendre des composés de silicium hydrogénés (silanes) gazeux ou gazéifiables tels que Si H 4, Si 2 H 6, Si 3 H 8, Si 4 H 10 et autres, qui cons5 tituent des matières efficaces En particulier, Si H 4 et Si 2 H 6 sont préférés pour leur facilité de manipulation pendant la formation des couches et pour l'efficacité
avec laquelle ils fournissent du silicium.
Comme substance pouvant être utilisée comme 10 gaz de départ pour l'apport de Ge, on peut utiliser efficacement des composés de germanium hydrogénés, gazeux ou gazéifiables, tels que Ge H 4, Ge 2 H 6, Ge 3 H 8, Ge 4 H 10,Ge 5 H 12, Ge 6 H 14, Ge 7 H 16, Ge 8 H 18 ' 9 H 20 ' etc. En particulier, Ge H 4, Ge 2 H 6 et Ge 3 H 8 sont préférés pour 15 leur facilité de manipulation pendant l'a formation des couches et l'efficacité avec laquelle ils fournissent
du germanium.
Des gaz de départ efficaces pour l'introduction d'atomes d'halogène, pouvant être utilisés dans la présente invention, peuvent comprendre un grand nombre de composés d'halogènes, dont des exemples avantageux sont représentés par des composésd'halogènes gazeux ou
gazéifiables tels que les halogènes gazeux, des halogénures, des composés interhalogénés, des dérivés de 25 silane substitués par des halogènes et autres.
On peut également utiliser efficacement dans la présente invention des composés de silicium gazeux ou gazéifiables contenant des atomes d'halogène, constitués
d'atomes de silicium et d'atomes d'halogène en tant 30 qu'éléments constitutifs.
Des exemples typiques de composés halogénés avantageusement utilisés dans la présente invention peuvent comprendre des halogènes gazeux tels que le fluor, le chlore, le brome ou l'iode, des composés interhalogénés tels que Br F,Cl F, Cl F 3, Br F 5, Br F 3, IF 3, IF 7, IC 1, I Br, etc. En tant que composés de silicium contenant des atomes d'halogène, appelés dérivés de silane substitués par des halogènes, on peut utiliser avantageusement des halogénures de silicium tels que Si F 4, Si 2 F 6, Si C 14, Si Br 4 et autres. Lorsque l'élément photoconducteur caractéristique de la présente invention est formé par le procédé de décharge d'effluves au moyen-d'un tel composé de silicium contenant des atomes d'halogène, il est possible 10 de former la première région '(G) de la couche, comprenant du a-Si Ge contenant des atomes d'halogène, sur un substrat souhaité, sans utiliser un composé de silicium hydrogéné gazeux en tant que gaz de départ pouvant fournir du silicium, avec le gaz de départ fournissant du germanium. 15 Dans le cas de la formation de la première région (G) de la couche, contenant des atomes d'halogène, par le procédé de décharge d'effluves, l'opération fondamentale consiste à introduire, par exemple, un halogénure de silicium en tant que gaz de départ pour fournir du silicium, un composé de germanium hydrogéné en tant que gaz de départ pour fournir du germanium, et un gaz tel que Ar, H 2, He, etc, dans une proportion de mélange prédéterminé, à l'intérieur de la chambre de déposition pour la formation de la première région (G), et à déclen25 cher une décharge d'effluves pour former un plasma de ces gaz, de façon que la première région (G) de la couche puisse être formée sur un substrat souhaité Pour régler plus aisément la proportion d'atomes d'hydrogène incorporés, de l'hydrogène gazeux ou un gaz constitué d'un composé de 30 silicium contenant des atomes d'hydrogène peut également être mélangé à ces gaz, en quantité souhaitée, pour
former la couche.
De plus, aucun des gaz n'est limité à une espèce unique, mais des espères multiples peuvent être 35 utilisables dans toute proportion souhaitée.
Pour former la première région (G) de la couche comprenant a-Ge(Si,H,X) conformément au procédé d'implantation ionique, une source de vaporisation telle que du silicium polycristallin ou du silicium monocristallin et du germanium polycristallin, ou encore du 5 germanium monocristallin, peut être placée dans une nacelle d'évaporation, et cette source de vaporisation est chauffée par le procédé de chauffage par résistance ou par le procédé à faisceau électronique de façon à être vaporisée, et on permet au produit vaporisé dans l'espace 10 de traverser une atmosphère constituée d'un plasma gazeux souhaité. Dans l'un ou l'autre des procédés de pulvérisation et d'implantation ionique, l'introduction d'atomes d'halogène dans la couche formée peut êtreeffectuée par 15 introduction du gaz du composé halogéné précité ou du composé de silicium précité, contenant des atomes d'halogène, dans une chambre de déposition, et par la formation
d'un plasma de ce gaz.
Par ailleurs, pour introduire des atomes 20 d'hydrogène, un gaz de départ pour l'introduction d'atomes d'hydrogène, par exemple H 2 ou des gaz tels que les silanes et/ou des composés de germanium hydrogénés tels que précités,
peut être introduit dans une chambre de déposition-par pulvérisation, cette introduction étant suivie de la forma25 tion du plasma desdits gaz.
Dans la présente invention, comme gaz de départ pour l'introduction d'atomes d'halogène, on peut utiliser efficacement les halogénures ou les composés de silicium contenant un halogène, mentionnés précédemment Autrement, 30 il est également possible d'utiliser efficacement, comme matière de départ pour la formation de la région (G) de la couche, des substances gazeuses ou gazéifiables, comprenant des halogénures contenant des atomes d'hydrogène en tant que l'un de leurs constituants, par exemple un halogénure 35 d'hydrogène tel que HF, HC 1, H Br, HI, etc; un composé de silicium hydrogéné substitué par un halogène tel que Si H 2 F 2, Si H 2 I 2, Si H 2 Ci 2, Si H C 13, Si H 2 Br 2, Si H Br 3, etc; des halogénures de germanium hydrogénés tels que Ge HF 3,Ge H 2 F 2, 22 '2 Ge H 3 F, Ge HC 13, Ge H 2 C 12, Ge H 3 Cl, Ge H Br 3, Ge H 2 Br 2, Ge H 3 Br, Ge HI 3, Ge H 2 I 2, Ge H 3 I, etc; des halogénures de germanium tels que Ge F 4, Ge C 14, Ge Br 4, Ge I 4, Ge F 2, Ge Cl 2, Ge Br 2, Ge I 2, etc. Parmi ces substances, les halogénures contenant des atomes d'hydrogène peuvent être avantageusement utilisés comme matière de départ pour l'introduction d'atomes d'halogène, car les atomes d'hydrogène, qui permettent de régler très efficacement les caractéristiques électriques ou photoélectriques, peuvent être introduits dans la couche en même temps que les atomes d'halogène pendant la formation de la première région (G) de la couche. 15 Pour introduire structurellement des atomes d'hydrogène dans la première région (G) de la couche, hormis les composés précités, on peut permettre la coexistence, dans une chambre de déposition, avant le déclenchement d'une décharge, de H 2 ou d'un composé de silicium hydrogéné tel que Si H 4, Si 2 H 6,Si 3 H 8, Si 4 H 10, etc, en même temps que de germanium ou d'un composé de germanium fournissant du Ge, ou d'un composé de germanium hydrogéné tel que Ge H 4, Ce 2 H 6, Ge 3 H 8, Ge 4 H 10, Ge 5 H 12 ' Ge 6 H 14, Ge 7 H 16 '
Ge 8 H 18, Ge 9 H 20, etc, en même temps que du silicium ou un 25 composé de silicium fournissant du Si.
Conformément à une forme préférée de réalisation de l'invention, la quantité d'atomes d'hydrogène (H) et la quantité d'atomes d'halogène (X), ou la somme des quantités d'atomes d'hydrogène et d'atomes d'halogène (H + X) devant être contenue dans la première région (G)
constituant la couche de réception de la lumière à former doit avantageusement être de 0,01 à 40 %, plus avantageusement de 0,05 à 30 %, et de préférence de 0,1 à 25 %.
Pour régler la quantité d'atomes d'hydrogène 35 (H)et/r d'atomesd'halogène (X) devant être contenue dans la première région (G) de la couche, par exemple, la température du substrat et/ou la quantité des matières de départ utilisées pour l'incorporation d'atomes d'hydrogène (H) ou d'atomes d'halogène (X) devant être introduits dans le système de déposition, la puissance de décharge, etc peuvent être réglées. Dans la présente invention, pour la formation de la seconde région (S) consituée de a-Si(H,X), de la couche, les matières de départ (I) pour la formation de la première région (G) de la couche, desquelles la matière 10 de départ pour le gaz de départ destiné à fournir du Ge est éliminée, sont utilisées en tant que matières de départ (II) pour la formation de la seconde région (S), et la formation de la couche peut être effectuée selon le
même procédé et dans les mêmes conditions que pour la 15 formation de la première région (G) de la couche.
Plus particulièrement, dans la présente invention, la formation de la seconde région (S), constituée de a-Si(H,X) peut être effectuée conformément au procédé de déposition sous vide utilisant un phénomène de décharge tel que le procédé à décharge d'effluves, le procédé de pulvérisation ou le procédé d'implantation ionique Par exemple, pour la formation-de la seconde région (S) constituée de a-Si(H,X), l'opération fondamentale consiste à introduire un gaz de départ fournissant 25 du Si, capable de fournir des atomes de silicium, comme décrit précédemment, avec, facultativement, des gaz de départ pour l'introduction d'atomes d'hydrogène (H) et/ou d'atomes d'halogène (X), dans une chambre de déposition dont l'intérieur peut être amené à une pression réduite, 30 et à déclencher une décharge d'effluves dans cette chambre de déposition, de façon à former une couche comprenant du a-Si(H,X) sur un substrat souhaité placé dans une position prédéterminée En variante, pour effectuer une formation par le procédé de pulvérisation, 35 des gaz pour l'introduction d'atomes d'hydrogène (H) et/ou d'atomes d'halogène (X) peuvent être introduits
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dans une chambre de déposition par pulvérisation pendant qu'une pulvérisation est effectuée sur une cible constituée de Si, dans un gaz inerte tel que Ar, He, etc, ou
dans un mélange gazeux à base de ces gaz.
Dans la présente invention, la quantité d'atomes d'hydrogène (H) ou la quantité d'atomes d'halogène (X), ou la somme des quantités d'atomes d'hydrogène et d'atomes d'halogène (H +X), devant être contenue dans la seconde région (S) constituant la couche de réception de 10 la lumière à former doit avantageusement être comprise entre 1 à 40 %, plus avantageusement entre 5 et 30 %, et de
préférence entre 5 et 25 %.
Dans la présente invention, pour la réalisation de la région (O) contenant des atomes d'oxygène dans 15 la couche de réception de la lumière, on peut utiliser une matière de départ pour l'introduction d'atomes d'oxygène, en même temps que la matière de départ pour la formation de la coude de réception de la lumière, comme 20 mentionné précédemment pendant la formation de la couche, et ces matières peuvent être incorporées dans la couche,
leurs quantités étant réglées.
Lorsque le procédé à décharge d'effluves doit être utilisé pour la formation de la région ( 0) de 25 la couche, la matière de départ utilisée comme gaz de départ pour la formation de cette région (O) peut être oltenue par addition d'une matière de départ pour l'introduction d'atomes d'oxygène à la matière de départ choisie, comme souhaité, parmi celles utilisées pour la 30 formation de la couche de réception de la lumière, comme mentionné précédemment On peut utiliser, en tant que telle matière de départ pour l'introduction d'atomes
d'oxygène, la plupart des substances gazeuses ou gazéifiables contenant au moins des atomes d'oxygène en tant 35 qu'atomes constitutifs.
Par exemple, on peut utiliser un mélange d'un gaz de départ contenant des atomes de silicium (Si) en tant qu'atomes constitutifs, d'un gaz de départ contenant des atomes d'oxygène (O) en tant qu'atomes constitutifs et, facultativement, d'un gaz de départ contenant des atomes d'hydrogène (H) et/ou des atomes d'halogène (X) en tant qu'atomes constitutifs, dans une proportion de mélange souhaitée; un mélange d'un gaz de départ contenant des atomes de silicium (Si) en tant qu'atomes constitutifs et d'un gaz de départ contenant des atomes d'oxygène etdes atomes d'hydrogène en tant qu'atomes constitutifs, également dans une proportion de mélange souhai10 tée; ou un mélange d'un gaz de départ contenant des atomes de silicium (Si) en tant qu'atomes consitutifs et d'un gaz de départ contenant à la fois des atomes de silicium (Si), des atomes d'oxygène ( 0) et des atomes
d'hydrogène (H) en tant qu'atomes constitutifs.
En variante, on peut également utiliser un mélange d'un gaz de départ contenant des atomes de silicium (Si) et des atomes d'hydrogène (H) en tant qu'atomes constitutifs et d'un gaz de départ contenant des atomes d'oxygène (O) en tant qu'atomes constitutifs. 20 Plus particulièrement, on peut mentionner, par exemple, l'oxygène ( 02), l'ozone ( 03), le monoxyde d'azote (NO), le bioxide d'azote (NO 2), le protoxide d'azote (N 20), l'anhydride azoteux (N 203), le peroxide d'azote (N 204), l'anhydride azotique (N 205), le trioxide 25 d'azote (NO 3), et des siloxanes inférieurs contenant des atomes de silicium (Si), des atomes d'oxygène (O) et des atomes d'hydrogène (H) en tant qu'atomes constitutifs, tels que le disiloxane (H 3 Si O Si H 3), le trisiloxane
(H 3 Si O Si H 20 Si H 3), et autres.
Pour la formation de la région (O) contenant des atomes d'oxygène par le procédé de pulvérisation, une tranche de silicium monocristallin ou polycristallin, ou une tranche de Si O 2, ou encore une tranche contenant du Si et du Si O 2 en mélange peut être utilisée comme 35 cible et une pulvérisation peut être conduite sur ces
tranches dans diverses atmosphères gazeuses.
Par exemple, lorsqu'une tranche de Si est utilisée comme cible, un gaz de départ pour l'introduction d'atomes d'oxygène avec, facultativement, un gaz de départ pour l'introduction d'atomes d'hydrogène et/ou d'atomes d'halogène, qui peuvent facultativement être dilués avec un gaz de dilution, peuvent être introduits dans une chambre de déposition par pulvérisation afin
qu'un plasma soit formé de ces gaz, plasma dans lequel la pulvérisation peut être effectuée sur la tranche précitée 10 de Si.
En variante, en utilisant des cibles séparées de Si et de Si O 2, ou bien une feuille de cible contenant un mélange de Si et de Si O 2, on peut effectuer une pulvérisation dans une atmosphère constituée d'un gaz de dilution tel qu'un gaz pour pulvérisation, ou bien dans une atmosphère gazeuse contenant au moins des atomes d'hydrogène (H) et/ou des atomes d'halogène (X) en tant qu'atomes constitutifs Comme gaz de départ pour l'introduction d'atomes d'oxygène, on peut utiliser les gaz de 20 départ indiqués à titre d'exemple dans le procédé à décharge d'effluves décrit précédemment, ces gaz étant
également efficaces dans le cas d'une pulvérisation.
Dans la présente invention, lors de la réalisation d'une région (O) contenant des atomes d'oxygène pendant la formation de la couche de réception de la lumière, la formation de la région (O) ayant un profil de profondeur souhaité dans la direction de l'épaisseur de la couche, obtenu par variation de la teneur C(Q) des atomes d'oxygène contenus dans ladite région (O), peut être 30 conduite, dans le cas d'une décharge d'effluves, par l'introduction d'un gaz de départ pour l'introduction d'atomes d'oxygène dont la teneur C(O) doit être modifiée, dans une chambre de déposition, en même temps que l'on fait varier convenablement le débit d'écoulement de ce 35 gaz conformément à une courbe de rythme de variation souhaité Par exemple, par le procédé manuel ou par tout autre procédé classiquement utilisé, tel que celui mettant en oeuvre un moteur commandé extérieurement, etc, l'ouverture d'une certaine valve à pointeau, prévue dans le circuit d'écoulement du gaz, peut être modifiée progres5 sivement Au cours de cette opération, il n'est pas nécessaire que le rythme de variation soit linéaire, mais le débit d'écoulement peut être réglé conformément à une courbe de rythme de variation établi précédemment au moyen,
par exemple, d'un micro-ordinateur afin que l'on obtienne 10 une courbe de teneur souhaitée.
Dans le cas ou la région (O) de la couche est formée par le procédé de pulvérisation, la formation d'un profil de profondeur souhaité d'atomes d'oxygène dans la direction de l'épaisseur de la couche, par variation de 15 la teneur C(O) des atomes d'oxygène dans la direction de l'épaisseur de la couche, peut être conduite d'abord de la même façon que dans le cas du procédé à décharge d'effluves, par l'utilisation d'une matière de départ
pour l'introduction d'atomes d'oxygène dans un état gazeux, 20 et variation convenable, comme souhaité, du débit d'écoulement dudit gaz à son introduction dans la chambre de déposition.
Ensuite, la formation d'un tel profil de profondeur peut également être obtenue par modification préalable de la composition d'une cible devant recevoir 25 une pulvérisation Par exemple, lorsqu'une cible comprenant un mélange de Si et de Si O 2 doit être utilisée, le rappport du mélange du Si au Si O 2 peut être modifié dans
la direction de l'épaisseur de la couche formée sur la cible.
Ds 1 l'élment photoconducteur selon l'invention, 30 une substance (C) déterminant la conductivité peut également être incorporée dans la première région (G) contenant des atomes de germanium et/ou dans la seconde région (S) ne contenant pas d'atomes de germanium, de manière que la conductivité caractéristique de ladite 35 région (G) et/ou de ladite région (S) puissent être
déterminées librement, comme souhaité.
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Dans la présente invention, la région (PN) contenant une substance (C) destinée à établir les caractéristiques de conductivité peut constituer une partie ou la totalité de la région de la couche de réception de la lumière En variante, la région (PN) peut constituer une partie ou la totalité de la région (G) ou de la
région (S).
Comme substance (C) pour établir les caractéristiques de conductivité, on peut mentionnerles substances appelées impuretés dans le domainedes semiconducteurs Dans la présente invention, on peut incorporer dans le silicium ou dans le germanium des impuretés du type p donnant une conductivité caractéristique du type p
et des impuretés du type N donnant une conductivité 15 caractéristique du type n. Plus particulièrement, on peut mentionner, comme impuretés du type p, les
atomes appartenant au groupe III du tableau périodique (atomes du groupe III), tels que le bore (B), l'aluminium (Al), le gallium (Ga), 20 l'indium (In), le thallium (Tl), etc, B et Ga étant
particulièrement préférés.
Comme impuretés du type n, on peut utiliser les atomes appartenant au groupe V du tableau périodique (atomes du groupe V), tels que le phosphore (P), l'arsenic 25 (As), l'antimoine (Sb), le bismuth (Bi), etc, P et As
étant particulièrement préférés.
Dans la présente invention, la teneur de la substance (C) déterminant la conductivité de la couche de réception de la lumière peut être convenablement choisie 30 en fonction de la conductivité caractéristique demandée pour ladite couche de réception de la lumière ou des caractéristiques d'autres couches ou du substrat'en contact direct avec la couche de réception de la lumière, suivant la relation organique telle que la relation avec les caractéristiques à l'interface de contact avec les autres
couches ou le substrat.
Lorsque la substance ci-dessus, destinée à déterminer les caractéristiques de conductivité, doit être incorporée localement dans la couche de réception de la lumière, dans la région souhaitée de cette couche, en particulier dans une région (E) d'une partie extrême, sur le côté du substrat de la couche de réception de la lumière, la teneur de la substance déterminant les caractéristiques de conductivité est établie convenablement en tenant compte de la relation avec les caractéristiques d'autres 10 régions de la couche en contact direct avec ladite région (E) ou des caractéristiques à l'interface de contact avec
les autres régions de la couche.
Dans la présente invention, la teneur de la substance (C) pour déterminer les caractéristiques de conductivité contenues dans la région (PN) de la couche est avantageusement, en valeur atomique, de 0,01 à 5 x 104 ppm, plus avantageusement de 0,5 à 1 x 104 ppm, et de préférence
de 1 à 5 x 103 ppm.
Dans la présente invention, lorsque la teneur 20 de ladite substance (C) destinée à déterminer les caractéristiques de conductivité de la région (PN) de la couche est, en valeur atomique,avantageusement de 30 ppm ou plus, plus avantageusement de 50 ppm ou plus, et de préférence de 100 ppm ou plus, il est souhaitable que la substance (C) soit contenue localement dans une partie de la région de la couche de réception de la lumière, et qu'elle soit notamment localisée dans la région (E) de la partie extrême, sur le côté du substrat de la couche de réception de la lumière. Dans la constitution ci-dessus, en incorporant la substance (C) déterminant les caractéristiques de conductivité dans la région (E) de la partie extrême du côté du substrat de la couche de réception de la lumière de façon que la teneur puisse être à la valeur précédente ou à une 35 valeur supérieure, par exemple dans le cas o ladite substance (C) à incorporer est une impureté du type p, comme mentionné précédemment, la migration des électrons injectés à partir du côté du substrat vers l'intérieur de la couche de réception de la lumière peut être inhibée efficacement lorsque la surface libre de la couche de 5 réception de la lumière est soumise à un traitement de charge à la polarité G Par ailleurs, dans le cas o la substance à incorporer est une impureté du type n, comme mentionné précédemment, la migration de trous positifs injectés à partir du côté du substrat dans la couche de 10 réception de la lumière peut être inhibée efficacement lorsque la surface libre de la couche de réception de la lumière est soumise à un traitement de charge à la polarité(. Ainsi, dans le cas o une substance destinée 15 à établir des caractéristiques de conductivité d'une polarité est incorporée dans la région (E) précitée de la partie extrême, la région résiduelle de la couche de réception de la lumière, à savoir la région (Z), à l'exclusion de ladite région (E) de la partie extrême précitée, 20 peut contenir une substance destinée à déterminer des caractéristiques de conductivité de l'autre polarité, ou bien une substance destinée à déterminer des caractéristiques de conductivité de la même polarité peut y être introduite
en quantité très inférieure à celle que la région (E) de 25 la partie extrême contient en réalité.
Dans un tel cas, la teneur de la substance (C) déterminant la conductivité caractéristique et contenue dans la région précédente (Z) peut être déterminée convenablement comme souhaité suivant la polarité ou suivant la teneur de la substance contenue dans la région (E) de la partie extrême, mais elle est avantageusement, en valeur atomique, de 0, 001 à 1000 ppm, plus avantageusement de
0,05 à 500 ppm, et de préférence de 0,1 à 200 ppm.
Dans la présente invention, lorsque le même 35 type de substance déterminant la conductivité est contenue dans la région (E) de la partie extrême et dans la
région (Z), la teneur de la région (Z) doit avantageusement être de 30 ppm ou moins, en valeur atomique.
A la différence des cas mentionnés précédemment, dans la présente invention, il est également possible de réaliser une région de la couche contenant une substance destinée à déterminer une conductivité d'une polarité et une région contenant une substance déterminant une conductivité de l'autre polarité, en contact direct l'une avec l'autre, formant ainsi une couche dite d'appauvrissement 10 à ladite région de contact En bref, par exemple, une couche contenant l'impureté précitée du type p et une région contenant l'impureté précitée du type N sont prévues dans la couche de réception de la lumière, en contact direct l'une avec l'autre, pour former une jonction dite p-n, ce qui permet d'établir une couche d'appauvrissement. Pour l'introduction d'une substance (C) déterminant les caractéristiques de conductivité, telle que les atomes du groupe III ou les atomes du groupe V, 20 dans la structure de la couche de réception de la lumière, une matière de départ pour l'introduction des atomes du groupe III ou une matière de départ pour l'introduction des atomes du groupe V peut être introduite à l'état gazeux dans une chambre de déposition, en 25 même temps que les matières de départ pour la formation de la seconde région de la couche pendant la constitution de la couche Comme matièresde départ pouvant être utiliséespour l'introduction des atomes du groupe III, il est souhaitable d'utiliser celles qui sont gazeuses à la température ambiante et à la pression atmosphérique ou qui peuvent être aisément gazéifiées au moins dans les conditions de formation de la couche Des exemples typiques de telles matières de départ pour l'introduction des atomes du groupe III peuvent comprendre, comme 35 composés pour l'introduction d'atomes de bore, des hydrures de bore tels que B 2 H 6, B 4 H 10, B 5 H 9, B 5 H 11, B 6 H 10, B 6 H 12, B 6 H 14, etc et des halogénures de bore tels que BF 3, BC 13, B Br 3, etc Autrement, il est également possible d'utiliser Al C 3, Ga C 13, Ga(CH 3) 3, In C 13,
Tl C 13 et autres.
Les matières de départ pouvant être efficacement utilisées dans la présente invention pour l'introduction des atomes du groupe V peuvent comprendre, pour l'introduction d'atomes de phosphore, des hydrures de phosphore tels que PH 3, P 2 H 4, etc, des halogénures de 10 phosphore tels que PH 4 I, PF 3, PF 5, PC 13, PC 15, P Br 3, P Br 5, PI 3 et autres Autrement, il est également possible d'utiliser As H 3, As F 3, As C 13, As Br 3, As F 5, Sb H 3, Sb F 3, Sb F 5, Sb C 13, Sb C 15, Bi H 3, Bi C 13, Bi Br 3 et autres de façon efficace comme matière de départ pour l'introduction des 15 atomes du groupe V. Le substrat à utiliser dans la présente invention peut être une matière électroconductrice ou une matière isolante Comme matière électroconductrice, on peut mentionner des métaux tels que l'alliage Ni Cr, l'acier inoxydable, A 1, Cr, Mo, Au, Nb, Ta, V, Ti, Pt,
Pd, etc, ou des alliages de ces métaux.
Comme matière isolante, on peut utiliser classiquement des films ou des feuilles de résines synthétiques, comprenant du polyester, du polyéthylène, du polycarbonate, de l'acétate de cellulose, du polypropylène, de polychlorure de vinyle, du polychlorure de vinylidène, du polystyrène, du polyamide, etc, des verres, des céramiques, des papiers et-ainsi de suite Ces substrats isolants sont avantageusement soumis, au moins à une 30 surface, à un traitement électroconducteur et il est souhaitable de prévoir d'autres couches sur la face sur
laquelle ledit traitement électroconducteur a été appliqué.
Par exemple, le traitement électroconducteur d'un verre peut être effectué par l'application d'une 35 mince pellicule de Ni Cr, A 1, Cr, Mo, Au, Ir, Nb, Ta, V,
Ti, Pt, Pd, In 203, Sn O 2, ITO (In 203) + Sn O 2) sur ce verre.
En variante, un film de résine synthétique tel qu'un film de polyester peut être soumis au traitement électroconducteur, à sa surface, par déposition de vapeur sous vide, déposition par faisceau d'électrons ou pulvérisa5 tion d'un métal tel que Ni Cr, Al, Ag, Pb, Zn, Ni, Au, Cr, Mo, Ir, Nb, Ta, V, Ti, Pt, etc, ou encore par un traitement de stratification effectué avec ledit métal, rendant la surface conductrice du courant électrique Le substrat peut être façonné suivant toute forme, par exemple en 10 forme de cylindres, de courroies, de plaque ou autres et sa forme peut être déterminée comme souhaité Par exemple, lorsque l'élément photoconducteur 100 de la figure 1 est destiné à être utilisé en tant qu'élément de formation d'image pour électrophotographie, il peut avantageusement 15 être réalisé sous la forme d'une bande sans fin ou d'un cylindre destiné à être utilisé pour des opérations continues de copie ou de tirage à grande vitesse Le substrat peut avoir une épaisseur qui est commodément déterminé de manière que l'on puisse former un élément photoconducteur tel que souhaité Lorsque l'élément photoconducteur doit avoir une certaine flexibilité, le substrat est réalisé de façon à être aussi mince que possible, dans la mesure o sa fonction de substrat peut être suffisamment assumée Cependant, dans un tel cas, l'épaisseur est avantageusement de 10 gm ou plus pour des raisons de fabrication et de manipulation du substrat ainsi que pour
qu'il conserve une certaine résistance mécanique.
Un exemple du procédé de production de l'élément photoconducteur selon l'invention sera à présent 30 brièvement décrit.
La figure 17 représente schématiquement un exemple d'un dispositif de production d'un élément photoconducteur.
Des bombes ou bouteilles de gaz 1102 1106 35 contiennent hermétiquement des gaz de départ pour la
formation de l'élément photoconducteur selon l'invention.
Par exemple, une bouteille 1102 contient du Si H 4 gazeux dilué avec du He (pureté: 99,999 %, désigné ci-après de manière abrégée "Si H 4/He"); la bombe 1103 contient du Ge H 4 gazeux dilué avec du He (pureté: 99,999 %, désigné ci-après par la forme abrégée "Ge H 4/He"); la bombe 1104 contient du NO gazeux (pureté: 99,999 %); la bombe 1105 contient du He gazeux (pureté: 99,999 %) et la bombe 1106
contient du H 2 gazeux (pureté: 99,999 %).
Pour permettre à ces gaz de pénétrer dans la 10 chambre 1101 de réaction, après confirmation de la fermeture des robinets ou valves 1122 1126 des bouteilles de gaz 1102 1106 et du robinet ou de la valve de fuite 1135, et de l'ouverture des valves ou robinets d'entrée 1112 1116, des valves ou robinets de sortie 1117 1121 15 et des valves ou robinets auxiliaires 1132, 1133, on ouvre d'abord la valve principale 1134 afin de faire le vide dans la chambre 1101 de réaction et dans les conduites de gaz Ensuite, lorsque l'indicateur de vide 1136
affiche la valeur de 666,6 10-6 Pa, on ferme les valves 20 auxiliaires 1132, 1133 et les valves de sortie 1117-1121.
En référence à présent à un exemple de formation d'une région de la couche de réception de la lumière sur le substrat cylindrique 1137, on permet au Si H 4/He gazeux provenant de la bouteille de gaz 1102, au Ge H 4/He 25 gazeux provenant de la bouteille de gaz 1103 et au NO gazeux provenant de la bouteille de gaz 1104 de pénétrer dans les régulateurs 1107, 1108, 1109, respectivement, de débit d'écoulement massique en ouvrant les robinets 1122, 1123 et 1124 et en réglant les pressions, affichées 30 par des manomètres de sortie 1127, 1128 et 1129, à k Pa, et en ouvrant progressivement les robinets d'entrée 1112, 1113 et 1114, respectivement On ouvre ensuite progressivement les robinets de sortie 1117, 1118 et 1119 et le robinet auxiliaire 1132 afin de permettre aux gaz respectifs de pénétrer dans la chambre 1101 de réaction Les robinets de sortie 1117, 1118 et 1119 sont réglés de façon que les proportions des débits d'écoulement de Si H 4/He gazeux, Ge H 4/He gazeux et NO puissent avoir une valeur souhaitée et on règle également l'ouverture du robinet principal 1134 tout en surveillant la valeur affichée par l'indicateur 1136 afin que la pression régnant dans la chambre de réaction puisse atteindre une valeur souhaitée Ensuite, après confirmation que la température du substrat 1137 s'établit à une valeur comprise entre 50 et 400 C sous l'effet de l'élément 10 chauffant 1138, on met en action la source 1140 d'énergie, à une puissance souhaitée, afin de déclencher une décharge d'effluves dans la chambre 1101 de réaction et, simultanément, on règle les profils de profondeur des atomes de germanium et des atomes d'oxygène, contenus dans la couche 15 formée, en modifiant progressivement les débits d'écoulement du Ge H 4/He gazeux et du NO gazeux en fonction de la courbe de rythme de variation conçue précédemment, en manoeuvrant les vannes 1118 et 1119 à la main ou à l'aide d'un moteur à commande extérieure, etc. Comme décrit précédemment, la première région (G) de la couche est formée à une épaisseur souhaitée par maintien de la décharge d'effluves pendant une période de temps souhaitée Lorsque la première région (G) a été formée à une épaisseur souhaitée, dans les mêmes condi25 tions et par le même processus, sauf que le robinet 1118 de sortie est totalement fermé et que les conditions de décharge sont modifiées, si cela est souhaité, une décharge d'effluves est maintenue pendant une période de temps souhaitée afin que la seconde région (S) de la couche, ne 30 contenant pratiquement pas d'atomes de germanium, puisse
être formée sur la première région (G).
Pour incorporer une substance (C) déterminant la conductivité dans la première région (G) et dans la seconde région (S), des gaz tels que B 2 H 6, PH 3, etc. peuvent être ajoutés aux gaz devant être introduits dans la chambre 1101 de déposition pendant la formation des
première et seconde régions (G) et (S).
* Pendant la formation de la couche, il est souhaitable de faire tourner le substrat 1137 à-une vitesse constante à l'aide du moteur 1139 afin que la couche soit formée uniformément.
La présente invention est davantage illustrée par les exemples suviants.
Exemple 1
A l'aide du dispositif montré sur la figure 17, 10 on prépare des échantillons d'éléments de formation d'image pour électrophotographie (échantillons n 11-1 à 17-3) (tableau 2) sur des substrats cylindriques en
aluminium, dans les conditions indiquées dans le tableau 1.
Les profils de profondeur des atomes de germa15 nium dans les échantillons respectifs sont indiqués sur
la figure 18 et ceux des atomes d'oxygène sur la figure 19.
Chacun des échantillons ainsi obtenus est classé dans un dispositif d'essai de charge et d'exposition et est soumis à une charge d'effluves à @ 5,0 k V pendant 0,3 seconde, suivie immédiatement d'une exposition à une image lumineuse L'image lumineuse est projetée au moyen d'une source de lumière constituée d'une lampe à filament de tungstène, à une dose de 21 lux sec à
travers une lumière d'essai du type transparent.
Immédiatement après, un révélateur pouvant être chargé négativement (contenant un "toner" ou poudre pigmentaire et un support) est appliqué en cascade sur la surface de l'élément de formation d'image pour donner une bonne image révélée sur la surface de cet élément Lorsque 30 l'image révélée est transférée sur un papier de report par une charge d'effluves à 05,0 k V, on obtient une image claire, de densité élevée, ayant une excellente résolution et une bonne reproductibilité de gradation, sur
chaque échantillon.
Les mêmes essais sont répétés dans les mêmes conditions de formation d'une image révélée que celles décrites ci-dessus, sauf que l'on utilise un laser à semiconducteur du type Ga As (puissance de 10 m W), de 810 nm, à la place de la lampe à filament de tungstène, comme source de lumière, et que l'on procède à une estimation 5 de la qualité de l'image obtenue par transfert de poudre pigmentaire, sur chaque échantillon On obtient comme résultat une image de grande qualité, d'une excellente résolution et d'une bonne reproductibilité de gradation,
sur chaque échantillon.
Exemple 2
A l'aide du dispositif montré sur la figure 17, on prépare des échantillons d'éléments de formation d'image pour électrophotographie (échantillons n 21-1 à 27-3) (tableau 4) sur des substrats cylindriques en
aluminium, dans les conditions indiquées dans le tableau 3.
Les profils de profondeur des atomes de germanium des échantillons respectifs sont indiqués sur la
figure 18 et ceux des atomes d'oxygène sur la figure 19.
Sur ces figures, on indique en ordonnée la distance mesu20 rée à partir de la surface du substrat et en abscisses la teneur en atomes de germanium dans le cas de la figure 18
et en atomes d'oxygène dans le cas de la figure 19.
Pour chacun de ces échantillons, on procède au même essai d'estimation d'image que dans l'exemple 1 et l'on obtient une image à poudre pigmentaire transférée, de qualité élevée, sur chaque échantillon De plus, chaque
échantillon est soumis à un essai d'utilisation répétée 200 000 fois, à une température de 38 C et une humidité relative de 80 % On n'observe pas, sur aucun échantillon, de 30 diminution de la qualité de l'image.
Tableau 1
Vitesse de Constitution Débit d'écoulement Rapport des Puissance de f V Imatiol Epaisse c des couches Gaz utilisés (conditions normales) débits d'écoulement décharge des couches des couches Constitution (cm 3/min) (W/cm 2) (nm/secm 2 | Si H 4/He= 0,5 Si H 4 +Ge H 4200 Couche (I) Ge H 4/He= 0,5 0,18 1,5 5 NO t i Si H /He= 0,5 Si H 4 = 200 0,18 1,5 23 Couche (II) NO I _ _ _ _ _ _ _ _ _ __ i__ I _ _ _ __ _ _ __ i _ _ _ _ _ ro
Tableau 2
Profil de profondeur du Ge Profil de 1801 1802 1803 1804 1805 1806 1807 Profil de l profondeur de O NO d'échantillon
1901 11-1 12-1 13-1 14-1 15-1 16-1 17-1
1902 11-2 12-2 13-2 1 4-2 15-2 16-2 17-2
1903 11-3 12-3 13-3 14-3 15-3 16-3 17-3
, L _ 1 __ __
m Un os o'
Tableau 3
Vitesse de | Constitution Débit d'écoulement Rapport des Puissance de formation Epaisseur formation Epaisseur ' des couches Gaz utilisés (conditions normales) débits d'écoulement décharge des couches des couches (cm 3 /min) (W/cm 2) (nm/sec) ( lm) Si H 4/He= 0,5 Si H 4 +Ge H 4 = 200 Couche (I) Ge H 4/He= 0,5
NO ______ 0,18 1,5 3
-3 ll B 2 H 6/He= 10Si H 4/He= 0,5 Si H 4 = 200 Couche (II) Couche () NO 0,18 1,5 25 j _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ i ru Ln n ro, os os%
Tableau 4
Profil de profondeur du Ge I
1801 1802 1803 1804 1805 1806 1807
Profil de profondeur de O N d'échantillon i _ ______ ___ ______ _ 1 _____ t 1901 21-1 22-1 23-1 24-1 25-1 26-1 27-1
1902 21-2 22-2 23-2 24-2 25-2 26-2 27-2
1903 21-3 23-3 24-3 25-3 26-3 27-3
I _ ô I,_,_
4 r, t'-> ru Ln t A ro o' Ofi Ch Les conditions communes de formation des couches, dans les exemples ci-dessus de la présente invention, sont données ci-dessous: Température du substrat: Couche contenant des atomes de germanium (Ge) environ 200 C Couche ne contenant pas d'atomes de germanium (Ge) environ 10 250 C Fréquence de décharge: 13,56 M Hz Pression interne de la chambre de réaction pendant la
réaction: 40 Pa.
L'élément photoconducteur selon l'invention 15 conçu pour avoir une constitution stratifiée telle que celle décrite en détail ci-dessus, permet de résoudre la totalité des divers problèmes mentionnés précédemment et il présente d'excellentes caractéristiques électriques, optiques et photoconductrices, une excellente rigidité 20
diélectrique et d'excellentes caractéristiques d'utilisation vis-à-vis du milieu ambiant.
En particulier, l'élément photoconducteur selon l'invention est insensible à-tout effet d'un potentiel résiduel sur la formation d'une image lorsqu'il est 25 appliqué à un élément de formation d'image pour électrophotographie, ses caractéristiques électriques étant stables, avec une sensibilité élevée, un rapport signal/ bruit élevé ainsi qu'une excellente résistance à la fatigue par la lumière et d'excellentes caractéristiques lors d'utilisa30 tions répétées, et cet élément est capable de produire des images de qualité et de densité élevées, claires en demiteinte et d'une résolution élevée, de façon répétée et
stable.
En outre, l'élément photoconducteur selon 35 l'invention présente une photosensibilité élevée sur la totalité de la bande de la lumière visible et il excelle particulièrement dans une association avec un laser à semiconducteur, dans l'inhibition des interférences et
dans la rapidité de réponse à la lumière.
Il va de soi que de nombreuses modifications 5 peuvent être apportées à l'élément photoconducteur décrit
et représenté sans sortir du cadre de l'invention.
Claims (19)
1 Elément photoconducteur, caractérisé en ce qu'il comporte un substrat ( 101) destiné à cet élément et une couche ( 102) de réception de la lumière appliquée sur le substrat et présentant une constitution stratifiée dans laquelle une région (G) ( 103) de la couche, comprenant une matière amorphe contenant des atomes de germanium, et une région (S) ( 104) de la couche, qui présente une certaine photoconductivité et qui comprend une matière amorphe contenant des atomes de silicium, sont appliquées l'une à 10 la suite de l'autre à partir du côté du substrat, ladite couche de réception de la lumière comportant une région
( 0) contenant des atomes d'oxygène dont le profil de profondeur, dans ladite région (O), augmente régulièrement et en continu vers la surface extrême supérieure de la couche de 15 réception de la lumière.
2 Elément photoconducteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que des atomes d'hydrogène sont contenus dans au moins l'une des régions (G) et (S) de la couche. 3 Elément photoconducteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que des atomes d'halogène sont contenus dans au moins l'une des régions (G) et (S) de la couche. 4 Elément photoconducteur selon la revendica25 tion 1, caractérisé en ce que des atomes de germanium sont
répartis non uniformément dans la région (G) de la couche.
Elément photoconducteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que des atomes de germanium sont
répartis uniformément dans la région (G) de la couche.
6 Elément photoconducteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une substance (C), destinée à déterminer la conductivité, est contenue dans la couche de
réception de la lumière.
7 Elément photoconducteur selon la revendica35 tion 6, caractérisé en ce que la substance (C) déterminant la conductivité est un atome appartenant au groupe III du
tableau périodique.
8 Elément photoconducteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que la substance (C) déterminant la conductivité est un atome appartenant au groupe V du tableau périodique. 9 Elément photoconducteur selon la revendication 1, caractérisé-en ce que la région (G) de la couche
contient des atomes de silicium.
Elément photoconducteur selon la revendica10 tion 9, caractérisé en ce que la quantité d'atomes de germanium contenus dans la région (G) de la couche est de 1 à 1 x 106 ppm, sur la base de la somme des atomes de
germanium et des atomes de silicium.
11 Elément photoconducteur selon la revendica15 tion 1, caractérisé en ce que la région (G) de la couche
présente une épaisseur de 3 nanomètres à 50 micromètres.
12 Elément photoconducteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la région (S) de la couche
présente une épaisseur de 0,5 à 90 lm.
13 Elément photoconducteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'épaisseur TB de la région (G) de la couche et l'épaisseur T de la région(S)de la
couche satisfont la relation TB/T < 1.
14 Elément photoconducteur selon la revendica25 tion 3, caractérisé en ce que les atomes d'halogène sont
choisis parmi le fluor, le chlore, le brome et l'iode.
Elément photoconducteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la teneur en atomes d'oxygène
de la région (O) de la couche est comprise entre 0,001 et 30 50 %.
16 Elément photoconducteur selon la revendication 15, caractérisé en ce que la limite supérieure de la teneur en atomes d'oxygène de la région (O) est de 30 % lorsque l'épaisseur TO de la région (O) de la couche constitue les 2/5 ou plus de l'épaisseur T de la couche
de réception de la lumière.
17 Elément photoconducteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la région (G) de la couche
contient 0,01 à 40 % d'atomes d'hydrogène.
18 Elément photoconducteur selon la revendica5 tion 1, caractérisé en ce que la région (G) de la couche
contient 0,01 à 40 % d'atomes d'halogène.
19 Elément photoconducteur tion 1, caractérisé en ce que la région contient, au total, 0,01 à 40 % d'atomes 10 d'atomes d'halogène.
Elément photoconducteur tion 1, caractérisé en ce que la région
contient 1 à 40 % d'atomes d'hydrogène.
21 Elément photoconducteur 15 tion 1, caractérisé en ce que la région
contient 1 à 40 % d'atomes d'halogène.
22 Elément photoconducteur tion 1, caractérisé en ce que la région selon la revendica(G) de la couche d'hydrogène et selon la revendica(S) de la couche selon la revendica(S) de la couche selon la revendica(S) de la couche
contient, au total, 1 à 40 % d'atomes d'hydrogène et 20 d'atomes d'halogène.
23 Elément photoconducteur selon la revendication 7, caractérisé en ce que les atomes d'halogène appartenant au groupe III du tableau périodique sont choisis
parmi B, Al, Ga, In et Tl.
24 Elément photoconducteur selon la revendication 8, caractérisé en ce que les atomes appartenant au groupe V du tableau périodique sont choisis parmi P, As,
Sb et Bi.
Elément photoconducteur selon la revendica30 tion 1, caractérisé en ce que la couche de réception de la lumière comporte une région (PN) contenant une substance (C) destinée à déterminer la conductivité sur le côté du substrat. 26 Elément photoconducteur selon la revendica35 tion 25, caractérisé en ce que la teneur de la substance (C) déterminant la conductivité et contenue dans la région (PN) de la couche est comprise entre 0,01 et 5 x 104 ppm,
en valeur atomique.
27 Elément photoconducteur selon la revendication 25, caractérisé en ce que la région (PN) de la couche contient 30 ppm ou plus, en valeur atomique, de la substance
(C) destinée à déterminer la conductivité.
28 Elément photoconducteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche de réception de la
lumière comprend une couche d'appauvrissement.
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Non-Patent Citations (2)
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|---|
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Also Published As
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|---|---|
| GB2147713B (en) | 1987-01-28 |
| DE3430913C2 (fr) | 1988-12-01 |
| FR2551266B1 (fr) | 1991-03-15 |
| GB2147713A (en) | 1985-05-15 |
| DE3430913A1 (de) | 1985-03-21 |
| JPS6045257A (ja) | 1985-03-11 |
| US4571370A (en) | 1986-02-18 |
| JPH0217023B2 (fr) | 1990-04-19 |
| GB8420727D0 (en) | 1984-09-19 |
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